Ponts piétons - Stahlbau Zentrum Schweiz

Construire en acier
Documentation du Centre suisse de la construction métallique
01/04
steeldoc
Ponts piétons
Table des matières
Avant-propos
3
Classification des ponts
4
Pont en treillis près de Boudry, Suisse
6
Pont en arc à Sion, Suisse
8
Pont caténaire à la Viamala, Suisse
10
Pont suspendu levant à Duisburg, Allemagne
11
Pont à double arc à Gelsenkirchen, Allemagne
12
Pont caténaire à Rostock, Allemagne
14
Ponts en arc de treillis à Hambourg, Allemagne
16
Pont haubané à Weiden, Allemagne
18
Pont en treillis à Amsterdam, Pays-Bas
20
Pont haubané couvert à Veenendaal, Pays-Bas
22
Pont haubané à Almere, Pays-Bas
24
Ponts en arc à Emmeloord, Pays-Bas
26
Pont-poutre sur Ijburg, Pays-Bas
28
Pont suspendu à haubans à Munich, Allemagne
30
Compétence en construction métallique
Le Centre suisse de la construction métallique SZS est
une organisation professionnelle qui réunit les entreprises
de construction métallique, les fournisseurs et sous-traitants et les bureaux d'études les plus importants de
Suisse. Avec ses actions, les SZS atteint un large public de
concepteurs, institutions et décideurs. Le SZS informe ses
membres et le public de l'évolution dans la construction
métallique et offre un forum pour les échanges et la collaboration. Le SZS met à disposition les informations techniques, encourage la recherche et la formation des
professionnels et s'engage dans la collaboration au-delà
des frontières. Ses membres profitent d'une vaste palette
de prestations.
www.szs.ch
Centre suisse de la construction métallique
Stahlbau Zentrum Schweiz
Centrale svizzera per le costruzioni in acciaio
Avant-propos
Un pont pour piétons et cyclistes est davantage qu'un
franchissement et davantage qu'un système statique. C'est un meuble dans la ville, ou une sculpture
dans le paysage, à l'échelle humaine. Des caractéristiques telles que portée, hauteur et longueur
passent au second plan. La structure est un ouvrage
d'usage quotidien; l'usager marche ou roule dessus,
peut le toucher et veut le comprendre.
Architecture et structure porteuse sont en l'occurrence en étroite relation. Contrairement aux ponts
routiers, les ponts piétons offrent pour le projet une
plus grande liberté architecturale et constructive.
La faible largeur du tablier permet une forme en plan
librement conçue, et des pentes sont possibles à
condition qu'elles puissent être empruntées en
fauteuil roulant. La structure porteuse peut être filiforme et élancée, car les déformations possibles
ne jouent pas un grand rôle. Au cours du temps, une
multitude de variantes ont été développées à partir
de quelques systèmes statiques de base seulement.
En plus de l'assurance de qualité des produits
standardisés, les propriétés de l'acier offrent de nombreuses possibilités de donner à la construction un
caractère à nul autre pareil. Avec peu de matériaux,
une construction en acier répond à toutes les
exigences posées aux ponts piétons, ménageant ainsi
les ressources et le budget. Le haut degré de préfabrication de la construction métallique assure de
courts temps de montage sur le chantier. Les coûts
d'entretien sont prévisibles sur plusieurs années,
et à la fin de la durée de vie, un recyclage intégral est
assuré. Les ponts en acier sont en outre d'une construction extrêmement flexible et peuvent au besoin
être modifiés. Le pont de Schellenberg à Balingen
ci-dessous est un exemple de la durabilité des
ponts en acier. Construit en 1911 en tant que pont
routier franchissant une route de chemin de fer, il est
aujourd'hui trop étroit pour l'usage initialement
prévu. La construction en arc de treillis a donc été
démontée et, au début de 2003, reconstruite sous
forme de pont piéton franchissant la petite rivière
Eyach.
La sélection de ponts piétons et ponts cyclables qui
suit, classés selon les genres de structure porteuse,
présente une partie du large éventail possible et
illustre la multitude de possibilités de conception et
de construction qu'offre l'acier.
L'ancien pont routier construit
voici plus de nonante ans
par rivetage à chaud est
aujourd'hui utilisé à un autre
emplacement comme pont
piéton.
3
Classification des ponts
Les diverses formes de structures porteuses des ponts
ont été développées à partir d'une simple poutre.
Des structures porteuses à une ou plusieurs travées
enjambent les distances entre appuis. Dans ces
structures, des sollicitations sont induites, qui diffèrent en fonction de la forme de la structure. Une poutre est soumise à l'intérieur à des efforts de flexion,
et des forces de réaction verticales se produisent aux
appuis. Si la poutre est décomposée en barres (poutre en treillis), seules des forces axiales (forces
normales) sont systématiquement induites dans les
barres, et dans la plupart des exécutions, les appuis
ne sont également sollicités que verticalement.
Dans les ponts en arc et les ponts suspendus (structures porteuses haubanées), les éléments porteurs
cintrés sont soumis à des efforts axiaux, de compression pour les arcs, et de traction pour les câbles
ou barres. Des forces horizontales parfois énormes
sont en l'occurrence engendrées dans les appuis,
lesquelles sont toutefois fréquemment introduites
dans les poutres horizontales.
Ponts-poutres
Avec les ponts-poutres, des efforts de traction et de
compression dus à la flexion dans les zones de rive se
produisent, qui dans les travées du pont et dans la
zone d'éventuels appuis intérieurs prennent des valeurs maximales. Les zones verticales (âmes de poutre) situées entre reprennent les efforts tranchants,
petits dans les travées et allant croissant ver les
appuis. Il en résulte qu'avec les structures porteuses à
poutre, il y a toujours des zones où le matériau n'est
pas pleinement mis à profit. Un pont-poutre est donc
facile à réaliser en ce qui concerne la structure
porteuse, mais il implique toujours une dépense de
matériaux plus élevée. Plus la hauteur de la poutre
de pont est faible par rapport aux portées des travées,
plus les efforts de compression et de traction induits
sont élevés. Des structures porteuses de faible hauteur
entraînent donc forcément une plus grande consommation de matériaux.
Ponts en treillis
Avec les ponts en treillis (structures porteuses à
barres décomposées), il est plus facile d'adapter le dimensionnement des barres aux efforts intérieurs
respectifs. Pour le reste, les conditions sont les mêmes
qu'avec les ponts-poutres. Il faut tenir compte ici que
la transparence généralement visée pour la structure
porteuse à barres ne peut s'obtenir qu'en choisissant
une poutre en treillis de hauteur proportionnellement
grande. Choisir des poutres en treillis de hauteur
réduite entraîne des efforts élevés dans les tronçons
de la membrure et, en dehors de l'effet esthétique
manqué, est donc forcément aussi moins économique.
De gauche à droite:
pont en treillis,
pont caténaire,
pont en arc,
pont suspendu.
.
4
steeldoc 01/04
Ponts en arc
Les ponts en arc doivent leur rentabilité à une poutre
de pont qui reprend les charges de trafic et repose
généralement sur des appuis verticaux. Ces appuis se
présentent sous forme d'appuis de suspension pour
l'arche surélevée, ou d'appuis de compression
pour l'arche inférieure. L'arche est sollicitée uniquement par ces appuis. Elle est de forme optimale
lorsque sa section est sollicitée uniquement en compression et aucunement en flexion. Il en résulte
mathématiquement une structure porteuse qui correspond à de minimes différences près à une parabole
quadratique. Cette structure porteuse réagit plus sensiblement aux charges verticales inégales du pont
qu'un pont-poutre ou un pont en treillis. Les ponts en
arc permettent de très grandes portées. La poutre de
pont prévue pour l'acheminement du trafic doit en
l'occurrence reprendre tous les efforts horizontaux
perpendiculaires à la structure porteuse.
Ponts suspendus
Les ponts suspendus constituent la forme inverse
du pont en arc. Ce qui est dit plus haut pour les ponts
en arc s'applique à tout point de vue, de manière
correspondante, aux ponts suspendus. Des câbles
minces reprennent toutes les forces des suspentes et,
par le biais de pylônes élancés, les conduisent
jusqu'aux ancrages aux extrémités du pont. C'est ainsi
que des structures d'une élégante sveltesse sont possibles, lesquelles, en cas de grandes portées en particulier, exigent toutefois une poutre de raidissement
dans la zone de la voie piétonne, afin d'éviter de désagréables oscillations.
Ponts haubanés
Les ponts haubanés répondent également à l'objectif
d'une sollicitation et donc d'un dimensionnement
de la poutre de pont économiques, par le fait qu'ils impliquent un grand nombre de supports. Ces supports
se composent toutefois dans ce cas de suspensions
à câbles rectilignes inclinées, qui reposent au sommet
d'une ou de plusieurs structures porteuses verticales,
les piles de pont. L'inclinaison des câbles induit également dans la poutre de pont des forces horizontales
programmées, qui naturellement deviennent d'autant
plus grandes que l'inclinaison de la suspension est
faible à la poutre de pont. Les ponts haubanés permettent également d'immenses portées, mais exigent
alors des pylônes de hauteur appropriée.
Ponts caténaires
Les ponts caténaires sont une forme spéciale de ponts
suspendus, et ne sont réalisables qu'en cas de faibles
charges (ponts piétons) et avec de petites portées. Les
grandes forces de traction des tendeurs doivent être
soigneusement ancrées dans le sous-sol à leurs extrémités.
5
Ponts en treillis
Pont en treillis près de Boudry, Suisse
Maître d'ouvrage
Canton de Neuchâtel
Architectes
Geninasca Delefortrie, Neuchâtel
a
Concepteur de la structure porteuse
Chablais Poffet, Estavayer-le-Lac
a
Construction métallique
Steiner SA , La Chaux-de-Fonds
Année de construction
2002
Plan de situation
échelle 1: 500
Dans une région de Suisse romande appréciée par les
randonneurs, un pont piéton sortant de l'ordinaire
franchit les gorges de l'Areuse. Il s'adapte à la configuration changeante des rives, avec une travée étroite
sur la rive escarpée, qui s'élargit sur la rive plate. De
plus, formant en plan un S, le pont serpente au-dessus
des gorges sur 27,50 m. Le système porteur principal
se compose de douze cadres qui, avec les diagonales
intérieures, forment une poutre en treillis. Ces cadres
sont reliés par un radier rigide dans la zone de traction inférieure, et par une membrure dans la zone de
compression supérieure. Tous les éléments de la construction sont sollicités lors du report de la charge.
La structure porteuse en acier a été préfabriquée en
Grâce à sa forme ondoyante
et aux matériaux utilisés,
le pont s'intègre dans l'environnement.
6
steeldoc 01/04
Le jeu vivant de l'ombre et
la lumière donne du cachet à
ce petit pont en treillis.
trois éléments, amenée sur le chantier par hélicoptère, étayée provisoirement et soudée sur place. Les
lamelles de bois incorporées ensuite constituent un
raidissement supplémentaire. Comme les branchages
de l'environnement, ces lamelles jouent à l'intérieur
du pont avec la lumière. Un revêtement de sol en gravier trace le chemin pédestre au-delà des gorges.
3
2
7
6
b
1
2
4
cc
6
6
3
c
3
c
5
5
4
bb
4
aa
8
b
Coupes échelle 1 : 20
1 Tube d'acier
200/100/10 mm
2 Tube d'acier
Ø 60,3/14,2 mm
3 Raidissement diagonal
Ø 25 mm
4 Tube d'acier
120/80/10 mm
5 Profilé acier en
L 100/65/7 mm
6 Lamelles en bois de sapin
150/27 mm
7 Tube d'acier
150/100/10 mm
8 Gravelage
100 mm
Tôle à ondes
trapézoïdales perforée
59/1 mm
7
Ponts en arc
Pont en arc à Sion, Suisse
Maître d'ouvrage
Commune de Sion, Valais
Architectes et concepteurs de la structure porteuse
DIC Ingénieurs Conseils, Aigle
Construction métallique
Zwahlen & Mayr, Aigle
Année de construction
2001
A Appui fixe
B Appui glissant
A
Plan de situation
échelle 1: 1500
B
Le pont métallique en arc franchissant le Rhône crée
pour les habitant de Vissigen une nouvelle voie
de communication vers le centre-ville de Sion. D'une
portée de 58,95 m et d'une largeur de 6,00m, la
construction sans appui répond aux exigences de la
protection contre les crues de ne placer aucune pile
dans le cours du Rhône. Les arcs, avec une flèche
de 10,30 m, se composent de profilés caissonnés soudés. Ils sont inclinés l'un vers l'autre et, pour le raidissement transversal, assemblés à des tubes d'acier.
Des tirants horizontaux relient les pieds de l'arc, et
sont en équilibre avec les forces de compression dans
le pont. Le tablier, conçu sous forme de dalle orthotrope, repose sur des poutres transversales suspendues. L'éclairage pour la surface piétonne est fixé aux
deux parapets. Des tubes néon sont appliqués sous
le tablier et, la nuit, leur lumière réfléchie par le
Rhône met le pont en vedette. Le pont a été construit
en trois étapes. On a d'abord assemblé les arcs avec
les tirants, les poutres transversales et le contreventement, à proximité de l'emplacement ultérieur du
pont. À l'aide de grues jumelées, on a ensuite placé
la structure porteuse, puis suspendu les neufs éléments de la dalle piétonne.
1
5
8
steeldoc 01/04
Les arcs inclinés l'un vers
l'autre sont reliés par des
tubes ronds afin de garantir
le raidissement transversal
de la construction.
a
2
1
2
2
3
3
2
6
5
4
a
aa
Élévation · Coupes
échelle 1 : 100
1 Profilé caissonné soudé
300/600/12 mm
2 Raidissement transversal
tube d'acier
Ø 244/6,3 mm
3 Suspension acier rond
Ø 26 mm
4 Poutre transversale
HEA 240, a = 6,55 m
5 Tirants
acier rond Ø 70 mm
6 Dalle orthotrope
revêtement élastomère
avec sable de quartz 5 mm
7 Contreventement
acier rond Ø 20 mm
7
9
Ponts caténaires
Pont caténaire à la Viamala, Suisse
Plan de situation
échelle 1:1000
Maître d'ouvrage
Verein KulturRaum Viamala, Coire
Architectes et concepteurs de la structure porteuse
Conzett, Bronzini, Gartmann, Coire
Construction métallique
Romei AG, Rothenbrunnen
Année de construction
1996
En marchant sur le pont, on
sent ses oscillations.
Le chemin pédestre traversant la Via Mala franchit
l'Hinterrhein dans la partie sud des gorges, à un élargissement de 40 m de largeur en aval de Suransuns.
Ce pont caténaire réagit aux différentes hauteurs des
berges et répond à l'exigence d'une grande section
d'écoulement. Statiquement, le pont caténaire ressemble à un pont suspendu; le revêtement piéton est
en même temps câble porteur et poutre de raidissement. Les deux fois deux tirants se trouvent de manière statiquement favorable près de l'axe neutre de
la section d'ensemble. Tous les éléments en acier se
composent d'acier spécial (numéros de matériau
1.4462 et 1.4435), car le brouillard salin de la route
proche atteint le pont. Les diagonales pour la fixation
des tirants ont été scellées dans le béton lors du
bétonnage des culées. Après la mise en place des
liens en acier, les dalles ont été posées depuis l'appui
inférieur avec des couches d'égalisation en aluminium, et vissées aux tirants avec les poteaux du
parapet. Les dalles pressées les unes contre les autres par la tension des liens en acier agissent comme
une dalle monolithique. Après le serrage définitif
de tous les écrous, la main courante a été soudée sur
les poteaux du parapet.
a
3
Coupe · Élévation
échelle 1: 20
1 Tirant
acier plat 15/60 mm
no de matériau 1.4462
2 Revêtement
gneiss d'Andeer
1100/250/60 mm
3 Main courante
acier plat 10/40 mm
no de matériau 1.4435
4 Poteaux du parapet
acier rond Ø 16 mm
no de matériau 1.4435
5 Garniture des joints
aluminium H24
3/60/1100 mm
4
1
aa
10
2
5
a
steeldoc 01/04
Ponts suspendus
Pont suspendu levant à Duisburg, Allemagne
La nuit, le pont est éclairé par
des éléments à LED intégrés.
Maître d'ouvrage
Binnenhafen Duisburg
Entwicklungsgesellschaft mbH
Architectes et concepteurs de la structure porteuse
Schlaich, Bergermann und Partner
Construction métallique
Stahlbau Raulf, Duisburg
Année de construction
Elévation
échelle 1:1250
1999
Le pont enjambe un bassin du port intérieur de Duisburg et relie le Altstadtpark aux nouveaux espaces
verts. D'une largeur de 3,5 m, la passerelle a une portée de 73 m et, à partir de sa position normale, peut
être levée 10,60 m au-dessus du niveau normal de
l'eau, ce qui est nécessaire pour permettre le passage
des bateaux. Ce pont suspendu avec câbles de retenue
est doté de mâts (tube d'acier Ø 419 mm) de 20 m
de hauteur. Au moyen de cylindres hydrauliques télescopiques de 3 m agissant sur les câbles de haubanage, on peut faire basculer ces mâts vers l'extérieur. Le
mouvement des têtes des mâts entraîne alors le
mouvement de la superstructure du pont vers le haut.
Afin d'éviter dans la superstructure des moments de
flexion dus à sa plus grande courbure à l'état relevée,
cette superstructure a été conçue sous forme de
chaîne articulée. Le rallongement nécessaire de 3,65
m de la superstructure est obtenu par des éléments tirés automatiquement hors des vides des fondations.
Lorsque l'on fait basculer le
haut des mâts vers l'extérieur,
le pont se soulève en son
milieu de 10,60 m - en position
normale, la hauteur de
la «bosse» est de 1,10 m.
11
Ponts en arc
Pont à double arc à Gelsenkirchen, Allemagne
Maître d'ouvrage
BUGA Gelsenkirchen Gmbh, Gelsenkirchen
Architectes
PASD Feldmeier + Wrede, Hagen
Concepteur de la structure porteuse
IPP Polónyi + Partner, Cologne
Construction métallique
HIT Hölter Industrie Technik, Essen
Année de construction
1997
Plan horizontal
échelle 1:1000
Le pont à double arc franchissant le canal Rhin-Herne,
avec les 79 m de portée de ses arcs et ses presque
110 m de longueur, est le plus grand des trois ponts
sur l'aire de la BUGA à Gelsenkirchen. De 5,50 m
de largeur, il est conçu pour des véhicules d'entretien
roulant à faible vitesse. Les deux arcs tubulaires
espacés de 31,80 m sont perpendiculaires à l'axe du
canal, alors que le tablier croise le canal à angle
de 50°. Suivant la forme optimale de la ligne des pressions, les arcs sont incurvés dans les zones où les
suspensions sont appliquées. Les points hauts se
trouvent toujours au-dessus du point d'intersection du
plan de l'arc avec l'axe du tablier. L'action tridimensionnelle des haubans stabilise le système.
Les arcs tubulaires de 1120 mm de diamètre ont une
épaisseur de paroi de 40 mm dans la zone rectiligne,
et de 25 mm dans la zone incurvée. Des longerons
composés de profilés laminés reposent sur 18 poutres
transversales suspendues aux arcs par des barres
en acier. Avec une tôle de recouvrement de 12 mm
L'aspect de l'arc double
change selon l'angle de vue.
12
steeldoc 01/04
d'épaisseur et des nervures longitudinales trapézoïdales de 6 mm d'épaisseur, le tablier est conçu sous
forme de dalle orthotrope. Un revêtement à base
de résine-époxy avec épandage de sable de quartz
garantit une surface antidérapante.
Alors que les arcs sont encastrés à leur base, la superstructure est à appui glissant, afin d'assurer une libre
déformation lors des changements de température.
La forme curviligne des constructions pesant chacune
115 t a été réalisée à l'usine avec cintrage par induction. Après le transport des éléments détachés, les
arcs ont été assemblés sur le bord du canal par soudage en cinq segments chacun, posés l'un après
l'autre sur les culées au moyen d'une grue de bateau,
fixés et ajustés. La dalle-tablier de 200 t et 110 m de
longueur a été levée sur un ponton par des grues,
amenée flottante en position, et abaissée hydrauliquement sur les culées. Les barres de suspension on été
ensuite mises en place et précontraintes.
1
2
Élévation échelle 1: 100
1 Arc
profilé tubulaire en acier
Ø 1120/40 mm (rectiligne)
Ø 1120/25 mm (incurvé)
Ø 177,8/25 mm pour
fixation des suspentes,
soudé
2 Acier rond Ø 50 mm
3 Poutre transversale
tube d'acier Ø 406/4 mm
4 Longeron HEB 600
5 Poutre transversale
HEA 340
a = 2750 mm
6 Système de treillis
acier plat 200 / 15 mm
7 Dalle orthotrope
résine-époxy avec sable
de quartz
tôle de recouvrement
12 mm
nervures de renforcement
6 mm
7
3
4
5
6
13
Ponts caténaires
Pont caténaire à Rostock, Allemagne
Maître d'ouvrage
IGA Gmbh, Rostock
Architectes et concepteurs de la structure porteuse
Schlaich Bergermann und Partner
en collaboration avec WES & Partner:
architectes-paysagistes, Hambourg
Construction métallique
Temme Stahl- und Industriebau Gmbh, Schafstätt
Année de construction
2003
Le Nordbrücke sur l'espace parc de IGA à Rostock est
un des rares ponts caténaires à trois travées. Avec
des portées de 27 m pour les deux travées extérieures,
et de 38 m pour la travée centrale, il franchit un
petit cours d'eau. Les tendeurs en acier de construction à grain fin à résistance élevée sont ancrés
dans des culées massives fondées sur des pieux injectés. Des supports à béquilles dotés chacun d'un
ressort à lames faisant fonction de selle d'appui élastique servent d'appuis intermédiaires. Des éléments
en béton préfabriqués de 12 cm d'épaisseur servant
de revêtement sont boulonnés sur les tendeurs. La
faible hauteur de 15 cm confère au pont une grande
Élévation · Plan horizontal
échelle 1: 500
A
14
steeldoc 01/04
Les éléments en béton
préfabriqués du revêtement
sont boulonnés aux tendeurs
en acier de construction
à grain fin à résistance élevée.
transparence. La largeur totale du pont est de 4 m, et
la largeur utilisable d'environ 3,70 m. Composé de
tubes d'acier et d'un treillis de fils métalliques tendus
entre des câbles en acier spécial, le parapet contribue
par sa rigidité à efficacement réduire les oscillations,
sans nuire à l'effet de légèreté de la structure porteuse. Le pont doit sa stabilité au poids des dalles en
béton et à la légère inclinaison des tendeurs, laquelle
avec ses 6 % correspond à celle d'une rampe adaptée
pour les handicapés. La nuit, l'éclairage intégré
dans la main courante souligne avec beaucoup d'effet
le tracé ondoyant du pont.
Au-dessus des piliers, des
ressorts à lames forment une
selle d'appui pour le tendeur
continu.
5
Coupe échelle 1: 50
1 Tendeur
acier plat 30/600 mm
S690 QL1
2 Ressort à lames
6 x acier plat 40/600 mm
3 Support à béquille
profilé en acier soudé
b = 200–600 mm
h = 200–350 mm
4 Appui
plaque d'acier fraisée
articulée autour d'un axe
transversal
5 Main courante
tube d'acier Ø 60,3/2,6 mm
6 Poteaux du parapet
tube d'acier Ø 51/10 mm
7 Câbles tendeurs
acier spécial Ø 16 mm
8 Treillis de fils métalliques,
tendu entres câbles en
acier spécial
6
7
8
7
1
2
3
4
A
15
Ponts en arc
Ponts en arc de treillis à Hambourg, Allemagne
Le pont en arc de treillis
à deux étages, franchissant
le Zollkanal, fait partie d’une
installation des ponts à la
Speicherstadt de Hambourg.
Maître d'ouvrage
Gesellschaft für Hafen- und
Standortentwicklung, Hambourg
Architectes
von Gerkan Marg und Partner, Hambourg
Concepteur de la structure porteuse
AG mit Windels, Timm, Morgen, Hambourg
Construction métallique
Krupp Stahlbau, Berlin
Année de construction
2002
L'ensemble de l'installation des ponts de Kibbelsteg se
compose de trois constructions en arc de treillis,
reliées par des passerelles. D'une longueur totale de
220 m, elles constituent pour les piétons et les
cyclistes une liaison routière directe entre le centreville et la nouvelle HafenCity. Les ponts de Kibbelsteg disposent de deux niveaux. Avec une ouverture
libre de 4,34 m, le niveau supérieur est suffisamment
large pour les véhicules de sauvetage en cas de raz
de marée, et le niveau inférieur à l'abri de la pluie est
réservé aux cyclistes et aux piétons.
La forme de ces ponts en arc s'inspire de celle des
anciens ponts de la Speicherstadt (quartier des entrepôts) vieux de plus de 100 ans. Contrairement
aux profilés laminés rivés des ponts initiaux, on a utilisé aujourd'hui des aciers plats soudés.
Élévations
échelle 1: 500
A Pont de Sandtorkai
B Pont de Brooksfleet
C Pont de Zollkanal
A
16
B
steeldoc 01/04
Coupe échelle 1: 100
1 Arc profilé double T 450/450 mm
poutre en arc profilé double T 500/450 mm
barre comprimée/diagonale profilé double 200/300 mm
2 Système de treillis en tubes d'acier
raidissement Ø 323,9 mm
entretoise Ø 193,7 mm
3 Suspension profilé plein en acier
Ø 30 mm (en haut)
Ø 20 mm (en bas)
4 Poutre transversale profilé double T 400/270 mm, a = 4,0 m
5 Platelage massaranduba 4500/90/300 mm rainuré,
fraisure antislip, contre-lattage 110/150 mm
6 profilé double T 400/270 mm
7 Poteau acier plat 20/60 mm
barre de treillis horizontale 15/60 mm
main courante acier spécial Ø 50 mm
1
2
3
7
5
6
3
Pour le pont de Zollkanal, la stabilisation transversale
des arcs est réalisée par un système de treillis placé
en haut entre les arcs. Les deux autres ponts sont exécutés sous forme de ponts en auge avec assemblage
rigide de poutres transversales et poteaux en treillis.
Les trois ponts reposent tous sur des piliers encastrés,
avec appuis à rouleaux de dilatation.
Le platelage du pont conçu pour le trafic lourd se
compose de madriers en bois dur. Les madriers transversaux sont reliés à la construction en acier par
des poutres secondaires longitudinales. Afin qu'il n'y
ait pas d'eau qui goutte sur la voie inférieure, les
madriers sont rainurés en longueur et dotés de
languettes et de bandes d'étanchéité. Les parapets
composés de profilés en acier plat soudés horizontalement ressemblent à une rambarde de navire.
4
7
aa
Des appuis à rouleaux de
dilatation introduisent la force
des arcs de treillis dans les
piliers.
a
a
C
17
Ponts haubanés
Pont haubané à Weiden, Allemagne
Maître d'ouvrage
ville de Weiden
Projet, construction, planification
Richard J. Dietrich, Bergwiesen, Munich
Concepteur de la structure porteuse
Schröter und Kneidli, Weiden
Construction métallique
Maurer Söhne, Munich
Année de construction
1998
Franchissant une route à fort trafic, ce pont piéton
constitue une liaison sûre entre zone résidentielle et
école. C'est pour descendre au niveau du terrain
depuis la hauteur exigée au-dessus de la route, et en
raison de la place restreinte à disposition due à un
biotope protégé, que la forme en spirale compacte du
pont a été conçue. Le tablier de quelque 83 m de
longueur est suspendu à un pylône central, légèrement incliné. Les barres de suspension sont appliquées d'un côté contre la face intérieure de la poutre
de pont, laquelle grâce à sa courbure est horizontalement stable, comme un bord de chapeau. En
haut, chacune des barres de suspension est fixée au
pylône au moyen d'un raccord à fourche servant
d'assemblage articulé unidirectionnel. En bas, contre
la poutre, la barre est dirigée par une rotule logée
dans une plaque à évidement sphérique et articulée
dans toutes les directions afin d'éviter les contraintes. Le raccord à vis sur le dessous de la rotule
permet une correction en hauteur. Comme éléments
de retenue, trois barres de suspension sont dirigées
vers le bas et ancrées à des pieux forés. Conformément à l'état structural, la poutre de pont est soudée
sous forme de treillis asymétrique composé de
barres tubulaires. Le tablier en acier avec nervures
de raidissement est doté d'un revêtement antidérapant. Un triple revêtement protège l'ensemble de
la structure métallique contre la corrosion.
Plan horizontal échelle: 1: 750
18
steeldoc 01/04
Main courante et poteaux
inclinés composés de tubes en
acier spécial, alternant avec
le haubanage en filigrane.
1
Les barres de suspension
sont guidées par des paliers
articulés dans toutes les
directions afin d'éviter les
contraintes.
2
6
5
3
Coupe échelle 1: 50
1 Pylône
tube d'acier (jusqu'à 17 m de hauteur)
Ø 1255/664 mm
tube de fonte avec colliers ( 17–28 m de hauteur)
Ø 664/282 mm
2 Barres de suspension Ø 42, 48, 60, 64 mm
3 Palier articulé
Rotule mobile en acier spécial Ø 200 mm
dans plaque en acier spécial
4 Poutre en treillis
membrures supérieure et inférieure
tube d'acier Ø 177,8/17,5 mm
diagonales tube d'acier Ø 121/10 mm
5 Tablier
époxy-polyuréthanne, sable de quartz 6 mm
tôle d'acier nervurée 8 mm, a = 600 mm
6 Parapet tube d'acier Ø 60,3/3,2 mm
remplissage câble en acier spécial Ø 6 mm
4
L'asymétrie de la poutre à
treillis spatial apparaît sur la
face inférieure.
19
Ponts en treillis
Pont en treillis à Amsterdam, Pays-Bas
Maître d'ouvrage
ville d'Amsterdam
Architectes
West 8 , Rotterdam
1
Concepteur de la structure porteuse
Bureau d'ingénieurs, Amsterdam
3
4
Construction métallique
Bergum Staalbouw, Bergum
2
Année de construction
2000
1 Sporenburg
2 Borneo
3 Pont cyclable
4 Pont piéton
Plan de situation
échelle 1: 10000
A
Élévation
Échelle 1: 500
20
steeldoc 01/04
Dans la zone portuaire est de la ville d'Amsterdam,
de nouvelles zones résidentielles ont été créées
depuis 1985 sur les cinq presqu'îles des anciens
docks. Les deux presqu'îles Borneo et Sporenburg
sont reliées par deux ponts franchissant les 93 m
du bassin portuaire. Contrairement au pont piéton
qui s'élève haut dans l'ouverture du bassin, un
pont cyclable va plus loin vers l'intérieur en passant
à plat au-dessus de l'eau.
La structure porteuse de ces ponts se compose de
nombreux profilés en T élancés, soudés aux poutres
en treillis. La grille serrée formée par les profilés
en acier donne une impression d'espace fermé. Les
barres peintes en rouge vif renforcent encore l'effet
sculptural de la construction. Le tablier et la main
courante sont en bois nature. Disposées asymétriquement, des lampes ayant la forme d'une tête
de mouette éclairent le tablier du pont et en soulignent le tracé.
Coupes échelle 1: 50
1 Membrures supérieure et
inférieure profilé d'acier en
T 300/300/15 mm
2 Diagonales
profilé d'acier en
T 90/90/10 mm
profilé d'acier en
T 100/100/11 mm
3 Treillis horizontal
profilé d'acier en T 100
diagonales en T 50
Les poutres en treillis constituent en même temps le
parapet sur les côtés du tablier en escalier.
4 Treillis vertical
câble en acier Ø 40 mm
5 Poutres transversales
profilé d'acier IPE 140
6 Madriers
160/40 mm et 90/40 mm
poutres disposées en
escalier
7 Câbles en acier spécial
Ø 5 mm
8 Éclairage
a
A
8
aa
1
7
2
6
5
5
4
1
3
a
21
Ponts haubanés
Maître d'ouvrage
AC Restaurants en Hotel
Architectes
Hans van Heeswijk architecten, Amsterdam
Pont haubané couvert à Veenendaal, Pays-Bas
Concepteur de la structure porteuse
ABT Adviesbureau voor bouwtechnik, Velp
Construction métallique
Koreman Staalbouw, Oosterhout
Année de construction
1999
Un pont haubané franchissant l'autoroute A 12 au
Pays-Bas permet aux voyageurs dans les deux directions d'accéder à un restauroute. La construction
de 72 m de longueur se trouve 7 m au-dessus des pistes
de roulage. Suspendues à deux pylônes couplés, des
poutres en treillis composées de tubes rectangulaires
soudés enjambent orthogonalement les pistes de
roulement. Des câbles inclinés raccourcissent la portée
des longerons, permettant ainsi une exécution plus
élancée. Les arcs habillés de vitres cintrées en verre et
en acryl surmontant le tablier forment au-dessus de
l'autoroute un couloir baigné de lumière, protégé
contre les intempéries. Pour entraver le moins possible
le trafic automobile lors du montage, la poutre en
treillis de 45 m de longueur a été entièrement préfabriquée et, aux points de suspension médians, levée
dans l'appui.
Élévation · Plan horizontal
échelle 1: 500
a
a
22
steeldoc 01/04
1
3
6
7
4
5
2
8
1
Les piétons accèdent au
restauroute en étant protégés
contre les intempéries.
aa
Coupe échelle 1 : 50
1 Pylône
tubes d'acier soudés
Ø 406,4/12,5 mm
Ø 273/20 mm
Ø 159/10 mm
traverse Ø 193,7 mm
entretoise Ø 39 mm
2 Poutre en treillis
membrure supérieure et
diagonale
profilé en acier
150/100 mm
membrure inférieure
profilé en acier
160/160 mm
3 Hauban
aciers ronds Ø 39 mm
4 Tablier
madriers en azobé
150/41 mm
poutre transversale,
a = 2000 mm
profilé creux en acier
120/120 mm
longeron
profilé creux en acier
120/120 mm
profilé creux en acier
60/120 mm
5 Treillis horizontal
profilé creux 120/120 mm
6 Verre acrylique cintré
5 mm
presse-vitres
arc, r = 1313 mm
profilé creux en acier
70/110 mm
7 Parapet verre de sécurité
feuilleté VSG 10 mm
8 Passerelle d'entretien
23
Ponts haubanés
Pont haubané à Almere, Pays-Bas
Dans la topographie plate de son environnement, le
haut pylône du pont haubané met un accent urbanistique qui se voit de loin. Le tablier de 23 m de
longueur a une forme en plan cintrée et continue le
tracé du chemin piéton en une courbe hardie.
La construction haubanée simple montre clairement
le cheminement des forces dans le pont. Deux suspensions en acier vont du pylône légèrement incliné
verticalement, à section rectangulaire réduite vers
le haut, jusqu'au longeron excentré de l'axe du pont.
Ce longeron a la forme d'un tube d'acier et, par le
biais des poutres transversales en console, reçoit les
charges du tablier - un tablier en madriers avec
revêtement de surface antidérapant. La surélévation
du tablier crée en son milieu un point panoramique
avec vue sur l'eau par-dessus le parapet simplement
composé de barres. L'ensemble de la construction
métallique est dotée d'un revêtement gris argent mat.
Maître d'ouvrage
Vof 2 Joost, Amstelland en Bouwfonds, Arnhem
Architectes
IPV, Delft
Concepteur de la structure porteuse
Pieters Bouwtechnik, Delft
Construction métallique
Hillebrand Konstruktiebedrijf, Middelburg
Année de construction
2001
Plan horizontal
échelle 1: 200
a
a
24
steeldoc 01/04
Coupe échelle 1: 50
1 Pylône
profilé caissonné en tôle d'acier
8, 12, 20 mm, h = 9498 mm
2 Tirant barre ronde en acier Ø 51/5 mm
3 Profilé tubulaire en acier Ø 229/16 mm
4 Bras en porte-à-faux
tôle d'acier 20 mm
renforcement de bord
profilé en acier 32/4 mm
5 Poutre de rive
profilé tubulaire en acier Ø 57/6,3 mm
6 Madriers avec revêtement antidérapant 57 mm
7 Barres verticales du garde-corps
profilé tubulaire en acier Ø 20/2 mm
8 Main courante
profilé tubulaire en acier Ø 25/5 mm
1
2
Légèrement arqué, le tablier
suspendu au pylône fait suite
au chemin piéton.
8
7
6
3
5
4
aa
25
Ponts en arc
Ponts en arc à Emmeloord, Pays-Bas
Maître d'ouvrage
Gemeente Noorddoostpolder, Emmeloord
Entre un parc avec espaces verts et places de jeux
et une zone résidentielle construite aérée, passe un
canal que croisent deux voies cyclables. La conception originale des deux ponts en arc résulte de la
situation des lieux: les deux rives se différencient
non seulement par leur affectation, mais également
par leur altitude d'une différence allant jusqu'à
1 m. Pour rendre ces différences apparentes, et tangibles pour les usagers des ponts, les appuis intermédiaires sont décalés du milieu du cours d'eau de
quelques mètres; il en résulte une allure asymétrique des moments de flexion.
Architectes et concepteurs de la structure porteuse
IPV, Delft
Construction métallique
Jansen Venneboer, Wijhe
Année de construction
2001
Deux ponts avec structure
porteuse asymétrique relient
parc et zone résidentielle.
7
4
8
3
2
6
1
26
steeldoc 01/04
La forme asymétrique de
l'arc suit le cheminement des
forces dans le système
statique.
La poutre principale composée d'un tube d'acier
rond suit cette ligne des moments. Une structure en
tôle d'acier, passant comme l'arc en partie au-dessus
et en partie au-dessous du tablier, forme la liaison
entre les tubes ronds et les poutres de rive carrées
du tablier formé d'une dalle orthotrope. Comme renforcement, des raidisseurs sont soudés sur le côté
intérieur des âmes; au-dessus du tablier, ils servent
en même temps de poteaux du parapet, de sorte que
structure porteuse et parapet forment une unité.
De par la légère inclinaison de la poutre en arc, la
distance entre les parapets s'élargit vers le haut.
Au niveau de l'appui intermédiaire, un panneau en
acier ainsi que la structure découpée assurent le
raidissement latéral. Les deux appuis d'extrémité
sont conçus glissants, afin que les changements
de longueur dus à la température puissent se produire librement.
L'appui intermédiaire est
décalé du milieu de quelques
mètres.
a
7
1
1
8
2
2
3
5
3
4
4
1
3
6
a
aa
Élévation · Coupe
échelle 1 : 50
1 Membrure en treillis
tube d'acier Ø 114,3/8 mm
2 Barres de treillis
tôle d'acier 12 mm,
raidie
3 Raidisseur
4 Poutre de rive
profilé creux rectangulaire
160/160/12,5 mm
5 Dalle orthotrope
panneau d'acier 10 mm
nervures de raidissement
5 mm
revêtement à base de
résine-époxy, antidérapant
6 Raidissement transversal
tôle d'acier 15 mm
7 Main courante
tube d'acier Ø 51 mm
8 Câble en acier Ø 8 mm
27
Ponts-poutres
Ponts-poutres sur Ijburg, Pays-Bas
Maître d'ouvrage
ville d'Amsterdam
Architectes
Benthem Crouwel, Amsterdam
Concepteur de la structure porteuse
Witteveen + Bos, Amsterdam
Construction métallique
Alphen aan den Rijn
Année de construction
2003
Les ponts à Ijburg doivent relier les différentes parties
de l'extension d'Amsterdam en cours sur sept îles
artificielles à l'est de la ville, et permettre d'arriver
rapidement et de façon écologique au centre-ville
situé à 30 minutes en vélo. Deux de ces ponts, piétons
et cyclables, sont déjà réalisés entre Haveneiland
et Rieteiland, et d'autres sont en projet. Tous les ponts
sont basés sur le même principe de construction.
Un système modulaire composé de profilés en acier
constitue la structure porteuse. Afin de maîtriser
les diverses situations, des modules porteurs en
nombre voulu sont montés en série, le dimensionnement de la structure de base étant adapté à chacune
des utilisations prévues.
Des piles couplées en V, espacées d'environ 18 m,
reposent sur deux pieux de fondation et supportent le
tablier. Les robustes piles tubulaires inclinées en
sens longitudinal, formant des triangles fermés intrinsèquement rigides, induisent à la fois le raidissement du pont et ce sens longitudinal. Le raidissement transversal est assuré par des piliers tubulaires
élancés qui, au niveau des piles principales, partent
de l'appui pour arriver au centre sous le tablier.
Des longerons composés de profilés en double T relient les différents modules. Des poutres transversales
espacées de 2 m supportent le tablier composé
d'une dalle en béton armé avec revêtement bitumé.
Pour l'écoulement de l'eau de pluie, des gouttières
avec revêtement antirouille sont prévues le long des
Plan de situation échelle 1:10000
28
steeldoc 01/04
bords extérieurs. L'éclairage des voies piétonnes est
intégré dans les mains courantes, alors que les feux
de position prescrits sont fixés à la base des piles.
La construction en acier du pont, préfabriquée et dotée d'un revêtement, est transportée jusqu'au chantier en plusieurs éléments, et boulonnée sur place. Il
n'y a pas de soudage ultérieur, car la protection
contre la corrosion s'en trouverait endommagée.
Tous les ponts sont basés
sur un système modulaire
composé de piles couplées
en V.
Coupe échelle 1: 50
1 Longeron profilé en acier HEB 550
2 Poutre transversale profilé en acier HEB 320
3 Raidissement transversal tube d'acier Ø 194/16 mm
4 Tube d'acier Ø 168/20 mm
5 Piles en V, tube d'acier Ø 355,6/2 5 mm
6 Point de jonction tôle d'acier 15 mm
7 Tablier: bitume 40 mm, béton armé 90 mm
8 Parapet tubes d'acier Ø 88,9/5 mm, câbles en acier Ø 5 mm
tube d'acier Ø 120/30 mm, poteaux aciers plats
8
7
1
2
3
6
5
4
29
Ponts suspendus
Pont suspendu à haubans à Munich, Allemagne
Maître d'ouvrage
GBW AG, Munich
Projet, construction, planification
Richard J. Dietrich, Bergwiesen/Munich
Concepteur de la structure porteuse
Suess Staller Schmitt, Gräfelfing
Construction métallique
Maurer Söhne, Munich
Année de construction
1985
Le système porteur avec
câbles à précontrainte
tridimensionnelle est suspendu à des chevalets à treillis
en forme de A.
Le pont haubané à précontrainte tridimensionnelle
qui franchit le Mittlerer Ring à Munich relie une zone
résidentielle à une école et un centre sportif. Il
enjambe les voies du périphérique à 5 m de hauteur,
sans appui. Suspendu à de hauts pylônes, le pont
met également un accent urbanistique. Le système de
câbles est suspendu à deux chevalets à treillis en
forme de A composés de tubes d'acier, lesquels sont
inclinés pour résister aux forces du câble porteur
principal et des haubans. Le tablier élancé repose sur
des tubes transversaux qui sont suspendus au
câble central (Ø 95 mm) et reliés par des câbles de
stabilisation longitudinaux, lesquels sont ancrés
latéralement aux têtes du pont, sous précontrainte. Le
système de câbles sollicité en traction forme ainsi
un système porteur triangulaire intrinsèquement
rigide. Les chapes des câbles servent d'assemblage
articulé aux points d'attache et points nodaux. Un
caisson élancé composé de tubes ronds reliés latéralement par des tôles constitue le tablier. Le parapet
se compose de tubes ronds et est garni d'un treillis de
fils métalliques assorti à la construction.
Élévation · Plan horizontal
échelle 1: 750
30
steeldoc 01/04
Construire en acier
Documentation du Centre suisse de la construction métallique
steeldoc 01/04, mars 2004
Editeur:
SZS Centre suisse de la construction métallique, Zurich
Evelyn C. Frisch, Directrice
Conception graphique:
Gabriele Fackler, Reflexivity AG, Zürich
Redaction:
circa drei, Munique en collaboration avec SZS Centre
suisse de la construction métallique, Stahl-Informations-Zentrum,
Allemagne et Bouwen met Staal, Pays-Bas
Photos:
Couverture, p. 3, 4 (gauche), 6, 7: Thomas Jantscher, Colombier
p. 10: Alexander Felix, Munich
p. 4 (droite), 11, 14, 15: H. G. Esch, Hennef
p. 12, 13: Lisa Hammel, Hamburg
p. 16, 17: Martina Helzel, Munich
p. 20, 21: Jeroen Musch, Amsterdam
Administration:
Andreas Hartmann, SZS
Impression:
Kalt-Zehnder-Druck Zug
ISSN 0255-3104
Abonnement annuel CHF 25.Par exemplaire CHF 8.Changements de tarifs possible
Construire en acier/steeldoc © est la documentation d'architecture du SZS Centre suisse de la construction métallique et paraît
au minimum quatre fois par année en allemand et en français.
Les membres du SZS reçoivent l'abonnement ainsi que les informations techniques du SZS gratuitement.
Toute publication des ouvrages implique l'accord des architectes,
le copyright des photos est réservé aux photographes. Une
reproduction et traduction même partielle de cette édition
implique l'accord écrit de l'éditeur et nécessite l'indication de
la source.
Centre suisse de la construction métallique
Stahlbau Zentrum Schweiz
Centrale svizzera per le costruzioni in acciaio
Seefeldstrasse 25
Case postale
CH - 8034 Zürich
tél
01 261 89 80
01 262 09 62
fax
e-mail
[email protected]
internet www.szs.ch
32
steeldoc 01/04