Piers in Bridges: Types et considérations de conception

Après avoir lu cet article, vous en apprendrez sur: - 1. Types de piliers pour ponts 2. Considérations relatives à la conception des piliers pour ponts 3. Renforcement.

Types de piliers pour ponts:

Les matériaux utilisés pour la construction des piliers de pont sont:

(i) maçonnerie de briques,

ii) maçonnerie en pierre,

(iii) béton de masse,

(iv) béton armé et

(v) Béton précontraint.

Les piliers en béton de masse ou de maçonnerie sont généralement massifs et offrent par conséquent plus d'obstruction aux voies navigables linéaires et augmentent les charges sur les fondations. Les piliers en béton armé ou en béton précontraint, en revanche, ont une section réduite beaucoup et nécessitent donc beaucoup moins de surface de fondation, en plus d’offrir moins d’obstruction aux voies navigables.

Lorsque les matériaux en brique et en pierre sont coûteux, il est généralement jugé économique d’utiliser des piliers en béton armé ou précontraint.

Les formes générales des différents types de piles couramment utilisés sont illustrées à la Fig. 19.1. Que ce soit pour des raisons structurelles ou architecturales, les côtés sont généralement réalisés avec un appâteur de 1 à 50 ou de 1 à 60. Afin de garantir un lissage et une fluidité sans faille de l'eau, les eaux de coupe sont fournies aux piliers.

La forme de ces eaux de coupe peut être semi-circulaire, des arcs de cercles, des triangles, etc. Les piles sont toujours munies de capuchons de piles pour le transfert des charges aux arbres des piles.

Les piliers à arbre plein en maçonnerie, en béton de masse ou en CCC (Fig. 19.1a et 19.1b) sont généralement fondés sur des fondations à radier ouvert où la possibilité de l'affouillement est nulle. Les fondations sur pieux ou les fondations sur puits sont également possibles pour ce type de piles.

Les piles RCC ou en béton cellulaire précontraint (Fig. 19. 1e) conviennent aux grands ponts lorsque la portée et les profondeurs sont considérables et que le poids propre des piles doit être aussi faible que possible et le module de section le plus élevé possible. Des diaphragmes intermédiaires sont prévus horizontalement pour rigidifier les parois verticales.

Bien que les piliers soient recouverts d'une épaisse chape RC pour une répartition uniforme des charges sur les murs verticaux, il est préférable de placer les poutres sur les murs transversaux verticaux reliant les murs extérieurs. Les colonnes carrées ou circulaires isolées du RCC (Fig. 19.1d et 19.1e) sont préférées pour les ponts routiers construits sur terre.

Les colonnes isolées étendues à partir de pieux RC ou de puits à puits sont également utilisées pour les ponts construits sur des rivières. Les poutres transfèrent directement la charge aux colonnes. Des liens intermédiaires sont fournis pour rendre les colonnes rigides et réduire la hauteur effective.

Le type de pile indiqué à la Fig. 19. Le cas échéant, convient le mieux aux ponts terrestres, où l'obstacle dû aux piles doit être aussi faible que possible, afin de laisser la place à des voies de circulation normales sur les deux côtés des piles en les plaçant au centre.

Le capuchon de la pile peut être mis en porte à faux pour supporter la superstructure. Au lieu de fabriquer un seul pilier rectangulaire, comme illustré à la Fig. 19. Si, des piliers circulaires simples peuvent également être utilisés pour les ponts terrestres. Jetée circulaire unique en arc de cercle

Considérations de conception des piliers pour les ponts:

Les piliers de maçonnerie ou de béton de masse sont conçus avec des charges et des moments verticaux agissant sur les piliers de telle sorte que la résultante se situe dans la troisième ligne médiane ou très près de cette dernière. Grâce à cette limitation, il sera possible d'arriver à une condition d'absence de tension ou de limiter la tension dans les valeurs de vente.

Dans les piliers en béton armé, les contraintes du béton et de l'acier dues aux charges et aux moments verticaux sont ramenées dans les limites admissibles. La section des piles et l'importance de la force de précontrainte dans les piles de béton précontraint doivent être déterminées en vue de limiter la contrainte maximale exercée sur le béton dans les limites admissibles.

En règle générale, aucune tension n'est autorisée dans les piliers précontraints, mais une légère tension n'excédant pas un dixième de la contrainte de compression admissible est souvent autorisée lorsque ces contraintes de traction sont dues à des conditions de charge temporaires telles que l'opération de lancement, etc.

Les charges et les forces avec lesquelles les piliers doivent être conçus sont:

i) Poids propre de la jetée.

ii) Les charges mortes provenant des travées adjacentes et les réactions aux charges vives provenant d'une ou des deux travées, selon le résultat qui produit l'effet maximal.

iii) Effet de la flottabilité sur les piles en raison de la pression interstitielle (généralement pris à 15%)

iv) Force horizontale due à l'effet de la température et à l'effet de traction ou de freinage agissant sur le dessus de la pile.

v) Force horizontale due au courant d'eau agissant sur la pile au centre de gravité du diagramme de pression d'eau.

vi) Force horizontale due au vent agissant sur la superstructure et la pile au centre de gravité du diagramme de pression du vent correspondant.

vii) Force centrifuge agissant sur la jetée lorsque le pont est en courbe.

viii) Force horizontale due à un effet sismique sur la superstructure ainsi que sur la pile agissant au centre de gravité respectif.

La combinaison des charges et des forces susmentionnées pouvant agir ensemble doit être de nature à produire un effet maximal.

Renforcement des piliers en béton pour les ponts:

Dans les piliers de béton de masse, aucun renforcement n'est requis pour des raisons structurelles, mais un renforcement nominal à la vitesse de 5 kg. pour l'acier de qualité S240 et 3, 5 kg pour l'acier de qualité S415 par mètre carré de la surface exposée est fournie pour l'effet de la température et du retrait.

Pour les piliers en béton armé, le pourcentage d’armatures longitudinales ne devrait être ni inférieur à 0, 8 ni supérieur à 8% de la section transversale brute.

Lorsque la surface transversale dépasse la surface de béton nécessaire pour supporter les charges verticales uniquement, le pourcentage d'armature doit être calculé sur la base de la surface requise pour résister à la charge directe et non sur la surface réelle des piles. Dans tous les cas, la surface en acier ne doit pas être inférieure à 0, 3% de la surface brute.

Les renforts latéraux ou liants sont prévus dans les piles à un espacement d'au moins 300 mm. Le diamètre de l'armature latérale ne doit pas être inférieur à un quart du diamètre. du plus grand renforcement longitudinal ni inférieur à 8 mm.

L'espacement des armatures latérales ne doit pas dépasser la plus petite dimension latérale de la pile ou douze fois le diamètre. de la plus petite barre longitudinale, le plus petit des deux. Des barres de liaison appropriées, longitudinales et latérales, doivent être placées à des intervalles appropriés.