04 Presentation Passerelle [PDF]

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PROJET DE CONSTRUCTION METALLIQUE U.E : CONSTRUCTION METALLIQUE/GCM421 OPTION ; GENIE CIVIL

THEME : CONCEPTION ET DIMMENSIONNEMENT D’UNE PASSERELLE PIETON

Rédigé par : DJOLEBE YEBOKA Daniel Matricule : 17Y447P

Travaux encadrés par: M. MEULAJ

Année Académique 2020-2021

SOMMAIRE I-

INTRODUCTION GENERALE

II-

GENERALITE SUR LE PROJET

III-

REGLEMENT UTILISE ET HYPOTHESE DE CALCUL

IV-

ARCHITECHTURE

V-

DESCRIPTION TECHNIQUE DE L’OUVRAGE

VI-

DESCRIPTION LITTERALE DE L’OUVRAGE

VII- MODELISATION DE L’OUVRAGE VIII- CALCULE DE CHARGE IX-

DONNEES MODES :PM

X-

DONNEES DE COMBINAISON DE CHARGES

XI-

RESULTAT : REACTION AUX APPUIS

XII- DEPLACEMENT XIII- EFFORT ET CONTRAINTES XIV- CALCULE DES ELEMENTS SECONDAIRES XV- CALCULE DE LA STRUCTURE EN ACIER XVI- CALCULE DES ASSEMBLAGES ANNEXE CONCLUSION XVII- PREPARATION DES DONNES DU PROJET CONCLUSION

I-

INTROODUCTION GENERALE

Les infrastructures de transport représentent le principal vecteur de communication et d’échange entre les populations rendant possible l’activité productive au sein d’une économie donnée et en jouant un rôle essentiel dans l’intégration des activités économiques. Elles, en particulier les routes et ses ouvrages annexes les passerelles pour piétons à l’occurrence, doivent présenter une efficacité économique et sociale à travers des avantages et des coûts sociaux des aménagements réalisés. Pour cela, l'objectif d'un concepteur du génie-civil ou d'un gestionnaire de la voirie dans le domaine de la sécurité doit être de contrecarrer de son mieux par l'aménagement des processus qui conduisent à l'accident. Dans cet optique de préserver la vie des usagés, l’ingénieur est amené a créé des voies garantissant au mieux la circulation sécuritaire des personnes et des biens, notamment via la création des passerelles pour piétons par exemple. Il s’agit ici d’un ouvrage annexe à la route, qui lui confère un effet profond se traduisant par une fluidité du trafic sur la chaussé qui rendra ainsi les piétons non vulnérables aux accidents de la route. Pour cela, l’insuffisance des voies aménagées exclusivement pour piétons sur nos routes à l’occurrence des passerelles, est très souvent à la base de plusieurs accidents. Il est alors nécessaire pour mieux cerner cette problématique, d’en préciser les contours lié à l’aménagement de ce type d’ouvrage (les passerelles), puis pour d’en dessiner les solutions et d’en quantifier précisément les composant

y afférent

clairement à sa réalisation. Ainsi, en raison de l’importance démographique observée au Cameroun (également dans plusieurs pays d’Afrique)

l’objectif stratégique pour la prochaine décennie,

devrait être le défi de définir des passerelles sur nos routes afin de permettre, entre autres, de faire du réseau routier un puissant facteur au développement des nations. C’est à cet effet et dans cette logique que nous impose la croissance socio-économique des populations, que nous étudierons tout au long de ce projet l’aménagement d’une passerelle pour piétons pour des caractéristiques géophysique des lieux connue . Pour mener à bien ce projet qui entre dans le cadre du cours de construction métallique, et qui s’intitule « Construction d’une passerelle pour piétons» ; notre travail sera structuré en quatre points. Alors, les grandes phases de ce projet sont en autre : la construction géométrique de la passerelle, sa conception structurale, l’étude

…………. , l’étude de l’impact environnementale et enfin du devis quantitatif et estimatif du projet. Les différentes phases d’étude de ce projet seront présentées et discutées en détails dans la suite de notre travail.

II-

GENERALITE SUR LE PROJET

Le trafic observé sur la chaussé est très souvent interrompue par le passage des piétons de part et d’autre de la route. Ces interruptions ont généralement des répercussions à la fois dangereuses et même mortelle qui causent à priori la majorité des accidents de la route. Dans la mesure de palier a ce type de problème, les ingénieurs notamment ceux du génie-civil ont eut la pensée de créer un ouvrage qui offre à la fois une certaines simplicité et qui intègre en générale une exploitation mano-fonctionnelle (piéton) et parfois à usage multiple (piétons cycliste) : les passerelles pour piétons.

Dans le cadre de ce projet, il est important de signaler que l’édifice à construire s’appuie sur un programme général dont l’analyse de plus en plus fine va permettre de dégager des tendances de conception. A cet effet une passerelle ne peut être un objet “sui généris”, ce n’est pas un coup de cœur, ce n’est pas non plus un geste. La focalisation sur les réponses dynamiques des passerelles a augmenté l’intérêt particulier pour les calculs sophistiqués, du fait essentiellement de la découverte ou de la redécouverte de phénomènes vibratoires non expliqués: passerelles du Millenium et de Solferino. Dans cette perspective de bien faire, dans le souci de réduction et d'allégement de la structure, les travaux de recherche ont conduits les concepteurs vers des ouvrages élancés, presque fragiles qui nécessitent une maîtrise technique. La mise au point sur le choix du matériaux permet d’aller dans ce sens. A cet effet, les concepts innovants consistant à marier des composants différents complexifient les fonctionnements mais conduisent aussi à des démarches de développement durable, qui est un défis majeur à relevé pour l’ingénieur ; d’où la nécessité d’associer d’autres concepteurs à la tâche. A ce niveau de technicité, les disciplines sont variées et le programme de conception doit délimiter le mieux possible l’étendue de la conception: son objet, les besoins, l’étendue spatiale, sa planification, sa durée de réalisation, sa durée de vie, et son recyclage (développement durable). C’est ainsi que dans le cadre de ce projet, on aura l’assistance de plusieurs métiers tels que : – Architecture

– Concepteur de structures – Environnement – Paysager – analyse de site – Intégration urbaine – intégration à des pôles d'activité – Fonctionnalité – trafic, liaisons, échanges – Maintenance: Prévenir les difficultés d'exploitation, évolution – Gérer les aléas, les risques: construction, exploitation Ces différentes compétences interviennent à tous les niveaux et subodorent l'existence d'un ensemblier capable de gérer tant les problèmes techniques que les problèmes fonctionnels et d'intégration, ces derniers étant les plus sensibles aux yeux des utilisateurs

III-

REGLEMENT UTILISE ET HYPOTHESE DE CALCULE

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Règlement

La construction de la passerelle et surtout son fonctionnement n’engendreront pas de destructions d’espèces animales, ni même de nuisance humaine. Le projet prévoit dès sa conception qu’il ne sera pas un obstacle aux migrations des espèces et à la continuité écologique par exemple (sous trame verte). Aucune frayère n’est impactée. En phase chantier, la mise en place de matériels en Seine tels que des barges, des engins sur barges, la mise en place de matériels en rive et sur le pont existant et de grues sur les rives limiteront les effets négatifs sur le milieu naturel et paysager.

-

Hypothèse

Méthodologie pour le calcul des passerelles 1. Choix de la classe de la passerelle: MOA 2. Choix du niveau de confort à adopter -- : MOA 3. Calcul de fréquence si nécessaire et détermination de la nécessité ou non de calculer l’accélération 4. Pour chacune des modes propres, si le calcul des accélérations est nécessaire (sinon comportement dynamique validé)

-

Définition des cas de charges à prendre en compte,

-

Définition des amortissements à prendre en compte,

-

Calcul des accélérations,

-

Vérification du niveau de confort ou au seuil d’accrochage

-

Modification éventuelles (structure ou amortissement)

-

Réalisation d’épreuves ou d’essaie nécessaire

IV-

ARCHITECTURE

Les parties d’une passerelle pour piétons De par sa conception architecturale, le projet aura une vraie identité particulière avec sa coloration distinctive et la création de nouvelles piles et de ducs d’albe, bien qu’il soit accolé aux ouvrages existants ne modifiant pas sensiblement les points de vue ou les perceptions paysagères. D’autre part, sa vocation à usage de circulation douce ne fait qu’insister sur l’impact positif qu’aura le projet dans la perception du paysage. Dans un labeur via le logiciel AUTOCAD 2015, on a pue illustré quelques coupe ressortissant du plan de distribution que voici :

V-

DESCRIPTION TECHNIQUE

a) Détails techniques générale De façon globale, il existe 4 grandes classes de passerelles piétonnes. Nous avons de prime abord  les passerelles de : -

1er Classe : qui est la classe urbaine, ici les passerelles relies les zone à forte concentration piétonnière (présence d’une gare ou d’une station de métro à proximité par exemple) ou fréquemment emprunté par des foules denses (manifestations tourisme) soumises à un trafic important

-

2ieme classe : qui sont les passerelles urbaine reliant les zones peuplés, soumise a un trafic important pouvant être parfois chargé sur toute sa surface.

-

3ieme classe : qui sont les passerelles normalement utilisée, pouvant parfois être traversée par des groupes important sans jamais être chargé sur toute sa surface.

-

4ieme classe : qui sont les passerelles très peu utilisées) pour relier des zones très faiblement peuplé.

En ce qui concerne le choix de la structure, on peut le faire selon le choix que nous imposera la disponibilité et la faisabilité des matériaux, c’est ainsi qu’on distingue :

La conception retenue pour cette passerelle est la conséquence de plusieurs circonstances. De primes abords nous avons les circonstances  géographiques, c’est-à-dire :  Contraintes physiques:  Franchissement d’une rivière,  Franchissement d’une voie urbaine, d’une zone industrielle - Contraintes régionales,  Emploi de matériaux spécifiques (bois, métal autres)

 Présence de main d’œuvre ou absences  Présence de site de construction ou de préfa : – Suivre le cheminement classique de la conception d'un ouvrage d'art – Intégrer le fait que ce type d'ouvrage est à mi-chemin entre un ouvrage d'art routier, et une structure de bâtiment, avec tous les éléments secondaires que cela comporte – Ouvrage utilisé par les piétons, les cycles, des handicapés, voire des chevaux Conséquence de circonstances environnementales :  Connaissance de l'environnement du site: franchissements, espace, occupation, contraintes spatiales  Analyse de son évolution, urbanisation, site semi-industriel ou autre  Utilisation de l'espace: fonctionnel ou ludique  Type d'utilisateurs: promeneurs, gens pressés, cyclistes, autres...  Qualité de l’air: agressivité, polluants….. Conséquence de circonstances liées aux Contraintes géophysiques  Connaissance du sous-sol, recherche des conditions d'appui, risque sismique  Données sur les voies routières franchies: risques liés à la vitesse, au choc, au bruit  Données climatiques: vent, température, précipitations  Données sur les réseaux  Données sur les accès et les zones de dépôt et d’installation Connaissance du sous-sol, recherche des conditions d'appui, risque sismique La connaissance de la géologie des zones de fondation est un des points sensibles de la conception de l'ouvrage. Il ne faut pas économiser sur le nombre de sondage à réaliser. En général, une première reconnaissance lâche sur le site suffit pour l'AVP, une

seconde réalisée au droit de chaque appui en phase PRO permet de définir avec précision les fondations en limitant les risques lors de la phase de travaux. S'entourer d'un avis circonstancié auprès d'un géotechnicien ou d'un homme de l'art pour définir le type de reconnaissance. Compléter ces reconnaissances par une analyse géotechnique des accès. (Les ouvrages d’accès sont parfois imposants, longs, coûteux et méritent aussi une grande attention). Conséquence de circonstances sur les conditions d’exploitation et de conception générale  Intégration à un PDU (plan de déplacement urbain)  Conception fonctionnelle du profil en travers  L'esthétique, et l'analyse d'intégration  La faisabilité de la construction Conséquences sur la conception :

 Elles sont techniques  Zone d'appui et conditions d'appui  Choix des matériaux  Définition des hypothèses de calcul  Méthode de construction et installation  Accessibilité: rampes – conditions d’appui et de construction

 Elles sont paysagères et architecturales  Esthétique – forme – intégration visuelle  Aménagement des abords  Aménagement des itinéraires – lisibilité  Confort  Sécurité b) Détail technique liée a ce projet Dans le cadre ultime de ce projet visant la construction d’une passerelle pour piétons, plusieurs choix émanant suite aux considérations des réalités due aux données recueillit ont été retenus. Pour ce faire un type de catalogue renseignant concrètement

sur toutes les possibilités éventuelles opérable fut élaboré. Il est question ici de définir un type de passerelle précis. De prime abords, notre ouvrage à réalisé est une passerelle qui s’étend sur une longueur de 3.00m (et d’une longueur routable également de 3.00m). L’utilisation d’une poutre en acier au détriment du béton armé dans la mesure de rendre notre structure plus légère est préférentielle. Il est donc nécessaire de noter que l’acier dans ce sens où sa capacité d’air généralement importante notamment dans la navigation ne nous impose pas une obligation d'avoir des appuis solides de part et d'autre pour s'opposer aux forces exercées par le pont. En considérant que notre passerelle dont la hauteur sensiblement supérieure à 4.00m, nous projections utilisé les matériaux telle que l’acier, le béton et même le bois. En fonction du type de matériaux avec lequel on peut façonner notre édifice on distingue entre autre plusieurs possibilité sur la façon dont on pourra façonner notre structure. C’est ainsi qu’on distingue : les passerelles à poutre béton armé, les passerelles à poutre acier, les passerelles à poutre bois. Nous pourrons faire soutenir notre tablier par des piles de rive en béton armé tout comme nous pouvons également le faire en acier complètement. De manière analogue ou même différemment, il est possible de faire les pile secondaire c'est-à-dire ceux là qui soutiendrons l’escalier en matériaux d’acier acier ou même en béton. Nous illustrons les composants d’une passerelle par le schéma suivant :

Schéma illustrant les parties qui vont reprendre les charges de la passerelle

-

- Poutres - Piles de rive Pile secondaire (Pour escalier)

VI-

DESCRIPTION LITTERALE DU PROJET

Au vu clairement de ce qui a été dis précédemment c’est à la description technique, pour ce projet nous nous pencherons à bâtir une passerelle à poutre simple en acier. Nous ferrons nos piles de rive en béton armé conformément à la capacité portante de notre sol. Dans le même sens nous bâtirons nos escaliers en béton armé, qui sera fait minutieusement avec un coffrage qualité. D’un autre côté, nous mettrons des recules de 3m de chaque côté de la chaussé. VII- MODELISATION DE L’OUVRAGE La création d’une passerelle favorisant les circulations douces permettra d’encourager les populations à l’usage des modes doux aussi bien pédestres que cyclables. On peut imaginer une réduction de l’usage des voitures pour les déplacements intercommunaux ou à proximité, effaçant substantiellement une nuisance générée par les flux routiers. Dans notre cas, notre passerelle aura une largeur de 2.00 mètres utile et servira uniquement pour les piétons. Ce projet permettra ainsi de laisser une place plus importante aux piétons et de dédier un espace spécifique aux cyclistes, nombreux sur la route existante. Pour ce projet nous projetons faire une passerelle qui répondra aux exigences à la fois mathématique et technique vue sous un angle de faisabilité pure. VIII- CALCULE DES CHARGES Cas de charges :