T.P.E : Année Aurélien Duthoit Bryan Emery Joakim Thomas

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1 T.P.E : Année Aurélien Duthoit Bryan Emery Joakim Thomas Wikipédia.com

2 T.P.E : Les ponts à haubans Thème : Structures Sous-thème : Structures, propriétés, fonctions Problématique : Quelles sont les contraintes appliquées à un pont à haubans? Introduction : L histoire des ponts Depuis l antiquité, les hommes ont éssayé de franchir des obstacles (précipice, cours d eau). Les ponts sont une des solutions pour pouvoir traverser ces différents obstacles. I) Les ponts Un pont est une structure qui permet de relier un point A à un point B en passant par-dessus des obstacles.

3 1) Différents types de ponts modernes Nous allons à présent vous présentez les différents types de pont modernes existant à ce jour. C est-àdire ceux que vous êtes susceptible d emprunter le plus souvent. Nous pouvons citer les ponts suspendus et les ponts à haubans. - Ponts suspendus : pont.construction.free.fr Un pont suspendu est un pont où le tablier est relié par des câbles verticaux.

4 -Ponts à haubans : -Haubanage en «éventail» : Sur un pont à haubans avec haubanage dit «éventail», les câbles sont issus d un même point en tête de pylône. -Haubanage en «harpe» Sur un pont à haubans avec haubanage dit «harpe», les câbles sont parallèles et ancrés de façon repartie sur le pylône.

5 -Haubanage «semi-éventail» ou «semi-harpe» Un pont à haubans «semi-éventail» est un pont où les haubans sont ancrés sur une hauteur donnée en tête d ancrage et se déploient ensuite en éventail. C est une solution intermédiaire entre les deux autres solutions. Pour continuer notre présentation des ponts à haubans, nous allons prendre comme exemple le viaduc de Millau, un ouvrage récent situé dans le sud de notre pays. Le viaduc de Millau est un pont à haubans (avec haubanage «semi-harpé» ) franchissant la vallée du Tarn, dans l Aveyron, dans le sud de la France. Il a une hauteur de 270m et est long de 2460m.

6 II) Propriétés d un pont à haubans Différents éléments composant un pont à haubans Les différents et principaux éléments qui composent un pont sont les suivants : -Le massif de fondation est un système qui permet au pont de reposer sur le sol et de lui transmettre les différentes charges/forces qu il reçoit. -Les culées sont un des deux types d appuis présent sur un pont à haubans. Elles permettent les appuis aux extrémités du pont. -Les piles sont le second type d appui, ils sont les appuis intermédiaires du pont, ils soutiennent le tablier. -Le tablier est l élément qui supporte les charges de circulation et les transmets aux piles. -La portée d un pont désigne la longueur d une partie d un pont comprise entre deux piles, ou entre une pile et une culée.

7 -Les haubans sont un assemblage de câbles en acier destinés à soutenir le tablier du pont et répartir les forces. III) Différentes contraintes appliquées à un pont à haubans Tout d abord, nous savons qu un pont est subit à plusieurs contraintes physique (appelées également «force») mais également des contraintes naturelles (tel que le vent etc.) auxquelles il doit restister afin de ne pas s effondrer. - Les contraintes physiques Les forces que nous allons étudier sont les suivantes : - La force de compression : La force de compression est celle qui écrase le matériau. Représente le sens des forces. Elles sont opposées. Dans le schéma ci-dessus, la compression est représentée par deux flèches (F et F ) opposées mais égales. Cette force s exerce sur les piles.

8 - La force de traction : La force de tension est celle qui étire ou allonge le matériau. Représente le sens des forces. Elles sont opposées. Dans le schéma ci-dessus, la traction est représentée par deux flèches (F et F ) opposées mais égales. Si la force de tension est trop grande, le matériau fendra. Cette force s exerce sur les câbles porteurs. - La force de flexion : Représente le sens des forces. Elles sont opposées. Dans le schéma ci-dessus, la flexion est représentée par quatre flèches (celles qui pointent vers la droite sont F et vers la gauche sont F ) opposées mais égales. La flexion a tendance à courber l élément sur lequel elle s exerce. C est là que les haubans interviennent. En effet, les haubans sont fabriqués en toron de câbles en acier (c està-dire que plusieurs câbles sont tournés ensemble). Ils

9 sont destinés à soutenir le tablier d un pont et à repartir les efforts. Le hauban est fixé, d un côté, à un pylône constituant du pont et au tablier à son autre extrémité. Toron de câbles en acier Toutes ces forces sont donc à prendre en compte durant la réalisation d un pont. Sinon le pont aura de grande chance de s effondrer, c est donc un danger! - Les contraintes naturelles Les contraintes naturelles sont un facteur très important dans la stabilisation d un pont. En effet elles agissent sur chaque partie d un pont. - Le vent : Le vent est un des plus gros facteurs naturel agissant sur un pont. Effectivement il peut rendre instable un pont, plus ce pont est long, plus l action du vent sera importante. Lorsque cette contrainte s applique directement sur le tablier, le pont rentre alors en résonnance ; c est-à-dire que l amplitude d oscillation

10 augmente ce qui entraîne des déformations du tablier, le pont peut par la suite s effondrer. - La dilatation : La température agit sur les éléments d un pont. Ansi en été, par de hautes températures, le tablier se dilate, c està-dire qu il s allonge. A l inverse en hiver, le tablier à tendance à se rétracter. Le trafic est également un facteur dans la dilatation d un tablier La formule permettant de calculer la dilatation est la suivante : = : est la longeur de variation (en m) α est le coefficient de dilatation (en K -1 ) T : est la variation de température (en K ou C) L 0 : est la longeur initiale (en m) Pour palier à cette dilatation il existe le joint de chaussée (ou joint de dilatation). C est un dispositif qui permet à la structure de se dilater en fonction de la température.

11 Joint à peigne à dents arrondies IV) Simulation : jauge de contrainte Une jauge de contrainte (ou jauge de déformation) sert à observer la déformation d une pièce en variation électrique. Ci-dessous nous pouvons voir le compteur qui va augmenter en fonction du poids que l'on met sur la jauge.

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