Journées Techniques Ouvrages d Art 2014

Transcription

1 Journées Techniques Ouvrages d Art Étude de requalification du pont Schuman à Brest pour l insertion de la ligne 2 du tramway Benoît Poulin Dter Ouest Antoine Théodore Dtec ITM

2 Contexte Réponse à un appel d offre de Brest Metropole Oceane Pont Schuman - Etude de faisabilité pour le passage d un tramway et diagnostics complémentaires sur l état de l ouvrage CETE Ouest, Sétra, CETE NP, CETE Lyon, CETE SO 12/06/ Etude de requalification du pont Schuman à Brest pour l insertion de la ligne 2 du tramway 2

3 Contenu de l étude Tranche ferme Diagnostics complémentaires Passage du tramway sur l ouvrage sans modification du profil en travers Passage du tramway sur l ouvrage en élargissant le tablier Tranche conditionnelle Remplacement du tablier, en conservant les appuis 12/06/ Etude de requalification du pont Schuman à Brest pour l insertion de la ligne 2 du tramway 3

4 Présentation de l ouvrage 12/06/ Etude de requalification du pont Schuman à Brest pour l insertion de la ligne 2 du tramway 4

5 Présentation de l ouvrage Construction 1962 à 1964 Un ouvrage principal : franchissement du vallon du Moulin à Poudre Construction par encorbellements successifs Un portique de raccordement Construction sur cintre 12/06/ Etude de requalification du pont Schuman à Brest pour l insertion de la ligne 2 du tramway 5

6 Présentation de l ouvrage Ouvrage principal Double caisson béton précontraint h 2,0 à 4,60 m Trois travées 44,74 81,84 44,74 12/06/ Etude de requalification du pont Schuman à Brest pour l insertion de la ligne 2 du tramway 6

7 Présentation de l ouvrage Portique Double caisson béton précontraint h 1,90 m Portée 37,04 m Une pile articulée en pied 12/06/ Etude de requalification du pont Schuman à Brest pour l insertion de la ligne 2 du tramway 7

8 Présentation de l ouvrage Dispositif anti-suicide Réseau de chaleur 12/06/ Etude de requalification du pont Schuman à Brest pour l insertion de la ligne 2 du tramway 8

9 Bilan des diagnostics Câbles de précontrainte Tension conforme Bon état Vides détectés, en particulier en partie haute des câbles -> réinjection nécessaire, par le dessus 12/06/ Etude de requalification du pont Schuman à Brest pour l insertion de la ligne 2 du tramway 9

10 Bilan des diagnostics Etanchéité Infiltration par les trappes d accès Circulation d eau à l interface entre le hourdis et les encorbelllements préfabriqués 12/06/ Etude de requalification du pont Schuman à Brest pour l insertion de la ligne 2 du tramway 10

11 Bilan des diagnostics Évaluation de la résistance mécanique du béton Bonne résistance (supérieure aux hypothèses initiales) Risques de corrosion Mesure d enrobage : correct sur pile, faible sur âme sud caisson sud (moyenne 15 mm) Front de carbonatation : risque d initiation de la corrosion à court terme -> ragréage nécessaire + revêtement de protection 12/06/ Etude de requalification du pont Schuman à Brest pour l insertion de la ligne 2 du tramway 11

12 Scénarios étudiés Profil non élargi Configuration actuelle (BHNS) «EC» 12/06/ Etude de requalification du pont Schuman à Brest pour l insertion de la ligne 2 du tramway 12

13 Scénarios étudiés Profil actuel : 3 voies 12/06/ Etude de requalification du pont Schuman à Brest pour l insertion de la ligne 2 du tramway 13

14 Scénarios étudiés Profil non élargi Site banalisé, deux voies mixtes «Aa_alt» 12/06/ Etude de requalification du pont Schuman à Brest pour l insertion de la ligne 2 du tramway 14

15 Scénarios étudiés Profil non élargi Site propre voie unique «Ab» 12/06/ Etude de requalification du pont Schuman à Brest pour l insertion de la ligne 2 du tramway 15

16 Scénarios étudiés Profil élargi Deux voies site propre et deux voies VL «Ba» 12/06/ Etude de requalification du pont Schuman à Brest pour l insertion de la ligne 2 du tramway 16

17 Scénarios étudiés Profil élargi Site propre voie unique «Bb» 12/06/ Etude de requalification du pont Schuman à Brest pour l insertion de la ligne 2 du tramway 17

18 Scénarios étudiés Profil élargi Deux voies tramway dont une en site partagé «Bc» 12/06/ Etude de requalification du pont Schuman à Brest pour l insertion de la ligne 2 du tramway 18

19 Hypothèses du calcul Résistance du béton Tablier principal : 45 MPa // 50,7 MPa (diagnostic carottes + scléromètre) Portique : 35 MPa // 38,6 MPa (diagnostic) Effets de la précontrainte existante Ajustement des coefficients de calcul en fourchette 0,95 et 1,05 pour la précontrainte intérieure Type de câble Tension résiduelle (Mesures à l arbalète) Modèle de calcul 12Ф8 493 kn 486 kn (98,6% de la valeur mesurée) 12T kn 1284 kn (96,4% de la valeur mesurée) 12/06/ Etude de requalification du pont Schuman à Brest pour l insertion de la ligne 2 du tramway 19

20 Hypothèses de calcul Charges de tramway 4 bogies de deux essieux distance 11 m empiètement 1,6 à 1,85m Charge maximale à l essieu : 11 tonnes Charge maximale tramway en charge : 88 tonnes Coefficient dynamique : 1,30 (remorquage 1,02) Poids de la plate forme Charge du réseau de chaleur 12/06/ Etude de requalification du pont Schuman à Brest pour l insertion de la ligne 2 du tramway 20

21 Hypothèses de calcul Combinaisons d actions de circulation (cas deux voies mixtes) Voie 1 Voie 2 Observations Tram seul Tram seul Tram + LM1 LM1 Cas de charge LM3 Tram remorqué LM1 + cas symétrique 2 tram espacés de 100 m Tram + LM1 voie n 1 LM1 seul LM1 Tram + LM1 voie n 2 + cas symétrique Cas de charge LM3 sur chaque voie + cas symétrique 12/06/ Etude de requalification du pont Schuman à Brest pour l insertion de la ligne 2 du tramway 21

22 Hypothèses de calcul construction 12/06/ Etude de requalification du pont Schuman à Brest pour l insertion de la ligne 2 du tramway 22

23 Modèle de calcul 12/06/ Etude de requalification du pont Schuman à Brest pour l insertion de la ligne 2 du tramway 23

24 Études de faisabilité Flexion longitudinale (Eurocode 2) Limitation des contraintes normales Vérifications à l effort tranchant Vérification des appuis et des fondations Selon le fascicule 62 titre V du CCTG Dimensionnement des élargissements 12/06/ Etude de requalification du pont Schuman à Brest pour l insertion de la ligne 2 du tramway 24

25 Flexion longitudinale ELS fréquent Tractions importante pour tous les scénarios -> précontrainte extérieure additionnelle (câbles 19T15S ou 15T15S) 12/06/ Etude de requalification du pont Schuman à Brest pour l insertion de la ligne 2 du tramway 25

26 Effort (MN) Journées Techniques Ouvrages d Art Effort tranchant Voussoir Nord 6,00 Compression des bielles 5,00 4,00 Armatures d effort tranchant 3,00 V_Ed V_Rd,c V_Rd,max V_Rd,s Dimensionnement des renforts par composites 2,00 1,00 Dimensionnement des renforts actifs par corsets (si nécessaire) 0, Abscisse (m) 12/06/ Etude de requalification du pont Schuman à Brest pour l insertion de la ligne 2 du tramway 26

27 Effort tranchant Composites collés sur les âmes Corsets de précontrainte verticale 12/06/ Etude de requalification du pont Schuman à Brest pour l insertion de la ligne 2 du tramway 27

28 Appuis Piles de l OA principal Aciers passifs insuffisants -> matériaux composites ou précontrainte verticale dans les fûts des piles Appuis du portique Aciers passifs insuffisants Sensible au tracé de la précontrainte additionnelle du portique Stabilité assurée (ELU) Défaut de maîtrise de la fissuration (ELS) 12/06/ Etude de requalification du pont Schuman à Brest pour l insertion de la ligne 2 du tramway 28

29 Fondations Contrainte ultime Condition de non glissement Non déversement Non décompression du sol Journées Techniques Ouvrages d Art 12/06/ Etude de requalification du pont Schuman à Brest pour l insertion de la ligne 2 du tramway 29

30 Élargissements Profil Ba non réalisables (4 voies, trop large) Sur-dalle générale (surpoids important) 12 cm mini pour scénario Bb 15 cm mini pour scénario Bc Sur-encorbellements préfabriqués Profil Bb Profil Bc 12/06/ Etude de requalification du pont Schuman à Brest pour l insertion de la ligne 2 du tramway 30

31 Bilan des renforcements Renforce ments OA principal Portique Scénarios Précontrainte longitudinale Précontrainte verticale piles Matériau composite tablier Matériau composite piles Précontrainte longitudinale Précontrainte verticale caissons Matériau composite caissons EC Aa Aa_alt Aa_alt 2x15T15 Ab Bb 2x15T15 Bb 2x19T15 Bc 2x19T15 4x19T15 4x19T5 4x19T15 8x15T15 4x19T15 8x15T15 8x19T15 8x19T15 8x2T15 4x2T15 et 4x3T15 4x15T15 et 4x6T15 4x7T15 et 4x9T m² 194 m² 160 m² 304 m² 469 m² 596 m² 540 m² 826 m² 1020 m² 8x15T15 8x15T15 8x15T15 8x15T15 8x15T15 8x19T15 8x19T15 8x19T kg 310 kg 310 kg 465 kg 1250 kg 325 kg 325 kg 1160 kg 200 m² 70 m² 70 m² 130 m² 135 m² 23 m² 23 m² 39 m² 12/06/ Etude de requalification du pont Schuman à Brest pour l insertion de la ligne 2 du tramway 31

32 Remplacement du tablier Remplacement du tablier de l OA principal uniquement Remplacement du portique par un remblai Allongement de l OA principal 12/06/ Etude de requalification du pont Schuman à Brest pour l insertion de la ligne 2 du tramway 32

33 Scénarios tranche conditionnelle Site banalisé, deux voies mixtes «Aa_alt» 12/06/ Etude de requalification du pont Schuman à Brest pour l insertion de la ligne 2 du tramway 33

34 Scénarios tranche conditionnelle Deux voies site propre et deux voies VL «Ba» 12/06/ Etude de requalification du pont Schuman à Brest pour l insertion de la ligne 2 du tramway 34

35 Scénarios tranche conditionnelle Site propre voie unique «Bc» 12/06/ Etude de requalification du pont Schuman à Brest pour l insertion de la ligne 2 du tramway 35

36 Faisabilité tranche conditionnelle Remplacement du portique par un remblai Maintien d un cheminement piéton Tablier mixte bi-poutre Modification des conditions d appui sur pile : stabilité et résistance assurées sans renforcement Fondations vérifiées 12/06/ Etude de requalification du pont Schuman à Brest pour l insertion de la ligne 2 du tramway 36

37 Faisabilité tranche conditionnelle Déconstruction tablier existant Pas de possibilité de phasage transversal (précontrainte transversale) Cinématique inverse à la construction 12/06/ Etude de requalification du pont Schuman à Brest pour l insertion de la ligne 2 du tramway 37

38 Conclusion Faisabilité du passage d un tramway Par renforcement du tablier existant Limitation sur les profils Tous les critères EC ne sont pas vérifiés Quelques coupures de circulation Coût 4,5 à 6,6 M TTC Par remplacement du tablier de l OA principal et du portique dans sa totalité Pas de limitation sur les profils : permet le profil Ba Coupure totale de circulation 2,5 à 3 ans Coût 9 à 11 M TTC A étudier pour compléter l étude Réalisation d un OA neuf dédié au tramway à proximité du pont Schuman 12/06/ Etude de requalification du pont Schuman à Brest pour l insertion de la ligne 2 du tramway 38

39 Merci de votre attention