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Chapitre VI
Ponts en Béton Armé et en Béton PrécontraintIntroduction
x Ponts à poutres sous chaussée en B.A x Ponts-dalles en B.A et B.P. x Portiques en B.A. x Cadres en B.A. x Ponts à poutres sous chaussée en B.P. x Ponts en B.P. construits en encorbellement x Ponts en arc x Ponts à béquilles x Ponts poussés en B.P. x Calcul de l x Conclusion CHAPITRE 6: PONTS EN BETON ARME ET EN BETON PRECONTRAINTCHAPITRE 6
PONTS EN BETON ARME
ET EN BETON PRECONTRAINT
1 INTRODUCTION
formes diversifiées dans la construction des ponts. Dans ce chapitre on va décrire les différents ouvrages construits en béton armé et en béton
précontraint, on terminera par une étude de l.A. 1-1 Avantages : - Formes très variées à cause de la maniabilité du béton.
- Moins chers que les ponts métalliques. - Moins sensibles aux effets atmosphériques, leur entretien est moins coûteux. - Ils possèdent des formes esthétiques.1-2 Inconvénients : - Plus lourds que les ponts métalliques portée limitée, fondation coûteuse, efforts
sismiques importants. - Le béton ne résiste pas à la traction ferraillage passif : barres en acier, ferraillage actif :
câbles précontraints. - Les qualités mécaniques du béton ne sont acquises qu utilisation des
éléments préfabriqués.
- La réparation des parties endommagées du béton est difficile.2 PONT A POUTRES SOUS CHAUSSEE EN BETON ARME (PSI BA)
Il est utilisé pour une portée déterminante10 Lp 25 m (1)
2-1 Les poutres
La hauteur H de la poutre doit vérifier le rapport d1 H 1 (2)
17 Lp 15
Leur débord 0.5 0.6 m
D (3)Fig. 1 Schéma d
1 CHAPITRE 6: PONTS EN BETON ARME ET EN BETON PRECONTRAINTSolidaire à la les
dimensions b est la largeur de la table. h est lépaisseur de la table.H est la hauteur totale de la poutre
Fig. 2 modélisation de la poutre en une section en T. La largeur b de la table doit vérifier la relation a b b d b 0 inf 0 (4) 2 2 6 hOù (a) est défini dans la figure 2, on remarque que (a) diminue progressivement au niveau des appuis.
(d) est l de 2 poutres consécutives. Le nombre minimal de poutres dépend de la largeur totale L du tablier.
L Lr 2T (5)
Où Lr est la largeur roulable.
T est la largeur du trottoir.
Fig. 3 Coupe transversale d.
2 CHAPITRE 6: PONTS EN BETON ARME ET EN BETON PRECONTRAINTL = Lr+2T < 6m
(6÷9) m (9÷11)m (11÷14)mNbre de poutres 2 3 4 5
Tab. 1 Nombre minimal de poutres en fonction de la largeur du tablier.Lisseur h de là la largeur b de la table. On a
16 h 25 cm (6)
Le débordement latéral b
b' H (7) 2 LH b H (8)
5 0 2Dans les ponts de portée variant entre 10 et 15 m, les poutres peuvent garder leur section
poutre sera allégée en travée, elle aura une section en I économique mais rigide vis-à-vis le moment
fléchissant. En appuis la poutre gardera sa section rectangulaire pour mieux résister à l
tranchant (fig. 4). Fig. 4 Pont à poutres sous chaussée de section variable. 3 CHAPITRE 6: PONTS EN BETON ARME ET EN BETON PRECONTRAINT La forme en I de la section médiane permet dgéométrique satisfaisant. Ce rendement est donné par la relation. I (9) B v v'Où I est moment d
B est son aire. v et vfibre supérieure et inférieure au centre de gravité de la section. Sachant que le rayon de giration de la section i I (10) BLe rendement peut donc s
i² (11) v v'40 %, par contre celui dion rectangulaire est de 33 %. La valeur
idéale du rendement est égale à 1 pour une section symétrique dont toute la matière serait concentrée au droit des fibres extrêmes. b0 a 2 b0(12) 2 3 Elle doit faciliter le passage de lD (13) Fig. 5 Caractéristiques dsection en I La hauteur h
différentes nappes des aciers longitudinaux.30 h' 40 cm (14)
LĮdu gousset doit assurer un bon bétonnage
45 arctg 3 / 2 56(15)
Exercice 1
Calculer le rendement géométrique d I
de dimensions :H = 1.8 m
a = 0.3 mTalon supérieur : b0 = 0.48 m
h Į = 45°Talon inférieur : b0 = 0.62 m
h6 m Į56° = arctg (3/2) Fig. 6 Ferraillage d section en I 4 a 30 35cm CHAPITRE 6: PONTS EN BETON ARME ET EN BETON PRECONTRAINTSolution La position du centre de gravité est
ni Bi yi yG i1 5 ni Bi5 i1 Où ni est le nombre de sections identiques numéro i.Bi est l
yi est l dans le repère (oxy).D-dessous :
v' yG 0.827 m v H v' 1.80 0.827 v 0.973 mLa section B 0.7557 m²
IG i Ii Bi yi yG 2
5 I G x n iIG i i1 a b c d e f g h i N° de Bi Nombre ni x Bi yi ni x Bi x yi Ii Bi x (yi - yG)² IGi = (f+g) ni x IGi Section (cm²) (ni) (cm²) (cm) (cm3) (cm4) (cm4) (cm4) (cm4)1 1440.00 1 1440.00 165.00 237600.00 108000.00 9763730.69 9871730.69 9871730.694
2 40.5 2 81.00 147.00 11907.00 182.25 167670.84 167853.09 335706.1832
3 3420 1 3420.00 93.00 318060.00 3703860 365863.08 4069723.08 4069723.082
4 192 2 384.00 44.00 16896.00 6144 286917.92 293061.92 586123.8416
5 2232 1 2232.00 18.00 40176.00 241056 9330939.66 9571995.66 9571995.66 B
(cm²)= 7557.00 624639.00 IGx (cm4) = 24435279.46 yG (cm) =82,657
Soit I G x 0.2444 m4
Le rendement :
I G xB v v'
0.2444
0.4019
0.7557 0.9730.827
Soit : 40.19 %
5 CHAPITRE 6: PONTS EN BETON ARME ET EN BETON PRECONTRAINT Caractéristiques géométriques de quelques sections : Fig. 7 Caractéristiques géométriques des sections les plus connues2-2 Les entretoises Ce sont des poutres transversales en B.A en appui ou en travée, elles assurent une meilleure
répartition des charges entre les poutres principales dans le sens transversal. Au niveau de l l; elle sert de support du tablier contre les vérins au moment 6 CHAPITRE 6: PONTS EN BETON ARME ET EN BETON PRECONTRAINTtable b est calculée à partir de la relation 4. Sachant que sa portée L1 est égale à lB des
poutres de rive.2-3 L·ORXUGLV Il est calculé comme une dalle appuyée sur les poutres principales et éventuellement sur les
entretoises intermédiaires. L ra vérifié à la flexion simple et au poinçonnement du à
3 LES PONTS-DALLES EN B.A ET B.P
Ils appartiennent à la nouvelle génération dles ponts à poutres sous chaussée surtout dans les passages supérieurs et inférieurs (PSI). Avantages : - Economie considérable du coffrage. - Exécution aisée ne nécessitant pas une main dqualifiée.- Facilité du ferraillage demandant peu de façonnage. - La dalle est beaucoup plus mince que les poutres, cela va économiser le volume de remblai
d - Les ponts-dalles snt mieux que les ponts à poutres sous chaussée dans le cas d ouvrage courbe ou à fort biais. - Lponts-dalles.Inconvénients :
- Utilisation importante des cintres. - La dalle consomme plus de béton q d3-1 Les ponts-dalles en béton armé (PSI-DA)
Ils sont utilisés pour une portée déterminante7 Lp 15 m (16)
Exceptionnellement, leur portée peut atteindre les 18m. Lp.Travée indépendante : h 1
Lp 20 Tablier à 2 travées : h 1 (17) Lp 26Tablier à 3 travées et plus : h 1
L p 28dans la figure 9. 7 CHAPITRE 6: PONTS EN BETON ARME ET EN BETON PRECONTRAINT
Fig. 8 Pont-dalle sur voie expresse
Fig. 9 Schéma de principe du ferraillage d-dalle. 8 CHAPITRE 6: PONTS EN BETON ARME ET EN BETON PRECONTRAINT3-2 Les ponts-dalles en béton précontraint (PSI -DP)
Pour des portées supérieures à 15m, la dalle précontrainte vient remplacer la dalle armée.
a- Dalle pleine en B.P Son épaisseur est constante, sa portée appartient à l15 Lp 23 m (18) Dans le cas exceptionnel, la portée peut atteindre 30m. L
rapport dTravée indépendante : h 1
L 25
pTablier à 2 travées :
h 1L 28
Tablier à 3 travées et
p plus : (19)Travée centrale : h 1
L p 33Travée de rive : h 1
L p 38Fig. 10 Disposition du câblage d à 3 travées
b- Dalle précontrainte à encorbellement La section de la dalle est réduite au niveau des encorbellements, cela va alléger le poids propre de la
15 Lp 30 m (20)
Fig. 11 Exemple de dalle avec encorbellements latéraux. 9 CHAPITRE 6: PONTS EN BETON ARME ET EN BETON PRECONTRAINTLe prédimensionnement de ce type ds doit respecter les conditions suivantes : - La largeur de la nervure (intrados) doit être supérieure à la moitié de la largeur totale de
l - La largeur maximale de lser 1/5 de la portée déterminanteLp de l - La dalle rectangulaire équivalente, càd la dalle de même inertie que la dalle réelle doit couvrir
entièrement la largeur chargeable.Travée indépendante : h 1
Lp 22Tablier à 2 travées : h 1 (21)
Lp 25Tablier à 3 travées et plus : h 1
L p 28 cela permettra de réduire sensiblement le poids propre sans pour autant modifier l section (le rendement de la section va augmenter). Ce type de dalles peut avoir des portées plus grandes.Hauteur cons tan te :15 Lp 25 m
Hauteur var iable : 15 Lp 35 m (22)
au voisin age des appuis int ermédiaires Ce type d-formes autoroutières sans appui sur le terre-plein central afin de dégager la perspective de ces plates formes.Lp selon le tableau 2.
2 travées 3 travées ou plus
1 travée Epaisseur Epaisseur variable Epaisseur Epaisseur variable constante constante
Sur appui En travée Sur appui En travée
1/22 1/25 1/20 1/30 1/30 1/24 1/42
Tab. 2 Elancements h/Lp recommandés pour une dalle élégie en béton précontraint. La figure 12 donne un exemple de dalle élégie dappuis intermédiaires. 10 CHAPITRE 6: PONTS EN BETON ARME ET EN BETON PRECONTRAINT Fig. 12 Exemple de dalle précontrainte élégie.Les trous de la dalle peuvent avoir soit une forme circulaire soit heptagonale irrégulière, cette
dernière présente la meilleur solution puisque son coffrage heptagonal résiste aux poussées du béton
frais mieux que le coffrage circulaire (voir la coupe transversale de la figure 12).d- Dalle précontrainte nervurée (PSI-DN) Son principal objectif est de diminuer le poids propre par rapport à la dalle de section constante au
d20 Lp 50 m (23)
11 CHAPITRE 6: PONTS EN BETON ARME ET EN BETON PRECONTRAINT Le nombre de nervures dépend de la largeur l du tablier (tab. 3). La dalle précontrainte à l(m) n 1 2 3 Tab. 3 Le nombre de nervures n en fonction de la largeur l du tablier. En notant la largeur dln , son épaisseur par h, on peut distinguer 2 types de nervures: - Nervures larges : 1 h 2 .5 ln 3
- Nervures étroites : 2 h 2 . 3 lnDans lh 1.25 m et ln 3.50 m , il s Dans le cas de nervures étroites leur épaisseur h est constante, pour les nervures larges qui dépassent
35 m de portée la variation de leur épaisseur h est linéaire au niveau des appuis intermédiaires. Le
rapport dp de ce type d4.2 travées 3 travées ou plus
Type d 1 travée Epaisseur Epaisseur variable Epaisseur Epaisseur variable constante constanteSur appui En travée Sur appui En travée
Dalle à nervure - 1/25 1/20 1/30 1/30 1/24 1/42 large Dalle à nervure - 1/15 à - - 1/18 à 1/18 1/35étroite 1/20 1/22
Tab. 4 Elancements h/Lp recommandés pour une dalle nervurée en béton précontraint. 12 CHAPITRE 6: PONTS EN BETON ARME ET EN BETON PRECONTRAINT Fig. 13 Exemple de pont-dalle en béton précontraint à 2 nervures.4 LES PORTIQUES EN B.A (PIPO)
Ils sont utilisés pour une ouverture
10 L 18 m (24)
Dans ce type d
de la culée est appelé piédroit, il participe avec le tablier à la flexion dble, le piédroit repose
sur une semelle filante soit superficielle soit sur des pieux. D4 l traverse se calcule par la relation L40 0.1
h Sup (25) quotesdbs_dbs29.pdfusesText_35[PDF] pont-dalle en béton précontraint pdf
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