CHAPITRE I : GENERALITES SUR LES PONTS

I.1. INTRODUCTION

I.1.1. DEFINITION :

D’une façon générale, on appel pont tout ouvrage permettant { une voie

de circulation de franchir un obstacle naturel (cour d’eau, vallée…) ou artificiel (une autre voie de circulation). Cette définition est un peu imprécise dans la mesure où elle ne se réfère { aucune notion de dimension, de forme ou de nature d’ouvrage. Selon le cas, on distingue

Pont- route ;
Pont-canal ;
Pont-rail ;
Pont-aqueduc ;
Pont-oléoduc ;

Pour les petits ponts hydrauliques, on parle couramment de ponceaux

ou des dalots. A l’inverse, on emploie de préférence le terme de viaduc lorsqu’il s’agit d’un ouvrage de grande longueur possédant de nombreuses travées et généralement situé en site terrestre. Le pont comprend essentiellement deux grandes parties:

La superstructure.

L’infrastructure.

L’infrastructure : est constitué des fondations, culées, qui sont les appuis extrêmes et les piles qui sont des appuis intermédiaires.
La superstructure : est constitué du tablier, des poutres et des entretoises. A ces éléments s’ajoute ;
les trottoirs et les bordures - les revêtements de la chaussée.
les garde-corps

I.1.2. UNE BREVE HISTORIQUES DE PONT.

Les premiers ponts se limitent probablement à un arbre, à des rondins placé en travers d’un cours d’eau, { des lianes ou des cordes tendues au travers d’une étroite.

L’historique des ponts peut se résumer en différentes périodes ci-dessous :

Période empirique : celle de la construction des ponts voute, en maçonnerie par les romains avant 1500.
Période de grand savant : newton, Galilée, Hooke cette période se détermine par naissance de l’acier
er (de 1500 à1800).
Période, de 1800à 1900 : c’est le début de l’industrialisation d’où le début du chemin de fer et de la construction de 1^er pont métallique pour chemin de fer. il Ya aussi naissance du béton armé.
Période de 1900 à 1950 :

Apparition des voitures d’où des ouvrages d’art routiers.
Apparition du béton précontraint.

Période de 1900 à 1975 :

Développement de l’autoroute. A partir de 1975 { cause de la crise pétrolière, et de l’apparition des écologistes, on assiste { un frein dans la construction des routes et des ponts.

Les grandes lignes de l’évolution de la construction des ponts ces dernières années sont les suivantes :
- Evolution du trafic en flèche : le trafic à évoluer qualitativement et quantitativement.
- Evolution des techniques de constructions : les techniques mettent à la disposition des ingénieurs, des moyens les plus en plus sûrs ;
  - du point de vue matériaux
  - du point de vue calculs
  - du point de vue exécutions

I.1.3. LA CLASSIFICATION DES PONTS

Selon les matériaux constitutifs :
- Le pont en bois
- Le pont en béton armé
- Le pont en pierre ou en maçonnerie (pont route)
- Le pont en béton précontraint
- Le pont métallique
- Le pont mixte (acier-béton) : dalle en béton et poutre métallique.
Selon la conception métallique :
- Pont à travée indépendante
- Pont à poutre continues
- Pont cantilever (continu mais isostatique)
- Pont à porte-à-faux
- Pont en arc
- Pont en portique
- Pont à haubans ou pont haubané
- Pont suspendu
- Pont bow-string
- Pont virendeel (belge)
- Pont mobile
- Pont basculant
- Pont levant
- Pont coulissant
- Pont-rail
- Pont-route
- Pont-aqueduc
- Pont pour piétons

Selon leur durée de service
- Pont provisoire
- Pont définitif
Selon leur mobilité (possibilité de bouger)
- Ponts fixes
- Ponts mobiles

selon leurs formes en plan

le pont droit
le pont biais (forme angle aigu)
le pont courbe…

I.2. LES DIFFERENTES PARTIES D’UN PONT

Un pont est constitué de deux grandes parties :

La superstructure (dalle, poutre, entretoise…)
L’infrastructure (culées, piles…)

I.2.1. Superstructure

C’est la partie supérieure du pont qui reçoit les charges dues au trafic et

des actions extérieures. Elle se compose de la dalle, des poutres, des entretoises, de la chaussée et d’autres accessoires.

I.2.2. Infrastructure

C’est la partie inférieure ou encrée du pont. Elle comprend les

fondations ainsi que les supports (culées, piles…).

Les supports portent le tablier qui constitue la route au-dessus de la rivière. Ils transmettent toutes les charges reçues de la superstructure et son poids propre vers les fondations.

I.3 DISPOSITION TECHNIQUE DE CONSTRUCTION D’UN PONT

Pour construire un pont, il faut tenir aussi compte de l’exigence

naturelle, des conditions techniques, du prix de construction (coût de l’ouvrage).

Le plus avantageux est le pont droit qui n’exige pas trop de dépense vu

sa position qui est perpendiculaire à la rivière. Le pont biais est très couteux par rapport au pont droit vu son obliquité. Il fait intervenir beaucoup de paramètres tels que la modification de tracé (profil en long), étude très approfondie des afflouements voir plus loin la grande considération de l’effet torsionnel.

I.4. SOLLICITATION SUR LE PONT

On appelle charge de pont, toute combinaison d’actions ou des charges

qui lui sont soumises. Et le pont doit être conçu pour résister avec sécurité à toutes ses sollicitations.

On distingue : les actions permanentes ou poids propres et les actions variables.

I.4.1. Actions permanentes

Elles sont des charges constantes ou varient très peu dans le temps. Elles sont obtenues à partir des dimensions géométriques des éléments des ouvrables. Il exige de références internationales qui donnent des valeurs de certains matériaux ; - Document BAEL 91 (BA aux états limites)

Les références internationales des poids volumiques des certains matériaux sont :

Béton armé : 25000 N/m³ = 25 KN/m³
Béton non armé : 23000 N/m³ = 23 KN/m³(voir 24KN)
Acier : varie de 7700 N/m³ à 78500 N/m³ = 77 à

78,5 KN/m³

-	Asphalte coulé à chaud	: 23 KN/m³
-	Asphalte gravillonné	: 24 KN/m³
-	Couche d’isolation
	(Chape d’étanchéité)	: 21 KN/m³voir 22KN
-	Mortier d’asphalte	: 18 à 32 KN/m³
-	Béton bitumeux	: 24 à 25 KN/m³

I.4.2. Actions variables

Elles sont des charges qui se présentent sous diverses formes. On distingue deux types d’actions variables :

Action d’origine climatique

Dans les actions d’origine climatique nous avons :

Action thermique
Effet du vent

D’après le théorème de Bernoulli,

Avec q : Pression v : Vitesse en m/s

Poids spécifique en kg/m³

Charges routières (actions dues au trafic)

La norme nous propose dans le fascicule 61titreII conception, calcul et

épreuves des ouvrage d’art de tenir compte de ces différents cas de chargement pour évaluer la charge maximal de calcule sans oublier le convoi militaire que nous projetons

I.4.3. Hypothèse de chargement

Classification

Largeur roulable : 7 ,00 m Ø Nombre de voies : 2
Pont : de 1^ère classe

Charge d’exploitation

Le fascicule 61, titre II de la norme nous propose ces différents systèmes de charges :

a) système de charge A

Dans ce système de chargement la norme nous prévient que la

valeur A (l ) ne s´applique entièrement (coefficient unité) qu´aux ouvrages de première classe supportant une ou deux voies de 3,50 m, ainsi qu´aux ouvrages de deuxième classe à deux voies de 3 m dans les cas où une seule de ces deux voies est chargée(On prévoit le basculement)

A₁(L) =max [a₁.a₂.A(L) ; (400-0.2L)] en kg/m² avec A(I)

l(m)= la longueur chargée
a₁ = est fonction du nombre de voie et la classe du pont

Voici son tableau :

Pour notre cas, puisque nous avons nombre de 2 et le pont de première classe, a₁ =1

a, avec v_o= 3.50m pour les ponts de premier classe et v= la largeur d’une voie, dans notre cas elle est de 3,50m.

Pour notre cas nous avons a

b) Système de charges B

Le système de charges B comprend trois systèmes distincts dont il

y a lieu d´examiner indépendamment les effets pour chaque élément des ponts.

v Le système Bc se compose de camions types ;

Un camion type du système Bc comporte trois essieux, tous trois à roues simples munies de pneumatiques, et répond aux caractéristiques suivantes :

Masse totale 30 t.

Masse portée par chacun des essieux arrière 12 t.

Masse portée par l´essieu avant 6 t.

Longueur d´encombrement 10,50 m.

Largeur d´encombrement 2,50 m.

Distance des essieux arrière 1,50 m.

Distance de l´essieu avant au premier essieu arrière 4,50 m.

Distance d´axe en axe des deux roues d´un essieu 2 m.

Surface d´impact d´une roue arrière : carré de 0,25 m de côté.

Surface d´impact d´une roue avant : carré de 0,20 m de côté.

On dispose sur la chaussée au plus autant de files ou convois de camions que la chaussée comporte de voies de circulation et l´on place toujours ces files dans la situation la plus défavorable pour l´élément considéré.

Il est schématisé comme suit :

(La masse relative à une file de camion)

Transversalement en plan

v Le système Bt se compose de groupes de deux essieux dénommés essieux-tandems.

(Longitudinalement (pour un seul tandem) en plan

Ø Le système Br se compose d´une roue isolée ;

Longitudinalement transversalement en plan

Les deux premiers systèmes Bc et Br s´appliquent à tous les ponts quelle que soit leur classe ; le système Bt ne s´applique qu´aux ponts de première ou de deuxième classe comme précise la norme.

c) Convoi Mc 120

Puisque l’hypothèse posée conformément { notre étude est prise tel

qu’un convoi militaire y passe, nous allons y tenir compte.

Voici ce que le fascicule 61 titre II nous présente comme disposition à sa page 44

CHAPITRE II : ETUDE DU SITE

Dans cette partie il sera d’une brève présentation de l’ensemble des

études effectuées sur terrain afin d’obtenir les informations nécessaires pour l’étude de la structure.

II.1. OPTION SUR LE TIRANT D’AIR ET LE TIRANT D’EAU

Tirant d’eau : c’est la profondeur dont un objet flottant s’enfonce dans le liquide (l’eau). Soit est la hauteur de la partie d’eau immergée du bateau qui varie en fonction de la charge transportée (il y a donc tirant d’eau en charge et tirant d’eau à lège).

Le tirant d’eau des navires peut augmenter lorsqu’ils sont en mouvements (phénomène appelé sur enfoncement).

Tirant d’air : c’est la hauteur maximale des superstructures ou des mâts d’un bateau, au-dessus de la flottaison. Soit hauteur libre permettant le passage des bateaux sous le pont fluvial variable suivant les crues.

Sur ce, en fonction de la hauteur (h) entre le fond de lit et le niveau de la chaussée, on peut déterminer le tirant d’air :

Tirant d’air = h- profondeur (lit mineur lit majeur)

Avec la valeur de tirant d’air trouvé, on constate donc qu’un bateau ne

peut passer en dessous du pont, donc le tirant d’eau n’existe pas dans ce cas. Pour le tirant d’air, prenons une hauteur de 2,13 m

II.2. HAUTEUR DU PONT JUSQU’A LA LIGNE ROUGE

Compte tenu de nos données en place, nous avons prévu une hauteur de

l’ordre de 6m

II.3 APERÇUS GEOLOGIQUE ET TOPOGRAPHIQUE

La zone étudiée est bâtie sur les formations sédimentaires connues sous

le nom de « série de cirques » d’âge plio - pléistocène. Cette série qui est composée de graviers, de sables et d’argiles de couleur variable (rouge, jaune, blanche ou violette) recouvre une surface considérable de la côte au Mayombe. Ces formations surplombent celles du crétacé inférieur qui sont constituées : de marne, de calcaire et des grés de couleur variable.

N.B : Le site du projet est situé dans une zone basse.

Les levés topographiques de l’encaissement du lit

Nous avons d’une part subdivisé le lit { savoir le lit mineur avec une

hauteur de 7,03 dm et le lit majeur avec une hauteur de 1,7m ; d’autre part, nous avons aussi les altitudes du projet et de ses extrêmes données comme suit :

	*Altitude*
	TN	Projet
Gauche	354,89	357,58
Milieu	353,09	357,53
Droite	355,14	357,48

Le pont que nous allons construire est au PK 14+500.

Profil en travers (Coupe transversale de la voie) :

La coupe transversale de la route donne une largeur de 7m pour la chaussée. Pour la construction de ce pont, nous avons prévu d’ajouter une largeur de 1m de part et d’autre de la chaussée pour le trottoir et deux fois 0,50m pour le caniveaux

Profil longitudinal :

Le levé topographique donne pour le profil longitudinal une pente de 5%.

N.B. : la pente de chaussée dépend des matériaux utilisés

II.4. DONNEES GEOTECHNIQUES

II.4.1. Campagne de reconnaissance

La campagne de reconnaissance a consisté en l’exécution de quatre (4)

sondages au pénétromètre dynamique et deux (2) sondages à la tarière manuelle de type Hélix en raison d’un sondage par rive. Au niveau des deux rives, les sondages réalisés se répartissent comme suit :

Rive droite
- Deux sondages au pénétromètre dynamique de type PENDA, descendus jusqu’au refus à 5,60 m de profondeur, de part et d’autre de l’axe du projet, tels que :
- PD₁, foncé à 5,60 m de profondeur ;
- PD₂, foncé à 4,60 m de profondeur ;
- Un sondage (T1) à la tarière manuelle foré au plus bas à 3,00 m de profondeur.

Rive gauche
- Deux sondages au pénétromètre dynamique de type PENDA, descendus jusqu’au refus { 4,40 m de profondeur, de part et d’autre de l’axe du projet, tels que :
- PD3, foncé à 4,20 m de profondeur ;
- PD4, foncé à 4,40 m de profondeur ;
- Un sondage (T2) à la tarière manuelle foré au plus bas à 3,00 m de profondeur.

Dans l’ensemble des sondages { la tarière manuelle, la profondeur d’arrêt

a été dictée par la présence des sols argileux durs. Seuls des prélèvements d’échantillons de matériaux remaniés ont été effectués pour des essais d’identification en laboratoire.

II.4.2. Résultats de la campagne de reconnaissance

Résultats des sondages au pénétromètre dynamique

L’ensemble des quatre (4) pénétrogrammes dynamiques obtenus du site

étudié de l’ouvrage sont donnés en annexes, dans les différentes planches Les résultats de ces sondages se présentent de la manière suivante par rive :

Rive droite (PD1 et PD2)

Les courbes pénétrométriques sont jointes en annexes, planches n° II à III.

D’une manière générale, les diagrammes pénétrométriques obtenus présentent une allure identique sur cette rive. On peut noter, de façon détaillée, la succession des horizons de terrain suivants :

De 0,00 m à une profondeur comprise entre 1,40 m et 1,60 m: