Pont Helix

Le pont Helix, précédemment connu sous le nom de pont double Helix, est un pont piétonnier reliant Marina Center avec Marina Sud dans la région de la baie de Marina à Singapour. Il a été officiellement ouvert le 24 avril 2010 à 21 heures, mais seulement la moitié a été ouverte en raison de la construction en cours à Marina Bay Sands. Il est situé à côté du pont de Benjamin Sheares et est accompagné par un pont de véhicules, connu comme le pont de Bayfront. L'ensemble du pont a été ouvert le 18 juillet 2010 pour compléter la promenade entière autour de Marina Bay.

Architecture

Le consortium de conception est une équipe internationale composée d'architectes australiens, du groupe Cox et des ingénieurs Arup, et d’architectes basés à Singapour 61.

Des voûtes (en verre fritté et en treillis d'acier perforé) sont incorporées le long des parties de la spirale intérieure pour fournir de l'ombre aux piétons. Le pont dispose de quatre plateformes de visionnement, situées à des endroits stratégiques, qui offrent une vue imprenable sur l'horizon de Singapour et les événements se déroulant au sein de Marina Bay. La nuit, le pont est illuminé par une série de lumières qui mettent en évidence la structure à double hélice, créant ainsi une expérience visuelle spéciale pour les visiteurs.

Des paires de lettres colorées c et g, ainsi que a et t sur le pont, qui sont éclairées la nuit en rouge et en vert, représentent la cytosine, la guanine, l'adénine et la thymine, les quatre bases de l'ADN. La conception intentionnelle de l'ADN gauche, qui est le contraire de l'ADN normale sur terre, lui a valu une place dans le Hall de la Célébrité de la Main Gauche de l'ADN en 2010.

La Land Transport Authority prétend que c'est une première mondiale dans la conception de pont d'architecture et de génie.

Il a remporté le prix «World's Best Transport Building» aux World Architecture Festival Awards de la même année. Il a également été reconnu par l'Autorité du bâtiment et de la construction (BCA) lors des BCA Design and Engineering Safety Excellence Awards en 2011.

Conception

Dès le départ, le projet a posé plusieurs défis. On voulait que la vue en plan du pont soit courbée en arc de telle sorte qu'elle rejoigne les promenades sur le rivage de part et d'autre de façon transparente. En outre, il était souhaitable de créer une structure légère, contrairement au pont de véhicules à 6 voies adjacent qui est plutôt lourd en apparence.

En raison du climat tropical, le dossier a également requis que le pont fournisse de l'ombre et un abri contre le soleil direct et de fortes précipitations. La combinaison de ces facteurs, avec le désir de créer une structure de repère, a conduit à un design novateur et unique. Le pont a été conçu en utilisant BS 5950 en combinaison avec un guide de conception de la SCI.

Le pont résultant comprend deux structures hélicoïdales délicates qui agissent ensemble comme une armature tubulaire pour résister aux charges de conception. Cette approche a été inspirée par la forme de la structure d'ADN courbe. Les tubes hélicoïdaux ne se touchent que dans une position, sous le pont. Les deux éléments en spirale sont maintenus écartés par une série d'entretoises légères et de tiges, ainsi que des anneaux de rigidifiassion, pour former une structure rigide. Cette disposition est forte et idéale pour la forme incurvée. Le pont en acier inoxydable est rempli par des piliers en béton de chaque côté.

Le pont de 280 m se compose de trois travées de 65 m et de deux travées finales de 45 m. Si l'acier était allongé d'une extrémité à l'autre, il mesurerait 2,25 km de long. Les hélices majeures et mineures, qui tournent en spirale dans des directions opposées, ont un diamètre global de 10,8 m et 9,4 m respectivement, sur environ 3 étages. L'hélice externe est formée de six tubes (273 mm de diamètre) qui sont équidistants l'un de l'autre. L'hélice interne se compose de cinq tubes, également de 273 mm de diamètre. Au-dessus de la rivière, le pont est soutenu par des colonnes en acier inoxydable effilées, inhabituellement légères, qui sont remplies de béton. Les colonnes ont des formes de trépied inversées qui supportent le pont au-dessus de chacune des chapeaux de piliers. Le pont pèse environ 1700 tonnes au total.

Les dernières pièces de la conception sont une série de 'nacelles‘ de vue en porte-à-faux, en forme d’ovules, chacune avec une capacité d'environ 100 personnes, qui s'étendent sur le côté de la baie pour créer un «côté anneau» de visualisation des événements sur l'eau. Ces ponts sont également construits en utilisant la classe 1.4462 et sont conçus pour optimiser encore l'expérience piétonnière du pont comme un nouveau lieu urbain et un lien vital entre les principaux quartiers urbains existants et émergents de Singapour.

Parce que cette structure a été inspirée par la structure de l'ADN, il est apparu essentiel que les caractéristiques de l'éclairage architectural soulignent les différentes formes et courbes. À cette fin, une série de diodes électroluminescentes dynamiques (LED) sont installées sur les structures hélicoïdales. Les lumières orientées vers l'extérieur accentuent les courbes structurelles de balayage, avec une autre rangée discrète de lumières illuminant la voilure interne de verre et de maille en acier pour créer une membrane dynamique de lumière. L'hélice interne utilise la lumière blanche pour éclairer un chemin pour les piétons. Les lumières fonctionnent particulièrement bien avec la finition et la couleur des éléments en acier inoxydable.

Analyse

Une analyse numérique approfondie a été réalisée afin d'explorer les solutions possibles, en utilisant le logiciel interne d'optimisation structurelle de l'ingénieur. Ceci a permis de trouver une méthode pour lier les deux hélices. Il a également veillé à ce que les sections d'acier soient utilisées à leur capacité maximale dans le soutien de la plate-forme de piétons, des auvents d'ombre et des luminaires. Avant de spécifier les matériaux ou même de finaliser les dessins, le pont a été entièrement modélisé en utilisant un logiciel tridimensionnel afin de visualiser sa forme et sa compatibilité géométrique, ainsi que de visualiser l'expérience des piétons sur le pont.

Une analyse non linéaire a également été réalisée pour évaluer la réponse sous différents cas de charge et pour analyser les exigences de service telles que les vibrations. Il était également important d'effectuer des études de robustesse afin d'examiner le comportement qui se présenterait si la structure était soumise au retrait accidentel ou délibéré d'une hélice ou d'un élément de support.

Construction

L'Helix est fabriqué avec environ 650 tonnes d'acier inoxydable duplex et 1000 tonnes d'acier au carbone, utilisés dans la structure temporaire et qui aideny également le pont à obtenir une forme d'hélice.

La construction du pont a été entreprise par la collaboration de Sato Kogyo Pte Ltd et TTJ Design et Engineering Pte Ltd. Les deux sociétés ont eu leur soutien total pour aider à créer ce pont. Sato Kogyo s'est spécialisé dans la construction d'un pont en béton qui est situé parallèlement au pont Hélix tandis que TTJ Design et Engineering a mené la fabrication à l'érection de la structure Helix. M. Teo Hock Chwee (directeur général, M. Gaynel Velasco (directeur principal de projet), M. Arnel Alcorin (APM), M. Tiung Chee Wee (Engr) et beaucoup d'autres personnes ont contribué à l'ensemble du pont. Des centaines de travailleurs ont contribué à l'achèvement du pont.

Fabrication

Avant de commencer tout travail sur le pont réel une maquette a été faite en acier au carbone pour essayer de préempter certaines difficultés. La  fabrication des éléments a travaillé du Nord au Sud, les composants étant assemblés en segments qui pouvaient gérer les routes de Singapour. Un assemblage d'essai a été effectué avant la livraison sur le site pour identifier les erreurs de préfabrication.

Contrôle de qualité

L'acier inoxydable duplex utilisé est susceptible de contamination par la poussière de carbone ou de zinc. Aussi un atelier dédié a été spécialement mis en place pour maintenir les membres de l'hélice séparés des autres aciers au carbone et galvanisés.

Travaux Temporaires

Un pont de treillis temporaire a été construit pour supporter le pont et permettre l'accès. La question clé était de lancer les treillis sur le canal de navigation central de 50 m de large qui devait être maintenu à l'écart pendant la construction pour donner un accès sûr aux autres utilisateurs de la baie.

Le treillis a été lancé en segments dans un ascenseur synchronisé avec deux unités mobiles de grue. Cela a été fait la nuit pour minimiser les perturbations causées par la fermeture du canal.

Travaux permanents

Une grue portique mobile a été positionnée sur le pont temporaire pour soulever les éléments en place. L'érection a commencé à partir du pilier nord en commençant par les segments préfabriqués horizontaux (longueur 11 m). Ensuite, les éléments de pont horizontaux ont été vissés, puis des éléments transversaux, des éléments de cerclage, des tiges de tension et d'autres éléments libres ont été installés à partir du niveau du pont.

Presque en dernier, mais en aucun cas moindre, les hélices et leurs entretoises ont été installés. Les éléments individuels des hélices soudées sur toute la travée avaient été érigés. Ces connexions cruciales ont été étroitement surveillées et contrôlées pour s’assurer que les propriétés de l'acier duplex aient été maintenues. Enfin, un procédé de passivation a éliminé tout composé de fer en surface car c’est une source potentielle de corrosion.