Étude de cas : pont Burgoyne

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18 Juin 2015

Catégorie : Poutres caissons, Études de cas  -  Publié par : Patrice Tremblay

Le pont Burgoyne est une nouvelle structure de 333 mètres de longueur aménagée au-dessus de l’autoroute 406 et de la rivière Twelve Mile Creek à St. Catharines en Ontario, dans la région de Niagara. Il s’agit d’un pont à deux voies qui remplacera le pont existant, construit il y a plus de 95 ans.

La nouvelle structure est constituée de deux lignes de 16 poutres caissons dont la plus longue mesure 25,5 mètres et pèse 80 tonnes. La structure est composée de plus de 2 830 tonnes d’acier incluant une arche dont la portée atteint 125 mètres, 44 appareils d’appui de type pot, dont certains sont utilisés comme appuis temporaires pour soutenir la travée principale lors de la construction, et quatre joints de dilatation modulaires de type LG-3.

Rendu-architecture-pont-Burgoyne
Rendu d’architecture du pont Burgoyne – Crédit : DTAH

Défis

Les défis ont été très nombreux pour ce projet. Tout d’abord, les poutres caissons de poids élevé et d’une largeur de plus de 5,8 mètres ont nécessité des prouesses techniques lors de leur manipulation en usine et de leur transport au chantier. Le site de construction rendait également l’installation plus complexe, car la route était très élevée par rapport au niveau de la rivière et les accès étaient escarpés. Il s’avérait difficile et coûteux de procéder à l’installation des poutres de manière conventionnelle, soit en utilisant une grue positionnée au niveau de la rivière, à cause de la hauteur des piliers qui s’élèvent à 25 mètres. De plus, l’espace disponible à chaque extrémité du pont était très restreint puisque le chantier était localisé au cœur de la ville de St. Catharines.

En plus de l’aspect de sécurité des habitations à proximité, celui des travailleurs n’était pas à négliger puisqu’un travail réalisé en hauteur avec une installation conventionnelle aurait augmenté les risques d’accidents.

Caisson-chantier
Livraison d’une poutre caisson au chantier

Solution

L’installation des composants d’acier a été confiée à Canam-ponts qui a fait appel à la firme d’ingénierie Harbourside Engineering Consultants pour concevoir la méthode d’installation appropriée. La méthode d’installation choisie combinait deux technologies en raison des éléments mentionnés précédemment : la méthode d’installation par lancement, telle qu’utilisée lors de l’installation du pont de la rivière Gilbert, ainsi qu’un système de déchargement et de positionnement des poutres caissons ne nécessitant pas de grue de grande capacité.

Dans un premier temps, une ligne de poutres caissons a été assemblée à l’arrière de la culée nord et ensuite poussée à l’aide des équipements hydrauliques en séquence d’un caisson à la fois. L’aire de déchargement située derrière celle de lancement dans une pente de 10 % a nécessité un changement au concept initial pour une installation prévue sans l’utilisation de grue. L’arrivée de l’hiver a ajouté des problèmes de stabilité reliés à la présence de neige et de glace dans une pente relativement forte. Une grue de petite capacité a donc été ajoutée au système de déchargement afin d’assurer la sécurité de cette opération.

Manœuvre-dechargement
Manœuvre de déchargement

Résultats

Le système de déchargement et de positionnement des poutres caissons développé par Harbourside Engineering Consultants a nécessité la conception et la fabrication de quatre supports verticaux mobiles. Ces supports ont permis d’ajuster la hauteur des appuis roulants à partir de l’élévation de la remorque située dans l’aire de déchargement jusqu’à l’élévation de celle de lancement, soit une différence de niveau de plus de 2,5 mètres.

Aire-de-lancement
Système de positionnement dans l’aire de lancement

Après avoir utilisé la grue pour positionner la poutre caisson en porte-à-faux sur la remorque, elle n’était plus requise pour les opérations subséquentes de l’installation. Aucune force extérieure n’a été utilisée pour amener les poutres caissons de la remorque à l’aire de lancement : la pente de 10 % combinée à la faible résistance à la friction des supports à rouleaux a permis d’utiliser la gravité pour déplacer les poutres. Un treuil pneumatique a été utilisé pour retenir la poutre lors de sa descente dans l’aire de lancement.

Le système de portail hydraulique était utilisé lors de la descente de la poutre caisson dans l’aire de lancement pour ajuster progressivement son élévation à la poutre caisson qui la précédait. Cette opération libérait l’espace pour la livraison d’une nouvelle poutre dans l’aire de déchargement. L’épissure était ensuite boulonnée et le lancement avait lieu. L’aire de lancement était alors dégagée et pouvait recevoir la poutre en attente dans l’aire de déchargement. Les différentes séquences de déchargement, positionnement, boulonnage et lancement se réalisaient en trois ou quatre jours, selon les conditions météorologiques.

Premier-lancement
Avant-bec lors du premier lancement

Conclusion

L’expérience acquise dans le développement et la réalisation de cette nouvelle méthode sera perfectionnée et est déjà prévue pour d’autres projets. Ces innovations nous permettent ainsi d’être encore plus efficaces dans l’installation de nos structures.

chantier-avril-2015
Installation au chantier en avril 2015
poutres-caissons
Le poids des poutres caissons varie entre 50 et 80 tonnes

Pour en apprendre davantage

Équipe du projet

Propriétaire : Municipalité régionale de Niagara
Entrepreneur général : Pomerleau
Firme d’ingénierie : Parsons
Firme d’ingénierie de lancement : Harbourside Engineering Consultants
Dessinateur : Tenca Steel Detailing, Inc.
Superstructure et installation : Canam-ponts
Installateur en sous-traitance : Walters Inc.
Appareils d’appui et joints de dilatation : Goodco Z-Tech

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1 commentaire

  1. Commentaire par Gas le 21 juin 2015 à 23 h 19 min

    Les beaucerons sont forts

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