[PDF] Etude technique de construction dun pont en béton armé de 79ml

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MASTER EN INGENIERIE

Option : Génie Civil et Infrastructure

Présenté et soutenu publiquement le 23 Juin 2012 par :

RAMADINGUE GUIRBAYE

Travaux dirigés par :

Département de Génie Civil, UTER-ISM

Abderamane Adoum BICHARA, Ingénieur Génie Civil 2iE (2009-2010)

ETUDE TECHNIQUE DE CONSTRUCTION

ARME DE 79ML DE LONGUEUR POUR LE FRANCHISSEMENT DE

LA RIVIERE BAM-BAM A MONGO AU CENTRE DU TCHAD

Président : Dr Ismaïla GUEYE

Membre et correcteur : M. Abdou LAWANE

PROMOTION 2011-2012

M. Abdelhamit Mahamat BILAL

M. Abderamane Adoum BICHARA

Etude technique de

franchissement de la rivière Bam-Bam à Mongo au centre du Tchad Rédigé par RAMADINGUE GUIRBAYE /Promotion 2011-2012 / Juin 2012 Page i

REMERCIEMENTS

personnes physiques ou morales qui, de bout en bout, ont forgé sa réalisation. # Mes encadreurs, M. Ismaïla GUEYE et M. Abderamane Adoum BICHARA pour leur disponibilité, leurs orientations et leurs conseils ; accepté et facilité mon intégration. franchissement de la rivière Bam-Bam à Mongo au centre du Tchad Rédigé par RAMADINGUE GUIRBAYE /Promotion 2011-2012 / Juin 2012 Page ii

DEDICACES

Le fruit de ce travail, je le dédie très spécialement à : C Ma très chère mère, Neloum TOINGAR, la vie et la quête du savoir.

C Mon père, M. Guirbaye NGARADEDJI,

C M , malgré mes longues et répétées absences, ont toujours cru en moi;

C T re la famille au-delà des

frontières ;

C Tménagé

leur savoir et leurs connaissances. franchissement de la rivière Bam-Bam à Mongo au centre du Tchad Rédigé par RAMADINGUE GUIRBAYE /Promotion 2011-2012 / Juin 2012 Page iii

RESUME

de développement du secteur de transport

Tchad.

Cette étude a plus particulièrement comme objectif traverse le tronçon Bitkine-Mongo au centre du Tchad.

Ainsi, pour mener à bien cette tâche, on a débuté par des travaux et études préliminaires qui

ont essentiellement consisté à faire un recueil des données naturelles et fonctionnelles,

(pont de 79ml avec 5 travées isostatiques de 15,80m de portée),

bien sûr en accord avec les termes de référence, nous avons effectué une étude comparative

-économique, deux variantes de pont : béton précontraint a été choisie.

Enfin, après avoir effectué les études hydrologique et hydraulique classiques inhérentes au

ouvrage qui, au regard des

données géotechniques, est stabilisé à la base par des fondations profondes, à savoir des pieux

en béton armé de 15m environ de longueur ancrés dans le substratum rocheux.

Le coût total du projet a été estimé à 581 421K CFA et le délai prévisionnel de réalisation de

8 mois.

Mots clés : Pont à poutres, Béton armé, Surcharges, Stabilité, Economie. franchissement de la rivière Bam-Bam à Mongo au centre du Tchad Rédigé par RAMADINGUE GUIRBAYE /Promotion 2011-2012 / Juin 2012 Page iv

ABSTRACT

Since about ten years, the Government of Chad tries to improve the sector of the national road transportation. It is in this logic that the project of construction of a bridge that must permit to get round the Bam-Bam River that crosses the Bitkine-Mongo road, in the middle of Chad, has been created.

First, we started with the exploratory studies that consisted in collecting the natural and

functional data, necessary to our bridge conception. After conception we got a bridge of 79 meters of length, having 5 bays of 15,80 meters. Then, we made a technical and economic comparison between 2 variants of bridge: prestressed concrete and reinforced concrete. After analysis, we kept the bridge made with reinforced concrete because it is easy to be implemented. Finally, after hydrological and hydraulic studies, we calculated the bridge. Considering results of countries geotechnical, it will be consolidated by the deep foundations that are pickets in reinforced concrete of 15m of length anchored in the rocky layers. The total cost of the project has been estimated about 581 421K CFA and the delay of realization of the bridge is 8 months. Key words: Bridge of beams, Reinforced concrete, Overcharges, Stability, Economy. franchissement de la rivière Bam-Bam à Mongo au centre du Tchad Rédigé par RAMADINGUE GUIRBAYE /Promotion 2011-2012 / Juin 2012 Page v

LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS

BA : Béton Armé

BAEL : Béton Armé aux Etats Limites

CRT : Coefficient de Répartition Transversale

ELS : Etat Limite de Service

ELU : Etat Limite Ultime

PHE : Plus Hautes Eaux

PP73 : Document pilote du SETRA pour le calcul des appuis des ponts

PK : Point kilométrique

Q10 et Q100 : Débits de période de retour respectivement de 10 ans et 100 ans

Qp : Débit de projet

RDM : Résistance Des Matériaux

SETRA :

2IE : franchissement de la rivière Bam-Bam à Mongo au centre du Tchad Rédigé par RAMADINGUE GUIRBAYE /Promotion 2011-2012 / Juin 2012 Page vi

SOMMAIRE

REMERCIEMENTS ..................................................................................................................................... i

DEDICACES ................................................................................................................................................ii

RESUME ................................................................................................................................................... iii

ABSTRACT ................................................................................................................................................ iv

LISTE DES SIGLES ET ABREVIATIONS ......................................................................................................... v

LISTE DES TABLEAUX ............................................................................................................................... xi

LISTE DES FIGURES .................................................................................................................................. xii

PREMIERE PARTIE : INTRODUCTION GENERALE ..................................................................................... 1

CHAPITRE 1 : CONTEXTE ET OBJECTIFS DU PROJET ............................................................................. 1

1.1 CONTEXTE .................................................................................................................................. 1

1.2 OBJECTIFS .................................................................................................................................. 2

CHAPITRE 2 : METHODOLOGIE GLOBALE DE TRAVAIL ........................................................................ 2

DEUXIEME PARTIE ͗ SITUATION GEOGRAPHIYUE DE LA ZONE D'ETUDE ET DONNEES DE BASE DU

PROJET ..................................................................................................................................................... 3

CHAPITRE 1 : SITUATION GEOGRAPHIQUE.......................................................................................... 3

CHAPITRE 2 : DONNEES DE BASE DU PROJET ...................................................................................... 3

2.1 Données fonctionnelles ....................................................................................................... 3

2.1.3 Considérations relatives aux charges et surcharges .......................................................... 4

2.2 Données naturelles .............................................................................................................. 4

2.2.1 Climat et pluviométrie ........................................................................................................ 4

2.2.2 Topographie et géologie .................................................................................................... 4

2.2.3 Géotechnique ..................................................................................................................... 5

TROISIEME PARTIE : ETUDES HYDROLOGIQUE ET HYDRAULIQUE .......................................................... 6

CHAPITRE 1 : CALCUL HYDROLOGIQUE ............................................................................................... 6

1.1 Caractéristiques du bassin versant ...................................................................................... 6

1.2 Période de retour ................................................................................................................ 6

1.3 Calcul du débit de projet Q100 .............................................................................................. 6

CHAPITRE 2 : CALCUL HYDRAULIQUE .................................................................................................. 9

2.1 Détermination du niveau des Plus Hautes Eaux (PHE) .............................................................. 9

2.2 Evaluation du remous ................................................................................................................ 9

franchissement de la rivière Bam-Bam à Mongo au centre du Tchad Rédigé par RAMADINGUE GUIRBAYE /Promotion 2011-2012 / Juin 2012 Page vii

2.3 Calcul des affouillements .......................................................................................................... 9

2.3 DĠtermination du tirant d'air .................................................................................................. 10

2.4 Calage de l'ouǀrage ................................................................................................................. 10

QUATRIEME PARTIE : GENERALITES SUR LES PONTS ET ANALYSE DES VARIANTES ............................. 10

CHAPITRE 1 : GENERALITES SUR LES PONTS ..................................................................................... 10

1.1 Définition et terminologie ................................................................................................. 10

1.2 Analyse fonctionnelle ........................................................................................................ 11

1.2.1 La superstructure ............................................................................................................. 11

1.2.2 Les appareils d'appui ........................................................................................................ 11

1.2.3 L'infrastructure ................................................................................................................. 11

CHAPITRE 2 : ANALYSE DES VARIANTES ............................................................................................ 12

1.1 Variante n°1 : Pont en béton armé ................................................................................... 12

1.2 Variante n°2 : Pont en béton précontraint ........................................................................ 12

CINQUIEME PARTIE : ETUDE DE PREDIMENSIONNEMENT ................................................................... 13

CHAPITRE 1 : PREDIMENSIONNEMENT DE LA SUPERSTRUCTURE .................................................... 13

CHAPITRE 2 ͗ PREDIMENSIONNEMENT DE L'INFRASTRUCTURE ....................................................... 14

SIXIEME PARTIE : REFERENCES DE CALCUL, CARACTERISTIQUES DES MATERIAUX ET DESCRIPTION DES

SURCHARGES ......................................................................................................................................... 16

CHAPITRE 1 : REFERENCES DE CALCUL, CARACTERISTIQUES DES MATERIAUX ET HYPOTHESES ...... 16

1.1 Références et règlements de calcul ........................................................................................ 16

1.2 Caractéristiques des matériaux ............................................................................................... 16

1.3 Hypothğses sur l'enǀironnement ............................................................................................ 16

CHAPITRE 2 : DESCRIPTION DES SURCHARGES ET COMBINAISON DES ACTIONS ............................. 16

2.1 Description des surcharges ..................................................................................................... 16

2.2 Combinaison d'actions ............................................................................................................ 16

2.2.1 Notations générales ......................................................................................................... 16

2.2.2 Combinaisons d'actions .................................................................................................... 17

SEPTIEME PARTIE : DIMENSIONNEMENT STRUCTURAL ........................................................................ 18

CHAPITRE 1 : ETUDE DES POUTRES ................................................................................................... 18

2.1 Calcul des charges permanentes ............................................................................................. 18

2.2 Calcul des sollicitations ............................................................................................................ 19

2.2.1 Sollicitations induites par les charges permanentes ........................................................ 19

2.2.2 Sollicitations dues aux surcharges .................................................................................... 19

2.2 Calcul des Coefficients de Répartition Transversale (CRT) de GUYON-MASSONNET ............ 19

franchissement de la rivière Bam-Bam à Mongo au centre du Tchad Rédigé par RAMADINGUE GUIRBAYE /Promotion 2011-2012 / Juin 2012 Page viii

2.3 Calcul des armatures ......................................................................................................... 20

2.3.1 Calcul des sollicitations aux états limites ......................................................................... 20

2.3.1 Calcul des sections d'acier ................................................................................................ 21

CHAPITRE 2 : ETUDE DU HOURDIS .................................................................................................... 22

2.1 Calcul des sollicitations ............................................................................................................ 22

2.1 Calcul des sections d'acier ....................................................................................................... 22

2.3.1 Aux appuis ........................................................................................................................ 22

2.3.1 En travée ........................................................................................................................... 22

2.1 VĠrification ă l'ELS ................................................................................................................... 23

CHAPITRE 3 ͗ CALCUL DE L'ENTRETOISE ............................................................................................ 23

3.1 Calcul des sollicitations ............................................................................................................ 23

3.1.1 Sollicitations dues aux charges permanentes .................................................................. 23

3.1.2 Sollicitations dues aux surcharges .................................................................................... 23

3.1.3 Sollicitations dues au verinage ......................................................................................... 24

3.2 Calcul des armatures ............................................................................................................... 24

3.2.1 Armatures longitudinales As ............................................................................................ 24

3.2.2 Armatures de peau Apeau .................................................................................................. 25

3.2.3 Armatures transversales At ............................................................................................... 25

CHAPITRE 4 : ETUDE DES EQUIPEMENTS .......................................................................................... 26

4.1 Appareils d'appui ..................................................................................................................... 26

4.2 Joints de chaussée ................................................................................................................... 27

CHAPITRE 4 : ETUDE DES PILES .......................................................................................................... 27

4.1 Inventaire des charges............................................................................................................. 27

4.1.1 Charges permanentes ...................................................................................................... 27

4.1.2 Surcharges routières ........................................................................................................ 28

4.1.3 Charges d'edžploitation ...................................................................................................... 28

4.2 Combinaisons des charges ...................................................................................................... 28

4.3 Ferraillage des piles ................................................................................................................. 29

4.3.1 Ferraillage du chevêtre ..................................................................................................... 29

4.3.2 Ferraillage des fûts ........................................................................................................... 29

4.4 Etude des fondations des piles ................................................................................................ 30

4.4.1 Ferraillage des semelles sous piles ................................................................................... 31

4.4.2 Ferraillage des pieux sous piles ........................................................................................ 32

CHAPITRE 5 : ETUDE DES CULEES ...................................................................................................... 33

franchissement de la rivière Bam-Bam à Mongo au centre du Tchad Rédigé par RAMADINGUE GUIRBAYE /Promotion 2011-2012 / Juin 2012 Page ix

5.1 Prédimensionnement .............................................................................................................. 33

5.2 Efforts repris par les culées ..................................................................................................... 33

5.3 Ferraillage des culées .............................................................................................................. 34

5.2.1 Mur de garde-grève .......................................................................................................... 34

5.2.2 Corbeau d'appui ă la dalle de transition .......................................................................... 34

5.2.3 Dalle de transition ............................................................................................................ 34

5.2.4 Mur de retour ................................................................................................................... 34

5.2.5 Chevêtre ........................................................................................................................... 35

5.2.6 Fûts ................................................................................................................................... 37

5.2.6 Pieux ................................................................................................................................. 37

HUITIEME PARTIE ͗ ETUDE D'IMPACT SUR L'ENVIRONNEMENT ET EVALUATION DU DELAI DE

REALISATION DES TRAVAUX .................................................................................................................. 38

CHAPITRE 1 ͗ ETUDE D'IMPACT SUR L'ENVIRONNEMENT ................................................................ 38

CHAPITRE 2 : EVALUATION DU DELAI DE REALISATION DES TRAVAUX ............................................ 38

NEUVIEME PARTIE : ETUDE QUANTITATIVE ET ESTIMATIVE ET GESTION DE PROJET .......................... 39

CHAPITRE 1 : ETUDE QUANTITATIVE ET ESTIMATIVE........................................................................ 39

1.1 Etude quantitative ................................................................................................................... 39

1.2 Etude estimative ...................................................................................................................... 39

CHAPITRE 2 : GESTION DE PROJET .................................................................................................... 39

DIXIEME PARTIE : ASSAINISSEMENT ET ENTRETIEN DU PONT .............................................................. 40

CONCLUSION ......................................................................................................................................... 41

BIBLIOGRAPHIE ...................................................................................................................................... 42

ANNEXES ................................................................................................................................................ 44

ANNEXE 1 : CARTE DE SITUATION DE LA ZONE DU PROJET .............................................................. 45

ANNEXE 2 ͗ LOCALISATION DE L'OUVRAGE ....................................................................................... 46

ANNEXE 3 : CALCUL HYDROLOGIQUE ................................................................................................ 47

Annexe 4 : CALCUL HYDRAULIQUE .................................................................................................... 54

ANNEXE 5: PREDIMENSIONNEMENT ................................................................................................. 59

ANNEXE 6 : REFERENCES ET REGLEMENTS DE CALCUL, CARACTERISTIQUES DES MATERIAUX ET

HYPOTHESES ...................................................................................................................................... 62

ANNEXE 7: DESCRIPTION DES SURCHARGES ..................................................................................... 64

ANNEXE 8 : ETUDE DES POUTRES ...................................................................................................... 69

ANNEXE 9 : ETUDE DU HOURDIS ....................................................................................................... 97

ANNEXE 10 ͗ CALCUL DE L'ENTRETOISE .......................................................................................... 102

franchissement de la rivière Bam-Bam à Mongo au centre du Tchad Rédigé par RAMADINGUE GUIRBAYE /Promotion 2011-2012 / Juin 2012 Page x

ANNEXE 11 : ETUDE DES PILES ........................................................................................................ 111

ANNEXE 12 : ETUDE DES CULEES ..................................................................................................... 122

ANNEXE 13 : PLANNING PREVISIONNEL .......................................................................................... 134

ANNEXE 14 : ETUDE QUANTITATIVE ET ESTIMATIVE ...................................................................... 135

ANNEXE 15 : DONNEES GEOTECHNIQUES ....................................................................................... 138

ANNEXE 16 : PLAN GENERAL DU PONT ........................................................................................... 140

ANNEXE 17 ͗ DESSIN D'EyECUTION DES POUTRES .......................................................................... 141

ANNEXE 18 ͗ DESSIN D'EyECUTION DU HOURDIS ........................................................................... 142

ANNEXE 19 ͗ DESSIN D'EyECUTION DES PREDALLES ....................................................................... 143

ANNEXE 20 : DESSIN DE COFFRAGE DES PILES ................................................................................ 144

ANNEXE 21 ͗ DESSIN D'EyECUTION DE CHEVETRE DES PILES ......................................................... 145

ANNEXE 22 ͗ DESSIN D'EyECUTION DES SEMELLES SOUS PILES ..................................................... 146

ANNEXE 23 : DESSIN DE COFFRAGE DES CULEES ............................................................................ 147

ANNEXE 24 : POSITIONNEMENT DES PIEUX .................................................................................... 148

ANNEXE 25 ͗ DESSIN D'EyECUTION DES PIEUy SOUS CULEES ........................................................ 149

ANNEXE 26 ͗ DISPOSITIF DE DESCENTE D'EAU ................................................................................ 150

franchissement de la rivière Bam-Bam à Mongo au centre du Tchad Rédigé par RAMADINGUE GUIRBAYE /Promotion 2011-2012 / Juin 2012 Page xi

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1: Evaluation de la crue de projet Q100 ...................................................................................... 8

Tableau 2 : Avantages et inconvénients des ponts en béton armé ......................................................... 12

Tableau 3 : Avantages et inconvénients des ponts en béton précontraint ............................................. 12

Tableau 4: Prédimensionnement des éléments de la superstructure ...................................................... 14

........................................................ 15

Tableau 6: Combinaisons des sollicitations aux états limites pour le calcul des ouvrages routiers ...... 17

Tableau 7: Coefficients de pondération des charges ............................................................................. 17

Tableau 8: Récapitulatif des coefficients K de Guyon-Massonnet. ...................................................... 18

Tableau 9 : Sollicitations dues aux charges permanentes pour les poutres ........................................... 19

Tableau 10: Récapitulatif des moments affectés des coefficients K de Guyon-Massonnet .................. 20

Tableau 11: Sollicitations de calcul pour les poutres ............................................................................ 20

Tableau 12: Moments fléchissants après combinaison.......................................................................... 22

Tableau 13: Vérification des contraintes dans le hourdis ...................................................................... 23

........................................................................................... 23

Tableau 15: Armatures de cisaillement At ................................................................. 26

Tableau 16: Charges permanentes piles. ............................................................................................... 27

Tableau 17: Surcharges routières piles. ................................................................................................. 28

............................................................................................. 28

Tableau 19: Charges totales combinées pour les piles .......................................................................... 29

Tableau 20: Sollicitations maximales dans le chevêtre ......................................................................... 29

Tableau 21: Sollicitations maximales dans chaque fût .......................................................................... 30

Tableau 22: Efforts repris par les semelles sous piles ........................................................................... 31

Tableau 23: Sollicitations maximales dans chaque pieu ....................................................................... 32

Tableau 24 : Sollicitations maximales dans chaque culée ..................................................................... 33

Tableau 25: Sollicitations maximales dans le chevêtre de culée ........................................................... 35

Tableau 26 : Moments de torsion dans le chevêtre des culées .............................................................. 36

Tableau 27: Sollicitations totales dans le fût des culées ........................................................................ 37

Tableau 28: Sollicitations totales dans les pieux sous culée ................................................................. 37

Tableau 29 : Estimatif des travaux et coût total du projet ..................................................................... 39

franchissement de la rivière Bam-Bam à Mongo au centre du Tchad Rédigé par RAMADINGUE GUIRBAYE /Promotion 2011-2012 / Juin 2012 Page xii

LISTE DES FIGURES

Figure 1: Terminologie des ponts. ......................................................................................................... 11

.......................................................................... 13 ............................................................................. 15 franchissement de la rivière Bam-Bam à Mongo au centre du Tchad Rédigé par RAMADINGUE GUIRBAYE /Promotion 2011-2012 / Juin 2012 Page 1

PREMIERE PARTIE : INTRODUCTION GENERALE

-il, passe inéluctablement par la mise en place

transport plus particulièrement. Ainsi, les pays dits développés sont ceux-là qui ont pu initier,

entre autres, des politiques cohérentes visant à promouvoir le secteur sensible des transports.

Et sont qualifiées de nations sous-développées celles qui éprouvent encore un certain mal à

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