LES ETUDES D EXECUTION Cyril COTTEY 1
LES ETUDES D EXECUTION SOMMAIRE 1. HYPOTHESES 2. MODELES DE CALCUL 3. ETUDES DE FLEXION LONGITUDINALE 4. ETUDES DES MASSIFS D ANCRAGE 2
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 95-104 3
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
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
1. HYPOTHESES DE CALCUL Phasage de construction d époque : Sections de joint : continuité de la précontrainte intérieure par coupleurs 6
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
2. LES MODELES DE CALCUL Modèle à barres 8
2. LES MODELES DE CALCUL 9
2. LES MODELES DE CALCUL 10
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
2. LES MODELES DE CALCUL Modélisation ROBOT en éléments Finis volumiques / About de tablier 12
2. LES MODELES DE CALCUL Modélisation ROBOT en éléments Finis volumiques / Têtes de pile 13
2. LES MODELES DE CALCUL Modélisation ROBOT filaire / étude sismique transversale 14
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
3. LES ETUDES DE FLEXION LONGITUDINALE Précontrainte finalement retenue : 4 câbles 27T15S par tablier 16
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
3. LES ETUDES DE FLEXION LONGITUDINALE Résultats ST1 en t/m² diagrammes de contraintes normales Enveloppe sous charges permanentes après réparation 18
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
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
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
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
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
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
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
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
4. LES ETUDES DES MASSIFS D ANCRAGE MODE DE CALCUL DES BARRES : Selon la norme NFP 95-104 : 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
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 : 3.000 2.800 2.600 td y2 t y2 tendu y a N T? (m) ( ) (MN) (MN) pond. ep. 1 0.322-1.5 3.328-0.087 3.33 1.000 0.30 11.094-0.2905 2 0.823 1.7 3.714 0.110 3.72 1.000 0.30 12.381 0.36745 3 1.302 5.4 3.919 0.370 3.94 1.000 0.30 13.062 1.23473 4 1.643 5.9 3.870 0.400 3.89 1.000 0.30 12.899 1.333 5 1.989 6.6 4.067 0.471 4.09 1.000 0.30 13.556 1.56852 6 2.336 7.6 3.984 0.532 4.02 1.000 0.30 13.280 1.77189 7 8 y (m ) 2.400 2.200 2.000 1.800 1.600 1.400 1.200 tg y2 1.000 0.800 0.600 0.400 22.88 1.796 0.200 longueur de régularisation lr : 3.000 m 3-4.50-4.00-3.50-3.00-2.50-2.00-1.50 0.000-1.00-0.50 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 h : 3.000 m N : 22.881 MN.m ss : 0.6630 MPa M : 17.798 MN.m si : 12.3500 MPa Câbles : Fta : t (MPa) 1.7955 MN V : 1.7955 MN ftj = 2.700 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) 20 2.754 3.000 9.410 9.410 2.877 3.000 2.3149 1.167E-02-22.881 22.881 0.000 0.000 0.000 0.000 9.410 9.410 0.064 0.000 0.000 4.050 OK -0.002 1.000 0.000 0.002 0 19 2.640 2.754 7.039 9.410 2.700 3.000 0.9376 1.008E-03-20.238 22.881-2.644-2.644-0.187 1.522 7.039 9.410 0.110 0.064-0.124 4.050 OK -0.075 1.000 2.644 2.719 99.0 18 2.582 2.640 4.035 7.039 2.614 3.000 0.3211 8.782E-05-18.519 22.881-4.362-4.362-0.413 1.973 4.035 7.039 0.204 0.110-0.303 4.050 OK -0.155 1.000 4.362 4.518 164.5 17 2.549 2.582 3.127 4.035 2.566 3.000 0.1182 1.067E-05-17.823 22.881-5.059-5.059-0.836 2.099 3.127 4.035 0.269 0.204-0.631 4.050 OK -0.205 1.000 5.059 5.263 191.6 16 2.486 2.549 1.889 3.127 2.520 3.000 0.1580 5.120E-05-17.545 22.881-5.337-5.337-1.138 2.140 1.889 3.127 0.455 0.269-0.869 4.050 OK -0.232 0.374 1.997 2.230 81.2 15 2.465 2.486 0.990 1.889 2.477 3.000 0.0302 1.075E-06 13.280 1.772-17.145 22.881-5.737-5.737-2.025 2.188 0.990 1.889 0.872 0.455-1.569 4.050 OK -0.288 0.802 4.603 4.892 178.1 14 2.186 2.465 0.990 0.990 2.326 3.000 0.2762 1.792E-03 13.280 1.772-17.063 22.603-5.540-5.540-3.730 2.196 0.990 0.990 0.883 0.872-2.859 4.050 OK -0.271 0.942 5.217 5.488 199.8 13 2.139 2.186 0.987 0.990 2.163 3.000 0.0465 8.552E-06-16.154 18.898-2.743-2.743-1.847 2.225 0.987 0.990 0.885 0.883-0.964 4.050 OK -0.019 0.763 2.092 2.111 76.9 12 1.839 2.139 0.969 0.987 1.989 3.000 0.2934 2.200E-03 13.556 1.569-15.972 18.898-2.926-2.926-1.976 2.222 0.969 0.987 0.874 0.885-1.091 4.050 OK -0.060 0.793 2.319 2.379 86.6 11 1.793 1.839 0.966 0.969 1.816 3.000 0.0445 7.848E-06-14.622 14.831-0.208-0.208-0.143 2.155 0.966 0.969 0.869 0.874 0.731 4.050 OK 0.153 1.000 0.208 0.056 2.0 10 1.493 1.793 0.949 0.966 1.643 3.000 0.2873 2.154E-03 12.899 1.333-14.387 14.831-0.443-0.443-0.306 2.137 0.949 0.966 0.816 0.869 0.563 4.050 OK 0.114 1.000 0.443 0.329 12.0 9 1.452 1.493 0.946 0.949 1.473 3.000 0.0388 5.442E-06-12.679 10.961 1.718 1.718 1.207 1.971 0.946 0.949 0.807 0.816 2.023 4.050 OK 0.272 0.444 0.763 0.491 17.9 8 1.275 1.452 0.932 0.946 1.364 3.000 0.1662 4.339E-04 13.062 1.235-12.422 10.961 1.461 1.461 1.030 1.942 0.932 0.946 0.759 0.807 1.837 4.050 OK 0.240 0.236 0.345 0.105 3.8 7 1.152 1.275 0.928 0.932 1.214 3.000 0.1144 1.442E-04 13.062 1.235-11.252 8.649 2.604 2.604 1.862 1.800 0.928 0.932 0.714 0.759 2.621 4.050 OK 0.329 0.766 1.995 1.667 60.7 6 0.973 1.152 0.918 0.928 1.063 3.000 0.1652 4.411E-04-10.380 7.042 3.338 3.338 2.398 1.685 0.918 0.928 0.640 0.714 3.112 4.050 OK 0.396 0.859 2.868 2.472 90.0 5 0.925 0.973 0.915 0.918 0.949 3.000 0.0440 8.446E-06 12.381 0.367-9.024 7.042 1.982 1.982 1.439 1.494 0.915 0.918 0.618 0.640 2.079 4.050 OK 0.284 0.609 1.207 0.922 33.6 4 0.673 0.925 0.900 0.915 0.799 3.000 0.2287 1.210E-03 12.381 0.367-8.643 6.448 2.195 2.195 1.600 1.438 0.900 0.915 0.486 0.618 2.217 4.050 OK 0.274 0.683 1.500 1.226 44.6 3 0.472 0.673 0.888 0.900 0.573 3.000 0.1797 6.050E-04-6.531 3.328 3.203 3.203 2.373 1.113 0.888 0.900 0.362 0.486 2.859 4.050 OK 0.241 0.856 2.742 2.501 91.1 2 0.172 0.472 0.870 0.888 0.323 3.000 0.2637 1.978E-03 11.094-0.290-4.713 3.328 1.385 1.385 1.040 0.818 0.870 0.888 0.143 0.362 1.401 4.050 OK 0.165 0.251 0.347 0.182 6.6 1 0.000 0.172 0.860 0.870 0.086 3.000 0.1488 3.668E-04-1.787 0.000 1.787 1.787 1.370 0.317 0.860 0.870 0.000 0.143 1.513 4.050 OK 0.011 0.568 1.016 1.005 36.6 0.0000 0 0 0.00000 0 0.000 MN y g A Ix V x max τd max τg max Fp As (m) (m²) (m 4 ) (MN) (MPa) (MPa) (MN) (cm²) 2.219 6.177 4.569 5.737 3.730 3.112 5.488 200 28
4. LES ETUDES DES MASSIFS D ANCRAGE 2ème approche : modèle éléments finis 29
4. LES ETUDES DES MASSIFS D ANCRAGE Principe de fonctionnement du massif d ancrage inférieur: 30
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
MERCI DE VOTRE ATTENTION 32