Pont ferroviaire sur l`IJssel

Pont ferroviaire sur l‘IJssel
Image: SSF Ingenieure AG / Florian Schreiber Photographie
Le nouveau pont sur l’Ijssel fait partie de la ligne « Hanzelijn », une
ligne de 50 km nouvellement construite pour le trafic ferroviaire
entre Lelystad et Zwolle. Le pont à deux voies traverse l’Ijssel et
ses abords pour relier les communes de Hattem et Zwolle avec
une longueur d’environ 930 m. Les portées sont de 33,34 + 4 x
40,0 + 75,0 + 150,0 + 75,0 + 10 x 40,0 + 33,13 m. L’hauteur de
passage s’élève à 9,1 m en dessus de la rivière et permet ainsi la
continuation du transport naval en temps de marée haute.
Le marché de la construction du pont ferroviaire a été adjugé au
consortium Welling-Züblin-Donges ensemble aves les architectes
de Quist Wintermans et les ingénieurs de SSF et de Grontmij, les
gagnants du concours à deux phases.
Cinq participants pré-qualifiés ont été invités au concours en forme
de procédure « conception-coûts-construction-optimisation ». Les
groupements participants ont été composés d’entreprises de
construction, d’architectes et d’ingénieurs. Les offres ont été élaborées en étroite collaboration avec le client ProRail, Utrecht, qui
avait déterminé les conditions cadres mais pas le projet du pont.
Bild:
Contrairement aux marchés publics en Allemagne qui sont divisés en l’avant projet détaillé avec l’appel d’offres et l’adjudication
du marché sur la base des services de construction précisément
définis, le gagnant du concours n’était non seulement l’auteur du
projet mais aussi de l’étude de structure ainsi que le constructeur
de la structure du pont.
Pont sur les abords ouest vu de la culée Hattem
Après l’adjudication du marché, l’étude de structure a été mise en
œuvre par le groupe de travail SSF et ABT. L’entreprise Max Bögl
a été chargée de la réalisation des constructions en acier.
La superstructure du pont est un ouvrage composite, continu sur
toute sa longueur, avec des poutres en caisson creux en acier
soudées hermétiquement à l’extérieur. Au-dessus des travées,
s’élargissant dans la partie sur l’IJssel, les poutres se rejoignent
pour former un arc en treillis. L’effet continu de l’arc permet une
élévation de l’arc plutôt faible avec une hauteur sous clé d’environ
15 m à une portée de 150 m. Le tablier en béton entre les poutres
principales et le ballast sont soutenus sur les traverses à une distance de 3,3 à 3,5 m.
En plus du trafic ferroviaire, sur toute la longueur du pont, un
trottoir et une piste cyclable ont été conçus. Pour des raisons
architectoniques, ceux-ci sont détachés de la section principale
et connectés à ce dernière par des poutres-à-faux sur un côté du
pont. Il a été une tâche plutôt difficile de trouver une solution à
l’effet porteur de ces sections éloignées.
Comparaison du pont final avec la visualisation de l’étude du projet
Données
Projet
Pont ferroviaire sur l‘IJssel part de la
nouvelle ligne Hanzelijn entre Lelystad et
Zwolle, Pays-Bas
Client
ProRail B.V., Utrecht, Moreelsepark 3
Entreprise de construction
Contractant: Bouwcombinatie Welling /
Züblin v.o.f., Zwolle Constructions
en acier: Max Bögl Nederland B.V.,
Amsterdam
Type de construction
Superstructure composite en acier à deux
voies avec arc en treillis en dessus de
la rivière et une construction de trottoir
connectée à un côté du pont
Portées: 33,34 + 4 x 40,0 + 75,0 + 150,0
+ 75,0 + 10 x 40,0 + 33,13 = 926,47 m
Particularités
Projet gagnant d’un marché public
« conception-construction »
927 m long ouvrage sans joints de dilatation – connexion de la superstructure
composite à la culée du côté de Hattem
Superstructure ferroviaire
Ballast
Coûts de construction
env. 50 millions d’euros
Services de SSF
Étude du projet: étude préliminaire, APS,
APD, mise à l’enquête, projet définitif, DCE
étude de structure: étude préliminaire,
APS, APD, mise à l’enquête, projet
définitif, DCE
Période de l’étude
Projet définitif 2008 à 2010
Image (en haut): SSF Ingenieure AG / Florian Schreiber Photographie / visualisation (en bas): Quist Wintermans Architekten
L’adjudication n’a pas été basée sur les coûts de l’offre mais sur
la conception de l’ouvrage. Les ponts ferroviaires sont en général des œuvres massifs en raison de grandes charges et des exigences élevées à la rigidité. Contrairement aux aspects habituellement lourds de ce type de ponts, un projet modeste a été réalisé
qui s’intègre dans le paysage plat entourant l’Ijssel.
La section du trottoir est – comme le pont principal – une
construction composite avec un tablier en béton. Les avantages
d’utilisation sont moins de givrage en hiver et moins de bruit, et
ils ont mené à la décision de préférer des tabliers en béton aux
tabliers orthotropes. La géométrie de l’ouvrage a présenté un défi
aux ingénieurs d’études et à l’entreprise d’exécution en raison des
sections variables dues à l’inclinaison de l’arc, du plan courbé du
côté de Zwolle et du lit des voies s’élargissant du côté de Hattem.
Coupe longitudinale
L’achèvement économiquement et à temps de l’étude de structure et des dessins d’atelier n’a été possibles que par des modèles
3D. Il n’y a pas de joints dans la superstructure continue du pont
afin d’éviter des transitions susceptibles à l’endommagement et
afin d’exclure de l’usure excessif de la superstructure des voies
dans cette zone. En outre, les aiguillages sur la superstructure
Vue latérale
Image: SSF Ingenieure AG / Florian Schreiber Photographie Vue du nouveau pont sur l’IJssel, en arrière-plan l’ancien pont qui a été détruit
Zwolle
n’ont pas permis de larges interruptions des voies. Des joints de
dilatation n’ont été prévus que du côté de Zwolle dans la voie
radialement courbée. Du côté de Hattem, la superstructure est
connectée à la culée de façon résistante à la flexion, ce qui permet de distribuer les forces horizontales de l’ouvrage extrêmement long plus facilement que par des appuis.
le gris modeste du béton soulignent le rouge de la superstructure
qui est un repère visuel de l’ensemble du pont ferroviaire. Les
substructures sont fondées sur des pieux préfabriqués en béton
enfoncés par battage.
Pour les substructures un concept architectonique de piliers
s’élargissant vers le haut a été élaboré. Les formes réservées et
L’assemblage de la superstructure s’est fait des deux culées vers
la travée sur la rivière. Les poutres en acier ont été placées travée
par travée et les tabliers ont été construits ensuit. Afin d’accélérer le processus de construction, des tabliers préfabriqués en
1Esquisse d’un nœud du treillis
2 Levage et assemblage des poutres creuses en acier
3 Fabrication à l’atelier des éléments finaux de l’arc
4Système de torons pour lever les 2 500 tonnes de l’arc en treillis au-dessus
de la travée sur la rivière
1
Section régulière des ponts sur les abords
3
Section régulière du pont en treillis en acier
Affichage : SSF Ingenieure AG
4
Images: 1+3 SSF Ingenieure AG / 2 Bouwcombinatie Welling / Züblin / 4 Groupe Max Bögl
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et aux poutres de rigidité, les tôles épaisses de grandes sections
n’ont presque pas permis de corriger la position après le levage
par torons.
La coopération constructive de toutes les personnes impliquées
dans le projet a mené à un pont ferroviaire techniquement ambitieux et novateur d’un point de vue architectonique, le tout réalisé
avec succès dans le temps défini et avec la qualité requise.
Tablier / Superstructure
Acier de construction
env. 9.200 t
Béton du tablier
env. 3.100 m3
Armature
env. 850 t
Participants au projet
Client
ProRail, Pays-Bas
Equipe conception & construction
Entreprise de construction
Bouwcombinatie Welling / Züblin,
pont sur l’IJsse, Pays-Bas
Constructions en aciers
Max Bögl Stahl- und Anlagenbau GmbH
& Co. KG Allemagne
Architectes
Quist Wintermans Architekten BV,
Pays-Bas
Groupement de travail
ouvrages d‘art
SSF Ingenieure
AG Ingénieurs conseils en génie civil,
Allemagne
ABT adviseurs in bouwtechniek, Pays-Bas
En haut: Détail du pont à la culée Hattem
En bas: Détail du pilier
Sélectionné par la Chambre des Architectes Allemands à Berlin
comme l’une des 20 contributions allemandes à la Biennale Internationale d’Architecture à São Paulo, Brésil 2011.
Images: SSF Ingenieure AG / Florian Schreiber Photographie béton ont été utilisés sur lesquels ont été placés les éléments en
béton coulés sur place, connectés de manière à être résistants à
l’effort tranchant. Le treillis entier en acier de la travée sur l’Ijssel
a été apporté sur des pontons flottants et levé par un système de
levage à torons dans sa position finale à la structure en acier débordant les deux pieux dans la rivière. Un défi particulier à l’étude
et à la construction a été l’exactitude requise des éléments en
acier à connecter. Malgré le grand nombre de contraintes à l’arc
SSF Ingenieure AG
Ingénieurs conseil en génie civil
Munich
Berlin
Halle
Cologne
Photo du couverture: SSF Ingenieure AG / Florian Schreiber Photographie www.ssf-ing.de