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    Bruno QUIEVY GC5

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    Chapitre 4 :Contrle des infrastructures

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    Introduction

    Ce chapitre traite des diffrentes infrastructures abordes durant ce PFE chez

    SOCOTEC sur le chantier de la gare de Strasbourg.

    Dans un premier temps, la mission de contrle sest porte sur les travaux de reprise

    en sous uvre ncessaires pour rhabiliter la zone nord de la gare suite aux travaux

    douverture dun troisime souterrain daccs aux quais.

    Dans un second temps, une tude sur les fondations de la verrire a t mene. Cette

    verrire, qui symbolise elle toute seule la transformation de la gare aux yeux du grandpublic, repose en effet sur un systme de fondation complexe et dlicat mettre en uvre.

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    I. Reprise en sous oeuvre

    Introduction

    Dans le cadre du projet de ramnagement du btiment voyageur, un complet

    ramnagement de la zone nord de la gare SNCF est effectu pour librer des espaces sans

    obstacles plus importants. La rhabilitation du souterrain de service en 3me

    souterrain daccs

    aux quais par les voyageurs implique une restructuration de son entre dans la gare.

    Fig. 4.1 : Vue gnrale de la zone des travaux de reprise en sous oeuvre

    3me

    souterrain

    Zone de travaux

    Verrire

    Hall dentre

    de la gare

    Place de la gare

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    I.1. Les travaux effectuer

    Le matre douvrage dsire diminuer le nombre de poteaux dans le hall sur lequel

    dbouche le nouveau souterrain daccs aux voies (3me

    souterrain). Cest pourquoi, les 9

    poteaux existants sont supprims puis remplacs par 4 nouveaux poteaux. La disposition

    dorigine de lensemble poutres + poteaux doit tre compltement repense. Le tout devantsintgrer parfaitement autant dun point de vue structurel quarchitectural.

    Les travaux consistent donc en de la reprise en sous uvre pour diminuer le nombre

    de poteaux prsents et ainsi dgager un espace acceptable pour larrive des voyageurs du

    TGV Est.

    Cf : Plan de lexistant en Annexe 3

    Le choix de ralisation du bureau dtudes sest port sur des poutres bton files 31 et

    33, relies entre elles par trois poutres et supportes par 4 poteaux bton reposant sur les

    fondations existantes.

    Cf : Plan du projet en Annexe 4

    I.2. Analyse des documents

    A la lecture de la note de calculs du bureau dtudes en charge du projet, les

    vrifications ont port sur les deux poutres longitudinales fil 31 et 33 reposant chacune sur

    deux nouveaux poteaux et soutenues leur extrmit grce une niche dans deux poteaux en

    grs existants. En effet, les rsultats du bureau dtudes semblaient montrer, dune part deserreurs de dimensionnement de ces deux poutres notamment en raison de rsultats de flche

    en trave centrale aberrants (26 cm) et, dautre part des incertitudes au niveau de la fixation de

    ces poutres dans les deux poteaux en grs.

    I.3. Vrification du dimensionnement

    Ltude sest porte sur la poutre fil 33 qui semblait subir le cas de charges le plus

    dfavorable vis--vis de la disposition des autres poutres restant en place.

    Le premier travail effectu fut la modlisation des descentes de charges sur les

    nouvelles poutres en fonction de la structure existante restant en place : un rseau de

    poutrelles unidirectionnelles avec un remplissage de votains en briques et bton arm.

    Visualisation de la rpartition des efforts sur la poutre fil 33 en Annexe 5

    Les diffrentes hypothses suivantes ont t prises en compte :

    - Poutres longitudinales reposant sur 4 appuis rotuls- Poids volumique de la dalle existante : 2,5 T/m3- Hauteur de la dalle existante : 45 cm

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    Ceci permet une modlisation de la poutre fil 33 comme suit :

    Ne sont pas reprsents ici les efforts dus au poids propre de la poutre ni les efforts

    dus au remplissage des votains se reportant directement sur les appuis. (Cf : Annexe 5)

    Lgende :Charges permanentes : Charges dexploitation

    Q1 = 4,79 T/ml E1 = 2,02 T/ml

    Q2 = 18,68 T E2 = 7,88 T

    Un traitement informatique laide du logiciel Koka dvelopp par le service

    technique de SOCOTEC a permis de vrifier le choix de section (80 x 85HT) et de ferraillage

    du bureau dtude. Cf : Note de calculs en Annexe 6

    La vrification aux moments est faite aux ELU, mais une vrification de la flche en

    milieu de trave centrale aux ELS est aussi prise en compte. En effet, en reprise en sous-

    uvre, ce sont les dformations imposes lexistant qui peuvent tre dterminantes.

    I.4. Rsultats et interprtation

    A la lecture des rsultats, on constate le bon dimensionnement de la poutre auxmoments. De plus, une vrification de la flche en trave 2 laide du logiciel Flche de

    SOCOTEC met en vidence une flche en milieu de trave centrale de 3,5 mm soit, environ

    L/2200, nettement infrieur au rapport souhait de L/500. Ceci permet de valider le choix du

    bureau dtudes vis--vis des dformations pour les lments existants. (La flche aberrante

    annonce par le bureau dtude provenait en fait dune erreur de saisi dinertie)

    Cependant, la vue des rapports de longueur entre la trave centrale et les traves

    extrieures, il est ncessaire de vrifier le non-soulvement de la poutre sur ses appuis aux

    extrmits. On constate quil y a un effort de soulvement de lordre de 4,3 T en extrmit de

    trave 1 et 3 au niveau du raccord avec les poteaux grs existants (Cf. Note de calcul en

    Annexe 6).

    2,8 m 7,8 m 2,9 m

    Trave 1 Trave 2 Trave 3

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    Pour sassurer que cet effort ne peut tre plus important, une vrification avec un cas

    de charge plus dfavorable a t effectue en supprimant les charges dexploitation rparties

    au niveau des traves 1 et 3. Mais, ceci entrane un effort de soulvement de lordre de 4,2 T.

    Pour prendre en compte ce problme de soulvement, il faut raliser la niche de la

    poutre dans le poteau en grs de la manire suivante :

    Fig. 4.2 : Schma de principe raccord Poutre-Poteau

    I.5. Le Contreventement

    En plus de la ralisation proprement dite des travaux de reprise en sous-uvre, une

    analyse plus globale de limpact de ces modifications sur la structure du btiment permet de

    soulever quelques problmes sur la stabilit de lensemble, notamment vis--vis du

    contreventement.

    I.5.a. Historique du btiment

    Aprs lachvement de la construction du btiment de la gare en 1883, les nombreuses

    transformations successives au court du XXme

    sicle ont modifi la structure.

    Ceci est particulirement vrai pour le contreventement Est / Ouest qui a t fortement

    rduit dans la partie nord de la gare o le projet du troisime souterrain dbouche sur le hall

    repris en sous uvre.

    Remplissage avec un

    mortier sans retrait

    Poteau en grs

    Sommier dassise

    en lastomre

    Poutre BA

    30 cm

    Tirant DYWINAGE

    (Cf : I.5. ci-dessous)

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    Fig. 4.3 : Btiment de la gare en 1883 et son contreventement

    On constate qu la construction du btiment, le contreventement est / ouest est trs

    prsent et trs rgulier. On retrouve 4 axes de contreventement principaux (en rouge) puis du

    contreventement secondaire (en vert), ce dernier tant surtout prsent dans la zone nord o

    seffectuent actuellement les travaux de reprise en sous uvre.

    Une prsentation des travaux successifs dans la zone nord du btiment (zone Zoom)

    depuis 1883, disponible en Annexe 7, permet de visualiser la modification progressive du

    btiment au cours du XXme

    sicle.

    Les travaux raliss en 2006 sur louverture du 3me

    tunnel, savoir le percement de la

    dalle du quai n1 ainsi que les reprises en sous-uvre pour supprimer les 9 poteaux du hall

    fragilisent encore en peu plus cette partie du btiment.

    Fig. 4.4 : Trmie dans la dalle du quai n1

    Il est donc ncessaire danalyser la structure actuelle au contreventement Est / Ouest

    juste aprs louverture faite dans la dalle du quai n1 et avant les travaux de reprise en sous

    uvre loccasion desquels il peut tre possible de renforcer la structure si ncessaire.

    Contreventement

    Zoom

    N

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    I.5.b. Analyse de la situation

    I.5.b.1. Est / Ouest

    Interprtation de la rpartition des efforts lors dune sollicitation (Vent ou Sisme)

    venant de lEst.

    Lgende : Action sur le btiment (Vent ou sisme)

    Rpartition des pousses dans le btiment

    Zone non contrevente

    Trmie dalle quai n1

    3me

    souterrain Quai n1Axes de reprise

    en sous-oeuvre

    Verrire

    Contreventement sollicit

    Contreventement non

    sollicitable (trmie quai n1)

    Contreventement sollicit

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    I.5.b.2. Ouest / Est

    Interprtation de la rpartition des efforts lors dune sollicitation (Vent ou Sisme)

    venant de lOuest.

    Lgende : Action sur le btiment (Vent ou sisme)

    Rpartition des pousses dans le btiment

    Zone non contrevente

    Trmie dalle quai n1

    3me

    souterrainQuai n1

    Axes de reprise

    en sous-oeuvre

    Verrire

    Contreventement sollicit

    mais amoindri en 1965 et

    Contreventement

    supprim en 1923

    Contreventement sollicit

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