Il y a des milliers d’années, les pré-humains ont construit le premier pont. C’était une simple bûche ou un rocher placé au-dessus d’un petit ruisseau ou d’un ravin. Cela aurait aidé à garder les pieds des nomades au sec lors des déplacements d’un endroit à un autre.
Les ponts sont devenus beaucoup plus compliqués depuis lors. C’est pourquoi nous avons compilé ce glossaire de 20 des composants structurels les plus couramment utilisés sur les ponts.
Butée: Les butées sont les éléments aux extrémités d’un pont, qui lui fournissent un support. Ils absorbent une grande partie des forces placées sur le pont et agissent comme des murs de soutènement qui empêchent la terre sous l’approche du pont de bouger.
Arche: Une arche est une structure incurvée qui s’étend sur un espace ouvert. Les ponts à arches ont été parmi les premiers projets d’ingénierie et de construction à grande échelle.
Les ponts en arc peuvent s’étendre sur de vastes zones car ils transforment les forces qui les affectent en contraintes de compression, ce qui élimine les contraintes de traction. (Ceci est souvent appelé « action arch. »)
Lorsque les forces à l’intérieur des ponts en arc sont poussées vers le sol, l’arc est expulsé à sa base, ce qui est appelé poussée. À mesure que la hauteur d’une arche augmente, sa poussée vers l’extérieur augmente. Pour maintenir un pont en arc debout, la confiance est retenue par ses culées.
Il existe trois types d’arcs: arc fixe, arc à deux charnières et arc à trois charnières.
Pont en arc
- Une arche fixe est le plus couramment utilisée sur des ponts en béton plus courts. L’utilisation d’arcs fixes est limitée car ils sont vulnérables à l’expansion et à la contraction liées à la température.
- Un arc à deux charnières est généralement utilisé sur les ponts de taille moyenne car la connexion à goupille à la base est mieux à même de gérer les fluctuations de température.
- Une arche à trois charnières est non seulement articulée à sa base, mais également au milieu de la travée du pont. Cela donne à la structure un plus grand niveau de flexibilité, lui permettant de gérer la dilatation et la contraction thermiques sur de plus grandes longueurs dans des climats plus extrêmes.
Poutre: Une poutre est un composant structurel sur un pont qui résiste aux charges appliquées à son axe. Une poutre répond typiquement aux forces en se pliant en réaction à ses points d’appui, qui sont typiquement les butées et les piliers à chaque extrémité. Les ponts à poutres sont généralement les plus simples et donc les moins solides et flexibles sur de plus longues distances. Ils sont généralement utilisés pour déplacer le trafic sur de plus petites portées.
Courbé: Un courbé est un élément structurel transversal utilisé pour construire un chevalet, un élément de support clé dans de nombreux ponts.
Palier de pont: Un palier de pont fournit une surface de repos entre les piles d’un pont et son tablier. Son but est de permettre un mouvement contrôlé entre les deux surfaces. Les types de mouvement supportés comprennent la dilatation et la contraction thermiques ou les secousses sismiques. Certains types de roulements de pont permettent un mouvement de va-et-vient, tandis que d’autres peuvent s’adapter à la torsion.
Cantilever : Les Cantilevers sont des structures qui se projettent horizontalement dans l’espace. Ce sont les éléments clés des ponts en porte-à-faux. Les petits porte-à-faux sont de simples poutres. Les plus grandes utilisent des fermes en acier de construction ou des poutres à caissons en béton précontraint. Les ponts en porte-à-faux peuvent parcourir des distances relativement longues tout en restant légers et ouverts.
Pont en porte-à-faux
Contrepoids: Un contrepoids, généralement utilisé sur les ponts élévateurs, les ponts levants ou les ponts basculants, est un poids qui stabilise et équilibre le système de levage du pont.
Cutwater: Une cutwater est un composant en forme de coin ajouté sur une jetée de pont. Il est conçu pour résister à l’écoulement de l’eau et briser la glace, ce qui contribue à réduire la pression que ces éléments placent sur un pont. Les eaux de coupe permettent aux ingénieurs de construire des ponts plus ambitieux sur le plan structurel dans des climats extrêmement froids et des zones soumises à un flux de marée important.
Tablier de pont
Tablier: Le tablier (également appelé chaussée ou surface) d’un pont est la zone fonctionnelle qui permet aux véhicules et aux piétons de traverser les autoroutes, les vallées et les plans d’eau. (L’infrastructure des services publics est souvent suspendue sous le pont.)
Les terrasses sont généralement construites en béton, en acier, en bois ou avec un système de caillebotis. Ils sont généralement recouverts d’asphalte, de béton ou d’un autre type de chaussée. Le tablier peut être intégré à la structure de support du pont, soutenu par des poutres ou des poutres, ou suspendu par les éléments structurels primaires. Dans certains ponts modernes, tels que les ponts à arc attaché ou à haubans, le tablier est le principal élément de support structurel.
Roulement de pont en élastomère: Il s’agit d’un type de roulement couramment utilisé sur les ponts modernes. Il est conçu pour se comprimer sous une charge verticale, tout en permettant une rotation horizontale et un mouvement de cisaillement latéral. Cette catégorie de roulements de pont comprend des coussinets et des roulements en néoprène, des roulements en élastomère laminé et des isolateurs sismiques.
Arche d’inondation: Une arche d’inondation est un petit pont en arc secondaire qui se trouve à côté d’un pont principal. Il offre une capacité supplémentaire pour gérer les eaux de crue. La zone sous une arche d’inondation est généralement sèche ou gère une quantité limitée d’eau. Des arches d’inondation sont fréquemment ajoutées après que le pont principal a été inondé.
Fondation: La fondation (ou base) d’un pont est l’élément qui relie la structure à la terre et transfère les charges de celle-ci au sol en dessous.
Poutre: Une poutre est la poutre de support horizontale principale sur un pont. Il supporte les poutres plus petites. Les poutres ont souvent une section transversale en I composée de deux brides porteuses séparées par une âme stabilisatrice. Cependant, ils peuvent également avoir une forme de boîte, une forme en Z ou une autre forme.
Pont à poutres en caisson
Les ponts à poutres sont les types les plus courants partout dans le monde. Dans sa forme la plus simple, la forme remonte aux ponts en rondins les plus simples. Les deux types de poutres les plus courants sont les poutres à plaques et les poutres à caissons.
- Une poutre en tôle est fabriquée à partir de plaques d’acier structurales séparées au lieu d’une section transversale unique. Ceux-ci sont ensuite soudés ensemble pour créer la bande verticale et les brides horizontales d’une poutre.
- Une poutre en caisson (ou tubulaire) est un tube fermé à parois multiples généralement en acier laminé ou soudé, en extrusions d’aluminium ou en béton précontraint. Une poutre en caisson peut résister aux mouvements de torsion tout en conservant une résistance considérable.
- Un arc fixe est le plus couramment utilisé sur des ponts en béton plus courts. L’utilisation d’arcs fixes est limitée car ils sont vulnérables à l’expansion et à la contraction liées à la température.
- Un arc à deux charnières est généralement utilisé sur les ponts de taille moyenne car la connexion à goupille à la base est mieux à même de gérer les fluctuations de température.
- Une arche à trois charnières est non seulement articulée à sa base, mais également au milieu de la travée du pont. Cela donne à la structure un plus grand niveau de flexibilité, lui permettant de gérer la dilatation et la contraction thermiques sur de plus grandes longueurs dans des climats plus extrêmes.
Garde-corps: Un garde-corps est un système utilisé sur les côtés des ponts — et parfois sur la médiane — pour empêcher les personnes et les véhicules d’entrer dans des zones dangereuses ou de tomber du bord.
Les quatre types de garde-corps les plus courants (du plus faible / le moins cher au plus fort / le plus cher) comprennent:
- Câbles et poteaux (utilisés uniquement dans les zones rurales).
- Acier avec poteaux en bois ou en métal.
- Béton ou pierre.
- Poutres caissons en acier.
- Barrières en béton (généralement utilisées dans les médianes).
Les préoccupations liées à la sécurité, aux coûts-avantages et à la réparation entrent dans la décision du type de garde-corps utilisé sur un pont particulier.
Systèmes de suspension: Les systèmes de suspension sont utilisés pour fixer l’infrastructure des services publics aux ponts. Cela peut inclure le câblage, la tuyauterie ou les conduits.
Les cintres peuvent être achetés sur étagère ou fabriqués sur mesure pour répondre aux besoins de projets spécifiques.
Quai: Une jetée est une structure surélevée qui se trouve dans un plan d’eau pour soutenir un pont. La structure ouverte d’une jetée permet à l’eau de la traverser, empêchant la pression de s’accumuler contre elle.
Pile : Une pile est une structure de support verticale qui sert, en partie, à maintenir un pont. Il peut être en bois, en béton ou en acier. Un tas est martelé dans le sol sous le pont jusqu’à ce que la fin de celui-ci atteigne la sous-couche dure de sol compacté ou de roche en dessous. Les pieux martelés à cette profondeur tirent parti de l’adhérence et du frottement du sol qui l’entoure pour supporter une partie de la charge du tablier du pont.
Plaque latérale: Une plaque latérale est un roulement linéaire utilisé comme partie d’un joint de dilatation d’un pont. Une plaque est généralement fixée et l’autre glisse dessus pour s’adapter à l’expansion et à la contraction. Cela fournit à la structure du pont un support tout en s’adaptant aux changements de température.
Arc oblique: Un arc oblique (parfois appelé arc oblique) est un style d’arc dont les faces ne sont pas perpendiculaires aux culées du pont. L’intérieur de l’arc prend la forme d’un parallélogramme, plutôt que d’un rectangle ou d’un carré. L’utilisation d’une arche inclinée permet à un pont de traverser une travée à pratiquement n’importe quel angle, plutôt qu’une simple ligne droite.
Superstructure: La superstructure est la partie du pont qui absorbe la charge sous tension. (La butée, les piles et les autres éléments de support sont appelés sous-structure.)