GCIV-5340 Conception des ponts

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2006-11-23 Évaluation des ponts 1

GCIV-5340

Conception des ponts

Prof. Noyan Turkkan Faculté d’ingénierie, 119 G2 turkkan@umoncton.ca 506-858-4304

U. de Moncton

Évaluation

des ponts existants

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Évaluation

• Établir la limite de surcharge légale

• Établir la limite de surcharge admissible d’un pont de capacité insuffisante

• Déterminer si la traversée d’un véhicule surchargé est possible

• Élaborer des programmes visant la réparation, le renforcement et le remplacement des ponts

Inspection

• Examen de toute les caractéristiques

physiques du pont susceptibles d’influer sur l’intégrité structurale

• Identification des sections endommagées ou détériorées

• Vérification de la correspondance des plans disponibles

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Méthode d’évaluation

• Définir la géométrie de la structure

• Déterminer la surcharge routière

• Définir la catégorie de circulation, PA, PB, PS ou PC

• Définir les catégories de charges permanentes

Méthode d’évaluation

• Choisir les valeurs appropriées pour β

• Trouver les coefficients de pondération

• Calculer la résistance pondérée et la comparer à la somme des efforts pondérés en calculant F

β → indice de fiabilité

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Facteur de capacité surcharge, F - ÉLUL

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D A

L

U R D A

F

L I

φ α α

α

− −

= +

∑ ∑

U - Coefficient d’ajustement de la résistance φ- Coefficient de tenu

R - Résistance

α- Coefficient de pondération des efforts L – Surcharge nominale

D – Charges permanentes nominales A – Autres surcharges nominales

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Facteur F

F > 1, pour tout élément, le pont est jugé adéquat pour supporter la charge nominale selon le niveau de sécurité exigé

Facteur F

F < 1, l’élément évalué est considéré de faible résistance.

L’évaluateur peut prendre l’une

des mesures suivantes:

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F < 1

• Restreindre la surcharge de manière que F ne soit pas inférieur à 1

• Effectuer de nouveau l’analyse en appliquant des mesures permettant de réduire β

• Renforcer tous les éléments de faible résistance du pont

• Fermer le pont à la circulation

• Prendre tout autre mesure appropriée

Résistance des matériaux

Une des méthodes suivantes est utilisée pour déterminer la résistance des matériaux utilisés

Revue des documents et plans originaux

Analyse des test sur les échantillons obtenues

Estimation en considérant la date de la construction

Autres méthodes appropriées

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Acier de construction

420 250

Après 1975

420 230

1933-1975

420 210

1905-1932

360 180

Avant 1905

Fu MPa Fy

MPa Date de la

construction du pont

Les valeurs à utiliser en l’absence de plans ou de certificats d’usine

Rivets

360 Après1936

320 Avant 1936

Fu MPa Date de la construction

du pont

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Acier de précontrainte

1725 Après 1963

1600 Avant 1963

f_pu MPa Date de la construction

du pont

Béton

Si les plans, les spécifications ou des échantillons ne sont pas disponibles

Infrastructure, fc’=15 MPa

Superstructure, fc’=20 MPa

Éléments précontraints, fc’=25 MPa

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Acier doux

300 350 Après 1978

- Étriers et cadres - Reste

275 1956-1978

230 1914-1955

210 Avant 1914

Fy MPa Date de la

construction du pont

Charge permanente

La charge permanente est répartie en trois catégories

D1 – tout élément préfabriqué et béton coulé sur place

D2 – tablier et éléments non structuraux

D3 – asphalte (90 mm pour l’évaluation)

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Surcharge due à la circulation

Les catégories

• PA, permis de circulation annuel

• PB, permis de transport en vrac, voyages multiples

• PS, permis pour voyage unique

• PC, circulation contrôlée

Surcharge due à la circulation

Les niveaux

• CL1-W

• CL2-W

• CL3-W

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Indice de fiabilité β β β β

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1

-10 0 10 20 30 40

Z=R-S 0

0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3

0 5 10 15 20 25 30

R,S

S R R – Résistance

S - Sollicitation

2 2

0

Z S R

Z

Z R S

Z Z

σ σ σ

βσ β σ

= −

= +

− =

=

Z βσZ

Probabilité de rupture, p

_f

3.2 x 10^-5 4.0

2.3 x 10^-4 3.5

1.4 x 10^-3 3.0

0.62 x 10^-2 2.5

2.3 x 10^-2 2.0

0.67 x 10^-1 1.5

1.6 x 10^-1 1.0

p_f β

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Comportement du système

• Catégorie S1, ruine de l’élément conduit à l’effondrement général

• Catégorie S2, ruine de l’élément ne conduit pas éventuellement à

l’effondrement

• Catégorie S3, ruine de l’élément conduit à l’effondrement local

Comportement de l’élément

• Catégorie E1, l’élément en question présente soudainement une réduction de résistance

• Catégorie E2, l’élément en question présente une défaillance, conserve sa résistance

• Catégorie E3, l’élément en question présente graduellement une

défaillance

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Niveau d’inspection

• Niveau INSP1, composant ne peut être inspecté

• Niveau INSP2, inspection est satisfaisant et que les résultats sont consignés au rapport et disponible pour consultation par l’évaluateur

• Niveau INSP3, l’inspection de composants critiques et de faible résistances a été

effectuée par l’évaluateur et que les calculs d’évaluation finaux prennent en compte tous les renseignements