Journée d'études ponts métalliques 13/05/2014, Bruxelles

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1 SOLUTIONS INNOVANTES POUR LES PONTS DE PETITES ET MOYENNES PORTÉES Nicoleta Popa - ArcelorMittal Global R&D Riccardo Zanon, Oliver Hechler - ArcelorMittal Europe Pierre-Olivier Martin - CTICM Journée d'études ponts métalliques 13/05/2014, Bruxelles

2 Critères généraux pour les ponts de portée de petites et moyennes Économie 90% des ponts de chemin de fer sont en dessous de 30m de portée 75% des ponts routiers sont en dessous de 40m de portée Les administrations publiques cherchent généralement a faire des économies dans cette catégorie de pont Vitesse de construction Les coûts dû à la perturbation de la circulation / les travaux auxiliaire / le chantier de construction sont pertinentes par rapport au coût de la structure réduire le temps de construction Simplicité Qualité Normalisation des solutions de construction pour d autres ponts similaires Méthodes de construction simples et robustes pour optimiser le processus Préfabrication d'éléments en atelier pour faciliter la construction sur chantier Atteindre le niveau de qualité sans entrepreneurs hautement qualifiés sur le site Développement durable Ouvrages d'art avec de faibles coûts d'entretien (corrosion, réparation, contrôle) Nouvelle prise de conscience de valeurs «vertes» Nicoleta Popa ArcelorMittal Global R&D, Long Products

3 Avantages des ponts métalliques et mixtes Économiques à la construction, en exploitation et également performants en terme de recyclage à l issue de leur démolition. Ils sont ainsi respectueux de l environnement. Offrent de multiples possibilités architecturales, Réduisent les délais de construction, Autorisent de faibles hauteurs de construction; Permettent de raccourcir les rampes d accès et de limiter ainsi les coûts de terrassement; Réduisent le coût de la construction des appuis et des fondations qui supportent une structure dont le poids propre est moins élevé; Adaptés à la reconstruction d ouvrages grâce à leur faible poids, qui peut permettre de réutiliser les piles et culées existantes; Nicoleta Popa ArcelorMittal Global R&D, Long Products

4 Avantages des ponts métalliques et mixtes (cont.) Offrent l avantage d une préfabrication industrielle dans des ateliers à l abri des intempéries et avec un contrôle qualité poussé; Perturbent rarement la circulation car la livraison et le montage des éléments préfabriqués sont rapides et peuvent être programmés durant les heures creuses; N exigent pas d interruption de la circulation car ils ne nécessitent ni d échafaudages ni d étais; Sont faciles d entretien, car les éléments de la structure sont bien visibles pour les inspections et accessibles pour la maintenance; Flexibles, car ils peuvent être adaptés à faibles coûts à des situations nouvelles (par exemple élargissement des voies de circulation ou renforcement des structures porteuses par soudage ou boulonnage. Passerelle piétons à Bettembourg, Luxembourg pont à simple travée avec une contre-flèche de rayon 150 m pour une portée de 37,5 m Pont route à Differdange- Pont avec une importante courbure suivant l axe faible

5 Solutions innovantes Les ponts PreCoBeam Poutrelles enrobées Goujons remplacés par PrecoBeam! VFT (Verbund-Fertigteil-Träger = prefabricated composite beam) Solution dédiée pour les ponts ferroviaires: le PreCoBeam dans la zone comprimée assure un degré très élevé d'utilisation de la capacité! PreCoBeam représente une solution rentable et durable pour des ponts de haute qualité en utilisant une nouvelle méthode de construction comme une cumul des avantages des poutres composites préfabriqués (VFT) avec la robustesse des poutres enrobées classique.

6 Solutions innovantes Les ponts PreCoBeam La poutrelle métallique laminée est oxycoupée dans sa longueur suivant une forme bien particulière afin d obtenir deux demi-pièces de section en T. Après découpe, une protection anticorrosion est appliquée aux parties du profilé qui seront exposées à l air lorsque la poutre sera définitivement en place. Des armatures sont ensuite placées au droit des découpes et une table supérieure en béton est coulée en atelier pour constituer ainsi un élément de pont préfabriqué. Avec le renforcement fini les poutres d'acier sont levées dans le coffrage. Ensuite, l'élément est bétonné. Les poutres préfabriquées peuvent être transportées sur chantier. Due à la poids relativement légère, les éléments peuvent être transportés comme d'habitude. Sur site, une fois les éléments préfabriqués du pont mis en place et maintenus sur leurs supports, le béton complémentaire de la dalle et celui de clavetage peuvent être coulés.

7 Solutions innovantes Les ponts PreCoBeam

8 Solutions innovantes Les ponts PreCoBeam

9 Solutions innovantes Les ponts PreCoBeam avantages Faibles coûts de production + hauts grades de préfabrication: : haute qualité améliorer la sécurité sur le chantier Éléments légers et minces: diminution de travaux de terrassement et les coûts de transport diminution de la hauteur de la construction Acier produit dans des fours à arc électrique durable et écologique Temps de construction très court et perturbations du trafic réduites réduire les coûts de l'utilisateur pendant la construction Solution intelligente, innovante et économique pour de nouvelles structures et pour le remplacement des ponts existants Les portéespeuvent être augmentés élimination d appui du milieu coûts de maintenance réduits risque d'accident réduit Pas de perturbation de la circulation pendant les travaux structure autoportante Usage bien Simmerbach, planifié et économique Germany de l'acier et de béton

10 Solutions innovantes Les ponts PreCoBeam réalisées Pöcking, Germany Vigaun, Austria Kuchl Viaduct, Austria InfraLeuna, Germany

11 Solutions innovantes Les ponts PreCoBeam réalisées PE1, Poland PE4, Poland MD1, Poland MD2, Poland 11

12 Solutions innovantes Les ponts PreCoBeam réalisées MD3, Poland MD4 Poland

13 Solutions innovantes Ponts-rails à poutres latérales (Ponts RA.P.L.) Extension de la gare de Bruxelles-Midi pour les trains Eurostar. Mise en place rapide, à l aide d un portique, des tabliers préfabriqués à poutres latérales pré-fléchies et noyées dans le béton. Coupe transversale d un tablier à poutres latérales pré-fléchies (schéma de principe). Ce système ingénieux de tablier entièrement préfabriqué associant pré-flexion, pré-contrainte et mixité a été développé par la Société Nationale des Chemins de Fer Belges. (SNCB NMBS)

14 Solutions innovantes Ponts auxiliaires pour chemin de fer VFT-RAIL

15 Solutions innovantes Ponts auxiliaires pour chemin de fer VFT-RAIL Remplacement du pont réalisé en 52 heures, avec l'autre ligne en service!

16 Solutions innovantes Les ponts intégrés en ossature mixte Les joints de dilatations et les appareils d'appui sont des éléments coûteux et vulnérables. Leur remplacement est généralement conduit lors d'une coupure gênante de la circulation. Les ouvrages "intégrés" ont des tabliers intégrés à la culée sur laquelle ils s'encastrent, ce qui permet d'éviter ces deux types d équipements. BAB A8 structure du pont 5 En général, les ponts intégrales sont définis comme ponts à travée unique ou continus à travées multiples construit sans joints de tablier mobile transversal aux pieux ou culées Nicoleta Popa ArcelorMittal Global R&D, Long Products

17 Solutions innovantes Les ponts intégrés en ossature mixte avantages Leur compétitivité économique est due à plusieurs sources de gains : les fondations ne doivent pas être trop rigides pour limiter la raideur de l'encastrement du tablier intégré. On recommande donc de ne mettre en œuvre qu'une seule file de pieux par appui au lieu de deux, économie des appareils d appui, économie des joints de chaussée. InfraLeuna, Germany Nicoleta Popa ArcelorMittal Global R&D, Long Products

18 ACOBRI (ArcelorMittal Composite Bridges) a pour objet d aider à la conception et au pré-dimensionnement des poutres principales en profilés laminés d un tablier de pont mixte acier-béton. ACOBRI traite des ponts routes, des ponts-rails et des passerelles à simple ou plusieurs travées. Le logiciel ACOBRI permet de traiter différents types de tablier : classiques, à poutres mixtes préfabriquées, avec caisson, avec caisson remplis de béton, en poutrelles enrobées ou encore en PreCoBeam simple ou double. Le pré-dimensionnement s effectue suivant les règlements français, allemand, italien ou EUROCODE (EN). Le logiciel est multilingue et permet l édition des notes de calcul en français, allemand et anglais. Veuillez consulter notre site internet pour obtenir les dernières versions de nos logiciels

19 Choix du type de pont et règles de calcul Nicoleta Popa ArcelorMittal Global R&D, Long Products

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21 Choix possible entre 7 types différents de poutres

22 Exemple saisie de donnes Pont Vigaun

23 Définition de la connexion et des armatures longi.

24 Choix des propriétés de matériaux Pour les cas de charges Retrait du béton Différentiel thermique

25 Définition de liaisons sur appuis

26 Liaisons Possibilité de définir des chevêtres béton

27 Entretoises et changements de section

28 Définition des sections - Choix des profilés

29 Longueur des zones fissurées sur appuis

30 Trottoirs et systèmes de sécurité

31 Charges permanentes

32 Définition de la charge d exploitation sur trottoirs

33 Définition des voies lentes

34 Charges de fatigue

35 et convois exceptionnels

36 Tassements et dénivellations d appuis

37 Calculs

38 Synthèse des résultats après calculs

39 Post traitement Fonctions générales

40 Post Traitement : Affichage des lignes d influence

41 Post Traitement : Visualisation cas de charges Déformée sous charges permanentes

42 Post Traitement : visualisation critère de résistance ELS Compression du béton

43 Edition d une note de calcul complète

44 Support logiciel Assistance technique Edurne Núñez Moreno - edurne.nunez@arcelormittal.com Oliver Hechler - oliver.hechler@arcelormittal.com Logiciel gratuit, à télécharger sur internet : Nicoleta Popa ArcelorMittal Global R&D, Long Products

45 Because men build too many walls and too few bridges Isaac Newton Merci pour votre attention! Nicoleta Popa ArcelorMittal Global R&D, Long Products