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Réalisé par : Encadré par :
Adous Hafsa Dr Mohamed BENNIS
Daoudi Ghita
Amenzou Othmane Groupe 20
Mini projet : Conception des ponts

Mini projet : Conception des ponts 2017
1- Etude des variantes
1.1- Présentation générale du projet
1.2 -Choix du type de l’ouvrage
1.3- Critères de choix du type d’ouvrage
1.4 - Choix des variantes
1.5- Proposition des variantes de franchissement
2-Conception générale :
2.1-Tablier
a- hourdis
b- Les poutres principales
c- Les entretoises
2.2- Les culées
2.3- Les piles
2.4-Fondations
2.5-Equipements
3-Calcul des charges :
3.1-Les charges routières réglementaires
3.2-Méthode de Guyon- Massonnet
Table de matières

Choix des variantes
1-Introduction :
1.1-Présentation générale du projet
♦Données fonctionnelles :
Autoroute 2 × 2 voies à tabliers séparés
1,5m (Bande dérasée Droite) +2 × 3.5m (chaussée de trois
voies) +0,5m (Bande dérasée Gauche).
Longueur du tablier : 287m.
Le tirant d’air : H = 13m.
♦Données géotechniques :
Bon sol.
Niveau du substratum = −2 m.
2-Etude des variantes :
2.1-Choix du type de l’ouvrage :
Le choix du type de l’ouvrage est une démarche itérative qui
consiste à la recherche de la variante qui s’inscrit le mieux dans le contexte
fonctionnel et naturel du franchissement de l’obstacle.
2.2-Critères de choix du type d’ouvrage :
Généralement, au Maroc le choix d’une solution est conditionné par
les contraintes techniques, économiques et esthétiques.
Les contraintes techniques se présentent dans les contraintes du site
et de l’environnement où l’ouvrage va être implanté (les positions possibles
des appuis, la nature du sol de fondation, le gabarit à respecter.), les
contraintes de la voie dont il est support (Les profils de la chaussée : en
long, en travers, en plan), et enfin des dispositions constructives.
Etude des variantes

Généralement on s’oriente vers la solution qui offre les meilleures
conditions d’exécution, à savoir, la disponibilité du matériel et de la main
d’œuvre destiné à réaliser les travaux en respectant le délai de construction.
Les contraintes économiques résident dans le fait de choisir une
variante qui présente un coût raisonnable.
Quant au côté esthétique, la variante choisie doit s’intégrer dans le
paysage du site.
2.3-Choix des variantes :
Pour un choix primaire des variantes à adopter, on peut éliminer les
portiques et les ponts cadres, parce qu’ils ne sont pas à l’échelle de notre
pont relativement de grande portée.
On a opté également pour choix du béton précontraint comme
matériau de construction vu que les ponts en acier présentent des coûts
relativement élevés en comparaison avec des ponts en béton précontraint
ou armé. En plus, les frais d'entretien et de maintenance représentent dans
la plupart des cas une entrave pour le choix de ce type de matériau.
En ce qui concerne le béton armé, celui-ci est éliminé vu la longueur
et la largeur importantes du tablier. Donc, la solution de franchissement
sera en béton précontraint.
2.4-Proposition des variantes de franchissement :
 La rigidité à la torsion est assurée par un tablier constitué d'un ou plusieurs
caissons creux, notamment lorsque le tracé en plan de l’ouvrage est courbe,
ou lorsqu’il est nécessaire d’avoir des appuis intermédiaires ponctuels afin
de limiter l’emprise des piles (site urbain, voies ferrées, etc.).
 La mise en place de grandes travées.
 Les caissons offrent une bonne résistance à la corrosion (les surfaces
extérieures sont lisses et les surfaces intérieures protégées) et une esthétique
agréable due à des volumes nets. L’élancement d’une poutre-caisson mixte
Variante 1 : Le pont en poutre-caisson
Avantages

dépend de la largeur de la plate-forme : il est de l’ordre de 1/36 pour un
tablier de hauteur constante et de 12 m de largeur.
 Ils sont plus coûteux car nécessitant une plus grande quantité d’acier et des
opérations d’usinage plus lourdes.
 Ils ne sont compétitifs que s’ils peuvent être entièrement préfabriqués en
atelier puis transportés sur le site d’un seul tenant, ce qui implique une
largeur nette inférieure à 5 m.
 La maintenance est plus délicate, parce qu'elle nécessite de faire intervenir
les équipes d'entretien dans l'espace souvent réduit qu'offre l'intérieur du
caisson.
 Le principal avantage de ce type de structure est lié à son mode de
construction qui permet d'éviter le recours aux cintres s'appuyant sur le sol.
On s'affranchit ainsi de nombreuses contraintes liées à la brèche pour la
réalisation du tablier (site accidenté...).
 Le recours à la préfabrication apporte un intérêt évident, tant sur le plan
technique que sur le plan économique. En particulier, il permet d'envisager
des formes de poutres assez élaborées, plus difficiles à coffrer, mais
permettant de faire travailler au mieux la matière. On peut également
attendre de la préfabrication une amélioration de la qualité des parements
et des tolérances dimensionnelles.
 Le recours à la préfabrication a également une incidence sur les délais
d'exécution de l'ouvrage, puisqu'il est possible de rendre indépendante la
fabrication des poutres du reste du chantier.
 Un autre intérêt de ce type de structure provient de son fonctionnement
isostatique qui la rend pratiquement insensible aux déformations imposées,
en particulier aux tassements différentiels des appuis et aux effets d'un
gradient thermique.
 Ce type de tablier, constitué de poutres rectilignes, est naturellement bien
adapté aux franchissements rectilignes.
Inconvénients
Variante 2 : Le pont à poutres préfabriquées précontraintes par post-tension (VIPP)
Avantages

 Ce type de tablier ne s'adapte que plus difficilement aux franchissements
biais ou courbes.
 Afin de profiter au mieux de la préfabrication, il est souhaitable de pouvoir
implanter les appuis à intervalles réguliers pour réaliser des travées de
longueurs égales. Toutefois, il est à noter que de nombreux grands viaducs
de type VIPP ont, en revanche, un aspect plutôt satisfaisant, du fait de cette
épaisseur importante donnant des proportions harmonieuses entre le
tablier et les appuis.
 Les tabliers VIPP, comme les autres structures à poutres sont plus sensibles
que des structures massives aux chocs transversaux de véhicules hors
gabarits.
 Grâce à la précontrainte, les tabliers PSI.DP ont un meilleur élancement et
une consommation en aciers passifs plus faible que les tabliers PSI.DA,
qu'il s'agisse des ferraillages longitudinal, transversal ou des cadres et étriers.
 Ces ouvrages restent cependant robustes, grâce à leur monolithisme.
 La simplicité de leur forme et leur grande réserve de sécurité constituent
par ailleurs des atouts importants, ainsi que leur souplesse dans l’adaptation
à toute difficulté d’implantation grâce à leur construction par coulage en
place (dans le cas de tracé biais ou courbe en plan ou en élévation).
 La longueur des ponts-dalles précontraints ne dépassant pas 150m.
 La réparation par remplacement de la dalle des ponts dont le tablier est
précontraint par post tension est très difficile et complexe. La précontrainte
ayant été appliquée après le bétonnage de la dalle, celle-ci fait donc partie
Inconvénients
Variante 3 : le tablier PSI.DP (Passage Supérieur ou Inférieur en Dalle Précontrainte)
Avantages
Inconvénients

intégrale du système structural. L'enlèvement de la dalle modifie les efforts
dans le tablier et peut affecter sa stabilité. De plus, des précautions doivent
être prises afin de ne pas endommager les câbles de précontrainte qui, à
certains endroits, passent dans la dalle. Ainsi, la reconstruction de la dalle
implique souvent le remplacement complet du tablier. De même, les
caractéristiques structurales des tabliers à dalles épaisses peuvent présenter
le même genre de problématique.
Domaine d’emploi : Des portées entre 15 et 25m
 La maîtrise de la qualité des poutres, car celles-ci sont fabriquées en usine
 Absence d’échafaudage pour la construction du tablier d’où un gain de
temps appréciable, notamment pour les sites difficiles d’accès.
 Structure hyperstatique réduisant les moments en travées, ce qui a pour
conséquence de limiter la hauteur des poutres
 Aspect esthétique : l’élancement habituel des ouvrages utilisant des poutres
précontraintes par pré-tension, principalement dans le cas des travées
isostatiques, conduit à des épaisseurs de tablier sensiblement plus fortes
que celles des ponts-dalles continus.
 Les moments hyperstatiques développés par le câblage dans les zones
d’appuis peuvent entrainer l’instabilité des piles surtout si la hauteur de ces
derniers est importante. En général les structures hyperstatiques soulagent
le pont, mais ils chargent le sol.
Domaine d’emploi : Des portées entre 30 et 90m
 Légèreté de l’ouvrage
 La rapidité d’exécution
Variante 4 : Ponts à poutres précontraintes par adhérence PRAD
Avantages
Inconvénient
Variante 5 : Pont mixte à bipoutre
Avantages

 Précision dimensionnelle des structures
 Facilité d’extension
 Peu d’échafaudage
 Nécessite un entretien régulier et coûteux
 Main d’œuvre qualifiée (soudeurs)
 Prix élevé de l’acier
 Risque de flambement.
Inconvénients
Compte tenu des données de
notre projet et suite à l’analyse de ces
différentes variantes, nous avons opté
pour le choix d’un VIPP.

1-Eléments de pré dimensionnement :
1- Tablier :
L'implantation des appuis et le choix du type d'ouvrage étant réalisé, il
convient de déterminer le nombre, l'espacement et les dimensions des poutres.
1.1-Hourdis :
Pour le hourdis, le choix porte sur le type de fonctionnement transversal
(béton armé ou béton précontraint), et sur le mode de construction selon qu'il est
coulé par-dessus les tables (hourdis général) ou entre les tables de compression
des poutres (hourdis intermédiaire). Précisons dès maintenant que le hourdis
intermédiaire correspond à une solution qui n'est plus que très peu utilisée. Alors
on choisit un hourdis général, plus précisément un coffrage perdu : pré-dalles en
BA
L'épaisseur de l’ hourdis est voisine du 1/16 de la portée transversale. Un
dimensionnement rapide permet de retenir les épaisseurs suivantes, en fonction
de l'écartement des poutres :
0,16 m pour e< 2,75 m
0,18m pour 2,75m<e<3,50m
0,20 m pour e>3,50m
Conception générale :

Toutefois, l'épaisseur minimale de 0,16 m n'est que rarement retenue, donc
on prendra une valeur moyenne de 0,18m.
1.2- Poutres principales :
Les poutres comportent une table de compression constituant la fibre
supérieure et un large talon, constituant la fibre inférieure. Ces deux éléments
sont reliés par une âme de faible épaisseur.
♦Hauteur des poutres :
L'élancement usuel se situe aux environs du 1/17 de la portée, ce qui fixe la
hauteur totale du tablier (poutre+hourdis)
La hauteur des poutres se déduira du choix adopté pour le type de hourdis
et de l'épaisseur même du hourdis
-
♦Epaisseur des âmes :
a- En zone médiane, où l'effort tranchant est faible, les âmes sont
dimensionnées au minimum constructif dans le but d'alléger le plus possible les
poutres. Ce minimum dépend du mode de vibration utilisé (externe ou interne) et
indirectement du type de coffrage utilisé pour la réalisation des poutres.
Lorsque le nombre de poutres à réaliser est peu important (moins d'une
dizaine de poutres pour fixer les idées), on emploie habituellement un coffrage en
bois. Dans le cas contraire, il est plus courant d'utiliser un coffrage métallique.
Dans notre cas, nous avons 3 poutres par travée soit 21 poutres pour tout le pont
il est donc préférable d’utiliser un coffrage métallique.

Dans le cas d'un coffrage métallique, la vibration est externe et est effectuée
par le fond de moule et les joues de coffrage. L'épaisseur des âmes peut donc être
réduite au strict minimum et descend couramment à 20 cm ou 22 cm en zone
courante.
b- Au voisinage des appuis, les âmes sont dimensionnées pour résister à
l'effort tranchant, ce qui conduit généralement à réaliser un épaississement d'âme,
appelé blochet, sur une longueur qui peut atteindre le quart de la portée. Au droit
de l'appui, l'épaisseur de l'âme atteint couramment 30 cm.
♦La largeur de la table de compression :
Pour alléger les poutres, dans le but d'en faciliter la manutention, on serait
tenté de réduire le plus possible la largeur des tables de compression. Toutefois,
pour prévenir tout risque de déversement pendant les opérations de manutention,
on ne descendra pas en dessous d'une largeur voisine de 60% de la hauteur de la
poutre.
♦Nombre et espacement des poutres :
Le nombre de poutres dépend essentiellement de la largeur du tablier et de
la position des poutres de rive.
Dans la mesure du possible, on cherchera à positionner ces poutres de rive
le plus près des bords libres du tablier, de manière à supprimer la partie de
hourdis à couler en encorbellement de ces poutres de rive, difficile à coffrer.
Pour un choix de 3 poutres principales, on aura un espacement de
e=largeur du tabler -3* 2,25m ce qui est convenable pour un VIPP.
♦le talon :
Nombre de poutres=3
Espacement =2,25m

Les talons des poutres, constituant la fibre inférieure de la structure, sont
dimensionnés par la flexion et doivent permettre de loger les câbles de
précontrainte dans de bonnes conditions d'enrobage et d'espacement.
En première approximation, pour un béton de 35 MPa de résistance, on
pourra déterminer la largeur totale des talons par la formule empirique suivante :
l : largeur du tablier,
L : portée de la travée,
1100<K<1300
Pour un ouvrage normalement élancé au 1/17, la largeur des talons varie de
0,60 à 0,90 m lorsque la distance entre axes des poutres varie de 2,50 m à 4,00 m.
Par interpolation entre ces valeurs extrêmes, on trouve :
La partie verticale du talon ou pied de talon est généralement comprise
entre 0,10 m et 0,20 m pour des largeurs de talons variant de 0,60 m à 0,90 m.
Alors, pour une largeur de 0,82m on prend :
La tangente de l'angle α (l’angle d’inclinaison de la partie supérieur du talon
) est normalement comprise entre 1 et 1,5, et il est préférable de se rapprocher de
la valeur supérieure.

1.3-Les entretoises :
♦nombre d’entretoises :
Actuellement, pratiquement tous les ouvrages sont réalisés sans entretoises
intermédiaires, ce qui constitue une solution parfaitement adaptée. Alors chaque
travée comporte 2 entretoises d’about.
♦Epaisseur des entretoises :
Les entretoises étant coulées en place, leur épaisseur résulte de conditions
de bonne mise en œuvre du béton, Dans la pratique, cela amène à une épaisseur
de l'ordre de 25 à 30 cm, ce qui suffit dans la plupart des cas du point de vue de la
résistance.
♦Hauteur des entretoises :
Les entretoises ont une hauteur voisine de celle des poutres, ce qui leur
confère une bonne rigidité, il est préférable de diminuer légèrement leur hauteur,
cette réduction de hauteur facilite l'accès aux appareils d'appuis en ménageant un
espace suffisant entre le chevêtre d'appui et les entretoises. A cet égard, une
distance minimale de 0,50 m semble convenable, mais il semble plus confortable
de la porter à 0,80 m.
Section médiane Section sur appui

2-les culées :
Il s'agit de piles-culées partiellement ou complètement enterrées ou de
culées à mur de front apparent encore appelées culées remblayées.
Les culées sont complétées par des murs de tête, en aile ou en retour, qui sont
relativement importants dans le cas des culées remblayées. L'emploi de murs en
retour suspendus présente l'avantage de s'opposer aux poussées des terres.
Dans notre cas, et compte tenu des conditions du sol (bon sol) et du niveau
du substratum, on peut choisir les culées enterrées car moins chères et plus
utilisées.
3-les piles :
3.1-type des piles :
La largeur du tablier est modérée (nombre de poutres inférieur ou égal à
quatre), les piles peuvent comporter un fût unique et sont du type pile-marteau.
Les piles-marteaux sont constituées d'un seul fût de section cylindrique,
surmonté d'un chevêtre en porte-à-faux. Cette solution est l'une des plus
fréquentes.

3.2-tête de pile :
Compte tenu des dimensions courantes des abouts de poutres, les
deux lignes d'appui sont distantes d'un mètre environ. La longueur des têtes de
piles - dimension parallèle à l'axe longitudinal du tablier - est donc voisine de deux
mètres.
Transversalement, la largeur totale de la tête de pile est très voisine de la
largeur du tablier pour permettre, comme dans le cas des culées, l'implantation
correcte des appareils d'appui.
4-Fondations :
Pour des ouvrages qui dépassent une cinquantaine de mètres de portée, les
fondations doivent être absolument fiables, compte tenu des descentes de charges
relativement importantes (réactions de 100 à 150 t par poutre pour des ouvrages
dont les poutres sont espacées de 3,00 mètres environ). C'est pourquoi les
campagnes de reconnaissance géotechnique doivent impérativement comporter
au moins un essai pressiométrique par appui. Ces reconnaissances permettent de
déterminer les différentes possibilités de fondations
(Niveaux de fondation et capacité portante) et les contraintes de réalisation des
fondations.

Vu que notre sol est « bon » à une profondeur de 2m, on peut envisager
des fondations superficielles.
5-Equipements :
5.1-dispositifs de retenu :
Les dispositifs de retenue modifient la face vue du tablier et ont donc
une forte incidence sur l'aspect de l'ouvrage. Leur choix doit satisfaire à la fois à
des critères de sécurité et d'esthétique.
5.2-Etanchéité :
Les systèmes usuels sont à base d'asphalte coulé, de films minces adhérant
au support, de feuilles, préfabriquées ou non, ou encore d'asphalte gravillonne.
Le système : asphalte coulé présente une meilleure sécurité vis-à-vis des
risques de pénétration d'eau. En plus, son entretien est assez facile par rapport
aux autres systèmes d’étanchéité (brais-résine et feuilles).
Ainsi notre choix définitif est : asphalte coulé.
5.3-corniche :
Rappelons qu'un des rôles tout aussi essentiel des corniches est la
protection des extrémités latérales du tablier contre les intempéries.
La réalisation de corniches coulées en place demeure rare (coffrage
difficile). Les corniches métalliques sont généralement fixées par l'intermédiaire
de visseries et de boulonneries sur l'extrémité du hourdis. La bonne tenue de ces
éléments de fixation nécessite une protection (acier inoxydable ou galvanisation).
Des précautions sont à prendre pour éviter les problèmes de corrosion
bimétallique entre métaux de potentiel différent.

Pour dépasser les inconvénients liés à ces deux types de corniches, on a
choisi les corniches préfabriquées. La fixation de ce type des corniches sur le
tablier s'effectue classiquement par une liaison de type béton armé à base de
béton.
5.4-Appareils d’appui :
Les appareils d’appui sont des éléments porteurs transmettant les
efforts des tabliers aux appuis et libérant les déformations au droit des
appuis. On a opté au choix d’appareils d’appui en élastomère fretté. Ceux-
ci seront régulièrement changés.
5.5- Joints de chaussée :
Les joints de chaussée sont des joints de dilatation des tabliers des
ponts assurant la continuité de la chaussée de circulation. Puisque notre
tablier est long, on disposera alors en plus des joints aux extrémités des
tabliers, deux autres intermédiaires.

1-Les charges routières réglementaires :
♦Longueur roulable : LR
♦Classe du pont :
1ére classe car LR>7m
♦Longueur chargeable :
♦Nombre de voies :
♦Largeur d’une voie :
♦Système A(l) :
A(l)= a2
Avec : a1= f(Nv , classe du pont) = f(2,1)
a2 = =
l : longueur chargée
Calcul des charges :
LR= 9m
Lch
Nv= 2
=3,5m
A(l) = 2

♦Sous système Bc :
Ce système est appliqué à tout type de pont et se compose
d’un ou deux camion maximum. La distance entre les deux camions
doit donner l’effet le plus défavorable.
2 files de deux camions
1ère classe et 2 files chargées
♦Sous système Bt :
C’est un tandem de deux essieux munis de roues simples.
Bc = 4*30*1,1 = 132t

Bt
bt = 1 ; car classe 1
♦Sous système Br :
C’est une roue isolée disposée normalement à l’axe
longitudinal de la chaussée. Les caractéristiques de cette roue sont
présentées dans la figure ci-dessous :
♦Coefficient de majoration dynamique :
Où : L : longueur de la travée ; L= 41m.
G : Poids total du tablier sur la longueur L de la travée
S : Poids total le plus élevé des essieux du système B
G =
143,5t
S =Max{Bt ;Bc ;Br}
Bt = 64t
G = 637,198t
S=132t

1- Calcul des paramètres fondamentaux :
1.1- Paramètre d’entretoisement :
♦Calcul de Ip :
Calculons Zg la position du centre de gravité :
Ai Zgi Ai*Zgi
S1 1640 10 16400
S2 2184 36,48 79672,32
S3 4605 132,75 611313,75
S4 1875 218,75 410156,25
somme 10304 - 1117542,32
Méthode de Guyon-Massonnet :

Moment d’inertie par rapport a Yg :
En utilisant le théorème de HYGUENS :
Ip 2
Ai Igi(cm4
) (Zg-Zgi)^2 Ai*(Zg-Zgi)^¨2
1640 54666,67 9693,78085 15897800,59 15952467,3
2184 256931,3 5180,68853 11314623,75 11571555
4605 9042013,44 590,149849 2717640,055 11759653,5
1875 24414,01 12164,5458 22808523,47 22832937,5
♦Calcul de
h : epaisseur de l’hourdis
1.2- Paramètre de torsion :
♦Calcul de Jp :
Jp =
K
K J(cm3)
Section 1 0,279 183258,98
Section 2 0,234 1138212,97
Section 3 0,29 1202845,7
Section 4 0,31 93654,63
Zg
Ip = 0,62m4

♦Calcul de JE :
2- Lignes d’influence :
y=0 e (-0,88b) (-3b/4) (-b/2) (-b/4) 0 b/4 b/2 0,66b
K0 0,762 0,854 1,0233 1,159 1,217 1,159 1,023 0,915
K1 0,905 0,936 1,003 1,067 1,099 1,067 1,003 0,96
K 0,86087399 0,91069697 1,00926404 1,09538876 1,13541167 1,09538876 1,00917147 0,94611419
Jp = 0,02818m4
=0,446

y=3,75 e (-0,88b) (-3b/4) (-b/2) (-b/4) 0 b/4 b/2 0,66b
K0 -1,049 -0,8057 -0,33 0,182 0,766 1,448 2,242 2,8105
K1 0,486 0,526 0,295 0,745 0,906 1,108 1,345 1,509
K 0,0123397 0,11507269 0,10214157 0,57127313 0,86279971 1,21291498 1,62179042 1,91060839
♦Système A(l) :
a) Poutre centrale y=0 :
On a :
En se basant sur le tableau précédent (Méthode des trapèzes), on retrouve :
Ainsi :

b) Poutre de rive y=3,75 :
On a :
Ainsi :
♦Système Bc :
a) Poutre centrale y=0 :
ei 0,25 2,25
K(Bc;y=0;ei) 1,095 1,00917
D’où :

D’où :
Nous avons également de ce qui précède
Il s’en suit que :
Enfin :

b) Poutre de rive y=3,75 :
Par interpolation des valeurs de K préalablement calculées, on obtient :
ei -1,75 0,25 0,75 2,75
K(Bc, y=3,75) 0,31064 0,9405 1,09619 1,8143
Ainsi :
De même :
♦Système Bt :
a)Poutre centrale y=0 :
ei 0,5 2,5
K(Bt, y=0) 1,1176 0,988

Et on a :
Ainsi :
b)Poutre de rive y=3,75 :

ei -2,5 -0,5 0,5 2,5
K(Bt, y=3,75) 0,11224 0,733 1,0184 1,718
Par suite :
D’où :
♦Système Br :
a)Poutre centrale y=0 :
Une roue e=0.
D’où :

Et :
b)Poutre de rive y=3,75 :
De même :
Et :

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