Bachelorarbeit Valeria Aubert

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Diplomée
Valeria Aubert
Professeur
André Flückiger, ing. dipl. EPFL/SIA
Expert
Stefan Walt, ing. dipl. EPFL/SIA
Discipline
Construction métallique et mixte
Jahr
2013
Arcs Paraboliques inclinés à villars-sur-glâne
Etude pour la construction d’une passerelle piétonne
Le travail consiste en l’élaboration d’un projet pour une passerelle en acier dans la ville de Villars-sur-Glâne. La passerelle s'inscrit dans le cheminement piétonnier existant et accessible pour les personnes à mobilité ­réduite et pour les cyclistes. Une attention particulière sera portée sur les détails constructifs, tout en respectant des critères économiques.

A la sortie de l’autoroute Fribourg sud se situe le quartier de Moncor, qui fait l’objet d’un fort développement. De ce fait, le passage piéton traversant la route cantonale ne garantit plus la sécurité des piétons en raison de l’augmentation du trafic automobile et piétonnier.
La commune souhaite étudier et réaliser une passerelle piétonnière par-dessus la route cantonale 13b. Cette passerelle devra aussi répondre à des critères esthétiques et s’intégrer dans le paysage urbain.

Les caractéristiques
La construction de la nouvelle passerelle doit présenter une longueur de 25 m et une largeur minimale libre de 3,6 m, ainsi qu’une hauteur minimale libre de 2,35 m exigée par les normes VSS. Durant la première partie du projet, quatre variantes de passerelles ont été étudiées: passerelle à treillis, passerelle à arcs inclinés, ­passerelle à poutres de hauteur variable à âme ajourée et passerelle haubanée. La variante ­retenue est celle qui intègre des arcs inclinés.
En raison de son esthétique soignée, elle s’intègre bien dans le paysage urbain. Ses coûts de production ne sont pas supérieurs aux autres variantes, et elle présente en outre un système statique plus intéressant à développer. La structure porteuse est constituée de deux arcs paraboliques inclinés soutenant, par l’intermédiaire de suspentes, le tablier revêtu d’un plancher en contreplaqué et d’une finition en résine synthétique.
L’évacuation d’eau dans une chambre pluviale est assurée par la pente longitudinale et par une pente transversale de 1,5 %. La structure donne un effet visuel dynamique à la passerelle.

Les matériaux et le fonctionnement
Le tablier en panneaux de bois ferme complètement la structure métallique. Les tirants d’arcs font aussi fonction de poutres longitudinales pour le tablier, ceci pour éliminer les barres superflues et simplifier les assemblages. Pour obtenir un tablier plus fin, les poutrelles longitudinales et transversales sont assemblées sur le même niveau. Les contreventements, intégrés dans cette structure, assurent la stabilité horizontale. Cette solution permet de maîtriser les coûts de construction. La section ronde et fermée limite les risques de déversement des arcs et assure un effet esthétique, et les effets aérodynamiques indésirables sont diminués. La structure porteuse de la passerelle est dimensionnée avec les différentes situations de risques déterminantes. Les vérifications pour l’Etat Limite Ultime (ELU) et l’Etat Limite de Service (ELS) ont été effectuées. La détermination des fréquences propres de la passerelle avec les modes de vibrations correspondantes est faite avec l’aide d’un logiciel. La passerelle est rigide et résiste bien aux charges dynamiques. La fréquence de tous les modes de vibrations déterminants reste dans la limite de la fréquence admissible.
La recherche d’une bonne solution aussi bien esthétique que constructive pour l’assemblage sur les appuis a pris du temps. C’est le point important de l’ouvrage, la charge considérable de la poussée d’arc doit pouvoir passer par l’assemblage du tirant. Pour ce faire, les arcs se prolongent jusqu’aux appuis, le tirant et la traverse sont assemblés par un système de raidisseurs entièrement caché à l’intérieur de l’arc.
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