Répartition des charges

(1)

2006-09-12 GCIV-5340 Répartition des charges 1

GCIV-5340

Conception des ponts

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

Répartition des

charges

(2)

Généralités

Géométrie

Direction transversale Direction

Longitudinale

Circulation Appuis

L

B

Direction Longitudinale

Direction transversale Circulation

Appuis

Angle du biais ψ

Paramètre de biais

tan B

L ε = ψ

ψ

Pour les ponts dalles et dalles évidées

Pour les ponts à dalles

S’ S

B

(3)

Types de sections

Dalles pleines ou évidées en BA ou BP

BA >> Béton armé BP >> Béton précontraint

Dalle sur poutres

Poutres en acier Dalle en béton armé

S

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Poutres caissons

Multiples Unicellulaire

Classification

D

<50

<100

C 50 - 250

100 - 1000

B

> 250-1000

> 1000-4000

A

>1000

> 4000

Classe Trafic routier moyen

des camions par jour Trafic routier moyen

par jour

(5)

Comportement

Flexion et torsion

Flexion

Différentes flèches pour chaque poutre

Modélisation (5.4.2)

La géométrie et les caractéristiques structurales d’un pont doivent être modélisées afin que le modèle d’analyse reflète bien le comportement du pont

Théories des petits déplacements

Théories des grands déplacements

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Théories des petits déplacements

Effets des déplacements ne sont pas tenus compte au moment de l’analyse

Poutres

Cadres

Dalles

Grillages

Théories des grands déplacements

Effets des déplacements sont tenus compte au moment de l’analyse

Ponts en arc

Ponts suspendus

Ponts haubanés

(7)

Réponses structurales à considérer

Facteurs influant sur les réponses structurales (5.4.4)

La continuité des travées

La géométrie en plan, biais, courbure

Variation longitudinale de la section transversale

Les diaphragmes et les traverses

Les contreventements

(8)

Facteurs influant sur les réponses structurales (5.4.4)

Les conditions d’appuis

La température

Le fluage, le retrait, la relaxation

Le raccourcissement élastique

La séquence de construction

Méthodes d’analyse classique

• Analogie du grillage

• Théorie des plaques

orthotropes

(9)

Méthodes d’analyse moderne

Raffinées

Éléments finis

Simplifiées

Statique

Empirique (S6-00)

Analogie du grillage

Dalle divisée en poutres croisées pour former un grillage

Appuis

Circulation

(10)

Plaque orthotrope

L’équation différentielle suivante est souvent utilisée pour résoudre les plaques ayant des caractéristiques différentes dans les deux direction perpendiculaires :

4 4 4

4 2 2 4

1 2

( , )

x y

xy yx

w w w

D D D q x y

x x y y

D D D D D

∂ ∂ ∂

+ + =

∂ ∂ ∂ ∂

= + + +

D

_x

– Rigidité longitudinale en flexion D

_y

– Rigidité transversale en flexion D

_xy

– Rigidité longitudinale en torsion D

_yx

– Rigidité transversale en torsion D

₁

, D

₂

– Rigidités de couplage q(x,y) – charge appliquée

Éléments finis

(11)

Modélisation par EF

Dalle en béton sur Poutres en acier

Modélisation de la section

Éléments de plaque

Élément rigide Poutre

Noeud

Acier Béton

Éléments de poutres

(12)

Méthode simplifiée

charges permanentes (5.6)

L’analogie de poutre peut être utilisée pour les ponts conformes aux conditions suivantes:

La largeur est constante

Les conditions d’appuis sont assimilables à celles d’appuis linéaires

Pour les ponts dalles et les dalles évidées ε ≤ 1/6

Pour les ponts à dalle sur poutres ε ≤ 1/18

S’ ≤ 0.60S ne dépassant pas 1.8 m

S’ S

Méthodes simplifiées surcharge de camion

A. Méthode statique B. Méthode empirique

(S6-00 sections 5.6 et 5.7)

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A - Méthode statique

1) Calculer le moment de flexion, M

_T

= M(1+CMD)

Camion CL ou autre (charge mobile)

M est le moment à un point quelconque

CMD est le coefficient de majoration dynamique

A - Méthode statique

2) Calculer le facteur de répartition, FR, pour chaque poutre par FR = R / W

W/2

W/2 W/2 W/2

Camion, W Camion, W

ROTULE

(14)

A - Méthode statique

3) Calculer le moment, M _g , pour une poutre par

M _g = FR x M _T

B - Méthode empirique S6-00 (5.7)

1 - Superstructures peu profondes (ossatures élancées)

• Dalle sur poutres

• Dalle ou dalle évidée 2 - Poutres caissons

• Multiples

(15)

B - Méthode empirique

Pour l’analyse de surcharge, les méthodes simplifiées des articles 5.7.1.2 à 5.7.1.5 peuvent être

utilisées, si ces ponts satisfont aux conditions suivantes:

Conditions

La largeur est constante

Les conditions d’appuis sont

assimilables à celles d’appuis linéaires

Pour les ponts dalles et les dalles évidées ε ≤ 1/6

Pour les ponts à dalle sur poutres ε ≤

1/18

(16)

Conditions

Pour les ponts avec dalle sur poutres, il doit y avoir au moins trois poutres

longitudinales à espacement et à rigidité égaux, ou dont les variations par rapport à la moyenne ne dépassent pas 10%

dans chaque cas

S’ ≤ 0.6S ne dépassant pas 1.8 m

S’ S