Quels sont les types d’effort pouvant être soumis aux ponts ?
Les ponts sont des structures très utiles pour simplifier le passage des personnes et des biens entre deux lieux. Compte tenu du poids qu’ils supportent chaque jour, ils sont parfois soumis à des forces qui diffèrent selon leur forme et leur nature. Quels sont donc les différents types d’effort pouvant être soumis aux ponts ? Découvrez-les ici.
Plan de l'article
L’effort de compression
Le premier type d’effort pouvant être soumis aux ponts est celui de compression. Il se définit comme l’action des forces qui tendent à pousser vers l’intérieur de la structure. Celles-ci sont exercées à divers endroits, dont les extrémités. Elles visent en réalité, à réduire la taille de la construction.
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Il faut souligner que lorsque le pont est soumis à cet effort, il subit une déformation. Elle peut être très importante ou minime en fonction de la situation et de la taille de la construction. Les ponts les plus touchés par cette force sont ceux en arc et ceux voûtés.
La force de traction
La force de traction encore appelée tension agit également sur les ponts. Elle s’exerce de l’intérieur vers l’extérieur. Cet effort est donc l’opposé de celui de compression. Il permet à la structure de s’étirer sur elle-même. Il faut souligner qu’il s’exerce généralement sur les ponts à haubans et suspendus.
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L’effort de flexion
L’effort de flexion que subit le pont peut être défini comme une force agissant au même titre qu’une charge. Il s’exerce donc du haut vers le bas, de la même manière que le poids d’un corps. Il a pour effet de rendre le pont flexible. Autrement dit, il vise à rapprocher ses deux extrémités en créant une courbe. Les ponts à poutres sont les plus soumis à cet effort.
Les autres types d’efforts
En dehors des trois précédents efforts qui agissent sur les ponts, il en existe deux autres moins importants, mais considérés comme des contraintes non négligeables. Ils s’exercent généralement sur des parties précises de la structure, ou parfois en combinaison avec une autre force.
L’effort de cisaillement
Il s’agit d’une force exercée en parallèle sur le pont. Pour le cas du pont à poutres par exemple, cet effort se fait ressentir lorsque les deux composantes sur les axes (x et y) de la poutre sont nulles. Il en existe deux sortes selon le type de forces exercées : d’une part le cisaillement simple lié à la flexion, et d’autre part le cisaillement pur relatif à un effet tranchant.
L’effort de torsion
L’effort de torsion exercé sur le pont vise à faire vriller ce dernier. C’est un ensemble de deux forces qui agissent simultanément et dans des sens opposés. Ceci a pour effet de plier la structure si elle n’est éventuellement pas construite pour y résister. Par ailleurs, cet effort est souvent associé à celui de flexion, parce qu’il crée également des courbes.
En somme, retenez qu’il existe plusieurs types d’effort pouvant être soumis aux ponts. Il s’agit de ceux de compression, de traction et bien sûr de flexion. D’autres contraintes comme le cisaillement et la torsion viennent compléter la liste.
L’effort de cisaillement
L’effort de cisaillement est un élément crucial à prendre en compte lorsqu’on évalue la résistance d’un pont. Cet effort, qui se manifeste par une force exercée en parallèle sur le pont, peut avoir des conséquences significatives sur la stabilité et la durabilité de la structure.
Il existe deux types d’efforts de cisaillement : le cisaillement simple et le cisaillement pur. Le premier est lié à la flexion du pont, tandis que le second est associé à un effet tranchant.
Le cisaillement simple intervient lorsque les composantes sur les axes x et y de la poutre sont nulles. Il s’exerce principalement dans les parties centrales des poutres ou des plaques du pont. Lorsque ces forces internes au matériau excèdent sa capacité de résistance au cisaillement, cela peut entraîner une déformation permanente voire une rupture complète du pont.
Quant au cisaillement pur, il résulte d’une action tranchante appliquée sur le bord d’une poutre ou d’une plaque. Ce type d’action peut être causé par divers facteurs tels que l’impact accidentel avec un véhicule ou même l’action naturelle du vent latéral sur le tablier du pont.
Pour remédier aux effets néfastes du cisaillement et assurer la sécurité des ponts, il est essentiel de prendre en compte ces forces lors de la conception et de la construction des structures.
L’effort de torsion
L’effort de torsion est un autre type d’effort auquel les ponts peuvent être soumis. Ce phénomène se produit lorsque des forces sont appliquées en rotation autour de l’axe longitudinal du pont.
L’effort de torsion peut provenir de différentes sources, telles que la circulation des véhicules sur le tablier du pont ou encore les mouvements sismiques. Ces forces rotatives exercent une pression intense sur les éléments structuraux du pont et peuvent entraîner des déformations excessives voire la rupture complète de la structure si elles ne sont pas correctement prises en compte lors de sa conception.
Pour résister à l’effort de torsion, pensez à choisir des matériaux avec une grande résistance à ce type d’action mécanique. Les ingénieurs privilégient souvent l’utilisation d’acier pour renforcer les poutres et les câbles du pont, car ce matériau présente une excellente capacité à résister aux contraintes dues à la torsion.
Des techniques avancées telles que le précontraintage permettent aussi d’améliorer considérablement la résistance à l’effort de torsion. Cette méthode consiste à exercer une tension préalable sur certains éléments de la structure, ce qui les rend plus résistants aux forces de torsion.
