Analyse par modèle continu d’une passerelle suspendue par câbles précontraints sous l'action des charges horizontales

Abstract

La méthode de calcul est traduite en langage d’ordinateur dont le programme principal s’intitule BPCHOR (Bloc Principal de l’analyse sous Charges HORizontales), programme facilement exploitable sur micro-ordinateurs. La méthode est ensuite appliquée à différents aspects d’analyses d’une passerelle piétonnière suspendue par cables précontraints soumise à l’action des charges des charges horizontales dues par exemple à celles du vent agissant perpendiculairement au plan général de l’ouvrage. Les résultats sont confrontés avec succès à ceux issus du logiciel ANSYS qui est un code essentiellement numérique basé sur la méthode des éléments finis dont le principe consiste de traiter la structure comme telle soit par modèle discret. Nous avons ainsi pu examiner par le biais de l’analyse paramétrique l’influence de certains paramètres clés sur la stabilité du système comme la pré-tension de réglage du câble de rigidité et le poids propre de l’ouvrage. En conséquence, nous avons pu juger de la valeur et du mérite des hypothèses simplificatrices du système continu et nous renseigner sur le comportement global de l’ouvrage selon les hypothèses admises. Les hypothèses de la modélisation numérique sont évidemment plus réalistes que les simplifications admises de continuité et d’inextensibilité des suspentes. Cela confère bien entendu au modèle discrétisé plus de souplesse que n’en possède le modèle analytique ou continu puisqu’il permet de tenir compte des conditions d’appuis, de la présence des pylônes et de n’importe qu’elle direction de la sollicitation. L’avantage de la méthode analytique proposée demeure, par conséquent, dans la faible taille du problème résultant qui permet se traiter très aisément sur un micro-ordinateur simple, ce qui répond avec succès à un objectif tant recherché sur le plan théorique et pratique. Quant aux résultats de l’analyse paramétrique, nous pouvons en dégager les conclusions suivantes : - La précontrainte initiale de réglage du câble de rigidité contribue très efficacement à la stabilité de l’ouvrage. Les résultats obtenus démontrent qu’avec des valeurs relativement élevées de la précontrainte (H1), on pourrait réduire de façon appréciable (jusqu’à environ 300%) les flèches engendrées dans les câbles. A titre illustratif, nous enregistrons pour H1=400 kN, w1max=0 .563 m et pour H1=800 kN, w1max=0 .290 m ; ce qui correspond à une diminution de l’ordre de 200%. Par suite, sans affecter significativement à la hausse du poids propre de la travée, un choix adéquat de ce paramètre permet de réduire la déformabilité à laquelle sont sujettes en majorité ces types de structures suspendues. - L’influence stabilisatrice plus nette du poids propre soit, en d’autres termes, la stabilité de l’ouvrage s’avère d’autant meilleure que le poids propre devient de plus en plus important. On note, pour la valeur maximale utilisée, une réduction des effets allant jusqu’à 40% par rapport à la structure usuelle ou de référence (H1=600kN ; w’=0.5kN/m). Cela démontre, que le rappel des suspentes du au décalage horizontal (effet balancier) est grandement proportionnel au poids propre de l’ouvrage.