Chapitre Pr A.BOUAJAJ 5 Equipements des ponts Conception des ponts 1 Chap.5: Equipements des ponts 1. Définition • Ensemble de dispositifs de nature, de conception et de fonctionnement très divers dont le but est de rendre un tablier du pont plus apte remplir sa mission vis-à-vis des usagers. • Ils interviennent aussi bien dans la conception d’un ouvrage que dans son calcul et son prédimensionnement Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 2 Chap.5: • • • • • • • Equipements des ponts 2. Fonctions Sécurité : bordures de trottoirs et dispositifs de retenue Protection et maintien des éléments structurels : étanchéité, évacuation des eaux, perrés Bon fonctionnement de la structure : appareils d’appuis et joints de chaussée Confort de la chaussée : dalle de transition et joints de chaussée. Esthétique : corniche Confort des riverains : murs d’isolation acoustique Possibilité de visite et d’entretien : passerelles, portes et échelles Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 3 Chap.5: • • • • • Equipements des ponts 3. Caractéristiques Matériaux constitutifs issus de procédés industriels Plus exposés aux agressions particulières : accidentelles pour les dispositifs de retenue, usure de service ou corrosion, vandalisme… Durée de vie inférieure à celle de la structure. Objets de fréquentes opérations d’entretien et de réparation 10% du coût total d’un pont courant, et jusqu’à 30% pour des ouvrages spéciaux Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 4 Chap.5: Equipements des ponts 4. Etanchéité et revêtement des ponts routes Etanchéité • Le système d’étanchéité des tabliers a pour objectif de protéger la structure béton des diverses agressions générées par les eaux pluviales circulant sur l’ouvrage car : - L’environnement de l’ouvrage peut être très agressif (pluie, gel/dégel, les sels au bord de la mer, les gaz d’échappement - Le béton n’est pas étanche (fissures, zones de reprise de bétonnage, nids de cailloux) : risque d’infiltration d’eau et d’agents chimiques nuisibles. - Les aciers corrodés engendrent une perte de résistance - La corrosion peut provoquer la rupture des armatures de précontrainte. - L’eau peut dissoudre les joints et éclater les pierres des ponts en maçonnerie. Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 5 Chap.5: Equipements des ponts Types d’étanchéité • Chapes épaisses à base d’asphalte • Chapes minces constituées d’un film • Chapes en feuilles préfabriqués o Etanchéité épaisse à base d’asphalte (chaud en bicouche à haute température (200°) • Couche d’accrochage à base d’enduit • Couche de semi-indépendance de papier Kraft à trous • Couche de mastic d’asphalte (composé de poudre d’asphalte et de bitume) d’épaisseur 8mm • Couche de protection en asphalte gravillonné de l’ordre de 25mm d’épaisseur Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 6 Chap.5: Equipements des ponts Étanchéité épaisse à base d’asphalte Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 7 Chap.5: Equipements des ponts Chape d’étanchéité coulé sur place en cours d’exécution Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 8 Chap.5: Equipements des ponts o Etanchéité par film mince • Le système est composé d’un film mince (2 à 3 mm d’épaisseur) obtenu par réaction chimique entre une base et un durcisseur Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 9 Chap.5: Equipements des ponts o Etanchéité par les feuilles préfabriquées • Les feuilles d’étanchéité manufacturées en usine, livrées en rouleaux sont à base, en général, de bitume modifié (bitume élastomère) associé à une armature (non tissé). • Elles sont soudées en pleine adhérence sur le support, sur lequel est préalablement répandu un enduit d’imprégnation à froid à base de bitume polymère, par fusion partielle du bitume de la feuille. Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 10 Chap.5: Equipements des ponts Couche de roulement • Elle doit présenter un bon uni et être anti-dérapante. • Elle est constituée d’un tapis d’enrobés bitumineux de 7 à 8cm d’épaisseur et de 2.2t/m3 de poids volumique • Il faut assurer un bon drainage de la plate-forme pour garantir sa durabilité • Ses caractéristiques sont limitées sur ouvrage par : - Le risque de désenrobage dû à l’emprisonnement de l’eau entre la chape et le revêtement. - Les sollicitations à la fatigue engendrées par la souplesse de la structure. - Variations d’épaisseur à cause de la difficulté de maîtrise de l’exécution. - Difficulté d’intervention et de réparation à cause de la limitation du rechargement. Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 11 Chap.5: • • • • Equipements des ponts 5. Joints de chaussées Fonction et caractéristiques Assurer le confort et la sécurité de l’usager en maintenant la continuité du roulement tout en permettant la libre dilatation du tablier Ne pas être une source de bruit et de vibration Avoir une bonne étanchéité ou une bonne évacuation des eaux Être d’un entretien limité. Types • Joints souples • Joints à peigne en porte-à-faux • Joints à lèvres (avec remplissage du vide par un matériau assurant l’étanchéité) Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 12 Chap.5: Equipements des ponts o Joints souples ( appuyé ou en bandes ) • Ils consistent en un système flexible de liaison métal-élastomère. Leur souplesse permet d’absorber même les mouvements verticaux sans se détacher de la surface de la chaussée. Modèle FT appuyé Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 13 Chap.5: Equipements des ponts o Joints à peigne en porte-à-faux (Modèle WP) • Ils sont composés de couples d’éléments indépendants à dents moulés en alliage d’aluminium fixés à la par des vis à serrage. Ils assurent une parfaite continuité sans bruit et permettent des mouvements allant jusqu’à 2000mm. Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 14 Chap.5: Equipements des ponts o Joints à lèvres • Ils sont composés de deux profils d’about en acier avec dispositifs d’ancrage et un élément élastomère amovible étanche à l’eau. Ils permettent des mouvements de l’ordre de 100mm et jusqu’à 200mm pour certains types. Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 15 Chap.5: Equipements des ponts Joint à lèvres Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 16 Chap.5: • Equipements des ponts Eléments de choix Souffle du joint : espacement maximal des deux éléments en regard dû aux effets de : - Retrait et fluage du béton - Dilatation due à la variation de température - Freinage des surcharges routières A(l) et Bc - Rotations des abouts du tablier - Séisme longitudinal - Déplacements transversaux ou verticaux dus, respectivement, au biais et à la courbure et aux tassements différentiels. • Trafic : en fonction de la fréquence des mouvements • Type d’étanchéité : définit les dispositions de liaison suivant que la chape est mince ou épaisse. Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 17 Chap.5: Equipements des ponts Pose • Des réservations sont ménagées aux extrémités des hourdis et en fibre supérieure des murs garde-grève. • Le revêtement est mis en œuvre sans interruption au niveau du joint • Le revêtement est découpé par sciage sur la largeur du joint. • Le joint est mis en place est réglé par rapport au niveau du revêtement. Réservation pour joint de chaussée Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 18 Chap.5: Equipements des ponts 6. Dispositifs de retenue • Ils assurent la sécurité des usagers (piétons, engins à deux roues, véhicules légers et poids lourds). • Ils dépendent du niveau de sécurité recherché. • Le niveau de sécurité dépend de la destination de l’ouvrage, des conditions de franchissement et d’autres sources de risque traduits en indice du danger. • On distingue trois niveaux, (par ordre croissant) : garde corps, glissières et barrières. Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 19 Chap.5: Equipements des ponts Gardes-corps • Ils sont utilisés pour les ouvrages sur oueds dont la hauteur de chute est faible, pour les passages supérieurs d’autoroutes et pour les passages de service au niveau des passages inférieurs autoroutiers. • Ils sont destinés, surtout, à la sécurité des piétons, et exceptionnellement à celle des véhicules légers dans des conditions de circulation favorable. • Ils peuvent être en acier, en alliage d’aluminium ou à poteaux en béton armé • Leur hauteur minimale est donnée par 𝒉𝒎𝒊𝒏 = inf (1.20 m; 0.95 m + 0.005 H ± 0.05 m) avec H est la hauteur du trottoir au dessus du sol. Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 20 Chap.5: Equipements des ponts Type de garde-corps o Type S • Employé surtout en rase compagne sur les ouvrages présentant un trottoir pour les piétons • o Type I Placé sur les ouvrages présentant un passage de service o Type U • Non normalisé et laissé libre à la conception des architectes Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 21 Chap.5: Equipements des ponts Garde-corps S8 Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 22 Chap.5: Equipements des ponts Dimensions du garde-corps S8 Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 23 Chap.5: Equipements des ponts Garde-corps S7 Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 24 Chap.5: Equipements des ponts Glissières • La glissière se définie comme étant un dispositif permettant à un véhicule en perdition de glisser contre lui de façon que sa trajectoire soit modifiée. • Elle est destinée à la sécurité des véhicules légers. • • • • Glissière rigide Une déformation quasi-nulle lors du choc, Une hauteur inférieure à 50cm, agit directement sur les roues. N’est efficace que si elle est abordée sous des angles faibles ne dépassant pas 60km/h. Non admise sur les autoroutes et sur les routes nationales. Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 25 Chap.5: • • • • • Equipements des ponts Glissière souple Admet une déformation dont une partie est irréversible. Plus courant. A une hauteur de 70cm. Est fixée à la structure du béton par une platine 250*200*14 ancrée par des tiges de 20mm de diamètre. Est efficace pour des VL de 1300 kg roulant à 80KM/h avec un angle d’attaque de 30°. Glissière élastique • Admet une déformation dont la plus grande part est réversible. • Constituées de câbles d’acier ou de matière plastique. • Peu utilisée. Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 26 Chap.5: Equipements des ponts Glissières souples (métalliques) Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 27 Chap.5: Equipements des ponts Barrières • Les barrières sont destinées à empêcher des véhicules lourds de tomber du pont, et à essayer de les remettre, si possible, dans la bonne direction. • Elles sont dimensionnées pour retenir un car de 12 t lancé à 70 km /h sous une incidence de 20°. • Elles doivent retenir un camion de 38 t également lancé à 70 km /h sous une incidence de 20°. Les murets en béton (BN1 : muret californien, BN2 : muret General motors) • Ils sont constitués d’une base en béton armé coulé en place, surmontée d’une lisse métallique fixée sur des supports métalliques. Ils sont de type rigide et fonctionnent par encastrement linéaire dans la structure. Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 28 Chap.5: Equipements des ponts Barrière normale modèle BN2 Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 29 Chap.5: Equipements des ponts Barrière BN2 Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 30 Chap.5: Equipements des ponts Les barrières en béton précontraint (BN3) • Elles sont constituées d’éléments préfabriquées en béton réunis par précontrainte et fonctionnant par inertie. Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 31 Chap.5: • Equipements des ponts Les barrières métalliques à lisses horizontales en acier (BN4) Elles sont constituées de tubes ouverts ou fermés fixés sur des supports en tôle d’acier découpés et soudés liés à la structure par des boulons fusibles. Elles fonctionnent par encastrement ponctuel. Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 32 Chap.5: Equipements des ponts Barrière BN4 Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 33 Chap.5: Equipements des ponts 7. Corniches Rôle esthétique • Effet de forme, de proportion et de couleur • Rattrapage des irrégularités dues à l’imprécision de la construction • Éloignement des coulures d’eau des parements verticaux. • • • • • Rôle fonctionnel Ancrage du garde corps Support du relevé d’étanchéité Butée du trottoir Elles peuvent être préfabriquées en béton armé, caniveaux en acier inoxydable ou coulées sur place. Elles sont mises en place après achèvement du tablier. Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 34 Chap.5: Equipements des ponts Profils types de corniches Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 35 Chap.5: Equipements des ponts Corniches préfabriquées Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 36 Chap.5: • • • • • Equipements des ponts 8. Trottoirs Ils ont pour rôle de protéger les piétons de la circulation automobile en les isolant par une simple surélévation. Ils ont une largeur minimale de 1 m. Ils sont exécutés avant la couche de roulement et après l’étanchéité Trottoirs sur caniveau Plus utiles en permettant le passage de plusieurs types de canalisations et plus légers. Ils sont composés de : - Une bordure de trottoir préfabriquée de 20 à 30cm de hauteur posée sur un bain de mortier - Une contre-bordure coulée en place et liée à la structure. - Un caniveau couvert par des dalettes minces préfabriquées Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 37 Chap.5: Equipements des ponts - Une contre-corniche coulée en place et liée à la structure. - Une corniche posée sur un bain de mortier. - Un fil d’eau en asphalte gravilloné pour récupérer l’eau. Corps du Trottoir sur caniveau Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 38 Chap.5: Equipements des ponts Trottoirs pleins • Lorsqu’il n’est pas prévu de canalisations sur les trottoirs ou lorsque leur accessibilité n’est pas exigée • Le corps du trottoir est composé dans ce cas de gros béton ou de sable stabilisé au ciment. • La contre-corniche et la contre bordure ne sont pas nécessaires. Corps du Trottoir plein Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 39 Chap.5: Equipements des ponts 9. Évacuation des eaux • Elle est nécessaire pour la durabilité des matériaux de la chaussée et de la structure du pont, pour la sécurité des usagers et pour protéger les surfaces les parements vus des ruissellement et souillures. • Le système choisi doit assurer une évacuation rapide des eaux pour éviter l’inondation de la chaussée et une protection contre les infiltrations. • Les eaux sont recueillies d’un seul côté ou des deux côtés par le biais de la pente transversale de la chaussée. Elles sont récupérées au niveau des fils d’eau prévus aux bords des trottoirs et conduites par la pente longitudinale vers les gargouilles. • Les gargouilles peuvent déboucher à l’air libre ou être guidées à la base des appuis. Elles doivent dans tous les cas être aussi discrètes que possibles. Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 40 Chap.5: Equipements des ponts Système d'évacuation d'eau Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 41 Chap.5: • • • • • • Equipements des ponts 10. Appareils d’appui Fonction Ils interviennent directement dans le fonctionnement de la structure Ils sont placés entre le tablier et les appuis Leur rôle est de transmettre les actions verticales dues à la charge permanente et aux charges d’exploitation et de permettre les mouvements de rotation et les déplacements dans toutes les directions dans un plan Types Appareils d’appui en élastomère fretté Appareils d’appui spéciaux Appareils d’appuis métalliques Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 42 Chap.5: Equipements des ponts o Appareils d’appui en élastomère fretté • Ils sont plus utilisés sur les ponts courants • Ils sont constitués d’un empilage de feuillets d’élastomère (néoprène d’épaisseur de 8 à 16 mm) associés à des frettes en acier doux • Ce système de frettage leur permet de résister à des taux de compression très élevés Appareil d’appui en élastomère fretté (en coupe) Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 43 Chap.5: Equipements des ponts Appareil d'appui en élastomère fretté Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 44 Chap.5: Equipements des ponts Appareil d'appui en élastomère fretté en service Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 45 Chap.5: Equipements des ponts o Appareils d’appui spéciaux • Employés fréquemment pour les grands ouvrages. • Ils sont disposés pour supporter de grandes charges. Appareils d'appui à pot d'élastomère Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 46 Chap.5: Equipements des ponts Appareil d'appui à pot d'élastomère Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 47 Chap.5: Equipements des ponts o Appareils d’appuis métalliques • Employés surtout pour les ponts métalliques Appareil d'appui métallique à balancier et à rotule avec des rouleaux Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 48 Chap.5: Equipements des ponts 11. Autres équipements Dalles de transition • Pour annuler les dénivellations qui peuvent de se produire entre la chaussée courante et le pont en cas de tassement de remblai • Elles sont des dalles en béton armé, reposant par une de leurs extrémités sur l’ouvrage et par l’autre sur le remblai d’accès Grilles centrales • Pour remplir le vide entre deux ouvrages parallèles et séparés Eclairage des ponts • Le système qui paraît le meilleur est l’éclairage par candélabres placés de préférence à l’extérieur ou dans le plan du garde-corps et munis de crosses pour mettre le foyer lumineux au-dessus de la chaussée Pr A.BOUAJAJ Conception des ponts 49
