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Chapitre 2 : CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT DES PONTS b) Travée : C'est la partie de pont comprise entre 2 appuis successifs c) Ouverture L1, L2

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Dimensionnement du nouveau pont mixte de Gouloumbou V l 2 Culée côté Tambacounda 81 Y 2 Stabilité par rapport au renversement des piles 81

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GC.y88

Directeurde SCE

PAYE CISSE -1 iiJl e liJl(DépartementGénieCivil)

M.MichelHABIB

Pr.IbrahirnaKhalil

Dr.Fala

EcoleupériurPolytechniqu

CETREDETHIE

AbdoulayeBOIRO

CIOlMEN1 NEMENTDU

M

TEDEGULUMBOUIl

2006-2007

UNIVERSITECHEIKHANTADIOPDEDAKAR

ENVUEDE L'OBTENTION DUDIPLOMED'INGENIEUR DECONCEPTION

Année:

Auteur:

Directeursinterne:

Directeurexterne:

IiJll'JI

1

Projet de Find'Etudes

IREMERCIEMENTSI

AprèsavoirlouénotreCréateurpourlesbienfaitsdontILnousacombléetprié sur le meilleurdeshommes, jeprofitede cesquelqueslignespourexprimermagratitudeàtous ceuxqui ontcontribué,deprèsou de loin,àlaréalisationde ceprojet.Plus particulièrement .:.M.IbrahimaKhalilCISSE,pournous avoirproposélesujet,pournous avoir orientéetconstammentsoutenu, brefpouravoirpleinementparticipéàce travail. .:.M.Fala PAYE,poursacompréhension,sadisponibilitéet sapromptitudeànous fournirdesinformationsbénéfiques. •:.M.MichelHABIBDirecteurde externe. •:.M. de RoboBAT auSénégalpoursesnombreuxeffortsànotreendroit,surtoutpour •:.M.Galaye .:.M.Lamine .:.M. (;M.PathéLOUM(ETECS) .:.M.SANTOLINI(ETECS).

GénieCivil etGénie

J'aimeraisprofiterdecetteoccasion

excuses,sitoutefois jen'aipasétéàlahauteurdeleursattentestantsurle plandutravailque celuide ladiscipline.

EcoleSupérieurePolytechnique-Thiès

AbdoulayeBDIRD

Eleve-ingénieur5

erne annéegénie civil 1

IREMERCIEMENTSI

Aprèsavoirloué notreCréateurpourlesbienfaitsdont IL nous acombléetprié sur le meilleurdeshommes,je profite de cesquelqueslignes pourexprimerma gratitude

àtous

ceux qui ontcontribué,de près ou de loin, à laréalisationde ce projet. Plusparticulièrement

.:.M.IbrahimaKhalilCISSE,pour nous avoir proposé le sujet, pour nous avoir orienté etconstammentsoutenu, brefpour avoirpleinementparticipéàet:travail. .:.M. Fala PAYE, pour sacompréhension,sadisponibilitéet sapromptitudeà nous fournir desinformationsbénéfiques. •:.M.MichelHABIBDirecteurde SCE pour avoir acceptéd'êtrenotreencadreur externe. •:.M.MohamedAGREBI,ingénieurau bureau

J'étudesGaudillatetreprésentant

deRoboBATau Sénégalpoursesnombreuxefforts

ànotreendroit,surtout pour

nousavoirencadrédans lamodélisation. •:.M. GalayeNIANG,Docteur-Ingénieur,vacatairecours béton armé .:.M.LamineNDIAYE, chefantennerégionale-AATR-Tambacounda .:.M.BARHOUMIBouhafes, chefdemissionSruDIInternational +M. PathéLOUM(ETECS) .:.M.SANTOLINI(ETECS). Je ne sauraisterminersansremercierlecorpsprofessoraletadministratifdesdépartements

Génie Civil et Génie

Mécanique.pourlesconnaissancesqu'ilsontmisesàma disposition. J'aimeraisprofiterde cetteoccasionpourleurprésenter, d'unefaçon très sincère, mes excuses, sitoutefois jen'aipas étéàlahauteurde leursattentestant sur le plandutravail que celui de indiscipline.

Gouloumbou

tSOMMAIREÎ Dans ce projet il était question dudimensionnementet de la vérification des fondations du nouveau pont mixte de Gouloumbou eu égard aux modifications apportées

àla longueur des

pieux et à leur profondeurd'ancrage.

Au-delà de cet aspect géotechnique,l'étudea aussi porté sur un calcul en béton armé. Ainsi

un accent particulier a été mis surl'exploitationdes rapports de sol, la descente de charges et

la modélisation des appuis en vue de lajustificationdes éléments de fondations.

Les fondations du nouveau pont sont assez

sécuritairesen ce sens que les résultats du dimensionnement ont montré,d'unepart, que le nombre de pieux préconisés est de loin supérieur àceluirequis et,d'autrepart, que les valeurs des tassements absolus sont admissibles et celles des tassements différentiels tolérables. Motsclés:Pont mixte - Gouloumbou - méthode pressiométrique Ménard-tablier préfabriqué-Béton armé -Descentede charges - Surcharges-Convoi Be-charges militaires Mc 120- Surcharge A(l) - Armatures - Piles -tassement-Pieux- Modélisation jemeannéegéniecivil

ProjetdeFind'Etudes

Dimensionnementdu nouveaupont mixtedeGouloumbou

TABLEDESMATIERES

TABLEDES MATIERES.••............................................................... ...............................III ....................................IX

LISTEDESTABLEAUXXI

........XIII

IN"TRODUCTION1

IEREPARTIE:GENERALITESURLESPONTS2

LDéfinitionsetcompositiondesponts2

1.1. Lesfondations2

1.2.Lesappuis3

1.3.LeTablier3

1.3.1.Dalle3

1.3.2.Entretoises4

13.3..Longerons, 4

1.3.4.Poutresprincipales.. 4

1.3.5.Contreventement_.......... _.._ 4

1.4.Lessuperstructures_ 5

Elève-ingénieur5

ème

annéegénie civil Projetde Find'EtudesDimensionnementdu nouveaupontmixte de Gouloumbou

ILgéométriquesdespon!s5

'l'.5Il.1.Leseementsverticaux..... ........ .. II.2. Lesélémentshorizontaux·..·.·.····..·..··" 6

n.3.Anglesetrapports·.···· ..·..··..·..··..·..·····..···6

ID.Classeetclassificationdesponts7

m.l.Classedesponts'",7 'fi'.1tmé7 1 'fi'.1 . . 18m.2.3.

CaSSIicationSUIvantaposmonen p an.

Cl 'fi'. 1 bili ,9III.2.5. aSSIicationSUIvanta molite.. m.2.6.Classificationsuivantlacontinuitéde lasuperstructure10 IV. Règlesgénéralespourl'établissementd'unprojetdepont.11

IV.2.DébitmaximumdeseauxIl

IV.3.Natureduterraindu fond ducoursd'eauou de larivière12

IV.4.Hauteurdisponible12

IV.5.Servitudes12

IV.6.Aspectesthétique12

IV.7.Economieetpossibilité

d'exécution13 v.Choixdutyped'ouvrage13

V.l.Commentseposeleproblèmeduchoix13

V.2.I.Lespontsàuneseuletravée13

V.2.2.Lesponts

àplusieurstravées15

2EMEPARTIE:PRESENTATIONDUPROJETETDESCENTEDECHARGES.... 17

1.Présentationdupontexistant17

Eleve-ingénieur

jèmeannéegéniecivil 1

ProjetdeFind'Etudes

Dimensionnementdu nouveaupontmixte de Gouloumbou

m.l.Règlementettextes··..··· ·..··..···..··· 20

111.2.Documentsde référence·..··· 21

1

Il3.Hypothèsesdejustification21

IlIA.Matériauxdeconstruction21

ITI.4.l.Béton21

11104.1.1.Etats limitesultimes:ELU·..· 22

III.4.1.2.Etats limites deservice:ELS·.. 23

ilIA.1.3.Modulesdedéformation23

111.4.2.Acier23

IIIA.2.1 Etats limitesultimes:ELU23

111.4.2.2Etats limites deservice:ELS· · 23

111.5.Actions et descente de charges24

111.5.1.Chargespermanentes24

III.5.

1.1.Poutresde rives24

111.5.1.2.Plancher.25

111.5.1.3.Déterminationdes réactionscorrespondantes25

llI.5.2.Action desterres26

III.5.3. Surchargesd'exploitation, 26

1115.3.1.SystèmeA26

llI.5.3.2.Système B, 28 m.5.3.2.l.Système de charges Be29

Ill.5.3.2.2.Système dechargeBt ,33

rn.5.3.3.Système de charges

Mcl2036

m.5.3A.Effortsde freinage39 m.5.3A.lEffortdefreinageduàA(I)39

III.5.3A.lEffort de freinage du à Be39

rn.5.3.5.Charges surtrottoir40 m.5.3.6.Effortdu vent.40 m.5.3.7.Actionuniformede latempérature41 m.5.3.8.Choc accidentel sur pile42 m.6.Combinaisonsde charges42 m.6.1Effortverticalmaximalsur culée43

ProjetdeFind'Etudes

m.6.2.Effortvertical-maximalsur pile43

LCalculde lachargeadmissiblepar laméthode

pressiométrique44

I1 G..ali.l' ....M . d44

..enertessuressaIpressiometnqueenar..

1.3.Terme defrottementlatéral50

fi.Fondationdes piles52

II.1.Résultatsdessondages52

II.2. PilecôtéTambacounda53

II.2.1. Calcul de lachargede lachargeadmissible53

II.2.2.Déterminationdunombrede pieux57

n.3.PilecôtéZiguinchor58 n.3.l.Calcul de lachargede lachargeadmissible58 n.3.2.Déterminationdu nombre depieux61

ID.Fondationdes culées62

I1LI.Résultatsdessondages62

m.2.CuléecôtéTambacounda63

III.2.1.Calcul de lachargede lachargeadmissible63

III.2.2. Calcul dunombredepieux66

m.3.CuléecôtéZiguinchor68

111.3.1.Calcul de lachargede lachargeadmissible68

llI.3.2.Calcul dunombrede pieux71

IV. Comportement du groupe de pieux72

IV 1 Cffi'd'ffi.•d d .

..oeoienteïcacrtèesgroupese pIeux72

IV.2Tassementdesgroupesde pieux76

v.EtIJiJFdelastabilitédesfondations78 YI.Stabilitéparrapportaurenversementdesculées_ 78 v.1.1.Culée côtéZiguinchor_ _ _ 78

ProjetdeFind'EtudesDimensionnementdu

nouveaupontmixtedeGouloumbou

V.l.2.Culée côtéTambacounda81

Y.2. Stabilité parrapportaurenversementdes piles81

4EMEPARTIE:MODELISATIONET ETUDE ENBETONARME83

L Modélisation dutablieretétudedes cas decharges83 fi.DimensionnementPoteauxcirculairesdes piles93 il.1.d'uneSectionComprimée93 il.2. Calcul de Section enFlexionDéviéeComposée94 m.DimensionnementPoteauxrectangulairesdes culées96

Ill.1.Calcul d'une SectionComprimée96

m.2Calcul de Section enFlexionDéviéeComposée97 IV.Etudede la semelle de liaison de la culée côtéTambacounda98 v.Etudedes pieux des piles98 VLEtudemanuelle desélémentspropresaux culées101

VI.l.Etudede la dalle detransition102

VI.2. Etude du corbeau de la dalle detransition102

CONCLUSIONETRECOMMANDATIONS1OS

BmLIOGRA.PHlli106

AbdoulayeHOIRO

nève-ingénieurJerneannée génie civil 1 ProjetdeFind'EtudesDimensionnementdunouveaupont mixtede

Gou/oumbou

LISTEDESANNEXES

ANNEXE1 : Tableau des noeuds

ANNEXE2 : Tableau des barres

ANNEXE

3:TableauChargements- Cassimples:lA916A27

ANNEXE4:Tableau descombinaisonsde cas -Cas:35A88

ANNEXE5:TableauRéactions:Repère global -Cas:CombinaisonELU35A70

Enveloppe.

ANNEXE

6:TableauRéactions:Repèreglobal-Cas:CombinaisonELS 71A85

Enveloppe

ANNEXE7 : note de calcul pour"massifde fondation des culées ANNEXE8 : résultatsdimensionnementde la dalle de transition ANNEXE9 : graphique donnantl'ordrede grandeur des réactions élastiques du sol

ANNEXE10 : photos du pont existant

ANNEXE11 : photos des travaux pour le pont projeté

ANNEXE12 : carte routière du Sénégal

ANNEXE13 : vue de la modélisation des piles et de leurschargement

ANNEXE14 : plan du tablierpréfabriqué

ANNEXE 15 : fondation pieu côtéTambacounda

ANNEXE16 : fondation pieu côtéZiguinchor

ANNEXE17 : fondation pieu culéeTambacounda

ANNEXE

18:fondation pieu culéeZiguinchor

ANNEXE19 : coupe longitudinale du pont

ANNEXE20 : vue en plan des pieux de culée

ANNEXE21 : vue en plan des pieux de pile

ANNEXE212 : annexe donnant lessollicitationsmaximalessur les piles et les culées 1

Projetde Find'EtudesDimensionnementdunouveau

pontmixte deGouloumbou

LISTEDESFIGURES

Figure1.1 :Structuregénéraled'unpont

Figure1.2 :Pontlevant

Figure1.3 :Ponttournant

Figure1.4 :Pontbasculant

Figure1.5 :Quelquesexemplessur lacontinuitédes ponts

Figure2.a: vue de lachausséedu pontexistant

Figure2.b:effondrementdesbergesde la rivedroitedu pontexistant Figure2.1 :Élémentsde base de lasuperstructureen piècesdétaillées

Figure2.2 :Poutrede rive en profildelta

Figure2.3 :Entraxedestraverses

Figure2.4 :SystèmedechargementBe

Figure2.5:ChargementBecorrespondantàuneréactionmaximaleàla culée Figure:ChargementBecorrespondantàuneréactionmaximaleàla pile

Figure2.7 :SystèmedechargementBt

Figure2.8 : Système dechargementMc120

Figure2.9:ChargementMc120correspondantàuneréactionmaximaleàla culée Figure2.10:ChargementMc120correspondantàuneréactionmaximaleàla pile Figure2.11 :Profilésdelta soumisàl'actiondu vent

Figure3.1 :Courbepressiométrique

Figure3.2 : Schéma de calcul de lapressionlimite netteéquivalente mgure-'.-':scnemadecalculde lacontraintehorizontaletotale

Elève-ingénieur5

ème

annéegéniecivil 1 Projetde Find'EtudesDimensionnementdunouveaupontmixtedeGouloumbou

Figure 3.5:Coupetransversalesur pile

Figure 3.6:Coupelongitudinalesur culée côtéTambacounda Figure3.7:Schéma de stabilité par rapport aurenversementde la culée

EcoleSupérieurePolytechnique-Thiès

x

AbdoulaveBOIRO

ProjetdeFind'EtudesDimcnsionnement

dl/ nOl/veaupontmixtedeGouloumbou

LIST-EDESTABLEAlJX

Tableau2.1:Valeur ducoefficiental en fonction de la classe et du nombre de voies chargées

Tableau

2.2:Valeur du coefficient be en fonction de la classe et du nombre de

files considérées Tableau2.3: Valeur du coefficient bt en fonction de la classe

Tableau2.4 : Combinaison des charges

Tableau2.5:Récapitulatifdes efforts verticaux

Tableau3.1 : Valeurs ducoefficientde portance

k p

Tableal',3.2: Classification des sols

Tableau3.2 :

Déterminationdes abaques

Tableau3.3 :Pressionlimite et moduleoedométriqueen fonction des types de sol

Tableau

3.4:Charge admissible nette aux états limites pour la pile côtéTambacounda

Tableau

3.5:Combinaison des chargesobtenuespour la pile côtéTambacounda

Tableau3.6 : Pression limite et moduleoedométriqueen fonction des types de sol Tableau3.7 : Charge admissible nette aux états limites pour la pile côtéZiguinchor Tableau3.8 : Combinaison des chargesobtenuespour la pile côté Ziguinchor Tableau3.9 :Pression limite et moduleoedométriqueen fonction des types de sol Tableau3.10 : Charge admissible nette aux états limites pour la culée côtéTambacounda Tableau3.11 : Combinaison des charges obtenues pour la culée côtéTambacounda Tableau3.12 : Pression limite et moduleoedométriqueen fonction des types de sol Tableau3.13 : Charge admissible nette aux états limites pour la culée côté Ziguinchor. Tableau3.14 : Combinaison des charges obtenues pour la culée côtéTambacounda

Elève-ingénteur5

èmB

annéegéniecivil Projetde Find'EtudesDimensionnementdunouveaupontmixte deGouloumbou

3.15 : Combinaisondeschargesobtenuespourles deux piles enconsidérant

l'effetde groupe Tableau3.17 :Combinaisondeschargesobtenuespourles deux culées enconsidérant l'effetdegroupe Tableau3.18:Vérificationde lastabilitéparrapportaurenversementde la culéecôté

Ziguinchor

Tableau3.19 :Vérificationde lastabilitéparrapportaurenversementde la culéecôté

Tambacounda

Tableau3.20 :Vérificationde lastabilitéparrapportaurenversementdes piles

EcoteSupérieurePolytechnique-Thiès

XII

AbdoulaveHOfRO

Elève-ingénieur5

8mo annéegéniecivil 1 l-ISTEDESUNITESETSYMBOLES t{)':Angledefrottementoudiamètre, y:poidsvolumique.

Qadm:capacitéportanteadmissible

d'unsol.

Qp:résistancedepointed'unpieu..

Qadm nètte :capacitéportanteadmissiblenette.

N :Newton,unitéde force.

kN : le kiloNewton(1 kN =1000 N) kN/m3 : le kiloNewtonparmètrecube (1 kN/m3 =1000 N/m3==0.1tonne/m3)

MPa: leMégaPascal(1Mpa=106 Pa).

m :unitédelongueur,le mètre. m 2: unitédesurface,lemètrecarré.

Boub :largeur,épaisseuroudiamètre.

Lou1:longueurou largeur.

D :Profondeur

a:Angle.

P :Pression.

v:Coefficientde poisson. qs :frottementlatéral..

EM:modulepressiométrique.

pl :pressionlimitedonnéepar lepressiomètre.

S : entre axe ou surface.

Ecole SupérieurePolytechnique-Thiès

XIII

AbdoulayeBOIRO

1 Projetde Find'EtudesDimensionnementdu nouveau pont mixte deGouloumbou

INTRODUCTION

Le pont de Gouloumbou sur le fleuve Gambie est un ouvrage situé sur la route nationale

RN° 6, reliant Tambacounda

àZiguinchor. Les dégradations avancées au niveau des piles et son caractère à une voie de circulation sont devenus incompatibles avec sa position sur la RN6 dont le rôle est fondamental dans la mobilité des personnes et des marchandises vers la

République de Guinée et la République de Guinée Bissau ainsi que pour le contournement de

la Gambie. Par conséquentilconvient dereconstruirele pont de GouJoumbou en double voie. Cette solution auraitl'avantagede continuer àassurerconvenablement,pour cepont,ses fonctions dedésenclavementau niveau national, de fluidité du trafic et de pérennisation de sa contribution en tantqu'outild'intégrationsous régionale. C'estainsi que des études ont été entaméespourla constructiond'unnouveau pont à

Gouloumbou. Une fois les études réalisées,l'entrepriseexécutante ayant gagné le marché ne

disposait pas de moyenspermettantde forer àune profondeur égaleàcelle où devrait reposer la base des pieux. Lasolutionàcet incident consistaitàdiminuer la longueur des pieux tout en augmentant leur nombre. La présente étude se propose de vérifier,

àl'aidedes rapports géotechniques, le

dimensionnement des nouvelles fondations profondes.C'estdonc un travail quis'approche beaucoup plus du contrôle que de la conception.C'estpourquoi certains aspects qui, naguère faisaient partie intégrante des études de pont,n'yfigurent pas.C'étaitaussi pour nous un prétexte pour comprendre davantage ledimensionnementdes ponts. Voilà pourquoi, avec

l'avaldel'encadrementinterne, les études en béton armé ont été incluses dans le projet ainsi

que la modélisation àl'outilinformatique. 1 .,;..ITES S

··:IJ····R··'

\:.:;,,.':',i'}L":':':"

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T··S'.'

ii.........· 1 ProjetdeFind'EtudesDimensionnementdu nouveau pont mixte de Gouloumbou

IIEREPARTIE:GENERALITESSUR LESPONTSl

1.Définitions

etcompositiondesponts

Le terme

"Pont»désigne engénéraltoutouvragepermettantlefranchissementen élévation d'unobstacle naturel(coursd'eau,vallée, etc....) ou artificiel (routes, chemin de fer, etc....).

Lorsquel'obstacle

àfranchirest unedépressionprofondedeterrainqui sert ou nonà l'écoulementdes eaux, on parle deviaduc. Un pont se compose de quatreparties:les fondations, les appuis,le tablier et les superstructures. 1 \ r-

L- - ':'-

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