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Ministère de l'Écologie, du Développement durable et de l’Énergie

Crédit photo : Arnaud Bouissou/MEDDE

Efficacité et limites de la méthode LPC n°35

A. Houel, M. Valade, L. DiengCETE de Lyon / DL de Lyon

LUNAM Université, IFSTTAR Nantes

27/11/2012

27 et 28 novembre 2012 2Câbles 2012, Nantes

Introduction

La méthode d'essai LPC n°35 (janvier 1993)

Applications à 2 études :

● Haubans

● Suspentes d'un pont suspendu

●


Principe de la méthode

Hypothèse : Raideur négligée : module de rigidité EI << T*L²

Équation de la corde vibrante :

La tension est déduite directement par :

Précision de l'ordre de 5%

Les fréquences propres sont issues de mesures accélérométriques

Vérification de l'hypothèse : linéarité de fréquence en fonction du numéro de mode (7 premiers modes)

fn=n2L

⋅TµT=4⋅L²⋅ f²⋅µ


Pont Caquot : Pont à haubans

165 m sur 5 travées

Profil en travers :

● Chaussée 5,70 m

● Trottoir amont 0,30 m

● Trottoir aval 0,65 m

72 haubans

(36 câbles continus bridés sur les selles de déviation)

Câbles :

● 61 fils de 4,7mm de diamètres

● Diamètre extérieur : 42,4 mm

● Masse linéique (hypothèse 1993) : 8,307 kg/m

● Longueurs variant de 16,8 à 38 m



Instrumentation :

● Accéléromètres

● Excitation manuelle

● Fréquence d'échantillonnage 600 Hz

● Filtre analogique passe-bas 100 Hz



Résultats – Signal temporel



Résultats – DSP



Résultats – Vérification linéarité fréquence / numéro de mode

0 1 2 3 4 5 6 7 8

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Mode

Fré

qu

en

ce (

Hz)



Résultats – Tensions dans les haubans

kN 1993 2002 2011Différence2002/2011

Nappes amont

14270 14241 13297 -944 -6,6%

Nappes aval

14230 14253 13542 -711 -5,0%

Total 28500 28494 26839 -1655 -5,8%



Résultats – Tensions dans les haubans :

● Baisse globale de 6% :

– Diminution de l'épaisseur de la couche de roulement (-5 cm)

– Démontage des passerelles et de leurs éléments de fixation

● Nappes équilibrées de part et d'autre des pylônes : écarts < 1%

● Nappes Aval > Nappes Amont : dissymétrie du profil en travers


Pont du Teil : Pont suspendu

317 m dont 235 m pour la travée centrale suspendue

2 * 16 Câbles Porteurs

2 * 43 suspentes

● Barres pleines pour suspentes courtes

● Câbles 47 mm (80 fils) pour suspentes longues



Résultats – Tensions dans les haubansNuméro de suspente

Longueur entre culots faces

intérieures (m)

Fréquence 1er mode (Hz)

Tension calculée (kN)

30 3,65 22,284 268,5

31 4,57 19,299 315,7

32 5,63 15,601 313,1

33 6,77 12,836 306,5

34 8,03 10,510 289,1

35 9,41 8,990 290,5

36 10,90 7,764 290,6

37 12,49 6,482 266,0

38 14,20 5,695 265,4

39 16,02 4,779 237,9

40 17,96 4,486 263,5

41 20,00 3,900 246,9

42 22,04 3,699 269,7

43 24,30 2,765 183,2



Résultats – Tensions dans les haubans

● Dispersion importante entre 240 et 315 kN

● Moyenne sur les 13 suspentes : 279 kN

● Tension théorique (ouvrage à vide) : 262 kN

– Différence expliquée par des surcharges sur l'ouvrage

● Limite de la méthode : hypothèse de linéarité non vérifiée jusqu’au 7ème mode

– Suspentes courtes ou peu tendues– Rigidité liée aux ancrages–

– ==> correction : en prenant en compte la rigidité à la flexion

≈…

2

2

2421

2 TL

EIn

TL

EIT

L

nfn


Conclusions / Perspectives

Investigations simples, rapides

Importance de l'hypothèse de linéarité

Possibilité de « Point zéro » de structures à câbles

Excellent indicateur de suivi

Perspectives

● Traitement plus approfondi en partenariat avec l'IFSTTAR

● Modélisation plus fine nécessaire si l'hypothèse de linéarité n'est pas vérifiée

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