Il existe 7 types principaux types de ponts: Pont en arc, pont à poutres, pont à haubans, pont en porte-à-faux, pont suspendu, pont à treillis, pont en arc lié. La façon dont les contraintes verticales/horizontales sont gérées détermine la structure des différents ponts. Dans certains cas, le tablier sera l’élément porteur, dans d’autres, ce seront les tours. Il existe également des conceptions qui transmettent la tension par des câbles de pont, ce qui permet un certain degré de flexibilité pour différents terrains.
Un facteur intéressant lorsqu’on examine les différents modèles de ponts est leur longévité et le fait qu’ils existent depuis des siècles. Bon nombre des plus grands ingénieurs du monde n’ont pas réussi à apporter des améliorations significatives aux conceptions porteuses de base des années passées. Nous allons maintenant examiner les différents types de ponts et leur fonctionnement.
Types de ponts
Les 7 principaux types de ponts sont :
-
Pont en arc
-
Pont à poutres
-
Pont à haubans
-
Pont en porte-à-faux
-
Pont suspendu
-
Pont à treillis
-
Pont en arche lié
Les 5 principaux types de ponts sont :
-
Pont en arc
-
Pont à poutres
-
Pont à haubans
-
Pont suspendu
-
Pont à treillis
Ponts à poutres
Un pont à poutres est l’un des types de pont les plus simples. Un exemple parfait est le pont en rondins, que vous pouvez voir lors d’une promenade à la campagne.
Le tablier est traditionnellement constitué de planches de bois ou de dalles de pierre (souvent appelé pont à clapets). Elles sont soutenues de chaque côté par deux poutres entre les piliers.
Très souvent, vous trouverez d’autres poutres, placées entre les poutres principales, offrant un soutien et une stabilité supplémentaires.
La zone sur laquelle les personnes ou les véhicules circulent sera un simple platelage positionné verticalement sur les poutres sous-jacentes. On parle souvent d’une structure « simplement soutenue ». Il n’y a pas de transfert de contrainte, comme c’est le cas dans les structures en arc et autres types de ponts.
Ponts à treillis
Le pont en treillis existe depuis des siècles. Il s’agit d’une structure porteuse qui intègre un treillis dans une conception très efficace et très simple. Vous remarquerez une multitude de variations du simple pont à treillis, mais elles comportent toutes des sections triangulaires. Le rôle de ces éléments triangulaires est important car ils absorbent efficacement la tension et la compression pour créer une structure tendue capable de supporter des charges dynamiques. Ce mélange de tension et de compression garantit le maintien de la structure du pont et la préservation de la surface du tablier, même en cas de vents relativement forts.
Ponts en porte-à-faux
Lorsque le premier pont cantilever a été conçu, il a été considéré comme une avancée majeure en matière d’ingénierie. Le pont fonctionne en utilisant des porte-à-faux qui peuvent être de simples poutres ou des fermes. Ils sont fabriqués en béton précontraint ou en acier de construction lorsqu’ils sont utilisés pour accueillir le trafic. Lorsque l’on sait que les poutres horizontales qui constituent le bras en porte-à-faux ne sont soutenues que d’un seul côté, cela peut sembler un peu dangereux. Cependant, les deux bras en porte-à-faux sont reliés par ce que l’on appelle la « travée suspendue », qui est en fait une pièce centrale sans support direct en dessous. La charge du pont est supportée par des contreventements diagonaux avec des poutres horizontales, par opposition aux contreventements verticaux habituels. Extrêmement sûre, la conception des ponts cantilever est toujours d’actualité.
Ponts en arc
Il existe de nombreux types de ponts en arc, mais ils ont tous des éléments centraux en commun. Chaque pont possède des culées, qui servent à soutenir la structure en arc incurvée sous le pont. Le type de pont en arc le plus courant est le viaduc, un long pont composé de plusieurs arches. La pression latérale créée par la travée en arc est transférée dans les culées de soutien. Il est donc essentiel que ces parties du pont restent solides, intactes et bien fondées. Vous verrez de nombreux ponts en arc avec des briques décoratives qui font partie intégrante de leur conception. Simple mais très efficace, un pont en arc peut tout supporter, des piétons aux rails lourds.
Ponts en arc à haubans
Le pont à arches liées est une conception fascinante qui incorpore une structure en arche (généralement métallique) soutenue par des liens verticaux entre l’arche et le tablier. Les extrémités de la structure en arc sont reliées par une membrure inférieure. Celle-ci agit de manière similaire à la corde d’un arc. La pression vers le bas exercée par la structure de l’arche sur le tablier du pont est transformée en tension par les tirants verticaux. Beaucoup de gens pensent que les culées garantissent que le pont en arc et la structure en arc restent en place. Or, c’est la membrure renforcée du tablier qui relie les extrémités de l’arc entre elles. Le meilleur exemple en est une corde d’arc qui absorbe la pression, maintenant les deux côtés de l’arc en contact, jusqu’à ce qu’elle finisse par s’aplatir.
Ponts suspendus
La structure d’un pont suspendu stéréotypé semble très simple mais sa conception est extrêmement efficace. Le tablier du pont suspendu est l’élément porteur de la structure. Il est maintenu en place par des suspentes verticales qui supportent les câbles. Les câbles de suspension dépassent de chaque côté du pont et sont fermement ancrés dans le sol. En fonction de la taille du pont, un certain nombre de tours seront installées pour soutenir les câbles de suspension. Toute charge appliquée au pont est transformée en tension sur les câbles de suspension qui font partie intégrante de la structure. Comme il y a un certain « jeu » dans les câbles de suspension, cela peut se traduire par un mouvement léger, mais mesuré, du pont dans des conditions météorologiques difficiles.
Ponts à haubans
Un pont à haubans dépend de tours/pylônes qui sont l’élément porteur de la structure. Les câbles sont reliés des pylônes au pont inférieur. Soit directement depuis le sommet de la tour, soit en différents points de la colonne. Lorsqu’ils sont connectés à différents points de la colonne, cela crée un motif en éventail. C’est la caractéristique que beaucoup de gens associent aux ponts à haubans. Ce type de structure est généralement utilisé pour des distances supérieures à celles obtenues avec un pont cantilever, mais inférieures à celles d’un pont suspendu. L’un des principaux problèmes de ce type de pont est que la connexion centrale des câbles peut exercer une pression horizontale sur le tablier. Par conséquent, la structure du pont doit être renforcée pour résister à ces pressions continues.
Quel est le type de pont le plus coûteux à construire ?
Si vous regardez la grande majorité des ponts coûteux, vous verrez un modèle, ils ont tendance à être des ponts suspendus. Donc, la réponse à la question, quel est le type de pont le plus cher à construire est simple, un pont suspendu !
Il y a un certain nombre de raisons pour lesquelles ils ont tendance à être si chers. Tout d’abord, ils offrent la possibilité d’enjamber de grandes distances (jusqu’à 7000 pieds) – une portée qui est hors de portée des autres types de ponts. La taille des tours, les matériaux utilisés et l’installation de ce que l’on appelle une poutrelle sous le tablier du pont sont autant de facteurs qui augmentent les coûts. Nous avons parcouru un long chemin depuis les premiers ponts suspendus qui étaient apparemment faits d’herbe tordue. Le coût des grands ponts suspendus d’aujourd’hui dépasse régulièrement le milliard de dollars !
Quel est le meilleur type de pont ?
Du point de vue de la solidité, le pont à treillis offre le meilleur rapport force/poids. En d’autres termes, il peut supporter le plus de poids par rapport au poids de ses matériaux de construction. La section ci-dessous donne plus de détails.
Quel type de pont est le plus solide ?
Même si le pont à treillis existe depuis des siècles, il est largement considéré comme le type de pont le plus solide. La conception elle-même semble extrêmement simple, alors qu’est-ce qui en fait le type de pont le plus solide et pourquoi ?
Il s’agit d’un pont porteur qui se compose d’un ensemble de structures triangulaires. Il est intéressant de noter que les structures triangulaires sont goupillées en place plutôt que d’être reliées de manière rigide, ce qui est important pour répartir la charge. Les vibrations causées par la circulation sur le pont ou même par les conditions météorologiques ne sont pas isolées ; au contraire, elles sont réparties sur toute la structure du pont, se déplaçant entre les sections triangulaires. Comme la charge est répartie sur l’ensemble du pont, cela augmente également la stabilité globale et réduit la flexion.
Quel est le type de pont le plus courant ?
Le pont à poutres est le type de pont le plus courant. C’est aussi le plus simple à construire – voir la description détaillée ci-dessus.
Conclusion
L’examen des différents types de ponts et de leur fonctionnement ouvre un tout nouveau domaine de l’ingénierie de conception. Ce que beaucoup d’entre nous considèrent comme une caractéristique esthétique d’un pont moderne fait souvent partie intégrante de sa conception. Ces caractéristiques permettent souvent de contrôler les tensions et les contraintes de diverses manières. Il est également intéressant de constater que différentes conceptions de ponts sont adaptées à différents terrains. Le fait que nombre de ces conceptions de base remontent à plusieurs siècles en dit long sur leur viabilité, leur durabilité et leur sécurité.
