Les poutres NEXT accélèrent l'installation et réduisent les coûts

 Par Richard Morykot, ing.

Combinez ses sites historiques de renommée internationale, tels que la forteresse de Louisbourg, le musée Alexander Graham Bell et le musée des mineurs du Cap-Breton, avec la beauté sauvage des hautes terres et une multitude d'autres points forts autour de l'île, il n'est pas étonnant que le Cap-Breton ait connu une augmentation constante du tourisme et une augmentation constante du nombre de navires de croisière année après année.

En 2016, 54 navires de croisière et 120 000 passagers et membres d'équipage ont fait escale dans le port. Cette année, plus de 110 navires de croisière, transportant plus de 200 000 passagers et membres d'équipage, feront escale au port de Sydney. Cette croissance a nécessité la création d'un poste d'amarrage supplémentaire au terminal maritime de Sydney, afin d'accueillir non seulement le nombre croissant de navires, mais aussi leur grande taille.

Avec un seul poste d'amarrage pouvant accueillir des navires jusqu'à environ 315 mètres de LOA (longueur hors tout), la municipalité régionale du Cap-Breton, en collaboration avec la Port of Sydney Development Corporation, a commandé une étude sur la viabilité de la construction d'un deuxième terminal de croisière à Sydney.
En septembre 2018, après plus d'une décennie de planification, la construction du deuxième poste d'amarrage a débuté avec l'attribution d'un contrat de 18 millions de dollars à Zutphen Contractors de Mabou, au Cap-Breton. Le nouveau terminal, situé juste au nord du terminal existant, accueillera les navires de croisière de la classe Oasis of the Seas, d'une longueur hors tout de 362 mètres (1 187 pieds) et d'une largeur de 60,5 mètres (198 pieds).

Après une étude approfondie des conditions du site, une fondation sur pieux en acier a été choisie pour supporter sept ducs-d'Albe, cinq culées intermédiaires et une culée côté terre. Un duc-d'Albe est une structure maritime isolée qui facilite l'accostage des navires en reprenant une partie des charges d'accostage.

Des poutres préfabriquées en T extrême nord-est (NEXT) ont été choisies pour franchir les travées de 18,1 à 21,5 mètres (59 à 70 pieds), soutenir le tablier et transférer les charges. Au total, le projet comprend 33 poutres NEXT, chacune d'une largeur de 2 500 millimètres (8,2 pieds) et d'une épaisseur nominale de 600 millimètres (2 pieds).
La construction conventionnelle des quais utilise généralement du béton coulé sur place pour les poutres et le tablier. L'utilisation de poutres NEXT en béton préfabriqué dans ce projet a permis de placer les poutres et la partie inférieure du tablier en une seule séquence, éliminant ainsi totalement le besoin de coffrage et de pieux de soutènement temporaires.

L'utilisation de béton préfabriqué a également permis de couler les éléments en hiver, en intérieur, dans des conditions idéales. Autre point important : d'importantes parties de la structure ont pu être construites en parallèle, réduisant ainsi le calendrier du projet. Le coulage des travées du tablier sur place aurait allongé le calendrier et nécessité une importante quantité de bétonnage dans des conditions hivernales rigoureuses.

Un défi particulier résidait dans les charges induites sur la structure par les vagues et la glace. Les charges gravitationnelles typiques sur les structures de type pont créent des moments positifs à mi-portée et des moments négatifs sur les appuis. Les charges des vagues et de la glace créent des forces ascendantes et une solution de conception était nécessaire pour résister à ces charges de manière non conventionnelle.

Les ingénieurs de CBCL ont travaillé en étroite collaboration avec le fournisseur de béton préfabriqué Strescon Limited de Bedford, en Nouvelle-Écosse, afin de déterminer les limites de longueur des torons dépassant de l'extrémité des poutres. Afin de transmettre le moment positif induit par la glace aux supports, un système d'ancrage des torons composé de plaques d'acier, de mandrins de torons à extrémité fermée et de goujons Nelson a été encastré dans le béton porteur.

Le projet est désormais bien avancé, avec la pose de 77 des 83 pieux. Les éléments en béton du projet sont pratiquement terminés, avec la culée et tous les supports intermédiaires installés. Par ailleurs, six des sept ducs-d'Albe de pont sont construits, 24 des 33 poutres NEXT sont en place et environ la moitié du tablier en béton a été coulée. L'achèvement du projet est prévu pour fin 2019, pour la saison de croisière 2020.

Le dévouement et l’ingéniosité des ingénieurs et des concepteurs impliqués ont été un facteur clé dans le développement d’une conception permettant l’utilisation de poutres préfabriquées en béton NEXT dans une application unique.

 La CBCL tient à souligner la contribution de Xi Chen, EIT, Colin Jim, P.Eng, Kori MacPherson, P.Eng, Arron Kennedy, P.Eng, et Greg Peters, P.Eng. Leurs efforts ont été essentiels à la conception et à la réussite du projet.

 Richard Morykot, P.Eng., est directeur de CBCL Limited à Sydney, en Nouvelle-Écosse.

LE PROCHAIN ​​FAISCEAU

Pendant des années, la conception typique d'un pont de courte et moyenne portée impliquait l'utilisation de poutres-caissons adjacentes en béton préfabriqué. Avec une largeur de 1,2 mètre (4 pieds), il aurait fallu huit poutres-caissons pour construire un pont classique de 10 mètres (33 pieds). L' Dalles évidées de la poutre-caisson rendait sa fabrication difficile. L'installation était également complexe en raison de l'alignement des conduits de post-tension transversaux et des procédures d'injection de coulis impliquant la clé de cisaillement.

En 2006, le comité technique de la section Nord-Est (États de la Nouvelle-Angleterre et de l'État de New York) du Precast Concrete Institute (PCI), basé aux États-Unis, a constaté la nécessité de revoir la conception des ponts de courte et moyenne portée. Suite à une consultation avec les membres du comité technique, la poutre NEXT (North East Extreme Tee) a vu le jour. Plus facile à fabriquer et à installer, cette poutre est un double T plus robuste, de 3,6 mètres (12 pieds) de large sur 0,9 mètre (3 pieds) de profondeur, avec des tiges d'un peu plus de 330 à 381 millimètres (1,08 à 1,25 pied) de large, permettant des portées de 13,7 mètres (45 à 90 pieds).

 Photos avec l'aimable autorisation de CBCL Limited