Charge vive et charge morte

Forces de la nature

La charge morte et la charge vive sont essentiellement des charges verticales, alors que les forces de la nature peuvent être verticales ou horizontales. Le vent provoque deux charges importantes, l’une dite statique et l’autre dynamique. La charge statique du vent est la pression horizontale qui tente de pousser un pont latéralement. La charge dynamique du vent donne lieu à un mouvement vertical, créant des oscillations dans toutes les directions. Comme la rupture d’une corde de violon trop usée, les oscillations sont des vibrations qui peuvent provoquer la défaillance d’un pont. Si un pont est mince et n’est pas correctement formé et soutenu, il peut subir des mouvements verticaux ou de torsion (torsion) dangereux.

L’expansion et la contraction des matériaux du pont par la chaleur et le froid ont été minimisées par l’utilisation de joints de dilatation dans le tablier ainsi que d’appuis aux culées et au sommet des piliers. Les appuis permettent au pont de réagir aux variations de température sans causer de contraintes néfastes au matériau. Dans les arches, les ingénieurs conçoivent parfois des charnières pour réduire les contraintes causées par les mouvements de température.

Les ponts modernes doivent également résister aux catastrophes naturelles telles que les cyclones tropicaux et les tremblements de terre. En général, les tremblements de terre sont mieux supportés par des structures qui portent un poids mort aussi léger que possible, car les forces horizontales qui découlent des accélérations du sol sont proportionnelles au poids de la structure. (Ce phénomène s’explique par la loi fondamentale newtonienne de la force égale à la masse multipliée par l’accélération). Pour les cyclones, il est généralement préférable que le pont soit conçu de manière aérodynamique pour avoir peu de matériaux solides face aux vents, de sorte qu’ils puissent passer à travers ou autour du pont sans créer de dangereuses oscillations.