<page> <title>Pont métallique</title> <id>3106160</id> <revision> <id>31786405</id> <timestamp>2008-07-22T11:01:58Z</timestamp> <contributor> <username>Flo37fr</username> <id>428144</id> </contributor> <comment>Correction de quelques erreurs et mise à jour des nuances d'acier (en unités SI)</comment> <text xml:space="preserve">{{ébauche|route}} Un '''pont métallique''' désigne un pont dont la structure est réalisée en métal, à savoir en fer, en fonte ou en acier. [[Image:Garabit.jpg|thumb|300px|Le viaduc de Garabit, un pont en arc métallique]] ==Histoire== Le premier pont métallique a été réalisé en fonte et est anglais. Il s’agit de [[Iron Bridge]], construit en 1779 par Abraham Darby III sur la [[Severn]], à [[Coalbrookdale]]. Sa portée est de 30,5 m pour une longueur totale de 60 m, et il passe 30 m au-dessus de la rivière. Le premier ouvrage métallique réalisé en France est le [[pont des Arts]] à Paris, construit en 1803 par [[Louis-Alexandre de Cessart]] et [[Jacques Dillon]]. L’apogée des ponts en fonte est atteinte avec le [[pont du Carrousel]] construit à Paris en1834 par [[Antoine-Rémy Polonceau]]. Les [[pont suspendu|ponts suspendus]] en fer se développent aux Etats-Unis à partir de 1810. Mais c’est avec l’apparition de techniques de fabrication performantes de l’[[acier]] que vont vraiment se multiplier les ponts métalliques, en parallèle avec le développement du réseau ferroviaire. L’âge d’or se prolongera jusqu’à la Guerre de 14, malgré l’apparition en France dès 1898 d’un redoutable concurrent : le [[béton armé]]. == La matière== Les [[acier]]s utilisés pour les constructions sont des composés Fer-Carbone qui contiennent généralement de 0,15% à 0,20% de Carbone. Ces aciers ont des propriétés mécaniques remarquables qui sont mises en lumière par l'essai de traction poussé jusqu'à la rupture, propriétés qui servent à établir une distinction entre les différentes nuances d'acier couramment employées pour la construction des ponts<ref name ="EC3">''EN 1993-1-1 et EN 1993-1-10 : Eurocode 3 : Calcul des structures en acier</ref>. {| class="wikitable sortable" |- bgcolor="#efefef" !align="left"|Désignation de la nuance de l'acier!!Résistance à la rupture, <br/> en MPa!! Résistance à la limite élastique <br/>en MPa !!Allongement du métal <br/>à la rupture, <br/>en % |- |Acier doux ordinaire||360 à 510 ||235 à 355||>15 |- |Acier à haute résistance||510 à 1000||355 à 690||>15 |- |Acier à très haute résistance pour la constitution des câbles||1500 à 1800||1200 à 1400||1,5 à 2,5 |- |} Pour des raisons de sécurité, on ne fait travailler l'acier dans les ouvrages que très au-dessous de sa limite élastique; la fatigue autorisée est généralement la moitié environ de cette limite, soit 120 MPa pour l'acier doux ordinaire et 180 MPa pour l'acier à haute résistance. == Eléments constitutifs des charpentes métalliques== Ils se présentent sous deux formes:<br/> *''en éléments plats'', appelés dans l'ordre croissant de leur largeur: plats, larges plats et tôles [[Image:Large-Plat.svg|thumb|right|150px|Fer large plat]] {| class="wikitable sortable" |- bgcolor="#efefef" !align="left"|Désignation!!Largeurs en mm. |- |Plat ||de 30 à 180 mm |- |Large-Plat ||de 200 à 1000 mm |- |Tôle||de 800 à 3600 mm |- |} *''en éléments profilés'', dont les plus courants sont: les [[cornière]]s, les fers en U et les [[poutrelle]]s <center> <gallery> Image:Cornière2.svg|Cornière à ailes inégales Image:Poutrelle.svg|Poutrelle Image:Fer-en-U.svg|Fer en U </gallery> </center> == Procédés d'assemblage de l'acier== Les procédés d'assemblage de l'acier sont : le boulonnage, le rivetage et le soudage. Les [[boulon]]s et les [[rivet]]s agissent par serrage de leur tête. Les boulons sont posés à froid, ils sont surtout utilisés pour réaliser des assemblages provisoires ou pour se substituer aux rivets, dans certains cas particuliers ou ceux-ci travailleraient mal. Le boulon comporte une tête fixe venue de forge avec sa tige, qui est filetée. Il comporte une deuxième tête mobile, appelée [[écrou]], qui est vissée sur la [[Filetage|partie filetée]] de la tige. Les rivets sont posés à chaud. Ils constituaient le moyen d'assemblage le plus utilisé en construction métallique. Le rivet comporte une tête livrée d’usine avec sa tige; la deuxième tête est réalisée par forgeage de l'extrémité de la tige qui dépasse à cet effet les éléments à assembler, cette deuxième tête doit être terminée alors que le métal du rivet est encore très chaud. Ainsi, au refroidissement, la contraction de la tige provoque un serrage énergique des éléments à assembler. La [[soudage|soudure]] assure l'assemblage par reconstitution de l'acier dans les joints ou dans les plans de contact des éléments à assembler. On utilise à cet effet des baguettes d'acier enrobé appelées électrodes, qui fondent sous la température extrêmement élevée de l'[[arc électrique]]. De nos jours tous les ponts métalliques sont soudés. Les rivets ont été abandonnés. Quant aux boulons, ils sont encore utilisés pour les ponts de secours. Amenés en pièces détachées, ces ponts sont montés par boulonnage très rapidement. == Les poutres métalliques== Les poutres métalliques ont généralement le profil d'un I, cependant, elles ont parfois le profil d'un U ou, si la hauteur fait défaut, le profil dit caisson. On distingue les poutres métalliques à âme pleine et les poutres à treillis. ====Poutres à âmes pleines==== Les poutres à âme pleine sont essentiellement constituées par un plat vertical appelé [[âme (poutre)|âme]] et des plats horizontaux appelés semelles disposés à la partie supérieure et à la partie inférieure de l'âme et fixés sur celle-ci soit à l'aide de cornières si la poutre est rivée, soit par des cordons de soudure d'angle si la poutre est soudée. <br/> Semelles et cornières ou semelles seules, s'il s'agit d'une charpente soudée, constituent ce qu'on appelle les membrures de la poutre. <center> <gallery> Image:Poutre-droite-à -âme-pleine.svg‎|Poutre à âme pleine rivetée Image:Poutre-droite-en-U.svg‎|Poutre droite en U rivetée Image:Poutre-droite-en-caisson.svg‎|Poutre en caisson rivetée Image:Poutre-reconstituée-soudée.svg|Poutre reconstituée soudée </gallery> </center> ====Poutres à treillis==== Les ''poutres à treillis'', appelées également ''poutres triangulées'', sont constituées par des membrures reliées non plus par une âme mais par des barres, ou verticales, ou inclinées, qui forment avec les membrures un ensemble triangulé. Ces barres sont disposées d'une façon différente suivant le système de triangulation adopté. Les systèmes couramment utilisés sont : <center> <gallery> Image:Poutre-Pratt.svg|Poutre type Pratt Image:Poutre-Town.svg|Poutre type Town Image:Poutre-Town2.svg‎| Poutre type Town double Image:Poutre-en-K.svg|Poutre en K Image:Poutre-Warren.svg|Poutre type Warren Image:Poutre-Warren-avec-montants.svg‎ |Poutre type Warren avec montants Image:Poutre-Howe.svg|Poutre type Howe Image:Poutre-Croix-de-Saint-André.svg|Poutre en croix de Saint-André (juxtaposition des systèmes Pratt et Howe) Image:Poutre-Vierendeel.svg|Poutre type Vierendeel Image:Poutre-composée.svg|Poutre composée </gallery> {{message galerie}} </center> ==Assemblage des poutres entre elles== ====Assemblage riveté==== [[Image:Assemblage-métallique-rivé.jpg|thumb|right]] Les assemblages rivés étaient les types d'assemblages les plus courants avant que le soudage ne se généralise. Les ponts à poutres droites comme les ponts à poutres en treillis étaient rivés. La photo ci-contre présente un assemblage typique de poutre en treillis. Les montants verticaux et horizontaux sont constitués de cornières et de plats rivés ensemble. les montants inclinés sont constitués de fers en U. A la jonction de chaque assemblage, des plats sont ajoutés, appelés couvre-joints, pour rigidifier la structure. ====Assemblage soudé==== [[Image:Viaduc-de-Briare (4).JPG|thumb|right]] La photo ci-contre présente un assemblage métallique moderne typique. Il s’agit de deux poutres à âme pleine soudées. La poutre transversale, dénommée ''pièce de pont'' ou ''entretoise'', est soudée sur la pièce longitudinale, appelée longeron latéral (dont on voit l'âme en à plat sur le fond de la photo). On notera également la présence d’un raidisseur vertical, qui permet d’assurer la rigidification de l’ensemble. Ce raidisseur est terminé sur sa base par un [[gousset]]. ==Types de ponts métalliques== ====Ponts à poutres droites==== Selon la structure de la poutre on distingue : les ponts à poutre monocaisson (dits à [[voussoir]]s), les ponts bi-poutres, les ponts à nervures, les ponts lenticulaires et les ponts en treillis. ====Ponts en arc==== ====Ponts suspendus==== Dans le cas d’un [[pont suspendu]], la poutre est appelée ''poutre de rigidité''. Elle est en général réalisée en treillis métallique. [[Image:Pont-suspendu-Indicateurs.svg|thumb|300px|right]]Trois indicateurs caractérisent un pont suspendu : *sa [[portée (pont)|portée]], qui est en égale à sa longueur L dans le cas d'un pont suspendue à une travée, sans travée de rive. *sa flèche (f), qui est la distance entre le milieu de la corde joignant les sommets des deux pylônes et le milieu du câble de retenue (ou câble porteur). *la hauteur H de la poutre de rigidité. La hauteur H de la poutre de rigidité est comprise entre L/80 et L/100. </br> Pour les ponts de petite et moyenne portée, on a en général la relation suivante entre la portée et la flèche<ref name ="TP">Notions de Travaux Publics – R. Allard et G. Kienert – Ed. Eyrolles -1957</ref> : <math>f = \frac{L}{9}</math> ====Ponts haubanés==== ==Notes et références== {{Références}} {{Portail|Construction|route|ferrovipédia}} [[Catégorie:Construction]] [[Catégorie:Poutre]] [[Catégorie:Pont]]</text> </revision> </page>