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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
Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2011
Fabien RENAUDIN
Viaduc de BLACY – Traitement des joints de dilatation d’un pont grue
Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2011
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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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Présentation de l’ouvrage
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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Présentation de l’ouvrage
Demi-coupe transversale d’origine
Demi-coupe transversale actuelle
4,66 m
Superstructures X 2
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Présentation de l’ouvrage
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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ETUDE DES SOLUTIONS DE TRAITEMENT DES JOINTS DE CONSOLE
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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Etude de solutions de traitement des joints de consoles – la palée
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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Etude de solutions de traitement des joints de consoles – la palée
Les palées sous les consoles : renforcement poutres médianes
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Etude de solutions de traitement des joints de consoles – la palée
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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ETUDE DES SOLUTIONS DE TRAITEMENT DES JOINTS DE CONSOLE
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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Etude de solutions de traitement des joints de consoles – la continuité mécanique
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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Etude de solutions de traitement des joints de consoles – la continuité mécanique
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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ETUDE DES SOLUTIONS DE TRAITEMENT DES JOINTS DE CONSOLE
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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Etude de solutions de traitement des joints de consoles – l’appui mutuel
APPUI DES CONSOLES L’UNE SUR L’AUTRE – JOINT DE CHAUSSEE MULTIFONCTION
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Etude de solutions de traitement des joints de consoles – l’appui mutuel
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
Merci pour votre attentionMerci pour votre attention