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Passerelle “Colonne Vertébrale” pour Merck Serono - Vevey, Suisse

Fin de la construction: 
nov-2009
Logiciel: 
Pays: 
Switzerland

La nécessité d’une liaison entre le bâtiment existant à l’extension du site a entrainé la construction de cette passerelle coudée d’environ 100 m de longueur. Tandis que le niveau inférieur fermé est destiné à la circulation des personnes et d’un robot automatique, le niveau supérieur est destiné à la circulation des fluides.

Difficultés

La difficulté du projet repose sur l’accumulation des contraintes imposées par le site, les besoins, le montage et les désidératas de l’architecte :

  • Les gabarits de circulation dans et sous la passerelle, les niveaux des conduites, l’isolation du passage inférieur et l’exigence de l’horizontalité ont déterminé les faibles hauteurs et largeurs disponibles pour la structure métallique.
  • Les charges utiles sont 3 tonnes/m’ et une charge mobile de 3.5 tonnes. Avec des conduites, des cas de charges asymétriques très défavorables sont probables et à considérer.
  • La circulation au sol limite l’implantation de piliers. D’un côté, la passerelle est suspendue par deux portiques espacés de 25 m et quatre haubans fixés au nouveau bâtiment, de l’autre, elle s’appuie sur 5 piles centrales courtes.
  • Les sorties de secours empêchent de mettre certaines diagonales du treillis. Ces absences confèrent au Spine une rigidité asymétrique. Le Spine a tendance à se tordre.
  • Le concept d’une structure métallique extérieure de couleur plutôt foncée avec le tablier dans l’enveloppe isolée expose la structure à des variations de température et des températures différentielles élevées. Celles-ci engendrent des autocontraintes et des déformations importantes.
  • En zone sismique (Z2) et classe d’ouvrage II, la composante horizontale sur le spectre de dimensionnement est d’environ 20% de g. La hauteur de l’emprise au vent de 6 m, génère des forces significatives sur la structure.
  • La peinture sélectionnée par l’architecte se prête mal à des retouches sur chantier. Seulement 8 soudures ont été réalisées sur le chantier.
  • Aucun boulon visible, choix de l’architecte, a complexifié les assemblages et le montage.
  • Le site en production et les autres chantiers, nécessiteux en espace et en circulation ont imposé l’assemblage au sol et la mise en place des 6 tronçons, dont un de 22 m. La dalle de roulement est constituée d’une pré-dalle de 7 cm et de 5 cm de sur-béton.

Joints-rotules

La passerelle est dotée de deux rotules, une au coude et une contre le bâtiment auquel elle est haubanée.
Ces deux rotules permettent la dilatation longitudinale et la reprise des efforts horizontaux. Le mouvement des joints est d’environ 1/9ème de l’allongement longitudinal.

Modélisation avec Scia Engineer

Avec le logiciel Scia Engineer on a fait le travail suivant :

  • Création d’un modèle 3D, structure en béton et en métal. La dalle de roulement reprend les efforts horizontaux (vent, séisme et la compression introduite par les haubans).
  • Introduction des absences, pour tenir compte des situations intermédiaires (montage, étayage…).
  • Analyse dynamique, pour déterminer les fréquences propres et le comportement au séisme.
  • Introduction des contraintes initiales, pour tenir compte de la mise en tension des haubans.
  • Introduction d’un grand nombre de cas de charges variables asymétriques et de température ainsi de leur combinaisons.