Conception d’une Voie Ferrée En Topographie

Conception d’une Voie Ferrée En Topographie

Comprendre la Conception d’une Voie Ferrée En Topographie

Vous êtes en charge de la conception d’une nouvelle section de voie ferrée qui doit traverser un terrain varié, comprenant une vallée et une colline, sur une distance de 5 km.

L’objectif est de respecter les normes de sécurité, minimiser l’impact environnemental, et assurer la viabilité économique du projet.

Données fournies :

  • Le point de départ (Point A) et le point d’arrivée (Point B) ont une différence d’altitude de +50 mètres (B étant plus haut).
  • La vallée (Point C) se trouve à 2 km du Point A et est 30 mètres plus bas que ce dernier.
  • La colline (Point D) est située à 3.5 km du Point A, avec un sommet 80 mètres plus haut que le Point A.
  • La pente maximale admissible pour la voie ferrée est de 2.5%.
  • Les rayons de courbure minimaux pour les virages doivent être de 300 mètres.
  • Largeur de la plateforme de la voie ferrée : 10 mètres.
  • Hauteur moyenne nécessaire de terrassement (remblai) entre C et D pour ajuster la pente : 5 mètres.
    Conception d'une Voie Ferrée En Topographie

    Questions :

    1. Calcul de la Pente Moyenne :

    • Calculez la pente moyenne entre le Point A et le Point B. Évaluez si un tracé direct est possible en respectant la pente maximale admissible.

    2. Planification de la Trajectoire :

    • Proposez un tracé de la voie ferrée qui respecte les contraintes de pente maximale et de rayon de courbure minimal, en prenant en compte la topographie du terrain.

    3. Nivellement :

    • Pour votre tracé proposé, effectuez le calcul des altitudes et des longueurs des segments en pente. Déterminez les besoins en terrassement pour chaque segment.

    4. Quantification des Terrassements :

    • Estimez les volumes de terrassement nécessaires (remblais et déblais) pour le segment ajusté entre C et D, en utilisant la formule de prisme triangulaire droit, avec une hauteur de remblai moyenne de 5 mètres sur toute la longueur et une largeur de plateforme de 10 mètres.

    5. Rapport Technique :

    • Rédigez un rapport technique qui inclut votre méthodologie, les calculs effectués, et une évaluation de la faisabilité du projet. Discutez également des implications environnementales et économiques de votre conception.

    Correction : Conception d’une Voie Ferrée En Topographie

    1. Calcul de la Pente Moyenne Entre le Point A et le Point B

    La formule de calcul de la pente moyenne est :

    • Pente moyenne (%):

    \[ = \left( \frac{\Delta \text{altitude}}{\Delta \text{distance}} \right) \times 100 \]

    En substituant les valeurs données :

    • \( \Delta \text{altitude} \) = 50 m
    • \( \Delta \text{distance} \) = 5000 m

    Pente moyenne:

    \[ = \left( \frac{50}{5000} \right) \times 100 = 1\% \]

    La pente moyenne entre A et B est de 1%, ce qui est inférieur à la pente maximale admissible de 2.5%. Un tracé direct serait donc théoriquement possible, mais la topographie spécifique du terrain doit être prise en compte.

    2. Planification de la Trajectoire

    En prenant en compte la vallée et la colline, un ajustement du tracé est nécessaire pour respecter les contraintes de pente et de rayon de courbure.

    • Segment A-C (descendant vers la vallée)

    La pente est de -1.5%, calculée comme suit :

    \[ = \left( \frac{-30\,m}{2000\,m} \right) \times 100 = -1.5\% \]

    Cette pente est acceptable.

    • Segment C-D (montée de la colline)

    Nécessite un ajustement car la pente initiale dépasserait la limite admissible. Pour maintenir une pente de 2.5%, la longueur du segment doit être augmentée.

    • Segment D-B (descente vers B)

    La pente est de -2%, calculée comme suit :

    \[ = \left( \frac{-30\,m}{1500\,m} \right) \times 100 = -2\% \]

    Cette pente est également acceptable.

    Section de Voie Ferrée à Travers un Terrain Varié

    3. Nivellement et Ajustement du Segment C-D

    Pour adoucir la pente à 2.5%, nous ajustons la longueur de C à D. La hauteur à surmonter est de

    \[ = 80\, \text{m} – (-30\, \text{m}) = 110\, \text{m} \]

    La nouvelle longueur L nécessaire pour une pente de 2.5% est :

    \[ L = \frac{110\, \text{m}}{0.025} = 4400\, \text{m} \]

    4. Quantification des Terrassements

    Le volume de terrassement nécessaire pour construire le remblai sur le segment C-D est calculé par :

    • Volume

    \[ = \frac{1}{2} \times \text{Base} \times \text{Hauteur} \times \text{Longueur} \]

    En substituant les valeurs :

    • Base (W) = 10 m
    • Hauteur (H) = 5 m
    • Longueur (L) = 4400 m

    \[ \text{Volume} = \frac{1}{2} \times 10 \times 5 \times 4400 \] \[ \text{Volume} = 110,000\, \text{m}^3 \]

    5. Rapport Technique

    Méthodologie :

    • Calcul de la pente moyenne et évaluation du tracé direct.
    • Ajustement de la trajectoire pour respecter les contraintes de pente et de rayon de courbure, notamment par l’allongement du segment C-D.

    Calculs :

    • La pente moyenne entre A et B est de 1%.
    • Les pentes des segments A-C et D-B sont acceptables.
    • Le segment C-D a été ajusté pour une pente de 2.5%, nécessitant une longueur de 4400 m.
    • Le volume de terrassement pour le segment C-D est de 110,000 m³.

    Évaluation de la Faisabilité :

    • Le projet est techniquement faisable, avec un ajustement majeur sur le segment C-D pour respecter la pente admissible.
    • Les volumes de terrassement indiquent des travaux significatifs, avec des implications sur le coût et le calendrier du projet.
    • Les impacts environnementaux doivent être évalués, en particulier pour le segment C-D, mais les ajustements permettent de respecter les contraintes techniques et environnementales.

    Conception d’une Voie Ferrée En Topographie

    D’autres exercices de topographie:

    Chers passionnés de génie civil,

    Nous nous efforçons constamment d’améliorer la qualité et l’exactitude de nos exercices sur notre site. Si vous remarquez une erreur mathématique, ou si vous avez des retours à partager, n’hésitez pas à nous en informer. Votre aide est précieuse pour perfectionner nos ressources. Merci de contribuer à notre communauté !

    Cordialement, EGC – Génie Civil

    0 commentaires

    Soumettre un commentaire

    Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

    Calcul des coordonnées en topographie

    Calcul des coordonnées en topographie Comprendre le Calcul des coordonnées en topographie Vous êtes un technicien en topographie chargé de cartographier un nouveau lotissement pour un développement résidentiel. Pour débuter, vous devez établir un plan précis en...

    Correction de la Fermeture Planimétrique

    Correction de la Fermeture Planimétrique Comprendre la Correction de la Fermeture Planimétrique Vous êtes un géomètre qui travaille sur un nouveau développement résidentiel. Pour commencer la construction, vous devez d'abord vérifier l'exactitude de votre levé de...

    Calcul de la Fermeture Angulaire

    Calcul de la Fermeture Angulaire Comprendre le Calcul de la Fermeture Angulaire Vous êtes un géomètre-topographe travaillant sur un levé polygonal fermé destiné à délimiter un nouveau parc dans une zone de développement urbain. L'exactitude des angles mesurés est...

    Calcul de la Tolérance Totale (T)

    Calcul de la Tolérance Totale (T) Comprendre le Calcul de la Tolérance Totale (T) Vous êtes un ingénieur topographe travaillant sur un nouveau développement résidentiel. Avant de débuter la construction, il est essentiel de déterminer les tolérances admissibles pour...

    Topographie Urbaine : Planification et Calculs

    Topographie Urbaine : Planification et Calculs Comprendre la Topographie Urbaine : Planification et Calculs Vous êtes un topographe travaillant sur un projet de construction d'un petit parc dans une zone urbaine. Votre mission est de calculer les coordonnées des...

    Calcul de distance en topographie

    Calcul de distance en topographie Comprendre le Calcul de distance en topographie Vous êtes un ingénieur topographe travaillant sur un projet d'aménagement d'un nouveau quartier résidentiel. Le plan inclut la construction de plusieurs rues, des espaces verts, ainsi...

    Calcul des altitudes en topographie

    Calcul des altitudes en topographie Comprendre le Calcul des altitudes en topographie Vous êtes un(e) géomètre travaillant pour une société de construction chargée de préparer un site pour un nouveau bâtiment. Avant de commencer les travaux, vous devez vérifier...

    Calcul des angles en topographie

    Calcul des angles en topographie Comprendre le Calcul des angles en topographie Vous êtes un ingénieur en génie civil travaillant sur un projet de développement d'un nouveau quartier résidentiel. Avant de commencer la construction, une étude topographique doit être...

    Levé Topographique sur un Terrain

    Levé Topographique sur un Terrain Comprendre le Levé Topographique sur un Terrain Vous êtes un topographe en charge de préparer un levé pour un nouveau développement résidentiel sur un terrain de 4 hectares. Le site est légèrement vallonné et couvert de divers points...

    Calcul des Altitudes et Gradients en Topographie

    Calcul des Altitudes et Gradients en Topographie Comprendre le Calcul des Altitudes et Gradients en Topographie Vous êtes un(e) topographe chargé(e) de réaliser le nivellement direct d'une nouvelle piste cyclable qui sera construite le long d'une rivière. La piste...