CAMBRURE ET FLÈCHE

De façon générale, il faut prévoir une cambrure sous charge morte pour les profilés soudés (WWF, WRF) et les poutres assemblées lorsque la déformation due à la charge permanente calculée dépasse 15 mm ou lorsque les poutres ont une portée supérieure à 25 mètres.

Dans le cas des poutres mixtes, on doit tenir compte des effets du fluage et du retrait du béton.

Pour les ponts dont une des portées dépasse 45 m, le concepteur peut choisir de mettre un gousset (surépaisseur de béton) vis-à-vis les poutres dont l’épaisseur indiquée aux plans est fonction de la précision des calculs de la cambrure. Le but de spécifier une épaisseur de gousset aux plans est d’éviter le rehaussement du profil final du tablier, en modifiant l’épaisseur du gousset au moment de l’ajustement des coffrages de la dalle, dans le cas d’une cambrure résiduelle à la suite de l’application des charges permanentes totales.

Pour les charges appliquées après le développement de l’action mixte, la section d’acier seule ou mixte (poutre et armature de la dalle) sans la dalle de béton, doit être considérée dans le calcul des propriétés de la section aux zones de moment négatif.

La flèche totale due à la surcharge routière est la somme des valeurs absolues des flèches positive et négative.

10.4 CONCEPTION

Cette section fournit des informations complémentaires au chapitre 10 de la norme CAN/CSA-S6. Les symboles sont définis au chapitre 10 de cette norme, à l'exception de ceux identifiés dans le texte.

10.4.1 Analyse des poutres mixtes

Les informations qui suivent s’appliquent à l’analyse et au dimensionnement des poutres d’acier mixtes des ponts non étayés au cours de la mise en place du béton de la dalle.

 La section d’acier seule doit être considérée pour les charges appliquées avant l’action mixte. En phase de construction, la résistance en flexion de la poutre doit être déterminée par une analyse élastique pour toutes les classes de section.

 Pour l’analyse des efforts, les propriétés de la section mixte aux zones de moment positif et les propriétés de la section d’acier seule ou mixte (poutre et armature de la dalle) aux zones de moment négatif doivent être considérées pour les charges appliquées après l’action mixte.

 Dans le calcul des propriétés d’une section mixte homogénéisée, il faut négliger le béton en traction lorsque l’axe neutre élastique est localisé dans la dalle.

 Les propriétés de la section homogénéisée doivent se calculer avec un coefficient d’équivalence n = Es/Ec pour l’analyse des surcharges routières, du gradient thermique, de la flèche due à la surcharge routière incluant le calcul de la première fréquence de flexion et de la flèche due au retrait du béton de la dalle. L’effet de glissement doit être considéré à l’exception du calcul des contraintes sous l’effet du gradient thermique et du retrait.

 Les propriétés de la section homogénéisée doivent se calculer avec un coefficient d’équivalence 3n pour l’analyse des charges permanentes surimposées, en considérant l’effet de glissement.

 Dans le cas des poutres continues sur plusieurs travées, les points d’inflexion qui délimitent les zones de moment positif et de moment négatif sont calculés aux états limites d’utilisation en additionnant les efforts dus aux charges permanentes agissant sur la section non mixte et des charges permanentes surimposées agissant sur la section mixte homogénéisée pour les zones de moment positif et sur la section d’acier seule ou mixte (poutre et armature de la dalle) aux zones de moment négatif (voir la figure 10.4-1).

 Le calcul de la résistance d’une section mixte aux ÉLUL, des contraintes à l’ÉLF (fatigue) et à l’ÉLUT n^o 1 dans les zones de moment positif ainsi délimitées considère la section mixte pour un moment positif des courbes enveloppes maximale et minimale et la section d’acier seule pour un moment négatif de la courbe enveloppe minimale (voir la figure 10.4-2).

 Le calcul de la résistance d’une section aux ÉLUL, des contraintes à l’ÉLF (fatigue) et à l’ÉLUT n^o1 dans les zones de moment négatif ainsi délimitées, considère la section d’acier seule si la section n’est pas mixte ou la section d’acier combinée à l’armature longitudinale de la dalle pour une section mixte (voir la figure 10.4-3).

 L’équation d’interaction de l’article 10.10.5.2 de la norme CAN/CSA-S6 ne s’applique pas dans le cas d’une section mixte. Cependant, il faut limiter le rapport Vf/Vr à une valeur maximale de 0,6.

 Pour le calcul de la flèche et des contraintes dues au retrait, la valeur à considérer du raccourcissement unitaire causé par le retrait gêné du béton, est de 250 x 10^{- 6}.

 L’effet du gradient thermique et celui du retrait doivent être considérés dans les zones de moment négatif même si la section d’acier n’est pas mixte, en raison de la présence d’un nombre minimal de goujons.

 Les contraintes dues au gradient thermique et au retrait doivent également

 Le calcul de la résistance flexionnelle d’une section mixte aux ÉLUL doit se faire selon une répartition linéaire des contraintes correspondant à l’apparition de la limite élastique dans la section en acier et une plastification de la dalle de béton pour les cas suivants :

- si le calcul considère une nuance d’acier inférieure à celle utilisée pour la fabrication des poutres principales;

- si la profondeur de la partie comprimée de l’âme, d’une section d’acier de classe 3 ou d’une poutre à âme pleine raidie, calculée selon une distribution de contraintes entièrement plastiques est supérieure à 850w/ _Fy.

10.4.2 Autres exigences

En ce qui concerne les exigences de résilience, les essais de résilience Charpy doivent être faits conformément au tableau 10.12 pour les membrures à résistance critique à la rupture, au tableau 10.13 pour les membrures principales tendues et au tableau 10.14 pour le métal d'apport de la norme CAN/CSA-S6. La température minimale de service Ts doit correspondre à la température minimale moyenne quotidienne indiquée à la figure A3.1.2 de la norme CAN/CSA-S6. À partir de la température minimale de service Ts, le concepteur doit préciser au devis spécial, les températures d’essai Tt de résilience Charpy requises pour l’acier des membrures et le métal d’apport qui doivent être plus basses ou égales à – 20 ^oC pour l’acier de nuance 300 WT, 350 WT et 350 AT. La température d’essai Tt pour l’acier des membrures doit également être indiquée aux notes générales du feuillet « Charpente métallique » des plans.

Les membrures des contreventements et des diaphragmes d’un pont courbe dans le plan, doivent être calculés comme des éléments principaux structuraux (article 10.13.5 de la norme CAN/CSA-S6). Par conséquent, la nuance de l’acier de ces éléments structuraux doit rencontrer, selon le cas, les mêmes exigences de résilience que pour les membrures à résistance critique à la rupture et les membrures principales tendues.

Les raidisseurs transversaux sur lesquels sont attachés des diaphragmes, des contreventements ou des entretoises doivent être fixés par soudure aux deux semelles des poutres. Tous les autres raidisseurs transversaux doivent être soudés uniquement à la semelle en compression. La distance requise entre l'extrémité de la soudure du raidisseur sur l'âme et le bord de la soudure d'angle de l'âme à la semelle en traction ne doit pas être inférieure à 4 w, ni supérieure à 6 w. Dans les zones de renversement d’effort, les raidisseurs transversaux doivent être soudés aux deux semelles des poutres.

L’espacement des contreventements transversaux ou des diaphragmes intermédiaires ne doit pas être supérieur à 8 mètres.

Les membrures qui composent les panneaux de contreventement transversal intermédiaire, lesquels sont boulonnés aux raidisseurs transversaux des poutres principales, doivent être assemblées à l’usine.

Lorsque les surfaces d’acier des membrures des panneaux de contreventement sont peinturées ou galvanisées, les assemblages soudés des membrures aux goussets des panneaux doivent être étanches.

Généralement, la catégorie de détails « C » pour l’étude de la résistance à la fatigue d’un assemblage soudé bout à bout dans une semelle et dans l’âme d’une poutre principale doit être considérée. Pour des cas particuliers, la catégorie de détails « B » peut être considérée et le devis spécial doit mentionner qu’un meulage de la soudure est requis dans la direction de la contrainte appliquée.

L’épaisseur de l’âme d’une section de poutre assemblée doit être constante sur toute la longueur de la section. Le changement de l’épaisseur de l’âme doit se faire aux joints de chantier. Cependant, la différence d’épaisseur de la plaque d’âme doit être d’au moins 6 mm de manière à avoir des fourrures d’au moins 3 mm d’épaisseur.