Caloal des câbles et den tifre» de siispeusion

Les câbles de suspension doivent ôtro calculés comme si la poutre auxiliaire ne jouait aucun rôle, en tenant compte si Ion veut, par une réduction convenable de la charge et de la surcharge sur les régions extrêmes du tablier, du concours apporté par les haubans, qui transmettent directement à l'appui une fraction du poids.

Les tiges de suspension doivent être calculées en vue de résister à la surcharge uniformément répartie, telle qu'elle est transmise au càble par l'intermédiaire de la poutre auxiliaire. Il est utile, si Touvrage doit recevoir des charges isolées notables, d'attribuer aux tiges un léger excrs de résistance, pour tenir compte de ce fait que la poutre auxiliaire n'est pas absolument indéformable, et que par suite une tige quelconque est exposée à subir un effort de traction supplémentaire, égal à la dérivée du terme correctif Qg (y, — y).

Mais il convient de pas faire d'exagération à ce point de vue : en calculant les tiges comme si, la poutre auxiliaire n'existant pas, chacune devait supporter intégralement la charge totale applicpiée sur le tablier au droit de son point d'attache, on s'exposerait à attribuera ces pièces des résistances trois et quatre fois supérieures aux besoins. Le fait a été constaté expérimentalement. Il est certainement fâcheux de dépenser ainsi inutilement un poids de métal qui serait mieux utilisé dans le renforcement des câbles.

me. De ravenlr def« pomts «uspendun, — Quand un pont suspendu n'est pas muni de haubans et de poutres de rigidité, sa stabilité laisse souvent à désirer, en raison des actions dynamiques qu'exercent sur lui le vent et les charges mobiles. Les câbles et le tablier subissent des oscillations notables, et, pour peu que les rafales de vent et que le mouvement propre de la charge mobile (passage d'un troupeau, ou d'ime foule marchant d'un pas cadencé) favorisent le développement de ces oscillations, leur amplitude peut devenir telle que le travail des câbles atteigne le double de la valeur calculée pour le cas de la surcharge d'épreuve statique la plus défavorable. Los ruptures de ponts imputables à cette cause ont été assez nombreuses à une époque déjà éloignée, et ces catastrophes ont jeté sur ce genre de construction un dis-

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crédit qui persiste encore aujourd'hui, du moins en Europe, o,'i l'on a presque renoncé à construire des ponts suspendus.

Nous avons vu pourtant que les dérormations des câbles, et par suite l'amplitude des oscillations que peut leur imprimer l'action du vont ou colle des charges molules. peuvent être considérablement atténuées, et ramenées en dcfLuitive à l'ordre de grandeur des déformations subies par les poutres droites et les arce, au moyen de l'adjonction d'organes de rigidité, poutres auxiliaires et haubans. Les ingénieurs américains, qui ont imaginé et appliqué cette amélioration, s'en sont bien trouvés ; ils ont eu la hardlosso de construire des ponts suspendus portant des voies ferrées, et jusqu'à présent l'expôrience leur a donné raison. On a pu leurreproclier d'arrùter arbitrairement, en s'appuyant sur des méthodes empiriques, ou se basant sur l'exemple d'ouvrages existants, les dispositions et les dimensions des organes de rigidité, sans se rendre bien compti^ du râle qu'ils auraient à jouer. Mais la métliode que nous venons d'exposer permet, à ce qu'il nous semble, de calculer les ponts suspendus à poutres auxiliaires et haubans avec auttmt d'exactitude et de précision que les ponts rigides en poutre ou en arc, au triple point de vue des dimensions des éléments, du travail du métal et des déformations. Il nous parait que, pour un ouvrage ainsi étudié, le reproche d'instabilité adressé aux ponts suspendus n'est pas fondé, du moment que l'on a la certitude que le travail du métal ne pourra jamais dépasser en aucun cas la limite de se- ■ curifé convenable, les déformations étant assez faibles pour que les elfetsdynamiques.dusaux vents ou aux charges mobiles, soient nécessairement insigniliaitts. Une construction de ce genre, judicieusement disposée et convenablement calculée, offrira autant de sécurité et méritera autant de confiance que tout autre ouvrage métallique, poutre, pont-grue ou arc, qui pourrait lui être substitué. Elle présentera d'ailleurs l'avantage d'être beaucoup plus économique, au moins pour les grandes ouvertures.

On s'est plaint, d'autre part, du peu de durée qu'ont les ponts suspendus, en raison de la rapidité avec laquelle les cAblcs sont détruits par la rouille. Ces câbles sont, en etTet. constitués par la réunion de fils de fer ou d'acier, de diamètre

compris entre deux et cinq milimètres, qui sont en peu de temps corrodés et détruits par Tair humide ou l'eau aérée, lorsqu'on ne les protège par un enduit absolument imperméable. Or remploi de ces fils, qui offrent une résistance par millimètre carré de section très supérieure à celle des tôles et des barres laminées fabriquées avec le même métal, est imposé, du moins pour les grandes ouvertures, par la question de dépense. C'est toujours, en effet, par un motif d'économie que l'on préfère le type de pont suspendu aux systèmes rigides, avec charpente matalliquc rivée.

Soient 7: le poids par mètre courant d'un câ}>le métallique et F l'effort limite de traction qu'on peut lui faire supporter sans dépasser la limite de sécurité admissible pour le métal.

Si ce câble est constitué par une chaîne à maillons, le rapport

- peut varier de 300 à 600, suivant la qualité du métal. Si les

maillons sont consolidés par des étançons en fonte, le rapport peut s'élever à 800.

On a également formé les câbles de barres articulées bout à bout (pont de Mannheim, fig. 163), ou de tôles superposées à plat (pont de Langeais sur la Loire). Mais un câble de ce genre est presqu'aussi lourd qu'un chaîne. Il n'est pas possible, avec les dispositions les mieux combinées, de dépasser

pour - la valeur 1200, si l'on fait usage des aciers doux era-

ployéspour la construction des ponts et des charpentes rivées.

Or, avec des fils de fer ou d'acier, le rapport - est toujours

supérieur à 1.200, et peut s'élever jusqu'à près de 5.000, Pour le pont de New York sur TEast- River, on a été jusqu'à 4.600, avec des fils de qualité supérieure extrêmement résistants.

Nous allons évaluer l'augmentation de poids des càl)les qui eût résulté pour ce pont de la substitution, aux fils d'aciers, de tùles rivées obligeant à limiter à 1.200 la valeur du

rapport -.

Le poids par métro courant des câbles en fils d'acie** ost de 2.826 k.; celui du tablier et de la surcharge d'épreuve est

de 13.300 (page 199). La valeur du poids pkv mètre courant t:' du câble en tôles rivées nous sera fournie par la relation suivante :

D'où : -' = 27.000 k. = 9,63 X 2.826 k.

Le poids des câbles eût été décuplé, et celui dupontjporté de 12.826 k par mètre courant à 37.000 k. Il eût donc fallu augmenter énormément les empattements des piles et des culées d'ancrage. La dépense d'exécution, tant pour les parties métalliques que pour les maçonneries, eût été accrue dans une proportion considérable.

Nous corroborerons cette conclusion en comparant le pont de New York au pont-grue du Fortb, qui a sensiblement la même ouverture de grande travée, mais est constitué par une charpente rivée. Les poutres principales de ce dernier ouvrage pèsent 30.000 k. par mètre courant. Or son tablier n*a que la largeur nécessaire pour le passage de deux voies ferrées, soit 8 ou 9 mètres, tandis que, pour le pont de New York, cette dimension est de 24 mètres (fig. 294). D'autre part, la hauteur libre pour Uvrer passage aux grands navires n'estobtenue, au Forth, que dans la portion centrale de la grande travée, alors qu'à New York elle persiste sans réduction sensible d'une pile à Tautre. Dans les conditions imposées pour l'établissement de ce dernier ouvrage, et étant donné les difficultés de fondation des piles, il est permis de supposer que l'adoption du type du Forth, approprié aux circonstances spéciales où Ton se trouvait, eût décuplé la dépense.

L'emploi des fils d'acier dans les câbles des ponts suspendus étant ainsi commandé par la question d'économie, il convient de se préoccuper tout particulièrement des moyens à employer pour défendre ces fils contre les atteintes de la rouille. Or on a à ce point vue imaginé différentes améliorations qui semblent conduire à un résultat pleinement satisfaisant. Nous n'avons pas ici à les exposer en détail, et nous nous bornerons à renvoyer le lecteur au traité de M. Moran^ dière sur la construction des ponts, à un article de M. de Bouiongne sur les ponts suspendus modernes inséré dans les

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Annales des Ponts et Chaussées (f semestre 1886), et tout particulièrement à un article de M. Arnodin^ constructeur de ponts suspendus, inséré dans la Grande Encyclopédie (câbles des ponts suspendus).

Nous noterons simplement les points suivants :

En fixant sur la paroi verticale d'une galerie pratiquée dans la culée la portion du cAble qui transmet àla maçonnerie d'ancrage la traction horizontale du pont, on Ta soustraite à Faction directe de Thumidité du sol, et on a rendu sa visite possible en tout temps. On n'a donc plus à craindre le dépérissement rapide de cette partie du pont.

Les cAbles à fils parallèles, dont on faisait autrefois un usage exclusif, et qui ont été employés dans le pont de New- York, ont été depuis remplacés en Amérique pai* des câbles tressés, anologues à ceux en usage dans les puits de mines. M. Arnodiii, qui s'est fait une spécialité de la construction des ponts suspendus, a considérablement perfectionné cette innovation en imaginant ses cAbles tordus alternatifs qui, au double point de vue de la résistance à la traction et de la défense contre la rouille, semblent présenter de grands avantages.

Comme enduit préservateur des câbles, on s'est toiyours servi du ,i^oudron de houille, qui se maintient mieux que la peinture au minium on à la céruse, rapidement désagrégée et détruite par le frottement mutuel des fils continus. M. Arnodin estime que le goudron, convenablement employé et entretenu avec soin, offre toute garantie de durée.

Enfin, dans les derniers ponts construits par cet ingénieur, les cAbles sont amovibles : on peut à volonté enlever Tun d'eux et le remplacer par un neuf sans démonter le tablier ni même interrompre la circulation sur l'ouvrage pendant plus de quelques heures.

Dans ces conditions, rien n'empêche d^elTectuer la visite complète et la réparation de tous les câbles d'un pont, au prix d une faible dépense ; il suffit d'avoir en réserve un cAble de rechange. Si le câble retiré est en bon état de conservation, on le garde en réserve pour être utilisé à une visite ultérieure ; s'il est détérioré, on le répare ou on le met au rebut.

11 est permis de penser qu'un pont suspendu à câbles amo-

vibles est assuré d'une durée égale, sinon supérieure, à celle d'une poutre à treillis, puisqu'on peut en tout temps vérifier et remplacer ses éléments essentiels, opération généralement malaisée à faire sur une charpente rivée.

En définitive, nous croyons qu'un pont suspendu à haubans et poutre de rigidité peut offrir, s'il a été convenablement calculé et judicieusement disposé, autant de garanties de stabilité et de durée que tout autre ouvrage métalUque. D'autre partjilaTavantage d'être extrêmement économique, du moins pour les grandes ouvertures. Ce type de construction semble donc à recommander pour la traversée des vallées profondes, des grands fleuves et des bras de mer, lorsqu'il s'agit de livrer passage à une route ou à un chemin de fer a voie étroite (et à la rigueur, à un chemin de fer secondaire à voie large, suivant l'exemple des Américains). Pour prendre un exemple, il semble que le viaduc de Garabit, construit par MM. Boyer et Eiffel pour un chemin de fer d'intérêt général, aurait pu être remplacé par un pont suspendu, s'il se fiU agi d'établir un chemin de fer à voie étroite, la question d'économie primant aloi*s tout autre considération.

Comme le réseau des chemins de fer d'intérêt local est quant à présent peu avancé en France, il est prol)able qu'on aura occasion dans l'avenir de recourir à l'emploi des ponts suspendus dans les contrées montagneuses. C'est par ce motif que nous avons cru devoir nous étendre un peu longuement sur le calcul de ce genre d'ouvrage.

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