Choix Des Culées

1. Choix des culées, des piles et des fondations : Choix des fondations : Le type des fondations dépend de trois facteurs : 

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La contrainte de compression admissible sur le sol ; Les risques d’affouillements dans le cas d’ouvrage en site aquatique ; Les phénomènes de tassements qui doivent être compatibles avec l’intégrité des superstructures.

Le type de fondations employées varie en fonction de la proximité ou de l’éloignement du bon sol par rapport au terrain naturel. Généralement on distingue principalement deux types de fondations : Fondations superficielles sur semelles et Fondations profondes sur pieux. Selon les co nditions géotechniques du site, on a le fond de fouille à une profondeur supérieure à 20m, donc nous adopterons des fondations profondes sur pieux pour tous les appuis. 

Choix des piles :

La conception des piles dépend d’un très grand nombre de facteurs  : 

Hauteur de la brèche à franchir ;  Type du tablier supporté, en particulier en fonction de l’importance des efforts à descendre  ;  Problèmes d’implantation au sol… Il existe deux grandes familles de piles : les piles de type voile et les piles de type poteau (ou colonne). Les différents types de piles : 

Les piles de type voile :

Le modèle de base le plus simple est le voile continu d’épaisseur constante, dont la longueur est égale à la largeur du tablier porté. En général, sa hauteur est assez faible (jusqu’à 15m) au -delà, il est préférable d’utiliser d’autres types de piles. 

Les palées :

La pile prend la forme d’une succession de colonnes. Les poteaux (ou les colonnes) peuvent être libres en tête s’ils sont placés au droit des descentes de charges par l’intermédiaire des appareils d’appui, ou liés par un chevêtre dans le cas contraire.

En dehors de ces deux familles de piles, on tr ouve d’autres types de piles qui sont souvent utilisées dans des ouvrages non courants. Ainsi on trouve : 

Les piles spéciales :

Elles se caractérisent essentiellement par le fait qu’elles n’assurent pas une descente de charge directe à cause de leur géométrie et présentent aussi de nombreux problèmes d’exécution (coffrage et ferraillage) . 

Les piles marteaux :

Ce type de piles est intéressant vu sa forme esthétique et sa limitation de l’emprise au sol. Cependant leur conception et leur réalisation posent quelques problèmes techniques : la mise mi se en place des poutres sur ces piles se fait progressivement en commençant par les poutres de rives, ce qui cause un excentrement important des charges sollicitant les fondations et tout à fait différent de celui pour lequel elles ont été dimensionnées.

Les piles en caisson :

Dans les piles de grande hauteur, il est nécessaire d’assurer une certaine rigidité vis -à-vis des efforts horizontaux. On utilise donc des caissons qui sont le plus souvent réalisées en coffrage glissant ou en coffrage grimpant. De ce fait, l’épaisseur des parois ne doit pas descendre en dessous de 30cm. Elle varie généralement de 30 à 60cm. Donc le type de pile choisit c’est « les piles en caisson » 

Choix des culées :

Ce sont les appuis extrêmes qui permettent de connaître la longueur totale de la brèche à franchir. Ils assurent une liaison entre le pont et les remblais, chose qui les rend particulièrement sensibles à une mauvaise conception. Cette conception doit tenir compte de plusieurs paramètres :      

La hauteur de la brèche à franchir et le tirant d’air à réserver sous l’ouvrage, Les problèmes d’implantation au sol, et le biais Le type du tablier à supporter Le niveau de fondation, L’éventualité des tassements, La nécessité de pouvoir visiter et éventuellement remplacer les appareils d’appui.

La fonction de la culée : Une culée bien conçue doit satisfaire à toutes les exigences de la fonction culée qui se décompose en une fonction mécanique et une fonction technique. 

La fonction mécanique : Les caractéristiques de la fonction mécanique sont : 

Une bonne transmission des efforts au sol de fondation.  La limitation des déplacements horizontaux en tête, de façons à ne pas entraver le fonctionnement des appareils d’appui.  La limitation des déplacements verticaux (tassements). 

La fonction technique : La fonction technique d’une culée se caractérise par le fait que l’on accède souvent par elle à l’intérieur de l’ouvrage.

Les différents types de culées : 

Les culées enterrées :

Ce sont celles dont la structure porteuse est noyée dans le remblai d’accès à l’ouvrage  ; elles assurent essentiellement une fonction porteuse car elles sont relativement peu sollicitées par des effo rts horizontaux de poussée des terres. Ce type de culée s ’adapte facilement pour tout type de fondation et à n’importe quelle hauteur de remblais qui sont généralement talutés à 3H/2V.

Si le sol présente une bonne capacité portante, la culée peut être fondée superficiellement ou par l'intermédiaire d'un massif de gros béton. Par contre, lorsque le sol en place est de mauvaise qualité sur une profondeur telle qu'il n'est pas économique de le purger, il convient de recourir à une fondation sur pieux ou sur barrettes. Les culées remblayées : Les culées remblayées jouent le double rôle de soutènement et de structure porteuse. Le tablier s'appuie sur un sommier solidaire d'un mur de front massif qui soutient les terres du remblai. Une telle culée est généralement fondée superficiellement, compte tenu des efforts horizontaux importants, ce qui limite son emploi au cas des très bons sols. Dans tous les cas, on ne pourra l'envisager que si la hauteur du soutènement reste inférieure à une dizaine de mètres. Dans la pratique, son emploi reste limité aux cas où l'on souhaite limiter la longueur du tablier au strict nécessaire.

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Les culées creuses :

On appelle culée creuse une culée qui comporte un mur de front, des murs en retour et platelage supérieur, formant ainsi une « boite » renversée dans laquelle le remblai est taluté de manière à ne pas exercer de poussée sur le mur de front. Il s’agit donc d’une construction sophistiquée que l’on ne conçoit que dans des cas exceptionnels. 

Les culées en terre armée :

Ce type de culée est basé sur la technique de la terre armée qui est apparue juste il y’a des dizaines d’années (en 1965). On rencontre dans ce cas deux types de conception : le premier correspond au cas où le tablier repose directement sur le remblai d’accès en terre armée par l’intermédiaire d’une tête de culée.  Et le deuxième correspond au cas où le tablier repose sur une culée indépendante du massif en terre armée. 

Les culées contrepoids :

Ce type de culée est conçu dans des cas très particuliers, où la réaction d’appui au droit d’une culée change de signe (par exemple, réaction positive à vide et réaction négative sous charge d’exploitation). Donc son rôle est de rendre son signe constant sous n’importe quel type de charges. Le choix de la variante : Afin que notre culée assure une fonction de soutènement, et vue que notre soutènement, et vue la nature du sol, on adopte des culées remblayées fondées sur des fondations profondes

2. Choix des équipements : Etanchéité : Puisqu’on a une autoroute, donc on va utiliser une chape épaisse en asphalte coulé. Joint de chaussée : On a une autoroute donc on va utiliser des joints lourds convenable à un trafic > 3000 véh lourd/j. Dispositifs de retenue : on va utiliser des barrières de sécurité normal BN4  pour retenir les poids lourds. Corniche. Appareil d’appui : Afin de supporter les grandes charges, on va utiliser les appareils d’appuis à pots. Dalles de transition : Afin d’éliminer les dénivellations dus au tassement du remblai. Evacuation des eaux.

3. Schéma du calage de l’ouvrage :

I.

Evaluation des charges :