Presse plieuse

IDOT a lancé un défi pour le développement d'une solution viable et économique pour accélérer le remplacement de l'infrastructure vieillissante des ponts aux États-Unis. Un groupe de travail industriel a développé des poutres en cuve formées par presse plieuse pour les ponts à courte portée qui sont formées en usine, préassemblées avec une plateforme en béton, et installée sur site en quelques heures ou jours.

Note de l'éditeur : cet article est basé en partie sur une présentation au Symposium mondial AISC World Steel Bridge 2019, à Saint-Louis, le 3 avril 2019.

Ce n’est un secret pour personne que l’infrastructure américaine doit être remplacée. Lorsque le pont I-35 sur le fleuve Mississippi à Minneapolis s'est effondré en 2007, tuant 13 personnes, le pays tout entier en a pris note.

Deux ans plus tard, l’American Recovery and Reinvestment Act prévoyait un financement de près de 50 milliards de dollars pour les infrastructures de transport afin de soutenir les réparations nécessaires et les investissements transformateurs à long terme dans les communautés de chaque État. La réparation et le remplacement des infrastructures sont un objectif sur lequel les deux partis politiques semblent s’entendre.

Selon le Bureau of Transportation Statistics, il y avait plus de 617 000 ponts en 2019 aux États-Unis et seulement 279 582, soit 44 %, sont en bon état. Plus de 56 000 (9,1 %) des ponts du pays ont été classés comme structurellement déficients en 2016.*

Le temps presse. Près de quatre personnes sur dix ont 50 ans ou plus, selon le communiqué 2017 de l'American Society of Civil Engineers (ASCE).

L'économiste en chef Dr. Alison Premo Black de l'American Road & Transportation Builders Association (ARTBA) a déclaré : « Au rythme actuel, il faudrait plus de 50 ans pour réparer les ponts structurellement déficients de l'Amérique. »

"Le plus grand besoin se situe dans la catégorie des ponts à courte portée de 140 pieds ou moins", a déclaré le Dr Karl Barth, de l'Université de Virginie occidentale, département de génie civil et environnemental, ajoutant que près de la moitié des ponts structurellement déficients tombent dans la catégorie des ponts à courte portée. catégorie de portée. Un pont à courte portée est défini comme un pont dont la distance entre deux supports intermédiaires est inférieure à 140 pieds.

À la recherche de nouveaux moyens plus efficaces, plus rapides et moins coûteux de remplacer les ponts pour aider à résoudre la crise des infrastructures aux États-Unis, l'IDOT a lancé un défi pour le développement d'une solution viable et économique pour remplacer l'infrastructure vieillissante des ponts par des structures de courte portée allant jusqu'à 80 pieds.

Barth a dirigé le groupe de travail industriel chargé du développement de la technologie.

Les chercheurs de l'Université de Virginie occidentale ont commencé avec la forme d'une boîte trapézoïdale soudée typique, mais l'ont fabriquée via une presse plieuse pour économiser du temps et de l'argent. La fabrication a été réalisée par Greiner Industries. Photo gracieuseté de la Short Span Bridge Alliance.

Le ministère fédéral des routes nous a chargé de développer des systèmes permettant d'accélérer la construction de ponts à courte portée qui seraient économiques », a déclaré Barth. « L'objectif était d'utiliser des largeurs de plaque standard et couramment disponibles de 84 pouces, 96 pouces, etc. » Le procédé devait également être compatible avec une production de masse pour éviter les coûts de personnalisation.

Quel est le système ? Il s'agit simplement d'une simple poutre en cuve d'acier avec un tablier en béton préfabriqué, avec une touche d'originalité.

"Nous nous sommes retrouvés avec une boîte trapézoïdale en acier standard, mais nous l'avons fabriquée à partir de pliage avec presse plieuse plutôt que de soudage conventionnel", a déclaré Barth. "Les éléments destinés aux courtes portées peuvent être produits en 30 à 40 minutes environ à l'aide du formage par presse plieuse."

Le type de poutre est le rapport d'inclinaison courant des poutres trapézoïdales américaines de 1 à 4 sur les bords, avec un rayon de courbure de 5T, a expliqué Barth. « Nous avons pensé que nous n'avions pas besoin de beaucoup de compression sur la bride. Nous les avons tenus à 6 pouces de large. Il nous en fallait juste assez pour maintenir les poteaux jusqu’à ce que nous y mettions le pont.

La poutre en tôle formée par presse plieuse (PBFTG) est galvanisée pour prolonger sa durée de vie et est ensuite surmontée d'un tablier en béton. « Notre norme consiste à les galvaniser à chaud à l’intérieur et à l’extérieur pour offrir plus de 60 ans de protection.

« Ce n'est pas extrêmement innovant. Mais il est fabriqué d'une manière qui peut être économique sur le marché des courtes portées. Les géométries de ponts plus grandes et plus complexes avec des cuves à section fermée ont une géométrie très idéale pour les applications de soudage. Le problème est qu'il est impossible de réduire économiquement cette technologie aux appareils de 40, 60 ou 80 pieds. marché des ponts à courte portée », a conclu Barth.