Soutenance mémoire
Un pont est un ouvrage d’art qui permet de traverser un cours d’eau ou une vallée en passant par-dessus cette séparation. Cette construction a connu des évolutions au fil du temps et l’importance de l’obstacle à franchir a amené les ingénieurs à concevoir des types de ponts comportant des travées de plus en plus longues. Madagascar est un pays qui possède des rivières de grande largeur et de forte crue. La majorité des ouvrages de franchissement qui enjambent ces fleuves a été construite par les étrangers et actuellement, la plupart de ces ouvrages sont presque en fin de durée de service. La compétence des entreprises locales se limite seulement sur des types de pont dont les travées ont une longueur moyenne alors que l’utilisation de ces variantes sur des grandes portées peut s’avérer difficile et onéreux. De ce fait, il serait préférable de s’initier sur la construction d’autres types de pont afin d’offrir une portée de franchissement adaptée à ces obstacles.
PRESENTATION ET JUSTIFICATION DU PROJET
Localisation du Projet
Le pont d’Anjilajila se trouve dans le district de Mananjary sur la région VatovavyFitovinany. Il se situe au PK 159+030 de la RN 25 (entre Irondro et Mananjary) et permet de traverser la rivière Mananjary. Ses coordonnées sont :
● Latitude : 21°13’06,23’’ Sud
● Longitude : 48°13’58,64’’ Est .
Aperçu sur l’ouvrage existant
Caractéristiques de l’ouvrage existant
Le pont d’Anjilajila a été construit en 1932 par l’Etablissement français ARNODIN, c’est un pont suspendu avec suspension centrale et il a une longueur totale de 196,50 m.
Voici ses caractéristiques :
● Tablier :
Le tablier a une largeur de 4 m, il comprend une chaussée de 3 m et deux trottoirs de 50 cm
● Travées de rive :
Chaque travée de rive est en béton armé et a une longueur de 18,60 m. Elle est constituée d’une dalle en BA de 12,5 cm d’épaisseur qui s’appuie sur deux poutres.
● Travée centrale :
La travée centrale a une longueur de 159,30 m et elle est suspendue par des suspentes en acier distantes de 2,60 m. Elle est constituée d’une dalle en BA de 25 cm d’épaisseur qui s’appuie sur des longerons en IPE. On trouve sur les extrémités des poutres de rigidité en HEB.
● Câble porteur :
Les câbles porteurs sont paraboliques avec une flèche de 16,74 m, ils sont ancrées sur les rives par des massifs d’ancrage.
● Pylônes : ils sont constitués d’éléments métalliques avec une hauteur de 20 m.
Etat de dégradation de l’ouvrage
Le pont d’Anjilajila est en état de dégradation avancée et tous les éléments métalliques de la superstructure sont détériorés. Vu son âge, on voit que ce pont est en fin de durée de vie. Des Travaux de renforcement du pont ont été faits par l’ARM en 2007 ; quelques suspentes ont été remplacées et des câbles ont été traités par des antioxydants mais malgré cela, la charge limite est fixée à 10 T. A cause de l’état actuel du pont, tous les véhicules dépassant cette charge limite doivent transférer leurs marchandises sur des radeaux pour traverser le fleuve .
GENERALITES SUR LES PONTS EN BETON PRECONTRAINT CONSTRUITS PAR ENCORBELLEMENTS SUCCESSIFS
Historique
La construction par encorbellement des ponts en béton précontraint a été utilisée pour la première fois en France pendant l’année 1956. Le tablier de ces ponts était d’abord coulé sur place puis on a commencé à utiliser des voussoirs préfabriqués à partir de 1964. Dans les décennies qui ont suivi cette année, de nombreux ponts ont été construits par ce mode de construction que ce soit en France ou bien dans d’autres pays du monde.
Les ouvrages construits par ce procédé dans notre pays
Ce procédé a été déjà utilisé dans notre pays en 1974 lors de la construction du pont Sofia sur la RN6. Il s’agit d’un ouvrage de 810 m de long qui a été réalisé à l’aide de voussoir préfabriqué, les études de son exécution ont été faites par Europe Etudes et sa construction a été réalisée par les Grands Travaux de l’Est.
Principe de la construction par encorbellements successifs
Ce mode de construction consiste à construire le pont symétriquement à partir de ses appuis, en ajoutant à chaque étape deux éléments de tablier appelés voussoirs qui vont s’équilibrer. Chaque pile est alors considérée comme une balance à laquelle on rajoute progressivement deux demi-travées de chaque côté. A ce stade, la structure est encore isostatique. Les différents fléaux sont ensuite clavés, ce qui a pour effet d’établir la continuité de la structure et elle devient hyperstatique. Ces ouvrages sont précontraints et chaque étape de construction correspond à la mise en place d’une nouvelle précontrainte.
Domaine d’emploi
La portée compétitive de ces ouvrages se situe entre 60 m et 150 m mais elle peut aller jusqu’à 200 m. Le tablier peut avoir une hauteur constante pour des portées inférieures à 70 m. Au-delà de 80 m, les efforts dans les fléaux deviennent très importants et nécessitent une hauteur sur pile qui se révèle surabondante en travée, il est alors indispensable de prévoir un tablier de hauteur variable. La variation de la hauteur du tablier peut se faire suivant une loi parabolique, cubique ou linéaire.
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Table des matières
INTRODUCTION
CHAPITRE I. PRESENTATION ET JUSTIFICATION DU PROJET
I.1. Localisation du Projet
I.2. Aperçu sur l’ouvrage existant
I.2.1. Caractéristiques de l’ouvrage existant
I.2.2. Etat de dégradation de l’ouvrage
CHAPITRE II. ETUDE DU TRAFIC
II.1. Résultat de comptage
II.2. Prévision du trafic futur
II.2.1. Trafic normal
II.2.2. Trafic induit
II.2.3. Trafic détourné
II.2.4. Trafic total
CHAPITRE III. ETUDE HYDROLOGIQUE ET ETUDE HYDRAULIQUE
III.1. Caractéristiques du bassin versant
III.2. Averse journalière
III.3. Calcul des débits de crues
III.4. Détermination de la hauteur d’eau normale
III.5. Détermination de la surélévation du niveau de l’eau
III.5.1. Perte de charge due aux caractéristiques hydrauliques du pont
III.5.2. Pression dynamique en amont
III.5.3. Perte de charge due au frottement
III.5.4. Surélévation du niveau de l’eau
III.6. Détermination de la côte sous poutre
III.7. Calage de l’ouvrage
III.8. Etude de l’affouillement
III.8.1. Calcul de la profondeur d’affouillement
III.8.2. Protection des piles contre l’affouillement
CHAPITRE IV. ETUDE GEOTECHNIQUE
IV.1. Caractéristiques du sol sur les rives de la rivière
IV.2. Caractéristiques du sol sous le lit de la rivière
IV.2.1. Résultats des essais au pressiomètre
IV.2.2. Coupe géologique du terrain
CHAPITRE V. JUSTIFICATION DE LA VARIANTE PROPOSEE
V.1. Variante n° 1 : pont en béton précontraint de type VIPP
V.2. Variante n°2 : pont mixte acier-béton
V.3. Variante n°3 : pont en béton précontraint construit par encorbellements successifs
V.4. Analyse des variantes proposées
CHAPITRE VI. GENERALITES SUR LES PONTS EN BETON PRECONTRAINT CONSTRUITS PAR ENCORBELLEMENTS SUCCESSIFS
VI.1. Historique
VI.2. Les ouvrages construits par ce procédé dans notre pays
VI.3. Principe de la construction par encorbellements successifs
VI.4. Domaine d’emploi
VI.5. Liaison entre le tablier et les piles
VI.6. Les différents types de section transversale
VI.7. Principe de câblage
VI.7.1. Les câbles de fléau
VI.7.2. Les câbles de continuité intérieurs
VI.7.3. Les câbles de continuité extérieurs
VI.7.4. Dispositions constructives pour les câbles
VI.8. Dispositifs de stabilité des fléaux
CHAPITRE VII. HYPOTHESE DE CALCUL ET CARACTERISTIQUES DU TABLIER
VII.1. Hypothèse de calcul
VII.1.1. Règles de calcul utilisées
VII.1.2. Caractéristiques des matériaux
VII.1.3. Système de précontrainte
VII.1.4. Charges appliquées
VII.2. Caractéristiques du tablier
VII.2.1. Expression de la hauteur h du tablier
VII.2.2. Choix du type de caisson
VII.2.3. Pré dimensionnement de la section transversale
VII.2.4. Caractéristiques géométriques des sections
VII.2.5. Expression du moment d’inertie dans la partie de hauteur variable
CHAPITRE VIII. DIMENSIONNEMENT DES CABLES DE PRECONTRAINTE
VIII.1. Cinématique de construction du tablier
VIII.2. Détermination des câbles de fléau
VIII.2.1. Calcul du moment fléchissant
VIII.2.2. Précontrainte nécessaire dans la section sur pile
VIII.2.3. Calcul du nombre de câble
VIII.2.4. Nombre et longueur des voussoirs
VIII.2.5. Affinage du calcul
VIII.3. Détermination des moments dans la structure hyperstatique
VIII.3.1. Coefficients de souplesse des travées
VIII.3.2. Rotations isostatiques des travées
VIII.3.3. Moment sur appui
VIII.3.4. Moment dû à la charge d’intensité P = 1
VIII.3.5. Moment dû à une charge repartie de densité q = 1
VIII.3.6. Ligne d’influence et diagramme du moment
VIII.4. Détermination des câbles de continuité intérieurs
VIII.4.1. Calcul du moment fléchissant
VIII.4.2. Calcul du nombre de câble dans chaque travée
VIII.5. Détermination des câbles de continuité extérieurs
VIII.5.1. Calcul du moment fléchissant
VIII.5.2. Calcul des contraintes normales dues à la torsion du tablier
VIII.5.3. Calcul du nombre de câble
VIII.5.4. Vérification des pertes de tension
CHAPITRE IX. VERIFICATION DES CONTRAINTES DE CISAILLEMENT
IX.1. Calcul de l’effort tranchant et des contraintes de cisaillement
IX.1.1. Calcul de l’effort tranchant
IX.1.2. Calcul des contraintes de cisaillement
IX.2. Justification des sections
CHAPITRE X. ARMATURES PASSIVES DU TABLIER
CONCLUSION
