L'application pratique du granit dans les structures de ponts peut être divisée en deux niveaux : premièrement, il est utilisé directement comme pierre naturelle dans les éléments de pont ; Deuxièmement, cela influence la conception des fondations du pont en tant que substrat géologique. Ce qui suit est une introduction systématique du point de vue de la pratique de l’ingénierie.
I. Application du granit comme matériau structurel
Le granit est une roche ignée à haute densité (environ 2,6 à 2,7 g/cm³), à haute résistance à la compression (100 à 250 MPa), à forte résistance à l'usure, à faible absorption d'eau et à une excellente résistance aux intempéries. Dans l’ingénierie des ponts, il est principalement utilisé dans les domaines suivants :
1. Pavage du tablier du pont et revêtement des barrières de sécurité
Dans les ponts routiers, le granit est souvent utilisé pour le traitement de parement des glissières de sécurité (garde-corps). Par exemple, la conception des barrières de sécurité du grand pont de Changshanbao (1 797,52 mètres de long) sur l'autoroute Shenyang-Jilin utilise un revêtement en granit, résolvant efficacement les problèmes de bulles de surface, de piqûres en nid d'abeilles et de corrosion par le sel hivernal des barrières de sécurité en béton traditionnelles, améliorant considérablement la qualité et l'apparence de la construction.
2. Garde-corps de pont et éléments décoratifs
Le granit, avec sa texture naturelle belle et durable, est largement utilisé dans les garde-corps, les colonnes et la décoration des ponts urbains. Dans les principales routes urbaines de la ville de Lijiang, le granit est utilisé pour paver les tabliers des ponts, construire les garde-corps des ponts et décorer les piliers, supportant ainsi les charges à long terme des véhicules et des piétons tout en améliorant le paysage urbain.
3. Fondations de piliers et structures de murs de soutènement
Des blocs ou des dalles de granit peuvent être utilisés pour renforcer et protéger les fondations des piliers de pont, en particulier dans les zones côtières ou à forte humidité. Leurs propriétés chimiques stables résistent efficacement à l’érosion des ions chlorure et à la corrosion acide/alcali, empêchant ainsi la corrosion des armatures en acier et prolongeant la durée de vie du pont. De plus, les blocs de granit sont souvent utilisés dans la construction de murs de soutènement et de protection des pentes dans les projets de routes d'accès aux ponts montagneux.
4. Matériaux de renforcement structurel
Dans le renforcement des ponts existants, les dalles de granit peuvent être utilisées comme matériaux de revêtement pour le revêtement des tunnels ou le revêtement des piles, améliorant ainsi la stabilité globale de la roche environnante et empêchant d'autres dommages à la structure dus à l'érosion hydrique et aux intempéries.
II. L'impact des corps géologiques granitiques sur les fondations des ponts
Dans le domaine de la géotechnique, le granit, en tant que couche portante, a une influence décisive sur la conception des fondations des ponts, souvent plus critique que l'utilisation directe de la pierre elle-même.
1. Fin des-fondations sur pieux porteurs pour les-ponts maritimes
Le substrat rocheux granitique constitue une strate portante idéale pour les extrémités de pieux des grands ponts maritimes-. Par exemple:
Le pont de Hong Kong-Zhuhai-Macao : le substrat rocheux est principalement constitué de granit yanshanien, utilisant des fondations sur pieux composites en tubes d'acier à section variable-, avec un diamètre de pieu maximum de 2,5 mètres et une longueur de pieu maximale de 137 mètres, conçus comme des pieux à friction à appui d'extrémité.
Pont ferroviaire de la route du détroit de Pingtan- : la couverture du fond marin est peu profonde, voire inexistante, le substrat rocheux sous-jacent est principalement constitué de granit et la profondeur de l'eau aux emplacements des jetées dépasse 40 mètres. Des fondations sur pieux forés-coulés sur place-de grand-diamètre sont utilisées, avec un diamètre de pieux maximum de 4,5 mètres, conçues comme des fondations sur pieux en colonnes-.
2. Défis géologiques des ponts de montagne
La construction de ponts dans des zones montagneuses riches en granit-présente souvent des défis d'ingénierie géotechnique uniques. Une étude de cas de projet de pont dans une région montagneuse du nord de la Nouvelle-Galles du Sud, en Australie, illustre comment des couches d'altération inégales de granit, une altération sphéroïdale bien développée (blocs isolés) et l'intrusion de couches de roches fragiles ont nécessité des modifications à la conception originale des fondations élargies, nécessitant le remplacement par des fondations sur pieux et des fondations sur micropieux. Celui-ci a été renforcé par des murs de soutènement en terre et des filets de protection contre les chutes de pierres pour assurer la stabilité des routes d'accès et des culées du pont.
III. Matériau concassé de granit comme agrégat de béton
Le granit concassé est un granulat artificiel de haute-qualité largement utilisé dans les mélanges de béton et d'asphalte pour ponts. Sa haute résistance et sa résistance à l’usure améliorent considérablement la durabilité du revêtement des tabliers de pont et des structures en béton. Le granit du mont Airy, en Caroline du Nord, aux États-Unis, a même été utilisé comme matériau de fondation pour des projets emblématiques tels que le mémorial de la Seconde Guerre mondiale à Washington et le pont commémoratif d'Arlington.
Le granit joue un double rôle dans l'ingénierie des ponts : d'une part, il sert directement de pierre naturelle à haute -performance pour les tabliers de pont, les garde-corps, les glissières de sécurité et les structures décoratives ; d'autre part, il sert de substrat rocheux dur, ce qui en fait une couche portante idéale pour les fondations sur pieux des ponts maritimes et des ponts de montagne. Avec les progrès de la technologie de traitement, l’application des composants en granit dans le renforcement des ponts et l’amélioration de la durabilité se développe progressivement. Cependant, leur poids propre-et leur coût de traitement élevé doivent également être parfaitement équilibrés dans la conception technique.