1. Quels scénarios conviennent aux ponts et couloirs Passage pour piétons à structure en acier ?
1. Pôle de transport urbain (entrée de métro, connexion à la gare TGV)
- Avantages structurels : Il utilise des fermes en acier à section carrée avec une seule portée allant jusqu’à 30 mètres, réalisant un espace de passage sans colonnes, évitant que les colonnes ne bloquent la ligne de vue et améliorant l’efficacité du contrôle des foules.
- Efficacité de la construction : Le taux de préfabrication des composants modulaires en usine atteint 90 %, et le temps d’assemblage sur site est 50 % plus court que celui du béton traditionnel. La structure principale du viaduc de 200 mètres peut être achevée en seulement 45 jours, réduisant ainsi l’impact sur la circulation urbaine.
- Conception fonctionnelle : équipé de pédales en acier antidérapantes et résistantes à l’usure (charge ≥ 5 kN/㎡), d’un système d’éclairage intelligent et de rampes sans obstacle pour répondre aux besoins de passage des passagers transportant des bagages.
- Points forts de la conception : des passerelles profilées, telles que des formes courbes et en zigzag, peuvent être conçues, assorties à des murs-rideaux en verre ou à des surfaces en plaques d’aluminium perforées, comme la forme de « collier de cristal » du corridor circulaire de Shanghai Lujiazui, qui est devenu un point de repère de la ville.
- Référence de coût : Le coût unitaire est d’environ 600 à 800 USD/㎡, et le coût global est 20 % inférieur à celui de la solution concrète.
2. Couloir du complexe commercial (centre commercial, immeuble de bureaux, liaison aérienne)
- Intégration spatiale : Le couloir en structure métallique, conçu selon la technologie BIM, permet la liaison verticale des espaces commerciaux supérieurs et inférieurs. La construction du couloir, situé au-dessous du sixième étage, ne durera que 30 jours et intègre des brise-soleil, des écrans publicitaires et des systèmes de climatisation.
- Flexibilité d’extension : les interfaces modulaires permettent une extension ultérieure. Par exemple, le corridor MixC de Shenzhen utilise la technologie « démontage-montage » pour réaliser la connexion de nouveaux corridors transversaux pendant les heures d’ouverture, sans impacter les activités des commerçants.
- Performances de charge : en adoptant les spécifications de conception GB, EN et AISC et en utilisant l’acier haute résistance Q355B S355JR A572 SM490A, la charge au sol atteint 3,5 kN/m², ce qui peut répondre aux besoins des foules denses et des activités promotionnelles temporaires.
- Conception esthétique : des composants en acier de forme spéciale sont découpés par CNC pour obtenir des formes courbes et en spirale, comme le toit ondulé du couloir « Sky Link » à Chengdu Taikoo Li, qui est combiné à des membranes souples transmettant la lumière pour créer un espace transparent.
- Référence de coût : le coût unitaire est de 700 à 900 USD/㎡, adapté aux quartiers commerciaux haut de gamme.
3. Corridor paysager de la zone panoramique/du parc (sentier écologique, pont d’observation)
- Respectueux de l’environnement : La structure en acier est légère (seulement 1/3 de béton), ce qui réduit les dommages au terrain ; elle utilise une technologie anticorrosion par galvanisation à chaud, avec une période sans entretien de 20 ans, réduisant les interférences avec l’environnement naturel.
- Formes variées : des structures spéciales telles que des ponts suspendus et des ponts à haubans peuvent être conçues. Par exemple, la passerelle panoramique en verre de Zhangjiajie utilise une structure en acier et des panneaux entièrement en verre pour créer un effet de flottement.
- Garantie de sécurité : niveau de résistance au vent 10, niveau de résistance aux tremblements de terre 7, équipé de garde-corps anti-collision et de passages d’évacuation d’urgence, et certifié par les spécifications de conception GB, EN et AISC pour la conception de structures en acier.
- Caractéristiques de protection de l’environnement : l’acier est 100 % recyclable, les déchets de construction sont réduits de 85 % et les émissions de carbone sont 60 % inférieures à celles du béton, ce qui est conforme au concept de construction verte de la zone pittoresque.
- Référence de coût : coût unitaire 550-750 USD/㎡, adapté aux réserves naturelles et aux attractions touristiques.
2. Pourquoi les villes du monde entier préfèrent-elles les ponts et les couloirs à structure en acier ?
1. Construction rapide pour réduire les perturbations urbaines
- Préfabrication en usine + mode de levage sur site : La structure principale d’un viaduc de 100 mètres peut être achevée en seulement 30 jours, soit 75 % de moins que le coulage traditionnel du béton (120 jours), évitant ainsi une occupation routière à long terme pour la construction.
- Technologie d’assemblage rapide nocturne : grâce au pré-assemblage modulaire, les nœuds clés peuvent être hissés en 8 heures la nuit, minimisant ainsi l’impact sur le trafic diurne.
2. Liberté de forme, définition de l’esthétique urbaine
- La grande plasticité de l’acier supporte des formes géométriques complexes, comme la structure en double hélice du corridor « Route de la soie aérienne » dans le parc Shougang de Pékin, qui permet un dialogue entre l’architecture et les sites du patrimoine industriel grâce à la modélisation paramétrique.
- Diversité des matériaux de surface : Il peut être associé à des panneaux en aluminium perforés, des panneaux en fibre de carbone, des murs-rideaux verts, etc., comme le système de végétalisation verticale du couloir « Super Tree » de Singapour, pour réaliser l’intégration de l’architecture et de la nature.
3. Sûr et durable, garantie cycle complet
- Acier à haute résistance : La structure principale adopte l’acier à haute résistance Q355B S355JR A572 SM490A avec une résistance à la traction ≥ 390 MPa, ce qui augmente le facteur de sécurité de 30 % par rapport aux structures en béton traditionnelles.
- Système de surveillance intelligent : intègre des capteurs de contrainte et des capteurs de déplacement pour surveiller les vibrations et les déplacements du pont en temps réel. Par exemple, la plateforme de surveillance IoT de la passerelle piétonne de la tour de Guangzhou peut fournir une alerte précoce en cas d’anomalies structurelles.
4. Vert et durable Bâtiment à structure métallique, en ligne avec les objectifs ESG
- Conception photovoltaïque intégrée : Le vitrage photovoltaïque (système BIPV) peut être posé sur le pont, et la production annuelle d’électricité peut couvrir 50 % de l’électricité d’éclairage. Par exemple, le corridor photovoltaïque du pôle Hongqiao de Shanghai réduit les émissions de CO2 d’environ 20 tonnes par an.
- Structure modulaire démontable : le taux de réutilisation des composants dépasse 80 %. Lors de l’aménagement urbain, le viaduc en acier peut être déplacé vers un nouvel emplacement afin de réduire les déchets de démolition.
3. Scénarios d’application et solutions techniques
Type de scène | Solution technique | Performances de base | Référence de coût |
Passage supérieur de la route principale | Ferme en acier + garde-corps en verre | Portée unique de 25 mètres, charge de foule 3,5 kN/㎡, résistance au vent 10 | 650-850 USD/㎡ |
Couloir commercial Sky | Cadre en acier + plafond en alliage d’aluminium | Portée 18 mètres, isolation phonique ≥ 40dB, équipé d’un système de climatisation | 750-950 USD/㎡ |
Pont suspendu panoramique | Structure de suspension par câbles + panneau en bois anticorrosion | Portée 80 mètres, résistance au vent 12, charge 2,5 kN/㎡ | 800-1000 USD/㎡ |
Couloir Campus/Hôpital | Structure en acier léger + auvent | Portée de 12 mètres, durée de construction de 20 jours, conception sans obstacle | 500-700 USD/㎡ |
4. Structure en acier vs. béton traditionnel : comparaison approfondie
Indicateurs de base | Schéma de structure en acier | Solution traditionnelle en béton |
Portée maximale d’une travée simple | 30 mètres (sans colonnes) | ≤15 mètres (piliers requis) |
période de construction de 100 m | 30 jours pour terminer la construction principale | 120 jours (entretien inclus) |
Poids mort structurel | 300-500 kg/㎡ | 1500-2000kg/㎡ |
Flexibilité de style | Peut réaliser des formes complexes telles que des surfaces courbes et des porte-à-faux | Dépend des modèles, forme limitée |
Émissions de carbone | 0,8 tCO₂/㎡ (60 % de réduction) | 2,0 tCO₂/㎡ |
Coût de rénovation | Les coûts de remplacement des composants sont 50 % inférieurs | Coût élevé de la démolition et de la reconstruction |
5. Composants clés et normes techniques
Système porteur
- Poutre caisson en acier : Fabriquée en acier à haute résistance, avec une hauteur de section transversale de 800 à 1200 mm et une rigidité à la flexion de 1,5 × 10^6 N・m², elle peut répondre aux exigences de charge des grandes portées.
- Ferme en tube d’acier : système de grille triangulaire, les tiges ne supportent que la force axiale et le taux d’utilisation de la résistance du matériau atteint 95 %, ce qui convient aux scènes de grande portée telles que les ponts d’observation.
- Roulement résistant aux tremblements de terre : équipé d’un roulement sphérique en acier ou d’un roulement à plaque coulissante élastique, il peut résister à une force sismique horizontale de 1,2 kN/㎡ et à une déformation de déplacement ≤ 50 mm.
Système d’enceinte et de décoration
- Pédale antidérapante : grille en acier galvanisé à chaud (surface dentée), coefficient de frottement ≥ 0,6, sûre pour les déplacements par temps de pluie et de neige.
- Barrière antibruit : panneau sandwich en acier coloré à double couche (rempli de laine de roche de 100 mm), isolation acoustique ≥ 35 dB, adapté aux sections de trafic intense.
- Éclairage intelligent : les luminaires linéaires LED sont combinés à des panneaux solaires photovoltaïques, avec un éclairage ≥300lux et une consommation d’énergie réduite de 60% par rapport aux lampes traditionnelles.
6. Questions fréquemment posées
Q1. La Passage pour piétonsen acier est-elle sûre ? Quelle est sa résistance au vent et aux tremblements de terre ?
R : La passerelle piétonne en acier adopte un acier à haute résistance et une conception structurelle scientifique, et son niveau de sécurité atteint le niveau 1. La structure principale est en acier Q355B S355JR A572 SM490A (résistance à la compression : 345 MPa). La résistance au vent peut atteindre 10 à 12 (protection contre les typhons en zone côtière) et la résistance sismique est de 7 à 8 degrés, ce qui répond aux spécifications sismiques. Par exemple, le pont en acier du port de la baie de Shenzhen a été optimisé par des essais en soufflerie et peut résister à un typhon de niveau 12 (vitesse du vent : 32,7 m/s). Il est équipé d’un système de surveillance des contraintes tout au long du processus pour garantir la sécurité structurelle en temps réel.
Q2. Quelle est la durée de construction du corridor en acier ? Cela aura-t-il une incidence sur la circulation ?
R : Le corridor à structure métallique adopte un mode de préfabrication en usine et d’assemblage sur site, ce qui réduit la durée de construction de 50 à 70 % par rapport au béton traditionnel. Prenons l’exemple d’un corridor de 100 mètres : la structure principale ne prend que 25 jours à réaliser et 90 % des composants sont traités en usine. Seuls le levage et l’épissure sont nécessaires sur site. Une construction de nuit ou une fermeture segmentée peuvent être adoptées pour minimiser l’impact sur la circulation au sol. Par exemple, le corridor commercial mondial de Pékin utilise les nuits de week-end pour terminer le levage et obtenir une construction « zéro fermeture de route pendant la journée ».
Q3. Le coût d’entretien ultérieur d’un viaduc à structure métallique est-il élevé ? Comment prévenir la corrosion et la rouille ?
R : Le coût d’entretien d’un viaduc à structure métallique est maîtrisable et le coût annuel moyen d’entretien représente environ 3 à 5 % du coût initial, comprenant principalement le renouvellement du revêtement anticorrosion (une fois tous les 10 ans) et l’inspection structurelle. Le double procédé anticorrosion, galvanisation à chaud (épaisseur de revêtement ≥ 85 μm) et peinture fluorocarbonée, permet une durée de vie sans entretien pouvant atteindre 20 ans. Un apprêt époxy riche en zinc peut être appliqué dans les zones côtières à fort brouillard salin, et la fréquence d’entretien n’augmente que de 20 %. Comparées aux structures en béton, les structures en acier sont plus faciles à entretenir, les composants peuvent être remplacés séparément et le coût total du cycle de vie est inférieur de 15 à 20 %.
Q4. Le couloir en structure métallique peut-il être conçu en arc ou selon une forme spéciale ? Comment y parvenir ?
R : Les couloirs en structure métallique peuvent atteindre des formes variées grâce à des composants en acier de forme spéciale et à la technologie BIM. La modélisation paramétrique permet de concevoir des fermes courbes, la découpe CNC des tiges (précision de ± 1 mm) et le positionnement et l’installation sur site par coordonnées tridimensionnelles sont utilisés. Par exemple, le couloir « Yunqiao » du quartier financier de Chengdu adopte une structure à poutres-caissons en acier hyperbolique. Grâce à un pré-assemblage segmenté et à une technologie de levage hydraulique, il permet d’obtenir avec précision un effet de suspension en arc de 270 degrés, alliant propriétés mécaniques et impact visuel.
Dimensions de comparaison | Méthode de construction traditionnelle | Méthode de construction d’un couloir en structure métallique basée sur le BIM et la paramétrisation |
Phase de conception | Conception de dessin en deux dimensions, forme difficile à ajuster, sujette aux omissions de conception | Utilisez un logiciel de modélisation paramétrique tel que Rhino pour réaliser une conception visuelle 3D grâce à la technologie BIM, ajustez et optimisez en temps réel pour éviter les conflits de conception |
Transformation et fabrication | Lofting manuel, découpe manuelle, faible précision des composants (erreur > 5 mm) | Traitement d’équipement de découpe CNC, la précision peut atteindre ± 1 mm, des composants de surface courbes complexes peuvent également être formés avec précision |
Installation et construction | Assemblage grossier sur site, s’appuyant sur l’expérience et le jugement, longue période de construction, grande erreur de positionnement | Installation de positionnement de coordonnées 3D, pré-assemblage segmenté pour réduire le travail sur site, levage hydraulique et autres technologies pour réaliser une installation précise de formes complexes |
Modélisation complexe | Seules des formes géométriques régulières peuvent être réalisées, et les structures courbes complexes sont difficiles à construire. | Il peut réaliser des structures de forme spéciale, telles que des structures hyperboliques et en forme d’arc, comme l’effet de suspension en forme d’arc à 270 degrés du « Cloud Bridge » dans la ville financière de Chengdu. |
Qualité et efficacité | Beaucoup d’interventions manuelles, une qualité instable et une longue période de construction | Contrôle numérique des processus, qualité stable et période de construction raccourcie de 30 à 50 % |
Q5. Comment le couloir en structure métallique peut-il s’harmoniser avec le style architectural environnant ? Son apparence est-elle personnalisable ?
R : Le couloir en structure métallique est personnalisable grâce à ses matériaux de surface et à sa forme. Par exemple : 1. Le couloir commercial peut utiliser un mur-rideau en verre et des panneaux métalliques sculptés pour créer un style moderne et épuré ; 2. Le couloir historique peut utiliser une plaque d’acier imitation bois et une finition brique bleue pour un effet rétro ; 3. Le couloir panoramique peut combiner des éléments naturels, tels que des plaques d’acier texturées ou des structures grimpantes. Grâce à l’harmonisation des couleurs (carte RAL en option) et à la conception de l’éclairage, le couloir en structure métallique s’intègre parfaitement à différents environnements.
Dimensions de comparaison | Méthode de construction de couloir à structure en acier | Méthode de construction traditionnelle |
Propriétés des matériaux | Fabriqué en acier à haute résistance, léger, très résistant, facile à transporter et à installer | On utilise souvent du béton, de la maçonnerie et d’autres matériaux qui sont lourds et qui ont des exigences élevées pour les fondations. |
Période de construction | Composants préfabriqués modulaires, épissure et installation sur site, vitesse de construction rapide et période de construction pouvant être raccourcie de 30 à 50 % | Le processus de coulage et de maçonnerie sur place est complexe, fortement affecté par des facteurs tels que la météo, et la période de construction est longue. |
Personnalisation de la forme et du style | La personnalisation du style peut être réalisée grâce à des matériaux de surface (tels que des murs-rideaux en verre, des panneaux métalliques sculptés, des plaques d’acier imitation bois, etc.) et à la conception des formes, combinée à la correspondance des couleurs et à la conception de l’éclairage de la carte de couleurs RAL, pour s’adapter de manière flexible à différents environnements. | La forme est limitée par les matériaux et le savoir-faire, et il est difficile d’ajuster le style et de répondre à des besoins divers. |
Intégration environnementale | Peut être combiné avec des éléments naturels (tels que des plaques d’acier à texture d’écorce, des structures grimpantes en vigne) pour obtenir une intégration organique avec l’environnement | Lors de l’intégration dans un environnement naturel ou de style spécifique, une transformation supplémentaire est nécessaire, ce qui est plus coûteux. |
Coûts d’entretien | Forte résistance à la corrosion, entretien ultérieur simple et faible coût d’entretien pendant la durée de vie | Sujet aux fissures, aux intempéries et à d’autres problèmes, à un entretien fréquent et à un coût élevé |
En tant que leader mondial des solutions de structures métalliques, XTD Steel Structure a réalisé avec succès plus de 50 projets emblématiques de viaducs et de corridors urbains. Grâce à la maîtrise complète des processus BIM et à la technologie de construction modulaire, nous proposons à nos clients des solutions de transport en structures métalliques rapides, esthétiques et performantes, contribuant ainsi à relier efficacement les espaces urbains et à inaugurer une nouvelle ère du transport tridimensionnel.