FONTE

La formule de Gordon donnée ci-dessus permet d'obtenir pour

de

144 PREMIÈRE PARTIE. — INFRASTRUCTIRE.

R x: Pour les colonnes creuses

de forme cylindrique dont on se sert pour les pièces comprimées, on se contente parfois dans les cahiers des charges de fixer une limite des efforts de compression pour un certain nombre de longueurs maxima évaluées en diamètres extérieurs de colonnes.

C’est ainsi qu’à l’usine de Phénixville, on admet par millimètre carré la limite de 6 à 7 kilogrammes pour les colonnes en fer, longues de 12 à 15 fois leur diamètre, et une limite d& à 4 kilogrammes pour les colonnes dont le diamètre est contenu de 20 à 40 fois dans leur longueur.

Les valeurs des coefficients K et K’, indiquées pour les formules de Rankine et de Gordon, s’appliquent aux colonnes reposant sur leurs supports par des faces planes; elles doivent être quadruplées pour les colonnes s'appuyant sur des articulations à leurs deux extrémités.

Une série d’expériences faites à Edgemoor (Delaware) sur les colonnes de Phénixville a permis de vérifier les formules ci-dessus dans les deux cas, et de reconnaître en outre que la valeur de f à y introduire devait être prise un peu inférieure à la résistance à la rupture constatée sur des échantillons du même fer, sous forme de prismes très courts, et qu’elle variait sensiblement en passant d’une formule à l’autre; la formule de Rankine admettant généralement une valeur de f plus grande que la formule de Gordon, comme on devait s’y attendre.

Suivant une remarque de M. Shaler Smith, que nous avons déjà eu occasion de citer, il y aurait lieu, pour la détermination des efforts limites tant de tension que de compression à admettre dans les charpentes de ponts métalliques, de prendre en considération la fréquence de la répétition de ces efforts au passage de la charge roulante.

Dans la ferme du système Fink, par exemple, les tirants et les poinçons sont d’autant plus sujets à être soumis à l’effort limite qu'ils correspondent à des points de division d’un ordre plus élevé; il en est de même dans les fermes à tables parallèles pour les pièces de l’âme, à mesure qu’on se rapproche du centre. Ces pièces sont exposées à travailler à l'effort limite au passage de chaque locomotive, tandis que les autres pièces ne travaillent à la limite qu'au passage des trains les plus lourds. Aussi quelques construc-

chaque colonne une valeur limite de

teurs font-ils varier les efforts limites de tension el de compression en raison de la répétition de ces efforts.

Efforts de flexion. — Quant à la flexion, les seules pièces qui y soient ordinairement exposées dans le système de construction des ponts américains, sont les pièces du lablier, les entreloises et les longrines qui leur transmettent directement les charges. L'effort limite, admis dans ce cas, s’écarte peu de celui qui est admis en France; il est, en effet, de 7500 à 8000 livres par pouce carré, soil de 55,3 à 5k,6 par millimètre carré, pour le fer, seul employé dans ce cas à l'exclusion de la fonte.

Efforts de cisaillement. — Pour le cisaillement, des expériences faites à Edgemoor sur des rivets ont conduit, comme en Europe, à admettre un effort limite égal à l'effort limite de flexion.

Les boulons d’articulation ont généralement une section supérieure à celle des barres articulées, et comme on leur donne un diamètre un peu plus grand que la demi-largeur des barres, on accroît l'épaisseur de celles-ci près des œils, de telle sorte que la pression par millimètre carré qui s'exerce sur la surface demi-cylindrique par laquelle elles portent sur les boulons ne dépasse pas l'effort de tension maximum dans les barres.

Il est, en outre, prescrit de disposer le plus symétlriquement possible, de manière à réduire les efforts de flexion, les barres qui se réunissent sur les boulons d’articulation. Dans le même but, on a soin de placer les pièces verlicales ou inclinées au droit de la partie centrale des boulons, et les files de barres de la semelle inférieure de part et d'autre. Les étriers de suspension des entreloises cccupent une position, soil tout à fail centrale, quand il n’y en à qu'un, soit. symétrique entre les barres horizontales et inclinées, quand il y en à plusieurs.

Le diamètre des boulons d’articulation est calculé en raison des moments fléchissants dus aux forces qui v sont appliquées, et, comme légale répartition des efforts entre loutes les files de barres parallèles qui viennent s’y articuler exige un parallélisme extrèmement exact de ces barres el des axes des boulons entre eux, les cahiers des charges prescrivent des limites très étroites de variation pour la longueur des barres et le jeu des boulons dans les œils; les longueurs, déterminées par les épures, doivent toujours étre exactes à 0,4 de millimètre près, et l’on n’admel pas pour les boulons d’articulation de jeu de plus de ‘/100 du diamètre de l'œil.

Malgré ces précautions, en vue desquelles des machines-outils spéciales, réglées d'une manière invariable pour chaque série de pièces identiques, sont installées pour recouper les barres et aléser les œils d’une manière uniforme, il n’est pas rare de constater une inégalilé de tension très sensible dans les files parallèles des Lirants articulés sur les mêmes boulons.

Pour les pièces d'acier soumises à la compression, qui ont élé presque uniquement employées jusqu ici au pont de Saint-Louis, on à admis un effort li ile de 20 kilogrammes, correspondant, comme pour le fer, à la moitié de l'effort limite d'élasticité constalé. Dans l'usage qui commence à s'en répandre pour les boulons d’articulalion, on limite aux 3/4 de l'effort limile de lension, soil à 12 kilogrammes par millimètre carré, le travail de ces pièces.

Épreuves. montage préparatoire et cxéeution à l'usine,

Deux sortes d'épreuves sont faites aux ateliers de construction de ponts : les premières s'appliquent à loutes les barres travaillant à la lension, qui feront partie de l'ouvrage, et que l’on soumet à des efforts variant entre une fois et demie et deux fois l'effort maximum devant résulter des charges.

Les barres doivent, en outre, supporter, pendant qu’elles sont soumises à ces eflorts, le choc d’un marteau, sans éprouver d’altération permanente; on vérifie de plus en même temps, si les allongements élastiques sont conformes à ceux qui ont été expérimentés sur des échantillons types mentionnés dans les traités.

Une seconde série d'épreuves porte sur des fragments de barres, que l'on soumet à des efforts de tension et de compression poussés d’abord jusqu’à la limite d’élasticilé, puis jusqu'à la limite de rupture, pour vérifier aussi bien leur résistance que la régularité de leur allongement et de leur contraction. Certains cahiers de charges prescrivent en outre d’éprouver à la rupture quelques barres à œil pour s'assurer que la rupture du corps de la barre précède celle de l'œil. Toutes ces épreuves sont généralement faites avec des presses hydrauliques, installées de manière à produire à volonté la contraction et l’allongement,

L'assermiblage de toutes les pièces se fait ensuite à blanc pour éviter tout mécompie et tout arrêt dans le montage définitif.

I a été accompli en ces dernières années de Lrès grands progrès

de , à les im

dans la plupart des ateliers de construction par la substitution du travail des machines au travail manuel, opérée en vue d'économiser la main-d'œuvre et de perfectionner l'exécution des pièces mélalliques.

L'introduction du rivelage à la presse hydraulique, combiné avec l'emploi de diverses machines-outils pour le traçage el le percage des trous, ainsi que pour le coupage des fers, a contribué notablement à étendre l'usage des pièces rivées se rapprochant des formes usitées en Europe, et elle a permis aux nouveaux établissements de construction de se passer des colonnes tubulaires dont la fabricalion étail le privilège de quelques usines !.

Les anciennes usines ont conservé leur réputation et leur clientèle en s’attachant à améliorer la qualité des fers. Cette amélioration à élé surtout obtenue par le choix des minerais employés à la fabrication des fontes d’où elles les tirent, et en soumettant les fers à des laminages mullipliés, qui en augmentent la ténacité, et qui, par le grand nombre de mises entrant dans la composition de chaque pièce, font qu’un défaut isolé ne peut avoir qu’une influence insignifiante sur cette composition.

Les usines montées pour fabriquer le fer de loules pièces, qui entreprenaient seules à l’origine la construction des ponts métalliques à des prix d'autant plus bas qu’elles reproduisaient plus souvent les mêmes fypes, trouvent aujourd’hui des concurrents sérieux dans des sociétés de construction, ne faisant que les charpentes métalliques et recevant les fers des usines, ainsi que dans d'autres compagnies qui se chargent seulement de fournir les projets et de présider à l'exécution, pour laquelle elles traitent avec les usines. Ces dernières compagnies, dirigées par d’habiles ingénieurs, en modifiant les formes primilivement adoplées pour les pièces métalliques et en proportionnant d'une manière plus judicieuse les dimensions de ces pièces aux efforts à supporter, ont pu ainsi réaliser dans la construction des économies, que les autres sociétés de

1. Une des usines les mieux installées pour la construction des ponts métalliques, est celle de W. Sellers et Cie, à Edge-Moor (Delaware), où l'on emploie sur une grande échelle l'eau comprimée pour la transmission de la force motrice, Ce système de transmission est appliqué non-seulement au forgeage des œils des barres, mais encore à toutes les manipulations à opérer sur ces barres pour les porter soit aux laminoirs, soit aux machines à couper et à raboter, qui se font à l'aide de chariots roulants, ainsi qu'au rivetage des pièces métalliques.

construction, préoccupées surtout de maintenir l'uniformité de leurs types, élaient moins disposées à rechercher.

Ces progrès ont été notablement favorisés par la grande latitude accordée aux constructeurs par les Compagnies de chemins de fer pour l'établissement des projets. Au lien de mettre en adjudication des projets complétement arrètés dans lous leurs détails, ces compagnies se contentent de tracer un programme fixant les conditions de débouché et de hauteur des ouvrages, la composition des trains correspondant au maximum de charge, et les limites des efforts à faire supporter aux différentes pièces. Les constructeurs présentent des projets étudiés conformément à ce programme, et c'est celui qui demande le moindre prix à forfait pour l'exécution de son projet qui est déclaré adjudicataire.

Comme, pour obtenir une exécution plus rapide et plus économique, les Compagnies sont en outre dans l’usage de fractionner les entreprises, il arrive souvent que les travées d’un même pont, pour peu que le nombre en soit grand et la portée variable, sont exéculées par plusieurs entreprises distinctes, et que l’on rencontre ainsi, associés dans un même ouvrage, divers systèmes de fermes dont l'adoption a été déterminée dans chaque cas par la facilité plus grande que les différents constructeurs trouvaient à adapter leurs types courants à certaines portées.

On rencontre mème parfois, dans un seul pont, des travées d'égale porlée construites dans le même système de fermes avec des pièces de Lypes différents. C’est ainsi, pour n’en citer qu’un exemple, que le pont, récemment reconstruit sur la Susquehanna, près de son embouchure dans la baie de Chesapeake, pour le passage du chemin de fer de Philadelphia-Wilmington et Baltimore, présente une série de travées de 77,80 d'ouverture, construits, les unes par la compagnie de construclion « Baltimore Bridge Company, » où les montants verticaux sont en forme de caissons de section rectanvulaire, les auires, par l’usine de Phénixville, où ces mêmes monlants sont consliluës par des colonnes du lype spécial de cette usine.

Après avoir indiqué, d’une manière générale, les procédés de construction en usage pour les ponts métalliques, nous allons en décrire les principales applications.

pe

pe

de en

Petites portées,

Nous dirons seulement quelques mots des ponts métalliques de petile portée, qui se construisent comme en Europe avec des poutres en fers spéciaux ou des poutres rivées.

Les proiils sont les mêmes, les longueurs des pièces sont seulement plus grandes. Certaines usines sont parvenues à atteindre des longueur“ de i& et 24 mètres, pour les fers à double T de 0",25 et 0",38 de hauteur, ainsi qu'on pouvait le voir, en 1876, à Philadelphie, à l'Exposition des Union Work’s de Buffalo. Des fers plats de 9,5 d'épaisseur et de 1,70 de largeur, avaient jusqu'à 7,32 de longueur,

La longueur de 9 mètres est courante pour les cornières et les fers en U, et les colonnes du type de Phénixville ont, dans certains ponts, une longueur de 12 mètres.

Jusqu'à 6 mètres de portée, on se sert de fers à double T, placés côte à côte à l’aplomb des rails, ou assemblés avec des traverses de même forme portant les rails (fig. 21 à 24, pl. VIP.

Au delà de cette portée, on a recours à la poutre rivée ou à des poutres en fers spéciaux supportées par un ou plusieurs poinçons.

Jusqu'à la portée de 9 mètres, l'usine de Phénixville emploie la poutre double T, supportée par un poincon que forme une colonne de son système. Nous verrons plus loin ce type de poutre armée appliqué sur une grande échelle à la construction des viaducs.

La Compagnie de Keystone el l'American Bridge C' emploient jusqu'à 18 mètres la poutre rivée pleine concurremment avec la poutre armée en fers spéciaux, soutenue par deux ou trois poinçons.

Sur la ligne du Cincinnati Southern, où il existe un cerlain nombre de ponts en tôle rivée, de 6 à 12 mètres de portée, on à paré en moyenne par mètre courantde voie unique, un prix de 425 francs pour ces ponts qui absorbent par mètre courant environ 800 kilogrammes de fer.

Certains ingénieurs, parmi lesquels nous citerons M. Mac Donald, donnent la préférence à la ferme en treillis à rivures sur les fermes à articulation, pour toutes les portées inférieures à 30,50

100 pieds), à cause de sa plus grande rigidité et de l'avantage qu’elle offre de ne pas nécessiter de réglage lors de sa mise en place. ls remédient aux efforts de flexion, qui tendent à se produire dans

les semelles par suite du défaut de coïncidence des points d’inser- Uon des pièces de l'âme qui convergent à l'extrémité de chaque panneau, au moyen de larges plaques d'assemblage, qui facilitent la répartition des efforts transmis par ces pièces aux semelles, Pour les ponts de petite portée à tablier inférieur, dont les fermes, à cause de leur faible hauteur, ne peuvent être reliées par

re RS ER

nr À ae RATES

un contreventement supérieur, on emploie fréquemment un syslème de consolidation consistant en un élai extérieur, réunissant le sommel de chaque montant vertical aux extrémités des entreloises prolongées; cette disposition est connue sous le nom de pony uruss (fig, 18, 19, 20, pl. VI.

Grandes portées,