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Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012




    Journées techniques Ouvrages d’Art
                   2012

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        Damien CHAMPENOY - CETE de l’Est
        Noël ROBERT - Sétra
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Damien CHAMPENOY, Noël ROBERT
Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012




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     Guide Eurocodes 3 et 4 : Tome I




  • Le Tome I
    laisse des points
    à compléter




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Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012




     Guide Eurocodes 3 et 4 : Tome II

                                                        • Membres du groupe de
                                                          travail

                                                        •   Daniel BITAR, CTICM
                                                        •   Damien CHAMPENOY, CETE de l'Est
                                                        •   Eric CHASCO, CETE du Sud-Ouest
                                                        •   Laurence DAVAINE, Sétra puis INGEROP
                                                        •   Guillaume GARNIER, SNCF
                                                        •   Florent IMBERTY, Sétra puis RAZEL
                                                        •   Jérôme MICHEL, Sétra
                                                        •   Aude PETEL, Sétra puis ADP
                                                        •   Joël RAOUL, Sétra
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                                                        •   Ferry TAVAKOLI, CETE de Lyon


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     Voilement au lançage




                              État de contraintes total d’un panneau d’âme

•     Vérification du voilement local de l’âme lorsqu’un appareil d’appui de
      lançage se situe entre 2 montants.
•     Apport important de l’Eurocode (EN 1993-1-5) sur ce point.
•     Âme raidie longitudinalement ou non.
•     Interaction M – P (force locale). Section de classe 4.
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     Instabilités en construction
     (lançage, bétonnage)




                    Modélisation EF                     Déformée de déversement global

•    Proposition d’une modélisation aux Éléments Finis.
•    PRS assimilées à des treillis = Gain de temps.
•    Permet de calculer la rigidité (section) des contreventements.
•    Vérifications également en phases de bétonnage.

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     Phases de bétonnage
• Analyse non-fissurée uniquement.
• Simplifications :
   – Utilisation de la largeur efficace calculée en service.
   – Coefficient d’équivalence à court terme.
• Raffinement :
   – La valeur du retrait est calculée avec l’âge réel de chaque
     plot et non l’âge moyen.
• Remarque à propos de l’exemple traité :
   – Phases de bétonnage potentiellement dimensionnantes
     pour la connexion à cause de l’accrochage du retrait sur
     les plots d’about provisoires.
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Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012
                                                        Moment + : comprime la dalle



 Dénivellations d’appui
 • Considérées comme les actions de précontrainte : gp = 1
 • Fluage / Coefficient d’équivalence :
    – A long terme : yL =1,5 dans le cas de la précontrainte
    – A court terme : coefficient n0 à condition que le béton soit
      âgé d’au moins 14 jours lors de la dénivellation.
 • Traînage de cisaillement :
    – Le = longueur du pont ⇒ Largeur efficace maximale
 • Analyse structurale :
    – Méthode simplifiée interdite (pour la fissuration)!
    – Limitation de la traction dans la dalle en phases
      provisoires
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     Éléments transversaux



                                                        Modélisation d’un cadre




• Reprise des efforts de vent.
• Reprise d’un effort transversal égal à 1% de l’effort de
  compression de la semelle inférieure.
• Vérifications en flexion composée (M,N,V)
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     Montants verticaux




                        Déformation hors plan de l’âme ↑
                                       et d’un montant .
                                  Modélisation du montant →
• Le montant contribue au
  fonctionnement post-critique de l’âme
• Il subit un effort normal excentré
  (VEd – Vcr) ainsi qu’une poussée de l’âme comprimée
• Vérifications en flexion composée (M,N,V)
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     Montant sur culée.




                                   Eurocode             Conception française

• L’Eurocode préconise un « double » montant :
   – 1 pour le fonctionnement post-critique.
   – 1 pour avoir un montant rigide.
• La conception française (double T) ne permet pas de
  considérer les raidisseurs d’abouts comme rigide.
Damien CHAMPENOY, Noël ROBERT
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     Assemblages boulonnés ou soudés




                                                                           Détail de l’assemblage


                                                  Détail de l’assemblage
           Entretoise renforcée

• A titre d’exemple, diagonale renfort au déversement.
       –    La résistance au glissement,
       –    La résistance en pression diamétrale,
       –    La résistance à la traction de la cornière et du gousset en section nette,
       –    La résistance au cisaillement de bloc.

Damien CHAMPENOY, Noël ROBERT
Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012




     Compléments au déversement
                                                        ← Résultats du calcul modal
                                                        Déformée du 1er mode de
                                                        flambement de la semelle inférieure


                Résultats du calcul
                au second ordre →
             Effort normal (à gauche)
                 et moment de flexion
              d’axe vertical (à droite)
            dans la semelle inférieure

• Le déversement est très défavorable dans l’Eurocode.
• Calcul au second ordre :
       – On suppose un défaut initial suivant le 1er mode flambement.
       – On calcule des contraintes avec cette déformée.
       – On voit que cette méthode est beaucoup plus favorable.
Damien CHAMPENOY, Noël ROBERT
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     Poutre hybride




                        Méthode simplifiée                      Méthode exacte

• Poutre hybride : semelle de nuance supérieure à l’âme
       – La réglementation française interdisait la plastification locale de l’âme.
       – 2 méthodes proposées :
           • Simplifiée (et sécuritaire) : redistribution de l’effort plastifié
             dans la semelle
           • Calcul de l’équilibre réel de la section : complexe
             (non linéaire, itératif)
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     Lançage caisson : tôle de fond




 Répartition de l’effort de la chaise à ↑
 galet entre l’âme et le fond de caisson
             État de contraintes total d’un →
               panneau de fond de caisson
•    La vérification de l’âme est identique au bi-poutres.
•    Le fond de caisson reçoit un effort de la chaise à galet.
              • Section (6) et (7) de l’EN 1993 1-5. (comme l’âme)
              • Section (10) de l’EN 1993 1-5. Interaction M – P – V.
              • EB Plate. Calcul de l’amplification critique cr.
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     Raidisseurs (ou montants verticaux)




     Contribution de la tôle de fond de caisson à la résistance du raidisseur en torsion

• Les raidisseurs de fond de caisson (comme les montants
  d’âme) ne doivent pas flamber par torsion.
• La bonne conception pour les fonds de caisson :
  Augets et non des Tés.

Damien CHAMPENOY, Noël ROBERT
Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012




     Caisson et torsion




• Concomitance Tranchant + Torsion.
• Cisaillement uniforme dans le fond de caisson.
• Interaction M-V dans le fond de caisson.


Damien CHAMPENOY, Noël ROBERT
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Guide Eurocodes 3 et 4

  • 1. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Journées techniques Ouvrages d’Art 2012 Le guide méthodologique Eurocodes 3 et 4 Application aux ponts routes mixte acier-béton Tome II Damien CHAMPENOY - CETE de l’Est Noël ROBERT - Sétra 10 mai 2012 Damien CHAMPENOY, Noël ROBERT
  • 2. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Guide Eurocodes 3 et 4 : Tome I • Ce guide expose les principales justifications en service d’un pont mixte – Modélisation – Flexion longitudinale – Effort tranchant – Déversement – Fatigue – Connexion – Dalle – Tôle de fond de caisson Damien CHAMPENOY, Noël ROBERT
  • 3. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Guide Eurocodes 3 et 4 : Tome I • Le Tome I laisse des points à compléter Damien CHAMPENOY, Noël ROBERT
  • 4. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Guide Eurocodes 3 et 4 : Tome II • Membres du groupe de travail • Daniel BITAR, CTICM • Damien CHAMPENOY, CETE de l'Est • Eric CHASCO, CETE du Sud-Ouest • Laurence DAVAINE, Sétra puis INGEROP • Guillaume GARNIER, SNCF • Florent IMBERTY, Sétra puis RAZEL • Jérôme MICHEL, Sétra • Aude PETEL, Sétra puis ADP • Joël RAOUL, Sétra • Noël ROBERT, Sétra • Ferry TAVAKOLI, CETE de Lyon Damien CHAMPENOY, Noël ROBERT
  • 5. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Voilement au lançage État de contraintes total d’un panneau d’âme • Vérification du voilement local de l’âme lorsqu’un appareil d’appui de lançage se situe entre 2 montants. • Apport important de l’Eurocode (EN 1993-1-5) sur ce point. • Âme raidie longitudinalement ou non. • Interaction M – P (force locale). Section de classe 4. Damien CHAMPENOY, Noël ROBERT
  • 6. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Instabilités en construction (lançage, bétonnage) Modélisation EF Déformée de déversement global • Proposition d’une modélisation aux Éléments Finis. • PRS assimilées à des treillis = Gain de temps. • Permet de calculer la rigidité (section) des contreventements. • Vérifications également en phases de bétonnage. Damien CHAMPENOY, Noël ROBERT
  • 7. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Phases de bétonnage • Analyse non-fissurée uniquement. • Simplifications : – Utilisation de la largeur efficace calculée en service. – Coefficient d’équivalence à court terme. • Raffinement : – La valeur du retrait est calculée avec l’âge réel de chaque plot et non l’âge moyen. • Remarque à propos de l’exemple traité : – Phases de bétonnage potentiellement dimensionnantes pour la connexion à cause de l’accrochage du retrait sur les plots d’about provisoires. Damien CHAMPENOY, Noël ROBERT
  • 8. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Moment + : comprime la dalle Dénivellations d’appui • Considérées comme les actions de précontrainte : gp = 1 • Fluage / Coefficient d’équivalence : – A long terme : yL =1,5 dans le cas de la précontrainte – A court terme : coefficient n0 à condition que le béton soit âgé d’au moins 14 jours lors de la dénivellation. • Traînage de cisaillement : – Le = longueur du pont ⇒ Largeur efficace maximale • Analyse structurale : – Méthode simplifiée interdite (pour la fissuration)! – Limitation de la traction dans la dalle en phases provisoires Damien CHAMPENOY, Noël ROBERT
  • 9. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Éléments transversaux Modélisation d’un cadre • Reprise des efforts de vent. • Reprise d’un effort transversal égal à 1% de l’effort de compression de la semelle inférieure. • Vérifications en flexion composée (M,N,V) Damien CHAMPENOY, Noël ROBERT
  • 10. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Montants verticaux Déformation hors plan de l’âme ↑ et d’un montant . Modélisation du montant → • Le montant contribue au fonctionnement post-critique de l’âme • Il subit un effort normal excentré (VEd – Vcr) ainsi qu’une poussée de l’âme comprimée • Vérifications en flexion composée (M,N,V) Damien CHAMPENOY, Noël ROBERT
  • 11. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Montant sur culée. Eurocode Conception française • L’Eurocode préconise un « double » montant : – 1 pour le fonctionnement post-critique. – 1 pour avoir un montant rigide. • La conception française (double T) ne permet pas de considérer les raidisseurs d’abouts comme rigide. Damien CHAMPENOY, Noël ROBERT
  • 12. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Assemblages boulonnés ou soudés Détail de l’assemblage Détail de l’assemblage Entretoise renforcée • A titre d’exemple, diagonale renfort au déversement. – La résistance au glissement, – La résistance en pression diamétrale, – La résistance à la traction de la cornière et du gousset en section nette, – La résistance au cisaillement de bloc. Damien CHAMPENOY, Noël ROBERT
  • 13. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Compléments au déversement ← Résultats du calcul modal Déformée du 1er mode de flambement de la semelle inférieure Résultats du calcul au second ordre → Effort normal (à gauche) et moment de flexion d’axe vertical (à droite) dans la semelle inférieure • Le déversement est très défavorable dans l’Eurocode. • Calcul au second ordre : – On suppose un défaut initial suivant le 1er mode flambement. – On calcule des contraintes avec cette déformée. – On voit que cette méthode est beaucoup plus favorable. Damien CHAMPENOY, Noël ROBERT
  • 14. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Poutre hybride Méthode simplifiée Méthode exacte • Poutre hybride : semelle de nuance supérieure à l’âme – La réglementation française interdisait la plastification locale de l’âme. – 2 méthodes proposées : • Simplifiée (et sécuritaire) : redistribution de l’effort plastifié dans la semelle • Calcul de l’équilibre réel de la section : complexe (non linéaire, itératif) Damien CHAMPENOY, Noël ROBERT
  • 15. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Lançage caisson : tôle de fond Répartition de l’effort de la chaise à ↑ galet entre l’âme et le fond de caisson État de contraintes total d’un → panneau de fond de caisson • La vérification de l’âme est identique au bi-poutres. • Le fond de caisson reçoit un effort de la chaise à galet. • Section (6) et (7) de l’EN 1993 1-5. (comme l’âme) • Section (10) de l’EN 1993 1-5. Interaction M – P – V. • EB Plate. Calcul de l’amplification critique cr. Damien CHAMPENOY, Noël ROBERT
  • 16. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Raidisseurs (ou montants verticaux) Contribution de la tôle de fond de caisson à la résistance du raidisseur en torsion • Les raidisseurs de fond de caisson (comme les montants d’âme) ne doivent pas flamber par torsion. • La bonne conception pour les fonds de caisson : Augets et non des Tés. Damien CHAMPENOY, Noël ROBERT
  • 17. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Caisson et torsion • Concomitance Tranchant + Torsion. • Cisaillement uniforme dans le fond de caisson. • Interaction M-V dans le fond de caisson. Damien CHAMPENOY, Noël ROBERT
  • 18. Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Merci pour votre attention Damien CHAMPENOY, Noël ROBERT