DE POUTRES DROITES

80« ComiMuralson des poutre» apttcalée» et €Lem

poutre» risideft. — Le mode d'assemblage, par articulations ou par rivets est absolument indépendant du type adopté pour la poutre, et tous les systèmes adoptés en Amérique peuvent être exécutés avec les assemblages rigides en usage en Europe, sans qu'il en résulte d'ailleurs aucun changement dans leur mode de calcul. Notre comparaison porte donc uniquement sur le mode d'assemblage et sur les conséquences qu'il entraine, et non sur le type adopté pour l'ossature de l'ouvrage.

Chaque système a ses partisans et ses détracteurs, et chaque pays se trouve bien de conserver le type pour lequel ses usines sont le mieux outillées, et qui lui est le plus commode, eu égard aux circonstances spéciales où il se trouve. Nous croyons donc qu'il serait illusoire et oiseux de chercher à démontrer la supériorité de l'un des systèmes sur l'autre : en fait l'expérience seule pourra au bout d'un temps assez long faire connaître s'ils sont équivalents ou si l'un d'eux est sensiblement inférieur à l'autre ; pour le moment nous estimons qu'il y aurait de la présomption à vouloir prédire l'avenii

En conséquence, nous nous bornerons à signaler et à mettre en évidence les inconvénients et les avantages qui ont été jusqu'ici constatés dans chaque système, afin de mettre en garde les ingénieurs contre les conséquences fâcheuses qui pourraient en résulter le cas échéant, et leur en indiquer les remèdes.

 titre d'exemple, à l'appui de nos indications, nous donnons ici les croquis de plusieurs types exécutés suivant le système Linville : l'un avec des assemblages rigides (pont sur le Lekà Kuilemburg, Hollande), l'autre avec des articulations (Pont International sur le Niagarai entre les États-Unis et le

i96 »OKTS M^AUlODla.

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Poat sar le Lek à Kuilamburh (Hollande). Fig. i38.

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192 I PONTS HÉTALLIQDES.

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Ponl sur l'OhJo (OncinDali Southern Railway Amérique). Fig. 140.

(MIL?. III. POUTRES DROITES A TRAVÉES KiDÉPENDANTES. 193

Canada, Amérique). Chacun de ces ouvrages exécutés avec lo plus grand soin nous parait présenter au plus haut degré tous les avantages inhérents à son système, et peut servir de type dans la discussion qui suivra. Quant au pont du Cincinnati- Southern sur l'Ohio qui vient ensuite {fig. 140), il semble, tout en con «servant les caractères essentiels des ponts américains, se rapprocher à certains égards des ponts européens, et tendre vers un type intermédiaire.

Les poutres articulées nous paraissent inférieures aux poutres à asserriblages rigides aux différents points de vue qui suivent :

1* Par suite du jeu existant entre les œils et les chevilles, ces ponts sont plus sujets au ferraillement. Ils subissent de plus grandes déformations (73) sous Faction des charges roulantes.

Lorsque le sens du travail de certaines pièces est sujet à changer, ce que Ton évite avec soin d'ordinaire (sauf dans les poutres Warren), à chaque changement, la cheville vient choquer l'œil; il peut en résulter un agrandissement de cetto ouverture, et par suite une dislocation de la poutre. Ce fait s'est présenté au viaduc de Crumlin dont les œils se sont démesurément élargis, de telle sorte qu'il a fallu en fin de compte remplacer les articulations par des contre-joints rivés. Le mal que nous signalons se manifeste surtout pour les petits ouvrages, qui sont les plus sensibles aux charges roulantes. Pour les grands ponts, où la charge permanente est prédominante, cet inconvénient disparait entièrement. C'est pourquoi, aujourd'hui, on signale en Amérique une tendance croissante à exécuter avec des assemblages rigides toutes les poutres dont la portée est inférieure à 30 mètres, en réservant les articulations pour les portées supérieures [Lavoinne et Pontzen, Chemins de fer en Amérique),

Ceci justifie la pratique des Américains, qui admettent des contre-barres partout où. le travail d'une pièce est susceptible de changer de sens, si peu considérable que soit l'effort anormal, tandis que avec les ponts rigides européens on se contente d'employer les contre-barres dans les points où l'effort anormal est considérable, et que partout ailleurs ou admet le renversement des efforts (ponts sur le Lek et sur le Niagara).

194 PONTS MÉTALUQUEd.

2^ Les pièces comprimées, dont les extrémités sont arti-* culées, ne peuvent supporter que la moitié de Peffbrt qu'elles supporteraient si leurs bases étaient plates (9). Il en résulte qu'en Amérique on tend aujourd'hui à éviter remploi de l'articulation pour les bras : d'une manière générale on y a renoncé dans les poutres Linville pour l'assemblage des montants avec la corde supérieure, gui se fait soit à l'aide de manchons formant encastrement (pont sur le Niagara), soit tout simplement au moyen d'assemblages à rivets (ponts du Cincinnali-Southern, sur l'Ohio). Jusqu'ici on avait maintenu l'assemblage à cheville pour la semelle inférieure; actuellement on cherche même à s'y soustraire, et on s'efforce d*obtenir un encastrement à la partie inférieure des montants (pont du Cincinnati Southern sur l'Ohio), en établissant des faces de contact planes entre le montant et quelques-unes des barres qui constituent la corde inférieure. Ce système particulier, qui consiste à supprimer l'articulation entre les bras et les deux cordes, n'est guère applicable que pour les poutres Pratt et Linville, oii les bras sont normaux aux cordes. Pour les poutres Warren et Howe, les assemblages des bras et des cordes seraient compliqués et défectueux; on conserve donc les articulations aux extrémités. 3^ Le mode de suspension des entretoises du tablier des ponts aux cordes inférieures des poutres, réalisé au moyen d'étriers qui embrassent les boulons d'attache do la corde inférieure et supportent l'entretoise, est défectueux : la rigidité transversale fait défaut et le passage des charges roulantes donne lieu à des chocs qui peuvent amener la dislocation de l'ouvrage (pont sur le Niagara).

On peut d'ailleurs éviter ce défaut en faisant porter les entretoises par les montants verticaux un peu au-dessus de la corde inférieure, ou en intercalant dans la corde inférieure des fers à double té qui portent ces entretoises (pont sur rOhio).

4* Les tirants sont formés en général d'une série de barres parallèles. Il suffit qu'il existe entre ces barres des différences de longueur insignifiantes, soit par suite d'un défaut de construction, soit par suite d'une différence de température, pour conduire à une répartition tout à fait irrégulière du travaili

CHAP, m. POUTRES DROITES A TRAVÉES INDÉPENDANTES. 195

et amener une barre à dépasser la limite d'élasticité. Une

différence de 7 de millimètre peut conduire à des différences

de travail de plusieurs kilogrammes par m.m.q.

5" Le contreventement est en général médiocre (178), et peut-être doit-on trouver dans cette circonstance l'explication de ce fait : que les ruptures de pont par Teffort du vent semblent plus fréquentes en Amérique qu'en Europe.

6** L'assemblage par articulation a cet inconvénient : que la rupture d'un seul boulon peut entraîner la chute de l'ouvrage puisquMl détermine la ruine immédiate de l'assemblage qu'il constituait. Ce reproche ne nous paraît pas sans fondement, ainsi que l'ont prétendu certains partisans des ponts américains. Considérons en effet un pont américain comptant quatre-vingts boulons d'attache principaux; si par inadvertance on a laissé employer un seul boulon de très mauvaise

qualité, soit ^ de la fourniture, une catastrophe est certaine.

Prenons au contraire une poutre rigide comptant seize cents rivets principaux: à supposer qu'un dixième ou 160 de ces rivets soient mauvais ou mal posés, le pont n'en continuera pas moins à subsister : si un rivet manque les rivets voisins le suppléent, à moins que par un hasard bien extraordinaire toutes les pièces mauvaises se trouvent réunies sur un petit nombre d'assemblages, de telle sorte que les rivets de l)onne qualité se trouvent exposés à un travail excessif.

La probabilité que les erreurs commises à la fois par le constructeur et par le contrôleur, dans l'exécution et la vérification des «assemblages, se soient toutes concentrées en un seul point est extrêmement faible. Au surplus on trouve fréquemment en visitant les ponts européens existants dos rivets défectueux, dont on opère le remplacemnnt sans que l'existence de l'ouvrage paraisse menacée. Il n'en serait pas de même si' un seul boulon venait à manquer dans un pont américain.

Par contre^ les ponts américains présentent les avantagea suivants :

V Us réalisent une économie notable sur les ponts h as- Bomblages rigides. Cette économie tient sans doute : d'une

496 P0NT13 MÉTALUQCES.

part à la simplification des assemblages, et d'autre part à ce que, les rivets affaiblissant dans une mesure importante les pièces des poutres rîgides, on est obligé d'augmenter d'autant leur section et par suite leur poids. Mais elle provient surtout de ce que les Américains donnent aux différentes pièces, notamment aux pièces comprimées, des sections d'une forme avantageuse qui leur permettent de supporter de» efforts considérables sous un faible poids, de ce qu'ils veillent à rendre le fravail du métal uniforme dans toutes les parties de l'ouvrage, suppriment autant que possible les pièces surabondantes et inutiles qui sont souvent trop nombreuses dans les ponts européens, et concentrent le métal dans un petit nombre d'éléments robustes et résistants. D'un autre côté, leurs poutres sont en général plus hautes à égalité d'ouverture. Nous croyons qu'en suivant ces errements on pourrait notablement améliorer la construction des poutres rigides et que l'avantage de la légèreté, que présentent à un si haut degré les ponts américains, est plutôt dû à l'adoption de dispositions judicieuses, qui semblent applicables aux poutres européennes, qu'au système de l'articulation proprement dit.

2'' L'on est beaucoup mieux assuré de la répartition des efforts. On a la certitude que les pièces ne travaillent partout qu'à l'effort normal sans subir jamais de flexion. En réglant convenablement les contre-barres à l'aide de tendeurs à vis, on les oblige à remplir exactement leur rôle. Dans les poutres rigides on ne peut guère avoir de certitude à cet égard : il arrive que des pièces qui devraient être tendues restent lâches, et il n'existe pas de moyen pratique d'y remédier en resserrant les pièces trop longues. Il est bien évident d'ailleurs que dans les poutres rigides, et surtout dans les poutres à croix de Saint- André et montants verticaux, il est absolument impossible de savoir avec quelque exactitude comment se répartissent les efforts développés dans les différentes pièces. Enfin on a vu (79) que les pièces ie Fàme sont nécessairement soumises à des efforts de flexion dont Tintensité dépend de l'invariabilité des assemblages et qu'il est par suite difficile de calculer avec précision.

Certaines personnes pensent aussi que, dans les assemblages à rivets et couvre-joints» l'effort transmis par une pièce

CnAP. m. POUTRES DROITES A TRAVÉES INDÉPENDANTES. 497

est presque entièrement supporté par les premiers rivets et non par les autres, de sorte que la première ligne de rivets serait presque exclusivement utilisée et subirait un travail excessif. Il conviendrait de vérifier ce fait par Texpérieuce, et jusqu'ici Ton n'a pas démontré par des exemples précis la réalité de Tinconvénient signalé.

S*" Le montage des ponts américains est incomparablement plus facile et plus rapide que celui des ponts européens. Cet avantage est surtout précieux pour les ouvrages- à établir dans un pays inhabité et sans ressources. En Europe et dans les Etats les plus peuplés de rAmérique, on y attacherait peu d'importance, la main-d'œuvre n'étant pas beaucoup plus coûteuse sur les lieux qu'à l'usine.

4*" Le montage à pied d'œuvre est toujours bien exécuté, sans qu'il soit nécessaire d'exercer une surveillance très active. Au surplus, quand il en serait autrement, il est toujours facile de rectifier les malfaçons qu'on rencontrerait ultérieurement, et de remplacer les pièces défectueuses. Pour un pont européen on ne peut guère constater les défauts après le montage, et en tout cas il est difficile d'y porter remède, l'enlèvement d'une pièce étant toute une affaire, et exigeant rétablissement d'un échafaudage et une installation coûteuse, à laquelle on ne peut se résoudre qu'en cas d'absolue nécesisité.

5"" Le peinturage et la visite des poutres américaines sont des opérations toujours faciles. Dans les poutres européennes, il y a bien souvent des parties qu'il est impossible de visiter et de nettover.

En résumé si, après avoir examiné le pont sur le Lek et le pont sur le Niagara, on considère le poift sur l'Ohio, on est porté à ^e demander si le choix entre l'articulation et le rivet a bien l'importance qu'on lui attribue ; la plupart des avantages constatés dans les poutres américaines ne sont pas inhérents au système, et pourraient être introduits dans les poutres à assemblages rigides. D'autre parties Américains^ en substituant les pièces en tôle et cornières et les fers spéciaux aux pièces forgées employées dans leurs premiers travaux, en s'appropriant l'assemblage à rivets pour la corde supérieure et les bras de leurs poutres, en certains cas même pour la corde inférieure, arrivent à faire disparaître les défauts qu'on

198 PONTS MÉTALUQtJKS.

leur reprochait : insuffisance du contreventement, défaut de rigidité transversale, inégale répartition du travail dans les barres.

En ce qui concerne les tirants, il n'est pas démontré que Tarticulation ne soit pas préférable à Tassemblage à rivets, qui oblige les pièces à travailler à la flexion, et ne les maintient pas toujours suffisamment tendues.

Rien ne prouve que les deux systèmes ne puissent donner des résultats équivalents, et que la perfection, s'il est rationnel de la chercher en se plaçant à un point de vue spéculatif et abstrait, en dehors de toute application pratique et de toute circonstance spéciale, ne soit pas dans une solution intermédiaire, participant de Tune et de Tautre méthode, conformément à la tendance qui se manifeste nettement dans le pont sur rOhio.

8 4.. Étude et eompapalson dei» dlflôpents types

de poutres droites* — Le choix du type à adopter pour un pont est en général une question d'espèce, que l'ingénieur doit résoudre en tenant compte des circonstances particulières dans lesquelles il se trouve.

Nous croyons utile, toutefois, d'indiquer certains avantages et certains inconvénients des différents systèmes, tels qu'ils résultent de l'expérience qui en a été faite.

99m Ponts ik lime pleine» Ai tpeiUls» et êk. epol^n de suint-iiLndp^. — Pour les petites portées, la poutre à âme pleine s'impose ; pour des ouvertures un peu importantes, elle est d'abord fort laide et a le tort plus grave d'être trop lourde, vu l'épaisseur exagérée que l'on est obligé d'attribuer à l'àme. La poutre à. treillis est admissible pour les portées plus grandes, jusqu'à 20 mètres ; mais ce type qui attribue souvent la même forme aux pièces comprimées et aux pièces tendues, et presque toujours leur donne la même section d'une extrémité à l'autre sans tenir compté de la variation des efforts, est à rejeter pour les ouvertures supérieures. Il entraîne d'ailleurs une grande dépense de. métal en assemblages, couvre-joints, et pièces accessoires de toutes sortes. La poutre à croix de Saint- André et montants verticaux est

CUAP. m. POUTRES DROITES A TRAVÉES INDÉPENDANTES. 199

inadmissible et comporte des pièces inutiles. Elle est à rejeter dans tous les cas, sauf pour le contreventemcnt des ponts, où elle se justifie par ce fait que Taclion du vent est susceptible de changer de sens. On doit la considérer alors comme constituée par deux poutres Pratt inverses, qui ne travaillent jamais simultanément, et dont chacune correspond à un sens déterminé du vent.

93* Pouti-e» «impies» composée» et <M>mplexe««

— Pour les ouvertures moyennes, c'est-à-dire inférieures à 50 mètres, les poutres simples sont préférables aux poutres composées ou complexes, au point de vue du poids du métal. Au delà de cette ouverture, les mailles des poutres simples présentent une longueur trop grande. Il est nécessaire alors d'augmenter le nombre des points d'appui du tablier sur la poutre, ce qui oblige à employer soit des poutres composées, soit des poutres complexes. Nous serions fort embarrassé d'établir la prééminence absolue de Tune des classes de poutres sur l'autre : Dans la poutre composée toutes les pièces travaillent simultanément dès que Ton charge une partie quelconque du pont ; dans la poutre complexe les éléments d'une poutre secondaire ne sont pa» affectés par la charge portée par une poutre secondaire voisine. C'est peut-être un inconvénient, bien que la conception de la poutre complexe paraisse à vrai dire plus naturelle et plus logique que celle de la poutre composée. Au surplus, pour les poutres Linville et Pettit qui sont les deux types du système Pratt se correspondant dans les deux classes dont il est question, Texpérience ne semble pas jusqu'ici avoir démontré la supériorité de l'une sur l'autre.

Examinons à présent les diflérents systèmes de triangulation.

8^. Système Koi^ve, ^f^ai^peii et Ppatt. — Le système Howe, où les pièces comprimées sont plus longues que les pièces tendues, est à rejeter : il n'est admissible que pour les ponts mixtes en fer et bois.

Le système Warren simple, composé ou complexe est celui qui exige la moindre dépense de métal a égalité de por-

téc et de surcharge ; toutefois cet avantage théorique suppose que les pièces comprimées supportent le même travail que les pièces tendues , ce qui est en général inexact, et ne tient pas compte du poids des assemblages qui d'habitude n'est pas une fraction négligeable du poids total.

Or les assemblages des bras et contre-bras avec les cordes sont compliqués, médiocres et lourds, lorsque les bras ne sont pas normaux aux cordes, ce qui est le cas de la poutre Warren.

La poutre Post, qui est un dérivé de la poutre Warren double, présente les mêmes avantages et les mêmes défauts. Seulement, comme les pièces comprimées sont un peu plus courtes que les pièces tendues, elle permet de réaliser à ce point de vue une légère économie. Par contre, Tinégale inclinaison des bras et des tirants sur les cordes complique les assemblages, et il semble qu'actuellement on soit disposé à abandonner cette poutre.

La poutre Pratt, et ses dérivés Linville, Pettit, etc., est théoriquement plus lourde que la poutre Warren; mais elle présente l'avantage de réduire au minimum la longueur des bras qui, étant perpendiculaires aux cordes, se réunissent à elles par des assemblages d'une grande simplicité et d'une grande légèreté. D'après les Américains, son montage serait bien plus facile que celui de la poutre W^arren, ce qui explique pourquoi son usage est plus répandu pour les ponts de moyenne et de grande ouverture.

La poutre BoUman parait complètement abandonnée. Par contre, la poutre Fink, qui est beaucoup moins lourde, qui présente l'avantage de se régler avec une très grande facilité, et se prête d'une manière très satisfaisante à l'établissement d'ouvrages à tablier supérieur, est très employée en Amérique pour les ponts de moyenne ouverture,

8 s* Poids ppoppe des poutre» de* dlvem» systÀmes. — Nous croyons utile de faire ressortir ici le peu d'intérêt qu'il y a à choisir, pour les ponts de petite ou de moyenne ouverture, les types de poutres qui exigent le moins de métal, les considérations relatives à la réduction du travail à Tusino et la facilité du montage étant absolument prépondérantes.