Rénovation du viaduc de Müngsten, Allemagne

Calculé avec les logiciels de Dlubal

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Modèle en 3D du viaduc de Müngsten dans RSTAB (© PSP)

Viaduc de Müngsten (© PSP)

Projet Client

18 septembre 2017

Allemagne RSTAB Construction de ponts Structures en acier

Client	DB Netz AG, Produktionsdurchführung Düsseldorf, Allemagne www.dbnetze.com
Gestion du projet	DB Engineering & Consulting GmbH, Cologne, Allemagne www.db-engineering-consulting.de
Planification générale	IGS Ingenieure GmbH & Co. KG www.igs-ib.de
Calcul de structure	IWS Beratende Bauingenieure www.iws-idstein.de
Contrôle du calcul	PSP - Professor Sedlacek und Partner, Dortmund, Allemagne www.psp-ingenieure.de

Le viaduc de Müngsten, inauguré en 1897, fait partie des ponts métalliques les plus célèbres au monde. Culminant à 107 m au-dessus de la rivière Wupper, il s’agit du pont ferroviaire le plus haut d’Allemagne. Il est inspiré du viaduc de Garabit, situé près de Saint-Flour dans le sud de la France, réalisé par Gustave Eiffel et achevé en 1884.

La structure de ce pont reliant les villes de Solingen et Remscheid avait été gravement endommagée par 120 années de trafic ferroviaire et d’aléas climatiques. Les vérifications basées sur des réglementations ayant évolué au cours du temps ont démontré les manquements des composants de cette structure. Des travaux de rénovation ont donc été effectués afin que ce viaduc puisse au moins continuer à être utilisé pour les trente années à venir.

La société IWS Ingenieure a été chargée d’analyser la structure tandis que le contrôle de l’analyse a été réalisé par le bureau PSP – Professeur Sedlacek et Partner à l’aide du logiciel RSTAB.

Structure

Ce pont a une longueur totale de 465 m et est composé d’une travée en arc de 170 m et de voies de ses deux côtés, d'une longueur respective de 30 et 45 m, supportées par des piliers en treillis.

Un système de poutres treillis supportant la superstructure de deux voies ferrées se trouve sur la partie supérieure de l'ouvrage.

Calcul

Le calcul et la vérification ont été effectués sur un modèle en 3D et la modélisation a été réalisée en considérant les dégâts constatés. Une attention particulière a par exemple été portée aux articulations afin simuler le comportement des systèmes d'appuis le plus réaliste possible.

Treize nouveaux cas de charge tels que la manipulation sur la position de l’arc en treillis ont été considérés pour le calcul de cette structure. Une méthode classique de construction en porte-à-faux avait été utilisée à l'origine et la longueur de porte-à-faux s'élevait à 30 m. Les étapes de construction ont eu une influence considérable sur les conditions de contrainte du cas de charge de poids propre.

Outre les charges variables causées par la température, le vent et les charges d’exploitation (accélération, freinage et impacts latéraux), trois effets de traction (effet de charge UIC71, etc.) ont été appliqués. Ce nouveau calcul a été vérifié et calibré à l'aide de trajets en charge.

Résultats et rénovation

Le nouveau calcul a permis de quantifier les effets des dégâts sur la structure. Un pourcentage d'utilisation parfois supérieure à 200 % a été obtenu pour les éléments individuels tels que les poutres longitudinales primaires et secondaires de la voie, les contreventements et les ancrages, motivant ainsi ce projet de rénovation.

L’intervention la plus importante a été le remplacement de la voie, elle a requis la fermeture complète de la ligne de chemin de fer. De plus, le niveau de charge a dû être réduit. La rénovation du pont, des piliers, des éléments de fondations, ainsi que de l’arc a pu être réalisée uniquement avec un trafic réduit.

La rénovation du viaduc de Müngsten a entraîné des frais importants, mais elle a permis de préserver cette impressionnante structure métallique.

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