cacul pieux

MISSION DE MAITRISE D’OEUVRE PHASES : PROJET

ET DOSSIER DE CONSULTATION DES ENTREPRISES

RECONSTRUCTION DU PONT DU MOULIN D’ANTAIS

COMMUNAUTE DE COMMUNES DES TROIS RIVIERES

THIEVILLE – HIEVILLE (14)

Réf : ONA5.D.0047

Novembre 2013

Direction Ouest Agence de Couëron 23 rue Jan Palach

ZAC des Hauts de Couëron 3

44220 COUËRON

Tél : 02 40 92 18 71

Fax : 02 40 92 06 10

Mail : [email protected]

ONA5.D.0047– PRO DCE – v1 novembre 2013 page 2/41 Reconstruction du pont du moulin d’Antais – communauté de communes des trois rivières (14)

GINGER CEBTP

23 rue Jan Palach ZAC des Hauts de Couëron 3 44220 COUËRON Tél : 02 40 92 18 71 Fax : 02 40 92 06 10 Mail : [email protected]

A la demande et pour le compte de :

GINGER CEBTP – Agence de Rouen

Dossier n° ONA5.D.0047

RECONSTRUCTION DU PONT DU MOULIN D’ANTAIS

THIEVILLE – HIEVILLE (14)

Rédigé par le Chargé d’études : J. PRIOU Tél : 02 40 92 18 71 – [email protected] S

igna

ture

Contrôlé par le Chargé d’affaires : F. LUCAS Tél : 02 40 92 18 71 – [email protected] S

igna

ture

Ce dossier comprend 41 pages de texte.

Version Date Modifications

1 22 novembre 2013

Ce rapport devient la propriété du Client après paiement intégral du prix de la mission, son utilisation étant interdite jusqu’à ce paiement. A compter du paiement intégral du prix, le Client devient libre d’utiliser le Rapport et de le diffuser, à conditions de respecter et de faire

respecter les limites d’utilisation des résultats qui figurent au rapport, et notamment les conditions de validité et d’application du Rapport


SOMMAIRE

1 INTRODUCTION ........................................................................................... 4

2 MISSION ....................................................................................................... 4

3 DOCUMENTS REMIS POUR LA MISSION ................... ............................... 5

4 L’OUVRAGE ET LE CONTEXTE ACTUEL ................... ............................... 6

5 CHOIX TECHNIQUES RETENUES .............................................................. 7

6 PREDIMENSIONNEMENT DE L’OUVRAGE PAR LE CALCUL ..... ............. 9 6.1 CHARGEMENTS ..................................................................................................................... 9 6.2 COMBINAISONS D’ACTIONS SELON LES REGLES EUROPEENNES ............................. 14 6.3 CALCUL REACTIONS D’APPUI ........................................................................................... 17 6.4 EFFORTS HORIZONTAUX PROVENANT DU TABLIER ..................................................... 20 6.5 DIMENSIONNEMENT DU CHEVETRE ................................................................................ 25 6.6 DIMENSIONNEMENT DES POUTRES ................................................................................ 25 6.7 JUSTIFICATION DES PIEUX ................................................................................................ 26

7 DOSSIER DCE ............................................................................................ 41


1 INTRODUCTION

A la demande et pour le compte de :

GINGER CEBTP

Agence de ROUEN

GINGER CEBTP– Région OUEST – Agence de NANTES est chargée de réaliser la

mission de maîtrise d’œuvre de conception des travaux de reconstruction du pont sur la

Dives au lieu-dit « Le Moulin d’Antais » entre les deux communes de THIEVILLE &

HIEVILLE (14).

Le projet concerne les travaux de démolition et de reconstruction de l’ouvrage en

maçonnerie du « Pont sur la Dives – au lieu-dit Le Moulin d’Antais » entre les deux

communes de THIEVILLE ET HIEVILLE (14).

2 MISSION

La mission actuelle de GINGER CEBTP est une mission de maîtrise d’œuvre en phase

conception conformément à la proposition technique référencée ONA5.D.0109 en date du 4

juin 2013, accepté par les bons de commande DRN3.D.0033 et DRN3.D.0034 en date du 3

juillet 2013.

Il s'agit d'une mission de maîtrise d’œuvre en phase conception au sens de la loi MOP du 12

juillet 1985 (et décret du 29/11/93 et arrêté du 21/12/93). Elle porte sur les phases :

� AVP, études préliminaire et d’avant-projet ;

� PRO/DCE, études de projet ;

� ACT, assistance au contrat de Travaux ;

� VISA, Validation des documents d’exécution de l’entreprise.


Le présent rapport contient les Etudes de projet (PRO/DCE) ayant pour objet d’établir :

• une note de présentation de l’ouvrage (géométrie, contraintes, choix technique

retenu) ;

• une note de calcul de justification de l’ouvrage ;

• un avant-métré ;

• un dossier de plans ;

• une estimation prévisionnelle financière détaillée des travaux ;

• le cahier des clauses techniques particulières (CCTP, BPU, DE).

Ces études sont présentées au maître d’ouvrage pour approbation.

3 DOCUMENTS REMIS POUR LA MISSION

Les documents qui nous ont été remis pour cette étude sont les suivantes :

• étude de diagnostic structurel et géotechnique (G5) établi par GINGER-CEBTP,

agence du Havre, n°DRN3.9.0011, en date du 03-09-09 ;

• étude géotechnique (G12) établi par GINGER-CEBTP, agence de Rouen,

n°DRN2.D.9001-1 en date du 02 Aout 2013 ;

• plan topographique accompagné d’une coupe de l’ouvrage établi par le cabinet

Géomètre Expert GUIMARD-PIERROT en date du 17 Juillet 2013 ;

• les récépissés de demandes de renseignements concernant les réseaux électriques,

télécom, gaz et eau ;

• rapport de repérage de l’amiante avant démolition d’un immeuble établi par

SOCOTEC n° 1570/CTC/13/4696 en date du 13 septembre 2013 ;

• compte-rendu de réunion de la communauté de communes en date du 12 septembre

2013.


4 L’OUVRAGE ET LE CONTEXTE ACTUEL

L’ouvrage d’art, permet le franchissement de la rivière « La Dives ». Il s’agit d’un pont à 4

travées avec des voûtes de maçonnerie de pierre et un tablier en encorbellement avec des

profilés métalliques.

Photographie de l’ouvrage prise en aval de la rive gauche (source internet)

Vers THIEVILLE

Vers HIEVILLE

Ouvrage reconstruit

en 2012

Ouvrage concerné

par l’étude


Les caractéristiques de l’ouvrage existant sont les suivantes :

• chaussée de 2.5 m de largeur avec deux trottoirs en béton de 0.50 m de

largeur en porte-à-faux soit une largeur de l’ouvrage de l’ordre de 3.50 m ;

• longueur de l’ouvrage de l’ordre de 12.30 m ;

• 3 piles intermédiaires de l’ordre de 0.60 m à 1.10 m d’épaisseur ;

• Hauteur libre sous l’ouvrage de l’ordre de 1.90 m pour une largeur de 1.70 à

2.20 m ;

• l’ouvrage supporte actuellement une voie de circulation limité à 2 t.

Le pont est aujourd’hui très dégradé et présente des désordres structurels mettant en doute

la solidité de l’ouvrage mais aussi la sécurité des usagers avec des gardes corps déformés

ou absents.

Dans le même lieu-dit, GINGER CEBTP a déjà assuré la mission de maîtrise d’œuvre de

reconstruction d’un pont situé sur le même axe routier. Cet ouvrage réalisé a été

dimensionné pour une circulation limité à 3.5 t.

La communauté de communes des trois rivières envisage de reconstruire l’ouvrage sur la

Dives. Les caractéristiques de l’ouvrage seront les suivantes :

• limitation du tonnage à 3.5 t ;

• chaussée de 3 m ;

• un trottoir de 1.40 m.

5 CHOIX TECHNIQUES RETENUES

En accord avec le maître d’ouvrage, la solution proposée de reconstruction de l’ouvrage

s’oriente vers la démolition du tablier et des 3 piles intermédiaires, ceci afin de permettre un

meilleur écoulement hydraulique de la Dives, puis la réalisation d’un pont béton armé à une

travée reposant sur les fondations de part et d’autre de la rivière.

Le nouveau pont sera identique au pont réalisé en 2012 sur le Bief du Moulin d’Antais

(même largueur, même chaussée, même trottoir).


Les caractéristiques de l’ouvrage seront :

• une largeur de circulation sur le pont de 3.00 m ;

• la portée de l’ouvrage est de 13.50 m entre axe des fondations ;

• le biais de l’ouvrage est de 100 gr, l’ouvrage est droit ;

• le tablier sera de type pont PRAD (Poutres précontraintes préfabriquées en

béton armé surmontées d’un hourdis en béton armé);

• le tablier reposera sur deux chevêtres béton armé ;

• les fondations seront assurées par des pieux.

La démolition de l’ouvrage existant comprendra :

• la démolition complète du tablier ;

• la dépose/démolition des 3 piles intermédiaires ;

• l’arasement des culées jusqu’au niveau haut du chevêtre à réaliser ;

• le rejointoiement des maçonneries ;

• Le reprofilage des berges avec les déblais des maçonneries existantes.

Les équipements comprendront :

• des garde-corps métalliques de type 1902 (similaire à l’ouvrage réalisé à

proximité) ;

• des corniches en béton préfabriqué finition similaire à l’ouvrage réalisé à

proximité ;

• un trottoir côté amont avec un passage libre de 1.40 m de large, avec des

rampes d’accès de part et d’autre du pont ;

• un revêtement en béton désactivé sur le dessus du trottoir ;

• une bordure T2 du côté trottoir, les bordures seront surbaissées en extrémité

pour raccordement à la chaussée ;

• des grilles avaloirs dans les points bas pour récupérer les eaux pluviales ;

• il n’est pas prévu de réservation ni de réseaux dans le trottoir ;

• la mise hors tension de la ligne Basse tension situ ée côté RD16 sera à la

charge du concessionnaire ; à l’identique, il conviendra de s’assurer que le

réseau aérien France Télécom ne gène pas en partie amont de l’ouvrage ;

• la réfection de la chaussée de part et d’autre de l’ou vrage pour le

raccordement au réseau routier existant.


6 PREDIMENSIONNEMENT DE L’OUVRAGE PAR LE

CALCUL

6.1 CHARGEMENTS

6.1.1 GEOMETRIE :

• tablier : 5.08 m de large par 14.60 m de long ;

• biais = 100 g ;

• tablier largeur droite = 5.08 m ;

• portée de l’ouvrage extérieure chevêtre = 12.40 m ;

• portée de l’ouvrage axe des appuis = 13.50 m ;

• Tablier :

- Poutres : 6 x 0.35 x 0.55 = 1.155 m²

- Hourdis : 5.080 x 0.20 = 1.016 m²

2.171 m²

- Tablier épaisseur moyenne = 2.171/5.08 = 0.427 m²

• largeur trottoir côté amont 1.53 m, côté aval 0.55 m ;

• largeur des chevêtres : 1.10 m ;

• chevêtre hauteur moyenne : 1.065 m.

Les poutres reposent sur les chevêtres via une articulation type Freyssinet n’introduisant pas

de moment sur appui.

6.1.2 CHARGES PERMANENTES

• Béton armé : 2.5 t /m3

• Béton non armé: 2.2 t /m3

• Chape d’étanchéité : 2.4 t/m3

• Enrobé, Chaussée : 2.4 t/m3

• Garde-corps : 0.050 t/ml


Prise en compte de pondérations suivantes :

Coef Majorateur Coef Minorateur

PP béton 1.0 1.0

Dispositif sécurité 1.0 1.0

Chape étanchéité 1.2 0.8

Enrobés 1.4 0.8

Soit :

Désignation Nombre Haut (m) Largeur (m)

Densité (t/m3)

Coef G’ (t/ml)

Corniches 2 0.27 0.37 2.5 1 0.50Corniches 2 1.2 0.24 2.5 1 1.44Contres corniches 2 0.27 0.2 2.5 1 0.27Béton deremplissage

1 0.3 0.83 2.2 1 0.55

Bordures de trottoir 1 0.25 0.15 2.4 1 0.09Garde Corps Métallique

1

(0.05 t/ml)Etanchéité 1 0.01 4.4 2.4 1.2 0.13Béton bitumineux 1 0.06 3 2.4 1.4 0.60TOTAL 3.68

0.112

6.1.3 POIDS ET POUSSEE DES TERRES EN CONTACT AVEC L’OUVRA GE

Les caractéristiques des terres et remblais compacts en contact avec l’ouvrage sont les

suivantes :

• Poids volumique = 2 t/m3.

• Cohésion effective : c’ = 0 kPa.

• Angle de frottement interne effectif : ϕ’ = 30°.

• Module pressiométrique : EM = 10 MPa.

• Coefficient de poussée des terres : Ka = 0.33.


6.1.4 CHARGES D’EXPLOITATION SUR CHAUSSEE

En accord avec les demandes du MOA, les charges d’e xploitations à retenir sont :

• Charge uniformément répartie de qfk = 500 kg/m²

• Circulation de véhicules légers, de 3.5 T avec les caractéristiques

suivantes :

o Ces charges doivent être frappées d’un coefficient de majoration

dynamique donné par la formule :

S

GL 41

6.0

2.01

4.01

++

++=δ

• En n’importe quel point de la chaussée, on disposera une roue isolée de 2.5 t

dont l’impact est un carré de 0.25 m de côté,

• une force horizontale uniformément répartie de Qflk = 0.10 x qfk = 50 kg/m²,

• une force horizontale correspondant aux efforts de freinage des véhicules de 6 t

en n’importe quel point de la chaussée,


6.1.5 CHARGES SUR LES TROTTOIRS

Charge générale

Prise en compte d’une charge uniformément répartie de 500 kg/m².

Vis-à-vis de l’état limite ultime, on disposera en n’importe quel point du trottoir une roue

isolée de 2 t dont l’impact est un carré de 0.20 m de côté,

6.1.6 CHARGES ACCIDENTELLES SUR LA CHAUSSEE

En complément, il sera pris une charge accidentelle en accord avec l’article 3 de la norme

NF EN 1991-2 : (voir article suivant).

« Pour les ponts sur lesquels la signalisation est utilisée afin de limiter le poids des

véhicules, une situation de projet accidentelle, correspondant à la traversée de l'ouvrage par

un véhicule enfreignant les mises en garde, peut devoir être prise en compte. »

Prise en compte de la circulation accidentelle d'un véhicule de 12 t : 8 t essieu arrière, 4 t

essieu avant (entraxe essieu 1.30 m, distance entre essieu 3.00 m).

Pour la force de freinage associée, il convient d’adopter une force égale à 60 % de la charge

verticale.

En n’importe quel point de la chaussée, on disposera une roue isolée de 60 KN dont l’impact

est un carré de 0.30 m de côté,


6.1.7 ACTIONS THERMIQUES

Le module du béton à prendre en compte est le module instantané.

Le coefficient de dilatation thermique du béton est égal à 10-5 m/m/°C. Toutefois pour le

calcul des variations de longueur du pont ce coefficient sera pris égal à 1.2 x 10-5 m/m/°C.

Variations uniformes de la température :

Température de référence : 10°C

Températures extrêmes de l’air sous abri : pour le Calvados : Tmin = -20 °C et Tmax =

+35°C.

6.1.8 DONNEES SISMIQUES

Selon les deux décrets et l’arrêté du 26 octobre 2011, le présent pont est soumis à la

réglementation parasismique européenne en vigueur : NF EN 1998-2.

Le pont appartient à la catégorie d’importance II (le pont appartenant au domaine public non

rangé dans les catégories III et IV). La zone de sismicité est faible (Thieville dans le

Calvados).

Zone de sismicité 2 (faible)

Classe de sol C

Coefficient de sol S 1.5

Nota : Le rapport géotechnique recommande une classe de sol A. Néanmoins au vu des

valeurs de modules pressiométriques peu élevées dans le calcaire altéré, nous préférons

classer le sol en catégorie C.


6.2 COMBINAISONS D’ACTIONS SELON LES REGLES EUROPEENNES

(Normes NF EN 1990, NF EN 1990/A1, NF P06-100-2 et NF EN 1991/A1/NA)

6.2.1 RAPPEL DES NOTATIONS ADOPTEES :

Gk,sup : effet défavorable du poids propre et des superstructures, considérés avec leur

valeur caractéristique supérieure,

Gk,inf : effet favorable du poids propre et des superstructures, considérés avec leur valeur

caractéristique inférieure,

Gset : effet défavorable des tassements d’appui,

Pk : effet de la précontrainte considérée avec sa valeur caractéristique,

Pm : effet de la précontrainte considérée avec sa valeur probable,

Tk : effet de la température considérée avec sa valeur caractéristique,

gr-c : effet des groupes de charges gr1a, gr1b, gr2, gr3 ou gr5 considérés avec leur valeur

caractéristique,

gr-fq : effet des groupes de charges gr1a, gr1b, gr2, gr3 ou gr5 considérés avec leur valeur

fréquente,

gr-a : effet des groupes de charges gr1a, gr1b, gr2, gr3 ou gr5 considérés avec leur valeur

d’accompagnement,

Fwk : effet du vent considéré avec sa valeur caractéristique,

Fwk,trafic : effet du vent concomitant à la circulation,

Fa : effet d‘une action accidentelle,

We : effet du vent en cours d’exécution,

Qc : effet des charges en cours d’exécution.

L’attention de l’entrepreneur est attirée sur le fait que les effets du retrait et du fluage du

béton Rq ne figurent pas dans les combinaisons explicitées ci-dessous pour en simplifier le

formalisme mais sont bien à prendre en compte dans tous les états limites avec une

pondération unité.

6.2.2 COMBINAISONS D’ACTIONS A L’ETAT LIMITE DE SERVICE

En service, combinaisons caractéristiques

L’entrepreneur considère les combinaisons d’actions suivantes :

Gk,sup + Gk,inf + Gset + Pk + gr1a-c + 0.6 Tk

Gk,sup + Gk,inf + Gset + Pk + gr1a-c + 0.6 Fwk,trafic

Gk,sup + Gk,inf + Gset + Pk + gr1b-c


Gk,sup + Gk,inf + Gset + Pk + gr2-c + 0.6 Tk


Gk,sup + Gk,inf + Gset + Pk + Tk + gr1a-a

Gk,sup + Gk,inf + Gset + Pk + Fwk


En service, combinaisons fréquentes


Gk,sup + Gk,inf + Gset + Pk + gr1a-fq + 0.5 Tk

Gk,sup + Gk,inf + Gset + Pk + gr1b-fq

Gk,sup + Gk,inf + Gset + Pk + 0.6 Tk

Gk,sup + Gk,inf + Gset + Pk + 0.2 Fwk

Gk,sup + Gk,inf + Gset + Pk + gr5-fq

En service, combinaisons quasi permanentes :


Gk,sup + Gk,inf + Gset + Pk + 0.5 Tk

En phase de construction


Gk,sup + Gk,inf + Pm + Fwk + Qc

Gk,sup + Gk,inf + Pm + Tk + Qc

6.2.3 COMBINAISONS D’ACTIONS A L’ETAT LIMITE ULTIME DE RE SISTANCE

Combinaisons fondamentales, en service


1.35 Gk,sup + Gk,inf + 1.20 Gset + Pm + 1.35 gr1a-c + 1.5 (0.6 Fwk,trafic)

1.35 Gk,sup + Gk,inf + 1.20 Gset + Pm + 1.35 gr1b-c

1.35 Gk,sup + Gk,inf + 1.20 Gset + Pm + 1.35 gr2-c


1.35 Gk,sup + Gk,inf + 1.20 Gset + Pm + 1.50 Tk + 1.35 gr1a-a

1.35 Gk,sup + Gk,inf + 1.20 Gset + Pm + 1.50 Fwk


Combinaisons fondamentales, en phase de construction



1.35 Gk,sup + Gk,inf + Pm + 1.50 Fwk + 1.35 Qc

1.35 Gk,sup + Gk,inf + Pm + 1.50 Tk + 1.35 Qc

Combinaisons accidentelles


1.35 Gk,sup + Gk,inf + Gset + Pm + Fa + 0.5 Tk

6.2.4 EQUILIBRE STATIQUE

Il convient de vérifier l’équilibre statique de la structure pendant toutes les phases de

construction. Celui-ci doit être assuré sous la combinaison d’actions :

1.05 Gk,sup + 0.95 Gk,inf + Pm + 1.35 Qc

Dans laquelle Gk,sup et Qc sont la fraction de poids propre et la fraction de charges en

cours d’exécution défavorables à l’équilibre et Gk,inf est la fraction de poids propre favorable

à l’équilibre.


6.3 CALCUL REACTIONS D’APPUI

6.3.1 DESCENTE DE CHARGES SUR LES CHEVETRES

On cherche à déterminer la réaction d’appui linéique sur un chevêtre :

Charges permanentes

Poids propre :

Tablier : 5.08 x 12.80 x0.427 x 2.5 /2 = 34.70 t

Entretoise Dessus chevêtre : 0.90x 0.75 x 2.5x5.08 = 8.57 t

Chevêtre : 2.5x1.10x1.065x5.08 = 14.87 t

58.14 t

Mur en retour côté Hieville :

2.5x 2.0x0.65x2.08 = 6.76 t

Garde-corps : 0.050 x 2.0 = 0.10 t

6.86 t

Le mur en retour crée en plus un couple de torsion en about du chevêtre de :

T=6.86 x (0.55+2.0/2) = 10.63 t.m

Superstructures :

3.68x14.60 /2 = 26.86t

Soit G = 58.14+26.86 = 85 t soit 85/5.08 = 16.73 t/ml

Charges permanentes sur chevêtre hors poids propre.


Charges d’exploitation

Véhicules sur chaussée :

• Charge uniformément répartie de qfk = 500 kg/m² :

Qfk = 3.00 x 14.60 / 2 x 0.500 = 10.95 t répartie sur la largeur de la chaussée :

Qfk = 10.95 / 3.00 = 3.65 t/ml de chevêtre.

• Circulation de trois véhicules légers, de 3.5 T :

Coefficient dynamique : S

GL 41

6.0

2.01

4.01

++

++=δ

= 1 + 0.4 / (1+0.2x 13.50) + 0.6 / ( 1+4 x 85x2 / 10.5 ) = 1.12

Même en supposant 50 % des essieux sur un chevêtre : Qponct = 1.12x 10.5/2 =5.88

t < Qfk

• Circulation d’un véhicule accidentel, de 12 T :

Coefficient dynamique : S

GL 41

6.0

2.01

4.01

++

++=δ

= 1 + 0.4 / (1+0.2x 13.50) + 0.6 / (1+4 x 85x2 / 12 ) = 1.13

On suppose les essieux centrés sur la file d’appui

Soit Qacc =1.13 x( 8 + 4x(13.50 – 3.00)/13.50 ) = 12.55 t

Qacc = 12.55 t à répartir sur 3 m =4.18 t/ml

Trottoir :

Qtrott = 0.50 x 14.60/2 =3.65 t/ml à répartir sur la largeur du trottoir.

Charges exploitation sur chevêtre.


6.3.2 DESCENTE DE CHARGES SUR PIEUX

Combinaison :

ELS Caractéristique : CP + Q

ELS quasi permanent : CP

ELU Fondamental : 1.35 CP + 1.35 Q

ELS Caractéristiques :

ELS quasi permanent :


ELU Fondamental

Résultats Réactions d’appuis sur le pieu le plus ch argé – en tête des pieux:

ELS Caractéristique : CP + Q = 41 t

ELS quasi permanent : CP = 35 t

ELU Fondamental : 1.35 CP + 1.35 Q = 56 t

6.4 EFFORTS HORIZONTAUX PROVENANT DU TABLIER

6.4.1 FREINAGE

Véhicules légers :

• une force horizontale uniformément répartie de Qflk = 0.10 x qfk = 50 kg/m²,

Qfk = 3.00 x 14.60 / 2 x 0.050 = 1.095 t répartie sur la chaussée :

Qfk = 1.095 / 3.00 = 0.365 t/ml sur un chevêtre.

• une force horizontale correspondant aux efforts de freinage des véhicules de 6 t

en n’importe quel point de la chaussée,

Véhicules accidentelles:

• Force égale à 60 % de la charge verticale : 0.60 x 12 = 7.2 t

A répartir sur une largeur de 5.08 m et sur deux culées Q1k = 7.2/5.08/2 = 0.71 t/m d’un


chevêtre.

Cette force est appliquée à 1.77 m de la base du chevêtre : soit un couple de torsion de 1.77

x 0.71= 1.256 t.m/ml de chevêtre.

Les couples en tête de pieux sont à répartir sur les trois pieux (raideur équivalente) :

Pour chaque pieu: M = 1.256 x5.08 /3 = 2.12 t.m

6.4.2 RETRAIT ET FLUAGE

Selon l’eurocode 2, Partie 1-1, chapitre 3.1.4, la déformation de fluage du béton est égale à :

cccc Ett /),(),( 00 σϕε ∞=∞ (Déplacement relatif).

Béton : fck = 30 MPa fcm=38 MPa

Ecm= 1.05 x 22 (fcm/10)0.3 = 34 478 MPa.

Largeur droite du pont = 5.08 m

Epaisseur du hourdis = 0.20 m

Dimensions des poutres = 0.35 x 0.55 ; Nombre de poutres : 6.

Ac = Section de la traverse = 5.08 x 0.20 + 6 x 0.35 x 0.55 = 2.171 m²

u = périmètre de la section exposée à la dessiccation (Etanchéité sur le dessus). : u

périmètre de l’élément en contact avec l’atmosphère.

u = 2x0.20+6x(2x0.55+0.35)+ 5 x 0.596 = 12.08 m

h0= 2 Ac / u = 0.359 m ),( 0t∞ϕ = 2.0

Pour cσ = 0.45 fck ( t0) = 0.45x30 = 13.5 MPa.

=∞ ),( 0tccε 2.0x13.5/34 478 = 0.000783 m/m

Nous négligeons la déformation due au retrait de dessication (présence d’une étanchéité).

Déformation due au retrait endogène : ε ca,∝ = 2.5 ( fck -10 ) x10-6 = 0.000050 m/m

La déformation totale due au retrait et au fluage est :

ε = 0.000783+0.00005=0.000833 m/m.

Soit par appui d= 0.000833 x 13.50/2 = 0.00562 m


6.4.3 DILATATION :

Le module du béton à prendre en compte est le module instantané.

Le coefficient de dilatation thermique du béton est égal à 10-5 m/m/°C. Toutefois pour le

calcul des variations de longueur du pont ce coefficient sera pris égal à 1.2 x 10-5 m/m/°C.

Variations uniformes de la température :

Température de référence : 10°C

Températures extrêmes de l’air sous abri : pour le Calvados : Tmin = -20 °C et Tmax = +35

°C.

∆Te,min = 8°C ∆Te,max = 2°C

∆TN,con = -20 + 8 -10 = 22°C ∆TN,exp = 35+2-10 = 27°C

Longueur du tablier : 14.60 m

Variation négative d= 0.000012x14.6/2x(22) =-0.0019 27 m

Variation positive d= 0.000012x14.60/2x(27) =0.0023 6 m

6.4.4 POUSSEE DES TERRES

Il est pris une poussée des terres sur la hauteur du chevêtre :

H= 1.90 m

p=1.90x0.333x2 = 1.266 t/m²

K=0.333

P= 1.90 x 0.333 x 2 x 1.90 /2 = 1.203 t/ml appliqué à 1.90/3 = 0.63 m de la base du chevêtre

Le couple de torsion est donc de M=0.63 x 1.203 = 0.76 t.m/ml


Pour chaque pieu: M = 0.76 x5.08 /3 = 1.286 t.m


6.4.5 SURCHARGES SUR LES REMBLAIS

Il sera pris une surcharge de 0.5 t/m².

Et une pression de 0.333x0.5x1.90= 0.316 t/ml appliquée à 0.95 m.


Pour chaque pieu: M = 0.316x0.95 x5.08 /3 = 0.509 t.m

6.4.6 SEISME

Le pont est de catégorie d’importance II au sens de l’arrêté du 26 octobre 2011. Le

coefficient d’importance I est égal à 1.

Spectre de réponse élastique :

Le mouvement dû au séisme, à partir duquel les règles de construction doivent être

appliquées, est représenté par un spectre de réponse élastique en accélération, dénommé

par la suite « spectre de réponse élastique » qui est caractérisé par les paramètres suivant :

• La valeur du paramètre de sol, notée S, est définie en fonction de la zone

sismique et de la classe/type de sol :


Type de sol C

Paramètre de sol S 1.5

• TB et TC, qui sont respectivement la limite inférieur et supérieur des

périodes correspondant au palier d’accélération spectrale constante, et TD,

qui est la valeur définissant le début de la branche à déplacement spectrale

constante :


Type de sol C

TB 0.06 s TC 0.40 s TD 2.00 s


Accélérateur nominale :

En zones de sismicité 2 (faible), la valeur de l’accélération est agr=0.7 m/s². L’accélération

horizontale de calcul est ag=I.agr =1 x 0.7 = 0.7 m/s².

Coefficient de comportement pour l’analyse linéaire :

Les culées sont connectées de manière rigide au tablier. La masse de la structure du pont

suit essentiellement le mouvement sismique horizontal du sol : q =1.

Composantes horizontales de l’action sismique :

Sd(T) max= ag.S.2.5/q = 0.7 x 1.5 x 2.5 / 1 = 2.625 m/s².

Action sismique horizontale :

On considère les masses G du pont :

Par appui, G= 58.14+6.86x2+26.8 = 98.66 t.

L’action sismique horizontale par appui est donc :

E= 98.66 x 2.625/ 9.81 = 26.39 t à répartir sur les trois pieux, ( 8.80 t /pieu)

Cette force est appliquée à mi-hauteur du tablier soit à 1.375 m (1.0+0.75/2) de la base du

chevêtre : soit un couple de torsion en tête de pieu de 1.375x26.39/3= 12.1 t.m


6.5 DIMENSIONNEMENT DU CHEVETRE

Le dimensionnement donne un ratio 100 kg/m3 dans le chevêtre.

6.6 DIMENSIONNEMENT DES POUTRES

Tablier isostatique de 13. 5 m de portée, composé de 6 poutres de section R 35 x 55 avec

un entraxe de 0.946 m.

Le hourdis supérieur d’une épaisseur de 20 cm pourra être réalisé à l’aide d’un coffrage

perdu de type Duripanel 29 mm.


6.7 JUSTIFICATION DES PIEUX

6.7.1 TYPE DE PIEUX

Les pieux seront des pieux béton armé forés tubés, virole récupérée. (Classe 1 – Catégorie

2, abréviation FTR).

Ils seront de diamètre 80 cm. (Selon l’annexe Q de l’eurocode 7, la plus petite dimension des

pieux circulaires doit être supérieure à 0.80 m).

La classe d’exposition des bétons vis-à-vis des attaques chimiques des sols naturels et eaux

souterraines est de type XA2. Par hypothèse et compte tenu de l’environnement du projet, le

béton utilisé pour la réalisation des pieux sera au minimum de classe C35/45.

Le module de déformation longitudinale du béton (Eb) à long terme est de 10000 MPa,

conforme aux recommandations de l’eurocode 7.

Pour un pieu Φ 800mm :

� EI = 64

)8.0( 4××πEb = 201061.9 kN.m²/ml

� A= 0.503 m²

6.7.2 CHARGES SUR PIEUX

Les descentes de charges sont supposés axées sur les pieux.

Dans le cas de charges réelles différentes des estimations ci-dessus, il conviendrait de revoir

tout ou partie de ce dimensionnement.

6.7.2.1 VERIFICATION DES PIEUX VIS A VIS DE LA FLEXION : FERRAILLAGE LONGITUDINAL

Les pieux travaillant en flexion compression sont ferraillés suivant les règles de l’eurocode 2

calculés aux ELS et ELU.

Les sollicitations apportées sont en tête de pieux :

• Effort normal permanent N (Nmin de la file de pieux) ;

• Moments de flexion aux ELS maximums trouvés par le calcul du logiciel Advance.


ELS Caractéristiques : Ns = 37 t

Hs= 0.83 t

Ms = 8.32 t.m

Déplacement imposé : 0.0062 m

Ou

Ns = 37 t

Hs= 2.65 t

Ms = -5.69 t.m


ELS quasi-permanent :

Ns = 30 t

Hs= 2.03 t

Ms = - 6.2 t.m


Aux efforts sismiques : ELUA Nelua = 30 t

Helua= 10.83 t

Melua = 5.9 t.m


Ou

Nelua = 30 t

Helua= -6.77 t

Melua = -18.3 t.m



6.7.2.2 VERIFICATION DES PIEUX VIS A VIS DE LA PORTANCE

Les sollicitations maximales en tête de pieux sont :

ELS Caractéristiques :

Pour le pieu central :

Ns = 37 t

Pour les pieux latéraux :

Ns = 41 t

ELU

Pour le pieu central :

Nelu = 50 t

Pour les pieux latéraux :

Nelu = 56 t

6.7.3 NORME UTILISEE POUR LES FONDATIONS

Le dimensionnement des pieux est effectué suivant les préconisations de la norme NF P 94-

262 « Normes d’application nationale de l’Eurocode 7 : Fondations profondes ».

Conformément à l’Eurocode 7, la vérification des éléments de fondations est effectuée selon

l’approche de calcul 2. Les facteurs partiels de résistance (γR) pour les pieux figurent ci-

dessous :

Situation de calcul Facteurs partiels

Situations durables et transitoires

Pointe γb 1.1

Fût (compression) γs 1.1

Les valeurs des coefficients de modèle pour un pieu de classe 1 et de catégorie 2, en

compression, pour la méthode pressiométrique sont :

Coefficients de modèle en compression

Pieux ancrés dans la craie de classe 1 à 7 hors pieux

de catégorie 10 et 15

γR ;d1 γR ;d2

1.40 1.1


6.7.4 PARAMETRES GEOTECHNIQUES

Dans ce contexte géotechnique, une solution de pieux forés tubés virole récupérée (FTR)

nous semble bien indiquée, en insistant sur le fait que le type de matériel à déployer sur site

devra permettre d’assurer l’ancrage nécessaire pour assurer les capacités portantes

retenues.

Rappel hypothèses géotechniques :

On considère les résultats du sondage côté Sud Est (Hieville) côté FP1.

Formation Nature du sol Profondeur

base (m/TN) Pl* (MPa) Em (MPa)

n°0 Remblais 2.2 - -

n°1 Argileuse

graveleuse 3.8 0.2 2.0

n°2c Calcaire

légèrement altéré 8 / 9.6 1.9 11.0

n°2d Calcaire compact >21.4 5.0 100.0

Et les résultats du sondage côté Nord Ouest (Thieville) côté FP2.

Formation Nature du sol Profondeur

base (m/TN) Pl* (MPa) Em (MPa)

n°0 Remblais 1.2 - -

n°2a Calcaire très altéré 2.7 0.25 2.0

n°2b Calcaire altéré 4.8 / 5.0 0.7 5.0

n°2c Calcaire

légèrement altéré 7.7 / 8.6 1.9 11.0

n°2d Calcaire compact >20.6 5.0 100.0


Pour le dimensionnement de pieux FTR selon la norme NF P 94-262, on pourra retenir les

paramètres suivants :

Frottement latéral unitaire limite – Pieux forés tu bés récupérés de classe 1 – catégorie 2

Formation N°

Classe de sol au sens de la classification de l’eurocode

7

p l* (Mpa

) αpieu-sol Courbe a b c

fsol qs (kPa)

(kPa) Calcaire

altéré 2b Craie 0.7 1.7 Q3 0.007 0.07 1.3 50 170 (1)

Calcaire

légèrement

altéré 2c

Marne et calcaires marneux

raides

1.9 1.4 Q4 0.008 0.08 3 95 170 (1)

Calcaire

compact 2d Roche altérée ou fragmentée 5.0 1.6 Q5 0.01 0.08 3 130 200 (1)

(1) – valeurs maximales de frottement selon NF P 94-262.

De manière sécuritaire, le frottement latéral est négligé dans les horizons Remblais

(Formations 0), Argile graveleuse (Formations 1) et dans les calcaires très altérés.

L’ancrage minimal sera de 1.5 m.

NOTA :

Le frottement latéral unitaire limite est choisi selon le type de pieu indiqué.

Tout autre choix de pieux devra être justifié par l’Entreprise chargée des travaux (mode d’exécution,

moyens, mise en œuvre des pieux) ; et elle devra s’engager, en fonction de sa technologie propre, sur

sa solution variante, documents techniques à l’appui.

Aucun frottement négatif n’a été pris en compte dans le dimensionnement des pieux, ni

efforts parasites dans les pieux dus à des remblaiements dissymétriques par exemple.

Pieux forés de classe 1 Facteur de

portance

Formation n°

Classe de sol au

sens de la

classification de

l’eurocode 7

pl*

(MPa) kp maxi

Calcaire

compact 2d

Roche altérée

ou fragmentée 5.0 1.45


6.7.4.1 PARAMETRES DE MODELISATION DU COMPORTEMENT TRANSVERSAL DES PIEUX

Pour la justification des pieux aux efforts horizon taux, on considère que le sol

constitue, vis-à-vis des fondations, des ressorts o u appuis élastiques caractérisés par

leur module de déformation qui est fonction des car actéristiques du sol données par

les résultats des essais pressiométriques.

Afin de déterminer la réaction frontale du sol vis-à-vis de charges horizontales transmises

par la structure sur les pieux, il est utilisé une loi de type élasto-plastique décrite par un

module Kf et deux paliers r1 et r2 :

Le module Kf est donné par la formule suivante :

Avec :

EM : Module pressiométrique (MPa),

B : Diamètre du pieu (m),

B0 : Largeur de référence prise égale à 0.6 m,

α : Coefficient rhéologique.

Dans le cas de la réaction à une sollicitation d’origine sismique, il est introduit un coefficient

de majoration du module Kf prenant la valeur de 3.


Les paliers r1 et r2 sont donnés par :

Avec :

B : Diamètre du pieu (m),

pf* : Pression de fluage (m),

pl* : Pression limite (MPa).

Diamètre pieux (m) alpha pl* (MPa) pf* (MPa) EM (MPa) Kf (MPa) r1 (MPa) r2 (MPa)

Calcaire légèrement altéré 0.8 0.5 1.9 1.3 11 55.47 1.04 1.52

Calcaire compact 0.8 0.5 5 3.5 100 504.26 2.80 4.00

Pour la modélisation, le pieu est discrétisé en éléments d’hauteur 0.5 m dans les sols sous-

jacents.

Compte-tenu de l’effet de groupe, il existe une interaction possible entre les comportements

de divers éléments de fondation profonde, le coefficient Kf est à diminuer :

Avec :

b= 1.00 m

B=0.8 m

Soit avec : α = 0.5 et n = 3, on a ρ0 = 0.507 et ρ = 0.815

A court terme, on obtient les modules suivants :

Dans les calcaires légèrement altérés, 5547x0.50 x0.815 = 2260 t/ml, sauf pour le premier

appui de 1129 t/ml et le dernier appui (5547x0.25+50426x0.25)x0.815 = 11404 t/ml.

Dans les calcaires compact : 50426 x 0.50 x 0.815 = 20548 t/ml.


6.7.5 PORTANCE DE LA FONDATION – VERIFICATION DES ELS / E LU GEO

Selon l’Eurocode 7, on doit vérifier :

Fc ;d < Rc ;d

Avec :

Fc ;d : valeur de calcul de la charge de compression axiale sur la

fondation

Rc ;d : valeur de calcul de la portance de la fondation

Nous considérons que le poids propre de la fondation profonde ainsi que

la pression verticale de terres au niveau de la base de la fondation se

neutralisent.

Rc ;d = Rb ;k / γb + Rs ;k/ γs

Avec :

• Rb ;k : valeur de la résistance de pointe = Ab * qb ;k

• Rs ;k : valeur de résistance de frottement axial = Σ Asi * qsi ;k

• γb, γs : facteurs partiels = 1.1

• qb ;k : pression résistante limite à la base de la fondation

• qsi ;k : frottement axial unitaire limite pour la ième couche

de terrain


Capacité du sol due au frottement latéral :

Rs ;k = π ∗ Φ * Σ He * qsi ;k

� He : longueur de la fondation contenue dans le terrain

� Φ : diamètre du pieu

� qsik : frottement unitaire (valeurs maximales de frottement latéral dans les

formations correspondantes (conforme l’annexe F de l’Eurocode 7 )

avec qsik = 2;1; dRdR

siq

γγ ×

Capacité du sol due au terme de pointe:

Rb ;k = Ab * qb ;k

� Ab : section du pieu

� qb ;k = 2;1;

*

dRdR

lep pk

γγ ××

avec une pression limite nette équivalente du sol à

l’extrémité du pieu : 5.0 MPa (Calcaires compacts)

� kp : facteur de portance = 1.0 + (kpmax-1.0) x (Def/B)/5 =1.4167

• kpmax = 1.45 ;

• Def= (1.5x5.0+5.8x1.9)/5=3.704


Les paramètres de calculs sont les suivants :

Côté FP1 : Diamètre pieux (mm) = 800A (section) (m²) = 0.503

αpieu-sol fsol qs epaisseur (m)qs horizon 1 (kPa) =qs horizon 2c (kPa) = 1.4 95 133 5.8qs horizon 2d (kPa) = 1.6 130 200qb = kp x pl* (kPa) = 7050γb = γs = 1.1γR;d1 = 1.4

γR;d2 = 1.1

Charge maximale à compression

Rs (kN) Rb (kN) Rc (kN)Fc ELS (kN) Fc ELU (kN) ELS ELU

1.5 -11.1 1589.6 2091.9 3681.5 410 560 ok ok

Base du

pieu

VERIFICATION - SOLCapacité portanteLongueur de pieux dans la

dernière couche (m)

(*) Hors effet de groupe et frottement négatif.

Côté FP2 : Diamètre pieux (mm) = 800A (section) (m²) = 0.503

αpieu-sol fsol qs epaisseur (m)qs horizon 2b (kPa) = 1.7 50 85 2.3qs horizon 2c (kPa) = 1.4 95 133 3.6qs horizon 2d (kPa) = 1.6 130 200qb = kp x pl* (kPa) = 7050γb = γs = 1.1γR;d1 = 1.4

γR;d2 = 1.1

Charge maximale à compression

Rs (kN) Rb (kN) Rc (kN)Fc ELS (kN) Fc ELU (kN) ELS ELU

1.5 -9.7 1445.5 2091.9 3537.4 410 560 ok ok

Base du

pieu

VERIFICATION - SOLCapacité portanteLongueur de pieux dans la

dernière couche (m)

Une réduction due à l’effet de groupe est à prendre en compte.

Entraxe des pieux : d= 1.80 m, Diamètre des pieux B = 0.80 m, nombre de pieux : n= 3,

nombre de file : m= 1.

Cd = 1 – ¼ x (1+ d/B) = 1-1/4 x (1+1.80/0.80) = 0.1875

Ce = 1- Cd ( 2- (1/m+1/n)) = 1- 0.1875 (2-(1+1/3)) = 0.875

La justification reste bonne.


6.7.6 VERIFICATION DES ELS STR (CAPACITE DU BETON)

La valeur de la contrainte maximale de compression du béton aux ELS (σcmoy) doit vérifier

l’inégalité suivante :

ckcmoy fk *33.0 ××<σ

fck (t) = fck = 35 MPa à 28 jours

Cmax = 25 MPa (Pieux pour les ponts).

k1 = 1,30 et k2 = 1

k3 = 1

f*ck = 19.23 MPa

ckcmoy fk *33.0 ××<σ = 0.3x 25/1.30 = 5.76 MPa.

PIEUX Contrainte maximale sur le pieux aux ELS

Φ (mm) A (m²) σcmoy (MPa)

800 0.503 41 / 0.503 = 0.81 MPa

6.7.6.1 VERIFICATION DES PIEUX VIS A VIS DE LA FLEXION : FERRAILLAGE LONGITUDINAL

Les pieux travaillant en flexion compression sont ferraillés suivant les règles de l’eurocode 2

calculés aux ELS.

Les sollicitations apportées sont :

• Effort normal permanent N (Sous G uniquement).

• Moments de flexion aux ELS maximums trouvés par le calcul du logiciel ADVANCE

STRUCTURE.


Nota : la modélisation fait apparaître un fonctionnement global des trois pieux, malgré un couple en tête différent pour les pieux latéraux. Pour le pieu central : Ns = 37 t Le moment aux ELS est : Ms = 34.00 t.m

Le détail du ferraillage à prévoir est dans le tableau ci-dessous :

Vérification ferraillage / pieu

Φ (mm)

Ms

(kN.m)

aux ELS

Ac (cm²)

Aire minimale

d'armatures

longitudinales

(cm²)

As* (cm2) Aciers longitudinaux

800 340.0 5026.5 25.1 62 8 barres de HA32 = 64.25

cm²

* - Limitation de l’ouverture des fissures à 0.2 mm.


Aux efforts sismiques :

Le moment aux ELUA est : Ms = 57.20t.m, avec Ns = 30 t (concommitant). Le détail du ferraillage à prévoir est dans le tableau ci-dessous :

Vérification ferraillage / pieu

Φ (mm)

Mu

(kN.m)

aux ELU

Ac (cm²)

Aire minimale

d'armatures

longitudinales

(cm²)

As* (cm2) Aciers longitudinaux

800 572 5026.5 25.1 42.94 6 barres de HA32 = 48.19

cm²

* - calculé selon l’eurocode 2 / prise en compte de calcul au séisme Il s’agit d’une estimation de la section d’acier pour les barres longitudinales. La section des

pieux vis-à-vis des dispositions constructives doit être prise en compte par l’entreprise dans

le dimensionnement du ferraillage des pieux (armés toute hauteur).

Selon les prescriptions de la norme NF EN 1992-1-1 et NF EN 1536:

� le diamètre des barres sera supérieur à 16 mm,

� le nombre de barres total sur la section nominale sera supérieur ou égal à 6.

� L’enrobage ne sera pas inférieur à 8 cm.


6.7.6.2 VERIFICATION DES PIEUX VIS-A-VIS DE L’EFFORT TRANCHANT : FERRAILLAGE

TRANSVERSAL

Pour la vérification de la résistance à l’effort tranchant, on définit, pour les pieux armés :

VEd ≤ VRd,c (aucune armature d’effort tranchant n’est requise par le calcul)

Avec :

VEd : effort tranchant agissant de calcul

VRd,c : effort tranchant résistant en l’absence d’armatures

L’effort tranchant agissant de calcul est :

VEd = 172.0 kN par pieu

L’effort tranchant résistant sans arrmature

VRd,c = [0.18/γc x k x (100ρlfck*)1/3 + 0.15 σcp ] bw d

Avec une valeur minimale VRd,c = [vmin + k1σcp ] bw d

fck *= 19.3 MPa


γc = coefficient partiel relatif au béton = 1.5

k = 2200

1 ≤+d

avec d en mm

ρl = 02.0≤db

A

w

sl avec Asl : aire d’armatures longitudinales ancrées au-delà de la section de

calcul = 64.2 cm² (8HA32) ρl = 0.0156

4.1

Bbw = (B le diamètre nominal du pieu)

d = hauteur utile calculée avec un enrobage de 7 cm

σcp = 0 (effort normal permanent N négligé de manière conservatoire)

vmin = 0.035 x k3/2 x fck1/2

Φ (mm) d (mm) k bw (mm) VRd,c (kN)VRd,c (kN) -

valeur minimaleVEd ≤VRd,c

800 720 1.5 571.4 234.3 119.2 ok

Vérification effort tranchant sur les pieux

L’effort tranchant résistant de calcul, en l’absence d’armatures, est supérieur à l’effort

tranchant agissant sur les pieux.

Selon la norme NF EN 1536, il convient de prévoir un ferraillage transversal minimal :

• Compte-tenu de la zone sismique du pont, le diamètre des aciers sera d’au moins

HA10, et l’espacement transversal d’au plus 6 ∅L soit 19.2 cm dans les zones

critiques.

• Diamètre d’armature transversale Φt > 6mm et Φt > 1/4 * Φl (diamètre des barres

longitudinales) ;

• Distance minimale des armatures transversales supérieure ou égale à la distance

définie pour les armatures principales.

On obtient un ratio pour les pieux de 46 kg/ml soit 100 kg/m3.


7 DOSSIER DCE

Le présent rapport a pour objet d’élaborer le dossier de consultation des entreprises

(DCE) qui comprend:

• un Cahier des Clauses Techniques Particulières (CCTP),

• le bordereau de prix unitaire (BPU),

• un cadre du Détail Estimatif (D.E.),

• un dossier des plans actualisé

• avant-métrés,

• une estimation prévisionnelle (pièces confidentielle),

• les éventuels autres documents produits soit par le maître d'ouvrage soit par les

autres intervenants (notamment PGC, diagnostics, etc.).

Les pièces sont jointes en annexes.

cacul pieux

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