T. Godard

“ Dans un pont métallique, on distingue deux éléments principaux, les fermes principales qu'on appelle aussi poutres principales, surtout dans les ponts à poutres droites, et le tablier.
Les fermes principales sont constituées par l'ensemble des pièces droites ou courbes qui transmettent directement aux appuis les efforts produits par la charge permanente ou les charges mobiles.
Dans les fermes principales, on distingue : les membrures supérieures et inférieures et les barres de treillis. Dans quelques ouvrages, les fermes principales sont des poutres à âme pleine. ”

“ Parmi ces ponts, pour les faibles portées, les plus recommandables sont les ponts à âmes pleines ; la poutre à âme pleine est la plus simple à tous les points de vue, la plus facile à exécuter et la plus solide ; elle est sans pareille pour l'exécution rapide des ouvrages, elle est également la première au point de vue des facilités d'entretien. Malheureusement, son aspect doit la faire autant que possible'exclure dès que l'esthétique entre en jeu.
Toutes les fois que l'on recherche avant tout l'économie du métal, il faut recourir aux poutres à hauteur variable à partir des portées moyennes. ”

“ Ces réserves étant faites, il faut reconnaître que la construction d'un pont métallique constitue, pour l'ingénieur, un des travaux les plus intéressants, sinon le plus intéressant, parce que c'est celui auquel s'appliquent le mieux les hypothèses de la résistance des matériaux. C'est, par suite, le genre de construction où il est possible de prévoir avec le plus de précision, et cela dans toutes les parties, les efforts qui se produiront. ”

“ Dans les piles et culées en maçonnerie des ponts métalliques, les constructeurs trouvent des éléments très importants de la décoration de ces ouvrages. A ce point de vue, l'importance de ces organes ne saurait être trop soulignée. Il est impossible de formuler sur ce suj et des règles précises, car il faut que le style de ces constructions s'harmonise avec le milieu architectural ambiant et que, d'autre part, la maçonnerie puisse supporter le voisinage de métal, sans que le contraste soit trop heurté. Les études à faire demandent plus de temps et de soin qu'on ne le croit. ”

“ On trouve dans les cours de résistance des matériaux tout ce qui est nécessaire pour déterminer les foyers d'une poutre continue de dimension quelconque, ainsi que les moments fléchissants et efforts tranchants sous l'influence de charges quelconque. Le problème apparaît a priori comme assez
compliqué, en raison de la discontinuité des charges, mais ce n'est qu'une apparence, et les calculs pour un pont à poutre continue sont plus longs, mais pas plus difficiles que ceux d'un pont ordinaire. ”

“ Contrairement à ce que l'on croit souvent, la présence d'une poutre de rigidité sur un pont suspendu n'a pas pour effet de répartir les charges roulantes de manière à diminuer le travail des câbles; c'est d'ailleurs là une propriété singulière et précieuse des ponts suspendus, parce que le tablier peut s'avarier, la poutre de rigidité peut se casser, sans que le travail des câbles soit sensiblement augmenté, à la condition, bien entendu, que la vitesse des charges soit suffisamment réduite. ”

“ Lorsque, dans une poutre, le rapport du vide au plein, ou bien la pression du vent, plus ou moins réduite par les obstacles situés en avant, variera notablement d'une région à une autre, il sera loisible aux ingénieurs, afin d'obtenir des résultats plus exacts, d'effectuer un calcul séparé pour chaque région, soit en ce qui touche la poussée subie par la poutre elle-même, soit pour la poussée du vent sur un objet masqué par elle. ”

“ Tout ingénieur qui construit un pont métallique pour avoir la gloire d'attacher son nom à une œuvre grandiose ou curieuse commet une mauvaise action, s'il lui était possible d'éviter cette construction sans engager des dépenses plus considérables. ”

“ Le flambement peut se produire dans une barre de treillis ou dans la membrure supérieure d'une poutre soumise à des efforts de compression résultant des flexions produites par les charges qui la parcourent.
Il peut se produire également dans l'âme d'une poutre, lorsqu'elle est insuffisamment raidie par des nervures.
Dans le cas de rupture par flambement, la pièce soumise à un effort de compression trop considérable s'incurve de plus en plus, jusqu'au moment où un ou plusieurs points anguleux se dessinent et où l'axe primitif de la pièce se transforme en ligne brisée. ”

“ Comme nous l'avons vu, les fermes principales sont soumises à leur poids propre, aux actions provenant du tablier et des charges mobiles, actions qui s'exercent par l'intermédiaire des pièces de pont, à l'action du vent et à l'action des contreventements.
En somme, chaque ferme principale est soumise à une série de forces en équilibre statique, les unes verticales, les autres horizontales. Il se produit donc, dans chaque section de la membrure, des efforts tranchants verticaux et horizontaux, des moments fléchissants à axe vertical et horizontal, et des couples de torsion. ”

“ Quoi qu'il en soit, il importe de ne jamais perdre de vue la manière dont les rivets travaillent réellement et bien comprendre que, dans les développements qui vont suivre, quand nous parlerons de travail au cisaillement, nous n'entendrons pas dire par là que les rivets sont réellement cisaillés par les tôles qu'ils unissent, mais simplement que les efforts tendant à séparer ces tôles s'exercent parallèlement à elles et tendent à vaincre l'effet de soudure dû à la pression produite par les têtes de rivet sur les tôles. ”

“ Nous verrons d'ailleurs, à propos des efforts secondaires dus à la vitesse des charges roulantes, que la force centrifuge seule serait capable d'amener la rupture d'un ouvrage dont la fibre neutre serait primitivement une ligne droite.
Le travail du métal dans une pièce dépend donc, toutes conditions égales d'ailleurs, de la flèche que peut prendre cette pièce sous l'influence des charges qui la sollicitent. Dans une pièce longue et mince, d'autre part, le passage des charges mobiles produit des vibrations d'autant plus intenses que la flèche est plus grande. ”

“ La poussée exercée par le vent est proportionnelle à la surface pressée; donc, par mètre courant de la poutre, cette poussée est proportionnelle à la hauteur; mais le couple de torsion produit sur la poutre, quand la membrure inférieure est maintenue dans sa position horizontale et la membrure supérieure libre, croît proportionnellement au carré de cette hauteur. On sait que ce couple de torsion se traduit, en définitive, dans un pont, par une diminution de la charge verticale sur la poutre directement opposée aux effets du vent, et une augmentation égale de cette charge sur la poutre opposée. ”

“ Si on laisse de côté la question esthétique, on peut dire que, pour les petites et moyennes portées, il n'y a pas d'intérêt à ne pas prendre la ferme à la polonceau, si simple de forme, de pose et d'entretien. Pour les grandes portées, au contraire, l'arc est tout indiqué.
La présence des articulations a beaucoup moins d'importance dans les fermes des combles que pour les fermes des ponts. C'est surtout une question de facilité de montage. Pour les très grandes fermes, la forme la plus rationnelle semble être l'arc en ogive à triple, articulation (voir fig. 428 et 430) . ”

“ Mais, en réalité, même pour une charge uniforme, il est facile de vérifier par le calcul que l'effort de compression n'est pas absolument constant dans la membrure supérieure d'un ouvrage à membrure supérieure parabolique. L'effort est relativement plus grand vers les extrémités. La courbe des efforts serait représentée, dans la réalité, par une parabole principale à laquelle serait superposée de chaque côté une courbe parabolique de degré supérieur et dont les ordonnées seraient nulles à l'extrémité et au milieu de la portée. ”

“ Ici on n'est gêné ni par les eaux ni, en général, par la circulation; le montage sur échafaudage devient donc la règle générale mais avec des modalités intéressantes qui tiennent surtout à la possibilité de déplacer des pièces de dimensions considérables.
Comme pour les ponts, on constate un emploi de plus en plus grand du machinisme, l'utilisation de grues de plus en plus puissantes pour réduire de plus en plus la main-d'oeuvre de
montage en campagne et augmenter la part du montage dans l'atelier, toujours incomparablement moins coûteux, plus précis et plus rapide. ”

“ Pour mesurer la flèche d'un pont, on se contente souvent de fixer, soit une latte en bois, soit un fil à plomb au point du tablier dont on cherche le déplacement vertical et on mesure tant bien que mal le déplacement de l'extrémité de cette latte ou de ce fil à plomb le long d'une règle divisée, fixée à demeure au-dessous de l'ouvrage. ”

“ Considérons maintenant le cas d'un pont route avec couverture en tôles striées ou courbes; les charges agissant directement sur la couverture, dans l'intervalle des longerons, produisent sur les attaches des tôles des efforts tendant à cisailler les rivets d'attache : il tend donc à se produire, sur le longeron, des efforts excentriques perpendiculaires au plan de symétrie de la pièce : ces efforts tendent à produire des flexions et des torsions. ”

“ Un exemple remarquable dans ce genre est le pont Alexandre III (voir fig. 99) , où on admirera avec quel art on a tiré parti des rotules, en modifiant la décoration dans la partie du tablier et des garde-corps située immédiatement au-dessus, de manière à annuler l'effet de la brisure inévitable, au droit de ces points, de la ligne du tablier.
Un pont métallique ne doit jamais donner l'impression d'un échafaudage provisoire, mais, au contraire, donner l'idée de force, de solidité et de durée qui n'est nullement exclusive de celle de hardiesse. ”

“ Enfin, la construction d'un pont métallique peut également s'imposer dans les terrains marécageux et tourbeux sur de grandes profondeurs, là où on peut craindre que les piles ou les culées de l'ouvrage puissent subir certains déplacements qui auraient pour les maçonneries des effets désastreux.
2. Inconvénient des ponts métalliques Dans tous les cas, ce qu'il faut retenir, c'est qu'il ne faut jamais faire de ponts métalliques pour le plaisir d'en faire. ”

“ L'acier s'est substitué au fer dans la construction métallique, le béton armé a remplacé l'acier et la maçonnerie dans une foule d'applications, l'électricité s'est introduite sur les chantiers et, dans toute l'industrie, les chutes d'eau sont devenues de grandes productrices d'énergie. ”

“ Quand on applique l'appareil Manet-Rabut à la mesure des efforts en un point, on constate souvent des efforts assez différents de ceux auxquels on devrait s'attendre d'après les résultats du calcul effectué par les méthodes ordinaires, et quelquefois même en sens inverse. Par exemple, dans une plate-bande, on constate que l'effort de traction ou de compression se répartit inégalement des deux côtés. ”

“ C'est pourquoi les ponts lourds à tabliers en béton armé présentent des avantages sérieux, non pas en raison de leur poids, mais en raison de ce que le béton augmente le moment d'inertie de la poutre et que, toutes choses égales d'ailleurs, la flèche y est moindre à charge mobile égale que dans un pont autrement conçu. ”

“ Tout en présentant sur le fer anciennement employé une supériorité énorme par sa plus grande résistance et son homogénéité, il a néanmoins un défaut sérieux, c'est son oxydabilité et sa résistance limitée. Les caractéristiques de l'acier employé actuellement sont celles définies par le cahier des charges des Ponts et Chaussées.
L'acier se soude facilement et se travaille sans difficultés, il se rive très facilement avec des rivets de même métal. Ce sont
là des propriétés précieuses et qui lui assurent, jusqu'à nouvel ordre, un emploi à peu près exclusif. ”

“ Tout d'abord, les ponts suspendus sont plus sensibles que d'autres ouvrages aux variations de température; en effet, si nous considérons, par exemple, un pont suspendu ordinaire à une seule travée, lorsque la température s'élève, ce ne seront pas seulement les câbles paraboliques de la travée qui s'allongeront, mais les câbles de retenue qui s'allongeront euxmêmes, et il en résultera, pour les chariots d'attache sur les piles culées, des déplacements très considérables entraînant des variations dans la forme du tablier et, par suite, dans les efforts supportés par les poutres. ”

“ Il ne faut jamais tolérer un vice d'exécution jugé inacceptable pour un assemblage capital dont dépend la sécurité, la solidité ou la durée, mais on peut et même on doit, le cas échéant, le tolérer pour les rivets dont la rupture ou le relâchement ne saurait, ni compromettre la sécurité, ni diminuer la durée du pont. ”

“ Remarquons tout d'abord que, dans tous les grands ponts à membrures inférieures droites et à tablier inférieur situé près de ces membrures, ce qui est le cas le plus général, le tablier lui-même, s'il est bien construit, rend inutile le contreventement inférieur et pour le contreventement supérieur rien n'empêche de l'établir avec la même solidité que dans un pont européen. ”

“ Il est indispensable de remplacer les rivets qui viennent à tomber ou même qui deviennent ballotants dans les trous du
métal, il est plus indipensable encore de réparer les fissures pour éviter qu'elles ne s'étendent; or, s'il est relativement aisé de surveiller toutes les parties de certains viaducs facilement accessibles, il est presque impossible de le faire pour les ouvrages exceptionnels, et là, comme pour la peinture, le personnel d'entretien est pour ainsi dire à la merci du personnel chargé des réparations. ”

“ Quand le pont, ainsi que cela se produit fréquemment, à toutes les barres de treillis tendues placées d'un côté de l'âme des membrures et les barres de treillis comprimées placées de l'autre,
la poutre tend à se voiler avec sa partie convexe du côté des barres comprimées. On combat cet effet par de robustes poteaux montants ou nervures verticales placées de distance en distance. ”

“ Les articulations permettent de fixer exactement les points de passage de la courbe de pression sur les culées. Quand l'arc n'est muni que de deux articulations à ses naissances, la poussée ne peut se déterminer qu'en appliquant une formule dans laquelle entrent les moments - d'inertie des diverses sections de l'arc. De plus, à charge égale, la poussée varie notablement avec la température. En employant une articulation supplémentaire à la clef, la poussée devient indépendante de la température, et elle peut se déterminer par la statique seule. ”

“ Nous appellerons cependant l'attention sur la particularité suivante: il arrive assez souvent que les réactions des appuis d'un pont métallique ne sont pas verticales; cela se produit également normalement pour les culées des ponts en maçonnerie. Toutefois, pour ces derniers, la masse des culées est, en général, si considérable, que la résultante des pressions sur le sol de fondation est assez peu inclinée sur la verticale et, dans ces conditions, on peut, en général, limiter la maçonnerie de fondation par un plan horizontal ”

“ Il n'y a qu'à comparer le montage du viaduc de Québec avec celui du pont du Forth pour voir les progrès accomplis dans un intervalle de 20 ans.
En fait, les avantages du montage par encorbellement au pointée vue de l'économie et de la rapidité d'exécution sont tels que ce genre de montage a été étendu à d'autres ouvrages que les grands arcs et les cantilevers. Chaque fois que le lançage d'un pont n'est pas possible et que la construction d'un échafaudage ne serait pas aisée, on procède au montage par encorbellement (voir fig. 377) . ”