DESCRIPTION

se. Généralités. — On appelle ponts suspendus les ouvrages métalliques qui exercent une traction horizontale sur leur point d'appui.

Dans les ponts suspendus ordinaires, le tablier est attaché par l'intermédiaire de tiges de suspension verticales à un certain nombre de câbles flexibles ou chaînes dont les extrémités sont reliées invariablement aux culées.

Nous admettrons , comme nous l'avons fait jusqu'à présent, que la charge et la surcharge sont uniformément réparties suivant l'horizontale :

dans ces conditions les points d'attache des tiges de suspension sur les câbles se trouvent placés sur une parabole à axe vertical située au-dessus de la tangente à son sommet, qui est une droite horizontale. Vu le faible écartement des tiges de suspension, comparativement à l'ouverture totale, on peut

Fig. 141.

216 PONTS MÉTALUQUES.

substituer entre deux points d'attache successifs l'arc de parabole à la courbe, intermédiaire entre l'arc et sa corde, que décrit le câble, et supposer que ce dernier suit exactement une courbe parabolique, comme si les tiges de suspension étaient infiniment rapprochées (^i^t/r^ 141).

^T* Ponts là plusieurs travées. — Il arrive que la distance totale que le pont, doit franchir est trop considérable pour qu'on puisse l'établir d'une seule portée.

On divise alors cette longueur en plusieurs travées, séparées par des piles. Ces piles, qui sont des ouvrages en maçonnerie ou en métal présentant une faible section horizontale pour une grande hauteur, résisteraient difficilement à la composante horizontale de la traction, qui tend à lesrenver ser. En conséquence, on dispose les travées consécutives de façon que, avec les mêmes charges et surcharges par mètre courant, elles exercent sur les points d'appui des tractions horizontales égales. La pile n'a donc plus à supporter que la résultante verticale des tractions exercées sur elle par les deux travées adjacentes, et elle ne risque pas d'être renversée. Pour que les composantes horizontales des tractions exercées sur une pile par les deux travées adjacentes, également chargées et surchargées par mètre courant de tablier,

se fassent équilibre, il faut et il suffit que les courbes décrites par ces câbles soient des arcs d'une même parabole. Donc lorsqu'un pont suspendu comprend plusieurs travées, les paraboles décrites par les câbles des différentes travées doivent avoir le même paramètre ; toutes ces paraboles, rapportées chacune à son Fig. i4t. sommet, sont représentées par une même

équation : y =p x*.

Cette condition est nécessaire et suffisante : si elle est remplie, peu importe que les travées aient des ouvertures inégales, que leurs points d'appui soient à des hauteurs différentes, etc., etc. Il peut même arriver que l'arc décrit par un câble ne comprenne pas le sommet de la parabole : en ce cas {figure 142), le câble exerce sur le point d'appui le plus

CHAP. IV. PONTS SUSPENDUS

bas une traction dont la composante verticale est dirigée de bas en haut et tend à soulever la culée, tandis que dans le cas contraire, la composante verticale de la traction est toujours dirigée de haut en bas.

La figure 143 donne l'exemple d'un pont suspendu à plusieurs travées dont les composantes horizontales des tractions

Eig. i43.

sur les piles se font toutes équilibre, à égalité de charge et de surcharge, par mètre courant.

En général les sommets des paraboles successives sont situés sur une même horizontale, voisine de la tangente menée au sommet de l'arc de cercle très aplati, de courbure opposée à celle du c&ble, suivant lequel se profile d'habitude le tablier du pont. Mais l'on voit que cela n'est nullement nécessaire, et que les sommets des différentes paraboles pour* niient être à des niveaux différents.

89. cAiiies principaux:. — Dans un pont ainsi établi, les sections à attribuer aux c&- ^M blés de suspension sont sensiblement les mêmes dans les différentes travées.

L'effort normal auquel est soumis le cable, en un point quelconque, est proportionnel à la sécante trigonomé-

trique : de l'inclinaison de la tangente à la parabole sur

rhorizontale [figure 144). Or, comme le rapport -ne dé-

passe guère, dans la pratique, la valeur ^ , on voitque 1 est

cost toujours très voisin de l'unité, et que l'effort de traction en M

diffère très peu de l'effort minimum, qui a lieu au sommet de la parabole. C'est pourquoi, en général, on emploie pour toutes les travées un même câble, qui franchit sans interruption toutes les piles, sur lesquelles il repose par Fintermédiaire de

rouleaux, de selles à chariot, ou de secteurs cylindriques oscillants. Parfois les câbles sont interrompus au droit des piles et viennent s'amarrer sur le sommet de colonnes métalliques oscillantes, qui constituent la portion supérieure des piles : de cette façon, le point d'attache du câble peut se déplacer longitudinalement sans entraîner le renversement delà pile (fig. 145).

Fig. 14S.

s». CÀbieis de retenue. — Si dans un ouvrage ainsi établi on surcharge une travée à l'exclusion de la travée voisine, l'équilibre, qui existait entre les composantes horizontales des tractions subies par le câble de part et d'autre de Tappui, se trouve rompu. Si le câble est fixé à la pile, celleci, ou la colonne oscillante qui la surmonte, tend à se ren verser du côté de la travée surchargée. S'il passe librement sur elle, il est exposé à glisser du côté de la travée surchargée, dont le tablier s'abaisserait tandisque celui de la travée libre serait soulevé.

On est alors conduit à employer des câbles de retenue qui vont d une pile à l'autre, et, ne portant d'autre charge que leur propre poids, peuvent être établis sensiblement en ligne droite {figure 146). Dès que le câble principal commence à

glisser, le câble de retenue " se tend, et la traction horizontale supplémentaire due à la travée unique surchargée est reportée de pile en pile Fig. is6. jusqu'à la culée : le pont

reste ainsi en équilibre.

Les câbles de retenue ne jouent évidemment aucun rôle lorsque le pont ne porte que la charge permanente, et lorsque la surcharge couvre à la fois toutes les travées.

CHAP. IV. PONTS SUSPENDUS. 219

Ces câbles sont figurés par des lignes pointillées — . — . — . — . — . sur la figure 143. Remarquons que, dans cette figure, le câble AB est inutile : la courbe parabolique que décrit le càble principal AOB est en effet si tendue que la moindre diminution dans sa longueur augmente considérablement l'effort de traction horizontal. Ce câble remplit donc lui-même le rôle de câble de retenue.

De même le câble CSD, qui ne comprend qu'une demi-parabole, peut aussi tenir lieu de câble de retenue, à condition que la charge soit considérable comparativement à la surcharge : un léger déplacement du câble principal en C suffit alors pour que les tractions horizontales se fassent équilibre, d'autant plus que la force de frottement développée sur les galets d'appui en C vient en déduction de l'effort de traction le plus grand (1). C'est pourquoi, lorsqu'un pont suspendu ne comprend que trois travées, et que les câbles principaux de chacune des travées latérales ne décrivent qu'une branche de parabole, à partir du sommet qui est un point d'appui, on peut supprimer les câbles de retenue {figure 147) si la charge permanente est considérable en comparaison de la surcharge. Exemple : PontdeBrooklin, à New-York, sur la rivière de l'Est.

Charge permanente par mètre courant. . 12,826 kilog. Surcharge 3,300 —

Cette surcharge est encore réduite par l'emploi de haubans

auxiliaires qui soulagent les câbles principaux. La travée centrale a 486 mètres d'ouverture, et les travées la- * térales, qui ne

comprennentqu'une demi-parabole, ont chacune 284 mètres. On

(i) La valeur de ce frottement est sensiblement donnée par la formule : PK A= —, où P représente le poids supporté par le galet, D son diamètre en

mètres, et R un cocfQcient qui peut varier, suivant la nature des surfaces en contact, entre 0.002 et 0.004.

a pu dans cet ouvrage se dispenser de l'emploi de câbles de retenue, le calcul ayant démontré [voir n* 100) que, en surchargeant la travée centrale à l'exclusion des travées latérales, le déplacement du câble sur les piles ne dépassait pas une limite admissible.

90. oâbies d'anepase. — Il peut arriver que les culées ne présentent pas, à la hauteur où le câble principal les rencontre, une stabilité suffisante pour résister à la traction exercée sur elles. Il faut alors qu'un autre câble, que nous appellerons câble d'ancrage, et qui n'est en général que le prolongement du câble principal, transmette l'effort de traction, en arrière de la culée, à un massif suffisamment solide dans lequel le cable est ancré. Ce câl)le n'ayant à supporter

aucune charge, est établi en ligne droite, abstraction faite de la flèche qu'il prend sous l'action de son propre poids.

Le câble d'ancrage indiqué par les lignes ******* de la figure 148 commence parfois un peu en avant de la culée du pont, lorsque celle-ci est établie en arrière du point ou s'arrête le tablier, et par suite des tiges de suspension qui portent la charge et la surcharge.

Fig. 448.

§ Il