La construction accélérée de ponts : une solution d’avenir pour les infrastructures publiques

Accelerated bridge construction: a solution for the future of public infrastructure

26-11-2024

Par Isabelle Simard

Alors que s’achèvent les travaux de construction des deux premiers ponts en Préfabriqué intégral (Total Precast) du territoire du Grand Montréal, on peut d’ores et déjà affirmer que la construction accélérée de ponts en béton préfabriqué est une solution d’avenir pour les infrastructures publiques.

Cette nouvelle approche de construction, développée en collaboration avec Polytechnique Montréal et le professeur Bruno Massicotte, s’applique à une grande variété de ponts, des plus petits aux plus grands, des nouveaux ponts aux ponts existants. Elle répond favorablement aux trois principaux objectifs de la Stratégie québécoise en infrastructures publiques : des infrastructures de qualité (1), réalisées plus rapidement (2) et à meilleur coût (3).

L’utilisation d’éléments préfabriqués en usine et assemblés au chantier permet d’accélérer l’érection des ponts, tout en permettant une utilisation plus efficace de la main-d’œuvre disponible au Québec dans le secteur de la construction.

Ces deux projets de ponts préfabriqués réalisés par BPDL démontrent la pertinence de cette méthode de construction, laquelle a permis de réduire considérablement la durée des travaux et les entraves à la mobilité, redonnant ainsi aux usagers l’accès à ces deux infrastructures vitales.

PONT DE LA RUE DES CARRIÈRES, MONTRÉAL

Longueur : 24,79 m

Largeur : 11,66 m

Hauteur : 4 m

Temps d’installation des éléments préfabriqués : 6 jours

Le pont routier de la rue des Carrières passe au-dessus de l’avenue Christophe-Colomb sur l’Île de Montréal. Le nouveau pont préfabriqué comprend deux traversées continues de type dalles pleines en béton précontraint et repose sur des culées, deux piles centrales et deux chevêtres. Sa reconstruction a nécessité la préfabrication en usine de plusieurs éléments incluant des semelles, des piles, des chevêtres, des poutres, des dalles et des glissières.

La connexion des éléments de béton préfabriqué a été effectuée avec du béton fibré ultraperformant (BFUP). La qualité des joints étant considérée comme un point sensible dans la construction de ponts préfabriqués, le BFUP permet d’optimiser leur durabilité. Ce matériel ductile enregistre une grande résistance à la compression (jusqu’à 250 MPa) et à la flexion (jusqu’à 45 MPa). Il possède une faible porosité, de même qu’une résistance exceptionnelle aux intempéries, à l’abrasion et à la corrosion. Ainsi, le BFUP offre une durée de vie accrue aux ouvrages de construction et réduit les coûts d’entretien.

Les semelles du pont sont ancrées au roc au moyen d’ancrages passifs.
Le béton fibré ultra performant (BFUP) est utilisé pour le bétonnage des joints des éléments préfabriqués.
Les piliers sont supportés par des contreventements temporaires jusqu’à l’obtention du taux de résistance exigé pour les joints de BFUP et le béton des pochettes.
On procède à l’installation des chevêtres pesant chacune 19 000 kg.
L’installation des poutres se fait à la suite du bétonnage des pochettes des chevêtres et du joint de BFUP central.
Les joints de BFUP sont coulés entre chacune des dalles (photo 1).
Les joints de BFUP sont coulés entre chacune des dalles (photo 2).
Les glissières préfabriquées sont installées après que les joints de BFUP aient atteint 100 MPa.
La dalle coulée en place doit être réalisée au moyen d’équipements de type finisseuse à béton automatique.

PONT DE L’ÎLE BÉLAIR, ROSEMÈRE

Longueur : 20,21 m

Largeur : 22,90 m

Hauteur : 5,12 m

Temps d’installation des éléments préfabriqués : 6 jours

Situé à Rosemère, le pont de l’île Bélair enjambe la rivière des Mille-Îles, sur la route 117 (boulevard Labelle). Il s’agit du deuxième projet de pont en Préfabriqué intégral (Total Precast) réalisé par BPDL. Une fois de plus, la préfabrication des éléments structuraux du pont a permis de réduire la durée des activités sur le site afin d’accélérer la reprise des opérations de cette infrastructure importante dans la région.

Le nouveau pont comporte deux voies de circulation par direction. Il est constitué d’une seule travée avec un tablier constitué de poutres de type NEXT (Northeast Extreme Tee). Ce système de poutres préfabriquées en béton a été développé pour la construction de ponts, principalement dans le nord-est des États-Unis. Ces poutres en double T ouvert sont fabriquées en une seule coulée et l'absence de torons fléchis représente un avantage significatif lors de la fabrication.

Tous les éléments structuraux du pont de l’île Bélair ont été préfabriqués en usine pour être ensuite assemblés au chantier, à l’exception des semelles, des blocs d’assise, des diaphragmes, des dalles de transition ainsi que du trottoir. Ces éléments préfabriqués comprennent le mur de front, les murs de retour, les poutres NEXT et les garde-grèves.

Un prototype de poutre a été fabriqué avant sa production à grande échelle. Dans ce projet, l’installation des poutres mesurant 20 mètres a nécessité l’utilisation de deux grues de 450 tonnes, d’une rampe de lancement et d’une tour d’appui temporaire.

Les poutres de type NEXT d’une longueur de 20 mètres ont été fabriquées en usine (photo 1).
Les poutres de type NEXT Beam d’une longueur de 20 mètres ont été fabriquées en usine (photo 2).
Les semelles de l’axe sud avec l’armature, en attente de recevoir les sections de mur de front et mur de retour.
Le poids des éléments de mur de front en béton préfabriqué varie entre 4 000 et 38 000 kg.
Les poutres NEXT sont déplacées sur le rail de lancement, puis reprises par une seconde grue pour leur positionnement final.
Une équipe procède au bétonnage des joints en BFUP.
On procède au montage de l’armature pour la confection de la dalle de transition.

Les avantages de la préfabrication

Tout bien considéré, la construction accélérée de ponts en béton préfabriqué est une solution innovante pour améliorer l'efficacité et la durabilité des projets d'infrastructure. La préfabrication en usine, dans un environnement contrôlé, permet d’accélérer considérablement le processus de construction, d’optimiser les ressources et de diminuer les interruptions liées aux conditions climatiques ou aux imprévus sur le chantier. De façon pratique, ce mode de construction minimise les contraintes sur le réseau de circulation ainsi que les inconvénients causés aux usagers de la route.

Explorez nos solutions structurales

Vous avez des questions sur les différentes solutions structurales offertes par BPDL et, plus spécifiquement sur les ponts préfabriqués ? Notre équipe invite les ingénieurs et professionnels de la construction et de la fonction publique à une présentation de type lunch-and-learn. Remplissez ce court formulaire et un membre de l’équipe vous contactera rapidement. Téléchargez le formulaire.

NOS REMERCIEMENTS À : Groupe Deric et Structures Universelles (pont de la rue des Carrières/Christophe Colomb) ; EC4 et Structures Universelles (pont de l’île Bélair).

SOURCES CONSULTÉES : Stratégie québécoise en infrastructures publiques, 2024, Rapport de recherche Polytechnique Montréal - Développement de ponts en béton entièrement préfabriqués, 2012.

2024-11-26

By Isabelle Simard

As construction of the first two Total Precast bridges in Greater Montreal draws to a close, we can already confirm that accelerated construction of precast concrete bridges is a solution for the future of public infrastructure.

This new construction approach, developed in collaboration with Polytechnique Montréal and Professor BrunoMassicotte, can be applied to a wide variety of bridges, from the smallest to the largest, from new bridges to existing ones. It contributes to the three main objectives of the Quebec Public Infrastructure Strategy: quality infrastructure (1), faster construction (2)and lower costs (3).

Elements prefabricated in the factory and then assembled on site, speeds up the of bridge construction, while making more efficient use of the available labour in Quebec's construction sector.

These two prefabricated bridge projects carried out by BPDL demonstrate the value of this construction method, by considerably reducing the duration of the work and the obstacles to traffic, thereby quickly returning these two vital infrastructures to normal use.

RUE DES CARRIÈRES BRIDGE, MONTREAL

Length : 24,79 m

Width : 11,66 m

Height : 4 m

Installation time for prefabricated elements: 6 days

The rue des Carrières road bridge crosses over avenue Christophe-Colomb on the island of Montreal. The new precast bridge comprises two continuous pre-stressed concrete slab spans which rest on abutments, two central piers and two headers. Its reconstruction required the factory prefabrication of several elements, including footings, piers, headers, beams, slabs and guardrails.

The precast concrete elements were connected using ultra-high-performance fiber-reinforced concrete (UHPC). As the quality of the joints is considered to be a sensitive point in the construction of precast bridges, UHPC optimises their durability. This ductile material has high compressive strength (up to 250 MPa) and resistance to bending (up to 45 MPa). It has low porosity and exceptional resistance to weathering, abrasion and corrosion. As a result, UHPC extends the life of fabricated structures and reduces maintenance costs.

The bridge footings are anchored to the rock using passive anchors.
Ultra-high-performance fiber-reinforced concrete (UHPC) is used for concreting the joints of prefabricated elements.
The piers are supportedby temporary bracing until the required strength of the UHPC joints and the concrete in the pockets is achieved.
The headers, each weighing 19,000 kg, are installed.
The beams are installed after concreting the pockets for the headers and the central UHPC joint.
The UHPC joints are cast between each of the slabs (photo 1).
The UHPC joints are cast between each of the slabs (photo 2).
The prefabricated slides are installed after the UHPC joints have reached 100 MPa.
The cast-in-place slab must be produced using an automatic concrete finisher.

ÎLE BÉLAIR BRIDGE, ROSEMÈRE

Length : 20,21 m

Width : 22,90 m

Height : 5,12 m

Installation time for prefabricated elements: 6 days

Located in Rosemère, the Île Bélair bridge spans the Rivière des Mille-Îles on Route 117 (Boulevard Labelle). This is BPDL's second Total Precast bridge project. Once again, the prefabrication of the bridge's structural elements made reduced duration of activities on site possible sped up the resumption of operations for this major infrastructure in the region.

The new bridge has two traffic lanes in each direction. It consists of a single span with a deck made of NEXT(Northeast Extreme Tee) beams. This system of prefabricated concrete girders was developed for the construction of bridges, mainly in the north-east of the United States. These double open T girders are manufactured in a single pour, and the absence of harped strands represents a significant manufacturing advantage.

All the structural elements of the Île Bélair bridge were prefabricated in the factory and then assembled on site, with the exception of the footings, base blocks, diaphragms, transition slabs and pavement. These prefabricated elements include the front wall, return walls, NEXT beams and guard rails.

A prototype beam was manufactured prior to full-scale production. In this project, the installation of the 20-metre beams required the use of two 450-tonne cranes, a launch ramp and a temporary support tower.

The 20-metre-long NEXT Beams were manufactured in the factory (photo 1).
The 20-metre-long NEXT Beams were manufactured in the factory (photo 2).
The footings of the southern axis with reinforcement, waiting to receive the front wall and return wall sections.
The weight of precast concrete front wall elements varies between 4,000 and 38,000 kg.
The NEXT beams are moved onto the launch rail, then picked up by a second crane for their final positioning.
A team concretes the UHPC joints.
The reinforcement for the transition slab isinstalled.

The advantages of prefabrication

All things considered, the accelerated construction of precast concrete bridges is an innovative solution for improving the efficiency and sustainability of infrastructure projects. Factory prefabrication, in a controlled environment, considerably speeds up the construction process, optimises resources and reduces weather related interruptions or unforeseen events on site. In practical terms, this method of construction minimises the constraints on the traffic network and the inconvenience caused to road users.

Find out more about our structural solutions

Do you have questions about the various structural solutions offered by BPDL, and more specifically about prefabricated bridges? Our team invites engineers, construction and public service professionals to a lunch-and-learn presentation. Fill in this short form and a member of the team will contact you shortly. Download the form.

OUR THANKS GO TO: Groupe Deric and Structures Universelles (rue des Carrières/Christophe Colomb bridge) ; EC4 and Structures Universelles (île Bélair bridge).

SOURCES: Stratégie québécoise en infrastructures publiques, 2024, Rapport de recherche Polytechnique Montréal - Développement de ponts en béton entièrement préfabriqués, 2012.

En cliquant sur « Accepter », vous acceptez le stockage de cookies sur votre appareil pour améliorer la navigation sur le site, analyser l'utilisation du site et contribuer à nos efforts marketing. Consultez notre Politique de confidentialité pour plus d'informations.
By clicking “Accept”, you agree to the storing of cookies on your device to enhance site navigation, analyze site usage, and assist in our marketing efforts. Check out our Privacy Policy for more information.