Ponts continus: types, conception et avantages

Après avoir lu cet article, vous aborderez les sujets suivants: - 1. Introduction aux ponts continus 2. Types de ponts continus 3. Structures de répartition 4. Procédure de conception 5. Avantages 6. Inconvénients.

Introduction aux ponts continus:

Les ponts continus sont plus économiques mais manquent de simplicité dans la procédure de conception.

Ces structures ont l’avantage relatif que leurs conceptions sont simples et n’impliquent aucune analyse compliquée, mais le principal inconvénient est que ces structures sont généralement relativement coûteuses.

Les ponts continus, en revanche, sont plus économiques, mais l’inconvénient de ces types de ponts est leur manque de simplicité dans la procédure de conception. Ces structures sont statistiquement indéterminées et, par conséquent, l'analyse structurelle est très laborieuse, en particulier lorsqu'elle implique des charges en mouvement.

Types de ponts continus:

je. Ponts de dalles et de poutres en T:

Pour l'esquisse, la figure 4.3 peut être utilisée comme référence. Les ponts en dalle continue peuvent être adoptés pour des portées jusqu'à 25 m, les ponts continus avec une poutre en T peuvent être utilisés pour des portées supérieures à 20 m. mais en dessous de 40 m. Au-dessus de cette limite, des ponts en poutres en caisson peuvent convenir.

ii. Ponts en caissons:

Les superstructures de poutres-caissons qui s’avèrent généralement utiles pour les ponts de moyenne et grande envergure sont constituées de poutres longitudinales généralement au nombre de trois, avec des dalles de pont et de soffite en haut et en bas, bien que les poutres caisson à une seule cellule ne soient pas rares. Comme son nom l’indique, les poutres longitudinales et les poutres transversales le long, avec les dalles supérieure et inférieure forment la boîte.

L’avantage de ce type de superstructure est sa grande résistance à la torsion, ce qui contribue beaucoup à une meilleure répartition des charges vives excentriques sur les poutres. Contrairement aux ponts à poutres, la répartition de la charge vive devient plus uniforme dans les ponts à caissons.

Un autre avantage que l’on peut obtenir avec ce type de structure est qu’au lieu d’augmenter la profondeur de la section où le moment de résistance devient inférieur au moment de conception, la forme peut être augmentée si l’épaisseur de la dalle côté compression est augmentée de manière appropriée.

Pour tenir compte des moments variables dans les différentes sections, l’épaisseur de la dalle supérieure ou inférieure varie en fonction de la résistance du moment positif ou négatif.

La dalle de pont est conçue comme une dalle continue au-dessus des poutres longitudinales, semblable aux ponts de dalles et de poutres. L'épaisseur de la dalle de pont varie de 200 à 250 mm. en fonction de l'espacement des poutres longitudinales.

L'épaisseur de la dalle de soffite varie de 125 à 150 mm. Lorsqu'il n'a pas de fonction structurelle, il est nécessaire de l'augmenter jusqu'à 300 mm pour résister au moment négatif. près du support. L'épaisseur de l'âme des poutres longitudinales augmente progressivement vers les supports, où les contraintes de cisaillement sont généralement critiques.

Épaisseur de bande de presque 200 mm. au centre variant à 300 mm. au support est normalement jugé adéquat. La bande au niveau du support est élargie de manière appropriée pour recevoir les roulements, l’élargissement étant progressif avec une pente de 1 sur 4.

Les diaphragmes sont fournis dans le caisson en caisson pour le rendre plus rigide et faciliter la répartition uniforme de la charge vive entre les poutres. Pour un meilleur fonctionnement, leur espacement doit être compris entre 6 m. à 8 m. en fonction de la longueur de la portée.

Il est conseillé de prévoir au moins 5 diaphragmes dans chaque travée - deux aux appuis, deux au quart et un au milieu. Les ouvertures sont maintenues dans les diaphragmes pour faciliter le retrait du coffrage de l'intérieur des caisses (Fig. 11.5). Des trous d'homme appropriés peuvent également être conservés dans la dalle de soffite. Ceux-ci peuvent être recouverts de plaques d'égout en béton préfabriqué.

Environ 40% des armatures de traction longitudinales principales sont réparties uniformément sur la bride de tension, les 60% restants étant concentrés dans les âmes de plusieurs couches si nécessaire. Dans les ponts à poutres profondes, une très grande profondeur de l'âme sous la semelle supérieure près du support est soumise à une contrainte de traction.

Pour tenir compte de cette contrainte de traction, il est recommandé de prévoir environ 10% du renforcement longitudinal dans cette zone, à moins que des étriers inclinés ne soient utilisés pour la traction en diagonale.

Structures de répartition des ponts continus:

Des portées égales sont parfois adoptées pour diverses raisons, l'une d'elles étant une considération architecturale, mais pour une conception économique, les travées intermédiaires doivent être relativement plus longues que les travées d'extrémité.

En règle générale, les rapports suivants de portée intermédiaire à fin sont jugés satisfaisants:

Dans un pont continu, le moment d'inertie devrait suivre le moment nécessaire pour une conception équilibrée et économique. Ceci est réalisé en rendant le profil inférieur parabolique comme indiqué à la Fig. 10.1. Parfois, des lignes droites ou des courbes segmentaires sont fournies à proximité des supports pour obtenir la profondeur accrue requise du moment considéré.

Les courbes de soffite illustrées à la Fig. 10.1 sont constituées de deux paraboles dont le sommet est situé au centre de la travée. Pour les courbes de soffite symétriques,

r _A = r _B = r (par exemple)

où «r» est le rapport entre l’augmentation de la profondeur au niveau des supports et la profondeur au niveau de la ligne médiane de la portée.

Les valeurs suivantes de «r» ont été recommandées pour les ponts en dalles:

a) travée finale de 10 m ou moins,

r = 0 pour toutes les plages

b) Envergure finale entre 10 et 15 m,

i) r = 0 à 0, 4 pour l'envergure de l'extrémité extérieure

ii) r = 0, 4 au premier support intérieur

iii) r = 0.5 sur tous les autres supports

Les valeurs de r _Les ponts _A et r _a pour poutres peuvent être calculés à partir des formules suivantes:

Où I _A, I _B et I _c sont le moment d'inertie de la poutre en T à A, B et à mi-portée, respectivement.

Pour les ponts en poutres, les valeurs «r» mentionnées ci-dessous ont été recommandées:

(i) Extrémités extérieures, r = 0

(ii) Unité de 3 travées, r = 1, 3 au niveau des supports intermédiaires.

(iii) 4 unités de travée, r = 1, 5 au support central et 1, 3 au premier support intérieur.

Méthode d'analyse:

Les structures continues peuvent être analysées par diverses méthodes, mais la méthode la plus courante est la distribution du moment. Lorsque l'analyse est utilisée, l'analyse devient plus compliquée et, par conséquent, des tables et courbes de calcul ont été mises à disposition pour les structures avec différents types d'appuis tels que droites, segmentaires, paraboliques, etc., ainsi que pour diverses valeurs de r _A, r _B, etc. .

L'un de ces ouvrages de référence est «The Applications of Moment Distribution», publié par la Concrete Association of India, Bombay. Ces tableaux et courbes donnent les valeurs des moments extrêmes fixes, des facteurs de report, des facteurs de rigidité, etc. à partir desquels les moments nets sur les membres après la distribution finale peuvent être calculés.

Lignes d'influence:

La figure 10.2 montre quelques diagrammes de lignes d'influence à différentes sections pour un pont continu à trois travées égales ayant un moment d'inertie constant. Pour obtenir la réaction ou le moment en un point dû à une charge concentrée, W, il faut multiplier l'ordonnée du diagramme de ligne d'influence approprié par W. Pour une charge uniformément répartie w, réaction ou moment = (zone de la ligne d'influence appropriée diag.) x w.

Les diagrammes de lignes d’influence pour les moments, les cisaillements, les réactions, etc., pour les structures continues à moment d’inertie variable peuvent être dessinés de la même manière, les ordonnées des diagrammes de lignes d’influence étant déterminées en tenant compte des constantes de cadre appropriées pour les structures données.

Les moments, les cisaillements et les réactions de charge vive de conception à différentes sections sont calculés en plaçant les charges vives sur les diagrammes de lignes d’influence appropriés. Les charges doivent être placées de manière à produire un effet maximal dans la section considérée.

Procédure de conception des ponts continus:

1. Fixez les longueurs de portée dans l'unité et sélectionnez des sections approximatives à mi-portée et au niveau des supports.

2. Sélectionnez la courbe de soffite appropriée.

3. Établissez des moments de charge morte dans différentes sections.

Cela peut être fait comme suit:

i) Trouvez les moments d'extrémité fixes.

ii) Trouvez les facteurs de distribution et les facteurs de report pour l'unité.

iii) Distribuez les moments d'extrémité fixes par la méthode de distribution de moment. Cela donnera les moments élastiques. Ajoutez à cela le moment libre dû à la charge morte.

4. Dessinez des diagrammes de lignes d’influence pour les moments.

La procédure est la suivante:

i) Trouvez le FEM pour la charge unitaire sur n’importe quelle position.

ii) Distribuez le MEF et recherchez les moments élastiques après la correction pour le balancement si nécessaire.

iii) Ajouter le moment libre au moment élastique. Les moments ainsi obtenus dans une section particulière pour différentes positions de charge donneront les ordonnées du diagramme de ligne d'influence BM aux emplacements sur lesquels la charge unitaire est placée.

iv) Répétez les processus (i) à (iii) ci-dessus et obtenez les ordonnées du diagramme de lignes d'influence pour différentes sections.

5. Établissez des moments de chargement en direct dans différentes sections.

6. Combinez les moments de charge vive avec les moments de charge morte afin d'obtenir le maximum d'effet.

7. Vérifiez la contrainte du béton et calculez la surface de ferraillage requise.

8. Dessinez des diagrammes de lignes d’influence pour les cisailles comme précédemment pour différentes sections. Estimez à la fois la charge permanente et le cisaillement de la charge vive, vérifiez la contrainte de cisaillement au niveau des sections critiques et fournissez le renforcement de cisaillement nécessaire, le cas échéant.

9. Détaillez le renforcement des éléments de sorte que toutes les sections soient correctement adaptées aux moments critiques de flexion et aux forces de cisaillement.

Avantages des ponts continus:

Les avantages en faveur des ponts continus sont les suivants:

(i) Contrairement aux ponts simplement soutenus, ces structures ne nécessitent qu'une seule ligne de roulements au-dessus des piles, réduisant ainsi le nombre de roulements dans la superstructure ainsi que la largeur des piles.

(ii) En raison de la réduction de la largeur de la jetée, moins d'obstruction au flux et, par conséquent, une moindre érosion.

(iii) Nécessité de réduire le nombre de joints de dilatation, de sorte que le coût initial et le coût de maintenance deviennent moindres. La qualité de roulement sur le pont est ainsi améliorée.

(iv) Réduit la profondeur à mi-portée en raison de l'augmentation du dégagement vertical ou de la hauteur sous plafond. Cela peut réduire le niveau du tablier du pont, réduisant ainsi non seulement le coût des approches, mais également celui de la sous-structure en raison de la moindre hauteur des piliers et des culées, ce qui réduit encore le coût de la fondation.

(v) Meilleure apparence architecturale.