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Le pont Sheep, Phase 4 du projet du Canyon Kicking Horse

Nouvelle infrastructure améliore la sécurité routière en terrain escarpé

Par Clayton Murray

The Kicking Horse Canyon Project

La quatrième phase du projet du canyon de Kicking Horse vise à améliorer la sécurité routière sur un tronçon dramatique de la route Transcanadienne: deux voies existantes seront remplacées par quatre nouvelles voies de circulation et les courbes seront réalignées pour permettre une vitesse de croisière de 100km/h.

La quatrième phase est située entre les sections de la Phase 3 à l’ouest (allant de Golden Hill à West Portal) et de la Phase 1 (le pont Yoho) déjà complétées. L’étendue des travaux comprend:

  • Améliorer la sécurité de la route sur une distance approximative de 4.8 kilomètres dans la portion la plus difficile du canyon.
  • Réaligner 13 courbes et élargir le tout à quatre voies de circulation, en ajoutant une barrière médiane et des accotements plus larges mieux adaptés pour les cyclistes.
  • Minimiser les risques d’éboulements ou d’avalanches au moyen de ponts, de fosses de retenue de roches et d’autres mesures.
  • Ajouter des barrières d’exclusion faunique ainsi que de nouveaux passages fauniques pour minimiser les collisions entre les animaux et les véhicules.

La section “Canyon” de la Phase 4 est la dernière et la plus difficile partie de l’ensemble du projet du canyon Kicking Horse. Un plan de conception fut initialement développé à titre de « design de référence » pour accompagner les spécifications écrites incluses dans le contrat de type conception-construction.

Des améliorations ont dû être apportées dans le but de garantir la sécurité et la rentabilité tout en perturbant le moins possible les usagers de la route et l’ensemble de la communauté. Le coût total de la construction de la Phase 4 est estimé à $601 millions, dont $215 millions proviendront du Gouvernement du Canada.

Le projet est composé de poutres de pont de type NU de béton préfabriqué ayant une portée de 42 mètres (137.8 pieds) et une profondeur de 2 mètres (6.5) pieds. Ces poutres sont les plus longues et les lourdes jamais transportées depuis Richmond jusqu’à Golden. Pour ce faire, Il a fallu obtenir des permis spéciaux et faire appel à des remorques spécialisées munies de roues directionnelles. Les poutres, pesant chacune 64,800 kilogrammes (64.8 tonnes), ont été installées au moyen de deux grues sur chenilles de 275 tonnes travaillant approximativement à 85% de leur capacité.

Le pont Sheep est la première structure que l’on rencontre lorsqu’on voyage vers l’est en direction du projet. Son tablier sera le premier à être coulé en Mai 2022.

La topographie du site, n’offrant qu’un espace restreint, présentait un véritable défi. C’est pourquoi il a fallu d’abord construire les deux nouvelles voies en direction est, puis contourner le trafic sur ces dernières pour ensuite compléter les deux autres voies en direction ouest.

L’instabilité du roc et de la terre au-dessus et en-dessous de la route existante représenta une complication additionnelle. Pour surmonter cette contrainte, le pont repose sur plusieurs pieux à tarière creuse ainsi que sur des micropieux forés (éléments de fondation de petit diamètre et de grande capacité forés profondément dans le sol). Ces pieux sont forés de 5 à 9 mètres dans le roc (16.4 à 29.5 mètres) et sont encastrés dans les semelles de fondation et les butées de béton.

Des précautions spéciales ont été prises pour détecter tout mouvement de sol à l’aide d’un système de radar géotechnique. Il a fallu aussi installer une palissade de rétention capable de stopper un éboulement de roc pour protéger la voie ferrée du CP qui longe la rivière Kicking Horse située plus bas.

Les poutres NU sont supportées par une poutre principale centrale et par deux poutres de transition (une à chaque extrémité). La poutre centrale quant à elle repose sur deux colonnes. Chacune de ces colonnes s’appuie sur une semelle de fondation, elle-même encastrée à la tête d’un ensemble de 12 micropieux. Les deux poutres de transition sont supportées chacune par huit pieux de 914 millimètres (36 pouces).

Clayton Murray, P.Eng. est Coordinateur structural chez Kicking Horse Canyon Constructors.

La poutre de pont de type NU

Développées à l’Université du Nebraska dans les années 1990s, les poutres de type NU sont des poutres de béton précontraintes ayant un profil en I’optimisées grâce à la post-tension pleine longueur de performer dans le cadre des ponts à double portée. Ces poutres peuvent être soit précontraintes par pré-tension seulement, soit précontraintes par pré-tension et post-tension.

Dans le cas des poutres précontraintes par pré-tension comme celles utilisées dans la Phase 4 du projet du Canyon Kicking Horse, la semelle supérieure est renforcée à l’aide d’acier d’armature conventionnel disposé de façon transversale et longitudinale auquel on rajoute quatre câbles (ou torons) longitudinaux en acier soumis à de la précontrainte. La semelle inférieure, quant à elle, est fortement renforcée avec des torons longitudinaux précontraints. La profondeur des poutres NU peut varier entre 1,200 mm et 2,800 mm, variant par incréments de 400 mm. Une poutre NU ayant une profondeur de 2,000 mm porte la dé- signation NU2000.

Transport des poutres de longue portée

Par Scott L Marshall

En tant que manufacturier de béton préfabriqué situé à Richmond, C.-B depuis 1965, Con-Force Structures Ltd. produit la gamme complète de poutres de type NU largement utilisées depuis les 20 dernières années. Notre inquiétude au sujet des 16 poutres NU 2000 n’était pas leur longue portée de 42 mètres (137.8 pieds), ni leur poids de 64,800 kilogrammes (64.8 tonnes), mais plutôt le transport sécuritaire de celles-ci au site de construction.

En Colombie-Britannique, les règlements de transport à l’est de Hope, C.-B limite la longueur et le poids des poutres à 37 mètres (121.5 pieds) et à 56,700 kilogrammes (56.7 tonnes) respectivement. Par contre, la province de l’Alberta, là où les routes sont typiquement moins abruptes et moins courbées qu’en C.-B, permet le transport de chargements plus longs et plus lourds.

Les poutres de béton préfabriqué précontraintes qui dépassent les limites de longueur ou de poids doivent alors être expédiées soit par chemin de fer à un dépot pour être ensuite placées sur des remorques à roues directionnelles, soit être transportées en pièces détachées puis raccordées au site de construction au moyen de la post-tension.

Faire appel à des wagons de train et, par conséquent, au raccordement de sections par post-tension, est toujours plus coûteux que le transport d’une seule poutre précontrainte. Cela remet en question la compétitivité du béton précontraint par rapport aux autres systèmes. Aussi, avec la nécessité toujours croissante de protéger les zones riveraines, la portée des ponts se doit d’être de plus en plus longue.

C’est la première fois que nous avons été confrontés à transporter un chargement si long et si lourd à l’est de Hope, C.-B. C’est alors que Con- Force a décidé d’acquérir quatre remorques à roues directionnelles de grande capacité, et notre propre expert en transport de chargements lourds Keith Freeman a travaillé pendant 18 mois avec la division des chargements extraordinaires du Ministère des transports et des infrastructures de la C.-B pour leur démontrer que le transport des poutres pouvait être réalisé de façon sécuritaire.

Scott L. Marshall est responsable du développement des affaires de ponts, de structures marines et de structures industrielles lourdes chez Con-Force Structures Ltd.

 

Photos 1 et 5 par Con-Force Structures Ltd.
Photos 2, 3 et 4 par Kicking Horse Canyon Constructors

Propriétaire:
Ministère des transports et des infrastructures de la Colombie-Britannique
Ingénieur:
Parsons Corporation
Contracteur:
Kicking Horse Canyon Constructors (collaboration entre Aecon, Parsons Corporation et Emil Anderson)
Béton Préfabriqué:
Con-Force Structures Ltd.
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