Kettensteg

Histoire du pont

La passerelle à chaînes, construite en 1824 comme pont suspendu à chaînes en acier à deux travées avec des pylônes en bois, est, en tant que plus ancien pont suspendu conservé d'Europe continentale, un monument important de l'histoire de la technique.

Cette importante liaison piétonne dans la partie ouest de la vieille ville de Nuremberg, au-dessus des deux bras de la Pegnitz, a été conçue et réalisée par le mécanicien Conrad Georg Kuppler. Elle posa cependant dès le début des problèmes à l'administration des travaux publics en raison du manque de rigidité des poutres de renforcement et c'est ainsi qu'en 1836, il fut officiellement interdit de circuler sur la passerelle à chaînes avec des charrettes à bras.

A la suite d'une inondation en 1909, les pylônes d'origine en bois de chêne ont été remplacés par des pylônes en treillis d'acier, ce qui a encore accru la sensibilité aux vibrations. C'est pourquoi, en 1931, la construction a été soutenue par des poutres latérales en acier et des poutres en bois, ce qui a fait perdre au pont sa qualité de pont suspendu et a réduit le système porteur à celui de deux poutres à trois travées. En 2009, le pont a été fermé en raison de son mauvais état. Parallèlement, l'importance urbanistique et donc la nécessité de conserver cette traversée de la Pegnitz ont été reconnues.

Définition de la mission

Le cahier des charges élaboré conjointement par le maître d'ouvrage et les ingénieurs prévoyait de rétablir cette traversée de la Pegnitz, importante pour les piétons, dans son état actuel de pont suspendu, en termes de capacité de charge et de sécurité routière. Les supports auxiliaires existants, composés des longerons latéraux en acier et des jougs en bois, devaient devenir superflus après la rénovation.

Construction historique

Les portées entre les pylônes sont de 33 ou 34 mètres. Les câbles porteurs sont constitués de barres individuelles sous forme de chaînes, qui sont déviées sur les côtés de la rive du pont par des pylônes et ancrées en arrière dans des fondations lourdes. La surface de roulement est fixée aux câbles porteurs par des suspentes. La particularité de la construction de la passerelle à chaînes réside dans les liaisons entre les maillons du palan à chaînes lui-même et les suspentes traversantes, qui sont réalisées sous forme de simples emboîtements.

Construction et performance d'ingénierie particulière

La base de la conception de la structure porteuse était la problématique des suspensions et des palans à chaîne qui, selon l'état actuel de la technique, ne peuvent pas être utilisés pour la capacité de charge en raison du risque de rupture fragile. En même temps, ces éléments devaient être conservés dans tous les cas en raison de leur importance pour le monument technique.

A partir de ces conditions limites essentielles, le concept a été développé pour assurer la capacité portante calculée uniquement par une section de caisson creux en acier, conçue de manière si mince qu'elle peut être intégrée de manière presque invisible dans la section transversale historique du pont. En revanche, pour réduire les déformations et garantir une aptitude au service suffisante, on active en plus les éléments historiques des suspensions et des chaînes. Une défaillance spontanée des éléments historiques n'entraîne donc pas l'effondrement de l'ensemble du pont, mais seulement de grandes déformations verticales. Cette solution se présente comme une construction durable qui traite le patrimoine historique de manière aussi durable qu'innovante.

Sur la base de la planification de l'ébauche et comme base pour la suite des opérations, la génération et le calcul de l'ensemble de la construction ont été effectués sur des modèles spatiaux, grâce auxquels les effets porteurs, les déformations et les oscillations prévisibles de l'ouvrage ont été représentés de manière réaliste.

Pour chaque bras de la Pegnitz, un caisson creux en acier a été intégré dans la section transversale historique du pont comme épine dorsale porteuse. Les deux caissons creux en acier, qui ont été préfabriqués en usine sous forme d'un élément entièrement soudé chacun, ont une hauteur d'environ 30 cm et sont surélevés. Elles sont en outre fixées de manière élastique au niveau des appuis afin de réduire la sensibilité aux vibrations.

Conservation des éléments de construction historiques d'origine

La structure suspendue historique, la construction filigrane des garde-corps ainsi que les pylônes en acier ont pu être conservés en grande partie dans leurs éléments d'origine (en partie en acier puddlé). Pour ce faire, 1200 éléments de construction en acier ont été répertoriés avant le démontage, afin de garantir leur affectation exacte dans l'usine et lors du montage ultérieur. Des essais et analyses approfondis des matériaux sur des éléments déjà triés lors de l'examen visuel ont permis de vérifier la capacité de charge des éléments et de déterminer la composition exacte de l'acier puddlé historique à l'aide d'un spectromètre CCD haute performance.

Construction du nouveau garde-corps

Avant la rénovation, la construction historique du garde-corps ne répondait pas aux exigences des réglementations actuellement en vigueur en matière de sécurité routière et de capacité de charge. En appliquant les rapports techniques DIN et les conditions techniques contractuelles supplémentaires pour les ouvrages de génie civil (ZTV-ING), il en résultait des dépassements de la charge admissible allant jusqu'à 330 % ainsi qu'une hauteur de garde-corps trop basse de 10 cm.

Pour garantir la protection antichute nécessaire, une construction en acier plat mince ainsi qu'un remplissage horizontal avec des câbles en acier inoxydable anodisé ont été développés, qui répondent en même temps aux exigences de la protection des monuments pour la conservation de la structure d'origine en combinaison avec une intervention minimale dans l'ouvrage. Cette solution s'est avérée être l'optimum en termes de conception et de construction à partir de visualisations et de discussions intensives au sein de l'équipe interdisciplinaire.

Fondation

Le pont est fondé sur des dalles de fondation en porte-à-faux sur les rives nord et sud. L'introduction des charges dans le sol de fondation se fait sur le mur de la rive par des micropieux jusque dans le grès porteur et sur le côté de la dalle de fondation opposé à la rive par deux fondations massives en anneau de puits. Les câbles porteurs en forme de chaînes, auxquels le caisson creux en acier est fixé par des suspensions, sont, conformément à la construction historique, déviés par des pylônes sur les rives nord et sud et ré-ancrés dans des fondations de poids lourds. Sur l'île centrale, la superstructure nord et la superstructure sud sont fondées sur un fléau de balance.

Les couleurs

Une analyse du revêtement de surface existant des éléments en acier a pu attester d'une coloration grise historique. Sur cette base, un concept de couleur a été élaboré, prévoyant pour les éléments de construction en acier la teinte correspondante gris fer micacé DB 702. Le caisson creux en acier a été revêtu d'une teinte plus foncée, gris fer micacé DB 703, afin de le faire passer visuellement à l'arrière-plan.

Concept de montage et déroulement des travaux

En raison de la mauvaise accessibilité des véhicules de transport et de construction et de la capacité portante inexpliquée des surfaces de circulation adjacentes aux murs de rive, le développement d'un concept de déroulement et de montage des travaux a été un élément essentiel de la planification. Après avoir étudié la possibilité de faire flotter les caissons en acier depuis le barrage de Großweidenmühl situé en aval, puis de les soulever depuis le pont Maxtor situé à l'extérieur des remparts, il s'est avéré que la meilleure solution constructive et économique consistait à tirer et à déplacer les caissons en acier via un chemin de roulement en utilisant le passage sous le pont existant. La première étape des travaux a consisté à sécuriser le chantier et à renforcer les structures de soutien datant de 1931 afin d'utiliser la structure historique comme plateforme de travail. Après le catalogage et le démontage du pont, les corps de fondation ont été érigés, y compris les petits pieux forés. Il s'en est suivi le levage des caissons creux en acier sur le chemin de roulement à l'extrémité nord du pont à l'aide d'une grue mobile, afin de les amener dans leur position définitive à l'aide d'un palan à câble longitudinal installé à l'extrémité sud du pont.

La planification globale de la mesure de rénovation, qui résulte d'une initiative de l'association Baulust e.V. Nuremberg, s'est déroulée en concertation constante entre le Service des espaces publics de la ville de Nuremberg, le bureau d'études Dr. Kreutz + Partner, l'Office régional de conservation des monuments historiques et l'autorité inférieure de protection des monuments. Ce n'est que grâce à la coopération sans faille de tous les participants que la planification et la réalisation de cette tâche complexe ont pu avoir lieu sous cette forme.

Rapport explicatif de Dr. Kreutz+Partner Beratende Ingenieure pour la soumission au Ulrich Finsterwalder Ingenieurbaupreis 2015