PONTS EN ARC

Pont de Saint-Louis, sur le Mississipi (pl. XI), — Le spécimen de pont en arc le plus remarquable, pour ne pas dire le seul que l’on connaisse en Amérique, est le pont de Saint-Louis, sur le Mississipi, présentant deux tabliers superposés, l’un supérieur pour la circulation ordinaire, l’autre inférieur pour les trains de chemins de fer.

L'arc métallique a été choisi comme le plus économique pour franchir les grandes portées auxquelles on était conduit par la nécessité de restreindre le plus possible le nombre des piles, qui devaient présenter des difficultés exceptionnelles de fondalion.

Le pont franchit le Mississipi, qui a en ce point 500 mèlres de largeur, au moyen de trois travées en arcs dont la portée est de 158,50 pour la travée centrale, et de 153,01 pour chaque travée latérale; les flèches correspondantes sont de 18",20 el 17,20, soil 1/8,6 el 1/8,8 de la portée.

Le sommet de l’intrados de la travée centrale s'élève à 21 mètres au-dessus des eaux moyennes.

Le pont a une largeur de 16",50 entre garde-corps; le tablier inférieur passe au niveau du sommet de l’intrados des arcs el supporte une double voie ferrée se prolongeant en souterrain sur la

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rive droite et en viaduc sur la rive gauche (fig. 1, pl. XXVIHH. Le deuxième tablier, élevé de 8 mètres au-dessus du précédent, est établi dans le prolongement d’une des rues de la ville de Saint- Louis.

Les fermes des arcs supportant la superstructure sont au nombre de quatre par travée; leur espacement est de 5",03 au milieu et de 3,66 sur les côtes. Chaque arc est constitué par la réunion de deux cours de tubes cylindriques en acier, placés parallèlement à 3",60 de distance verticale d’axe en axe, et reliés par des montants inclinés de part et d'autre de la normale à l'arc, qui forment une sorte de treillis (fig. 4, pl. XIE).

Les tubes ont une longueur moyenne de 3",60 et un diamètre extérieur de 0,45, avec une épaisseur croissant progressivement du sommet aux naissances. [ls sont assemblés au moyen de manchons également en acier, présentant des rainures où s'engagent des saillies ménagées aux extrémités des tubes. Des boulons transversaux en acier, passant au milieu des manchons, servent de points d'attache aux barres du treillis reliant les deux arcs.

Ces boulons supportent en outre les montants verticaux recevant les entretoises du double tablier, et ils sont prolongés sur toute la largeur de la travée par des tubes, qui, avec plusieurs systèmes de tirants en diagonale, forment le contreventement transversal de la travée.

Chaque double ligne de tubes repose sur les piles et les culées au moyen de coussinets portant des manchons en fer forgé où s’engagent les derniers tubes, et qui sont fixés d’une manière invariable dans les maconneries par de longs boulons (fig. 8 et 9, pl. XI).

L’encastrement a été ainsi substitué aux articulations aux naissances, dans le but de réduire les déformations sous l’action des charges ; mais, comme l’encastrement à pour effet d’accroitre notablement l'influence des variations de la température, qui peut osciller entre 55 degrés au-dessus de zéro et 25 degrés au-dessous, on à dû renforcer les arcs sur une partie de leur longueur à partir des

naissances. L'épaisseur des tubes croit depuis 0,030 au sommel

jusqu’à 0",062 aux naissances.

Le tablier portant la double voie ferrée est suspendu aux boulons transversaux d'assemblage des tubes, dans la partie des travées où il est compris entre les deux arcs (fig. 14 et 15), et supporté par des

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fermes de forme trapézoïdale rattachées aux montants du tablier supérieur au delà des arcs (fig. 12 et 13).

Les pièces d'acier ont été calculées de manière à ne pas dépasser un effort maximum de 16 kilogrammes à la tension et de 20 kilogrammes à la compression par millimètre carré. Ces pièces devaient, en outre supporter, par millimètre carré sans altération perma nente, une compression de 43 kilogrammes et une tension de 29 kilogrammes, et résister sans se rompre à une tension de 72 kilogrammes par millimètre carré.

Le poids total de chaque ferme de la travée centrale, non compris le contreventement transversal, est de 220 654 kilogrammes, dont 147729 kilogrammes d’acier pour les lubes et leurs assemblages.

Le poids par mètre courant de chaque ferme est par suite de 1400 kilogrammes, non compris la portion du poids du contreventement et des labliers qu’elle supporte s’élevant & 1600 kilogrammes, dont 930 kilogrammes d'acier et 470 kilogrammes de fer, soit un poids total, par ferme et par mètre courant, de 3000 kilogrammes, qui peut s'élever, avec la surcharge, à 5400 kilogrammes.

L'emploi qui a ét fait de l'acier par les ingénieurs auxquels on doit le pont de Saint-Louis, MM. J. Eads et H. Flad, a élé vivement critiqué par plusieurs ingénieurs américains à cause des difficultés qu'il a occasionnées dans l’exécution et l’ajustage des pièces entrant dans la composition des fermes; on a également blâmé l'adoption de la fernmie en are et son encastrement.

Il y a, tout d’abord, lieu de reconnaitre que si l'emploi de l'acier peut se justifier, c’est dans le cas d’un pont de très grande portée, comme celui de Saint-Louis, où l'on pouvait utiliser loute sa résistance sans avoir à craindre, au passage des surcharges, ni les vibrations, ni les déformations excessives auxquelles il serait exposé dans les ponts de faible masse, et dont le grand excès de poids mort élait de nature à rendre les effets peu sensibles. En fait, l'emploi de l'acier dans la construction du pont de Saint-Louis paraît avoir procuré une certaine économie; mais celle économie n'a été obtenue qu'en forcant notablement les limites de résistance admises en Europe pour ce métal.

Nous avons dit tout à l'heure le motif qui avait fait préférer l'encastrement à l'articulation aux naissances.

En n’admetlant qu'on n’eût que le choix d’accroitre, soit les efforts

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dus aux variations de lempérature, par l'encastrement, soit les eflorts dus aux surcharges, par l'articulation, il est incontestable que ceux-ci élant brusques, ceux-là progressifs, il valait mieux se résigner au premier parti qu'au second. On doit loutefois conclure de l'exemple du pont de Saint-Louis, où les efforts occasionnés par les changements de température atteignent ceux que produisent les surcharges, que les ponts en arc, ayant à subir par l’action de la première de ces causes des déformations dont les poutres droites sont exemples, rencontrent dans le climat à variations excessives de l'Amérique du Nord des circonstances peu favorables à leur emploi, et la construction ultérieure du grand pont de Cincinnati sur l'Ohio à montré qu'il élait possible de franchir des ouvertures aussi grandes avec un système de fermes d’une exécution plus facile et suffisamment économique, tout en satisfaisant à toutes les conditions de sécurité désirables.

Nous reviendrons plus loin sur les opérations du montage du pont de Saint-Louis, qui présentent un intérêt tout particulier en raison du procédé spécial qui v a été employé.