Le pont de la route du Tir-fdralAutor(en): Piguet, J.-Cl. / Hofer, R.Objekttyp: ArticleZeitschrift: Bulletin technique de la Suisse romandeBand (Jahr): 89 (1963)Heft 26: Autoroute Genve-Lausanne, fascicule no 2Persistenter Link: http://dx.doi.org/10.5169/seals-66365PDF erstellt am: 18.05.2015NutzungsbedingungenMit dem Zugriff auf den vorliegenden Inhalt gelten die Nutzungsbedingungen als akzeptiert.Die ETH-Bibliothek ist Anbieterin der digitalisierten Zeitschriften. Sie besitzt keine Urheberrechte anden Inhalten der Zeitschriften. Die Rechte liegen in der Regel bei den Herausgebern.Die angebotenen Dokumente stehen fr nicht-kommerzielle Zwecke in Lehre und Forschung sowie frdie private Nutzung frei zur Verfgung. Einzelne Dateien oder Ausdrucke aus diesem Angebot knnenzusammen mit diesen Nutzungshinweisen und unter deren Einhaltung weitergegeben werden.Das Verffentlichen von Bildern in Print- und Online-Publikationen ist nur mit vorheriger Genehmigungder Rechteinhaber erlaubt. 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Lacommissioncantonaled'expertspourlesouvragesd'art de l'autorouteLausanne-Genve,composede reprsentantsdes administrationsfdraleset cantonales etdelaSocitdesingnieurs et architectes(SIA),nommeaudbut destudes, a rsoludeclassercesouvragesselonl'importancedes voies depassageet lavaleur del'angledecroisementavecl'autoroute, afindepermettresipossible une rationalisationdes travaux d'tude et deconstruction.Acet effet, divers lotssimilairesfurent confisdesbureauxd'tudes. L'und'euxcomprenait notammentlespassagessuprieurstrs biaispar rapportl'autoroute,situs dans desrgionsoleprixet la densitd'occupationdusolnepermettaient pasde concevoirde larges correctionsdes voiesdespassages.Actuellement,les nouvellespossibilitsoffertesparlecalcullectroniquepermettentdersoudreaismentlesproblmes statiques possparcesouvrages.Lepontde la routeduTir-Fdral (fig. 1) est unexempleparticulier depassage suprieur trs biais;il fait partiede l'artre cantonale n82, situe l'ouest de Lausanne,1Cetarticledevaitparatresousuneformepluscompltementillustre; mais, parsuite de circonstances indpendantes de lavolontdel'auteur et delaRdaction, tel ne peut tre lecas,unlot de documentsayant tperdu. (Rd.)et destine servir de bretelle entre laroute cantonalen1 Genve-Lausanne et les routes cantonales Lausanne-Vallorbe et Lausanne-Yverdon. C'estunouvragedegrandeporte, car il franchit l'autoroute entre l'changeurd'Ecublenset laMaladire, surletronond'arrive Lausanne trois voies de circulationdanschaquesenset,danslamesuredupossible, il futrecommandd'viterl'appuicentral afin de satisfaire desimpratifs de scuritet d'esthtique.Deplus,laqualittrs mdiocre dusous-sol delargionimposaitd'embledeslimitestroitesauxpossibilitsdeconceptionet d'excutiondel'ouvrage.Donnesdebase du projetTracset profilsen travers(fig. 2)Lenouveautracde la routecantonalen 82coupel'autorouteGenve-Lausannesurleterritoirede Cha-vannes prs Renens, 500menvirondel'changeurd'Ecublens, direction Lausanne. La largeur de lachausse delaroutecantonaletait fixe9m, plusdeuxtrottoirs de 2mchacun.Quantl'autoroute,ellecomptera sur ce tronon3 voies de circulationdanschaquesens, ce qui porte la largeur du gabarit d'espacelibrerespecter 33m.Lesaxesdes deuxvoiesformant entre eux unanglede38, l'ouvragede franchissementraliser devient decefaitimportant et trsbiais. Ledbouchde laroutede raccordement Cro-chycre quelques complications supplmentaires l'extrmitsuddupont.Profilsen longDans largiondupointde croisement des deuxchausses, lanouvelleroutecantonaletait prvueenBPww,**Fig. 1. Vue d'ensemble.Photo VuiLemin433remblaisetl'autorouteentranche. Al'axedel'autoroute,lanouvellechaussesesitue2,50mau-dessusduterrainnaturel et l'autoroute4,50mau-dessous.Comptetenudugabarit d'espacelibreetdelapentegnralede la routecantonale,lahauteurdeconstruction maximum disponible et dterminante tait de2 ml'unedes extrmits.Sols defondationLes sondages prliminaires,excuts dans largionparle laboratoiredeM. de Crenville, ingnieurLausanne,ont misenvidencela natureessentiellementargileusedu sous-sol. La consistance est faible;lacompressibilit, relativement forte, est variablelelongdel'ouvrage.Par ailleurs, lanappephratique,situeen moyenne 1,50 m sous le terrain naturel, devait tredfinitivement abaissepourl'excution de l'autoroute. Onpouvaitdonc s'attendre, quelquesoit lesystmede fondationadopt, des tassementsd'ensembleconsidrablescauss parlepoidsdes remblaisexcuter dans largionetparlaconsolidationdue l'abaissement de lanappephratique,ainsiqu'destassementsdiffrentielsimportantsdus l'ingalitdela compressibilit dusol.Conceptiondel'ouvrageL'analysedes conditions de base duprojet nousconduisit rejeterles diverstypesdepontspropossjusqu'alors surl'autoroute Lausanne-Genve en tantquepassagessuprieurs. Eneffet,de lafrontiregenevoiseMorges,lesterrainsdefondations seprtaientengnral la constructiondeponts-cadresbquillesinclines, qui permettaientde raliser d'apprciablesconomiessurlesfondationsetles cules.Dans notrecas, l'inaptitude fondamentale du terrain l'absorptionderactionshorizontalesorientait d'emble nos recherches vers une solution statique ractionessentiellement verticale. Lechoixdusystmedefondation fut principalementinfluencparleproblmecapitalde l'abaissement de lanappephratique.Eneffet,le terrassement gnral en pleine massede latranche de l'autoroute n'tait ralisablequ'aprsl'excutiondecetteopration. Or, lapermabilittrsfaibledusol laissaitprvoir unevitessed'abaissementextrmement rduite et difficile corrigerpardesmoyensartificiels. Letempsncessaire l'oprationtait telqu'ilfallait envisagerde construire lepontpendantl'abaissement delanappe,doncavant leterrassement gnraldel'autoroute. Ceciimpliquait queles semelles de fondation del'ouvrage,situsousleniveau futurde l'autoroute, c'est--dire6mauminimumsousleterrainnaturel,seraient excuter dansl'eau l'abri d'unblindagetanche. Pour d'videntesraisons conomiques, il fallait rduire aumaximuml'emprisedecesfouilles. Or, 1msousleniveaudel'autoroute,le tauxde travail admissible tait fix auxenvironsde1kg/cm2, cequi, vu l'importancede l'ouvrage,conduisait uneemprise trop importantedecesfouilles. Le seul moyende la rduire tait de recourir une fondationen profondeur. Aprs tude approfondie,il fut dcid de fonderl'ouvrage sur pieuxflottantsmouls dans le sol. Afinde rduire l'emprisedes fouillesdes culesainsiquelenombredepieuxinclinsindispensablesla transmissionau sol de lapousseexercesurellesparle remblai, il fut dciddelesplacer perpendiculairementl'axedelaroutecantonaleet nonparalllement l'axe de l'autoroute. Le cot de lalgre augmentationdelongueurdu tablier qui enrsulteest largement compenspar l'conomie raliseenfondations.L'implantationdel'ouvragetait ainsidtermine: il s'agissaitderelier deux cules droitesdistantesde90mpar un tablier de 13mdelarge,lesseulsautresappuisdisponiblestant situsau borddel'autoroute, puisqu'il tait recommand d'viter l'appuicentral. Nousarrivionsdonclaconception d'un pontcontinu troistravesde16m,58 m,16 m sur appuisintrieursbiaisavecculecontrepoids(fg. 3).Lahauteurdeconstruction, limite 2mparlegabarit,imposaitlerecoursunesection caissonnerigidelatorsion,lepont-poutretant irralisableaveccettehauteur, par suitede l'effetdu biais, qui se traduit paruneforteconcentrationdecontraintedanslespoutresdebord.L'ouvrageainsiprojetest hyperstatique,donc sensible aux tassements importants auxquels il fallait s'attendre. Pour seprmunir contred'ventuelsaccidentsfcheux, il tait indispensabledeprvoir unsystmederglageparvrinsau droit desappuisintermdiaires. L'encombrement de ces vrins,dterminparlesfortesractions reprendre,ainsique latechniqueadoptepourcerglage, nousont conduits concevoirces appuisintermdiaires auborddel'autoroutesousforme de deux piies indpendantes reposant sur unesemellecommune; cettesolutiondonne, notreavis,uneimpressiondelgretqu'ilet tdifficiled'obtenir avecuntyped'appui conuenpalepleine, oummevide, place pareillement en biais.Descriptiondel'ouvrageTablierLetablier estconusous laformed'uncaissonenbton troismesde1,95 mde hauteur. La largeur dececaissonvariede9,50mlabase10,40msous ladallesuprieure.Il est muni dedeux porte--fauxlatrauxde1,50 mde portedestins reprendre les trottoirs, ce qui portelalargeurtotale del'ouvrage13,40m. L'paisseurdel'memdianeest de60cm,celledesmeslatrales variede60cm 1,05 m, afin dedonner aucaissonuneformetrapzodalequicontribue amliorerl'esthtiquedel'ouvrage. L'paisseurdeladallesuprieureest normalement de16cm,celledeladalleinfrieurede 12cm.Ces dallessontlocalement renforcesaudroit despiles, oleur paisseurpasse respectivement24 et30 cm.La rigidit transversaleducaissonest assure par huit entretoises,perpendiculairesl'axedupont.Deuxd'entreellessontsitues au tiers de la trave mdiane, les six autres sontdes entretoises d'appui places audroit despiles etcules. Lecaissonest liauxdeuxcules, distantesde90m,et s'appuiesur quatrepilesintermdiaires distantes deux deux de 58 m,placesen biais de partetd'autre du gabaritde l'autoroute. Tousles appuis, tantsur piles que sur cules, sont raliss l'aidede plaquesfrettesennoprneSTUPquiabsorbent les ractionshorizontalesde freinageetde stabilit tout en permettant auxdplacements longitudinauxdus lamiseenprcontrainte, au fluage, au retrait et latempraturedese dvelopper.La liaison avecles culesassure434Coupe en long610.9890.00Vrins mobilespour relevaqedu pontIIIIRayonvert.3500tTtl'axe 409,29SituationPieux de 60 t.Glaiseargileuseou limoneuse5.50 16.00 29.00Crissier29.00 16.00 5.5038*6'-viEn CrochyCoupe en traversI. ElectricitH Eau etgazIE TelephonDEPassageFondationEcublensen13.002.00. 4.50 450 2.00.20rJffy\r?1S150rHartW813.85 | [ j. 3.85 1U150bsii sii 3. 401,00oTi.oocm'18,40Fig. 2. Plan, lvationet coupes.l'effet decontrepoids et l'encastrement la torsion;elleest raliseparembotementslatrauxdes entretoisesd'extrmits dans les cules(fig. 4).Surchaque cule, letablier est muni d'unjointdedilatation, systme Proceq,constitu de lamelles verticalesen acier, sparespardesprofilstubulaires ennoprne.Ce systme tanche permetdesdplacementsd'uneamplitudede l'ordrede6cm.L'arrivesur le pontde laroutede raccordement,Crochy, a ncessit la construction d'une dalle nervuredeformevasede 10mdeporte, qui prendappuid'une partsur unecule indpendante, d'autre part surunebattuemnagelelongde lapoutredebordducaisson, sur unelongueurde30mcompte depuislacule sud. Le tablier est prcontraint, longitudinale-ment, par uncblage continu(fig. 5)de 48cblesVSLde2408mm,dveloppant autotal une force initialedeprcontraintede 6500 tonnes galement rpartiesentreles trois mes du caisson. Tous les cbles sontmunisd'ancragesmobilesaux deuxextrmits. Transversalement, l'ouvrage est exclusivementconuenbtonarm (fig. 6). Il est noterquel'armaturedesentretoisessurpiles, extrmement sollicites, tait trscomplique,du fait desnombreux trous imposs par lepassagedes conduitesdugaz,del'eau,de l'lectricitet dutlphone.Ladensitet la rpartitiondesarmaturesenacierspcialsont conformesauxprescriptionsde l'autoroute visant amliorerlascurit lafissuration.Cules et piles Fondation.Lesculesen bton arm (fg. 7), sont composes d'unmur frontal de13mde largeur et dedeuxmursd'ailede 6mdelongueur,ancrs dansunesemellerigideuniquede5,10x19,20m,rpartissant lachargeet lapoussedesterressur unensemblede20pieuxverticauxet inclins, dispossdefaon former des chevalets stables. La hauteur de soutnement decesculesest de7,50 m.Lespiles (fig. 8) sont places3,20men retrait dubord infrieur du caisson. La section transversale,choisieen formede losange tronqu,conduit uneimpression gnralede lgret tout en permettant unedisposition judicieuseau sommetdesplaquesd'appuiSTUPet desquatrevrins Leonhardt de 250 tonnes et de30cmdecoursencessairesaurglagedelaractiondechaquepile.Cesquatrevrinssont logsdansuneniche qui sera ferme par des pices en bton prfabriquaprsrglagedfinitif del'ouvrage(fig. 9).Dechaquectde l'autorouteunesemelle rigide,de6,40mdelargeur et de18,40mdelongueur, reprendlachargedesdeuxpileset larpartit sur unensemblestable de 56 pieux. Les pieux utiliss pour les fondationsdes pileset culessont en btonmouldans le sol, excut selon lesystme Alpha.Ils ont undiamtre de50cmet nesont armsque dans leur partie suprieure.L'inclinaison maximum ralise pour certainsdes pieuxdes cules etdespilestait de 20 %. Leur longueurvarie de 12 18 m.Ce sont des pieuxflottants travaillantessentiellementau frottement latral ;lachargedeservice a de ce fait t limite 60 tonnes par pieu. Deuxessais dechargeeffectussurdespieux en place ontmontrquel'affaissement tait de l'ordre de 12mmsous charge de service et de 20 mm sous100 t ; il fallaits'attendre cequel'effet degroupeamplifiedetroiscinqfoiscesvaleurs.ExcutionLestravauxrelatifs aupontdbutrent enjanvier1961et furent mensdans l'ordresuivant :Nivellement du terrain sur l'emprisede l'ouvrage 1menmoyenneau-dessus delanappephratiqueet excutiondestranchesdrainantesdfinitivespourabaissement delanappe.Miseenplacede l'installationde pilotageet excutiondespieuxarass 4 msouslaplateformedetravail.Fonagedespalplanchespourexcution desfouillesau droit desfutures pilesde l'ouvrage.Excution desfouilles, btonnagedessemelles,extractiondespalplanches.Pendant ces oprations, lanappephratiqueavaitdjsuffisamment baisspour quel'onpuisse entreprendrelesfouillesdes culessansavoirrecours desblindagestanches. Les cules etlespilesconstruites,il fut procdau montageducintre, enconstructiontubulairefondsurdessemellessuperficiellesprpares l'avance; puisles travauxse poursuivirent par :l'excution du coffrageextrieur du caisson, leferraillagede ladalle infrieureet desentretoiseset laposedes cbles deprcontrainte;lebtonnageenunetapede ladalle infrieure;laposedes cintresintrieursducaisson, lecoffrage,leferraillageetlebtonnageenpleinesectiondes mes etdela dallesuprieure, entroistapesde30mdelongueurenviron.Le tablier taitbtonnendcembre1961, unepremire mise en tension 30 % des cbles de prcontrainteintervint en janvier 1962, ce quipermit lamiseenservicerduite del'ouvragesurcintreenattendant l'arrivedesvrinsderglage, disponiblesdsmars1962,Ceux-cimisen place, il fut procd la miseen tensiondfinitivedescbles deprcontrainte, l'injectiondesgaineset audcintrement de l'ouvrage.Les vrinsrestrent quatremoisen place.Pendant cette priode, lestassements furent rgulirementcontrls etcompenss. Avant leretrait desvrins,leponta trgletcalsurlespilesau moyendeplaques mtalliquesplacessurlesappuisSTUP.Les tassementsdespilesetcules ont t observsdsl'poquede leur construction. Nous donnons ci-aprsun tableaudesvaleursmesuresavantlebtonnage du tablieret uneanneaprs cette opration.Tassement desappuisEpoqueElmentCulenordPiles nordPiles sudCule sudTassementsavantbtonnagedutablier30 mm11mm10 mm9 mmTassementsuneanneaprs lebtonnage56 mm53mm60 mm29 mmAffaissementintressantletablier26 mm42 mm50 mm20 mmCalagencessairefin19690 mm17 mm29 mm0 mmCe tableau met particulirement envidencel'importancedes tassementssubisparles culesavantlebtonnage du tablier. Ceci est d l'entranementde lacule dans le tassement d'ensemble provoqu par l'abaissement de lanappeet lepoidsdes remblaisrapports.436Fig.3.Dtail despiles.Photo Vuilleminmm&A*WSf%sSC'est lephnomne du frottement ngatif, qu'il estdangereuxdengliger lorsqu'on emploiedespieuxflottants.AnalysestatiqueGnralitsLescharges admisessont celles d'uneroutede lreclasse, conformmentaux normes SIAen vigueur etaux prescriptionsde l'autoroute.Lecalcul despieux,despiles et des cules n'afaitintervenirquedes notionsclassiquesdegotechniqueet debtonarm. Lecalcul dutablier,par contre, afait l'objetde recherches plusoriginales, principalementen ce qui concernel'effet dubiais. Nous donnons ci-aprsun bref aperu de la mthode utiliseet desrsultatsacquis.Mthodedecalcul dutablierSoitunepoutre-caisson, forme de trois mesverticales liespardeux dalleshorizontales, simplementappuyeet encastrelatorsion auxdeuxextrmits,pose surquatre appuis intermdiairesponctuels etexcentrs. Unepremire constatation s'impose: l'excentricitdesappuisintermdiaires, rsultant dubiaisaccus del'ouvrage, fait natre dans celui-ci desmoments de torsion dontl'importance nepermet plusl'applicationdelathoriesimplifiedelatorsion, quisuppose implicitement une variation uniformede l'angledetorsionlelongdel'ouvrage. L'entraveaugauchissement,existantaudroit despoints d'applicationdumoment extrieur, setraduitparlanaissancede contrainteslongitudinales, dont lavariationest quilibreparunrgimedecisaillement secondairequi collabore la ralisationde l'quilibre.Pour le calcul des contrainteslongitudinales et del'effet de torsion, nousavons,dansune premire tape,supposlecaissonindformabletransversalement. Parla suite, ensecondetape, nousavonstenu comptedesdformationsdu caisson pour lecalcul des effortstransversaux; il fut alorsconstatquecephnomneexerceuneinfluence trs faiblesur la rpartitiondescontrainteslongitudinalesetdes cisaillements.L'hypothsedel'indformabilit faite en premire tape est donc admissible, sous rserve de corrections locales des rsultatsobtenuspourdescharges ne s'appliquantpasdirectement sur uneentretoise.Cette hypothsenous permetde caractriser ladformationdetout pointd'unesectionparunecombinaison linairede la flche verticalewet de la rotationdetorsion