st-gilles

12
33 Travaux n° 749 • janvier 1999 PONT ROUTIER La reconstruction du pont de Saint-Gilles sur le Petit-Rhône PRÉSENTATION DU SITE La RN 572 supporte le trafic de la liaison locale entre le Gard et la Camargue. Située dans le delta du Rhô- ne, la Camargue couvre une centaine de milliers d'hectares. Elle est limitée à l'est par le Grand Rhô- ne, et à l'ouest par le Petit-Rhône. C'est une plaine d'accumulation alluviale, mal drainée et maréca- geuse, mais d'un grand intérêt écologique. Parse- mée d'étangs, dont le plus célèbre, celui de Vaccarès, fait partie du parc régional créé en 1972, elle abri- te de nombreuses espèces d'oiseaux aquatiques, dont certains viennent pour nidifier. L'élevage des bovins et des chevaux, la riziculture, et l'industrie traditionnelle du sel sont les activités économiques les plus spécifiques de la région (figure 1). Venant d'Arles, au sommet de ce delta, la RN 572 franchit le Petit-Rhône, quelques kilomètres avant la ville de Saint-Gilles. La société Baudin-Chateau- neuf avait construit à cet emplacement, à la fin des années trente, un pont suspendu avec une tra- vée centrale de 132,50 m. Le tablier de cet ouvrage est demeuré en bon état, mais malheureusement, sa suspension a mal vieilli. Ce pont suspendu a été interdit à toute circulation en décembre 1984. En juin 1985, un pont provisoire de type Bailey a été mis en place pour rétablir le franchissement du Petit-Rhône. Il a été renforcé en juillet 1995 par un troisième étage et un contreventement assurant une plus grande redondance à cette structure pro- visoire. Les déformations de cet ouvrage sont suivies de près par la subdivision de l'Equipement et par le CNPS. L'écartement des pylônes du pont suspendu était trop étroit puisqu'il ne dégageait que 7,50 m, et de plus la conception de la suspension rendait son changement difficile. Les études entreprises en 1985 par le CETE Méditerranée ont montré que la réparation de l'ancien pont suspendu était trop coû- teuse et que la construction d’un nouvel ouvrage était préférable. La direction départementale de l'Equipement du Gard a donc demandé au CETE et au Setra d'étudier les solutions techniques per- mettant de remplacer le pont suspendu de Saint- Gilles par un ouvrage définitif. L'architecte, Philippe Fraleu a été associé au projet. CONTRAINTES DU PROJET La RN 572 ne supporte pas de trafic de transit sus- ceptible d'augmenter encore de façon importante dans l'avenir. Pour cette raison, on peut envisager aujourd'hui des solutions comportant un pylône ou un arc au-dessus de la chaussée, bien que ces structures empêchent l'élargissement ultérieur. La brèche se compose du lit mineur du Rhône sur une largeur de 120 m, et d'une zone inondée Le site de Saint-Gilles entre le Gard et la Camargue n'offre pas dans le delta du Rhône des condi- tions géologiques de fondation très favorables. Le Setra a d'abord préconisé pour cette brèche l'option d'un pont à haubans en béton précontraint avec un pylône unique côté Camargue, en rive gauche. Cette solution ayant rencontré l'opposition des Commissions des Sites, il a pro- posé une autre solution en bow-string mixte acier-béton, type de pont alors encore beaucoup moins courant. Cette structure présente les mêmes avantages fonctionnels que le pont à haubans. De plus, le bow-string est insensible aux tassements et avec ses formes douces, il trouve facilement sa place dans le paysage de plaine. L'équipe constituée par le Setra et l'architecte pour le bow-string a reçu de la part de la DDE une mission d'étude complète allant de la conception jusqu'à la mise au point de plans très dé- taillés pour l'appel d'offres. Leurs choix techniques et architecturaux ont été avant tout guidés par les besoins du client. Ils ont par exemple cherché à faciliter les visites d'inspection et d'en- tretien, particulièrement en ce qui concerne les nœuds d'about, et les ancrages des suspentes qu'ils ont voulu simples et faciles d'accès. La réalisation en cours de l'ouvrage par le groupement des entreprises Berthouly et Richard- Ducros, confirme la compétitivité de ce type de structure pour des brèches de 100 à 200 m à franchir sans appui intermédiaire. ® Jacques Berthellemy Jean-Yves Sablon Setra Grégoire Philippon Jean-Claude Jehan Denis Fargeix Gilbert Gire Philippe Allamigeon Frédéric Bouet DDE du Gard Philippe Fraleu ARCHITECTE Pierre Dugas Jean-Claude Bouley Ets Richard-Ducros Marcel Toulouse Berthouly N.B. Toutes les personnes citées comme auteurs n'ont pas directement rédigé l'article, mais ont contribué à la définition du pont. Figure 1 Plan de situation Location

Upload: cet0h

Post on 20-Feb-2016

212 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

ZS

TRANSCRIPT

Page 1: St-Gilles

33Travaux n° 749 • janvier 1999

PONT ROUTIER

La reconstruction du pont de Saint-Gilles sur le Petit-Rhône

■ PRÉSENTATION DU SITE

La RN 572 supporte le trafic de la liaison locale entrele Gard et la Camargue. Située dans le delta du Rhô-ne, la Camargue couvre une centaine de milliersd'hectares. Elle est limitée à l'est par le Grand Rhô-ne, et à l'ouest par le Petit-Rhône. C'est une plained'accumulation alluviale, mal drainée et maréca-geuse, mais d'un grand intérêt écologique. Parse-mée d'étangs, dont le plus célèbre, celui de Vaccarès,fait partie du parc régional créé en 1972, elle abri-te de nombreuses espèces d'oiseaux aquatiques,dont certains viennent pour nidifier. L'élevage desbovins et des chevaux, la riziculture, et l'industrietraditionnelle du sel sont les activités économiquesles plus spécifiques de la région (figure 1).Venant d'Arles, au sommet de ce delta, la RN 572franchit le Petit-Rhône, quelques kilomètres avantla ville de Saint-Gilles. La société Baudin-Chateau-neuf avait construit à cet emplacement, à la fin desannées trente, un pont suspendu avec une tra-vée centrale de 132,50 m. Le tablier de cet ouvrageest demeuré en bon état, mais malheureusement,sa suspension a mal vieilli. Ce pont suspendu aété interdit à toute circulation en décembre 1984.En juin 1985, un pont provisoire de type Bailey aété mis en place pour rétablir le franchissement duPetit-Rhône. Il a été renforcé en juillet 1995 par untroisième étage et un contreventement assurant

une plus grande redondance à cette structure pro-visoire. Les déformations de cet ouvrage sontsuivies de près par la subdivision de l'Equipementet par le CNPS.L'écartement des pylônes du pont suspendu étaittrop étroit puisqu'il ne dégageait que 7,50 m, etde plus la conception de la suspension rendait sonchangement difficile. Les études entreprises en1985 par le CETE Méditerranée ont montré que laréparation de l'ancien pont suspendu était trop coû-teuse et que la construction d’un nouvel ouvrageétait préférable. La direction départementale del'Equipement du Gard a donc demandé au CETE etau Setra d'étudier les solutions techniques per-mettant de remplacer le pont suspendu de Saint-Gilles par un ouvrage définitif. L'architecte, PhilippeFraleu a été associé au projet.

■ CONTRAINTES DU PROJET

La RN572 ne supporte pas de trafic de transit sus-ceptible d'augmenter encore de façon importantedans l'avenir. Pour cette raison, on peut envisageraujourd'hui des solutions comportant un pylône ouun arc au-dessus de la chaussée, bien que cesstructures empêchent l'élargissement ultérieur.La brèche se compose du lit mineur du Rhônesur une largeur de 120 m, et d'une zone inondée

Le site de Saint-Gilles entre le Gard et la Camargue n'offre pas dans le delta du Rhône des condi-

tions géologiques de fondation très favorables. Le Setra a d'abord préconisé pour cette brèche

l'option d'un pont à haubans en béton précontraint avec un pylône unique côté Camargue, en

rive gauche. Cette solution ayant rencontré l'opposition des Commissions des Sites, il a pro-

posé une autre solution en bow-string mixte acier-béton, type de pont alors encore beaucoup

moins courant. Cette structure présente les mêmes avantages fonctionnels que le pont à

haubans. De plus, le bow-string est insensible aux tassements et avec ses formes douces, il

trouve facilement sa place dans le paysage de plaine.

L'équipe constituée par le Setra et l'architecte pour le bow-string a reçu de la part de la DDE

une mission d'étude complète allant de la conception jusqu'à la mise au point de plans très dé-

taillés pour l'appel d'offres. Leurs choix techniques et architecturaux ont été avant tout guidés

par les besoins du client. Ils ont par exemple cherché à faciliter les visites d'inspection et d'en-

tretien, particulièrement en ce qui concerne les nœuds d'about, et les ancrages des suspentes

qu'ils ont voulu simples et faciles d'accès.

La réalisation en cours de l'ouvrage par le groupement des entreprises Berthouly et Richard-

Ducros, confirme la compétitivité de ce type de structure pour des brèches de 100 à 200 m à

franchir sans appui intermédiaire.

®

Jacques BerthellemyJean-Yves SablonSetra

Grégoire PhilipponJean-Claude JehanDenis FargeixGilbert GirePhilippe AllamigeonFrédéric BouetDDE du Gard

Philippe FraleuARCHITECTE

Pierre DugasJean-Claude BouleyEts Richard-Ducros

Marcel ToulouseBerthouly

N.B.Toutes les personnes citées comme auteurs n'ontpas directement rédigé l'article, mais ont contribuéà la définition du pont.

Figure 1Plan de situation

Location

Page 2: St-Gilles

PONT ROUTIER

en période de crue d'une largeur de cinquantemètres environ sur la rive gauche, côté Camargue,qui ne peut être franchie en remblai pour d'évi-dentes raisons hydrauliques puisque les diguessensibles qui protègent la Camargue sont toutesproches. Le Rhône, qu'il faut franchir, est partiel-lement canalisé. Il constitue une voie d'accès pri-vilégiée vers la mer. Il dessert à l'est la zoneindustrielle de Fos-sur-Mer, et à l'ouest le port deSète. Pour se conformer aux exigences de la liai-son Rhin-Rhône, tous les aménagements du Petit-Rhône devaient être compatibles avec une navigationfluviale à grand gabarit.L'ouvrage à construire doit donc dégager un gabaritde 60 m de largeur et de 6 m de hauteur au-dessusdes plus hautes eaux navigables. Dans une régionmarécageuse très plate, cette contrainte a consti-tué une des principales difficultés du projet. Tout re-

lèvement important du profil en long de la RN572impose en effet la construction de remblais de gran-de hauteur, dont la stabilité pose problème et dontles tassements risquent d'être lents. La chausséedoit, en outre, être reprise sur une longueur d'au-tant plus grande que le profil est plus haut; de hautsremblais constituent enfin des obstacles artificielset inesthétiques dans ce pays de plaines. La hau-teur de l'ouvrage doit donc être minimale.Une navigation fluviale de fort tonnage oblige parailleurs à prévoir le renforcement d'éventuelles pilesen rivière pour qu'elles puissent subir sans dom-mages des chocs de bateaux. Au droit du fran-chissement, le Petit-Rhône a une largeur d'environ90 m; il est donc extrêmement tentant de le fran-chir sans appui en rivière.Le caractère original et le grand intérêt écologiquede la Camargue imposent aussi des contraintes

34 Travaux n° 749 • janvier 1999

®

Figure 2De haut en bas :

Coupe longitudinale de la solution à haubans en béton précontraint

Plan de coffrage des pylônes de la solution à haubans mixte

Coupe transversale de la solution à haubans en béton précontraint

From top to bottom:Longitudinal section of the prestressed

concrete cable-stayed solution

Shuttering plan for the towers in the composite cable-stayed solution

Cross section of the prestressed concrete cable-stayed solution

LES PRINCIPAUX INTERVENANTS

Maître d'ouvrageEtat

Maître d'œuvreDDE du Gard

Entreprises• Richard-Ducros• Berthouly

Financement de l'opération• Etat• Région Languedoc-Roussillon• Région P.A.C.A• Département du Gard

Le prix du pont et de ses appuis estd'environ 17000 F/m2 TTC de tablier

Page 3: St-Gilles

complémentaires. Il est indispensable de réduireles nuisances pendant la construction et après lamise en service de l'ouvrage ; les risques de pol-lution du Rhône, en particulier, doivent être quasi-ment nuls. Le rejet direct dans la rivière des eauxpluviales provenant du tablier est donc interdit; ceseaux doivent être collectées et dirigées aux deuxextrémités de l'ouvrage pour y être décantées.Enfin, le site n'offre pas des conditions de fonda-tion très favorables : le sous-sol est composé decouches limoneuses et sableuses, qui rendent né-cessaires des pieux de grande longueur. Les cam-pagnes de sondage ont révélé la présence de troisformations géologiques :◆ des limons sableux et des sables vasards auxcaractéristiques portantes extrêmement médiocres,susceptibles d'importants tassements ;◆ des alluvions sableuses et grossières, avec unegrande hétérogénéité de caractéristiques dans lesdifférents sondages ;◆ et enfin, les sables de l'Astien, d'une compaci-té variable eux aussi.On ne trouve finalement des sols de caractéris-tiques acceptables qu'à partir de 20 à 30 m de pro-fondeur.

■ INTÉRÊT D'UN PONT EN ARC AUTOANCRÉ BOW-STRING

Une première étude préliminaire conduite au Setraa abouti à la conception d'un pont classique à hau-bans dont la faible hauteur de tablier permettait derésoudre le problème posé. La solution à haubanscomportait donc une grande travée de 120 m surle petit Rhône, suspendue à l'aide de deux nappesde haubans ancrés en tête d'un pylône en V ren-versé (figure 2).Les fondations profondes du pylône devaient êtremises en œuvre dans les alluvions du Rhône côtéCamargue. Les premières études conduites par Hé-lène Abel ont montré qu'une travée haubanée dansle site de Saint-Gilles devait être retenue par uneculée contrepoids, et nécessitait une pilette dansla travée de rive non suspendue en rive gauche.Les coûts élevés de ces éléments, à ajouter aucoût du pylône et de ses fondations, ont conduit leSetra à envisager aussi un ouvrage en treillis. Bienqu'il fût défendu par Michel Virlogeux alors chef dela division des Grands Ouvrages du Setra, le pro-jet de pont à haubans, dont l'étude était déjàtrès avancée, a dû finalement être abandonné aucours du processus administratif d'approbation.Les Commissions départementales des Sites duGard et des Bouches-du-Rhône ont en effet rejetéle dossier de pont à haubans.Le Setra a alors proposé la solution en arc au-toancré. Ce type de pont est peu répandu en Fran-ce où il est curieusement connu sous le nom de"bow-string" alors qu'il se nomme "tied arch brid-

ge" dans les pays anglo-saxons. Les poussées del'arc ne sont pas transmises aux fondations, maiselles sont équilibrées par une traction dans le ta-blier. Dans le site de Saint-Gilles, il est impossiblede construire sur cintre au-dessus du Rhône un arcautoancré en béton. La structure principale de l'ou-vrage est donc métallique, tandis que la chausséeest supportée par une dalle de béton armé (figu-re 3).La hauteur du tablier reste presque la même quedans les solutions à haubans. Le tracé en plan, dedirection nord-ouest, sud-est, est rectiligne sur tou-te la longueur de l'ouvrage. Il ne présente aucunbiais avec le lit du petit Rhône, ni avec ses appuis.Le profil en long inchangé est constitué, sur la to-talité de l'ouvrage, par un arc de cercle de 4500 mde rayon dont le point haut n'est pas à mi-portéedu bow-string mais est ramené de 15 m vers lecentre de la brèche (figure 4).Le bureau d'études spécialisé dans le domaine desponts métalliques est trop souvent amené à tra-vailler dans un cadre très restrictif. A la suite dudécoupage des tâches, il peut en effet être chargéde dimensionner une structure qu'il n'a pas conçue.

35Travaux n° 749 • janvier 1999

®

Figure 3Coupe longitudinale de la solution en bow-string

Longitudinal section of bow-string solution

Figure 4Coupe transversale de la solution en bow-string

Cross section of the bow-string solution

Page 4: St-Gilles

PONT ROUTIER

Il en résulte des structures coûteuses, qui cher-chent tantôt à étonner le public par l'originalité deleur conception architecturale, ou tantôt à reprendreles formes économiques qui conviendraient pourd'autres matériaux. En revanche, l'équipe du Se-tra qu'a pu conduire Jacques Berthellemy pour lepont de Saint-Gilles, a reçu dès le départ de la partde la DDE une mission d'étude complète allant dela conception jusqu'à la mise au point de plans trèsdétaillés pour l'appel d'offres. Nous nous sommesattachés, avec l'architecte Philippe Fraleu à re-chercher la solution la mieux adaptée en utilisantla technologie disponible en charpente métal-lique et mixte. Nos choix techniques et architectu-raux ont été avant tout guidés par les besoins duclient. Nous avons en effet particulièrement tenucompte de la nécessité des visites d'inspection etd'entretien, par exemple en ce qui concerne lesnœuds d'about, et les ancrages des suspentes quenous avons voulus simples et faciles d'accès.Pour les raisons précédemment évoquées, les so-lutions comportant une pile dans le Rhône, gênantepour la navigation, et très coûteuse avec des fon-dations dont la réalisation est sujette aux aléas,n’ont pas été retenues. Cette pile constituait parailleurs un obstacle de plus à l'écoulement deseaux à proximité des digues de Camargue.Le nouveau projet dégage donc également une gran-de travée de 120 m.En rive gauche, une travée isostatique est accoléeà l'arc. Le franchissement du Petit-Rhône est mé-caniquement indépendant de l'ouvrage d'accès. Lasérie de deux travées isostatiques d'une longueurtotale de 166,50 m est ainsi insensible à tout éven-tuel tassement différentiel des fondations. De plus,les deux ouvrages peuvent être rehaussés si l'ondécidait d'augmenter la hauteur du gabarit à dé-gager pour la navigation. L'ensemble des deux struc-tures est dissymétrique, ce qui permet de bienmarquer la brèche traversée, en soulignant le litmineur du fleuve, couronné par l'arc. Avec sesformes douces, ce dernier trouve facilement sa pla-ce dans le paysage de plaines.

■ AUTRES OUVRAGES MÉTALLIQUES EN BOW-STRING

Si l'on écarte les ouvrages en bois, le premier ponten arc avec tirant de type "bow-string" fut celui deLugao en Hongrie conçu par Hoffman et Meders-bach en 1833. Il s'agissait d'un arc en fonte sous-bandé au niveau du tablier par une chaîne. On trouveen France des ponts en bow-string de portée moyen-ne en béton construits sur cintre. ll existe quelquesbow-string métalliques datant du début du XXe sièclecomme le pont sur la Marne en aval de Dormansdont les suspentes sont constituées de profilés al-véolés reconstitués.Le pont de Neuville-sur-Oise conçu en 1973 parHenri Grelu est un bow-string métallique qui ré-sulte de l'obligation de franchir une portée de82,30 m sans perturber la navigation. Il aurait puêtre aussi construit en Warren. Pour des portéessupérieures à 100 m, la solution bow-string devientplus économique que la solution Warren, si sonmontage n'est pas trop complexe. Mais vers 80 mde portée les deux solutions restent compétitives,mais l'arc bow-string est nettement plus élégant,pour un prix comparable, ce qui a motivé le choixd'Henri Grelu (photo 1).Les ponts en arc autoancrés métalliques se ren-contrent aujourd'hui fréquemment au Japon pourdes portées allant jusqu'à 250 m à Nishinomiya età Shinhamadera. Il est vrai qu'on dispose au Ja-pon d'importants moyens de levage sur bigues enzone portuaire qui permettent de résoudre le pro-blème du montage. Ce type d'ouvrage souple, lé-ger, et ductile comporte aussi une dalle de bétonarmé dans le rôle d'amortisseur. C'est pourquoiil est peu sensible aux séismes, comme la dernièrecatastrophe de Kobé l'a rappelé. En Europe, ontrouve par exemple les ponts de Bonar-Bridge enEcosse (1973, portée de 104 m), de Hermalle enBelgique (1986, portée de 138 m) et de Dömitz surl'Elbe (1993, portée de 178 m) et de Calbe sur Saa-le récemment reconstruits à l'occasion de la ré-unification allemande. Comme pour le pont deNeuville-sur-Oise, on dispose pour ces quatre ou-vrages de données assez complètes et fiables (fi-gure 5).

■ DÉTAILS DU PONT DE SAINT-GILLES

Les ouvrages comportent une chaussée bidirec-tionnelle à profil en travers en toit avec deux voiesde circulation de 3,50 m de largeur, encadrées pardes bandes dérasées de 1,00 m de largeur, et dedeux trottoirs de 1,30 m. La sécurité des véhicules,des piétons et des suspentes est assurée par desglissières lourdes en béton de type G.B.A. placéesentre les trottoirs et la chaussée.Les études entreprises lors de la mise au point du

36 Travaux n° 749 • janvier 1999

®

Photo 1Pont

de Neuville-sur-Oise

Neuville-sur-Oise bridge

Page 5: St-Gilles

dossier de consultation des entreprises ont portéprincipalement sur les points suivants :◆ conception des nœuds de liaison entre les aboutsdes arcs et les tirants ;◆ étude détaillée des modes possibles de monta-ge, point le plus délicat pour un bow-string ;◆ choix du type de suspension ;◆ étude du fonctionnement sous charges excen-trées ;◆ dispositions à prendre pour contrôler la fissura-tion de la dalle ;◆ évaluation de la sécurité vis-à-vis du flambement;◆ justification des fondations.Ce sont les points les plus originaux de l'ouvragequi vont être développés ci-après.

Dimensionnement des arcs

Deux arcs métalliques disposés dans des plans in-clinés symétriquement à 20 grades par rapport àla verticale se rapprochent à la clef. Les deux arcsont des portées de 120 m. La flèche mécaniquedes arcs est de 21 m, ce qui correspond à un élan-cement proche de 1/6 qui constitue l'élancementoptimal. Une diminution de cette flèche conduiraità une augmentation rapide du rayon de courburede l'arc, et de l'effort normal sollicitant qui, lui, estdirectement lié, entraînant des surcoûts. La formegénérale des arcs est circulaire, dans le plan in-cliné de chaque arc.En partie supérieure, les deux arcs en caisson car-ré de 1,00 m de côté sont très rapprochés avec unentraxe de 3 m choisi avec l'architecte. Les arcsverticaux, jugés à la fois inesthétiques et trop sen-sibles à l'instabilité élastique latérale, ont été écar-tés.Avec des arcs inclinés, il n'est pas choquant sur leplan esthétique de disposer un buton de liaison audroit de chacune des huit paires de suspentes, lesplus longues relient les arcs au tablier. La stabili-té des arcs se trouve alors grandement renforcée.Des contreventements en losanges sont disposésau quart de travée et à la clef. Ces dispositifs amé-liorent encore la stabilité générale des arcs, et leurrésistance au vent latéral. Vis-à-vis du flambementà l'intérieur du plan de l'arc sous charges dissy-métriques, la disposition rayonnante des suspentesest favorable.Le coefficient d'amplification, rapport de la chargecritique de flambement à la charge ELS permet dequantifier par un seul chiffre la stabilité des arcs.Ce coefficient dépasse 5 avec les contreventementsen losange, et descend à 3 si on les enlève. Grâ-ce aux losanges, le nombre des ondes du mode deflambement augmente pour passer de deux à troisondes. Si la structure flambe pour une charge cinqfois supérieure à celle de l'ELS cela signifie que laruine aura lieu par plastification bien avant ce flam-bement. Cela signifie aussi que l'influence sur l'ef-fet d'un chargement ELU du deuxième ordre, dû à

l'instabilité élastique générale, demeure limitée (fi-gure 6).Ce premier calcul des modes de flambement d’Eu-ler donnant des coefficients d'amplification critiquefaibles, un second calcul en grand déplacement aété mis en œuvre, avec une nouvelle géométriecomportant une prédéformation affine du premiermode de flambement eulérien. L'amplitude maxi-male de la prédéformation qui est déterminée d'aprèsles indications de la partie 2 de l'Eurocode 3, at-teint 400 mm à la tête de l'arc. Dans le calcul avecgrands déplacements, la charge est incrémentéepas à pas avec une recherche itérative d'équilibre.Les contraintes à l'ELU en phase intermédiaire decalcul aux grands déplacements restent partout lar-gement à l'intérieur du domaine élastique. En pour-suivant l'augmentation du chargement, on atteintcelui qui provoque l'instabilité. La valeur ainsi ob-tenue confirme celle de la charge critique calculéepar la méthode eulérienne de recherche des modespropres.Les arcs sont diaphragmés au droit des attachesdes suspentes, et ils sont raidis par deux cadres

37Travaux n° 749 • janvier 1999

®

Figure 5Quantités d'acier des bow-strings routiers

Quantities of steel for roadbowstring structures

Figure 6Modes de flambement

Buckling modes

Page 6: St-Gilles

PONT ROUTIER

intermédiaires tous les trois mètres environ. Cescadres sont indispensables pour la fabrication, etpour empêcher la distorsion de la section. Dans lapartie inférieure des arcs, c'est-à-dire dans la zonecomprise entre le nœud d'about et la deuxièmesuspente, les caissons carrés s'élargissent trèsprogressivement pour atteindre la dimension de1,20 m x 1,20 m. Cet élargissement n'affecte pasle tracé de l'épure du centre de gravité mécaniquede l'arc qui reste parfaitement circulaire. A leursnaissances, ces arcs sont ancrés dans des poutrestirants métalliques longitudinales en I à âme et se-melle supérieure inclinées.

Conception des suspentes rayonnantes

Les poutres tirants sont suspendues aux arcspar douze paires de suspentes inclinées en câbles.Il n'y a donc pas de paire de suspente à mi-portéecar ces suspentes auraient été verticales, et doncsingulières et peu esthétiques. Les suspentes sontrayonnantes, ce qui permet de standardiser les rai-dissages nécessaires aux ancrages supérieurs deshaubans sur les arcs. Elles sont constituées decâbles clos classiques à fils individuellement pro-tégés par galvanisation, profilés en Z pour lescouches externes.La mise en tension des suspentes retenues peutsi nécessaire se faire par le haut avec précision encontrôlant l'allongement des câbles en cours demise en tension. En fait, la tension à mettre enœuvre sur la charpente métallique seule avant lemontage n'est que de quelques tonnes. Le contrô-le extérieur peut être mis en œuvre par la métho-de des cordes vibrantes après la pose des dallespréfabriquées et avant leur clavage.Les suspentes retenues sont, comme prévu dansle dossier de consultation des entreprises, de typeclos par trois couches de fils Z avec un diamètrenominal de 63 mm. Les câbles fournis par Tréfi-leurope n'ont pas été fabriqués spécialement. Pourdes raisons de disponibilité, certaines suspentes

ont un diamètre de 72 mm. En effet, la quantité decâbles nécessaires pour un bow-string est trèsfaible, de l'ordre de 10 t à Saint-Gilles, de sortequ'il s'est avéré opportun d'utiliser les restesdisponibles de câbles fabriqués pour la réparationdu pont de Saint-Nazaire, et pour le pont suspen-du de Kusten en Suède. Des câbles à torons pa-rallèles faciles à changer en 19 T 15, type pont deNormandie, auraient pu être aussi envisagés, maisles dispositifs d'ancrage inférieurs de ces câblessur les oreilles doivent alors être mis au point spé-cialement, et probablement testés par des essais,ce qui n'est pas possible dans le cas d'un projetdont le nombre de pièces d'ancrage est limité àvingt-quatre.Les attaches de suspentes en profilés reconstituéssoudés poseraient des problèmes de fatigue. Lesbarres ont été aussi écartées par le Setra car ellesne sont pas disponibles dans les longueurs né-cessaires sans raboutage soudé. De plus, des fis-surations sont apparues sur le pont de Dömitz quiutilise la technique de barres soudées sur la char-pente du tirant.Grâce à l'effet des poutres de rigidité et à la géo-métrie rayonnante des haubans, les différentessuspentes sont à peu près également sollicitées.En accord avec les dispositions proposées dansl'Eurocode 3 partie 2, les suspentes ont été di-mensionnées pour que l'on puisse réparer ou chan-ger une des suspentes sans avoir à restreindrele trafic routier. Les calculs réglementaires à l'ELUont de plus pris en compte, parmi les cas de char-ge, l'effet de la rupture d'une suspente avec uncoefficient de majoration dynamique sur l'effet dela rupture, cumulée avec les charges d'exploitation.Des spécifications particulières étaient rédigéesdans ce but dans le CCTP.Les suspentes courtes et quasi verticales ne sontgénéralement pas sujettes aux vibrations. Celles-ci sont pourtant apparues par exemple sur le pontde Dömitz sous l'effet du vent et de la pluie par cer-taines conditions de vent, quand les gouttes d'eauaccrochées aux câbles, du fait de la polarisationdes molécules d'eau, se mettent à vibrer longitu-dinalement et entrent en résonance avec le câble.Le CSTB de Nantes a étudié ce phénomène pourle pont de Normandie et est en mesure de propo-ser des dispositifs aérodynamiques peu coûteuxpermettant d'empêcher le phénomène à son origi-ne en cassant le filet d'eau qui vibre le long du câblepar des gaines présentant des spirales avec un lé-ger relief. Les dispositifs d'amortissement qui ontété mis en place après coup à Dömitz constituentl'autre type de solution possible ; mais ils doiventêtre peu espacés car les fréquences concernéessont des harmoniques élevées, et ils sont peu es-thétiques. Enfin, dans le cas où des vibrations ap-paraîtraient au pont de Saint-Gilles, il est possiblede remplir de néoprène les tubes supérieurs quitraversent les arcs dans le but de constituer à peu

38 Travaux n° 749 • janvier 1999

®

Figure 7Détails des ancrages bas

des suspentes

Details of suspender arm anchoring

Page 7: St-Gilles

de frais un dispositif amortisseur qui ne modifie-rait pas l'aspect esthétique de l'ouvrage. Le réglagedes suspentes rayonnantes ne résulte pas de cal-culs très sophistiqués. Elles sont mises en placeavec une tension de quelques tonnes sur la char-pente seule à la fin de l'assemblage sur remblai.La répartition des efforts qui en résulte reste ex-cellente en raison de la géométrie de l'ouvrage àsuspentes rayonnantes. La contreflèche de fabri-cation du tirant tient compte de ce phasage deconstruction. Les moments fléchissants dans l'arcdemeurent réduits ; ils sont dus à la courbure del'arc et à l'effort normal constant qui le traverse.La contreflèche de fabrication à donner aux arcs neremet pas en cause le principe de la forme circu-laire des arcs : seul le rayon est très légèrementaffecté. De plus, la géométrie rayonnante des sus-pentes permet de standardiser les ancrages su-périeurs avec les raidissages correspondants àprévoir dans les arcs. Ces dispositions originalesont été imaginées pour faciliter la fabrication desarcs.

Les ancrages supérieurs des suspentes sur les arcs

Les ancrages supérieurs sont des ancrages actifs.En effet, des ancrages actifs en partie basse au-raient nécessité des dispositifs lourds à ridoir ma-nœuvrable par vérin comme ceux de Saint-Nazaire,trop coûteux et inutiles pour le pont de Saint-Gilles.Comme nous l’avons précédemment souligné lesancrages supérieurs sont extérieurs à l'arc afin d’enfaciliter la visite et l'entretien. Il eût été possible,mais plus coûteux et inutile de les cacher à l'in-térieur des caissons. La position de ces ancragescoïncide avec celle des butons entre les arcs et lefait qu'ils soient visibles peut facilement devenirun avantage sur le plan esthétique avec la mise enœuvre d'un capot cylindrique.Les tubes sont bien sûr maintenus à l'intérieur ducaisson par un raidisseur diaphragme. Pendant lemontage, leur diamètre doit être suffisant pour lais-ser le passage à la douille filetée du culot supé-rieur.Rappelons enfin que si des vibrations des suspentesse manifestaient, ou si des oiseaux venaient nicherdans ces tubes laissés finalement ouverts en par-tie basse, il est possible de les remplir de néoprènedans le but de constituer à peu de frais un dispo-sitif amortisseur qui ne modifierait pas l'aspect es-thétique de l'ouvrage.

Les ancrages inférieurs des suspentes sur les tirants

Les ancrages inférieurs sont des douilles à cha-pe pour ancrages passifs. Elles subissent un trai-tement thermique de détensionnement à 600 °C.Elles transmettent directement l'effort de traction

aux âmes des poutres tirants par l'intermédiairede pièces d'ancrage monolithiques toutes iden-tiques ; de 70 mm d'épaisseur ces dernières tra-versent les membrures supérieures des poutrestirants de rigidité par des perçages. Ces piècessont calculées selon l'Eurocode 3 partie 1. L'as-semblage entre la douille à chape et la pièce mo-nolithique est réalisé par un axe en acier inox Z6-CND16.05.01 de 900 MPa de limite d'élasticité,conformes à la norme EN 10088-3. Après un trai-tement thermique à cœur, la résistance aux chocsdes axes est caractérisée par un coefficient de ré-silience Kcv supérieur à 28 joules à – 20 °C. Lechoix de ces matériaux proposés par l'entrepriseRichard-Ducros a fait l'objet de l'accord du LCPC.Enfin, cette liaison est assurée par l'intermédiaired'une articulation SKF sphérique du type ES-2RSqui empêche que des moments fléchissants para-sites soient enfermés de façon permanente dansl'assemblage (figure 7).Les pièces monolithiques de 70 mm d'épaisseursont dessinées pour éviter les concentrations decontraintes avec des délardages aux pentes ré-glementaires du raboutage de tôles (1 pour 4) à laliaison avec l'âme courante de 20 mm d'épaisseur.La géométrie de l'oreille est conforme aux exigencesde l'Eurocode 3, de même que l'épaisseur de lapièce monolithique. La pièce de 70 mm d'épais-seur constitue pour la membrure supérieure du ti-rant un point dur où risquent d'apparaître desconcentrations de contraintes pouvant initier desproblèmes de fatigue dans la membrure supé-rieure du tirant. Cette dernière joue en effet aussile rôle de poutre de rigidité et est le siège de va-riations de contraintes sous efforts locaux. De cefait, on a prolongé la pièce monolithique par desgoussets arrondis pour mieux canaliser les contrainteslongitudinales en évitant toute modification bruta-le de section génératrice de concentrations decontrainte (photos 2 et 3).

Les poutres tirants

Ces poutres en traction équilibrent la compressiondes arcs dans le sens longitudinal. Elles sont enforme de I reconstitués soudés dont la hauteur desâmes est de 1,65 m. Les âmes des poutres tirants

39Travaux n° 749 • janvier 1999

®

Photos 2 et 3Détails de l'oreille d'ancrage des suspentes

Details of suspender anchoring lug

Page 8: St-Gilles

PONT ROUTIER

sont dans le plan des arcs. La trace des membruressupérieures est perpendiculaire à ce plan. Les mem-brures inférieures sont en revanche horizontales,ce qui permet de simplifier les assemblages et deréduire les coûts. En partie courante, les deuxpoutres tirants sont reliées par des pièces de pontde même hauteur espacées d'environ 4 m. Lespièces de pont supportent seules la dalle, avecla chaussée et les équipements. Les points d'at-tache des membrures des pièces de pont aux mem-brures des tirants ont été vérifiés vis-à-vis de lafatigue, et pour transmettre les cisaillements liésà un cas de charge excentré type MC 120. Ils sontmunis de goussets de 150 mm de rayon. Les sou-dures de liaison sont à pleine pénétration.Les efforts en phase de lancement déterminent laraideur et la hauteur des poutres tirants longitudi-nales. Par ailleurs, ces poutres répartissent lescharges locales appliquées sur le tablier entre lesdifférentes suspentes en évitant qu'une suspentedirectement soumise au poids de plusieurs camionsne soit tendue de façon trop importante. En sta-tique et en fatigue, ces poutres de rigidité fonc-tionnent en reprenant les efforts locaux de flexionpour éviter qu'ils ne se reportent dans l'arc par l'in-termédiaire des suspentes. Les moments fléchis-sants se répartissent en effet, entre l'arc et la poutretirant en fonction de leurs raideurs relatives. Oncomprend alors facilement que c'est à la source,dans les poutres en I des tirants, que la reprise deces efforts est la moins coûteuse.De plus, un pont en bow-string qui doit porter descharges roulantes d'exploitation ne peut pas fonc-tionner uniquement par effet d'arc, et doit avoir unerigidité de flexion. Celle-ci peut être disposée auchoix dans le tirant ou dans l'arc, ou bien encoreêtre obtenue par une triangulation de suspentes.Nous avons choisi des poutres de rigidité plutôtque des haubans croisés comme pour le pont-raildu Moulin. Les haubans croisés offrent une solu-tion élégante pour un ouvrage en béton précontraintcoulé en place sur cintre, car elle autorise alors untirant en béton précontraint d'une grande fines-se. Mais le recours pour Saint-Gilles aux haubanscroisés ne permet pas de réduire la hauteur depoutres dimensionnées par la fatigue et le lança-ge. Il multiplie en revanche le coût des ancrages,et des suspentes sollicitées en fatigue. Enfin, lespoutres de rigidité permettent sans surcoût d'ac-cepter le passage des charges militaires MC 120du règlement français Titre II, encore en applica-tion en 1998. De ce fait la structure supporteraitprobablement facilement les charges de l'Euroco-de 1 qui ne faisaient pas alors partie du cahier desclauses du marché.Lors des études d'exécution, les longerons ont étéenlevés, conformément à la proposition techniqueremise dans l'offre des entreprises. Des contre-ventements ont été en revanche laissés en placede façon définitive sur l'ouvrage. Sans être indis-

pensables pour la stabilité générale de l'ouvrage,ils présentent de nombreux avantages :◆ ils permettent d'augmenter l'hyperstaticité du ti-rant. Ceci confère à l'ouvrage une redondance struc-turelle en cas d'événement accidentel, comme unchoc de péniche ;◆ en renforçant la raideur de torsion, ils permet-tent aussi de diminuer les variations de contraintesdans les membrures du tirant, ce qui augmente sadurée de vie en fatigue. En conséquence, celle-ciresterait justifiée même si le trafic réel était supé-rieur au trafic prévu.◆ enfin, les contreventements permettent de rem-placer les longerons prévus dans le projet initial,pour répartir les efforts de glissement qui s'échan-gent entre les poutres tirants et la dalle. En l'ab-sence de contreventements et de longerons, lesextrémités des pièces de pont mixtes seraient for-tement sollicitées par ces glissements. On pour-rait alors craindre à terme une fissuration du bétonet des désordres dans les joints de clavage et deconnexion des dalles au droit des pièces de pont.

Les nœuds d'about de liaisonentre arcs et tirants

Les âmes centrées des poutres tirants en I re-montent localement dans les naissances des arcs.De plus, les arcs sont aussi ancrés sur des entre-toises d'about en caisson qui jouent le rôle de ti-rants dans le sens transversal.La liaison entre l'arc et le tirant est une pièce com-plexe, fortement sollicitée. La position des appa-reils d'appui correspond presque exactement àl'intersection des lignes d'épure de l'arc et du ti-rant. Des calculs fins ont montré que des appareilsd'appui légèrement excentrés à l'intérieur de la tra-vée de l'arc autoancré réduisent les moments flé-chissants dans la zone du nœud.La conception de détail des nœuds d'about doitêtre simple, dans le but de faciliter la fabrication.Il faut aussi faire en sorte que les différentes piècess'ajustent sans excentrement et même sans cas-sures angulaires qui seraient préjudiciables à labonne tenue des assemblages vis-à-vis des solli-citations en fatigue. Avec la conception proposée,il n'y a plus d'opposition entre ces divers impéra-tifs de simplicité et de durabilité vis-à-vis de la fa-tigue (photo 4 et figures 8 et 9).L'ensemble du nœud peut être assemblé en usineautour d'une âme centrale de 35 mm d'épais-seur qui assure la continuité mécanique du nœud.Cette disposition permet d'assurer un fonctionne-ment mécanique sain grâce à l'âme centrale ;elle a été reprise pour la passerelle piétonne deMontigny-les-Cormeilles. Les efforts de compres-sion dans les flancs latéraux des arcs doivent doncpouvoir être transmis progressivement à l'âme cen-trale avant le nœud de liaison. Il en est en partiede même des efforts normaux portés par la mem-

40 Travaux n° 749 • janvier 1999

®

Photo 4Maquette du nœud d'about ayant permis

sa conception

Model of end node used for its design

Photo 5Montage à blanc de certains éléments

de charpente à Alès

Trial set-up of certain structural elements in Alès

Page 9: St-Gilles

brure supérieure de l'arc. Cependant la compres-sion de la membrure supérieure de l'arc est trans-mise pour une grande part aux appareils d'appuipar les raidisseurs sur appui. Ceux-ci présententune cassure angulaire au droit du franchissementde la membrure supérieure du tirant, car ils y conver-tissent une partie de l'effort normal de la membruresupérieure du caisson en traction dans le tirant. Lamembrure inférieure de l'intrados de l'arc équilibredirectement sa compression en l'ancrant sur lamembrure supérieure de la poutre tirant.Une première phase de conception sur une ma-quette en carton, a permis de définir une géomé-trie permettant de concilier les impératifsprécédemment cités, avec la nécessité de faciliterla visite et l'entretien dans l'avenir. Les nœudsd'about ont fait ensuite l'objet au Setra d'une mo-délisation aux éléments finis par le programme SYS-TUS. Le calcul a permis de régler avec précisionl'angle à donner aux cassures angulaires des rai-disseurs pour assurer une transmission directe desefforts.

Réalisation du nœud en usine par soudage

Les assemblages soudés des tôles des arcs misesen œuvre au droit du nœud d'about sont conçuspour donner priorité aux tôles tendues. En d'autrestermes, les tôles tendues traversent les autrestôles comprimées par les ouvertures qui y sont dé-coupées. Une grande partie des assemblages sou-dés du nœud de liaison entre l'arc et le tirant sontconstitués de cordons d'angle. Ces connexionsn'ont en effet à transmettre que des cisaillementsparallèles à la direction du cordon. En revanche,les liaisons entre certains éléments ne peuvent seconcevoir qu'en pénétration totale pour assurer lacontinuité de l'acier là où les efforts ne seraientpas transmis par cisaillements parallèles au cor-don (photo 5).De plus, dans la zone locale de l'assemblagedes nœuds d'about, le flanc intérieur de l'arc etl'âme centrale du nœud sont en tout état de cau-se des tôles d'acier vérifiées localement en utili-sant les ultrasons pour s'assurer que ces tôles neprésentent pas de défaut.Ces tôles en acier S 355 N présentent un tauxde soufre très bas, et une garantie de striction dansle sens de l'épaisseur pour résister vis-à-vis de sol-licitations de traction par le travers. En fait, on aconsidéré que les tôles utilisées sont comparablesà celles de la norme EN 10164 qui définit les tôlesde qualité Z25.Enfin, les liaisons principalement sollicitées par lescharges d'exploitation sont à soudures à pleine pé-nétration ce qui permet d'améliorer le classementdes assemblages vis-à-vis du risque de fissurationpar fatigue. Les soudures à pleine pénétration per-mettent notamment le contrôle efficace des sou-

dures des attaches essentielles pour la durabilitéde l'ouvrage.

Caisson transversal d'about

Dans le sens transversal, les nœuds d'about sontliés par un caisson tendu de grandes dimensions.Ces dimensions sont imposées par la géométriegénérale du tirant et de l'arc qu'il épouse pour re-prendre les efforts de traction à équilibrer exacte-ment là où ils apparaissent. La face intérieure ducaisson est inclinée, tandis que la face externela plus proche de l'about du pont est verticale.Ses dimensions confèrent au caisson une granderigidité de torsion. Les différents éléments du cadred'about que constitue le caisson avec les piedsdes arcs ont aussi, en flexion, des rigidités com-parables. Ce cadre doit en effet résister aux effortsdu vent. Enfin, ces pièces ne risquent pas de vibrerà l'entrée sur le pont des essieux de camions.Les dimensions des deux caissons d'about les ren-dent de plus visitables, ce qui est important pourpermettre sa réalisation par assemblages soudés,et pour faciliter l'entretien ultérieur en permettantl'accès pour la visite et l'entretien aux pieds desassemblages des montants sur appui.Enfin, le dernier rôle de la membrure supérieure dece caisson est d'attacher les efforts de retrait dela dalle de béton armé qui ne pourraient pas êtreancrés dans une pièce de pont courante. Ces ef-forts d'ancrage du retrait sont ainsi transmis di-rectement à la membrure supérieure du tirant, lesdeux membrures étant soudées bout à bout pardes liaisons à pleine pénétration avec goussets ar-rondis de 300 mm de rayon.

■ MONTAGE

Sur chantier, on construit d'abord les culées, et lapile culée rive gauche. Lors de la fabrication en ate-lier, les éléments constitutifs ont été présentés àblanc par phases. A cette occasion, un clamageest mis en œuvre, qui permet de retrouver ensuitesur chantier la géométrie théorique de la structu-

41Travaux n° 749 • janvier 1999

®

Figure 8Vue schématique d'un nœud d'about

Schematic view of an end node

Figures 9a et 9bMaillage et résultats du calcul d'un nœud aux éléments finis

Meshing and results of finite-element node calculations

Page 10: St-Gilles

PONT ROUTIER

re. L'ossature métallique de l'arc autoancré estalors assemblée en rive gauche où une aire de plusde 120 m de longueur doit être aménagée. L'as-semblage en rive droite est en effet rendu impos-sible par la mauvaise qualité du sol et par le manquede place.On assemble d'abord les poutres tirants, puis vientensuite la mise en place les nœuds d'about avecdes tronçons d'arcs de 30 m environ. Les arcs sontsupportés provisoirement par des palées reposantsur la charpente, ce qui évite des déformations encas de variation de la température (figures 10, 11et photo 6).Les suspentes sont ensuite installées et mises enlégère tension. On procède alors à la mise en œuvrede renforcements provisoires transformant la struc-ture en treillis. Cette étape indispensable permetle lancement du tablier, dans des conditions d’ap-puis avec un porte à faux, sans danger pour la struc-ture. Ainsi équipée, elle est alors lancée depuis larive gauche selon le principe suivant :◆ l'ouvrage est d'abord équipé de chaises à galetsretournées à l'avant et à l'arrière. La structure bow-string peut progresser ainsi sur des chemins deroulement aménagés sur le remblai et sur la dal-le du tablier d'accès ;◆ à partir de l'instant où l'avant de l'ouvrage at-teint la pile P1, il roulera à l'avant sur des chaisesà galets prenant appui tour à tour sur la pile et surchacune des deux palées provisoires.Le lancement utilise donc deux palées provisoires,battues dans la rivière. Elles sont disposées dansl'axe des piles de l'actuel pont Bailey, à 40 et 80 mde la pile P1. L'arrière de l'ouvrage reste constam-ment équipé de chaises retournées roulant sur le

chemin aménagé sur remblai et sur dalle. En fin delancement, l'ouvrage est descendu aux niveaux dé-finitifs par vérinages successifs. Pendant ces opé-rations, on procède au retrait des renforcementsprovisoires.Enfin, la dalle de couverture en éléments préfabri-qués est posée. Les joints de deuxième phase sontensuite coulés. La dalle de béton armé n'est doncpas sollicitée par la traction du fonctionnement gé-néral sous l'effet de son propre poids (figure 11).

■ LA DALLE

L'épaisseur du hourdis soutenu par pièces de ponttous les 4,29 m est de 0,25 m. Cette épaisseurest nécessaire parce que la dalle est tendue souscharges d'exploitation. Elle permet l'application desrecommandations pour le contrôle de la fissurationdes dalles d'ossatures mixtes acier-béton, publiéespar le Setra. Comme dans le cas du pont de la Croix-Verte en Avignon, l'espacement des pièces de pontd'extrémité est réduit à seulement 3 m environ dela première pièce de pont courante, ceci pour lebow-string comme pour la travée d'accès. C'est eneffet dans cette zone d'about que les charges lo-cales sollicitent une dalle sur pièces de pont de lafaçon la plus agressive.Pour ne pas être tendue sous la charge permanentede son propre poids, la dalle est réalisée par élé-ments préfabriqués. Sous charges d'exploitationles contraintes de traction restent limitées dans ladalle à 5 MPa aux ELS rares et 3 MPa aux ELS fré-quents. Ces niveaux de contraintes demeurent ceuxque l'on rencontre de façon ordinaire dans les pontsen ossature mixte acier-béton dans les zones demoments négatifs. Le contrôle de la fissuration estde ce fait obtenu par un ferraillage passif longitu-dinal de 1,5 %. Il est continu par des boucles audroit des joints entre les dalles préfabriquées. Lesaciers utilisés sont impérativement de diamètre ré-duit de 16 mm, pour deux raisons. D'une part, lesaciers de petit diamètre sont plus efficaces pourcontrôler la fissuration, et d'autre part, le diamètrede pliage des aciers HA 16 est compatible avec lesdimensions de la dalle de 25 cm d'épaisseur etavec des épaisseurs d'enrobage suffisantes de35 mm. Avec ces précautions, la précontrainte lon-gitudinale de la dalle n'est pas nécessaire. Les ar-matures longitudinales encadrent les armaturestransversales dans le bow-string, mais cette dis-position est évidemment inversée pour la travéeisostatique d'accès dont le béton et les armatureslongitudinales sont comprimés. Dans la travée d'ac-cès, les armatures transversales encadrent doncles armatures longitudinales.Les joints sont à ferraillage passif continu avecboucles, sans diminution locale de l'épaisseur dela dalle. Les mêmes éléments pourront être utili-sés sur les tirants de l'arc et dans la travée d'ac-

42 Travaux n° 749 • janvier 1999

®Figure 10

Phases de montage prévues au DCE

Assembly phases specified in the call for tenders

Photo 6Maquette de l'ouvrage

ayant facilité la mise au point du montage

Model of structure used to facilitate erection

Page 11: St-Gilles

cès. Pour faciliter la pose des dalles préfabriquées,la solution de base consistait à prévoir des dallespaires et impaires dont les ferraillages longitudi-naux respectifs seront décalés de 5,5 cm. Desjoints en élastomère seront interposés entre leséléments de dalle préfabriquée et les pièces depont pour protéger la peinture localement des éra-flures durant la pose et pour contenir les couluresdu mortier de pose. Les longerons prévus dans ledossier de consultation des entreprises ont étéabandonnés car les entreprises ont proposé en va-riante, des techniques de manutention des dallesavec un chariot, qui permettent de s’en passer.Les joints de deuxième phase sont coulés avec unbéton de composition simple, identique à celle uti-lisée pour les dalles préfabriquées de façon à per-mettre le meilleur accrochage. La haute résistancen'est pas du tout le but recherché pour la compo-sition de ce béton. En revanche on cherchera à mi-nimiser le retrait en diminuant au maximum la teneuren eau.

■ LA TRAVÉE D'ACCÈS

En rive gauche, une travée isostatique de 44,80 mde portée vient compléter le franchissement dela brèche. Les poutres de cette travée isostatiqueau 1/28e sont assez élancées. Cet ouvrage se-condaire comporte deux poutres en ossature mix-te acier-béton. Les tôles des membrures sontprofilées en long. En rive gauche, côté Camargue,il s'appuie sur le massif de fondation de l'ancienpont suspendu.Pour assurer la continuité visuelle, la hauteur despoutres est la même que celle des poutres tirantsqui équilibrent les poussées des arcs dans la tra-vée principale. Dans le même souci, on a choisi unentraxe important, de 11 m pour éviter de faire ap-paraître un décalage inesthétique entre les hau-teurs des deux structures. Cette disposition permetaussi de standardiser le mode de réalisation desdalles des deux ouvrages (photo 7).On a choisi des connecteurs cornières sur les poutresprincipales pour éviter des "forêts" de goujons dansles lumières de connexion des dalles préfabriquées.En revanche, on a choisi des goujons pour assurerla connexion transversale des pièces de pont quisont donc semblables à celles de la travée bow-string.

■ BIBLIOGRAPHIE

◆ Wallace, A.A.C. – "Le pont de Bonar Bridge enEcosse" – Acier-Stahl-Steel n° 9, 1975.◆ Virlogeux, M.; Marque, C. ; Maury, Y. et al. – "Lepont-rail du Moulin" – Revue Travaux, octobre 1984◆ Marque, C. -"Le pont de Hermalle". Compte ren-du de la visite AFPC, 1987.

◆ Ney, L. ; De Ville de Goyet, V. et Maquoi, R. –"Etude du contreventement optimal des ponts bow-string" – CTICM-CM n° 3, 1990.◆ Yoshikawa, O. – "Construction of the Shinha-madera Bridge" – Stahlbau, Heft 5, 1993.◆ Luesse, G. et al. – "Le pont de Dömitz sur l'El-be" en langue allemande – Projet pour la Consul-tation des entreprises, Bauingenieur, n° 67, 1992– Etudes d'exécution et Travaux, Bauingenieur,n° 68, 1993 – Vibrations des suspentes dues à

43Travaux n° 749 • janvier 1999

®

Photo 7Types de connecteurs utilisés sur la travée d'accès

Types of connectors used on the access section

Figure 11Phases de construction avec les dispositions prévuespar l'entreprise

Construction phases with arrangements determinedby the contractor

Vue générale de la charpente

General view of framework

Page 12: St-Gilles

PONT ROUTIER

l'effet conjugué du vent et de la pluie – Stahlbau,Heft 3, 1996.◆ Abel, Hélène ; Virlogeux, M. ; Outerryck, C. etal. – "Le pont de Saint-Gilles : Projets de pont àhaubans" – XIIe congrès de la FIP à Washington –La technique française du béton précontraint, 1994.◆ Berthellemy, J. – "Reconstruction du pont deSaint-Gilles sur le Petit-Rhône" – revue Ouvragesd'Art du Setra n° 25, novembre 1996.◆ Virlogeux, M. – "Design construction of the Nor-mandie Bridge" – XIIe congrès de la FIP à Washington– La technique française du béton précontraint –1994.◆ Virlogeux, M. -"Design of cables for cable-stayedbridges : the example of the Normandie Bridge" –Liège, Symposium on cable Dynamics, octobre 1995.

ABSTRACT

The construction of theSaint-Gilles bridge over the Petit RhôneVarious authorsLocated between the Gard and theCamargue regions, the Saint-Gilles Bridge,initially designed to be a cable-stayedstructure in prestressed concrete, willfinally be of the composite steel-concretebowstring type. This structure, which offersthe same functional advantages as thecable-stayed bridge, is moreover insen-sitive to settlement. With its smooth forms,it blends easily within the plain landscape.The team formed by Setra and the archi-tect for the bowstring was given a com-plete mission by the DDE (DepartmentalDirectorate of Infrastructures), rangingfrom design up to the preparation of verydetailed plans for the call for tenders.Among the technical options determinedprimarily by the requirements of the client,they sought to facilitate inspection andmaintenance, particularly as concernsthe end nodes and the anchoring of sus-penders, which had to be simple and easyto access. The completion of the work bythe consortium of Berthouly and Richard-Ducros confirmed the competitiveness ofthis type of structure for crossings of 100to 200 m without any intermediate sup-port. The framework elements of thisbridge, of great architectural quality, aremanufactured at the Richard-Ducros plantin Ales.

DEUTSCHES KURZREFERAT

Neubau der Saint-Gilles-Brücke über die PetitRhôneVerschiedene VerfasserDie das Departement Gard und dieCamargue verbindende Saint-Gilles-Brücke,die ursprünglich als Schrägseilbrücke ausSpannbeton gebaut werden sollte, wirdschließlich ein Bow-string-Bauwerk inkombinierter Stahl-Beton-Struktur sein.Diese Technik beinhaltet die gleichen funk-tionalen Vorteile wie eine Schrägseilbrückeund ist darüber hinaus Senkungser-scheinungen gegenüber unempfindlich.Mit ihrer sanften Formgebung gliedert siesich harmonisch in die durch weite Ebe-nen charakterisierte Landschaft ein.Die aus dem Bauunternehmen Setra unddem Bow-string-Architekten gebildeteArbeitsgemeinschaft ist von der Bau-behörde mit der kompletten Aufgabens-tellung für das Projekt beauftragt wor-den, d.h. von der Konzeption bis hin zurAusarbeitung der Detailzeichnungen fürdie Ausschreibung. Die technischen Ent-

scheidungen wurden in erster Linie vomKundenbedarf geleitet : beispielsweisesind die Voraussetzungen für Inspektions-und Wartungsbegehungen besonders güns-tig, vor allem an den kopfseitigen Schnitt-punkten der Stabachsen, und die Hän-gerverankerungen sind einfach undzugangsfreundlich gestaltet. Die Abwick-lung des Bauwerkes wird zur Zeit von deraus den Unternehmen Berthouly undRichard-Ducros bestehenden Arbeitsge-meinschaft realisiert. Hierbei zeigt sichnoch einmal deutlich die Wettbe-werbsfähigkeit dieses Strukturtyps für100 bis 200 m lange Überquerungen ohneZwischenträger. Die architektonisch ans-pruchsvollen Stahlbaukomponenten die-ser Brücke werden im Werk Alès der FirmaRichard-Ducros gefertigt.

RESUMEN ESPAÑOL

La reconstrucción del puente de Saint Gillesen el Pequeño RódanoDiversos autoresEl puente de Saint Gilles, situado entreel Gard y la Camarga, que inicialmenteestaba proyectado para una construcciónde tipo puente de tirantes de hormigónarmado, será finalmente del tipo bow-string mixto, de acero y hormigón. Estaestructura, que presenta las mismas ven-tajas funcionales que el puente de tiranteses, además, insensible a los asentamientosy con sus formas suaves se adapta per-fectamente al paisaje de las planicies.El equipo de trabajo, formado por el Setray el arquitecto para el bow-string ha reci-bido por parte de la Delegación regio-nal del Ministerio de Obras Públicas unamisión consistente en el estudio completoque da comienzo por el diseño hasta elperfeccionamiento final de los planossumamente detallados para la licitación.En las opciones técnicas, orientadas antetodo habida cuenta de las prescripcionesdel cliente, han tratado, por ejemplo defacilitar las visitas de inspección y demantenimiento, y básicamente, por lo quese refiere a los nudos de extremo, y a losanclajes de las suspensiones, que inten-cionalmente, se han deseado sencillosy fáciles de acceso.La ejecución de esta obra actualmenteen curso por la agrupación de las empre-sas constructoras Berthouly y Richard-Ducros, viene a confirmar la competitivi-dad de este tipo de estructuras para losvanos de 100 a 200 m que se han de sal-var sin apoyos intermediarios. Los ele-mentos de estructura de este puente degran calidad arquitectónica, se producenen la fábrica de Richard-Ducros, de Ales.

®

44 Travaux n° 749 • janvier 1999

Vue artistique de l’ouvrage terminé

Artist's view of the completed structure