La science dans les ponts
Mathis MOISON, Renaud DE THEZY et Simon DUFOSSE
TPE les ponts 2016
1ère Sb
Quelles sont les différentes contraintes dans la conception d'un pont ?
Les différentes répartitions de forces dans un pont
I-Les types de forces
La compression
C'est la force qui tend à écraser ou à rapetisser le matériau sur lequel il agit. Par exemple, sur les piliers, ce sont elles qui permettent de supporter l’ensemble du poids du pont.
La traction (ou tension)
C'est la force qui tend à étirer ou à rallonger le matériau sur lequel il agit. Si la force de tension est trop grande, le matériau fendra.
Ces forces s’exercent sur les câbles porteurs du pont suspendus, la somme de ces forces est égale au poids du tablier et des voitures passantes. Ce sont des forces d’interaction, elles ont donc la même direction, les mêmes valeurs mais des sens opposés.
Il ne faut pas négliger l'importance d'avoir plusieurs haubans qui permettent une meilleure répartition des forces sur le pilier et sur le tablier et ainsi assurent une certaine sécurité au cas où un ou plusieurs câbles lâcherait. La valeur de la force est répartie proportionnellement sur chaque câble, donc ainsi plus le nombre de câbles est élevé, moins la force supportée par chaque câble est grande.
La torsion
Il s’agit d’une force qui tend a tordre latéralement le tablier, en cas de conditions climatiques particulières, comme un vent violent.
II- La répartition des poids
Le tablier
Le poids du tablier correspond à l’addition des masses de tout les voussoirs du tablier multipliée par la constante gravitationnelle, qui est de 9.81 N/kg sur Terre. L’origine du vecteur directeur du poids se trouve au milieu du tablier, de direction verticale et orienté vers le bas.
Le pilier
Le poids du pilier se calcule par la multiplication de sa masse par la constante gravitationnelle. L’origine du vecteur directeur du poids se trouve en son centre d’inertie, de direction verticale et orienté vers le bas. Cette force n'agit pas sur l'ensemble de la structure puisqu' elle crée sur le pylône une force de compression qui le solidifie.