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Conception et calcul d'un pont suspendu.


par Merlin OTEMAKUMI LOTENGO
Institut national du bàtiment et des travaux publics - Licence 2017
  

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A. CALCUL DE H ET

Figure 61 : les efforts dans le câble principal et pylône

Figure 62 : chargement du câble principal Vue la symétrie nous considérons une partie de la structure

Figure 63 : chargement du demi-câble principal

91

Par l'Ingénieur technicien : OTEMAKUMI LOTENGO MERLIN

92

TRAVAIL DE FIN D'ETUDE

W = ? = , = 77,61 t m

W = = , = 38,8 t m

?M = H Y =0

En remplaçant X par L/2, on a : H =

= ,

= 47148,075 t

,

V = V =

= = 31432,05 t

,

tg = = , =0,66 =33,69

En A, la pente de la tangent au câble est égale à 33,69° La traction en A dans le câble sera égale à

T = vV H = v31432,05 47148,075 = 56664,93 t

,

Ou T = -- =

,

= 56664,889 t

tg â = = 1,25 ? â = 51,34

,

T = = ,

= 75473,429 t

B. CALCUL DE LA FORCE DE COMPRESSION DANS LE POTEAU La compression dans le poteau AE sera égale à

Figure 64 : effort de compression du pylône

92

Par l'Ingénieur technicien : OTEMAKUMI LOTENGO MERLIN

93

TRAVAIL DE FIN D'ETUDE

P = T sin T sin â = 56664,889 sin 33,69 75473,429 sin 51,34

P = 90366,658 t = 903666580 N

A = ,

= 2967263,397 mm

Nous adoptons une section carrée : a = b = 2000 mm = 2 m

Figure 65 : la section du portique

Nous avons deux pylônes en portique

C. CALCUL DE LA LONGUEUR DU CABLE ENTRE A ET B

On sait que le câ le prend la forme para olique sous l'action des charges verticales W uniformément distribuées.

Figure 66 : la longueur du câble principal

L'équation de la parabole est donnée par : Y = a X

Pour : X = 0 ; Y = 0

X = = 405 m ; Y = flèche maximale du câble à mi portée

Y = = ,

 

= 135 m

 

,

93

Par l'Ingénieur technicien : OTEMAKUMI LOTENGO MERLIN

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TRAVAIL DE FIN D'ETUDE

Y = a X si X = et Y =

= a ( ) ? a = ? Y = X ? Y' = ? Y =
On sait que : ds = vdx dy = v1 Y dx

La longueur du câble est donnée par : S = 2 ? ds = 2 ? v1 Y dx

[

S = 2 ? 1 dx= v X ln (X v X )

S = 4759,94 m 4760 m

D. CABLE PRINCIPAL

T = 56664,93 t = 566649300 N

A = , = 1860639,493 mm

Nous adoptons : A = 1.860.700 mm

D = v = v4 , = 1539,58 mm

Nous considérons : D = 1540 mm et A = 1.861.706 mm

E. CABLE TENDU

T = 75473,429 t = 754734290 N

A = ,

= 2478231,997 mm

Nous adoptons : A = 2.478.232 mm

D = v = v4 . .

, = 1776,79 mm

Nous considérons : D = 1778 mm et A = 2.481.607,94 mm

? VERIFICATION DES STABILITES

1. EVALUATION DES CHARGES VERTICALES 1.1. POIDS PROPRE DE LA SEMELLE

P = 60 15 2,5 = 2250 t m

X = = 30 m

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Par l'Ingénieur technicien : OTEMAKUMI LOTENGO MERLIN

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TRAVAIL DE FIN D'ETUDE

1.2. POIDS DE LA SUPERSTRUCTURE

P = P P P P P é

- P = 450 24 810 = 8748000 kg = 8748 t

- P = 7,8 0,0116 810 = 73,288 t

- P = 7,8 0,0116 24 = 2,17152 t

- P = 1,155 2 810 = 1871,1 t

- P é = 345,5 24 810 = 6716,520 t

P = 17411 t ? P = = 21,5 t/m

X = = 30 m

1.3. REACTION DES CHARGES

P = T S (P P ) = 14,6 3,06 = 11,54 t

P = , = 0,4808

X = = 30 m

? TABLEAU RECAPITULATIF DES CHARGES VERTICALES

Tableau N° 22 : les charges verticales

CHARGES

EFFORTS

BRAS DE LEVIER

MOMENTS

P

2250

30

67500

P

21,5

30

645

P

0,4808

30

14,424

 

E V = 2271,98 t

 

E M =68159,424 tm

2. EVALUATION DES CHARGES HORIZONTALES

2.1. POUSSEE DUE A LA SURCHARGE DU REMBLAI

H = Q h K or K = tg ( ) avec = 30

K = tg ( ) = 0,33

Q = 1 t m h = 15 m

H = 1 60 0,33 = 19,8 t m X = = 7,5 m

95

Par l'Ingénieur technicien : OTEMAKUMI LOTENGO MERLIN

96

TRAVAIL DE FIN D'ETUDE

2.2. POUSSEE DES TERRES

H = h K= 1,8 15 = 202,5
X = = 5 m

2.3. EFFORT DE FREINAGE

=

H

Avec k = 0,33 ; C = 56 t ; n = 6 et l = 24 m

H = , = 4,62
X = 15 m

> TABLEAU RECAPITULATIF DES CHARGES HORIZONTALES Tableau N° 23 : les charges horizontales

CHARGES

EFFORTS

BRAS DE LEVIER

MOMENTS

H

19,8

7,5

148,5

H

202,5

5

1012,5

H

4,62

15

69,3

 

? H = 226,92 t

 

? M =1230,3 tm

 

> STABILITE AU GLISSEMENT Condition à vérifier : 0,75 ?

? 1,5 ? 0,75 , , = 7,5 1,5

Donc pas de glissement

> STABILITE AU RENVERSEMENT

Condition à vérifier : ? 1,5 ? , = 55,4 1,5

? ,

Donc pas de renversement

> STABILITE A LA CAPACITE PORTANTE

Pour que la résistance passe par le tiers central, il faut que la condition suivante soit vérifiée : e

- e = =

?

, ,

= 9,8 m

,

- = = 10 m

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TRAVAIL DE FIN D'ETUDE

Comparaison : e = 9,8 m 10 m ; donc la résultante passe par le tiers central

 

?

CALCUL DES CONTRAINTES

 
 
 

=

?

(1

)

=

, (1 ,

)

=

74,89

 
 
 
 
 
 
 

=

?

(1

)

=

,

(1

)

=

 
 
 
 
 
 
 

0,75

DIAGRAMME DES CONTRAINTES :

Figure 67 : le diagramme des contraintes

? LES ASSEMBLAGES

Nous allons utiliser les boulons à haute adhérence (HR)

Nous allons faire le dimensionnement des boulons par rapport aux plus grands efforts dans les barres.

Nous avons :

- un gousset de 8 mm d'épaisseur : t = 8 mm

- effort dans les barres : N

- Classe de boulon : acier S335

- La limite d'élasticité d'un acier : f = 335

- Coefficient de frottement des pièces : = O, 3O

- = = 1,25

- Boulon HR10.9

- La section brute de profilé : A

- La section nette minimale : A =

- La section de perçage : Ù = A A

- La résistance au glissement des boulons

F = or F = 0,7 f A

- Nombre des boulons : n =

- La pression diamétrale : F = ,

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TRAVAIL DE FIN D'ETUDE

- La vérification : F F

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"Il faut répondre au mal par la rectitude, au bien par le bien."   Confucius