Journées techniques Ouvrages d’Art...

Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2011

Fabien RENAUDIN

Fabien RENAUDIN CETE DE L’EST30 juin 2011

Journées techniques Ouvrages d’Art 2011

MarseilleMarseilleMercredi 29 et Jeudi 30 juinMercredi 29 et Jeudi 30 juin


Fabien RENAUDIN

Viaduc de BLACY – Traitement des joints de dilatation d’un pont grue


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PLAN DE L’EXPOSE

PRESENTATION DE L’OUVRAGE

OBJECTIF DE L’ETUDE

ETUDE DES POUTRES

ETUDE DES CONSOLES

SOLUTIONS DE TRAITEMENT DES CONSOLES


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PRESENTATION DE L’OUVRAGE


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Présentation de l’ouvrage

Pont à 3 poutres BA sous chaussée, type pont grue, construit en 1938.Porte la RN 4 et franchit la Guenelle et la voie ferrée Paris-Strasbourg.Extrémité des blocs en console.

Bloc 44 m Bloc 44 m Bloc 51,335 m

joint joint


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Les blocs de 44 m sont droits

Le bloc de 51,335 m présente des travées biaises au droit des voies SNCF et une travée triangulaire avant la grande console pour rattraper le biais.

La Guenelle

Voies SNCF

Bloc 44 m Bloc 44 m Bloc 51,335 m


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Demi-coupe transversale d’origine

Demi-coupe transversale actuelle

4,66 m

Superstructures X 2


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Les appuis de l’ouvrage

articulation articulation

Poteaux BA grêles section 0,4 x 0,4 m4 filants F16

Pieux BA préfabriqués battus


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Présentation de l’ouvrageBloc 44 m Bloc 44 m Bloc 51,335 m

joint joint


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OBJECTIFS DE L’ETUDE


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Objectifs de l’étude

Première étape : traiter les joints entre blocs :

o Réaliser une évaluation du tablier afin d'apprécier son niveau de service actuel;

o Analyser le fonctionnement des consoles;

o Proposer une solution de réparation adaptée permettant d'améliorer la durabilité et le fonctionnement des parties en console.

Seconde étape : définir la nature des réparations à prévoir sur l'ouvrage pour atteindre un niveau de service à définir par le maître d'ouvrage :

o Diagnostic du matériau béton armé

o Etude des renforcements structurels

o Reconfiguration des superstructures


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ETUDE DES POUTRES


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Etude des poutres

OA dimensionné avec les charges de 1927 et le règlement BA de 1934Prise en compte d’une surcharge militaire (essieu de 22 t)

Béton : résistance à la rupture > 250 kg/cm²Acier : limite élastique > 32 kg/mm² et rupture > 52 kg/cm²

Un recalcul avec les charges, les hypothèses sur les matériaux et la modélisation d’origine montre que l’ouvrage est correctement dimensionné.

Recalcul avec les surcharges civiles du fascicule 61 titre II de 1971

Répartition transversale selon Guyon-Massonet Prise en compte des superstructures actuelles en valeur nominalePoteaux modélisés comme appuis simplesPrise en compte d’une combinaison réduite : G + max (A(l);Bc)Calcul de section :

béton : fc28 = 25 MPa, σelu = 14,2 MPa, σels = 15 Mpaacier : fe = 320 MPa ; σelu = 278 MPa, σels = 160 Mpa


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Etude des poutres

Principaux résultats :

o Insuffisance vis à vis des surcharges civiles actuelles en flexion, vérification au tranchant satisfaite

o Les dépassements sont comparativement plus importants sur la poutre centrale que sur les poutres de rive.

o La diminution du poids de superstructures (enrobé notamment) permet de gagner 5 à 10% sur les contraintes

o Nécessité de caractériser les matériaux pour apprécier la sécurité réelle des sections.


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ETUDE DES CONSOLES


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Etude des consoles

Réalisation d’essais de chargement : 2 camions de 26 t- 1 cas avec 2 camions centrés sur les voies de circulation ;- 1 cas avec 1 camion excentré vers la poutre Paris ;- 1 cas avec 1 camion centré sur la poutre médiane ;- 1 cas avec 1 camion excentré vers la poutre Strasbourg ;


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Etude des consoles

Etude théorique de la grande console

Modèle 3D : Poutre médiane moins sollicitée que dans le modèle 2D

Sous combinaison réduite :- sections d’encastrement vérifiées à l’ELU- légers dépassements à l’ELS (184 à 196 MPa)

Flèches :


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Etude des consoles

Etude théorique de la petite console

Modèle 3D : même répartition que le modèle 2D

Flèches :


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Etude des consoles

Synthèse

oModèles 3D :

- permettent de retrouver les flèches mesurées, de l’ordre de 2 à 3 mm, ce qui reste modérée (entre 1/1400 et 1/1700ème de la portée);- pour la grande console meilleure répartition des efforts entre les poutres que dans le modèle 2D, la poutre médiane, la plus sollicitée, l’est comparativement moins que dans le modèle 2D;- pour la petite console, les modèles 2D et 3 donnent les mêmes résultats;

oLes consoles ne présentent pas des dépassements plus importants que la section courante des poutres.


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ETUDE DES SOLUTIONS DE TRAITEMENT DES JOINTS DE CONSOLE


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Etude de solutions de traitement des joints de consoles

Les différentes solutions envisagées:

Renforcement de l’inertie au niveau de l’appui (limiter la flèche)

Mise en place de palées en extrémité des consoles

Continuité des consoles

Appui des consoles l’une sur l’autre


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LA PALEE


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Etude de solutions de traitement des joints de consoles – la palée

Les palées sous les consoles


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Mise en place de palées sous les consoles

Grande console poutre Paris

-150,0

-100,0

-50,0

0,0

50,0

100,0

150,0

0 5 10 15 20 25

Abscisse (m)

Mom

ent (

t.m)

Palée Palée + 9t Console fasc 61 Console 1927


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Les palées sous les consoles : renforcement poutres médianes


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LES PALEES SOUS LES CONSOLES

Inconvénients :

Nécessité de mettre en place un joint de chaussée

Blocage vers le haut très difficile notamment sur la petite console

Nécessité d’un système de réglage et de recalage de l’effort à vide

Nécessité d’un appui rigide


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LA MISE EN CONTINUITE MECANIQUE DES BLOCS


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Etude de solutions de traitement des joints de consoles – la continuité mécanique

Continuité des consoles :LIAISON CONTINUE TRANVERSALEMENTObjectif : Reconstituer la section des poutres

Inconvénients : moment des deux signes en travée avec nécessité de renforcer extrados et intrados en ferraillage passif

Nécessité de créer une entretoise complémentaire pour transférer les efforts des poutres (localisés) vers la liaison (répartie)


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Continuité des consoles :LIAISON LOCALISEE AU DROIT DES POUTRESObjectif : Reconstituer la section des poutres

Inconvénients : moment des deux signes en travée avec nécessité de renforcer extrados et intrados en ferraillage passif


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Continuité des consoles :LIAISON PAR HOURDIS :Objectif : fonctionnement en rotule pour transmettre uniquement le tranchant

Affiner l’épaisseur de la liaison

Création d’un moment qui tend la fibre inférieure

Solution intéressante mais modification du

fonctionnement thermique : nécessiter de reconfigurer les

appuis d’extrémité : très délicat

Moment liaison blocs 44-51 - poutre médiane

-200

-100

0

100

200

300

400

500

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00

abscisse m

mom

ent t

.m

Liaison - Mmin Liaison Mmax Sans liaision

Sans liaision Sans liaision Sans liaision


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L’APPUI DES CONSOLES L’UNE SUR L’AUTRE


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Etude de solutions de traitement des joints de consoles – l’appui mutuel

APPUI DES CONSOLES L’UNE SUR L’AUTRE - PIECES ANCREES A L’ENTRETOISE

APPUI DES CONSOLES L’UNE SUR L’AUTREObjectif : transmettre le tranchant sans moment et ne pas mettre en continuité les blocs

Inconvénients : nécessité de création d’une entretoise complémentaire, difficulté de réglage du système


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APPUI DES CONSOLES L’UNE SUR L’AUTRE – JOINT DE CHAUSSEE MULTIFONCTION


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APPUI DES CONSOLES L’UNE SUR L’AUTRE – JOINT DE CHAUSSEE MULTIFONCTION

APPUI DES CONSOLES L’UNE SUR L’AUTREObjectif : transmettre le tranchant sans moment et ne pas mettre en continuité les blocs

Inconvénients : difficulté de réglage du système, interfaces entre de nombreux matériaux


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Viaduc de BLACY – Traitement des joints de dilatation d’un pont grue

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