Ponts métalliques : les avantages des poutres mixtes

Vie des sociétés | 30.10.12
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Les ouvrages d’arts avec tablier mixte acier-béton prennent de l'importance en Europe, menant à des solutions innovantes et économiques. Le projet PrecoBeam le prouve, en offrant aux ponts de petites et moyennes portées de nouvelles possibilités comme une haute résistance à la fatigue.
Après la technologie VFT, la VFT-WIB* intègre des sections laminées à chaud coupées en deux demi-formes en T. Ces sections en T coupées en deux sont encastrées dans le dessous d'une dalle ou d'une poutre en béton à l'aide de goujons mixtes. Cette innovation permet d'obtenir une hauteur de construction très mince grâce à un bras de levier intérieur augmenté.

Cette propriété la destine à des ouvrages de petites et moyennes portées, ou à des rénovations d'ouvrages en site contraignant (voie ferrée sous le pont...). Avantage : des économies importantes comparé aux projets en béton précontraint traditionnel. La haute résistance à la fatigue des goujons mixtes ouvre aux VFT-WIB des applications en ponts routiers et ferroviaires.

Bientôt un premier projet français

« C'est une solution alternative qui permet de conserver les économies des solutions béton avec la flexibilité – esthétique et culturelle – des solutions mixtes », résume Riccardo Zanon, Technical Advisor Bridges d'ArcelorMittal Long Carbon Europe. Le sidérurgiste a en effet développé cette solution aux côtés de SSF Ingenieure AG, une société d'ingénierie allemande, et le Sétra (Service d'études sur les transports, les routes et leurs aménagements).

Après une première en Allemagne en 2003, la solution PrecoBeam – pour poutre préfabriquée par coffrage – compte aujourd'hui une vingtaine de réalisations à travers le monde. Une première française pourrait voir le jour prochainement... en Nouvelle-Calédonie.

Les poutres VFT sont des éléments mixtes qui se composent d'une section d'acier soudée et d'une dalle de béton préfabriquée de 10-12 cm. De tels éléments sont complétés avec du béton coulé sur site, ce qui est économique et permet un gain de temps car aucun coffrage n'est nécessaire. La transmission du cisaillement entre l'acier et le béton est assurée par des goujons soudés en utilisant des goujons courts pour le béton préfabriqué et des plus longs pour le béton in situ.

Des poutres de 80 tonnes maximum

Cette technologie est efficace pour des portées comprises entre 25 et 60 mètres. La portée est limitée par l'augmentation du poids des unités préfabriquées. Pour des portées plus grandes, jusqu'à 60 m, le poids des poutres peut atteindre jusqu'à 80 tonnes. Ce qui est relativement élevé puisque les éléments doivent être dans la plupart des cas apportés par voies de chemins de fer ou par route requérant une importante assistance de la grue mobile.

Laurent Perrin

* Un développement plus poussé basé sur la technologie VFT est la VFT-WIB. Ce sigle signifie VorgeFertigter VerbundTräger - Walzträger im Beton, c'est à dire une poutre mixte préfabriquée, de type à poutrelles enrobées dans le tablier. En utilisant cette dernière, des efforts de cisaillement longitudinal entre l'acier et le béton sont transmis par des goujons mixtes à la place des goujons soudés. Dans ce but, des sections laminées sont coupées en deux moitiés le long de l'âme utilisant une géométrie de coupe qui génère les goujons mixtes. Le recours à des demi-sections laminées et des goujons mixtes offre des avantages économiques par rapport à des sections soudées parce que les consommations de matériau pour la semelle supérieure et pour les goujons soudés peuvent être épargnées, tout comme le travail de soudage.

ACOBRI est un logiciel pour le pré-dimensionnement des ouvrages d’arts avec tablier mixte acier-béton. Il a été développé par le CTICM pour le compte d’ArcelorMittal, Il est conçu spécialement pour la vérification des poutrelles laminées comme poutres principales dans les ponts-routes, les ponts-rails et les passerelles piétons. Au stade de l’avant-projet, ce logiciel est un outil rapide et efficace pour concevoir et analyser une solution mixte compétitive.

Le logiciel ACOBRI permet de traiter différents types de poutres de pont mixte (Ouvrage à poutrelles enrobées ; Ouvrage à type poutre sous voie (poutrelles en I ou jumelées à caisson) avec dalle mixte collaborant coulés sur place, avec prédelle non collaborant ou à dalle partiellement préfabriqués type VFT ; Ouvrage Preco avec âme encastrée dans la dalle par découpe CL). Les calculs de charges roulantes et de vérification peuvent être effectués conformément aux règles Eurocodes, aux règles françaises ou aux règles allemandes DIN.

Il est gratuit et peut être téléchargé sur www.cticm.com/logiciels

 



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