[PDF] Etude technique détaillée dun pont en béton précontraint de 640 m

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Etude technique détaillée †ǯ— "‘- en béton précontraint de 640 m de portée sur le fleuve Niger

TION DU

MASTER EN INGENIERIE VIRONNEMENT

OPTION : Génie civil/

Présenté et soutenu publiquement le 02/11/2017 par

TANKARY MAMANE Mamane Lawali

Travaux dirigés par :

Dr. David BELLO

stage:

Président : Dr. Adamah MESSAN

Membres et correcteurs : M. Moussa LO

M. Célestin OVONO MEZUI

Promotion [2015/2016]

i Rédigé par TANKARY MAMANE Mamane Lawali/promotion 2015-2016

REMERCIEMENTS

Je souhaite, tout d'abord, remercier chaleureusement le Professeur Latifou BELLO pour pertinentes très significativement le présent mémoire. Je tiens également à remercier Elh Mahamane OUSMANE DOUTCHI directeur général et M. Kassoum MAMANE BAOUA directeur technique du Groupe GERMS consulting mon stage dans un climat quiétude. Je souhaite également exprimer ma gratitude à tous le personnel du Groupe GERMS pour leur assistance tout au long de mon stage. Comment oublier M. GATI Idrissa géotechnicien au LNBTP et Mr Abdoul Karim Mahamane, Abdel Aziz, Himo, Nafiou, connus tous à GERMS. ment de travail aussi agréable. Je remercie également mes amis et les collègues du 2ie. Enfin, je ne sais comment remercier mes parents pour leur soutient inestimable. Ce travail ii Rédigé par TANKARY MAMANE Mamane Lawali/promotion 2015-2016

RESUME :

Pour résoudre les problèmes de franchissement du fleuve Niger dans la région de Tillabéry, le

gouvernement du Niger a lancé en 2012 le projedans cette région.

Dans la première partie du document, une brève présentation généralisée sur les ponts a été faite

drologique et hydraulique. Les résultats de ces deux études associés aux contraintes environnementales, techniques et économiques ont conduit à la conception et au Far situées ant sur les axes communautaires

développés ainsi que les plans de ferraillages des éléments étudiés sont présentés dans les

annexes du document.

étudiés de la structure

a été présenté après avoir établi le devis quantitatif et estimatif. Mots clés : ouvrage, superstructure, infrastructure, travée, culée, pile. iii Rédigé par TANKARY MAMANE Mamane Lawali/promotion 2015-2016

ABSTRACT:

To solve the problems of crossing the Niger River in the region of Tillabéry, the Government of Niger launched in 2012 the project to build a bridge in this region. This document deals with the detailed technical study of this bridge. In the first part of the document, a brief generalized presentation on bridges was made followed by a hydrological and hydraulic study. The results of these two studies associated with environmental, technical and economic constraints led to the design and sizing of a prestressed concrete bridge with a span of 640 m on the Niger River at Farié. This bridge consists of 16 independent spans of 40 meters each and a cross section according to the access routes to the structure. These routes are mainly RN1 and RN4, located on both sides of the Niger River in the region and evolving along the WAEMU. The dimensioning of the structure focused on the elements of the superstructure and some elements of the infrastructure with the exception of abutments and stakes. Calculations developed as well as the reinforcement plans of the studied elements are presented in the annexes of the document. At the end of the document, the investment cost of all the studied elements of the structure was submitted after having prepared the Quantitative and estimative quote. Key words: structure, superstructure, infrastructure, span, abutment, stack: iv Rédigé par TANKARY MAMANE Mamane Lawali/promotion 2015-2016

TABLE DES MATIERES

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

RESUME : ..................................................................................................................................................ii

ABSTRACT: ............................................................................................................................................... iii

LISTE DES TABLEAUX : ..................................................................................................................... vi

LISTE DES FIGURES : ......................................................................................................................... vii

LISTE DES ABREVIATIONS : ........................................................................................................... viii

INTRODUCTION GENERALE : ........................................................................................................... 1

A. contexte et enjeu : .......................................................................................................................... 1

B. situation du projet : ......................................................................................................................... 2

C. PrĠsentation de la structure d'accueil : .......................................................................................... 3

D. objet de l'Ġtude : ............................................................................................................................. 3

E. Organisation de l'Ġtude ................................................................................................................... 3

CHAPITRE 1 : GENERALITE SUR LES PONTS ............................................................................................. 5

1.1 Classification des ponts : ......................................................................................................... 5

1.2 Les éléments constitutifs d'un pont .............................................................................................. 7

1.4 Données nécessaires pour un projet de pont : ............................................................................. 8

1.4.a Données Fonctionnelles ............................................................................................................. 8

1.4.b Données naturelles ou environnementales : ............................................................................. 8

CHAPITRE 2 : ETUDE HYDRAULIQUE, HYDROLOGIQUE ET CONCEPTION DU PONT ................................ 9

2.1 Etude Hydrologique : .............................................................................................................. 9

2.1.1 Contexte hydrologique : ......................................................................................................... 9

2.1.2 Données hydrométriques : ..................................................................................................... 9

2.2 Etude hydraulique : ..................................................................................................................... 10

2.2.1 Tirant d'air ͗ .......................................................................................................................... 10

2.2.2 Gabarit de Navigabilité : ....................................................................................................... 10

2.2.3 Affouillement : ...................................................................................................................... 10

2.2.4 Calage du pont : .................................................................................................................... 13

2 .3 conception du pont .................................................................................................................... 13

2.3.1 Données à prendre en compte : ........................................................................................... 13

2.3.2 Couloir de franchissement : ................................................................................................. 13

2.3.3 Le profil en travers : ............................................................................................................. 14

2.3.4 Solutions structurelles .......................................................................................................... 14

v Rédigé par TANKARY MAMANE Mamane Lawali/promotion 2015-2016

¾ ..................................................................................................... 15

CHAPITRE 3 : DIMENSIONNEMENT DE LA STRUCTURE OPTIMALE VIPP ............................................... 18

3.1 Identification des charges et surcharges : ................................................................................... 18

3.2 Dimensionnement des éléments structuraux du Tablier : .......................................................... 20

3.2.1 Dimensionnement des poutres principales :........................................................................ 20

3.2.2 Etude de l'entretoise d'about :...................................................................................... 38

3.2.3 Dimensionnement du hourdis : ............................................................................................. 40

3.2.4 Dimensionnement du coffrage perdu en béton armé : ....................................................... 44

: ............................................................................................... 45

3.2.6 Etude des joints de chaussée : .............................................................................................. 46

3.2.7 Etude des appuis : ................................................................................................................ 48

Analyse financière : ........................................................................................................................... 49

Conclusion : ........................................................................................................................................... 50

Bibliographie ......................................................................................................................................... 51

vi Rédigé par TANKARY MAMANE Mamane Lawali/promotion 2015-2016

LISTE DES TABLEAUX :

Tableau 1: caractéristiques hydrologiques probables du fleuve Niger à Farié........................... 9

...................................................... 10 ........................................................................ 12

Tableau 4:Récapitulatif des dimensions du tablier en béton précontraint ............................... 15

Tableau 9: valeurs des coefficients de pondération de la charge permanente.......................... 19

Tableau 10: caractéristiques de la section à mi- travée. ........................................................... 21

Tableau 11:récapitulatif des CRT de la poutre de rive ............................................................. 23

Tableau 12: Valeurs des CRT de la poutre intermédiaire ........................................................ 24

Tableau 13:Comparaison des valeurs de CRT pour les deux poutres ...................................... 25

Tableau 14: tableau récapitulatif de la charge permanente sur la poutre de rive. .................... 25

Tableau 15: poids total des éléments de la travée. ................................................................... 26

Tableau 16: Poids total du système B sur la travée. ................................................................. 27

Tableau 17: récapitulatif des sollicitations des deux poutres ................................................... 28

Tableau 18: récapitulatif des caractéristiques des matériaux ................................................... 28

Tableau 19: caractéristiques de la poutre pour différentes sections ......................................... 29

Tableau 20: sollicitation de calcul de la précontrainte ............................................................. 30

Tableau 21:récapitulatif des coordonnées des câbles dans la demi-longueur de la poutre ...... 33

Tableau 22: récapitulatif des pertes instantanées ..................................................................... 33

Tableau 23: récapitulatif des pertes de précontraintes différées .............................................. 34

....................................................... 39

Tableau 26: armatures longitudinales de l'entretoise d'about. .................................................. 39

Tableau 27: sollicitations maximales de la flexion locale du hourdis ...................................... 41

Tableau 28: sollicitations de la flexion globale du hourdis pour différents cas de charges. .... 43

Tableau 29: récapitulatif des armatures du hourdis calculées. ................................................. 44

Tableau 30:sollicitations de calcul de la prédalle. .................................................................... 44

Tableau 33: résultat du calcul de la pile. .................................................................................. 49

vii Rédigé par TANKARY MAMANE Mamane Lawali/promotion 2015-2016

LISTE DES FIGURES :

Figure 1:plan de situation du pont par rapport aux routes communautaires [8] ........................ 2

Figure 2:illustration d'un pont à voutes ૝ ................................................................................... 5

Figure 3:illustration d'un pont en arc [4] .................................................................................... 6

Figure 4:illustration d'un pont à haubans [4] .............................................................................. 6

Figure 5:illustration d'un pont suspendu [4] ............................................................................... 6

Figure 6:illustration d'un pont à poutres [4] ............................................................................... 7

Figu .................................... 11

Figure 8:couloir de franchissement du fleuve Niger à Farié [8]. ............................................. 13

Figure 9:caractéristiques du tablier .......................................................................................... 14

Figure 10:coupe transversale du tablier en béton précontraint ................................................ 16

Figure 11:sections des poutres à mi- travée et sur appuis ........................................................ 16

Figure 14 -Massonnet: .......................... 20

Figure 15: section de la poutre pour le calcul des paramètres fondamentaux .......................... 21

Figure 16: courbe du coefficient k de la poutre de rive. .......................................................... 22

Figure 17: exemple de chargement de la courbe de k=k(e) sous charge Al et qtr .................... 23

Figure 18:Courbe de K(e) de la poutre intermédiaire. ............................................................. 24

Figure 19: section de la poutre et du hourdis à mi- travée et sur appuis. ................................. 29

Figure 20: disposition des plaques d'ancrages du modèle C [6]. ............................................. 31

Figure 21:disposition des conduits dans les sections transversales des poutres. ..................... 32

Figure 22: schéma du câblage longitudinal de la poutre précontrainte sur la demi-longueur. 32

Figure 24: schéma de calcul de l'entretoise. ............................................................................. 38

Figure 25: appareil d'appui ....................................................................................................... 45

Figure 26: dimensions retenues de la pile. ............................................................................... 48

viii Rédigé par TANKARY MAMANE Mamane Lawali/promotion 2015-2016

LISTE DES ABREVIATIONS :

UEMOA : Union économique et monétaire ouest africaine ;

RN : route nationale

CU : communautaire

UVP : unité de véhicule particulier

PDES : programme de développement économique et social GERMS

BAEL : béton armé aux états limites

BPEL : béton précontraint aux états limites

VIPP : Viaduc à travées Indépendantes à Poutres Préfabriquées précontraintes par post tension

PSI-OM : passage supérieure ou inférieure en ossature métallique

PICF : passage inférieure cadre fermé

PIPO : passage inférieure en portique Ouvert

PI-POD : passage inférieure en portique double

PSI-DA : passage supérieure / inférieure en dalle armée PSI-DP : passage supérieure / inférieure en dalle précontrainte

PHE : plus hautes eaux

PBE : plus basses eaux

WSM: Weight Sum Method

HA: haute adherence

ELS : états limites de services

ELU : états limites ultimes

ix Rédigé par TANKARY MAMANE Mamane Lawali/promotion 2015-2016

Lr : largeur roulable

Lc : largeur chargeable

Nv : Nombre de voies

Bc : système de convoi à Camion

Br : système de convoi à Roue

Bt : système de convoi à Tandem

Fcj âge.

E : module de Young

1

INTRODUCTION GENERALE :

A. contexte et enjeu :

La région de Tillabéry, située au sud-ouest de la République du Niger, couvre une superficie

de 97 251 km2 (97 506 km2 avec la Communauté Urbaine de Niamey enclavée), soit 7,7 % du pays. naturelles et économiques une es plus significatives du pays, plusieurs réserves minières ( ) ayant drainé les investissements nationaux et étrangers.

Tillabéry possède en plus un potentiel appréciable en pêche et pisciculture offert par le fleuve

Niger, ses sept affluents et plusieurs marres permanentes. Le fleuve parcourt la région sur environ 420 km et la divise en deux rives : la rive gauche et la rive droite. Chacune des deux rives averser par une des routes nationales : la RN4 et la RN1 qui évoluent le long de deux axes communautaires

Ces axes sont :

CU14 : Ouagadougou Kaya Dori Téra Farié Niamey ;

CU3a: Niamey Tillabéry Ansongo Gao.

Cette division de la région en deux rives crée un obstacle aux échanges internes à cause de

des moyens de navigation. Les seuls moyens actuellement en cours de service

sont les pirogues et le Bac Farié. Ce dernier est un bateau de capacité ne dépassant pas 12 uvp

(unités de véhicules particuliers), situé à Farié à environ 65 Km de la capitale Niamey et 55 km

de la ville de Tillabéry. Il opère seulement sur 12 heures de la journée, soit de 6h:30 à 20h:30,

Cette situation engendre des pertes

de temps et une élévation des coûts généralisés de transport.

Les conséquences de ce

et aussi les aléas dues aux pannes éventuelles du bac itinéraire plus long.

Toutes ces contraintes causées par la traversé du fleuve dans cette région, ont conduit de nos

jours à la recherche de solution durable remplacement du bac sur le site de Farié. 2

Ce projet de construction du pont sincère d

Développement Economique et Social (PDES) du Niger, pour la période 2012-2015.

Ce pont qui sera construit

part entre les deux routes nationales et dautre part entre les axes communautaires CU14 et CU3a. ion à la fois nationale et internationale/régionale et permettra ainsi de renforcer et de faciliter la distribution des productions de la région avec le principal centre socio-économique du pays, Niamey, et sur toute la vallée du fleuve Niger, de booster les échanges de la région avec les deux pays immédiatement voisins, le Burkina Faso et le Mali.

B. situation du projet :

La zone du projet est comprise entre les deux axes communautaires CU14 et CU3a. Figure 1:plan de situation du pont par rapport aux routes communautaires [8] 3 consulting) est un projet lié au génie civil, à hydraulique. A la suite de sa création, GERMS a réalisé plus de 180 projets, parmi lesquels nous pouvons citer entre autres : - La ; - La rs ; - La ; - La construction du chemin de fer ; - Le projet de construction du pont de Farié, etc. acquise lors de la réalisation de ces projets lui a valu une place parmi les 3 er. GERMS consulting offre ses services à

De nos jours, au Niger, le domaine du génie civil subit un essor remarquable caractérisé par

différents types qui étaient jadis évités s problèmes liés non pas à la conception mais aux comportements techniques et technologiques problèmes matériels et financiers de nos entreprises du domaine. Cet essor est lié essentiellement internationaux dans le secteur

et qui ont permis à plusieurs projets de se réaliser. Parmi ces projets figurent dans la capitale

Niamey, la construction de trois (3) échangeurs, des ponts routes, de chemin de fer, etc.

Mais, en général un problème reste toujours lié à la réalisation de ces projets cités, celui de leurs

études. à

domaine. dans ce présent document de porter notre étude sur la construction du pont de Farié. A partir des données recueillies détude (GERMS consulting) en charge du

contrôle technique du projet, nous allons dans la première partie du projet procéder à une

présentation généralisée sur les ponts. La deuxième partie sera basée sur une analyse de données

obtenues à partir desquelles nous projetterons le type de structure suivant certains critères que

4 nous fixerons dernière partie consistera au dimensionnement de la structure retenue basé sur des normes couramment utilisées telles que : le BAEL et le BPEL. Et enfin,quotesdbs_dbs33.pdfusesText_39

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