Pod metalic

Un pod metalic este un pod a cărui structură este realizată din metal, și anume fier , fontă sau oțel .

Istorie

Primul pod metalic a fost realizat din fontă în Anglia. Acesta este Podul de Fier , construit în 1779 de Abraham Darby III peste Severn la Coalbrookdale . Raza sa de acțiune este de 30,5 m pentru o lungime totală de 60 m și trece la 30 m deasupra râului.

Prima structură metalică construită în Franța este Pontul Artelor din Paris, construit în 1803 de Louis-Alexandre de Cessart și Jacques Dillon . Apogeul podurilor din fontă este atins cu podul Carrousel construit la Paris în 1834 de Antoine-Rémy Polonceau .

Poduri suspendate de fier se dezvolta in Statele Unite din 1810 .

Dar, odată cu apariția unor tehnici eficiente de fabricare a oțelului , podurile metalice se vor multiplica cu adevărat, în paralel cu dezvoltarea rețelei feroviare. Epoca de aur va dura până la primul război mondial , în ciuda apariției în Franța în 1898 a unui concurent redutabil: betonul armat .

Materialele)

Cele oțelurilor folosite pentru construcțiile sunt reduse aliate fier-carbon aliaje , cu generrocilised . Din motive estetice sau de siguranță, pot fi întâlnite uneori alte tipuri de oțel: oțel Corten , oțel inoxidabil etc.

Desemnarea gradului de oțel	Rezistența la randament în MPa	Alungirea metalului la rupere, în%
Oțel moale obișnuit	235 - 355	> 15
Oțel de înaltă rezistență	355 la 690	> 15
Oțel foarte rezistent la construcția cablurilor	1200 - 1400	1,5 până la 2,5

Din motive de siguranță, oțelul este pus să lucreze numai în structuri cu mult sub limita sa elastică; Oboseala stresului limită la aproximativ jumătate din această limită este de 120 MPa pentru oțelul moale obișnuit și 180 MPa pentru oțel de înaltă rezistență. Această limită a oboselii este folosită ca referință în calculul structurilor.

Pot fi implicate și alte caracteristici: temperatura, rezistența la coroziune la solicitare , rezistența într-un mediu salin etc.

Profiluri

Desemnare	Lățimi în mm.
Farfurie	de la 30 la 180 mm
Mare-plat	de la 200 la 1000 mm
Tablă	de la 800 la 3600 mm

în elemente profilate , dintre care cele mai frecvente sunt: unghiuri , bare U și tg

Unghiul inegal al aripii
Grinzi
Fier în formă de U

Procese de asamblare a oțelului

Metodele de îmbinare a oțelului sunt: șurubarea, nituirea și sudarea.

Cele șuruburi și nituri acționează prin strângere capul lor. Șuruburile sunt instalate la rece, sunt utilizate în principal pentru a realiza ansambluri temporare sau pentru a înlocui nituri, în anumite cazuri speciale în care ar funcționa prost.

Șurubul are un cap fix de forjă cu tija sa, care este filetată. Are un al doilea cap mobil, numit piuliță , care este înșurubat pe partea filetată a tijei.

Niturile sunt încinse. Ele au fost cea mai utilizată metodă de asamblare în construcțiile metalice . Nitul are un cap livrat din fabrică cu tija; al doilea cap este produs prin forjarea capătului tijei care în acest scop iese din elementele care urmează să fie asamblate, acest al doilea cap trebuie finalizat în timp ce metalul nitului este încă foarte fierbinte. Astfel, la răcire, contracția tijei determină strângerea energetică a elementelor care trebuie asamblate.

La sudare asigurată asamblarea prin reconstituirea oțelului în articulații sau în planurile de contact ale elementelor care trebuie asamblate. În acest scop se utilizează tije de oțel acoperite numite electrozi, care se topesc sub temperatura extrem de ridicată a arcului electric .

În prezent, toate punțile metalice sunt sudate. Nituri au fost abandonate. În ceea ce privește șuruburile, acestea sunt încă utilizate pentru poduri de urgență. Aduse ca piese de schimb, aceste punți sunt asamblate prin șuruburi foarte repede.

Grinzi metalice

Grinzile metalice au în general profilul unui I, cu toate acestea, uneori au profilul unui U sau, dacă înălțimea lipsește, așa-numitul profil de cutie.

Se face distincția între grinzi metalice cu rețea solidă și grinzi de fermă.

Grinzi de bandă solide

Grinzi web solide sunt realizate în principal din una sau mai multe verticale părți care formează web și părțile orizontale numite flanșe (sau flanșe) dispuse pe fiecare parte a benzii.

Grinzile solide pot fi formate la cald prin laminare ( grinzi de dimensiuni restrânse) sau reci prin asamblarea foilor plate (bare plate) sudate (PRS, pentru grinda sudată reconstituită (sau recompusă) ) sau - anterior - nituite împreună prin unghiuri.

Flanșele și unghiurile sau flanșele singure, în cazul unui cadru sudat sau laminat, constituie ceea ce se numește coardele grinzii.

Fascicul de miez solid nituit
Fascicul în U drept nituit
Grinzi de cutie nituite
Grindă reconstituită sudată

Grinzi de fermă

Zăbrele , numite ferme sunt constituite fie prin nervuri conectate printr - o rețea , dar cu bare sau verticale sau înclinate, care formează cu ramele un triangulat împreună. Aceste bare sunt aranjate într-un mod diferit în funcție de sistemul de triangulare adoptat.

Sistemele utilizate în mod obișnuit sunt:

Fascicul tip Pratt
Grindă de tip oraș
Town beam dublu
Raza K
Fascicul tip Warren
Fascicul tip Warren cu montanți
Howe fascicul
Fascicul transversal Saint-André (juxtapunerea sistemelor Pratt și Howe)
Fascicul compozit
Grinzi tip Vierendeel (carcasă specială, care nu face parte din ferme)

Îmbinarea grinzilor

Asamblare nituită

Îmbinările nituite erau cele mai comune tipuri de îmbinări înainte ca sudarea să devină obișnuită. Atât podurile cu grinzi drepte, cât și podurile pentru grinzi au fost nituite. Fotografia opusă arată un ansamblu tipic de grinzi de fermă. Montanții verticali și orizontali constau din unghiuri și plăci nituite împreună. montanții înclinați sunt din bare U. La joncțiunea fiecărui ansamblu, se adaugă apartamente, numite capace de îmbinare, pentru a rigidiza structura.

Ansamblu sudat

Fotografia opusă arată un ansamblu tipic modern din metal. Acestea sunt două grinzi de bandă solidă sudate. Grinda transversală, numită piesă de punte sau distanțier , este sudată de piesa longitudinală, numită spart lateral (al cărui suflet poate fi văzut plat în partea de jos a fotografiei). De remarcat și prezența unui rigidizator vertical, care asigură rigidizarea ansamblului. Acest rigidizator este terminat pe baza sa de o șanț .

Tipuri de poduri metalice

Poduri drepte cu grinzi

În funcție de structura grinzii, se face distincția între: poduri cu grindă cu o singură cameră (numite dovele ), poduri cu grindă dublă, poduri nervurate, poduri lenticulare și poduri pentru ferme.

Poduri suspendate

În cazul unui pod suspendat , grinda se numește grindă de rigiditate . În general este realizat dintr-o plasă metalică.

Trei indicatori caracterizează un pod suspendat:

deschiderea sa , care este egală cu lungimea sa L în cazul unei punți suspendate cu o singură deschidere, fără o deschidere de margine.
săgeata sa (f), care este distanța dintre mijlocul frânghiei care unește vârfurile celor doi stâlpi și mijlocul cablului de fixare (sau al cablului purtător).
înălțimea H a grinzii de rigiditate.

Înălțimea H a fasciculului de rigiditate este între L / 80 și L / 100.
Pentru podurile cu deschidere mică și medie, avem în general următoarea relație între deschidere și deviere: $f = {\ frac {L} {9}}$

Poduri cu cablu

Clasificare detaliată

Familie	Categorie	Imagine
Podul cu grinzi	Pod cu cavaler
	Pod de punte mixt cu grinzi duble
	Pod de punte mixt cu mai multe grinzi
	Pod de punte cu cutie mixtă
	Pod de punte din placă ortotropă
	Podul de grindă cu grinzi drepte
	Podul cu fermă în consolă
	Pod acoperit cu grinzi
Podul arcului	Pod arc metalic cu punte suspendată
	Pod arc de oțel cu punte intermediară
	Pod arc metalic cu punte transportată
	Pod metalic cu arc
	Pod lenticular
	Pod cu coardă de arc
	Podul cu cârje
Podul cu cablu
Pod suspendat	Pod suspendat cu lanț
	Pod suspendat cu placă de beton și grindă de rigiditate
	Pod suspendat din plăci ortotrope

Note și referințe

Noțiuni de lucrări publice - R. Allard și G. Kienert - Ed. Eyrolles -1957

Anexe

Bibliografie

Louis Bruyère , Studii referitoare la arta construcției , volumul 1, Recueil III, Ponts en fer , editor Bance, Paris, 1823, p. 3-8 ( citiți online ) , plăci de la 1 la 16 ( citiți online )
J. Chaix, Tratatul podurilor , partea a doua, poduri structurale, metalice și suspendate , volumul 1, editori Fanchon și Artus, Paris
J. Chaix, Tratatul podurilor , partea a doua, poduri structurale, metalice și suspendate , volumul 2, editori Fanchon și Artus, Paris
Henri Deschamps, Principiile construcției cadrelor metalice și aplicarea lor la poduri cu grinzi drepte, mansarde, suporturi și capete , Politica tehnică Librairie Ch. Béranger, Paris și Liège, 1908
François Ciolina, Construction Métallique , volumul 1, Conception des structures , Éditions Eyrolles (cursul Școlii Naționale de Poduri și Drumuri), Paris, 1979
François Ciolina, Construction Métallique , volumul 2, Ouvrages d'art , Éditions Eyrolles (cursul Școlii Naționale de Poduri și Drumuri), Paris, 1979
Fritz Leonhardt , Brücken Bridges , The Architectural Press, Londra, 1982 ( ISBN 0-85139-764-6 )
Leonardo Fernández Troyano , Ingineria podurilor. O perspectivă globală , Thomas Telford, Londra, 2003 ( ISBN 978-0-7277-3215-6 )
Jean-Paul Lebet, Manfred A. Hirt, Steel Bridges , Presses polytechniques Universitaires Romandes (Tratatul de inginerie civilă, volumul 12), Lausanne, 2009 ( ISBN 978-2-88074-765-7 )
Clementine van Rooden, Historic Steel Bridges , Steeldoc, 03 + 04/2013, Documentația Centrului Elvețian pentru Construcții din Oțel SZS ( citiți online )