Enpc Piles

7/21/2019 Enpc Piles

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ENPC / MASTER GCEENPC / MASTER GCE

COURS DE PROJET DE PONTSCOURS DE PROJET DE PONTS


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Conception des pilesConception des piles

-- -- --Coffrages et parements

Daniel de Matteis


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Morphologie / Vocabulaire

Chevtre(trs courant)

Ft

(systmatique)

Semelle(systmatique)

Fondation(trs courant)

Terrainnaturel


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1 - Conception gnrale


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CritCritres de choixres de choix

Piles encastres dans le tablier ouavec appareils dappui ?

Un ou plusieurs fts ?

Piles pleines ou piles creuses ?

Avec ou sans chevtre ?


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Piles encastres dans le tablier ou avec

appareils dappui ?Une pile ne peut tre encastre dans le tablier que si ellepeut supporter les efforts de flexion que le tablier va lui

transmettre du fait notamment :- des surcharges routires,- des variations thermiques,

et si cet encastrement est structurellement facile raliser.

Ces conditions excluent les piles des ponts pousss enbton, les piles des ponts mixtes et un grand nombre depiles dont la hauteur est trop faible eu gard leur distance

au point fixe des variations thermiques.

Dans la pratique, seuls quelques grands ponts en btonconstruits par encorbellements comportent des piles

encastres dans le tablier.


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appareils dappui ?


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appareils dappui ?

Les principaux avantages dune pile encastre sontlabsence dappareils dappui entretenir, une esthtiquesouvent juge meilleure et, quand on construit parencorbellements successifs, labsence de dispositif de

stabilisation des flaux.


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Piles pleines ou piles creuses ?

En France, on considre quunepile creuse doit tre visitable.

Dans ce contexte, les pilescreuses doivent avoir desdimensions minimales

importantes et ne concernentdonc que des ouvragesimportants, bipoutres oucaissons et tous les autres

ponts ont des piles pleines.

Dans le contexte du dveloppement durable et delconomie des ressources, des piles creuses non

visitables sont de plus en plus souvent projetes.


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La majorit des ouvrages comporte des piles un oudeux fts

Par le pass, on a construit des passages suprieursdont les piles taient composes dune srie decolonnes mais ce type de piles est peu esthtique etrsiste mal aux chocs de camions.


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.

Piles multi poteaux (solution abandonne)


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Les dimensions minimales en plan dune pile sont trssouvent plus importantes sous le tablier quau niveau duTN. En effet, en tte de pile, on a besoin despace pour

placer, en plus des appareils dappui, des vrins desappareils dappui de poussage ou des cales destabilisation.

Dans ce contexte, il est trs frquent quon largisse le ftsous le tablier sur une hauteur de 1 2m. Cetlargissement localis, quon appelle chevtre, permet dedonner aux fts les dimensions minimales voques ci-

dessus.

Lorsque le chevtre est beaucoup plus large que le ft, onparle de marteau. Cette pice est souvent prcontrainte.


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Exemples de piles courantes

Pile un ft plein sans chevtre (pile voile)


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Pile un ft plein sans chevtre (pile voile)


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Piles un ft plein cylindrique avec chevtre


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Piles un ft plein avec marteau prcontraint


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Piles deux fts pleins avec ou sans chevtre


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Piles deux fts pleins pour bipoutres mixtes


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Pile trois fts pleins sans chevtre


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Pile un ft creux


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Pile pleine en double arc soutenant

un tablier trs biais

Exemples de piles exceptionnelles


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Pile un ft plein avec chevtre en partie mtallique



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Pile un ft plein avec chevtre mtallique



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Pile deux fts pleins avec chevtre en tte



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Pile un ft creux avec largissement labase li sa trs grande hauteur



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Pile deux fts creuxavec largissement

la base li auxfondations sur pieux



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2 Coffrages et parements


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Coffrages / Construction

Coffrage de la semelle :

banches courantes

Coffrage du ft :

outil coffrant ralis sur mesure, de 3 4mde hauteur

Coffrage du chevtre :outil coffrant ralis sur mesure


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Coffrages / Parements

La qualit des coffrages est fonction du typede parements prvus par le CCTP du pont.

Le chapitre 6 du fascicule 65 du CCTG dfinitplusieurs types de parements :

- soigns simples,

- soigns fins,

- ouvrags couls en place,- ouvrags prfabriqus.


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Le CCTG est un ensemble de clauses opposables lentreprise charge des travaux ds lors quil a t visdans le CCAP du march. Il est constitu dune centainede fascicules.

Grce au CCTG, le cahier des clauses techniques

particulires (CCTP) du march peut tre limit aumaximum.

Le fascicule 65 est consacr aux ouvrages en bton armet prcontraint. Il couvre notamment les tudes, lescoffrages, le bton et les aciers passifs et actifs.

Voir aussi la norme NF EN 13270.


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Les parements soigns simples et soignsoigns finss fins,qui correspondent des surfaces lisses, sont les

plus frquents.

Les parements ouvrags couls en place, quicorrespondent des surfaces canneles ourugueuses, sont assez courants.

Les parements ouvrags prfabriqus

correspondent aussi des surfaces canneles ourugueuses mais sont obtenus avec des coquesprfabriques en atelier. Ils sont assez rares.


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Parements soignssimples ou soignsoigns finss fins

Parements ouvragscouls en place


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Parements soigns ouvrags de bossages de haubans

Cannel par matrice

en fond de coffrage

Sabl

C ff / P


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Parements ouvragscouls en place obtenuspar une matricecaoutchouc reprenantles asprits du rocher

C ff / P t


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Lutilisation de coquesprfabriques estcoteuse mais garantit

une trs grande qualitde parement. En effet, siune coque ne convient

pas, on en fait uneautre

Attention, seul le btonarm coul en place lintrieur des coquesest considr comme

rsistant.

C ff / P t


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Parements ouvrags prfabriqus obtenus par polissage dunbton avec granulats spciaux et pigments de couleurs


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3 - Conception dtailledune pile de grand pont


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Modalits de coffrage/btonnage

Chevtre(plein, btonn en

une seule fois)

Ft

(creux ou plein,btonn par levescourantes de 3 4m

+ une leve pluscourte en bas)

Semelle(pleine, btonneen une seule fois)

TN

Coupe transversale dun ft creux


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Les fts creux sont engnral constitus deparois dpaisseurconstante gale 35 cm.

Les fts rectangulairessont en gnral quipsde goussets aux coins.

Dans les fts circulaires,attention la pousse auvide des aciers de laparoi intrieure.

Pour des fts de grandehauteur, on peut fairevarier lpaisseur desparois par tronons.

Coupe transversale d un ft creux

Ttes de pile


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Les ttes de piles doivent toujours tre tudies enservice pour sassurer que leurs dimensions sontsuffisantes.Lorsque le tablier est construit par une mthode

complexe (poussage, construction par ES,), les ttesde piles doivent aussi tre tudies en construction.

Ttes de pile

Tte de pile en service


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Les appareils dappui pot doivent tre conformes aux normesNF EN 1337-1, NF EN 1337-2 et NF EN 1337-5. Leur dimensionspeuvent tre trouves dans des catalogues de fabricants

moyennant la seule connaissance de la charge quils doiventpouvoir supporter.

Les appareils dappui en lastomre frett doivent tre conformes

aux normes NF EN 1337-1, NF EN 1337-2 et NF EN 1337-3. Leurdimensions en plan peuvent tre estimes en considrant un tauxde travail moyen de llastomre lELS.

Les dimensions des emplacement de vrinage peuvent tredtermines en recherchant dans des catalogues de fabricants

les dimensions des vrins hydrauliques ncessaires au levagedu tablier.




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Exemple de tte de pile n1 : pile voile de passage suprieur avec

trois appareils dappui


EVAA



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Exemple de tte de pile n2 avec :

- fosse de surveillance des appareils dappui,

- emplacements de vrinage situs sous les mes du caisson.

AA : appareil dappui dfinitif EV : emplacement de vrinage


FOSSE OUBAIGNOIREAA

EV

EV



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Exemple de fosse de tte de pile permettant daccder lintrieur des piles creuses. En situation courante, lachemine daccs est ferme par une trappe empchant

toute chute.

APPAREILSDAPPUI

DFINITIFS

DES DEVERINAGE



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Exemple de tte de pile n3 :

- sans fosse de surveillance des appareils dappui,

- avec emplacements de vrinage situs sous lentretoise sur

pile.

Placer les emplacements de vrinage entre les AA dfinitifspermet de rduire la largeur de la tte de pile mais sollicite

beaucoup plus les entretoises sur appui.


AA EV



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Dispositions sur appuis favorisant le passage

entre le caisson et la pile creuse

Trou d'homme n1

Trou d'homme n2

Plateforme

Trappes de fermeture Baignoire

Tte de pile en construction par poussage


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En cours de poussage, les entretoises sur appui ne sont pas

toujours au droit des appuis. Le tablier ne peut donc supporteraucune excentricit importante entre laxe des mes et lesappareils dappui de poussage. Les AA de poussage et lesvrins de levage doivent donc tre placs au plus prs de laxe

des mes.

p p p g

Vrin

AA

de poussage

AA

de poussage

Vrin

Vrin

axe des mes

Emplacementdisponible pour

stockage des AA

Tte de pile en construction par poussage


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En cours de poussage, il faut aussi souvent fixer un dispositif deguidage latral qui empche le tablier de trop driver en plan.

p p p g

Tte de pile en construction par ES


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En construction par ES, la tte de pile doit pouvoir accueillirquatre cales en bton et des vrins. On note que les appareilsdappui sont dj en place mais ne sont pas actifs

Nota : Une boite sable est un dispositif permettant de descendrele tablier de quelques centimtres.



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Outre le ddoublement dappuis, une prcontrainte verticaleest ncessaire pour bien clouer le flau sur la pile et viter toutsoulvement. Celle-ci est constitue par des cbles provisoireset dmontables, ancrs - en haut - au-dessus du hourdis

suprieur du VSP et - en bas - sous le chevtre de la pile.

Chevtre de la pile

Cales provisoires

Ft de la pile

Appareil d'appui dfinitif

Cbles de clouage



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In fine, une tte de pile de tablier construit par ES doit pouvoiraccueillir les AA dfinitifs, les cales de stabilit provisoires en btonfrett, la prcontrainte de clouage verticale et en gnral desemplacements de vrinage en construction.

Situes au-dessus des cales, les boites sable ne ncessitent pasdespace supplmentaire.

Cale Cale

CaleCale

A.A.dfinitif

A.A.

de l'ouvrageAxe Longitudinal

Vrins

Cbles

dfinitif

Dtail de la partie haute du clouage


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En haut, le clouage peut tre appuy soit directement surlentretoise (cas n1), soit sur les mes via une p outre derpartition en acier en appuis simples sur les deux mes

(cas n2).

Cas n1 Cas n2

Calcul du dispositif de stabilisation des flaux


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Combinaisons fondamentales (dsquilibre constructif)

A1 : (1,35 Gk,sup + 1,25 Gk,inf) + 1,35 Qc + 1,08 Fw*A2 : (Gk,sup + Gk,inf) + 1,35 Qc + 1,08 Fw*avec

Qc = Qca + Qcb + Qcc + Qcd + Qce + Qcf

QcbQca

Qcc

QccFw*



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Combinaisons accidentelles (chute dun quipage mobile)

B : (Gk,sup + Gk,inf) + Ad + Qc

avecAd = action accidentelle

Qc = Qca + Qcb + Qcc + Qcd + Qce + Qcf

Qca

Ad=Qcc

Ad=-Qcc Qcb



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Gk=25 kN/m3 avec

Gmax=1,02 GkGmin =0,98 Gk

Charges de poids propre max et minGksup, Gkinf

qw= 200 N/m

ou voir EC1-4

Charges de vent ascendantesdisposes de faon la plus dfavorable

sur un demi flau

Fw*

qcc=0,5 kN/m mini

Qcc=400 600 kN

Charges statiques des quipages etcoffrages

Qcc / qcc

qcb=0,2 kN/m

Fcb=100 kN

Charge de stockage, dispose dansdes zones spcifiques

Qcb / qcb

1 kN/mCharge rpartie du personnel et dumatriel

Qca / qca

Valeur en kN/mCaractristiquesCharge

On retient par ailleurs : Qcd = Qce = Qcf = 0



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En construction (combinaisons A1 et A2), le flau ne doit pas dcoller.

Si Fi est la force des n cbles dune file, on peut crire :

M

N

Ra

Rb

e

d Une file de cbles de clouage

ec = 2 d - e

Fi2 Fi2

File B de cales d'appui

0

2

+= iA F

e

MNR



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En situation accidentelle (combinaisons B), on admet le dcollement duflau du cot de lquipage qui a chut mais on limite la tension maxides cbles et la rotation du flau,

0,1==

+=

pp

peg

ul

ulgig

fF

FTFF



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Contrainte maxi :

Avec

On peut retenir ici t= 2%

Situation dexcution (combinaisons A ELU fondamental)

b 1,5 1,0 (longue dure dapplication)

Situation accidentelle (combinaison B ELU accidentel)b 1,0 0,85 (courte dure)

+=

cj

etcjcf

f

fff 21

b

cfbu

ff

85,0=

Calcul de la surface des cales en bton frett (suivantBAEL)

Modalits pratiques des calculsdu dispositif de stabilisation des flaux


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On fait autant dtudes que de flaux diffrents.

Pour un flau encastr sur sa pile, ltude doit valider

les dimensions des piles et de leurs fondations. Pour un flau simplement appuy sur sa pile, ltudedoit galement dimensionner son dispositif declouage et valider les dimensions de la tte de pile.

Cette tude doit tre faite ds le stade du projet poursassurer que les dimensions en plan des piles etcelles des fondations sont correctes.

Pour dterminer les torseurs defforts en tte de pile,

on peut utiliser le modle barres qui a servi pour laflexion longitudinale mais on peut aussi utiliser unsimple tableur (Excel ou autres).

du dispositif de stabilisation des flaux


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Appareils dappui pot


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Appareils dappui pot


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