16 Octobre 2014
Catégorie : Ponts lancés, Études de cas - Publié par : Raphael Gagné
Le pont de la rivière Gilbert est une structure de 326 mètres de longueur, aménagée à 52 mètres au-dessus de la rivière Gilbert et de la 34e rue à Notre-Dame-des-Pins, au Québec. Ce nouveau pont a été construit dans le cadre du projet de prolongement de l’autoroute 73 en Beauce. La structure est constituée de huit lignes de 11 poutres de 3,4 mètres de hauteur pesant jusqu’à 48 tonnes chacune.
Canam-ponts a fabriqué 4 550 tonnes de composants métalliques ainsi que des appareils d’appui à élastomère confiné de type « pot » et des joints modulaires Goodco Z-Tech aux deux culées pour ce projet. La fabrication s’est effectuée dans les usines de Groupe Canam situées à Québec et Laval, au Québec. Elle a été complétée en décembre 2013.
L’autoroute est très élevée par rapport au niveau de la rivière et les accès sont escarpés. Les piliers ayant une hauteur de 30 à 50 mètres, il s’avérait difficile et coûteux de faire l’installation des poutres de manière conventionnelle avec une grue positionnée au niveau de la rivière et en érigeant les poutres une à une sur des supports temporaires. De plus, l’aspect de sécurité des travailleurs n’était pas à négliger puisqu’un travail réalisé en hauteur avec la méthode conventionnelle augmente les risques d’accidents.
En raison des éléments mentionnés précédemment, une méthode d’installation dite par lancement a été choisie. Dans une première phase, seulement quatre lignes de poutres ont été assemblées à l’arrière de la culée nord et ensuite poussées à l’aide des équipements de Canam-ponts. Des équipements de même type avaient aussi été utilisés pour les projets du pont du chenal Nord à Cornwall en Ontario et celui du pont de la rivière Natashquan au Québec. La première des huit poussées a été complétée le 17 décembre 2013. L’équipe a poussé le pont sur une distance de 17 mètres le 16 décembre et sur une distance de 77 mètres le lendemain, soit un avancement total de 94 mètres sur deux jours tel que prévu au départ. Canam-ponts est reconnaissant envers l’équipe qui a accepté de travailler le 17 décembre sous un froid intense avec un thermomètre qui indiquait moins 33 degrés Celsius au début du quart de travail. Il s’agissait aussi d’une première expérience avec les équipements hydrauliques à des températures aussi froides. Somme toute, la première phase de lancement a été couronnée de succès malgré les complications causées par dame nature.
La seconde phase de l’installation s’est réalisée d’une manière très similaire à la première. Les quatre autres lignes de poutres ont été assemblées à l’arrière de la culée nord et ensuite poussées à l’aide des équipements de Canam-ponts.
Lors des séquences de poussage, la vitesse maximale d’avancement de la structure était de 18 mètres à l’heure. En incluant les arrêts et contrôles requis, une bonne journée de travail, avec des conditions optimales permettait d’avancer quatre lignes de poutres de près de 100 mètres. Il n’y avait pas d’excès de vitesse et ce rythme permettait de bien contrôler et valider les réactions et déformations des quatre lignes de poutres en cours de lancement. Avant chacune des séquences de poussage, les équipes de montage ont mis environ deux semaines pour assembler les poutres, contreventements et autres composants métalliques requises derrière la culée nord.
À la suite de la mise en place des deux ensembles composés chacun de quatre lignes de poutres et de leurs contreventements respectifs, la pose de la dernière série de contreventements les réunissant a ainsi pu être réalisée avec l’aide de vérins horizontaux. Canam-ponts a terminé ses travaux le 27 juin 2014 avec un mois d’avance sur sa planification originale.
Canam-ponts a su promouvoir des idées pouvant faciliter l’installation du pont par la méthode de lancement, le tout dans le but d’accélérer le projet. Grâce à cette méthode, l’installation de la structure a pu se faire en hiver et ceci a permis au client de Canam-ponts de réaliser certaines tâches de coffrage plus rapidement avant chaque poussée. Tout au long du projet, Canam-ponts a partagé son expertise avec les monteurs d’acier et l’entrepreneur général grâce à une équipe technique expérimentée sur place et ayant participé à plusieurs projets de ponts lancés au cours des dernières années.
Collaboration spéciale : François Jutras, chef de discipline ponts et ouvrages d’art, Roche ltée, Groupe Conseil
L’ingénierie du projet du pont de la rivière Gilbert était sous la responsabilité du consortium Roche – CIMA +. Dès le départ, considérant la longueur de l’ouvrage et des travées en présence ainsi que la grande hauteur des piliers, des rencontres mensuelles ont eu lieu avec la direction territoriale de la Chaudière-Appalaches (DTCA) ainsi que les spécialistes en béton de la direction du laboratoire des chaussées (DLC) du ministère des Transports du Québec (MTQ) afin de s’assurer que la meilleure solution soit retenue et que les devis contiennent toutes les exigences permettant d’atteindre la plus grande qualité possible. Voici les principaux défis auxquels l’équipe d’ingénierie a dû faire face.
Roche a fixé des hauteurs de coulée des piliers et validé le tout auprès d’entrepreneurs qualifiés afin de s’assurer de la faisabilité et de l’optimisation des coffrages et des joints des barres d’armature. Il en est résulté un concept avec un nombre minimal de joints. Les volumes importants de béton à traiter par coulée ont amené Roche à établir avec la DLC des critères et des exigences précis afin de s’assurer de limiter la fissuration et d’assurer la durabilité des ouvrages.
Il faut comprendre que des efforts structuraux importants amènent la mise en place de grandes quantités de barres d’acier d’armature qui s’entrecoupent. Roche a modélisé en 3D la mise en place des barres d’armature dans les semelles et à certains endroits des piliers et chevêtres de façon à s’assurer que le béton puisse être mis en place sans ségrégation avec des pompes conventionnelles.
Roche a regardé plusieurs scénarios de mise en place des poutres incluant leur transport sur le site. La mise en place par lancement exige un grand nombre d’analyses afin de s’assurer que l’on puisse avoir en main, au chantier, des valeurs de référence (réactions aux appuis, déformation des poutres, etc.). Dans le présent cas, Roche a élaboré un scénario de lancement en conformité avec la norme S6-06 de façon à éviter que l’entrepreneur retenu ne soumette un scénario de lancement difficile à valider ou un scénario qui aurait entraîné des déformations inacceptables dans la structure permanente.
Par la suite, le défi a été de rédiger un devis de lancement qui, jumelé à la modélisation, soit suffisamment exigeant pour garantir la qualité de la mise en place. Le contenu du devis a également tenu compte de la taille imposante de la superstructure, la longueur des portées, les enjeux financiers et de gestion de sécurité évidents dans l’éventualité d’un échec ou d’arrêts de chantier à la suite à de comportements non prévisibles et soudains.
Pour la première fois, le MTQ a décidé d’intégrer un système de déglaçage au tablier de pont. Ce système, contrôlé par une station météo, permet de déglacer le tablier lorsque les conditions de verglas sont détectées. Le défi a été sans conteste d’intégrer les différentes buses, boîtes d’emmagasinement et tous les accessoires au travers de la superstructure et aussi d’y intégrer une passerelle permanente d’entretien.
Visionnez une vidéo du lancement du pont de la rivière Gilbert.
Entrepreneur général : Couillard Construction Ltée
Ingénieurs-conseils : Consortium Roche – Cima +
Propriétaire : Ministère des Transports du Québec
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