ONTS À POUTRES PRÉFABRIQUÉES PRÉCONTRAINTES · PDF...

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  • COLLECTION

    TECHNIQUE

    C I M B T O NT 80

    PONTS POUTRES PRFABRIQUES PRCONTRAINTES

    PAR ADHRENCE : PRAD

    Les atouts de l'offre industriellepour des ouvrages sobres, conomiques et prennes

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    1. Dfinition des ponts PRAD

    Les ponts PRAD (ouvrages de type courant poutres sous chausses) sontconstitus de poutres prcontraintes par adhrence (poutres prcontraintespar prtension*) solidarises par un hourdis en bton coul en place (sur des cof-frages perdus non participants). Les poutres sont relies entre elles par des entre-toises uniquement au niveau des appuis. Les poutres prfabriques en usine sontde hauteur constante et leur espacement est de lordre de 80 cm 1 m. Lehourdis a une paisseur comprise entre 18 et 22 cm, pour les ponts-routes, etde 25 cm, pour les ponts-rails.

    Lun des franchissements de lA64 (reliant Muret Saint-Gaudens) dessin par les architectes Faup et Zirk.

    *La prcontrainte est ralise par des armatures tendues avant btonnage et durcissement du bton.

  • Pont PRAD

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    2. Domaine dutilisation privilgie des ponts PRAD

    Les ponts PRAD sont devenus, depuis de nombreuses annes, une solution classique pour la ralisation de ponts routiers ou autoroutiers dans la gammedes portes de 10 35 m (passage infrieur ou passage suprieur).

    Ils sont aussi utiliss dsormais pour la ralisation douvrages ferroviaires ( unetrave isostatique ou plusieurs traves hyperstatiques).

    Figure 1 : coupe type dun pont routier PRAD.

    Figure 2 : coupe type dun pont-rails 2 voies.

  • 3. Diffrents types de ponts PRAD

    3.1 - En fonction du schma statique longitudinal

    3.1.1 - Pont PRAD isostatique

    3.1.1.1 - Pont une seule trave

    Les poutres sont disposes directement sur des appareils dappuis en noprnefrett ou sont ancres dans une entretoise dabout servant de chanage pour letransfert des charges du tablier sur les appareils dappui.

    3.1.1.2 - Pont plusieurs traves

    Le tablier est constitu de traves indpen-dantes relies au niveau du hourdis par desdallettes de continuit en bton arm (dpais-seur 15 cm et de longueur minimum 1 m) audroit de chaque pile intermdiaire.

    Cette succession de traves indpendantesrepose au niveau de chaque appui interm-diaire sur deux lignes dappareil dappui.

    3.1.2 - Pont PRAD hyperstatique

    La continuit mcanique du tablier est assureaprs pose des poutres par un clavage (entre-toise de continuit ou chevtre) en bton armcoul en place en mme temps que le hourdiset solidaire des poutres et du hourdis, qui jouele rle de raidissage transversal, au droit dechaque pile intermdiaire. Le tablier repose,dans ce cas, sur une seule ligne dappareildappui.

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    Figure 4 : traves renduescontinues par clavage.

    Figure 3 : traves indpendantes reliespar des dallettes en bton arm.

  • 3.2 - En fonction de la voie porte

    3.2.1 - Ponts PRAD routiers et autoroutiers

    Les ponts PRAD sont utiliss pour la ralisation de tout type de ponts courantsisostatiques ou hyperstatiques routiers ou autoroutiers.

    3.2.2 - Ponts PRAD ferroviaires

    Ces ouvrages hyperstatiques dnomms Ra-PPAD ont fait lobjet de nombreusestudes, de 1995 2000, visant justifier leur intrt et leur comptitivit pourla ralisation de ponts-rails, en particulier pour les lignes ferroviaires grandevitesse.

    Les premiers tabliers de ce type ont t mis en uvre sur la ligne LGV du TGVEst ds 2003.

    3.3 - En fonction des profils en long et en travers

    Les ouvrages poutres sous chausses conviennent particulirement pour laralisation douvrages droits, perpendiculaires la brche franchir, mais desdispositions constructives simples permettent de raliser, laide de poutresPRAD, des ouvrages courbes ou prsentant un biais gomtrique important etdes dvers ainsi que des tabliers de largeur variable.

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    Pont PRAD

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    3.4 - Autres types douvrages

    Les poutres PRAD peuvent tre utilises pour la ralisation de la dalle suprieurede tranches couvertes ou de couvertures phoniques. Elles permettent aussi laconfection douvrages cadres ou de portiques en noyant lextrmit des poutresdans les voiles verticaux.

    4. lments de dimensionnement

    Le concepteur dispose dune libert de dimensionnement en optimisant lenombre de poutres, leur hauteur, leur espacement et lpaisseur du hourdis afindadapter le tablier aux exigences du projet. Le choix judicieux du nombre detraves permet de donner louvrage une certaine transparence afin quil sin-tgre parfaitement dans son site.

    Les lancements globaux des ponts-routes, poutres et tabliers sont de lordre de1/18 1/20 pour les ouvrages isostatiques et de lordre de 1/22 1/25 pour lesouvrages hyperstatiques. Pour les ponts ferroviaires, llancement est de lordrede 1/13.

    Tranchecouverte aveccouvertureen poutresprfabriques.

  • Pour le dimensionnement des ouvrages, il est suppos que toutes les poutressont fabriques et mise en prcontrainte en mme temps et que les btonnagesdes clavages et du hourdis ont lieu simultanment pour tout louvrage.

    Les calculs des tabliers des ponts-routes sont effectus actuellement selon lesrgles BPEL en classe II de prcontrainte et ceux des ponts-rails selon le livret2.01 de la SNCF en classe I de prcontrainte.

    partir de 2005, les calculs seffectueront conformment aux eurocodes.

    5. Diffrents types de poutres

    Deux types de section de poutres sont le plus couramment utiliss :

    les poutres de section rectangulaire (de largeur comprise entre 25 et 40 cm etde hauteur 30 80 cm) pour des ouvrages de portes allant jusqu 15 m voire20 m avec des btons hautes performances (BHP) ;

    les poutres de section en I avec ou sans blochet (section rectangulaire au voi-sinage des extrmits) pour des portes allant jusqu 35 m (largeur des mescomprises entre 15 et 20 cm et hauteur des poutres 70 150 cm).

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    Pont PRAD

    Figure 5 : poutre rectangulaire et poutres en I.

    Poutre rectangulaire Poutre en I Poutre en I avec blochet

  • 6. Caractristiques des ciments

    Les spcifications sur les ciments et les btons, pour la fabrication des poutres,sont prcises dans le fascicule 65 A et son additif ou le livret 2.21 de la SNCF.

    Les ciments utiliser sont, de prfrence, de type CEM I et, ventuellement, detype CEM II A ou B avec des compositions chimiques respectant des seuilsmaximaux sur les ions chlore et les sulfures. Le choix du ciment doit tenircompte du traitement thermique appliqu au bton lors de la prfabrication despoutres.

    Les btons hautes performances peuvent tre utiliss pour la fabrication despoutres.

    7. Prfabrication des poutres

    Les poutres PRAD sont prfabriques en usine sur des bancs de prfabrication.

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    Mise en tension des armaturesde prcontrainte.Vue densemble du peignedabout permettant lepositionnement des torons.

  • Les armatures passives sont disposes dans des coffrages mtalliques. Lesarmatures de prcontrainte (torons) sont positionnes laide de gabarits etfixes aux extrmits du banc puis mises en tension (ancrage fixe une extr-mit, mise en tension de lautre ct).

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    Pont PRAD

    Mise en place de la ttedancrage clavette.

    Mise en tension dun toronde prcontrainte.

    Aprs ouverture du banc deprfabrication, les aciersactifs sont relchs pour mettrela poutre en prcontrainte.

  • Le bton confectionn dans la centrale de lusine prsente des performancesmcaniques leves (rsistance 28 jours suprieure au minimum 40 MPa,souvent 50, voire 80 MPa)

    La mise en prcontrainte obtenue par relchement des cbles (la tension dansles cbles se transmet par adhrence au bton et engendre par raction sa miseen compression) est possible ds que le bton atteint 30 MPa. Cette rsistanceest obtenue dans un dlai de lordre de 16 heures avec un systme dtuvage etde traitement thermique adapt.

    8. Manutention, transport etmise en place des poutres

    8.1 - Manutention et transport des poutres

    Les poutres PRAD sont fabriques dans des usines de prfabrication puis stockesune vingtaine de jours avant dtre livres sur les chantiers, en gnral par voieroutire (parfois par voie ferre). La fabrication des poutres en usine fait lobjetdun plan dassurance qualit en conformit avec le chapitre 5 de ladditif au fas-cicule 65-A dans le cas des ponts-routes et le livret 2.21 pour les ponts-rails.

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    Les poutres sont transfres et stockes sur leparc de lusine, en appui sur des madriers.

  • 8.2 - Mise en place des poutres

    La mise en place dfinitive des poutres sefait laide de grues ou dengins delevage lgers ( des cadences de pose delordre de 15 30 minutes par poutre).Des dispositifs de scurit permettentdassurer la stabilit des poutres en phasede construction.

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    Pont PRAD

    Transport de poutres par camion. Transport ferroviaire

    Mise en place des poutres.

  • 9. Ralisation du tablier

    La ralisation du tablier relve du fascicule 65-A pour tout ce qui concerne leslments en bton couls en place (entretoises et hourdis) pour les ponts-routes, et du livret 2.21 pour les ponts-rails.

    Aprs la pose des poutres, on procde la mise en place des coffrages du hour-dis entre les poutres (en gnral coffrage perdu) et ceux ventuellement desencorbellements, puis des coffrages des chanages ou des entretoises.

    Aprs mise en place desferraillages transversauxet longitudinaux, onprocde au btonnage(en gnral en une seulephase) des entretoiseset du hourdis. Pour lesouvrages hyperstatiqueson procde, aprs dur-cissement du bton, autransfert du tablier surces appuis dfinitifs.

    Le tablier est ensuite quip par des corniches, en gnral en bton prfabriqu(bnficiant de traitement de surface architectonique), qui supportent les dispo-sitifs de retenue.

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    Dispositif de stabilisation des poutres. Dta