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1 / 11 Une charge traverse un arc de pierre Un arc de pierre occupe la scène pendant qu’un poids en fonte roule dessus. La ligne verte est le chemin de la poussée à travers les pierres, et les points qui descendent le long de la ligne montrent la force qui voyage vers les culées. Faites glisser le poids vous-même pour le déplacer.
Faites glisser pour tourner. Molette ou pincement pour zoomer.
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01 Une charge traverse un arc de pierre Un arc de pierre occupe la scène pendant qu’un poids en fonte roule dessus. La ligne verte est le chemin de la poussée à travers les pierres, et les points qui descendent le long de la ligne montrent la force qui voyage vers les culées. Faites glisser le poids vous-même pour le déplacer.
02 Des pierres sur une charpente en bois Dix des 15 pierres sont posées. Tant que l’anneau n’est pas fermé, rien ne les retient sauf le cintre en bois dessous. Coupez le cintre ici et les pierres tombent.
03 La clé de voûte ferme l’anneau Avec la clé de voûte en place, le cintre peut être retiré. La ligne verte est une ligne des pressions : le chemin de l’effort de compression de pierre en pierre. Elle reste dans l’anneau, donc l’arc tient.
04 Trop de charge au même endroit 180 kN au quart de la portée poussent la ligne des pressions hors de l’anneau. Les points rouges marquent les joints où aucune ligne ne peut rester à l’intérieur, c’est-à-dire là où les pierres commenceraient à s’ouvrir comme des charnières.
05 Retirez vous-même une pierre Touchez une pierre quelconque de l’anneau. Elle glisse hors de sa place et, sans rien dessous, tout l’anneau s’effondre, clé de voûte comprise. Appuyez sur le bouton de la scène pour remettre les pierres.
06 Un camion au milieu du treillis Chacun des deux treillis reprend 100 kN. La membrure supérieure porte 150 kN de compression et la membrure inférieure 100 kN de traction, calculés nœud par nœud.
07 Déplacez le camion au tiers La diagonale U2L3 passe maintenant de 71 kN de traction à 47 kN de compression. C’est pourquoi on vérifie chaque élément d’un treillis pour les deux sens d’effort sous une charge mobile.
08 Pourquoi le câble est une parabole Avec seulement le tablier suspendu, le câble porte des charges égales à intervalles égaux. Sa forme suit alors le moment fléchissant d’une poutre uniformément chargée, qui est une parabole.
09 Pylônes, massifs d’ancrage et un camion Un camion de 300 kN au quart de la portée tire le câble en un coude, dessiné ici dix fois plus grand. La traction passe sur les pylônes et descend le long des travées de rive jusque dans les massifs d’ancrage.
10 Des ponts réels à leurs proportions Le Golden Gate Bridge a une travée principale de 1280 m et des pylônes à 227 m au-dessus de l’eau, si bien que la portée vaut environ 5,6 fois la hauteur des pylônes. Choisissez les autres ponts sous la scène et comparez.
11 Trois ponts côte à côte Les trois maquettes se retrouvent en rang, chacune dessinée à sa propre échelle. La même charge traverse les trois : l’arc pousse, le treillis répartit la charge en poussée et en traction, et le câble ne fait que tirer.
Voussoirs 15 pierres en forme de coin, couvrant chacune 12° de l’anneau. L’anneau a 0,6 m d’épaisseur, 3 m de largeur et 4 m de rayon à sa fibre moyenne, et une pierre pèse 35 kN. Clé de voûte La pierre du sommet, posée en dernier. Dans la maquette, elle a la même forme et le même poids que les autres ; elle compte parce que c’est celle qui ferme l’anneau. Cintre Une charpente provisoire en bois qui retient les pierres tant que l’anneau est incomplet. Retirer les coins au sommet des poteaux l’abaisse de quelques centimètres pour que l’arc porte son propre poids. Culées L’arc pousse vers l’extérieur autant que vers le bas. Sous son propre poids, chaque culée reprend 104 kN horizontalement et 266 kN vers le bas. Membrures supérieure et inférieure Avec le camion au milieu, la membrure supérieure est comprimée (bleu) et la membrure inférieure est tirée (rouge). Ensemble, elles agissent comme le haut et le bas d’une poutre de 5 m de haut. Montants Dans un treillis Pratt, les montants sont en général comprimés. Ceux qui sont le plus près des extrémités ne portent rien, sauf si la charge se trouve juste sur leur nœud. Diagonales Elles descendent vers le milieu et reprennent l’effort tranchant. Avec le camion au milieu, elles sont toutes tendues, mais une diagonale située de l’autre côté du camion peut passer en compression. Tablier Le tablier routier du pont suspendu. La maquette le traite comme une chaîne de courtes travées entre suspentes, il n’a donc aucune rigidité propre. Câbles principaux Deux câbles sur une travée principale de 160 m avec 16 m de flèche. Sous le poids du tablier, chacun tire latéralement avec 8000 kN. Suspentes Des tiges verticales tous les 8 m. Chacune transmet 320 kN de poids du tablier au câble, la même valeur à chaque suspente. Pylônes Ils tiennent les câbles en hauteur aux selles. Le câble tire autant latéralement des deux côtés, de sorte que les pylônes portent surtout une charge verticale. Massifs d’ancrage Des blocs de béton aux extrémités des travées de rive. Chaque câble tire sur son massif d’ancrage avec 8400 kN, dont environ 2560 kN vers le haut.
