Systèmes à haubans : appareil, avantages, caractéristiques et inconvénients

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

Combien de types de ponts existe-t-il dans le monde ? Douzaines! Arqué, en porte-à-faux, réglable, à glace, à ponton, rétractable, inondable, élévateur, rotatif, suspendu, à poutre, en table et bien d'autres. Mais dans cet article, nous parlerons avec vous d'une variation esthétiquement vérifiée et fiable - avec des structures de câbles suspendus de toits, ainsi que de ces systèmes eux-mêmes.

Systèmes haubanés et suspendus

Les structures suspendues sont des structures en acier dont les composants porteurs sont dirigés vers la tension. Les voici:

• câbles en acier;
• acier plat ou rond;
• membranes (tôles d'acier spéciales);
• profilés laminés (pour la présentation - fils de métal dur), capables non seulement de s'étirer, mais aussi de se plier.

Les structures de câbles, contrairement aux précédentes, ont non seulement des fils étirés dans le revêtement, mais aussi des éléments rigides. Ces derniers ne fonctionnent que pour le cintrage, il est possible de leur imposer des clôtures, y compris celles qui comportent toiture et plancher.

Les systèmes suspendus et à haubans sont capables de bloquer la portéedistance jusqu'à 200 m. Cependant, leur longueur moyenne varie en pratique entre 50 et 150 m.

Avantages de conception

Énumérons les avantages des structures suspendues et haubanées:

• Créer une base favorable pour la visibilité, l'acoustique, l'éclairage.
• Une variété de formes structurelles de structures suspendues à haubans peut être utilisée, conduisant à une variété de variations architecturales.
• Les ponts de ce type sont capables de couvrir des portées impressionnantes.
• Lors de la construction de l'installation, on ne peut manquer de noter la bonne transportabilité des structures utilisées - les rubans et cordes souples peuvent être enroulés en rouleaux ou en bobines.
• Le processus de construction d'un pont est simplifié par le fait qu'il n'est pas nécessaire d'installer des plates-formes, des échafaudages.
• Lorsqu'une charge est reçue dans une structure portante tendue, toute la section transversale fonctionne. Lors de l'utilisation d'acier à haute résistance dans leur production, grâce à cette qualité, il est possible de réduire considérablement la consommation de ce métal.

Défauts de conception

Parlons des inconvénients des toits suspendus et à haubans:

• Il y a un degré accru de déformation de la structure - cela est particulièrement vrai pour les variétés suspendues, car il est nécessaire de définir une précontrainte pour stabiliser les fils.
• Pour percevoir la propagation des éléments porteurs étirés, un certain nombre de contours de support sont nécessaires.
• Dans certains cas, il est difficile d'installer un système de drainage.

Caractéristiques des systèmes à haubans

La composition des structures suspendues à haubans est constituée de cordes ou de câbles tendus droits porteurs, ainsi que de composants rigides - crémaillères, poutres, etc. Etant donné que les haubans sont droits, ils peuvent être constitués de profils en bande ou de tiges. Il est important de noter que l'angle d'inclinaison des haubans ne doit pas atteindre 25-30 degrés.

Le schéma le plus simple des systèmes à haubans est une poutre à haubans. Il est typique pour cela que les haubans à un ou plusieurs endroits soutiennent la poutre de raidissement. En même temps, ils rayonnent eux-mêmes depuis le sommet des pylônes ou ressemblent aux contours d'une harpe lorsqu'ils sont parallèles les uns aux autres.

Variétés de systèmes de suspension

Après les systèmes de câbles, regardons les variétés de systèmes de suspension:

• Courroie simple. Ils sont exécutés sur des pièces de formes rondes et rectangulaires. La perception de la dilatation des fils métalliques est assurée par les pylônes, les haubans, les extensions du bâtiment, etc. L'utilisation de fils ou d'arcs flexibles comme supports intermédiaires est typique. Le revêtement est stabilisé avec des panneaux de toiture en béton armé, scellant les joints.
• Deux ceintures. En plus des cordes porteuses, ils en ont également des stabilisatrices, qui sont reliées à des vergetures ou des entretoises porteuses. Surtout, les inconvénients des systèmes de suspension sont détectés lors de l'utilisation d'un schéma de revêtement combiné convexe-concave.
• Filets câblés (sorte de double ceinture). Leurs avantages indiscutables sont la variété des avantages de mise en forme et d'architecture obtenus avecconception qualifiée.
• Revêtements membranaires. Il s'agit de revêtements monocouches continus constitués de feuilles ou de bandes, qui sont coupées et reliées de manière à former une surface pré-planifiée à double ou simple courbure. Ils se distinguent de l'arrière-plan des autres structures suspendues par l'accomplissement de la tâche de fermeture et de support. Mais les inconvénients importants du revêtement membranaire sont une faible résistance au feu en raison des grandes surfaces de métal exposées, de l'exposition à la corrosion, à la suite de quoi l'épaisseur minimale de la tôle d'acier doit être comprise entre 4 et 5 mm avec une tolérance de 1 à 2 mm. Les membranes peuvent être cylindriques, circulaires, en forme de tente.

Passons spécifiquement aux ponts suspendus et à haubans.

Pont à haubans

Cette variété se caractérise par un type spécial de systèmes de roulement - les fermes de câbles, qui sont formées par des tiges flexibles étirées (gars). Parfois, il existe des variantes combinées dans lesquelles les parties inférieures de ces fermes sont remplacées par des poutres de raidissement. Le travail de ce dernier vise à la flexion, et la fonction est de soutenir la plate-forme de la chaussée. Les haubans ici sont des fils à haute résistance, formés en faisceaux, ou des cordes en acier.

Les fermes de câbles et les systèmes combinés de cette structure sont soutenus par des pylônes. Depuis les endroits où les câbles sont suspendus au pylône, la composante horizontale de leur pression d'appui est transférée aux ancrages par un système de haubans. S'il y a une poutre de raidissement, les extrémités des entretoises y sont fixées, c'est pourquoi le système se transforme en un système sans espace extérieur. Construction de chausséeest déjà attaché aux nœuds des fermes à haubans.

Le premier pont à haubans de l'Union soviétique a été construit en 1932 sur la rivière Magana (Géorgie moderne). Cependant, le premier pont du système à haubans moderne n'est apparu qu'en 1956 - il s'agit du suédois Stomsund. La première installation ferroviaire à haubans a été construite en 1979 à Belgrade.

Le premier pont à haubans sur le territoire de la Russie moderne est l'Oktyabrsky qui traverse la rivière Sheksna (Cherepovets). Sa construction s'est terminée en 1979. Dans la Fédération de Russie, il existe également un détenteur de record de structure à haubans. C'est le pont russe à Vladivostok, bloquant le Bosphore oriental. Il se distingue par la plus longue portée - 1104 m (la longueur totale est de 1886 m), qui est soutenue par deux pylônes.

Avantages et inconvénients d'un pont à haubans

Considérons les avantages et les inconvénients de tels ponts. Pour une meilleure compréhension, nous avons décidé de vous les présenter sous forme de tableau ci-dessous.

Dignité	Défauts
Structures porteuses légères	Ridité réduite - utilisé uniquement comme ponts urbains ou routiers
La capacité de chevauchement est suffisamment grande	Dans de rares cas, il peut être utilisé comme pont ferroviaire - uniquement avec une certaine conception de poutre de renforcement
La consommation de matériaux est minime, de plus, l'achat de structures coûteuses n'est pas nécessaire
Possibilité de montage en surface
Esthétique architecturale
Contrairement aux suspendus, ils sont plus immobiles

En conclusion, regardons les ponts suspendus.

Pont suspendu

Pont suspendu (sinon - suspendu) - une structure dont la structure principale de support est constituée d'éléments flexibles (cordes, chaînes, câbles, etc.) fonctionnant en tension, et la chaussée est dans un état suspendu. De tels ponts sont une vraie trouvaille dans les cas où une grande couverture est requise, et il est dangereux ou impossible d'installer des supports intermédiaires (par exemple, sur une rivière navigable).

Les structures portantes sont suspendues entre des pylônes construits sur les deux rives. Des poutres verticales sont déjà fixées à ces câbles, auxquels la partie route de la travée principale est directement suspendue. Une charge concentrée permet à la structure porteuse de changer de forme, ce qui réduit la rigidité du pont. Pour éviter que cela ne se produise, la chaussée est renforcée par des poutres longitudinales.

Les premiers ponts suspendus ont été construits par les anciens Égyptiens, les Incas et d'autres peuples d'Amérique centrale et du Sud, d'Asie du Sud-Est. Les constructions de type moderne ont commencé à apparaître aux XVIIe-XVIIIe siècles. en Espagne, en France, en Grande-Bretagne et plus tard aux États-Unis. En Russie, le premier pont suspendu a été construit en 1823 dans le parc Ekateringof à Saint-Pétersbourg. L'un des ponts suspendus nationaux les plus célèbres aujourd'hui peut s'appeler Krymsky à Moscou, construit en 1938

Avantages et inconvénients des ponts suspendus

Considérez les avantages et les inconvénients de ces structures suspendues, qui sont présentées dans le tableauci-dessous.

Dignité	Défauts
Il faut relativement peu de matériel pour construire une longue travée principale	Ridité insuffisante - le pont est dangereux à manœuvrer, par exemple, pendant une tempête
Poids mort léger de la structure	Pour la fiabilité des supports de pylône, une fondation capitale est nécessaire
Les ponts de cette conception peuvent être construits au-dessus de la surface de l'eau, ce qui est très utile pour les réservoirs navigables	Avec une charge très inégale, la toile du pont suspendu a tendance à se plier, ce qui empêche son utilisation comme chemin de fer
Aucun support intermédiaire requis
Sous la forte action des éléments ou des charges sismiques, ces ponts peuvent fléchir sans endommager l'ensemble de la structure

C'est tout ce qu'on voulait vous dire sur les séjours, les séjours, les ponts. Les toits suspendus et à haubans sont faciles à construire, capables de couvrir de grandes portées, d'avoir un aspect harmonieux et d'offrir des possibilités de solutions de conception. Cependant, ils ont aussi leurs inconvénients, qui imposent des restrictions, par exemple, pour la construction de certains types de ponts.