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Projet de Fin d’Etude
Présentation du Travail de Fin d’Etude pour
l’obtention du diplôme d’Ingénieur d’Etat de
l’EHTP Option : Infrastructures de Transport
Etude d’un Ouvrage d’Art sur Oued
CHBIKA au Pk 1262 de la RN1
Membres du Jury :
M. Abderrafie YOUSSFI
M. Ali AZIZI
Mme. Bouchra El AMMARI
Mme .Houda TAIBI
M. EL MESKAOUI
Présenté par :
Ben saad Mohamed elhèdi
Plan
Présentation du projet
Etude de définition
Etude d’avant-projet
Etude d’exécution
Conclusion
Présentation du projet
Description de l’ouvrage existant:
Présentation du projet
Situation géographique
Présentation du projet
Caractéristiques générales
Présentation du projet
Valeur Unité
Biais % à l'écoulement 100 Gr
Pente longitudinale 1,00 %
Dévers 2,5 %
Largeur carrossable 2 x 4 m
Largeur des trottoirs 1,00 m
Données naturelles
Etude de définition
 la vallée est caractérisé par une brèche large (environ
1700 m)et un lit mineur relativement étroit. Elle est
encadrée par deux terrasse culminant à la cote 25m.
Topographie
 Formations géologiques composées de :
Schiste , quartzites et marne.
Géologie
 Le climat est aride.
 Les précipitations moyennes sont de l’ordre de 110mm.
 La température varie entre 29,6 et 9,6 °C.
Climatologie
Etude Hydrologique
Etude de définition
Les caractéristiques du BV d’oued CHBIKA
 Une superficie de 6755 Km2 ;
 Un drain principal d’une
longueur de 180 Km ;
 Une pente moyenne de 0,0031 mm
Etude Hydrologique
Etude de définition
Traitement Empirique
Méthodes QT
Fuller II 10282,7
Mallet Gauthier 2313,3
Hazan Lazarevic 4559,1
Régionale 652
QT max (m3/s) 652
Le débit retenu est de Q100=652m3/s
Vu l’absence de données statistiques annuelles des débits, on utilisera des
méthodes empiriques.
Etude Hydraulique
Etude de définition
Formule de Manning-Strikler :
Figure : Courbe
de Tarage.
L’effet du remous sur le PHE est de 0,3m.
Le PHE est finalement:
PHE = 2,4 + 0,3
PHE = 2,7 m
Détermination du PHE
y = -0.2645x4 - 7.8406x3 + 134.05x2 + 3.6927x - 15.769
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
652
2,4
Calage de l’ouvrage
Etude de définition
L’intrados
L’intrados est calé à la hauteur H :(à partir du fond du lit de l’oued)
H = PHE + 1 m (Revanche) = 3,7m
Récapitulatif
Etude de définition
Le débit de projet : Q = 562 m3/s
Le PHE : PHE = 2,7 m
Le débouché superficiel : Ds = 245,8 m2
Le débouchée linéaire : DL = 123.225 m
La vitesse moyenne d’écoulement : V = 2,65 m/s
Calcul de l’affouillement
Etude de définition
Formule utilisée : STRAUB
Valeur retenue : HR = 0,05 m
Formules utilisées :LACY, LARRAS, LPEE, CONDDIOS, LEVI,
DUN et EDF.
Valeur retenue : HN = 3,00 m
Formules utilisées : DUNN et BRENSERS
Valeur retenue : HL = 1,40 m
Pour les piles : HT = 4,45 m
Pour les culées : HT = 3,05 m
Affouillement général
Affouillement local
Affouillement dû au rétrécissement
Affouillement total
Choix des variantes
Etude de définition
Ponts en Béton Ponts métalliques
Dalle épaisse;
Nécessite zone
de préfabrication;
Portées :
(25-30m).
Dalle épaisse;
Nécessite zone
de préfabrication;
Portées :
(33 - 45 – 50 m)
Esthétique;
Dalle mince;
Coulée sur place;
Portées :
(15, 18m)
Esthétique;
 Dalle mince;
Coulée sur place;
Portées:
(18 – 23m)
Pont à Poutres Pont Dalle
Pont à poutres
BA (PSIBA)
Pont à poutres
BP (VIPP)
Pont Dalle
BA (PSIDA)
Pont Dalle
BP (PSIDP)
Pré dimensionnement du Tablier
Etude d’avant-projet
28 m 28 m 28 m 28m
Morphologie de l’ouvrage:Coupe Transversale du Tablier:Coupe Transversale des Poutres :
La variante PSIBA
28 m
35 m 35 m 35 m 35 m
2.2m
Pré dimensionnement du Tablier
Etude d’avant-projet
La variante VIPP
Morphologie de l’ouvrage:Coupe Transversale du Tablier:Coupe Transversale des Poutres :
Prédimensionnement des Piles
Etude d’avant-projet
Le chevêtreCoupe transversale de la pile
PSIBA VIPP
Pré dimensionnement des Culées
Etude d’avant-projet
Le Sommier d’appui (Chevêtre –culée)Dalle de TransitionMur en retour
Prédimensionnement des Fondations
Etude d’avant-projet
5 m
1,4 m
8m
Φ=1m
Fondation Profonde
Avant-métré
Etude d’avant-projet
15 400 426DHs
15 096 850DHs
PSIBA
VIPP
Etude d’avant-projet
Choix de la variante
Variantes proposées PSI-BA VIPP
Coût
Estimation(en Dh)
15 400 426DHs 15 096 850DHs
Coût/m² (en Dh) 9800 10920
Facilité d’exécution
Accès aux appuis ♠ ♠♠
Procédé de réalisation ♠ ♠♠
Aléas fondation ♠ ♠♠
Adaptation au site
Simplicité ♠ ♠♠
Respect du lit mineur ♠ ♠♠
Esthétique ♠ ♠♠
Délai d’exécution ♠♠ ♠♠♠
Pérennité et entretien ♠♠♠ ♠♠
Critères de choix:
Pont à poutres en béton
précontraint à 4 travées
35 m 35 m 35 m 35 m
Etude des Poutres
Etude d’exécution
Calcul des Sollicitations
•Charges permanentes
•Charges du trottoir
•Charge A(l) , avec :
• A(l) = Max [a1(0,23+36/(L+12)) ; 0,4-(0,2L/1000)] en t/m²
•Convoi B
•Convoi MC120
Etude des Poutres
Etude d’exécution
L e coefficient de répartition transversale (CRT)
Paramètre de torsion :
On obtient les lignes d’influence transversales suivantes:
α =0,125
Paramètre d’entretoisement :
ϴ = 0,564
Etude des Poutres
Etude d’exécution
L e coefficient de répartition transversale (CRT)
Etude des Poutres
Etude d’exécution
L e coefficient de répartition transversale (CRT)
Valeur du CRT Cas le plus défavorable
Poutre en y=0,28b Poutre en y=0,84b
Système A(l) 2
voies
1.059 0.932 2 Voies
1 trottoir --- 3 1 Trottoir
2 trottoirs 0.809 ---
Système Bt 1.227 1.260 2 Tandems
Système Br 1.393 2.70 1 roue
Système Bc 1.290 1.468 2 fils
Système MC120 1.251 1.623 1 char
Etude des Poutres
Etude d’exécution
Les lignes d’influence
Sollicitations globales = CRT x Sollicitations moyennes
Etude des Poutres
Etude d’exécution
Les combinaisons de charge
A l’ELS :
A l’ELU :
Avec:
M : Moment
per : Permanant
T : Effort tranchant
tr : Trottoir
ELU : Etat limite ultime
ELS : Etat limite de service
x/l ELS ELU
M(t.m) T(t) M(t.m) T(t)
Poutre
intermédiaire
0 0 142,22 0 191,44
0.1 415,43 110,35 559,15 148,49
0.2 751,73 86,97 1011,67 117,00
0.3 1091,51 45,80 1469,26 61,48
0.4 1160,04 40,29 1560,90 54,11
0.5 1243,80 16,98 1673,32 22,72
Poutre de rive 0 0 143,26 0 192,73
0.1 425,56 115,27 572,58 155,03
0.2 771,55 91,28 1037,97 122,73
0.3 1115,96 50,12 1501,64 67,25
0.4 1194,24 43,44 1606,34 58,32
0.5 1284,32 19,60 1727,19 26,21
Etude des Poutres : La précontrainte
Etude d’exécution
Hypothèses de calcul
Classe II
fc28 = 35 MPa
Câbles à base de T15 classe 1770
Limite élastique : fpeg = 1573 Mpa
Limite de rupture : fprg = 1770 Mpa
Diamètre de gaine : g = 71 mm
Les pertes instantanées : 10%
Les pertes différées : 20%
Etude d’exécution
Excentricité
1ère famille 2ème famille
-0,901 m -1,28 m
Etude des Poutres : La précontrainte
Etude d’exécution
Disposition des câbles
Câbles de première famille
Câbles de deuxième famille
Etude des Poutres : La précontrainte
Etude d’exécution
Phasage de mise en tension
Etape 1
Coulage du
béton des poutre
et amorces
Etape 2
Mise en
tension de la
1ère famille
Etape 3
Coulage
hourdis et
entretoises
Etape 4
Mise en
tension de la
2ème famille
Etape 5
Réalisation des
superstructures
Etude des Poutres : La précontrainte
Etude d’exécution
Calcul de la précontrainte
+ + =
+ + =
4,13 MN ≤ P1 ≤ 6,09 MN
5 Câbles 7 T15 pour la 1ère famille
P1= 5,63 MN
Etude des Poutres : La précontrainte
La mise en tension sous le poids propre seule de la poutre :Avant la mise en tension de la 2ème famille et après
bétonnage de l’hourdis
La 1ère famille
Etude d’exécution
P2 ≥ 2,24 MN
2 Câbles 7 T15 pour la 2ème famille
(P2= 2,25 MN et Ap= 2100 mm²)
Etude des Poutres : La précontrainte
Calcul de la précontrainte
La 2ème famille
Etude d’exécution
Diagramme des contraintes finales
Etude des Poutres : La précontrainte
La traction admissible < 2.7 MPa
6HA14
Armatures de peau : 28,4 cm2
28HA10
Etude d’exécution
Vérification à l’ELU
Etude des Poutres : La précontrainte
𝑭 𝒑= 𝑨 𝒑 × 𝝈 𝟑 = 𝟏𝟎. 𝟓𝟓𝟓 𝑴𝑵 > 𝑭 𝒃
= 𝟗, 𝟐𝟖 𝑴𝑵
L’effet de précontrainte n’est donc pas
neutralisé.
Etude d’exécution
Relevage des câbles
Les équations des câbles
Partie rectiligne ( Zone médiane)
Déviation parabolique
Alignement droit (Ancrages)
1
4
2
5
3
Etude des Poutres : La précontrainte
Tracé des câbles
Etude d’exécution
Calcul des abouts des poutres
Etude des Poutres : La précontrainte
Frettage de surface
Frettage d’éclatement
Equilibre général de diffusion pure
Nature Section min (cm²) Répartition
As 1,35 Près de la surface d’about
Ae 5,07 Sur 0,4 m à partir de l'about
Ac 20,28 Sur 2/3 de h =1,4 m
Etude d’exécution
Justification de la bielle d’about
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Etude des Poutres : La précontrainte
Etude d’exécution
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Etude des Poutres : La précontrainte
Etude d’exécution
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• Pertes dues à la non simultanéité des mise
en tension des câbles.
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12 %
16.30%  25.34%
moyenne de 20 %
Etude des Poutres : La précontrainte
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Etude de l’hourdis
Etude d’exécution
Caractéristiques
Etude de l’hourdis
Etude d’exécution
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Mi-portée transversale : Transversalement 14,34 5HA 20 e = 20
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HA 20 e=20HA 16 e =15
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nus des poutres
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• Résistance à la compression (σm < 15 Mpa)
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Etude d’exécution
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Efforts V : Négligés
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Etude d’exécution
Calcul des fûts
Sollicitation de dimensionnement
N (t) M (t.m) H (t)
ELS 166,76 59.58 17,51
ELU 225 70 23,61
Etude des Culées
Sollicitations de calcul
•Inventaire des charges
Mur garde grève
Dalle de transition
Corbeau
Chevêtre
•Sollicitations et ferraillage:
Justification vis-à-vis la flexion
Justification vis-à-vis la torsion
Mur en retour
Fûts
Armatures longitudinales
Armatures transversales
Etude des culées:
Ferraillage
Etude d’exécution
Etude d’exécution
Pieu
Ferraillage
Cadre HA14
e=12,5 cm
Coupe transversale de la culée
12HA25
e=18 cm
Cerces HA16
e=18 cm
32HA20
e=16 cm
Etude des Piles
Etude d’exécution
Sollicitation du chevêtre
Chevêtre  Poids propre + vérinage
Armatures de flexion :
Flexion verticale: armatures sup 20HA32
armatures inf 10HA25
Flexion horizontale: 10HA25
Armatures de Torsion :
9HA16
Armatures de cisaillement :
8HA16
Ferraillage du fût:
50 HA32
Cadres HA16
e=11 cm
10HA25
20HA32
A
8HA16
Etude des Piles
Etude d’exécution
Etude d’exécution
Calcul des fûts
Sollicitation de dimensionnement
N (t) M (t.m) H (t)
ELS 1316,08 374 34,66
ELU 1776,92 502,6 46,7
Sollicitations de calcul
Etude des Piles
20 cm
HA 32 Cerces φ14 tous les 20 cm
Etude des Piles
Etude d’exécution
Ferraillage du fût:
Etude des fondations
Etude d’exécution
Fondations profondes
 Etude des fondations:
Calcul de la charge limite de pointe Qp:
1-Etude des pieux :
Calcul de la charge limite de frottement latérale Qs:
Justifications fascicule 62: Qmin et Qmax:
Etude d’exécution
Etude des fondations
La semelle de liaison : La méthode des bielles
Fondations profondes
Armatures transversales inférieures : 16HA 25
Armatures longitudinales inférieures : 5HA 25
Armatures longitudinales supérieures : 10 HA 16
Ferraillage:
Conclusion
Merci de votre
attention
Projet de Fin d’Etude
Présentation du Travail de Fin d’Etude pour
l’obtention du diplôme d’Ingénieur d’Etat de
l’EHTP Option : Infrastructures de Transport
Etude d’un Ouvrage d’Art sur Oued
CHBIKA au Pk 1262 de la RN1
Membres du Jury :
M. Abderrafie YOUSSFI
M. Ali AZIZI
Mme. Bouchra El AMMARI
Mme .Houda TAIBI
M. EL MESKAOUI
Présenté par :
M. Zouhir LABYAIRI
M. Mohamed LAMRABET

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projet fin d'etude : ouvrage d'art

  • 1. Projet de Fin d’Etude Présentation du Travail de Fin d’Etude pour l’obtention du diplôme d’Ingénieur d’Etat de l’EHTP Option : Infrastructures de Transport Etude d’un Ouvrage d’Art sur Oued CHBIKA au Pk 1262 de la RN1 Membres du Jury : M. Abderrafie YOUSSFI M. Ali AZIZI Mme. Bouchra El AMMARI Mme .Houda TAIBI M. EL MESKAOUI Présenté par : Ben saad Mohamed elhèdi
  • 2. Plan Présentation du projet Etude de définition Etude d’avant-projet Etude d’exécution Conclusion Présentation du projet
  • 3. Description de l’ouvrage existant: Présentation du projet
  • 5. Caractéristiques générales Présentation du projet Valeur Unité Biais % à l'écoulement 100 Gr Pente longitudinale 1,00 % Dévers 2,5 % Largeur carrossable 2 x 4 m Largeur des trottoirs 1,00 m
  • 6. Données naturelles Etude de définition  la vallée est caractérisé par une brèche large (environ 1700 m)et un lit mineur relativement étroit. Elle est encadrée par deux terrasse culminant à la cote 25m. Topographie  Formations géologiques composées de : Schiste , quartzites et marne. Géologie  Le climat est aride.  Les précipitations moyennes sont de l’ordre de 110mm.  La température varie entre 29,6 et 9,6 °C. Climatologie
  • 7. Etude Hydrologique Etude de définition Les caractéristiques du BV d’oued CHBIKA  Une superficie de 6755 Km2 ;  Un drain principal d’une longueur de 180 Km ;  Une pente moyenne de 0,0031 mm
  • 8. Etude Hydrologique Etude de définition Traitement Empirique Méthodes QT Fuller II 10282,7 Mallet Gauthier 2313,3 Hazan Lazarevic 4559,1 Régionale 652 QT max (m3/s) 652 Le débit retenu est de Q100=652m3/s Vu l’absence de données statistiques annuelles des débits, on utilisera des méthodes empiriques.
  • 9. Etude Hydraulique Etude de définition Formule de Manning-Strikler : Figure : Courbe de Tarage. L’effet du remous sur le PHE est de 0,3m. Le PHE est finalement: PHE = 2,4 + 0,3 PHE = 2,7 m Détermination du PHE y = -0.2645x4 - 7.8406x3 + 134.05x2 + 3.6927x - 15.769 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 652 2,4
  • 10. Calage de l’ouvrage Etude de définition L’intrados L’intrados est calé à la hauteur H :(à partir du fond du lit de l’oued) H = PHE + 1 m (Revanche) = 3,7m
  • 11. Récapitulatif Etude de définition Le débit de projet : Q = 562 m3/s Le PHE : PHE = 2,7 m Le débouché superficiel : Ds = 245,8 m2 Le débouchée linéaire : DL = 123.225 m La vitesse moyenne d’écoulement : V = 2,65 m/s
  • 12. Calcul de l’affouillement Etude de définition Formule utilisée : STRAUB Valeur retenue : HR = 0,05 m Formules utilisées :LACY, LARRAS, LPEE, CONDDIOS, LEVI, DUN et EDF. Valeur retenue : HN = 3,00 m Formules utilisées : DUNN et BRENSERS Valeur retenue : HL = 1,40 m Pour les piles : HT = 4,45 m Pour les culées : HT = 3,05 m Affouillement général Affouillement local Affouillement dû au rétrécissement Affouillement total
  • 13. Choix des variantes Etude de définition Ponts en Béton Ponts métalliques Dalle épaisse; Nécessite zone de préfabrication; Portées : (25-30m). Dalle épaisse; Nécessite zone de préfabrication; Portées : (33 - 45 – 50 m) Esthétique; Dalle mince; Coulée sur place; Portées : (15, 18m) Esthétique;  Dalle mince; Coulée sur place; Portées: (18 – 23m) Pont à Poutres Pont Dalle Pont à poutres BA (PSIBA) Pont à poutres BP (VIPP) Pont Dalle BA (PSIDA) Pont Dalle BP (PSIDP)
  • 14. Pré dimensionnement du Tablier Etude d’avant-projet 28 m 28 m 28 m 28m Morphologie de l’ouvrage:Coupe Transversale du Tablier:Coupe Transversale des Poutres : La variante PSIBA 28 m
  • 15. 35 m 35 m 35 m 35 m 2.2m Pré dimensionnement du Tablier Etude d’avant-projet La variante VIPP Morphologie de l’ouvrage:Coupe Transversale du Tablier:Coupe Transversale des Poutres :
  • 16. Prédimensionnement des Piles Etude d’avant-projet Le chevêtreCoupe transversale de la pile PSIBA VIPP
  • 17. Pré dimensionnement des Culées Etude d’avant-projet Le Sommier d’appui (Chevêtre –culée)Dalle de TransitionMur en retour
  • 18. Prédimensionnement des Fondations Etude d’avant-projet 5 m 1,4 m 8m Φ=1m Fondation Profonde
  • 19. Avant-métré Etude d’avant-projet 15 400 426DHs 15 096 850DHs PSIBA VIPP
  • 20. Etude d’avant-projet Choix de la variante Variantes proposées PSI-BA VIPP Coût Estimation(en Dh) 15 400 426DHs 15 096 850DHs Coût/m² (en Dh) 9800 10920 Facilité d’exécution Accès aux appuis ♠ ♠♠ Procédé de réalisation ♠ ♠♠ Aléas fondation ♠ ♠♠ Adaptation au site Simplicité ♠ ♠♠ Respect du lit mineur ♠ ♠♠ Esthétique ♠ ♠♠ Délai d’exécution ♠♠ ♠♠♠ Pérennité et entretien ♠♠♠ ♠♠ Critères de choix: Pont à poutres en béton précontraint à 4 travées 35 m 35 m 35 m 35 m
  • 21. Etude des Poutres Etude d’exécution Calcul des Sollicitations •Charges permanentes •Charges du trottoir •Charge A(l) , avec : • A(l) = Max [a1(0,23+36/(L+12)) ; 0,4-(0,2L/1000)] en t/m² •Convoi B •Convoi MC120
  • 22. Etude des Poutres Etude d’exécution L e coefficient de répartition transversale (CRT) Paramètre de torsion : On obtient les lignes d’influence transversales suivantes: α =0,125 Paramètre d’entretoisement : ϴ = 0,564
  • 23. Etude des Poutres Etude d’exécution L e coefficient de répartition transversale (CRT)
  • 24. Etude des Poutres Etude d’exécution L e coefficient de répartition transversale (CRT) Valeur du CRT Cas le plus défavorable Poutre en y=0,28b Poutre en y=0,84b Système A(l) 2 voies 1.059 0.932 2 Voies 1 trottoir --- 3 1 Trottoir 2 trottoirs 0.809 --- Système Bt 1.227 1.260 2 Tandems Système Br 1.393 2.70 1 roue Système Bc 1.290 1.468 2 fils Système MC120 1.251 1.623 1 char
  • 25. Etude des Poutres Etude d’exécution Les lignes d’influence Sollicitations globales = CRT x Sollicitations moyennes
  • 26. Etude des Poutres Etude d’exécution Les combinaisons de charge A l’ELS : A l’ELU : Avec: M : Moment per : Permanant T : Effort tranchant tr : Trottoir ELU : Etat limite ultime ELS : Etat limite de service x/l ELS ELU M(t.m) T(t) M(t.m) T(t) Poutre intermédiaire 0 0 142,22 0 191,44 0.1 415,43 110,35 559,15 148,49 0.2 751,73 86,97 1011,67 117,00 0.3 1091,51 45,80 1469,26 61,48 0.4 1160,04 40,29 1560,90 54,11 0.5 1243,80 16,98 1673,32 22,72 Poutre de rive 0 0 143,26 0 192,73 0.1 425,56 115,27 572,58 155,03 0.2 771,55 91,28 1037,97 122,73 0.3 1115,96 50,12 1501,64 67,25 0.4 1194,24 43,44 1606,34 58,32 0.5 1284,32 19,60 1727,19 26,21
  • 27. Etude des Poutres : La précontrainte Etude d’exécution Hypothèses de calcul Classe II fc28 = 35 MPa Câbles à base de T15 classe 1770 Limite élastique : fpeg = 1573 Mpa Limite de rupture : fprg = 1770 Mpa Diamètre de gaine : g = 71 mm Les pertes instantanées : 10% Les pertes différées : 20%
  • 28. Etude d’exécution Excentricité 1ère famille 2ème famille -0,901 m -1,28 m Etude des Poutres : La précontrainte
  • 29. Etude d’exécution Disposition des câbles Câbles de première famille Câbles de deuxième famille Etude des Poutres : La précontrainte
  • 30. Etude d’exécution Phasage de mise en tension Etape 1 Coulage du béton des poutre et amorces Etape 2 Mise en tension de la 1ère famille Etape 3 Coulage hourdis et entretoises Etape 4 Mise en tension de la 2ème famille Etape 5 Réalisation des superstructures Etude des Poutres : La précontrainte
  • 31. Etude d’exécution Calcul de la précontrainte + + = + + = 4,13 MN ≤ P1 ≤ 6,09 MN 5 Câbles 7 T15 pour la 1ère famille P1= 5,63 MN Etude des Poutres : La précontrainte La mise en tension sous le poids propre seule de la poutre :Avant la mise en tension de la 2ème famille et après bétonnage de l’hourdis La 1ère famille
  • 32. Etude d’exécution P2 ≥ 2,24 MN 2 Câbles 7 T15 pour la 2ème famille (P2= 2,25 MN et Ap= 2100 mm²) Etude des Poutres : La précontrainte Calcul de la précontrainte La 2ème famille
  • 33. Etude d’exécution Diagramme des contraintes finales Etude des Poutres : La précontrainte La traction admissible < 2.7 MPa 6HA14 Armatures de peau : 28,4 cm2 28HA10
  • 34. Etude d’exécution Vérification à l’ELU Etude des Poutres : La précontrainte 𝑭 𝒑= 𝑨 𝒑 × 𝝈 𝟑 = 𝟏𝟎. 𝟓𝟓𝟓 𝑴𝑵 > 𝑭 𝒃 = 𝟗, 𝟐𝟖 𝑴𝑵 L’effet de précontrainte n’est donc pas neutralisé.
  • 35. Etude d’exécution Relevage des câbles Les équations des câbles Partie rectiligne ( Zone médiane) Déviation parabolique Alignement droit (Ancrages) 1 4 2 5 3 Etude des Poutres : La précontrainte Tracé des câbles
  • 36. Etude d’exécution Calcul des abouts des poutres Etude des Poutres : La précontrainte Frettage de surface Frettage d’éclatement Equilibre général de diffusion pure Nature Section min (cm²) Répartition As 1,35 Près de la surface d’about Ae 5,07 Sur 0,4 m à partir de l'about Ac 20,28 Sur 2/3 de h =1,4 m
  • 37. Etude d’exécution Justification de la bielle d’about Rang=3 et une section de 7,18 pour l’effort tranchant. Etude des Poutres : La précontrainte
  • 38. Etude d’exécution Equilibre du coin inférieur Réaction près de l’arrête Risque de fendage du coin du béton Ae = 7,18 cm2 Etude des Poutres : La précontrainte
  • 39. Etude d’exécution Pertes de précontrainte • Pertes par frottement • Pertes par recul d’ancrage • Pertes dues à la non simultanéité des mise en tension des câbles. • Pertes dues au retrait du béton • Pertes dues au fluage • Pertes dues à la relaxation 12 % 16.30%  25.34% moyenne de 20 % Etude des Poutres : La précontrainte Pertes instantanées Pertes différées
  • 40. Etude de l’hourdis Etude d’exécution Caractéristiques
  • 41. Etude de l’hourdis Etude d’exécution Abaques de THENOZ Sollicitations dues à la flexion locales Type de ferraillage As(cm2) Ferraillage adopté Espacement Mi-portée transversale : Transversalement 14,34 5HA 20 e = 20 Mi-portée transversale : Longitudinalement 7,42 5HA 14 e = 20 Encastrement des poutres 15,40 5HA 20 e = 20 Encastrement des entretoises 12,81 6HA 16 e = 15
  • 42. Etude de l’hourdis Etude d’exécution HA 20 e=20 HA 16 e =13HA 12 e=15 HA 20 e=20HA 16 e =15 Armatures en attente pour contre corniche Demi coupe transversale sur appuis du hourdis
  • 43. Calcul des entretoises Etude d’exécution Moment sur appui : poutre bi-encastrée Moment en travée : poutre isostatique • Poids propre compté depuis les nus des poutres • Une partie du poids du hourdis et de la chaussée • Surcharges réglementaires B et Mc120 Cas de charges Situation 1: Sous charge de service
  • 44. Etude d’exécution 1,6m4m0,60m 0,60m Entretoise Vérins 20cm 8,4m 1,6m Calcul des entretoises Cas de charges Situation 2: Sous charge de vérinage
  • 45. Etude d’exécution Appareil d’appui Appareils d’appui en élastomère fretté Appareil d ’appui
  • 46. Pour les piles : 300 x 300 x 5(10+3) Pour les culées : 300 x 350 x 5(10+3) Etude d’exécution Appareil d’appui
  • 47. Etude d’exécution Vérification des appareils d’appui • Résistance à la compression (σm < 15 Mpa) • Le non flambement ( ) • Limitation de la distorsion ( ) • Limite admissible de la contrainte de cisaillement (τN + τH + τα < 5G et τH1 < 0.5 G ) • Condition sur l’épaisseur des frettes (ts = 3mm) • Condition du non glissement (H<fN) • Condition du non cheminement (σm,min > 2 Mpa) • Contrainte de non soulèvement sur les bords (τα < τN ) Appareil d’appui
  • 48. Etude des Culées Etude d’exécution Caractéristiques
  • 49. Etude d’exécution Calcul du chevêtre Etude des Culées Flexion(charges per. Et surcharges; vérinage) Torsion (charges per. + freinage) Dalle de transition Poutre sur 2 appuis simples Poids propre + remblai Système Bt <=> 2 P ; 5,5 t/ml; 1,35 m Mur garde-grève Efforts V : Négligés Efforts H : Poussée des terres et de charge locale BC
  • 50. Etude d’exécution Calcul des fûts Sollicitation de dimensionnement N (t) M (t.m) H (t) ELS 166,76 59.58 17,51 ELU 225 70 23,61 Etude des Culées Sollicitations de calcul
  • 51. •Inventaire des charges Mur garde grève Dalle de transition Corbeau Chevêtre •Sollicitations et ferraillage: Justification vis-à-vis la flexion Justification vis-à-vis la torsion Mur en retour Fûts Armatures longitudinales Armatures transversales Etude des culées: Ferraillage Etude d’exécution
  • 52. Etude d’exécution Pieu Ferraillage Cadre HA14 e=12,5 cm Coupe transversale de la culée 12HA25 e=18 cm Cerces HA16 e=18 cm 32HA20 e=16 cm
  • 53. Etude des Piles Etude d’exécution Sollicitation du chevêtre Chevêtre  Poids propre + vérinage Armatures de flexion : Flexion verticale: armatures sup 20HA32 armatures inf 10HA25 Flexion horizontale: 10HA25 Armatures de Torsion : 9HA16 Armatures de cisaillement : 8HA16
  • 54. Ferraillage du fût: 50 HA32 Cadres HA16 e=11 cm 10HA25 20HA32 A 8HA16 Etude des Piles Etude d’exécution
  • 55. Etude d’exécution Calcul des fûts Sollicitation de dimensionnement N (t) M (t.m) H (t) ELS 1316,08 374 34,66 ELU 1776,92 502,6 46,7 Sollicitations de calcul Etude des Piles
  • 56. 20 cm HA 32 Cerces φ14 tous les 20 cm Etude des Piles Etude d’exécution Ferraillage du fût:
  • 57. Etude des fondations Etude d’exécution Fondations profondes  Etude des fondations: Calcul de la charge limite de pointe Qp: 1-Etude des pieux : Calcul de la charge limite de frottement latérale Qs: Justifications fascicule 62: Qmin et Qmax:
  • 58. Etude d’exécution Etude des fondations La semelle de liaison : La méthode des bielles Fondations profondes Armatures transversales inférieures : 16HA 25 Armatures longitudinales inférieures : 5HA 25 Armatures longitudinales supérieures : 10 HA 16 Ferraillage:
  • 61. Projet de Fin d’Etude Présentation du Travail de Fin d’Etude pour l’obtention du diplôme d’Ingénieur d’Etat de l’EHTP Option : Infrastructures de Transport Etude d’un Ouvrage d’Art sur Oued CHBIKA au Pk 1262 de la RN1 Membres du Jury : M. Abderrafie YOUSSFI M. Ali AZIZI Mme. Bouchra El AMMARI Mme .Houda TAIBI M. EL MESKAOUI Présenté par : M. Zouhir LABYAIRI M. Mohamed LAMRABET

Notes de l'éditeur

  1. Monsieur le président, honorable jury, chère famille, aimable assistance. C’est avec un grand plaisir que nous vous présentons ce travail de de fin d’études pour l’obtention du diplôme d’ingénieur d’état de l’école Hassania des travaux public. Le sujet de notre travail est l’étude de la reconstruction d’un nouvel ouvrage d’art pour le franchissement de oued Chbika par la nationale 1.
  2. Pour ce faire, nous aborderons notre sujet en 5 parties: D’abord une présentation du projet, ensuite, l’étude de définition Ou on va situer l’ouvrage dans son cadre global et déterminer les éléments et les contraintes qui lui sont liés; ce qui nous permet de faire le choix sur plusieurs variantes les mieux adaptées pour ce franchissement. La 3ème partie est consacrée à une étude technico-économique détaillé des deux variantes retenues à partir de l’étude de définition, pour qu’en fin garder une seule variante Cette dernière sera sujet de la 3ème partie de notre travail ou on va amener un dimensionnement détaillé de ses différents éléments.
  3. Le franchissement d’oued Chbika au PK 1262 de la RN 1 est assuré par un ouvrage, de longueur 110 m et de largeur 8,00 m, c’est un pont à poutrelles enrobées composé de quinze travées de 7,40 m. Cet ouvrage a posé plusieurs problèmes : l’état de dégradation avancée des structures de l’ouvrage. Sa largeur étroite n’accorde pas un degré de confort adéquat à la circulation, surtout en l’absence de passage réservé aux piétons. Son aspect submersible impose des coupures de la circulation lors de passage des crues. Ainsi,dans le cadre du projet de développement des provinces du sud que le Gouvernement Marocain s’est fixé comme objectif, la Direction Régionale de l’Equipement de Tan Tan a pris la décision de reconstruire un nouvel ouvrage d’art à la place de ce dernier.
  4. Pour vous situez, voilà quelques images qui illustrent l’emplacement de notre ouvrage.
  5. Le nouvel ouvrage d’art projeté doit présenter les options techniques suivantes: une chaussée à deux voies d’une largeur de 4m chacune en plus des trottoirs; un devers normal et une pente longitudinale de 1%.
  6. passons à l’étude de définition qui a pour objectif la sélection d’un ensemble des variantes qui semblent les mieux adaptées aux contraintes naturelles, fonctionnelles et financières de l’ouvrage . Elle portera essentiellement sur l’étude hydrologique et hydraulique afin de caler l’ouvrage. 1:La RN1 traverse la vallée de Oued chbika caractérisée par une brèche très large d’environ 1700m. 2:Le site appartient au bassin de Oued draa caractérisé par une géologie irrégulière composée de marne schiste et quartzites. 3:et un climat aride. la moyenne des précipitations est de 110mm/an. La T° moyenne est de 19°C.
  7. Les caractéristiques du bassin versant d’oued Chbika, contrôlé par l’ouvrage d’art, ont été communiquées par la Direction de l’Agence du Bassin Hydraulique de la Souss Massa à Agadir .
  8. Le manque de station hydrologique et par suite des enregistrements des débits, nous oblige d’avoir recours aux formules empiriques pour estimer le débit de projet. Les débits calculés sont illustrés dans la tableau suivant: La valeur obtenue par la formule régionale est celles qui s'adapte le mieux au cas étudié.
  9. Ce débit de projet calculé va nous permettre de determiner la cote des PHE. Pour ce faire on utilise la formule de Manning strikler pour tracer la courbe de tarage Et d’en tirer la cote des PHE. On doit tenir compte de l’effet du remous pour trouver le PHE final .
  10. En ajoutant 1m de revanche à cette valeur on obtient le niveau de l’intrados qui est égale 3,7m.
  11. D’après les études précédentes on retient les données suivantes: Un débouché linéaire : DL=123,225 m Un débouché superficiel : DS= 245.8m2  Une vitesse moyenne d’écoulement : V= 2,65 m/s 
  12. Apres avoir determiné le Debit de projet et la cote des PHE,on calcule l’affouillement à l’aide des formules empirique pour chaque type d’affouillement. (lire le slid)
  13. Le choix des variantes est conditionné par des contraintes techniques, économiques et esthétiques. Les pont métalliques sont éliminés vu qu’ils nécessitent une main d’oeuvre spécialisée ajouter à cela le cout d’entretien et le prix élevé de l’acier.ainsi on retient les ponts en béton Dans cette categorie il ya les pont à poutres et les pont dalles. Ces derniers sont à éviter dans notre cas car les PD ont des portées economiques tres faibles ce qui va faire augmenter le nombre de piles, Ansi on retient 2 variantes à savoir :PSIBA et le VIPP qui vont faire l’objet de la phase d’avant projet.
  14. Après avoir retenu deux variantes à l’issue de l’Etude de Définition, on passe au pré dimensionnement des éléments du pont, en se basant sur les recommandations du SETRA: Pour la 1ere variante elle est constituée de 5 travée iso 28 m chacune. Et Pour le pré dimensionnement du tablier , on a utilisé le guide PA 78 de la DRCR. La section du tablier est constituée de 4 poutres en béton armé d’une longueur de 28 m, entretoisées au niveau des appuis (vérinage) et solidarisées transversalement par l’hourdis en section courante. L’hourdis est de type général en BA, et il sera coulé sur place. Suivant les instructions du dossier pilote de la DRCR (PA78), on donnera aux poutres une forme en Té avec un talon (pour le logement des armatures) et des goussets supérieures pour relier l’âme à l’hourdis.
  15. Dans cette variante, l’ouvrage est constitué de 4 travées isostatiques de 35 m, chaque travée comporte quatre poutres préfabriquées, entretoisées au niveau des appuis et solidarisées transversalement par l’hourdis en section courante. Suivant les instructions du guide de conception des VIPP on a donné aux poutres une forme en double Té. Épaisseur de l’âme varie de 25cm en zone médiane à 40 cm au niveau des appuis pour résister à l’effort tranchant. Et une hauteur de 2 m.
  16. Apres avoir predimensionner le tablier on passe à présent aux piles.pour notre cas nous avons opté pour piles marteau avec un diamètre de 1,6 m comme le priconise le guide de conception du VIPP Le chevêtre sera encastré avec la pile, avec une hauteur qui varie de 2 m et 1m au niveau des bords. Et une longueur de 10 m Ce type de pile est intéressant du point de vue esthétique, mais également compte tenu de la faible emprise au sol Cet appui. quasi-ponctuel permet de choisir une orientation quelconque de l'appui, sans augmenter l'emprise au sol, ce qui permet de s'affranchir du problème du biais dans la plupart des cas.
  17. pour les 2 variantes, une culée enterrée est plus facile à concevoir et à réaliser Pour le predimensionnement on a suivit les recommandations du dossier pilote PP37 Largeur du sommier: 2m pour Un mur garde grève de 30cm d’épaisseur une dalle de transition de 3m et Un mur en retour de 4 m
  18. Pour les deux variantes on adoptera des fondations profondes. Puisque le niveau du bon sol dépasse les 20 mètres Pour le predimensionnement on a eu recours au fond 72 fascicule 4 et on obtient ainsi les dimensions suivantes pour les deux variantes PSI-BA et VIPP. Notons que l’entraxe des pieux a été choisie de telle façon que les pieux ne travaillent pas en groupe. Ajoutons aussi que l’epaisseur de la semelle de liaison respecte la règle de rigidité pour avoir une meilleure transmission des bielles.
  19. En s’appuyant sur des prix forfaitaires on trouve les coûts suivants: on voit bien que la variante PSIBA est plus cher que la variante VIPP Mais pour trancher,
  20. Une étude comparative portant sur le cout, la facilité et le délai d’exéc., ainsi que l’adaptation au site Nous mène à choisir la variante VIPP pour la suite de l’étude.
  21. Après avoir fait le choix sur la variante la plus adéquate pour ce franchissement qui est je rappelle la variante VIPP, les calculs des différentes parties de cette dernière seront détaillés, à commencer par l’étude des poutres. Les charges prises en comptes pour le dimensionnement sont les charges permanentes et les charges routières. Le détermination des sollicitations de calcul revient à calculer le CRT et les sollicitations moyennes relatives à chaque cas de charge.
  22. Le CRT définit la proportion des surcharges transmises à chaque poutre, ce coefficient dépend des deux paramètres d'entretoisement 𝛼 et de torsion 𝜃. En utilisant les tableaux numériques de Guyon Massonnet on obtient les lignes d’influence transversales suivantes en considérant la symétrie transversale du tablier:
  23. Ligne d’influence pour la cas de la poutre de intermédiaire et de rive.
  24. Le tableau suivant regroupe les CRT calculé pour tous les types de convoi ainsi ke l’ndication des cas les plus defavorable.
  25. Apres avoir calculer les CRT ,on calcules les sollicitations moyennes à l’aides des lignes d’influences pour les charges militaires Ce qui va nous permettre de déterminer les sollicitations globales.
  26. En utilisant les différentes combinaisons envisageables à l’ELU et à l’ELS, on trouve les résultats suivants. Notons qu’on ne peut pas combiner à la fois deux système de charges routières différentes conformément au fascicule 61 titre II excepté avec les charges sur trottoir
  27. Les sollicitations calculées dans la partie précédente sont exploité pour le calcul de la précontrainte; ce calcul sera fait dans la classe II, pour une caractéristique du béton de 35MPa. Les câbles pris en considération sont des câbles T15 classe 1770. Classe II: le rapport des (char perm)/(char d’expl) est élevé.
  28. Les dispositions et les excentricités des câbles à mi-travée au niveau de chaque poutre apparaissent dans ce dessin.
  29. Nous distinguons deux familles de câble de précontraintes : la 1ère famille servira à supporter le PP des poutres+hourdi alors que la 2ème famille servira a supporter les superstructures ainsi que les surcharges. Afin de déterminer la précontrainte, on limite la contrainte de compression et de traction du béton à des valeurs admissibles en supposant que la section est surcritique.
  30. Passons maintenant au calcul de la précontrainte, le calcul se fait séparément pour la 1ere et 2ème famille. Pour la 1ere famille les cas les plus défavorables sont: Lors de la mise en tension sous poids propre seul. Et juste avant la mise en tension de la 2ème famille et après bétonnage de l’hourdis. Pour le 1er cas on trouve une valeur de la précontrainte P 1 ≥4,5 MN. Pour le 2ème cas une valeur 𝑷 𝟏 ≤ 𝟔,𝟕 𝐌𝐍. Ce qui correspond à 5 câbles 7T15 pour une valeur de la précontrainte pour la 1ère famille de P1=𝟓,𝟔𝟑 𝑴𝑵.
  31. Pour la calcul de précontrainte de la 2ème famille le cas le plus défavorable est celui de l’ouvrage à l’état final. On trouve une valeur P 𝟐 ≥2,14 MN qui est respectée en prenant 2 câbles 7T15 pour une valeur de la précontrainte de la 2ème famille de P 𝟐 =2,25 MN.
  32. La vérification de la résistance à l’effort tranchant se fait dans le cas de poutre seule après sa pose; et en service. Pour reprendre cet effort une section d’armatures transversales calculée, au niveau de chaque poutre , correspond à des cadres de HA14 espacé de 20cm au niveau des appuis et de 45cm à mi-travée. Armatures de peau 3cm2/m de perimetre.
  33. La vérification des contraintes à l’ELU consiste à s’assurer que la force de précontrainte résiduelle 𝐅 𝐩 = 𝐀 𝐩 𝛔 𝟑 est supérieure à la résultante de compression dans le béton
  34. Le relevage de chacun des câbles se fait après calcul du tracé du câble moyen de la 1ère famille, ceci en adoptant les recommandations citées dans les documents techniques SETRA. On trouve alors des angles de relevages allant de 4° à 20°.
  35. La justification des abouts de la poutre est faite vis-à-vis de: l’action de l’ancrage, ce qui nécessite des armatures pour le frettage de surface, le frettage d’éclatement et une section d’équilibre de diffusion pure. La bielle d’about cette vérification impose une majoration des armatures transversales L’équilibre du coin inférieur pour s’assurer qu’il n’y a pas un risque de fendage du coin du béton sous la réaction d’appui.
  36. La justification des abouts de la poutre est faite vis-à-vis de: l’action de l’ancrage, ce qui nécessite des armatures pour le frettage de surface, le frettage d’éclatement et une section d’équilibre de diffusion pure. La bielle d’about cette vérification impose une majoration des armatures transversales
  37. La poutre doit etre vérifié vis à vis L’équilibre du coin inférieur pour s’assurer qu’il n’y a pas un risque de fendage du coin du béton sous la réaction d’appui.
  38. Pour vérifier les hypothèses sur les pertes de la précontraintes prises en comptes pour les calcul; Nous avons calculé les pertes instantanées et différées pour chaque câble. Nous avons trouvé: pour les pertes instantanées une moyenne allant de 6 à 12%. Pour les pertes différées des valeurs variant entre 15 et 22,4%. Ces valeurs calculées restes comparables aux hypothèses initiales de calcul qui ètait de 10% pour les PI et 20% pour les PD.
  39. Pour le calcul de l’hourdis, on considère 3 sections: Section à mi – porté transversale du hourdis Section à l’encastrement sur les poutres Section à l’encastrement sur les entretoises
  40. L’hourdis est calculé vis-à-vis de la flexion local. Pour ce faire, nous avons utilisé les abaques de THENOZ du SETRA, ce qui nous a permis de calculer les moments de dimensionnement en travée ainsi que les moments de continuité sur poutres. Le calcul de ferraillage peut donc se faire aisémenet en introduisant les moments obtenus dans des applications EXCEL.
  41. Pour le calcul de l’hourdis, on considère 3 sections: Section à mi – porté transversale du hourdis Section à l’encastrement sur les poutres Section à l’encastrement sur les entretoises
  42. Pour chaque pile on mettra deux lignes de quatre appareils d’appui en élastomère fretté CIPEC. Chaque appareil se trouvant sous le talon d’une poutre (figure 7.1). Pour les culées, on dispose une ligne de quatre appareils d’appui. La distance, donc, entre les appareils d’appui est : d =2,80 m.
  43. Le calcul de la section des appareil donne les resultats suivants:
  44. Pour approuver l’utilisation de ces appareils d’appuis ,il faut vérifier leur validité vis-à-vis d’un ensemble de condition telle que :Rc;non flambement . Et je notes ke toutes ces conditions ont été validé.
  45. après calcul en flexion composée et en torsion de la culée, le ferraillage retenue se présente comme illustré dans cette figure.
  46. De meme pour les piles
  47. Selon le fascicule 62 titre V la vérification des fondations des ouvrages d’art consiste à vérifier que la charge axiale de calcul en tête d’un élément reste comprise entre deux limites notées Qmin et Qmax.
  48. En guise de conclusion je dirais que .Ce travail nous a permis de compléter notre formation et d’enrichir nos connaissances en matière d’étude des ouvrages d’art. En plus, il nous a aidé à franchir la porte de l’ingénierie pour intégrer le monde professionnel.