PONTS MOBILES

Généralités, — La traversée des grands fleuves, parcourus par une navigation extrêmement active, qui effectue encore aujourd'hui une très-grande partie des transports el n'a pas cessé de faire aux chemins de fer une sérieuse concurrence, a entrainé sur un trèsgrand nombre de points l'élablissement de ponts mobiles pour éviter le surcroît d'élévation prescrit par les ingénieurs du gouvernement fédéral pour les ponts fixes, sous lesquels, ainsi que nous l'avons vu plus haut, on exige le plus souvent une hauteur libre de 50 pieds (15,25) au-dessus des hautes eaux.

Ces ponts sont généralement des ponts tournants à double travée, en sorte que le pont, en s'ouvrant pour venir se ranger sur les eslacades qui prolongent habituellement la pile sur laquelle il repose, démasque deux passes égales dont la largeur varie entre 48 mètres et 61 mètres sur les grands fleuves. Le plus grand pont tournant construit jusqu'à ce jour est celui de Raritan Bay (pl XXE, fig. 1 à 7) ayant une double travée tournante de 143",04 de longueur.

D'après les règlements établis pour le passage des ponts tournants, ces ponts doivent s'ouvrir pour chaque bateau qui se présente, à moins qu'un train ne soit en vue; on voit dans l'espace de quelques minutes, le pont s'ouvrir devant le bateau, puis sans s'arrêter pour ainsi dire dans son évolution, venir se refermer derrière lui en continuant toujours dans le même sens son mouvement de rotation, à la fin duquel les deux travées ont pris la place l’une de l'autre.

Les trains doivent loujours s'arrêter avant de s'engager sur les ponts, comme ils le feraient à un croisement: l'inobservation de cette mesure de précaution a causé pius d’une lamentable cataslrophe.

Pont à soulèvement vertical. — Pour franchir le canal Erié à Utica (État de New-York), M. Squire Whipple a établi, au passage d'une route dont le niveau n'était pas susceptible de modification et dont les abords n'offraieut pas l’espace nécessaire pour le développement d’un pont tournant, un pont (lift bridge) qui se lève verticalement à la hauteur nécessaire pour donner passage aux bateaux. Quatre colonnes, placées deux à deux de part et d'autre du

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canal, supportent à cet effet une ferme supérieure dont les montants verticaux sont creux, de manière à laisser passer des tiges de suspension auxquelles sont attachées les poutres du tablier et qui aboutissent à des câbles en lil de fer passant sur des poulies et supportant à leurs autres extrémités des contrepoids.

Un arbre supérieur mû par un engrenage, en faisant tourner les poulies, permet de remonter le tablier du pont à la hauteur nécessaire pour que les bateaux passent dessous; pour plus de rapidité de manœuvre, l'homme qui en est chargé remonte chique fois à l'avance à une certaine hauteur un contre-poids qui par sa descente produit la rotation des poulies.

Le tablier de ce pont-levis qui a 18,30 de portée et 5",50 de largeur pèse environ 11 tonnes,

I n'existe pas jusqu'à présent d'autre application de ce système,

Ponts lournants soutenus par des haubans.— Les ponts lournants, ainsi que cela a eu lieu aussi en Europe, ont été d’abord construits en deux travées distinctes suspendues par des haubans à un chevalet central porté par l'appareil de rotation.

Cette disposition, rationnelle en ce que les deux travées sont ainsi placées pendant la fermeture dans les mêmes conditions de stabilité que celles d’un pont ordinaire, et soutenues seulement pendant l'ouverture par les haubans qui ne travaillent qu'à ce moraent, s'ils sont atlachés à la partie extrème des fermes, se retrouve encore dans quelques ponts de faible ouverture, comme celui qui sert à franchir à Quincy un des petits bras du Mississipi. Le tablier de ce pont est porté par des fermes du système Bollman.

Un des ingénieurs qui ont le plus approfondi la question des ponts tournants, M. Shaler Smith, prétend que jusqu’à des longueurs totales de 85 mètres, les ponts à haubans sont aussi économiques que les ponts à poutres continues, sur lesquels ils ont l'avantage d’être d’une construction et d’un montage plus faciles.

Ponts tournants à poutres continues, — La plupart des ponts lournants sont élablis aujourd'hui en Amérique sous formes de poutres continues dans les divers systèmes adoptés pour les ponts fixes ; comme pour ces ponts, les systèmes Howe et Pratt pour les faibles portées, le système Linville pour les grandes, sont les plus employés aujourd’hui, bien qu’on puisse citer un certain nombre de grands ponts à ferme des systèmes Post et triangulaire, et l’usage des contre-tirants, tout d’abord étendu à la longueur totale des ponts, a fini

par être restreint aux seules parties où les efforts soient réellement sujets à changer de sens, c’est-à-dire à une cerlaine longueur de chaque travée à partir de son extrémité.

Mode de construction des semelles. — Suivant que le pont est ouvert ou fermé, certaines parties des semelles dans les fermes sont appelées successivement à supporter des efforts de compression el de lension.

Il s'ensuit que ces semelles ne peuvent être construites comme dans les ponts fixes. Généralement elles sont l’une et l’autre constituées sur toute leur longueur par des poutres en tôle rivée en forme de caissons, assemblées au milieu des panneaux par des rivures ; et comme les deux semelles deviennent alors rigides, on supprime les articulations, et on fixe les Lirants sur chacune d'elles au moyen d’écrous s'appliquant sur leurs extrémités tiletées, qui servent à en régler la tension.

Quelques compagnies de construction conservent les articulations des barres inclinées sur la semelle inférieure; il est beaucoup plus rare qu'on les conserve pour les deux semelles; on peut cependant citer les exemples du pont tournant de Point Bridge à Providence (Rhode Island) et du grand pont de Raritan Bay, sur lequel nous reviendrons plus loin, où l’on a maintenu les articulations de ces barres en haut comme en bas. Dans le premier de ces ponts on à en outre conservé les barres à œil pour former la partie de la semelle supérieure qui reste toujours tendue.

A part quelques Compagnies de construction qui font les deux semelles parallèles, celle de Phénixville par exemple, on donne habituellement une certaine surélévation aux fermes au droit du pivot; la semelle supérieure est alors composée d’une seule courbe, ou de deux droites inclinées en sens contraires.

Modes de calage. — Les efforts susceptibles de se produire dans les semelles et dans les pièces de l'âme verticale des fermes dépendent essentiellement de la manière dont on fait reposer les extrémités des volées sur leurs points d'appui. Pour les ponts tournants servant à la circulation ordinaire, qui ont besoin d’être mus rapidement et dont le poids des surcharges accidentelles, relativement faible par ranport à celui du pont, est peu susceptible de compromettre la stabilité, on se contente le plus souvent de faire porter le pont à ses extrémités par de simples roulettes laissant entre elles et les points d'appui un certain jeu, et de le maintenir en place au

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moyen de verrous empêchant tout déplacement latéral. Il en résulte, pour les abauts des poutres qui s’abaissent el se relèvent au passage des surcharges, un martlelage peu favorable à leur durée.

Sur les chemins de fer, où l’on a à se préoccuper davantage de la stabilité dans ia position de fermeture, il n’est pas possible de se dispenser d’un système de calage sous l'extrémité des volées. Suivant l'importance attachée à ce calage, divers procédés sont employés pour le réaliser.

Système de calage de la Compagnie de Keystone. — On peut se proposer de faire cesser tout simplement le jeu existant entre le dessous de la volée etles points d'appui extrèmes, sans chercher à développer aucun effort pour relever l'extrémité de la volée. C'est le cas d’un grand nombre de ponts construits par la Keystone Bridge C*, dont le moyen de calage consiste en un coin mùû par un levier qui est actionné de la pile centrale au moyen d’une tize de manœuvre (pl. XXI, fig. 6). La même tige manœuvre habituellement un signal d'arrêt qui se trouve lié au pont, de facon à fermer la voie avant que le pont ait commencé à s'ouvrir.

Système de calage de la Compagnie de Phénicville, — Un autre système de calage beaucoup plus perfectionné est celui de la Compagnie de Phénixville, qui permet du mème coup de fixer le pont en place en abaissant, dans des rainures pratiquées dans les culées, des rails mobiles en prolongement des rails fixes. Ce système expliqué par les fig. 10 à 13, pl. XXÏIT, consiste en un système de bielles articulées disposées sous Ie, volées au droit des points d'appui constitués par des plaques de fonte légèrement contaves, Ces bielles sont müûes ner ües leviers établis transversalement sous les extrémités des voiées et auxquels un écrou montant ou descendant le long d’une vis, que l’on peut faire tourne: «+: les deux sens au moyen d’un sylème de transmission partani de la pile centrale, peut imprimer deux mouvements opposés. Ces deux mouvements produisent en même lemns l’abaissement ou le relèvement d’une Lige agissant sous les rails mobiles au moyen d'une charnière horizontale par lesquels se terminent les voies du pont tournant. Ce système offre le triple avantage de permettre, par suile de la concavité des faces d'appui, un facile centrage du pont, de bien le fixer en place, et de se prêter à un relèvement des extrémilés des volées suffisant pour développer dans

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les appuis des réactions qui empêchent ces extrémités d’osciller verticalement au passage des surcharges.

Système de calage de l'American Bridge Cv. — D'autres compagnies, celle de l'American Bridge, par exemple, ont recours pour le calage à de véritables verrous installés à demeure sous les extrémités des volées, et qu’un engrenage à vis sans fin actionne au moyen d’une {ransmission analogue à la précédente.

Le pont est maintenu en place par un système de verrous automobiles, qu'un ressort tend à appliquer contre la culée, et qui par suite s'engagent d'eux-mêmes dans des rainures verticales directrices lorsque le pont est bien en place. On a seulement besoin d’agir en sens contraire sur les ressorls pour que le pont soit libre de tourner. Ce système de fixation a l'avantage, tout en comportant une précision suffisante, d’éviter les dangers que peut faire courir à la continuité de la voie une rupture, ou même une simple flexion des rails mobiles employés par la Compagnie de Phénixville.

Autres systèmes de calage. — Entin certains ingénieurs ont recours pour maintenir les ponts tournants en place horizontalement et verticalement à un simple verrou de forme cylindro-conique constituant pendant la fermeture une sorte d'ancrage. Tel est le système employé au pont déjà cité de Point Bridge à Providence.

La tendance est aujourd’hui à l'emploi des verrins hydrauliques, adaptés sous les volées, pour réaliser sur les points d’appui une réaction suffisante, d’après le calcul, pour empêcher les extrémités de se relever au passage des plus fortes surcharges. & a ingénieur de Boston, M. Clemens Herschel, a proposé d’appliquer cet emploi à la détermination expérimentale du relètment à produire à l'extrémité de la volée pour atteindre une réaction donnée, et de déduire ensuite de ce relèvement le niveau à donner aux points d'appui sur les culées. Le problème se complique toutefois à cause des effets que peut produire l’inégal échauffement des deux semelles des fermes, et qui se traduisent suivant les cas par unc tendance au relèvement ou à l’abaissement des volées. M. Shaler Smith a constaté que pour un pont de 110 mètres de longueur, l’abaissement pouvait atteindre à certains moments 0",025, [l s'ensuit que la réaction des culées ne saurait être considérée comme invariable ; on peut seulement se proposer de la maintenir entre certaines limites.

En faisant abstraction de cetle cause de variations, on trouverait

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pour des travées de 15 à 70 mètres de portée, ayant un poids propre variant de 1 à 3 tonnes par mètre courant et devant supporter un poids de surcharge par mètre courant s’écartant peu de 4 tonnes, qu'il suffit de produire à l’extréinité de chaque volée une réaction capable de diminuer de 1/3 à 1/4 la flèche que chaque volée prendrait sous la seule aclion de son poids, pour empêcher tout relèvement au passage des surcharges !.

L'American Bridge (& calcule la résistance des fermes de tous ses ponts tournants dans l’hypothèse d’une réaction capable de réduire cette flèche des deux tiers environ, ce qui leur assure une stabilité plus que suffisante au passage des plus lourdes surcharges pour peu que les portées des travées atteignent 30 mètres.

Grand pont tournant de Raritan Bay. — Pour le grand pont de Raritan Bay construit par la Keystone Bridge C', dont la longueur alteint 143 mètres (pl. XXIIE, fig. 1 à 7), on s’est proposé, dans le but d'accroître encore la stabilité pendant la fermeture, de rendre les deux travées indépendantes par un procédé particulier. La semelle inférieure de chacune des fermes supportant le tablier est à cet effet coupée au milieu du pont; les deux troncons de semelles situés de part et d'autre de ce joint ne viennent s'appuyer l’un contre l’autre que pendant que le pont est ouvert; le joint reste ‘ouvert pendant la fermeture, en sorte que le poids de chaque travée se répartit alors également entre ses deux extrémités.

On dispose ainsi lorsque le pont est fermé, pour neutraliser la tendance au soulèvement que peut provoquer le passage des surcharges, d’une réaction égale au 1/4 du poids total du pont à l'extrémité de chaque volée, et qui est complètement indépendante des variations de température.

Les fermes de ce pont ont entre la pile et les culées des portées de 66,40; la pile centrale, qui est circulaire, a un diamètre de 10",20. Ces fermes, qui ont une hauteur de 12 mètres au milieu, et de 9 mètres

1. De considérations très simples, M. Steiner a déduit une formule pour calculer le soulèvement à produire au moyen du calage à l'extrémité de la volée, pour éviter le relèvement au passage des surcharges.

Si la flèche qui serait prise librement par l’extrémité de la volée est réduite par le

ou. : 1 calage à : de sa valeur, on doit avoir, en désignant par p et 7 les poids propres du pont

et de la surcharge par mètre courant :

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aux extrèmités, sont divisées en 31 panneaux ayant chacun une longueur de4",74, sauf le panneau central qui a seulement 2,84, el les panneaux silués de part et d'autre de ce panneau, qui ont chacun 3,70 de longueur. Elles laissent entre elles, pour le passage de la voie unique, un intervalle libre de 4,88.

Les semelles des fermes sont conslituées par des fers en U assemblés avec des fers plats en forme de doubles caissons ouverts sur l’une de leurs faces horizontales, et elles s’assemblent avec des colonnes du type de Keystone, au moyen de chapiteaux et d'embases. Au droit du point où se ‘rouve coupée la semelle inférieure, les âmes verticales des fers eu "ont interrompues pour laisser passer un système de coins de calage rentre lesquels portent leurs abouts, Des éclisses appliquées deux à ücux à l’intérieur des faces horizonlale et verticale du corps de la semelle, et serrées au moyen de boulons passant dans des œils oblongs, maintiennent les deux parties de la semelle dans le prolongement l’une de l’autre (fig. 5, 6 et 7, pl. XXII). Au moyen d’une vis, on peut régler à volonté la butée des abouts de ces deux parties ; en desserrant cette vis quand le pont est en place, on supprime la continuité de la ferme ; on la rétablit en la serrant, lorsqu'il s’agit d'opérer l'ouverture.

Le décalage se fait en soulevant tout le pont, qui ne pèse pas moins de 590 lonnes, à l’aide de quatre verrins hydrauliques supportés par l’appareil de rotation et placés au-dessous des montants verticaux de chaque panneau central. Un soulèvement de 0,10 suffit pour dégager complètement le pont de ses appuis extrêmes; lorsqu'après l'ouverture on a remis le pont en place, l’abaissement de ces mêmes verrins produit le calage.

En plaçant les verrins aux extrémités des volées, on aurait réduit de moilié leur charge; on ne les a placés au centre que parce qu'on disposait de verrins d’une très grande force provenant du pont de Saint-Louis, Cet emplacement a d’ailleurs l'avantage de permettre au besoin de soulever tout le pont au-dessus de l'appareil de rotaiion en cas de visite ou de réparation de celui-ci.

Le pont de Raritan Bay a élé calculé à la fois pour résister aux efforts développés par son poids propre pendant la rotation et pour pouvoir supporter pendant la fermeture : 1° une charge générale de 3,70 par mètre courant répartie uniformément sur toute la longueur ; 2 une surcharge par panneau de6t,70 par mètre courant.

Rotation des ponts. — Il nous reste à faire connaître les divers

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CHAP. V, — OUVRAGES D'ART. — PONTS. 227 systèmes employés pour la rotation des ponts. Ces systèmes se ramènent tous à l'appareil de la plaque tournante des chemins de fer. Ils diffèrent principalement entre eux par la manière dont la charge est répartie entre le pivot et la couronne extérieure des galets, les constructeurs étant d'opinions différentes sur le meilleur mode de répartition à adopter.

Transmission des charges à l'appareil de rotation. — Le diamètre du lambour portant les fermes du pont varie peu; il est habituellement de 8 à 9 mètres, que le pont soit établi pour une ou pour deux voies.

Dans le cas d’une seule voie, il y a ordinairement deux poteaux verlicaux de chaque ferme reposant sur la circonférence du tambour, et de plus un poteau central porté par l'extrémité d’un chevètre passant au-dessus du pivot; l’écartement des fermes est alors double de la longueur des panneaux, et le diamètre du tambour, égal à la diagonale du carré formé parles pieds des quatre poteaux. Cette disposition est considérée par M. Shaler Smith comme la meilleure.

On rencontre aussi des ponts, notamment celui de Point Bridge à Providence, déjà cité, où le poteau central disparaît, et où tout le poids de la construction est transmis par quatre poteaux reposant sur la circonférence des galets. Parfois enfin, le poteau central est seul à transmettre la charge au chevètre.

Quand il y a deux voies, afin de ne pas exagérer le diamètre du tambour el de reporter néanmoins sur l'appareil de rotation les charges transmises par les trois poteaux occupant la partie centrale de chaque ferme, on interpose entre le tambour et le dessous des fermes un cadre formé de deux entretoises et deux sous-poutres placées sous les fermes, qui rencontre en projection la circonférence du tambour en huit points également espacés où se transmettent les charges. On évite quelquefois la construction de ce cadre en se contentant de soutenir par des jambes de force appuyées contre le tambour le porte-à-faux des premiers poteaux extérieurs au tambour; ce procédé est pratiqué notamment par l'usine Sellers de Philadelphie.

Parfois aussi pour les ponts à double voie, quand il y a trois fermes, on reporte toute la charge sur un chevêtre reposant sur le pivot, en plaçant dans les fermes, de part et d'autre du poteau central, des arbalétriers inclinés. Tel est le système employé par M. Mac Donald‘pour le pont tournant du Passaïc River. Les fermes extrèmes