VIADUC DE CARONTE LES ETUDES D EXECUTION

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1 LES ETUDES D EXECUTION Cyril COTTEY 1

2 LES ETUDES D EXECUTION SOMMAIRE 1. HYPOTHESES 2. MODELES DE CALCUL 3. ETUDES DE FLEXION LONGITUDINALE 4. ETUDES DES MASSIFS D ANCRAGE 2

3 1. HYPOTHESES DE CALCUL Normes de calculs : Etudes béton précontraint : BPEL Etudes béton armé : BAEL Etudes de diffusion : Annexe IV du BPEL Charges : fascicule 61 titre II Etudes sismiques : EC8, AFPS 92 et guide de conception des ponts courants en zone sismique du SETRA Etudes de clouage des massifs : NFP

4 1. HYPOTHESES DE CALCUL Charges : Charges civils : A(l) / Bc Charges militaires : MC120 Charges de température : gradient / uniforme Charges de séisme : Hypothèses suivant AFPS 92: Zone de sismicité Ia/ ouvrage de classe «C» Accélération nominale : an=1.5m/s² Type de site : S2 Hypothèses suivant EC8-2: Zone de sismicité 3 (modérée) / coefficient d importance γi =1.2 Accélération de référence : agr=1.1m/s² Classe de sol : D d où S = 1.6 4

5 1. HYPOTHESES DE CALCUL Conditions d appui des tabliers béton en situation de service : -Blocage longitudinal sur culées -Appuis néoprènes glissants sur piles culées - Appuis néoprènes sur piles Conditions d appui des tabliers béton en situation sismique : -Blocage longitudinal «amorti»sur culées (système RAP) - Butées de sécurité transversales sur piles -Butées de blocage sur culées et piles-culées 7070t 7750t 5

6 1. HYPOTHESES DE CALCUL Phasage de construction d époque : Sections de joint : continuité de la précontrainte intérieure par coupleurs 6

7 2. LES MODELES DE CALCUL MODELES DE CALCUL : Modèle de calcul ST1 : modèle à barres Descentes de charges Etude de flexion longitudinale (fluage scientifique) 7

8 2. LES MODELES DE CALCUL Modèle à barres 8

9 2. LES MODELES DE CALCUL 9

10 2. LES MODELES DE CALCUL 10

11 2. LES MODELES DE CALCUL MODELES DE CALCUL : Modèles éléments finis ROBOT : Etude de flexion transversale tablier (zone d about) Etudes locales spécifiques Etude de la diffusion sur massifs d ancrage Etude têtes de pile Modèle à barres ROBOT : Etude sismique (dans la direction transversale) 11

12 2. LES MODELES DE CALCUL Modélisation ROBOT en éléments Finis volumiques / About de tablier 12

13 2. LES MODELES DE CALCUL Modélisation ROBOT en éléments Finis volumiques / Têtes de pile 13

14 2. LES MODELES DE CALCUL Modélisation ROBOT filaire / étude sismique transversale 14

15 3. LES ETUDES DE FLEXION LONGITUDINALE CRITERES DE VERIFICATION : Sur les sections de joint : Critère 1: section toujours comprimée sous l action des charges extérieures combinées à l ELS fréquent et sous les seules effets de la précontrainte Critère 2: A l ELS rare, tractions dans les aciers passifs et les surtensions dans les câbles existants conformes à la classe III du BPEL Critère 3: A l ELU, déformations des différents matériaux conformes aux prescriptions du BPEL Sur les sections courantes: Critère 4: la précontrainte additionnelle n entraine que des compressions dans l ensemble des sections 15

16 3. LES ETUDES DE FLEXION LONGITUDINALE Précontrainte finalement retenue : 4 câbles 27T15S par tablier 16

17 3. LES ETUDES DE FLEXION LONGITUDINALE Quelques résultats : Sections de joint Résultats ST1 en t/m² diagrammes de contraintes normales effet de la précontrainte additionnelle seule 17

18 3. LES ETUDES DE FLEXION LONGITUDINALE Résultats ST1 en t/m² diagrammes de contraintes normales Enveloppe sous charges permanentes après réparation 18

19 3. LES ETUDES DE FLEXION LONGITUDINALE Particularité de la vérification des sections de joint : Calcul en classe III (en section fissurée) à l aide du logiciel CDS du SETRA 2 hypothèses de fonctionnement des coupleurs de précontrainte : fonctionnement correct : prise en compte de 100% de la force de précontrainte existante fonctionnement défaillant : prise en compte de 70% de la force de précontrainte existante (sur l effet isostatique uniquement) 19

20 4. LES ETUDES DES MASSIFS D ANCRAGE ROLE DES MASSIFS : Ancrer les câbles de précontrainte additionnelle Renforcer l about vis-à-vis des efforts de diffusion de la précontrainte existante Accrocher les dispositifs parasismiques (RAP) (pour les massifs sur culées) Constituer un point de vérinage(pour les massifs sur piles-culées) 20

21 4. LES ETUDES DES MASSIFS D ANCRAGE Massif supérieur : ancrage de précontrainte additionnelle et des RAP Barres de clouage verticales (46 unités) Barres de clouage horizontales (45 unités) Châssis métalliques + RAP Massifs inférieurs: ancrage de l effort amené par les RAP 21

22 4. LES ETUDES DES MASSIFS D ANCRAGE LE ROLE DE LA PRECONTRAINTE DE CLOUAGE : Barres verticales: 1/ Reprendre les efforts de cisaillement sous diffusion d équilibre général 22

23 4. LES ETUDES DES MASSIFS D ANCRAGE LE ROLE DE LA PRECONTRAINTE DE CLOUAGE : Barres verticales: 2/ Assurer le clouage des pièces de charpente recevant les RAP 23

24 4. LES ETUDES DES MASSIFS D ANCRAGE LE ROLE DE LA PRECONTRAINTE DE CLOUAGE : Barres horizontales: 1/ Justifier le clouage du massif sous l effet des charges amenées par la précontrainte additionnelle 24

25 4. LES ETUDES DES MASSIFS D ANCRAGE LE ROLE DE LA PRECONTRAINTE DE CLOUAGE : Barres horizontales: 2/ Reprendre les efforts d entrainement amenés par la précontrainte verticale à l interface massif/nervure existante 25

26 4. LES ETUDES DES MASSIFS D ANCRAGE LE ROLE DE LA PRECONTRAINTE DE CLOUAGE : Barres horizontales: 3/ Reprendre des efforts d entrainement provenant du couple amené par les RAP 26

27 4. LES ETUDES DES MASSIFS D ANCRAGE MODE DE CALCUL DES BARRES : Selon la norme NFP : ELU: γ p *Np*(ϕ/γ j )> 1.35Pm ELS: γ p *Np*ϕ> Pm γ p = 0.85 γ j = 1.20 ϕ= 1.00 (ϕ= 0.45 pour l ancrage des RAP) Etude indépendante pour chaque type d effort, puis cumul du nombre de barres par zone 27

28 4. LES ETUDES DES MASSIFS D ANCRAGE Particulier de l étude d équilibre général de diffusion 1 er approche : calcul analytique selon annexe IV du BPEL DIFFUSION DANS LA DIRECTION VERTICALE - ABOUT CULEE - PRECONTRAINTE EXISTANTE Force maximale sous ancrage : diffusion sur : nombre de gaines sur un plan : diamètre des gaines : td y2 t y2 tendu y a N T? (m) ( ) (MN) (MN) pond. ep y (m ) tg y longueur de régularisation lr : m h : m N : MN.m ss : MPa M : MN.m si : MPa Câbles : Fta : t (MPa) MN V : MN ftj = Mpa Contraintes dues à l'effort tranchant trapèze y 1 y 2 b 1 b 2 y gt lr y 2 A t I t N plaque T plaque X V x y 2 τd y 2 S y 2 b 1n b 2n τ y 1 τ y 2 τg y 2 τadm Validation N tc B V xe = V x*b Fp = V xe - N tc As=Fb/(2/3*fe) (m) (m) (m) (m) (m) (m²) (m 4 ) (MN/ml) (MN/ml) (MN) (MN) (MPa) (m 3 ) (m) (m) (MPa) (MPa) (MPa) (MPa) (MN) (MN) (MN) (cm²) E OK E OK E OK E OK E OK E OK E OK E OK E OK E OK E OK E OK E OK E OK E OK E OK E OK E OK E OK E OK MN y g A Ix V x max τd max τg max Fp As (m) (m²) (m 4 ) (MN) (MPa) (MPa) (MN) (cm²)

29 4. LES ETUDES DES MASSIFS D ANCRAGE 2ème approche : modèle éléments finis 29

30 4. LES ETUDES DES MASSIFS D ANCRAGE Principe de fonctionnement du massif d ancrage inférieur: 30

31 Mais aussi: L ETUDE SISMIQUE / L ETUDE DES RAP L ETUDE DES CORBEAUX DE VERINAGE L ETUDE DES DEVIATEURS L ETUDE DES TETES DE PILES L ETUDE DES NEOPRENES L ETUDE DES BUTEES PARASISMIQUES L ETUDE DU PHASAGE DE MISE EN TENSION DES CABLES L ETUDE DE LA FLEXION TRANSVERSALE SUR LA ZONE D ABOUT 31

32 MERCI DE VOTRE ATTENTION 32

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