Fabrication de portiques autoroutiers

Un portique autoroutier (abrégé en portique) est une grande structure métallique installée sur les autoroutes, généralement au-dessus de la chaussée. Il est composé de deux piliers latéraux et dune poutre transversale, formant une structure en forme de “porte”, doù son nom de “portique”. Il est utilisé pour suspendre des panneaux de signalisation, des caméras, des écrans dinformation électroniques ou des équipements de systèmes de péage ouvert. Il est adapté aux tronçons à voies multiples et à fort trafic, car les panneaux latéraux peuvent être obstrués par les véhicules de grande taille.

Types de structures

• Portique complet : La poutre transversale traverse toute la chaussée, avec des piliers de support des deux côtés, semblable à un pont, adapté aux autoroutes à voies multiples.
• Demi-portique (en porte-à-faux / en forme de papillon) : Un seul pilier supporte la poutre transversale, adapté aux tronçons où lespace est limité ou à proximité des sorties.
• Type treillis : Utilise une structure en treillis (tubes ronds ou carrés), offrant une rigidité et une stabilité supérieures, souvent utilisé pour les équipements lourds.
• Portique flexible : Comme le Flexgantry de Forster, relié à des blocs de béton mobiles, il peut se déplacer latéralement en cas dimpact, améliorant ainsi la sécurité.

Matériaux et conception

• Matériaux :
  • Acier : Principalement de lacier faiblement allié à haute résistance Q235 ou Q345, limite délasticité de 235 à 345 MPa, épaisseur de 4 à 10 mm, traité par galvanisation à chaud (épaisseur de 60 à 80 μm) pour la protection contre la corrosion.
  • Alliage daluminium : Conception légère, densité denviron 2700 kg/m³, résistant à la corrosion, adapté à des scénarios spécifiques.
  • Béton : Les fondations de certains piliers utilisent du béton à haute résistance (C30-C40) pour améliorer la stabilité.
• Caractéristiques de conception :
  • Dimensions : Portée de la poutre transversale de 10 à 40 mètres (selon le nombre de voies), hauteur des piliers de 6 à 12 mètres, doit résister à la charge du vent (environ 1,2 kN/m²) et au poids de léquipement.
  • Structure : La poutre transversale est généralement de type caisson ou en treillis, les piliers sont cylindriques ou rectangulaires, et les fondations sont généralement encastrées ou fixées par des boulons.
  • Modularité : Facilite le transport et linstallation, réduisant le temps de construction sur site.
  • Sécurité : Doit être conforme aux normes de résistance au vent et aux tremblements de terre (comme la norme chinoise « Code for Design of Highway Bridges and Culverts »), et tenir compte de la sécurité en cas de collision (comme le test REBLOC H4b).

Processus de fabrication

(1) Conception et préparation

• Conception : Utilisation de logiciels CAD ou BIM pour la modélisation tridimensionnelle, calcul des charges (charges statiques, charges dynamiques, charges de vent), optimisation de la structure. Lanalyse par éléments finis (FEA) garantit la résistance et la rigidité.
• Préparation des matériaux : Achat de tôles ou de tubes en acier Q235/Q345, inspection de la qualité de la surface (absence de fissures, de rouille), découpe aux dimensions requises.

(2) Fabrication des composants

• Formage de la poutre transversale / des piliers :
  • Estampage / Laminage : La tôle dacier est formée en poutre caisson ou en structure tubulaire par une presse hydraulique (1000-3000 tonnes) ou une laminoir, tolérance de ±1 mm.
  • Cintrage de tubes : Les piliers ou les poutres en porte-à-faux sont cintrés à laide dune cintreuse à commande numérique, précision angulaire de ±0,5°.
• Usinage des trous :
  • Usinage des trous de montage (pour les panneaux de signalisation, la fixation des équipements), diamètre des trous de 10 à 50 mm, nombre de 100 à 300.
  • Poinçonnage à commande numérique : Haute précision (±0,2 mm), adapté à la production de variétés multiples.
  • Découpe plasma / laser : Utilisée pour les trous de grande taille ou les formes complexes, précision de ±0,5 mm.
• Soudure :
  • Utilisation de la soudure TIG/MIG ou de la soudure à larc, les soudures doivent être exemptes de porosités et avoir une résistance supérieure à 90 % de celle du matériau de base.
  • Utilisation de gabarits pour assurer la précision de la soudure, écart <±1 mm.

(3) Traitement de surface

• Grenaillage / Sablage : Élimination de la couche doxyde, rugosité de surface Ra 3,2-6,3 μm, amélioration de ladhérence du revêtement.
• Galvanisation à chaud : Épaisseur de la couche de zinc de 60 à 80 μm, durée de vie de résistance à la corrosion de 10 à 20 ans.
• Peinture : Apprêt époxy + peinture de finition polyuréthane (épaisseur totale de 80 à 120 μm), la couleur est souvent verte (Chine / Canada) ou gris argenté, certaines scènes utilisent le bleu (comme les tronçons daéroport).

(4) Assemblage et installation

• Pré-assemblage en usine : Assemblage dessai en usine, vérification des dimensions et de la précision de la connexion.
• Installation sur site :
  • Construction des fondations : Coulage des fondations en béton (C30-C40), boulons ou plaques dacier pré-encastrés.
  • Levage : Utilisation dune grue (50-100 tonnes) pour installer la poutre transversale et les piliers, écart <±5 mm.
  • Installation de léquipement : Les panneaux de signalisation, les caméras ou les équipements de péage sont fixés par des boulons, langle doit être calibré (par exemple, les panneaux de la région de Québec au Canada sont inclinés vers le bas pour faciliter la visualisation par les conducteurs).