Top 6 types de ponts à longue portée
Cet article éclaire les six principaux types de ponts à longue portée. Les types sont les suivants: 1. Ponts en poutre à plaques continues 2. Ponts en tube en acier continu ou en caissons 3. Ponts en arc en acier 4. Ponts en treillis continus ou en porte-à-faux 5. Ponts à haubans 6. Ponts suspendus.
Type # 1. Ponts à poutres en plaques continues:
Ponts à poutres en plaques simplement soutenus. Les principes de base de la conception des ponts à poutres en plaques continues restant inchangés, l’effet de l’inversion des contraintes sur les supports en raison de la continuité de la structure doit être dûment pris en compte dans la conception.
De plus, en raison des portées plus longues et de la continuité du pont, il convient de prendre en compte les mouvements importants du pont lors de la conception des joints de dilatation et des paliers libres. Les caractéristiques principales d'un pont à poutres en plaques continues ayant une travée principale de 261 mètres et des travées latérales de 75 mètres sont indiquées ci-dessous. C'est le pont de la sava I à Belgrade, en Yougoslavie, construit en 1956 (Fig. 17.1).
Pont Sava I à Belgrade :
Le pont a une chaussée de 12, 0 mètres avec 3, 0 mètres de sentiers piétonniers de chaque côté. La profondeur de la poutre est de 4, 72 mètres à la culée, 4, 57 mètres au centre de la travée principale et 9, 76 mètres à la jetée. Le rapport portée / profondeur de la poutre varie de 57 à 27. Le tablier du pont est un tablier en acier orthotrope constitué d'une plaque de 10 mm à 18 mm d'épaisseur renforcée par des nervures espacées de 305 mm.
L'épaisseur de la plaque de bande est de 14 mm. Les raidisseurs à âme verticale sont placés à 9, 0 mètres centre à centre tandis que les raidisseurs à âme horizontale sont à 760 mm environ dans la zone de compression. La liste de certains ponts à poutres continues est présentée dans le tableau 17.1.
Les ponts tubulaires ou caissons sont appelés ainsi pour la forme des poutres qui est tubulaire ou section en caisson. La figure 17.2 montre différentes formes de ponts tubulaires ou en caissons.
La section rectangulaire simple représentée dans (Fig. 17.2a) a été adoptée pour le pont Europa au-dessus de Sill Valley, en Australie, tandis que la section rectangulaire double (Fig. 17.2b) a été adoptée pour le pont San Mateo-Hayward, aux États-Unis. Les sections caissonnées trapézoïdales à une seule partition, illustrées aux figures 17.2d et 17.2c, ont été utilisées pour les ponts Concordia Montréal et Wuppertal, en Allemagne, respectivement.
Les poutres-caissons possèdent une rigidité et une résistance à la torsion élevées par rapport aux sections transversales ouvertes telles que les poutres en tôle. Les caissons comportant une plaque inférieure reliant les brides inférieures ne nécessitent aucun échafaudage pour le maintien de l'espace interne, ceux-ci étant directement accessibles d'une extrémité à l'autre.
Les poutres de section ouverte ne présentent pas cet avantage et un échafaudage est requis pour le maintien de l'espace interne.
Brèves indications d'un pont en caisson, à savoir. Le pont de San Mateo-Hay, aux États-Unis, est indiqué ci-dessous:
Pont San Mateo-Hayward, États-Unis :
Le pont a été construit en 1967. La configuration de la travée et la coupe transversale du pont sont illustrées à la Fig. 17.3. Le pont a un tablier en acier orthotrope. La profondeur de la poutre au centre de la travée principale est de 4, 57 mètres et à la jetée de 9, 15 mètres, ce qui donne un rapport portée / profondeur de 50 à 25.
La liste de quelques ponts en caissons est donnée dans le tableau 17.2:
Type # 3. Ponts en arc en acier:
Le développement de l'acier de construction à haute résistance a permis de construire des ponts en arc de plus grandes portées similaires à d'autres ponts en acier. Les ponts en arc en acier sont classés en fonction de la disposition du tablier ou du système structural en ponts en arc. Les ponts en arc en acier peuvent cependant avoir des nervures pleines ou des nervures en treillis, tandis que les ponts en arc en béton ne comportent que des nervures solides.
L'utilisation des ponts en arc en acier sur les ponts à poutres présente les mêmes avantages que les ponts en arc en béton. Les principes de base de la conception des ponts en arc en acier sont également les mêmes que ceux des ponts en arc en béton. Cependant, les considérations de conception telles que le retrait des arcs en arc, le fluage, etc. ne se produiront pas dans les ponts en arc en acier comme dans les ponts en béton.
Les caractéristiques principales de deux ponts en arc en acier sont indiquées ci-dessous:
je. Pont arc-en-ciel:
Le pont est situé de l'autre côté de la rivière Niagara entre le Canada et les États-Unis d'Amérique, l'année de construction ayant été 1941.
La portée et la montée du pont sont illustrées à la Fig. 17.4:
La voûte est de type plate-forme avec le tympan ouvert avec la nervure de la voûte fixée au point de rupture. La nervure de l'arc se compose de deux boîtes en acier riveté numérotées de 3, 66 mètres de profondeur sur 0, 91 mètre de largeur. Ces boîtes sont placées à une distance de 17, 12 mètres centre à centre.
Le tablier du pont comporte une chaussée à double chaussée de 6, 71 mètres, séparées par une médiane de 1, 2 mètre, un trottoir de 3, 0 mètres d'un côté et une bordure de sécurité de 225 mm de l'autre.
ii. Pont de Port Mann:
Ce pont est situé près de Vancouver, au Canada, de l’autre côté du fleuve Fraser. La disposition en travée du pont est illustrée à la Fig. 17.5. L'arc est un type spécial d'arc attaché ayant l'avantage des arcs classiques et attachés.
L'arc est de type semi-traversant, ce qui réduit les hauteurs des bretelles et des colonnes de tympans. La chaussée du tablier du pont a une largeur de 16, 56 mètres et un trottoir large de 1, 2 mètre de chaque côté. La liste de quelques autres ponts en arc est donnée dans le tableau 17.3.
Type # 4. Ponts en treillis continus ou en porte-à-faux:
Types de ponts en treillis simplement supportés. Ces types sont également utilisés pour les ponts en treillis continus et en porte-à-faux. Les principes de base de l'évaluation des forces dans les membres de la ferme. Cependant, du fait de la présence de plus de membres et de la continuité, le travail devient complexe et prend beaucoup de temps.
Pour des portées plus grandes lorsque les panneaux ont une longueur supérieure, ils sont subdivisés pour donner un support adéquat au pont. La ferme Warren représentée à la Fig. 14.6a, lorsqu'elle est utilisée pour de plus grandes portées ', peut être modifiée en fournissant des verticales, comme indiqué à la Fig. 14.6b, dans le but susmentionné.
Le Pettit est une modification de N ou de Pratt Truss avec subdivision des panneaux (Fig. 17.6). Le treillis K a été utilisé dans le pont Howrah, qui est un pont en porte-à-faux (Fig. 17.8).
Les caractéristiques principales de deux ponts en treillis d'acier de grande portée, l'un de type continu et l'autre de type en porte-à-faux, sont décrites ci-dessous:
je. Pont sur la rivière Fulda:
Ce pont a été construit sur la rivière Fulda, en Allemagne de l’Ouest. La disposition des portées est illustrée à la Fig. 17.7. Les ponts de Warren du pont sont continus sur 7 travées illustrées à la Fig. 17.7. Un pont en acier orthotropique intégré à la membrure supérieure a été prévu dans le pont.
Les fermes ont une profondeur uniforme de 6, 0 mètres pour toutes les travées, ce qui donne un rapport portée / profondeur de 23, 8 pour une portée plus grande. Le pont a une chaussée de 9, 0 mètres avec 1, 75 m de trottoir de l'autre côté, comme indiqué à la Fig. 17.7.
ii. Pont Howrah:
Ce pont a été construit en 1943 au-dessus de la rivière Hooghly à Calcutta. La disposition des portées est illustrée à la Fig. 17.8. Le pont comporte deux travées d'ancrage d'extrémité (qui sont ancrées aux supports d'extrémité) et une travée principale composée de deux porte-à-faux et d'une travée suspendue.
La ferme de pont est une ferme en K ayant des panneaux divisés pour supporter le pont, qui est suspendue par des suspensions aux joints des panneaux. Le pont est soutenu par des longerons longitudinaux reposant sur des traverses qui sont fixées aux bretelles. La section transversale du pont est illustrée à la Fig. 17.8b.
Le tableau 17.4 montre quelques ponts à poutres en treillis en acier plus continus ou en porte à faux:
Type # 5. Ponts à haubans:
Les ponts à haubans dans leur forme actuelle ont été construits en Europe, spécialement en Allemagne de l’Ouest après la Seconde Guerre mondiale, au moment où la nécessité de reconstruire un certain nombre de ponts a été ressentie de manière urgente.
Les ponts à haubans conviennent à une portée allant de 200 à 500 mètres qui ne peuvent pas être recouverts par des ponts à poutres, ni à la portée économique des ponts suspendus renforcés. En outre, comme dans le cas des ponts suspendus renforcés, la construction de ponts à haubans ne nécessite aucune étape ni aucun faux travail.
La différence fondamentale entre un pont à haubans et un pont suspendu réside dans le fait que tous les câbles du tablier d’un pont à haubans sont reliés à la tour principale par des câbles tendus et inclinés mais droits, les deux câbles principaux de la tour de un pont suspendu forme une caténaire à partir de laquelle les suspensions sont suspendues et le système de tablier fixé à ces suspensions (Fig. 17.9).
Les câbles tendus inclinés d'un pont à haubans sont relativement rigides par rapport aux câbles d'un pont suspendu, relativement souples, pour lesquels les câbles d'un pont à haubans servent de supports élastiques intermédiaires en plus du support de culée ou de tour.
Ce n'est pas le cas dans le cas de câbles pour ponts suspendus et en raison de la flexibilité des câbles principaux, l'action de support est très faible: la présence de supports élastiques intermédiaires dans un pont à haubans réduit la déflexion du tablier du pont ainsi que la profondeur des poutres de pont.
Dans les ponts à haubans, les câbles sont en tension et les tours, ainsi que le tablier, en compression. Grâce à ce système structurel, les ponts à haubans offrent une grande résistance à l’instabilité aérodynamique. L’instabilité dynamique n’a donc pas posé de problème pour les ponts à haubans.
Cet aspect est très prédominant dans les ponts suspendus et nul dans les ponts à poutres. Par conséquent, les ponts à haubans occupent une position intermédiaire entre les ponts à poutres et les ponts suspendus en ce qui concerne l'instabilité aérodynamique.
Les composantes horizontales des efforts des câbles des travées principale et latérale s'équilibrent, tandis que les composantes verticales supportent les charges verticales (DL + LL) des tabliers de pont (Fig. 17.10).
Ces composantes horizontales des forces du câble produisent une sorte d'effet de précontrainte dans le tablier, qu'il s'agisse d'un tablier en acier orthotrope ou d'un tablier composite en béton armé, et augmentent donc la capacité de charge du tablier.
Sur la figure 17.10, AB est la tour et DB, BE sont des câbles à travée latérale et à travée principale, respectivement. DA et AE sont les tabliers latéral et principal. En B, les composantes horizontales des forces du câble C 1 et C 2 s'équilibrent, c'est-à-dire C 1 cosθ 1 = C 2 cos θ 2 .
De même en A, la force horizontale dans le tablier due aux composantes horizontales du câble, les forces C 1 et C 2 sont C 1 cos9i et C 2 cos θ 2 qui s'équilibrent également. Cette force horizontale dans le tablier produit l’effet de précontrainte.
Les composantes verticales des efforts du câble en D et E équilibrent les charges du tablier, c'est-à-dire que C 1 sin θ 1 = W 1 et C 2 sin θ 2 = W 2 + W 3 . Si C 1 sin θ 1 est supérieur à la charge du pont W 1, alors l'extrémité D doit être ancrée de sorte que la force d'ancrage Fi soit donnée par C 1 sin θ 1 = (W 1 + F 1 ). La compression dans la tour AB = C 1 sin θ 1 + C2 sin θ 2 . Réaction à A = C 1 sin θ 1 + C 2 sin θ 2 + W 1 + W 2 (W 1 & W 2 sont des réactions de la plage DA et AE respectivement).
Le tablier en acier orthotrope avec sa plaque raidie ou le tablier composite en béton armé sert non seulement de rebord supérieur des poutres principales et transversales, mais également de poutre horizontale contre les forces du vent, offrant ainsi une plus grande rigidité latérale que les contreventements utilisés dans les anciens ponts. Les tours principales utilisées dans les ponts à haubans peuvent être une tour unique, un bâti en A, des tours jumelles ou un portail, comme illustré à la Fig. 17.11.
Les poutres de pont peuvent être constituées de poutres en tôle à rebord supérieur en acier orthotrope et à rebord inférieur encastré. Ces ponts possèdent une résistance à la torsion moindre et de ce fait, les caissons sont généralement utilisés comme poutres de pont. Les sections en caisson peuvent être simples ou doubles et, encore une fois, peuvent être rectangulaires ou trapézoïdales, comme indiqué sur la figure 17.12.
Ces sections sont mieux adaptées pour résister aux moments de torsion causés par des charges vives excentriques ou des forces du vent.
La disposition des câbles de la tour principale au pont varie. Dans le type "ventilateur", les câbles proviennent du même point de la tour, comme indiqué à la fig. 17.13a. Les autres types sont du type "harpe" ou du type "harpe modifiée", comme illustré aux figures 17.13b ou 1743c. Dans les deux types de harpe, seules les paires de câbles proviennent du même point de la tour et, de ce fait, il existe peu de points d'origine pour les câbles.
La différence entre le type de harpe et le type de harpe modifié est que, dans le premier cas, les câbles sont tous parallèles et ont la même inclinaison, mais dans le dernier cas, les inclinaisons du câble sont différentes de celles du type à ventilateur. Les pentes du câble varient de tanϴ = 0, 30 à 0, 50.
Plusieurs câbles sont préférables au lieu de câbles simples ou doubles, car dans le dernier cas, les efforts des câbles sont répartis en un certain nombre de points du pont au lieu d'un ou deux emplacements pour lesquels la profondeur du pont est réduite.
Principales caractéristiques de certains ponts à haubans du pont nord à Düsseldorf:
Ce pont a été ouvert à la circulation en 1958. L’organisation des travées est illustrée à la Fig. 17.14. Des tours jumelles comme sur la figure 17.11b et deux plans de câbles ont été utilisés dans le pont. Le tablier est supporté par deux poutres en caissons principales de 3, 125 m de profondeur sur 1, 60 m de largeur sur lesquelles sont ancrés les câbles des tours. L'espacement des poutres-caissons est de 9, 10 m.
Le tablier en acier orthotrope avec une plaque de 14 mm d'épaisseur renforcée avec des angles de 200 x 99 x 10 mm à un espacement de 400 mm a été adopté. La chaussée pour le pont est de 15, 0 mètres avec une piste cyclable de 3, 53 m et un trottoir de 2, 23 m. Les câbles du milieu sont fixés aux tours, mais les câbles du haut et du bas sont placés sur des roulements à bascule, eux-mêmes fixés aux tours.
iii. Pont sur le Rhin près de Leverkusen, Allemagne de l'Ouest :
Ce pont a été achevé en 1965. Les tours et les câbles sont alignés avec le centre du tablier du pont, comme indiqué sur la figure 17.11a, et passent par la médiane large de 3, 67 m. On a utilisé un tablier en acier orthotropique d'une épaisseur de 61 mm portant des supports grossiers reposant sur une poutre en caisson à deux cellules. Des poutres transversales allongées soutiennent une partie du tablier du pont et du trottoir (Fig. 17.15b).
Le pont prévoit une chaussée à double chaussée de 13, 0 m de largeur, séparée par une médiane centrale de 3, 67 m de largeur et dotée d'un trottoir de 3, 22 m à l'extérieur de chaque chaussée. Les câbles inférieurs sont fixés aux tours, tandis que les câbles supérieurs sont placés sur un balancier au sommet de la tour.
iv. Pont de Maracaibo, sur le lac Maracaibo, Venezuela:
Ce pont à haubans achevé en 1962 a sept travées, à savoir. deux extrémités de 160 mètres et cinq longueurs intermédiaires de 235 mètres (Fig. 17.16). Le tablier et les poutres sont en béton précontraint. La partie en porte-à-faux est constituée d'une section en caisson à trois cellules (Fig. 17.16b), tandis que la travée suspendue comporte quatre poutres en T en béton précontraint ayant une profondeur variable de 1, 80 bouts de tapis et de 2, 51 m à mi-travée (Fig. 17.16c) .
Le pont a une voie à double chaussée de 7, 16 m avec un milieu central de 1, 22 m et deux sentiers de 0, 91 m (fig. 17.16b). L'épaisseur de la dalle de tablier pour l'ensemble du pont varie de 170 mm à 270 mm.
Deuxième pont Hooghly, Calcutta (en construction):
La disposition des travées du pont et la section transversale du tablier sont illustrées à la Fig. 17.17. Les câbles sont disposés en éventail, comme sur la figure 17.13a, le nombre total de câbles étant de 152. Le tablier du pont est un tablier composite constitué d'une dalle de tablier en béton armé reposant sur deux profilés en I assemblés en acier principal et un en central.
Le tableau 17.5 contient quelques informations supplémentaires sur certains ponts à haubans:
Type # 6. Ponts suspendus:
Les ponts suspendus sont économiques lorsque la portée dépasse 300 mètres, mais des ponts suspendus de moindre portée ont également été construits pour des raisons esthétiques et autres dans de nombreux pays. Pour des portées supérieures à 600 mètres, les ponts de suspension renforcés sont les seules solutions pour couvrir de telles portées plus grandes.
Les ponts suspendus se composent d'une travée principale et de deux travées latérales. Le rapport entre la travée latérale et la travée principale varie généralement de 0, 17 à 0, 50 (tableau 17.6). Deux groupes de câbles vont d'un bout à l'autre du pont en passant par deux tours. Les extrémités des câbles sont ancrées dans le sol. Le tablier du pont appuyé sur une ferme de renfort est suspendu aux câbles par des suspentes et porte donc le nom de «pont suspendu».
Un pont suspendu comprend les composants suivants (Fig. 17.18), à savoir:
a) les tours,
b) des câbles,
c) ancrages,
d) bretelles,
e) treillis de renfort,
f) Le tablier de pont constitué de poutres croisées, de longerons et de platelage proprement dit
f) Fondation.
Les câbles étant très flexibles, ils ne prennent aucun moment de flexion et sont soumis uniquement à des efforts de traction. Les charges de la ferme de renforcement sont portées par les bretelles qui, à leur tour, transfèrent la charge aux câbles.
Ces câbles soumis à des efforts de traction transmettent les charges aux tours considérées suffisamment flexibles et épinglées aux deux extrémités. Les fondations, séparées ou combinées, sont placées sous les tours pour permettre le transfert ultime des charges aux couches de sol situées en dessous.
Comme son nom l'indique, le treillis de rigidification rigidifie le pont et répartit les charges vives du tablier sur les câbles, sans quoi les câbles auraient été affaissés localement en raison de l'action de charges vives concentrées et auraient ainsi provoqué un changement angulaire local du système de tablier. .
Les fermes de renforcement sont articulées au niveau des tours et suspendues aux points nodaux à des suspensions qui sont généralement des câbles à haute résistance. Les suspensions verticales ont été utilisées dans de nombreux ponts, mais les suspensions en diagonale, comme dans la Fig. 17.25, ont l'avantage d'augmenter la stabilité aérodynamique du pont, ce qui est très important pour les ponts suspendus.
Les câbles doivent être des fils tréfilés à froid et non traités thermiquement, car ces derniers sont susceptibles de tomber en panne en raison de contraintes alternées, même à faibles charges. La structure fibreuse des fils tréfilés à froid résiste beaucoup mieux aux contraintes alternées que les fils traités thermiquement à grain fin.
Instabilité aérodynamique :
Le pont de Tacoma Narrows, d’une travée principale de 853 mètres, a été ouvert à la circulation le 1er juillet 1940, mais il a été gravement endommagé et tordu en raison de l’oscillation verticale et du moment de torsion provoqués par le vent soufflant à une vitesse de 67 Km / h.
L’enquête a révélé que le pont de Tacoma Narrows présentait un certain nombre de divergences par rapport aux pratiques conventionnelles afin d’avoir une conception qui paraissait beaucoup plus mince et donc moins chère. Par exemple, des poutres à plaques peu profondes ont été utilisées comme poutre de renforcement, le rapport portée / profondeur étant de 350 au lieu des valeurs normales de 100 à 200 (tableau 17.7), le rapport longueur / largeur étant de 72 au lieu de la valeur moyenne de 40.
Ces modifications ont rendu le tablier très flexible et l'ont soumis à des oscillations verticales sous les charges en mouvement. Le jour de la panne, un vent soufflant à une vitesse de 67 Km / h a créé une oscillation verticale combinée à un mouvement de torsion, qui a fini par tordre le tablier du pont.
Le vent exercé sur une structure provoque les forces suivantes en fonction de la forme, de la section transversale du tablier et de l'angle d'attaque:
1. Forces de levage et de traînée
2. Formation de vortex
3. Flutter.
Le flottement est l'oscillation du tablier du pont dans un mode comprenant à la fois des mouvements transversaux et des rotations en torsion; il peut se produire lorsque les fréquences propres des deux modes, pris séparément, sont égales à l'unité, N ϴ / N v ie - = 1, où N 8 = fréquence de torsion et N v = fréquence verticale. Par conséquent, le tablier de pont doit avoir des valeurs de N ϴ / N v nettement supérieures à l'unité.
Les fréquences propres et les modes de la structure complète doivent être estimés. Les fréquences les plus basses génèrent (a) des mouvements verticaux avec un mode au centre de la travée principale et (b) un mouvement de torsion avec un mode également au centre de la travée principale. Les fréquences naturelles de certains des ponts existants sont indiquées dans le tableau 17.6.
Arrangements structurels:
Les dispositions structurelles suivantes sont prises pour les ponts suspendus:
1. Le pataras chargé ou déchargé.
2. Pataras auto-ancré ou ancré extérieurement
3. Treillis de renforcement de divers types
4. Différents rapports entre le côté et la travée principale.
5. Différents rapports entre l’envergure et l’affaissement du câble.
6. Différents rapports entre l’étendue et la profondeur de la ferme de rigidification.
7. arrangement de la tour
8. Arrangement du cintre.
Câble Sag:
L'affaissement du câble aurait une influence considérable sur la conception du pont suspendu, car un affaissement réduit accroît la tension du câble, mais réduit la hauteur des tours et la longueur des suspentes. Par conséquent, lorsque le coût unitaire des tours et des suspensions est supérieur ou lorsque le coût unitaire des câbles est inférieur, un affaissement de câble plus petit peut être adopté et inversement.
Un affaissement réduit du câble augmente également la rigidité du câble ainsi que la rigidité totale de la structure, ce qui entraîne une fréquence propre plus élevée et une tendance moindre à l'instabilité aérodynamique.
Équation du câble de suspension:
Considérons un point P sur le câble ayant pour origine les coordonnées x et y avec B (figure 17.19). Le câble de suspension est en forme de parabole dont l’équation est donnée par,
L'équation 17.2 donne le pendage du câble depuis son support de tour à n'importe quelle distance x de B.
Tension dans le câble:
D'après la figure 17.20, réaction verticale sur la tour due à la charge w par unité de longueur = R B = R D = wL / 2 = R:
Le câble étant flexible, ne peut prendre aucun moment et, en tant que tel, le moment au milieu du câble est nul. Par conséquent, en prenant un moment des charges du côté gauche et des forces autour de C,
Câbles Back-Stay:
Le câble de suspension de la travée principale repose sur deux tours des deux côtés de la travée principale. Le câble de suspension, après avoir franchi le support inférieur, est généralement ancré dans une masse de béton d’un type de dispositif d’ancrage. Le câble de la travée latérale est appelé «câble d'ancrage» ou «câble de retenue».
Les deux dispositions suivantes sont prises pour faire passer les câbles sur les tours de la travée principale à la travée latérale:
1. Support de poulie de guidage
2. Support de rouleau.
Support de poulie de guidage pour câble de suspension:
Le câble principal est acheminé sur une poulie de guidage sans frottement fixée au sommet de la tour de support afin de former une portée latérale, puis ancrée. Sur la figure 17.21, a et θ sont les angles que font les câbles avec l'axe de la tour et T est la tension dans le câble. Puisque le câble passe sur une poulie sans frottement, T des deux côtés est identique.
Réaction verticale sur la tour due à la tension du câble,
R T = T cosα + T cosθ (17, 5)
Force horizontale au sommet de la tour,
T sinα - T sinθ = T (sinα - sinθ) (17.6)
Support de rouleau pour câble de suspension:
Dans cet agencement de câbles de support, le câble principal et le câble d'ancrage sont fixés à une selle qui s'appuie sur des rouleaux placés au sommet de la tour (Fig. 17.22).
La selle étant au repos, les composants horizontaux des câbles principal et d'ancrage doivent être identiques, c'est-à-dire
H = T, sinα = T 2 sinθ (17, 7)
Réaction verticale sur la tour due à la tension dans les câbles,
R T = T 1 cosα + T 2 cosθ (17, 8)
Exemple:
Un pont suspendu ayant une travée principale de 100 mètres a un affaissement de câble de 10 mètres. Calculez la tension maximale dans les câbles lorsque le pont supporte une charge de 50 KN par mètre de longueur. Trouvez également la réaction verticale sur la tour (a) si le câble passe sur une poulie sans friction et (b) si le câble passe sur une selle reposant sur des rouleaux.
Donné:
L = travée principale = 100 m
y. = affaissement du câble au centre = 10 m
w = UDL = 50 KN par m.
a = angle du câble d'ancrage = 60 °
Brève description de certains ponts suspendus existants du pont de Forth Road (Écosse):
La figure 17.23 montre l’élévation du pont. La travée principale comprend un tablier en tôle d'acier orthotrope avec une surface d'usure asphaltique de 38 mm d'épaisseur. Les travées latérales ont 222 mm. dalle de béton épaisse avec une surface d'usure de béton bitumineux de 38 mm d'épaisseur comme dans la travée principale. Le rapport de profondeur d'envergure de la ferme de raidissement est de 120. Le tableau 17.7 présente d'autres caractéristiques.
La figure 17.24 illustre l’élévation du pont. Le pont prévoit une chaussée à quatre voies sur 108 mm. grille en acier épais. Alors que les voies extérieures sont recouvertes de béton, la voie centrale à deux voies reste ouverte pour des raisons aérodynamiques. Le rapport portée / profondeur du treillis raidisseur dans le pont Mackinac est égal à 100. Quelques autres caractéristiques de l’arc de pont présentées dans le tableau 17.7.
ii. Pont Severn (Pays de Galles):
L’élévation du pont de severn est illustrée à la fig. 17.25. Le pont a un chemin à double chaussée de 9, 91 m chacun. Au lieu de rigidifier, une section en acier tubulaire ou caisson en caisson de type feuille aérodynamique a été utilisée dans le pont.
Le trafic est porté directement par un 11, 5 mm. épaisse plaque d'acier rigidifiée. La particularité de ce pont est non seulement la section tubulaire au lieu de renforcer les fermes, mais également les suspentes inclinées à la place des suspentes verticales. L'espacement des supports est de 18, 3 mètres et l'inclinaison du support par rapport à la verticale varie de 17, 5 degrés à 25 degrés.
Certaines caractéristiques supplémentaires sont présentées dans le tableau 17.7:
iii. Pont Verrazano Narrows (USA):
L’élévation du pont est illustrée à la fig. 17.26. Le pont a des ponts doubles avec une chaussée à 6 voies dans chaque pont. Dans chaque pont, il a été prévu une chaussée à deux voies à trois voies ayant une médiane centrale de 1, 22 m et une largeur de chaussée de 11, 28 m. Le rapport portée / profondeur du treillis de renforcement est de 177, 5 et le centre des câbles principaux de 31, 4 m. Le tableau 17.7 montre quelques autres caractéristiques du pont.
