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guide - PLATEFORME OUVRAGES D`ART - "PILES"

1. 3350mm distance entre 1360mm Caract ristiques du convoi en charge LARGEUR HORS TOUT 719 ma HAUTEUR HORS TOUT 4160 ym Nee ct Mut sese wes ncn oe Y Y Ces Der gt Ces longueur hors tout 20980 mm largeur hors tout r troviseurs position maxi 3990mm Sch ma du P E B LECLERC 2 189 di d3 2 652 P T R 97 t 1 El vation du convoi 18 110 B L 5 675 5 635 m 6 x 1 360 4 325 1 350 Di D 5 al um S E E i 00 00 e o 2 e 9 a u N 1 34 85t 61 90t 2 Plan du convoi 300 impact au sol o 19 sz AE B sers oj bd cu Te Y mg Dx ed gt lt E e gt lt 200 3 Plan de la remorque charge r partie Nota 43 2 652 les cotes sont et mm LES CONVOIS DE TRANSPORTS EXCEPTIONNELS VERIFICATION DES OUVRAGES D ART AUTOROUTIERS SOUS LE PASSAGE DES PORTE ENGINS BLINDES LECLERC Sommaire 1 1 GENERAL ITES i seen 10 1 2 PRINCIPES A SUIVRE POUR LA VERIFICATION DE LA CHARGE PORTANTE D UN 11 K2 Principes de v FrifiCaliotauu eee Ee tee RR Ee ree He EE RO ie e ie catu 11 T22 lt SP
2. 21 321 Ga 21 3 2 2 La s curit vis vis d une accumulation de v hicules ss 22 3 2 3 Rappels sur les diff rents types de coefficients de pond ration et de majoration 23 3 2 4 Cas d un ouvrage en bon tat dimensionn sans d rogations ou avec d rogation acceptable 23 3 2 5 Cas d un ouvrage dimensionn avec d rogations seen 24 3 2 0 L efforttralWchahti v oet a 26 3 27 Le A ete gendo IS ER ei Rilke 27 3 2 8 Les poinis QV rifieri esca ce dot pee dee eee iere a rs eiua be inerte td 27 3 2 9 Exemples de calculs i eas RE RR epe e SEEN ERU tennis 27 4 COMBINAISONS D ACTIONS PRENDRE EN COMPTE eere 29 4 1 HISTORIQUE TABLEAU CHRONOLOGIQUE TOUS REGLEMENTS CONFONDUS eere enne 29 4 REGLEMENTS RELATIFS AUX OUVRAGES EN BETON ARME ccsssssssecsessecseeseeseesesceseecesceeceseeseesecaecsecsaesaesaecaesaees 35 4 2 1 Principales insuffisances de calcul connues nn 35 4 2 2 bes d YOgatlOns eee etes HERE EV ve riiv e ME 35 43 REGLEMENTS RELATIFS AUX OUVRAGES EN BETON PRECONTRAINT nes 39 4 3 1 Principales insuffisances de calcul connues inner 39 45852 Les IAM ENS MC 39 44 REGLEMENTS RELATIFS AUX OUVRAGES METALLIQUES ET AUX OUVRAGES MIXTES ACIER BETON 43 4 4 1 Principales insuffisances de calcul connues nn 43 442 Lesd rogations is e e ee e
3. paisseur des entretoises gale 0 30 m tre coupe transversale quatre poutres de 2 20 m tres de hauteur chacune soit un lancement du 1 18 me espac es de 3 m tres hourdis g n ral de 0 20 m tre d paisseur sans d bord par rapport la table de compression des poutres de rive logiciel de calcul logiciel VIPP EL du SETRA 5 3 4 Hypoth ses de calcul pour les notations cf 2 1 et 2 2 Les ouvrages tant consid r s comme dimensionn s selon les r glements actuels nous avons pu nous borner comparer les seules sollicitations r sultant des charges d exploitation cf chapitre 3 Pour les ouvrages isostatiques le gradient thermique ne cr e pas d effort et n est donc pas pris en compte Pour les ouvrages hyperstatiques conform ment aux errements habituels le gradient thermique n a pas non plus t pris en compte Les logiciels de calcul des ponts types ne consid rent de toutes fa ons pas l effet du gradient thermique 50 a charges du fascicule 67 titre Il Charges civiles de type A L pond r es par a a Charges civiles de type B Bc Bt Br pond r es par bc bt et 5 coefficient de majoration dynamique Convoi militaire MC120 b charges de la partie 3 de l Eurocode 1 Le coefficient de majoration dynamique est d j inclus dans l intensit de la charge du tandem TS et n a donc pas t appliqu automatiquement par les logiciels de calcul c P E B m l a
4. 1 35 Apes x 11x8 1 3 Qn En effet le gradient thermique n est pas prendre en compte l E L U cf le tableau D 2 1 1 de l annexe D du BAEL Par souci de simplification et pour tre coh rent avec l Eurocode il sera consid r par la suite S 1 85 Guax Guin 1 35 QpeBx1 1x8 Qm est possible de consid rer que Qipes x 1 1 x Qu constitue un groupe de charges au 15 sens de l article 4 5 de l Eurocode qui sera not par la suite PEB x 11x8 1 ll est alors possible d crire S 1 35 Gmax Gun 1 35 Qcpepy x 111x8 1 b E L S combinaisons rares Selon l article 7 3 1 des Directives Communes de 1979 les sollicitations de calcul consid rer sont 5 Guax Guin Qik soit conservant la notation pr c dente 51 S Gmax Guin Qpes x 1 1 8 11 1 O 0 Qs c E L S combinaisons fr quentes Compte tenu du nombre de passages de convois de P E B il n y a pas lieu d tudier des combinaisons fr quentes avec le P E B consid r comme action variable de base Remarque 1 Pour les v rifications des appuis et de certaines structures portiques etc il y a lieu de consid rer galement les autres actions thermiques concomitantes cf 3 2 7 Remarque 2 s il s agit d un ouvrage m tallique pour lequel les DC 71 sont applicables il est loisible d adapter les coefficients 2 3 Cas de chargements 2 3 1 Conditions respecter L
5. Minist re de l Equipement des Transports et du Logement LES CONVOIS DE TRANSPORTS EXCEPTIONNELS GUIDE SUR LES CONDITIONS DE PASSAGE DES PORTE ENGINS BLINDES LECLERC SUR LES AUTOROUTES ET AUTRES ROUTES FORCE PORTANTE DES OUVRAGES D ART LES CONVOIS DE TRANSPORTS EXCEPTIONNELS GUIDE SUR LES CONDITIONS DE PASSAGE DES PORTE ENGINS BLINDES LECLERC SUR LES AUTOROUTES ET AUTRES ROUTES FORCE PORTANTE DES OUVRAGES D ART F vrier 1999 Document r alis et diffus par le SERVICE D ETUDES TECHNIQUES DES ROUTES ET AUTOROUTES Centre des Techniques d Ouvrages d Art 46 avenue Aristide Briand B P 100 F 92225 Bagneux Cedex FRANCE T l phone 01 46 11 31 31 T l copieur 01 46 11 31 69 Membres du groupe de travail Mme H Oudin Hograindleur l T P E M J M Lacombe _ T P E M D Poineau 1 D T P E Directeur Technique M J Y Sablon I T P E Conseiller Eurocodes M J A Calgaro 1 C P C SOMMAIRE DU GUIDE Avant propos Caract ristiques du porte engins blind s Leclerc V rification des ouvrages d art autoroutiers sous le passage des porte engins blind s Leclerc Annexe R sultats des tests effectu s Annexe V rification des ouvrages d art des autres routes sous le passage des porte engins blind s Leclerc AVANT PROPOS La circulaire n 89 52 du 22 Ao t 1989 5 a rendu possible la circulation des convois de transports exceptionnels sur les autoroute
6. Qm PEB x1 1x 8 lt S 1 2 Q ran ou S Qm eesia1x5 lt 5 1 20 Si aucune de ces in galit s n est v rifi e ce qui est probable pour les l ments secondaires entretoises pi ces de ponts etc il faut alors consid rer l effet du char de 100 tonnes Compte tenu de la d rogation de 20 autoris e pour les charges militaires l poque il n est plus possible de se borner comparer les effets des charges d exploitation La justification doit int grer les effets du poids propre G puisque celui ci n a plus le m me effet de part et d autre de l in galit cause du coefficient 1 2 1 Il faut alors regarder si S G Qnm qpesxiix lt S G 1 2 n5 Remarque le d nominateur 1 2 est d la majoration des contraintes de 20 autoris e sous les charges militaires et le 1 2 en multiplicateur correspond celui de la sollicitation du 1 genre du r glement de b ton arm de 1964 Dans le cas o l on observe encore des d passements un recalcul complet de l ouvrage s impose Remarque Comme indiqu ci apr s au paragraphe b la majoration de 2096 des contraintes n est pas acceptable pour les aciers passifs par contre elle peut tre acceptable pour le b ton Exemple 2 Cas d un ouvrage en b ton arm construit en 1964 et largi par diminution de la B A U Pour cette ann e de construction le tableau du paragraphe 4 2 relatif aux ouvrages en b ton arm 25 signale une d rogation En eff
7. l poque de la construction de l ouvrage D autre part pour ce type d ouvrage le paragraphe 4 3 signale deux insuffisances de calcul connues la non prise en compte du gradient thermique et la non prise en compte des d formations diff r es g n es effet du fluage Le calcul de justification doit prendre en compte ces deux insuffisances Dans ce cas il n est plus possible de se borner comparer des courbes enveloppes Pour prendre en compte correctement l effet du fluage il est n cessaire de connaitre l tat vide et donc de proc der un recalcul complet de l ouvrage E L S et E L U 3 2 5 Cas d un ouvrage dimensionn avec d rogations 24 Il existe plusieurs types de d rogations dont certaines peuvent tre consid r es comme acceptables mais doivent faire l objet de justifications particuli res Le chapitre 4 pr cise les d rogations r glementaires qui peuvent tre jug es acceptables et celles qui ne peuvent pas l tre En ce qui concerne les d rogations non r glementaires particuli res un march il n est pas possible de les recenser ici Chaque cas doit faire l objet d une r flexion particuli re a d rogations inacceptables Les d rogations militaires Des d passements de contraintes admissibles habituelles taient autoris s sous les charges militaires par exemple par la circulaire du 5 Mai 1939 Cette pratique s est prolong e jusqu en 1960 pour les parties m talliques des po
8. gt 3 P E B sur la voie 1 charges de trafic concomitante de l Eurocode sur les autres voies gt P E B sur BAU charges de trafic concomitante de l Eurocode sur les autres voies Ce cas de charge o le P E B circule sur la BAU a t mod lis pour l tude de la flexion transversale Les r sultats obtenus portent conclure que la circulation du P E B sur la BAU doit tre interdite d combinaisons Conform ment aux tableaux du chapitre 4 du pr sent guide nous avons compar les sollicitations correspondant aux combinaisons suivantes E L S rare PEB x11x8 111 Qoi Qc pep x 11x8 01 lt Qiixoxaxia QipEB x 11x8 lt Qmerzoxs E L U 1 35 Qi PEB x 11x8 1 1 5 Q aw x1 07 1 35 Q pegi x 11x85 01 lt 1 5 QexbxSx107 1 35 peg x 11x8 lt 1 35 Qpuerzo x 8 5 3 5 Sp cificit s li es l utilisation des logiciels de calcul de ponts types Depuis une ann e ces logiciels sont en cours d adaptation aux calculs selon les Eurocodes mais n taient pas op rationnels lors des tests Les chargements ont donc t mod lis s manuellement l aide de charges de type A l g n ralis es pour UDL ou de charges de type B g n ralis es pour P E B et TS Les principales difficult s rencontr es ont t les suivantes un calcul ne permet de charger qu une voie la fois Sur une voie donn e il n est pas possible de faire varier l espacement de plusieurs convois de fa on a trouv
9. pas tre assur e cf 3 2 2 un recalcul complet est n cessaire ce n est pas l objet du pr sent guide m me si on y trouve de nombreuses informations pertinentes notamment au chapitre 4 1 2 2 Pi ges viter Dans la pratique la comparaison des sollicitations n est pas aussi simple que cela car d une part la r glementation concernant les charges et le calcul des structures a constamment volu ces cinquante derni res ann es et d autre part pendant la p riode de validit d un r glement de nombreuses circulaires sont venues le modifier ou le compl ter Au total une cinquantaine de textes divers et vari s figurent dans le tableau chronologique tous r glements confondus au paragraphe 4 1 ci apr s 11 Parmi les pi ges qui rendent la simple comparaison des sollicitations voqu e ci avant d licate il est possible de citer titre d exemples la d cision minist rielle des 8 et 10 D cembre 1962 sur le programme des surcharges r glementaires des ponts portant autoroutes qui imposait de placer le char de 100 tonnes sur la bande d arr t d urgence B A U vis vis de la flexion transversale mais l interdisait vis vis de la flexion longitudinale poutraison principale Cette pratique a ensuite t modifi e par le titre ll du fascicule 61 du cahier des prescriptions communes C P C de 1971 Remarque Certains ouvrages dont la chauss e a t largie par suppression de la bande d
10. s Le groupe de travail a effectu des calculs portant sur un certain nombre d ouvrages non courants et d ouvrages types pour tester le mod le de chargement Ces tests ont montr que la cohabitation du convoi de P E B et du trafic tait possible dans les cas tudi s Bien entendu il est impossible de g n raliser les conclusions de ces tests l ensemble des ouvrages du r seau autoroutier La responsabilit en incombe aux gestionnaires qui doivent faire v rifier la force portante de tous les ouvrages concern s par le passage du P E B il est cependant possible d extrapoler une s rie d ouvrages en bon tat d ge de conception et de caract ristiques identiques les r sultats du recalcul d un des ouvrages de la s rie Il est vivement conseill aux gestionnaires de confier la v rification de leurs ouvrages con us avec des r glements obsol tes et ou en mauvais tat des ing nieurs exp riment s et ayant une bonne connaissance des r gles et des pratiques pass es 12 1 3 Conditions de circulation En conclusion de ce qui pr c de les conditions de circulation impos es dans le pr sent guide au P E B pour assurer la p rennit des ouvrages doivent tre imp rativement respect es Bien entendu s y ajoutent les dispositions respecter pour limiter la g ne aux usagers et assurer leur s curit qui peuvent tre parfois plus exigeantes cf la convention nationale d j cit e Le P
11. traduisent la concomitance de ces charges actions variables d accompagnement avec le P E B consid r comme action variable de base Ces coefficients y sont ceux du tableau C2 de l annexe C de la partie 3 de l Eurocode 1 et non ceux donn s aux annexes 8 du BPEL et D du BAEL Les valeurs du coefficient yo sont bien les m mes que celles du coefficient y correspondant aux charges fr quentes y 0 4 pour les charges r parties et Wo 0 75 pour les tandems Ces charges pond r es par w seront not es par la suite Elles comprennent a des charges uniform ment r parties syst me UDL sur toutes les voies y compris la bande d arr t d urgence et la voie sur laquelle circule le convoi de P E B Les intensit s des charges r parties qui d pendent de l endroit o elles sont appliqu es sont multiplier par w 0 4 gt sur la voie 1 charg e par le convoi de P E B une charge r partie de 9 x wo 3 6 kN m appliqu e a 25 m tres au moins du P E B l avant et l arri re du convoi gt sur les autres voies et sur les aires r siduelles une charge r partie de 2 5 x yo 1 kN m gt entre les P E B d un convoi pas de charge r partie Le trafic n est pas suppos s intercaler entre les P E B d un convoi b des tandems de charge d essieu tandems TS plac s sur les trois premi res voies dont les intensit s varient en fonction de la voie charg e et sont multiplier par w 0 75 gt sur la voie 1 charg e
12. E B de 97 tonnes vaut environ 2 5 fois l tendue de contrainte due au camion Bf de 36 tonnes En rajoutant le coefficient de majoration dynamique 1 15 et le coefficient de 1 1 couvrant des impr cisions sur le poids du P E B nous obtenons la relation suivante 93 AGP X 25 X1 15 1 107 AG 330 x 16 Connaissant cette valeur nous pouvons d duire la dur e de vie correspondant a un ouvrage qui ne serait soumis qu des passages de P E B notons Nes le nombre de cycles correspondant un endommagement unitaire est appel dur e de vie Pour cela nous utilisons la courbe ci apr s Etendue de contrainte Ao cat gorie de d tail oc 2 47 AS 1 MBL L AG 0 74 c c 1 82 Ac Il A AA AE AS 0 405 E 6 6 6 210 510 100 10 Nombre de cycles N Compte tenu du rapport ymt Aop p p Aor 3 16 nous sommes dans le premier segment de la courbe X Yme X AOp EB Np X mr X Aogno X 3 16 Np B X 0 405 X oc X 3 16 2 10 x Aoc 3 d o 210 NEM IN 0 95 10 0 405 x 3 16 Selon Palmgren et Miner le cumul d endommagement peut se faire simplement par cumul lin aire Ainsi n cycles d tendues de contrainte Ao cr ent un dommage partiel gal n N Et pour un l ment de structure soumis diff rents nombres de cycles d tendues de contrainte variables le dommage total est gal la somme des dommage
13. E B ne va pas sur la bande d arr t d urgence B A U Le P E B circule vitesse normale sur la voie de droite Le d passement ou le croisement d un P E B m me l arr t par un autre P E B est imp rativement interdit L espacement minimal entre deux P E B appliquer dans les calculs est de 25 metres Le passage du P E B est imp rativement interdit dans le cadre du basculement des deux sens de circulation sur un pont pour cause de travaux cf circulaire de la Direction des Routes du 29 ao t 1991 Le nombre de passages de P E B sur un pont m tallique calcul ou non vis a vis de la fatigue est en moyenne inf rieur ou gal a 1 par jour 360 P E B par an Au dela de cette valeur des justifications doivent tre effectu es il s agit bien de 1 P E B par jour et non pas de 1 convoi de P E B par jour 1 peut tre envisag de faire circuler le P E B sur la voie de gauche de certains tron ons autoroutiers o les anciens ponts ont t largis Leur voie de droite se trouve alors l emplacement de l ancienne B A U non pr vue pour supporter les convois militaires lourds cf le 1 2 ci avant Cette r gle de circulation peut galement tre envisag e sur certains tron ons o pour des raisons de s curit et de fluidit du trafic il faut viter de bloquer les nombreuses voies d acc s et de sortie Sur certains tron ons si la v rification de la charge portante des ouvrages n e
14. arr t d urgence pourraient pr senter des insuffisances puisque le P E B est suppos circuler sur la voie de droite qui de ce fait est l ancienne bande d arr t d urgence les ouvrages hyperstatiques en b ton pr contraint ant rieurs aux ann es 70 75 et tout particuli rement ceux construits par phases qui ont t souvent con us sans tenir compte des gradients thermiques et des redistributions d efforts par d formations diff r es g n es fluage les d passements de contraintes autoris s sous les charges militaires par exemple par la circulaire du 5 Mai 1939 Cette pratique s est prolong e jusqu en 1960 pour les parties m talliques des ponts m tal De m me la circulaire du 71 156 du 30 d cembre 1971 modifiant l IP 1 autorisait des tractions dans le b ton sous les charges militaires Remarque A priori on peut consid rer que les d rogations autoris es pour le passage de charges militaires circulant seules sur les ouvrages ne sont plus applicables d s lors que les charges militaires sont m lang es aux charges civiles Cependant on distinguera par la suite plusieurs types de d rogations augmentation des contraintes admissibles autorisation de tractions dans le b ton pr contraint avec mise en place d armatures pour quilibrer les efforts de tractions etc dont certaines pourront tre consid r es comme acceptables sous r serve de justifications particuli res cf 3 2 3 et chapitre 4 1 2 3 Tests effectu
15. compte des redistributions d efforts par d formations diff r es g n es Les coefficients de frottement et les pertes par relaxation ont longtemps t sous estim s Les justifications vis vis de l effort tranchant ont subi des volutions importantes et il peut en r sulter des insuffisances vis vis des r glements actuels En ce qui concerne la contrainte de cisaillement du b ton pour l IP 1 c est dire pratiquement jusqu en 1985 les contraintes limites relatives l int grit du b ton crit re de Chalos et B teille taient donn es en commentaires et n taient pas r glementaires d autres crit res pouvaient tre utilis s Caquot Paduart le BPEL 83 autorisait des contraintes nettement plus importantes que le BPEL 91 En ce qui concerne les armatures d mes l application du r glement de 1953 pouvait conduire des quantit s trop faibles voire de simples triers de construction 4 3 2 Les d rogations Certains textes ont autoris des d passements de 20 33 des contraintes limites Un d passement de 20 cbs contraintes limites du b ton peut tre acceptable cf 8 3 2 4 b exemple 1 Par contre un d passement de 33 n est plus acceptable Enfin certains r glements ont autoris des tractions dans le b ton sous r serve de la mise en place d aciers passifs cans le b ton pour maitriser la fissuration Cette d rogation est acceptable sous r serve que les aciers effectivement en place soie
16. confondus Le tableau ci apr s analyse depuis 1906 les diff rents textes r glementaires relatifs aux calculs ouvrages en b ton arm b ton pr contraint ouvrages m talliques ou mixtes acier b ton aux charges civiles et militaires Pour chaque texte r glementaire le tableau indique Sa date de parution Sa r f rence exacte Sa dur e de validit Son domaine d emploi b ton arm m tal r glement de charge etc une courte synth se de son contenu pour plus de pr cision se reporter au texte Remarque 1 Le tableau n indique pas les textes non r glementaires qui pourtant peuvent avoir propos des hypoth ses et r gles de calculs par exemple dossier type VIPP 67 recommandations pour ma triser la fissuration des dalles de ponts mixtes guide de conception et de justification des ouvrages vis vis de la fatigue Remarque 2 Les r glements de charge ant rieurs 1958 sont moins agressifs que les r glements plus r cents Les ouvrages con us et r alis s avec ces r glements risquent de poser des probl mes de charge portante vis vis du convoi de P E B avec trafic concomitant Remarque 3 Le tableau remonte la circulaire de 1906 car certains ponts autoroutiers ont t calcul s avec le r glement de 1934 et que pour comprendre le r glement de 1934 il faut remonter 1906 TABLEAUX EXCEL HISTORIQUE DES REGLEMENTS 29 30 31 32 33 34 4 2 R g
17. de justification doit prendre en compte cette insuffisance L ouvrage n ayant pas t dimensionn selon les charges militaires il est inutile de consid rer les d rogations voqu es dans le paragraphe 4 3 Le calcul en service peut se borner la comparaison des courbes enveloppes suivantes effet des charges civiles effet du P E B et du trafic concomitant et du gradient thermique de 6 lorsqu il est d favorable 5 Qm es x11x5 1 000 lt SEQ nici ou S qPEB x11x6 1 00 0 Quac S Q Bxox11x5l IA Si aucune in galit n est v rifi e le convoi ne peut circuler avec un trafic concomitant Cette v rification doit tre compl t e par une tude sous accumulation de charges cf 3 2 2 Il est possible de se contenter de v rifier que S 1 35 Gmax Gun 1 35 PEB x 1 1 x xim lt 5 09 1 80 sinon un recalcul complet s impose G 1 8 Q correspond la combinaison rupture de l I P 1 Exemple 3 Pont en b ton pr contraint construit par encorbellements successifs en 1972 Pour cette ann e de construction le tableau du paragraphe 4 3 relatif aux ouvrages en b ton pr contraint apprend que l ouvrage a th oriquement t calcul selon le titre II fascicule 61 de 1971 et selon l IP 1 Il faut donc comparer les sollicitations d velopp es par le P E B m lang au trafic concomitant aux sollicitations d velopp es par les charges civiles et ou militaires en vigueur
18. de la D fense qui fixe les modalit s de circulation et d accompagnement des P E B d autre part le probl me de la force portante des ouvrages d art qui est trait dans le pr sent Guide Remarque Il est noter qu en principe les ouvrages sous autoroutes doivent avoir t dimensionn s sous les charges militaires convoi de 4 classe char de 100 tonnes puis partir de 1971 sous le convoi M120 de 110 tonnes Le P E B consid r seul est a priori moins agressif que le char r glementaire mais ce char est suppos circuler seul sur autoroute alors que les convois de P E B sont m l s au trafic En outre les coefficients partiels de s curit n ont pas forc ment les m mes valeurs Le fait qu un ouvrage a t dimensionn sous le convoi MC 120 n est donc pas suffisant pour affirmer que l ouvrage peut supporter le convoi de P E B m l au trafic Ce n est pas le cas des ponts des autoroutes A13 et 12 qui ont t dimensionn s sous le convoi de la circulaire de 1920 et de certains ponts des autoroutes A1 et A26 C est le cas des ponts de l autoroute Est rel C te d Azur si on s en r f re au d cret du 21 Mai 1957 d approbation de la convention de concession de la section Pujet sur Argens Villeneuve Loubet J O du 29 Mai 1957 page 5381 C est galement le cas des ponts de l autoroute A6 la sortie de Paris construits vers les ann es 58 60 Les ponts de ces deux itin raires ont t dimensionn s p
19. e une tude sp cifique vis vis de l E L U s impose Les ouvrages en b ton pr contraint pour les ouvrages calcul s avec le r glement de 1953 ou avec l IP1 il n a pas t possible de tirer des conclusions g n rales Une tude sp cifique relative la s curit sous accumulation de charges doit donc tre men e au cas par cas bien qu il existe dans l IP 1 une combinaison rupture Mg 1 8 Ma Les ouvrages en m tal pour les ouvrages calcul s avec les r glements de 1960 et 1970 il est possible de se contenter de comparer dans toutes les parties de l ouvrage e les sollicitations dues aux charges d exploitation des combinaisons en service et celles dues au P E B m lang au trafic fr quent concomitant avec les coefficients l E L S 22 pour les ouvrages calcul s avec un r glement plus ancien une tude sp cifique s impose Pour les ouvrages anciens pour lesquels une tude sp cifique s impose sous l effet d une accumulation de charges la combinaison consid rer est celle du paragraphe 2 2 a 3 2 3 Rappels sur les diff rents types de coefficients de pond ration et de majoration Il existe diff rents types de coefficients de pond ration ou de majoration Certains de ces coefficients concernent les actions Par exemple les coefficients de majoration dynamique les coefficients al a2 bc bt du titre 11 fascicule 61 le coefficient 1 1 appliqu au P E B et plus g n r
20. et 2 2 5 6 1 Etude de la fatigue en flexion longitudinale pour un ouvrage mixte a ouvrage qui a t calcul la fatigue et pour lequel la fatigue a t dimensionnante entrent dans cette rubrique les bipoutres de petites port es construits r cemment Le camion Bf du document 4 est calibr pour repr senter la circulation r elle support e par l ouvrage Nous consid rons un trafic autoroutier normal c 1 20 et donc un poids de camion Bf valant 30 x 1 20 36 tonnes Le P E B p se 97 tonnes en charge que nous pond rons par un coefficient de 1 1 pour prendre en compte les incertitudes sur le poids et par un coefficient de majoration dynamique que nous prenons gal 1 15 les convois circulent 70 km h soit au total 97 x 1 1 x 1 15 123 tonnes Nous notons AOP l tendue de contrainte au passage d un P E B l tendue de contrainte au passage du camion de fatigue pond r e par c 1 20 c est a dire pour un poids de camion de 36 tonnes Consid rons une section qui a t dimensionn e a la fatigue et pour laquelle ce calcul a t dimensionnant et soit Acc la cat gorie de d tail de l assemblage consid r Si la section est optimis e Y X 0 405 x Ao avec 1 20 coefficient partiel de s curit pour la r sistance la fatigue d un l ment non redondant et un d tail d assemblage accessible Nous avons tabli par ailleurs que l tendue de contrainte due au P
21. par le convoi de P E B un tandem de charge d essieu valant 300 x w 225 kN 25 m tres au moins du P E B l avant ou l arri re du convoi gt sur la voie 2 un tandem de charge d essieu valant 200 x y 150 kN gt sur la voie 3 un tandem de charge d essieu valant 100 w 75 kN gt sur les autres voies et sur les aires r siduelles pas de tandem Les ouvrages autoroutiers tant de classe de trafic 1 au sens de l article 4 3 2 7 du D A N Document d Application Nationale de l Eurocode 1 les coefficients d ajustement a et a de l Eurocode 1 ont t pris gaux 1 Remarque le nombre de voies est d termin en s inspirant de la partie 3 de l Eurocode 1 sauf que la voie du P E B vaut 3 50 m tres Par souci de simplification la charge du P E B peut galement tre appliqu e sur une voie de 3 m tres de large ce qui est plus d favorable 2 1 3 Gradient thermique Le gradient thermique concomitant ventuel a appliquer est le gradient thermique fr quent d intensit 6 C m me si le convoi circule de nuit cause de l inertie thermique des ouvrages Cette action sera not e par la suite Qigrad 6 2 2 Combinaisons consid rer a E L U combinaisons fondameniales Selon l article 7 2 1 1 des Directives Communes de 1979 les sollicitations de calcul consid rer sont Yes S amax Gmax Yr amin Guin o1 Qik Yr oi i gt 1 soit dans notre cas S 1 35 Gmax Gun
22. pour les grands ouvrages des largeurs r duites ne se justifiant en effet pas pour des ouvrages courants Ce profil comprend une longrine pour barri re de retenue de type BN 4 de 0 50 m tre une B A U de 2 50 m tres deux voies de 3 50 m tres chacune de m me sens de circulation une B D G de 0 50 m tre une longrine pour barri re de retenue de type BN 4 de 0 50 m tre Les largeurs caract ristiques de ce profil en travers sont donc largeur totale 11 m tres largeur roulable au sens du fascicule 61 titre Il 10 m tres largeur chargeable au sens du fascicule 61 titre Il 9 m tres ce qui correspond trois voies de chargement de 3 m tres de large chacune Ces largeurs conduisent galement trois voies de chargement pour les cas de charge de base des Eurocodes 5 3 3 Description des ouvrages test s a pont cadre de type PICF trac en plan ouvrage droit sans biais caract ristiques globales ouverture de 10 m tres hauteur libre moyenne de 5 80 m tres dalle de transition de 5 50 m tres de long caract ristiques par l ments paisseur de la traverse sup rieure gale 0 68 m tre soit un lancement du 1 15 me paisseur de la traverse inf rieure gale 0 73 m tre paisseur des pi droits gale 0 63 m tre logiciel de calcul logiciel PICF EL du SETRA b pont en portique ouvert de type PIPO trac en plan ouvrage droi
23. pour un poids de camion de 28 8 tonnes 30 AOP AO 3530 x 3 16 AO pp 24 x 3 16X 24 x 3 95 X Yme X APE B X yurX Aogpa X 3 95 Np B X 0 405 X oc X 3 95 2 10 x Aoc 3 d o 210 2 0 49 10 0 405 x 3 95 Si nous consid rons un passage de 1 P E B par jour l endommagement pour une ann e d au P E B vaut 365 0 49 10 calcul de l endommagement d la circulation courante Il convient de quantifier l endommagement d au trafic r el qui est en fait repr sent par un camion de 30 tonnes et non pas par un camion de 24 tonnes Compte tenu du rapport ymt Aonprso Ao 30 24 1 25 nous sommes dans le second segment de la courbe N 130 X jur X Neno X Ymr X Aoppa X 30 24 Nana X mais Nena 108 24Y donc Nggo 10 x 2 32 7 10 cycles qui correspond 33 ans environ calcul de l endommagement total L endommagement total pour une ann e est la somme des deux endommagements vaut donc 1 365 1 ble L ouvrage peut donc tenir 32 ans avant apparition des d sordres de 33 0 49 10 32 fatigue la dur e de vie n a donc t r duite que de 1 an soit 3 conclusion Le passage du convoi de P E B ne diminue que tr s l g rement la dur e de vie d un ouvrage non calcul la fatigue et pour lequel ce calcul aurait t dimensionnant En effet dans ce cas le principal endommagement
24. provient du trafic r el c ouvrage pour lequel la fatigue n est pas dimensionnante entrent dans cette rubrique les caissons et les bipoutre de grande port e Dans ce cas nous avons une r serve vis vis de la fatigue Le raccourcissement de la dur e de vie d au passage du P E B devient soit encore plus faible soit nul 5 6 2 Etude de la fatigue en flexion transversale pour un ouvrage mixte a d termination des charges au m tre lin aire Camion Bf poids 1 2 x 30 36 tonnes 55 3 essieux arri re 7 2 tonnes par essieux espac s de 1 30 m soit 5 53 tonnes par ml P E B poids 1 1 x 97 107 tonnes essieux arri res 1 1 x 10 317 tonnes par essieux espac s de 1 36 m soit 8 34 tonnes par ml b conclusion sur la flexion transversale Les calculs de fatigue pr c dents ont t faits en consid rant que le P E B induit des contraintes 2 5 fois plus importantes que le camion de fatigue Compte tenu que le P E B et le camion Bf circulent sur la m me voie voie lente et donc occupent la m me position transversale que le rapport des poids au m tre lin aire est gal 1 5 environ 8 34 5 53 soit largement inf rieur 2 5 nous en d duisons que pour la fatigue le P E B est moins agressif vis vis de la flexion transversale que vis vis de la flexion longitudinale 5 6 3 Conclusion g n rale de l tude de la fatigue Si l ouvrage supporte en moyenne moins de 1 P E B par jour
25. v hicules sp ciaux de la partie 3 de l Eurocode 1 sont suppos s rouler a moins de 5 km h en cons quence de quoi il n est pas n cessaire de consid rer une majoration dynamique cf r gle d application 3 b de l article 4 3 4 La note de la r gle d application 3 c du m me article pr cise cependant que l autorit comp tente peut autoriser des vitesses sup rieures 5 Km h si la majoration dynamique et les forces horizontales associ es sont sp cifi es Or le convoi peut atteindre pr s de 70 km h en palier Le coefficient de majoration dynamique doit donc tre pris en compte Ce dernier en l absence de valeur donn e par l Eurocode 1 sera calcul avec la formule de l article 5 5 du titre II fascicule 61 du C P C 0 4 0 6 1 02L 1 42 6 1 a 1 d o la charge de calcul Qu 297x1 1x6 14 2 1 2 Charges concomitantes Les charges concomitantes propos es ci dessous permettent de combiner les effets du P E B avec les effets d un trafic fr quent p riode de retour comprise entre 1 jour et une semaine Ce mod le de chargement s inspire des dispositions de l Eurocode 1 La partie 3 de l Eurocode 1 traite des charges concomitantes aux v hicules sp ciaux convois militaires et exceptionnels Les charges concomitantes sont celles du mod le de charge 1 au sens de l article 4 3 2 de la partie 3 de l Eurocode 1 Ces charges de l article 4 3 2 doivent tre pond r es par les coefficients de combinaison w qui
26. 97 tonnes dont 61 9 r parties sur 6 8 m tres Cette circulaire pr cise que ce convoi C1 peut circuler sur tous les ponts dimensionn s sous les charges civiles des r glements de charges en vigueur partir de 1960 si la largeur de la chauss e est d au moins 6 m tres l ouvrage est en bon tat le convoi circule seul au pas et dans l axe de l ouvrage Cette circulaire ne pr cise pas ce qu il convient de faire dans le cas o l ouvrage est soumis un gradient thermique ou lorsqu il a t dimensionn sous les charges militaires La circulaire ne pr cise pas non plus les cas o le convoi C1 peut circuler vitesse normale Le pr sent document r pond une demande de Messieurs Nourisson et Trouillet de R CA car il n tait pas envisageable sauf dans certains cas particuliers ouvrages en mauvais tat de faire passer chaque de P E B sur les ouvrages des autoroutes conc d es seul au pas dans l axe et en p riode de gradient nul Le pr sent document envisage donc la cohabitation des convois de P E B avec les autres v hicules sur autoroute Les principes expos s sont galement utilisables pour la v rifications des ouvrages hors autoroutes moyennant quelques adaptations qui font l objet d une annexe au pr sent guide Cette cohabitation pose d une part des probl mes de s curit et de g ne aux usagers Cet aspect est trait par la convention nationale entre les Minist res des Transports et
27. A U exemple d une chauss e unidirectionnelle deux voies avec 3 P E B B D G et aire r siduelle Voie 3 ni tandem largeur 3 0 m 75 par essieu Voie 2 wis tandem largeur 3 0 m ES 150kN par essieu Voie 1 dl d2 d3 d4 tanden largeur 3 5 m minimum 25 m minimum 25 m minimum 25 m minimum 25 m MAMA 125 KN pa mu T essie B A U exemple d une chauss e unidirectionnelle trois voies avec 3 P E B B D G et aire r siduelle Voie 4 largeur 3 0 m Voie 3 tandem largeur 3 0 m one 75kN par essieu Voie 2 c tandem largeur 3 0 m ze 150kN par essieu Voie 1 dl d4 tander largeur 3 5 m minimum 25 m minimum 25 m minimum 25 m minimum 25 m PY 125 KN pa en essie 17 B A U exemple d une chauss e unidirectionnelle quatre voies avec 3 P E B Cas des ponts portant deux chauss es unidirectionnelles Cf partie 3 de l Eurocode 1 r gles d application 4 2 3 3 a d finissant le d coupage de la chauss e en voie dans le cas d un s parateur central fixe 8 4 2 4 5 du d finissant l emplacement et la num rotation des voies pour les besoins des calculs B A U et aire r siduelle Voie 4 largeur 3 0 m Voie 3 tandem largeur 3 0 m ens 75kN par essieu B D G et aire r siduelle s parateur B D G et aire r siduelle Voie 2 i tandem largeur 3 0 m 150kN par essieu Voie 1 largeur 3 5 m tander ENGEN ui
28. ICES GOVILET s S sete e mre cie ted ee ire dece tent Messe Les 11 L253 Tests effectu s e eU reato Rese e c RR ERR HEP eee EE ee ERROR 12 13 CONDITIONS DE EIRCUEATION cui ETE GU RO GB cn nr iia 13 2 1 CHARGES nee E 14 2 1 1 Porte engins blind s Leclerc P E B siennes 14 2 L2 JCh rgesconcomitntes ss cei eiie ier P ERE eee bet tone s le Cre dti et e EROR oe 15 2413 Gradienttihermig e uis te teet e hte ette pete tas Deae attenta 15 23 COMBINAISONS A CONSTDERER ici 15 23 CAS CHARGEMENT S see e ERR RV EIE VD an UO DE cn AEE ERNEUT UU 16 2 31 Conditions Qr specter e a tate et eb a e HAE idas 16 2 3 2 Conditions de circulation du P E B prises en compte comme hypoth ses de calculs 16 2 3 3 Les cas de charge consid rer pour le P E B et les charges routi res concomitantes 17 3 MODE D EMPLOLDU GUIDE sosncscesnsiecsnsssncctosvendssvessuscassasusstesentssavsnsnsess rere eS UTR E TEQUE Ie FEES TET re ics 20 3 1 TA DEMARCHE A SUIVRE estet eee ie ce e e PR e nt tn e t Ho te tee ter deer 20 3 1 1 La H RAR 20 3 42 Lo ar E e a En eT D Reg MIR RE ERREUR 20 3 L3 Organigramme d cisionnel esc deed aia 20 32 L UTILISATION DES TABLEAUX ET DES INFORMATIONS DU CHAPITRE 4 POUR UN CALCUL
29. Il fascicule 61 et 9 75 m tres chargeables selon la partie 3 de l Eurocode 1 5 2 3 Hypoth ses de calcul Les ouvrages tant consid r s comme dimensionn s selon les r glements actuels nous avons pu 47 nous borner comparer les seules sollicitations r sultant des charges d exploitation et ventuellement du gradient thermique P E B nous avons appliqu la charge de 97 tonnes le coefficient 1 1 et le coefficient de majoration dynamique et les charges de trafic concomitantes gradient thermique nous avons retenu un gradient thermique de 6 lorsqu il tait d favorable Char MC 120 nous avons galement tudi l effet du char MC 120 combinaisons Conform ment aux tableaux du chapitre 4 du pr sent guide nous avons compar les combinaisons suivantes l E L S rare pour les notations cf 2 1 et 2 2 Q PEB x 11x5 1 ou 0 Qigrad 6 lt Quia 1 ou 0 Qigrad 6 PEB x 41x 8 1 1 ou 0 Qiarad 6 lt Qeeqxbex 8x12 1 Qigrad 6 pour l ouvrage mixte le gradient positif n a pas t pris en Q x 11x8 1 1 OU 0 lt compte 5 2 4 Calculs longitudinaux 6 courbes fournies en annexe donnent les enveloppes des combinaisons pr c dentes pour le moment fl chissant et pour l effort tranchant et cela pour chacune des trois structures Nous constatons que dans tous les cas le char MC 120 est moins d favorable que A l ou Bc aux
30. RA pi ce 2 5 page 6 D autre part certains ouvrages ont galement t dimensionn s selon l IP 1 avec des d rogations particuli res autorisant des tractions sous les_ charges civiles Ces d rogations anticipaient les dispositions de l IP 2 et du BPEL c est le cas de certains ponts de l autoroute A4 Cette d rogation peut tre jug e acceptable et les calcul simplifi s pr c demment voqu s peuvent tre effectu s sous r serve de v rifier en compl ment que les aciers passifs longitudinaux en place sont suffisants selon les r gles du BPEL 91 3 2 6 L effort tranchant Certains textes autorisent des d rogations sp cifiques l effort tranchant qui n apparaissent pas 26 sur les tableaux du chapitre 4 Le lecteur trouvera en regard de chaque tableau du chapitre 4 les principales informations relatives ces d rogations sp cifiques a l effort tranchant 3 2 7 Le freinage Le P E B peut circuler 70 km h sur autoroute Il est donc susceptible de cr er des efforts de freinage Un P E B pond r par 1 1 est plus l ger qu un char MC 120 Le char MC 120 n est pas suppos rouler au pas puisqu il est r glementairement affect d un coefficient de majoration dynamique Cependant le titre Il fascicule 61 ne pr voit aucun effort de freinage particulier prendre en compte pour le char MC 120 qui peut rouler en convoi comme le P E B D autre part la circulaire de 1983 3 ne pr voit pas d effort de freinage
31. a TREE ert ees EI ER Ee Ee E ein tintin 43 5 1 SYNTHESE DES RESULTATS DES TESTS csssssssscsscsscsscssessecsecsecssesscseeseeseesusssssessssssssseceecnscnsessensecsecsecsaesaesaeeassaees 47 Ou Les erandsouvrdgesszc c sues tec ee 47 23 2 DOS OUVIASOS types uiae e RR EE ee rH nt E TU reste ere eU bb e ERU VERE DAS Lafatig e ee ette 5 2 TESTS EFFECTUES SUR DES GRANDS OUVRAGES 2 21 GENEL ES et ete 5 2 2 Profil en travers retenu 5 2 3 Hypoth ses de calcul 5 24 CalculsdongitUdlindux ecce ee Rv geek caged ee bee E EE ove eet a et eve ex tin 32 9 tTalisVeE s Ix ss ege S e a 46 3 2 6 Etude des r a tions d appWlzisi e ieri iei n er e ee toit 48 5 3 TESTS EFFECTUES SUR DES OUVRAGES TYPES ccccsssssssssssscescscsesscsaecsessecseesessessesseseeseesessessesseascaecaecsaesaesaesaesaees 49 DI ces T ieee 49 9 3 2 Profil er travers delenit ec aa 49 2 95 94 Description des ouvrages test s eet ae e eve ether E Pte ee reset rbv haine 49 9 9 4 Hypothesesae Calcul ud e e rrr et den dede neo drones 50 5 3 5 Sp cificit s li es l utilisation des logiciels de calcul de ponts types ss 51 2 9 6 Calculs longitudihalx eo Aet e th re Te REED EI Ka eH doi men ete cene Nord NT e eere ne 52 Calculs tFAWsVErSQMX cie cte te n
32. a prise en compte des cas de chargement d velopp s ci apr s impose de respecter les points suivants cf paragraphe 3 1 le bon tat de l ouvrage l absence de modifications telles que l augmentation du nombre des voies avec ou sans largissement l augmentation du poids des superstructures si des modifications importantes ont eu lieu un recalcul complet de la structure s impose pour certains ouvrages en b ton pr contraint la prise en compte des gradients thermiques ouvrages hyperstatiques et ou des redistributions d efforts par d formations diff r es g n es ouvrages hyperstatiques et construits par phases 2 3 2 Conditions de circulation du P E B prises en compte comme hypoth ses de calculs Rappel du paragraphe 1 3 Le P E B ne va pas sur la bande d arr t d urgence B A U Le P E B circule vitesse normale sur la voie de droite Le d passement ou le croisement d un P E B m me l arr t par un autre P E B est imp rativement interdit L espacement minimal entre deux P E B appliquer dans les calculs est de 25 metres Le passage du P E B est imp rativement interdit dans le cadre du basculement des deux sens de circulation sur un pont pour cause de travaux Le nombre de passages de P E B sur un pont m tallique calcul ou non vis vis de la fatigue est en moyenne inf rieur ou gal 1 par jour Au del de cette valeur des justifications doivent tre effectu e
33. alement aux convois exceptionnels dans la circulaire de 1983 3 les coefficients 1 1 int grit du b ton et 1 8 rupture affecter aux valeurs nominales pour obtenir les charges de calcul de l IP 1 les coefficients 1 2 E L S et 1 07 E L U affecter aux valeurs nominales pour obtenir les charges de calcul du BAEL et du BPEL Dans la suite de ce document ces coefficients seront mis en indice exemple iS G Q x 12 pour le BAEL 91 D autres coefficients concernent les sollicitations Par exemple les coefficients 1 35 ou 1 5 retenir vis vis de l ELU pour le BAEL 91 et le BPEL 91 le coefficient 1 2 retenir pour les sollicitations du 1 genre pour le r glement de b ton arm de 1964 Dans la suite de ce document ces coefficients ne seront pas mis en indice exemple S G 1 2 pour le r glement de b ton arm de 1964 3 2 4 Cas d un ouvrage en bon tat dimensionn sans d rogations ou avec d rogation acceptable La v rification d un ouvrage en bon tat dimensionn sans d rogation consiste comparer les sollicitations d velopp es dans toutes les parties de l ouvrage dalle entretoises poutres appuis par le P E B m lang au trafic concomitant aux sollicitations d velopp es par les charges civiles et ou militaires en vigueur l poque de la construction de l ouvrage Les diff rents tableaux du chapitre 4 pr cisent les combinaisons d actions retenue
34. antes de 6 ou 10 m tres de port e pour l tude de la flexion longitudinale trav es ind pendantes comportant des entretoises espac es de 5 8 ou 10 m tres pour l tude de la flexion transversale coupe transversale 3 ou 4 poutres espac es respectivement de 3 5 ou 3 m tres justifications manuelles selon les mod les ayant permis d tablir les circulaires de 1975 et de 1985 et certaines d rogations f pont poutres en b ton pr contraint de type VIPP sans entretoises interm diaires trac en plan ouvrage droit sans biais coupe longitudinale trav es ind pendantes de 40 m tres de port e chacune entretoises deux entretoises d about calculs effectu s selon la m thode de Guyon Massonnet coupe transversale quatre poutres de 2 20 m tres de hauteur chacune soit un lancement du 1 18 me espac es de 3 m tres hourdis g n ral de 0 20 m tre d paisseur sans d bord par rapport la table de compression des poutres de rive logiciel de calcul logiciel VIPP EL du SETRA g pont poutres en b ton pr contraint de type VIPP avec entretoises interm diaires trac en plan ouvrage droit sans biais coupe longitudinale trav es ind pendantes de 40 m tres de port e chacune entretoises deux entretoises d about et trois entretoises interm diaires calculs effectu s selon la m thode de Courbon espacement des entretoises gal 10 m tres quart de la port e
35. arce que les r gles de calcul les plus anciennes n assurent pas toujours la force portante de l ouvrage vis vis d une accumulation de v hicules engendrant un d passement du mod le de chargement pour ces r glements il n y avait pas de v rification vis vis des Etats Limites Ultimes Or il est indispensable que dans ce cas la s curit soit assur e vis vis des Etats Limites Ultimes cf 3 2 2 Pour aider les gestionnaires d ouvrages il a galement t labor un mode d emploi du guide chapitre 3 et tous les r glements de charge et de calcul ont t list s et rassembl s chapitre 4 Enfin au chapitre 5 et en annexe sont explicit s les tests effectu s et leurs r sultats Le lecteur qui souhaite effectuer un recalcul complet d un ouvrage sous le passage du P E B m l au trafic fr quent peut se contenter de la lecture du chapitre 2 1 2 Principes suivre pour la v rification de la charge portante d un ouvrage 1 2 1 Principes de v rification La v rification d un ouvrage en bon tat consiste donc comparer les sollicitations d velopp es dans toutes les parties de l ouvrage dalle entretoises poutres appuis par le P E B m lang au trafic concomitant aux sollicitations d velopp es par les charges civiles et ou militaires en vigueur l poque de la construction de l ouvrage Dans le cas o des d passements apparaissent o lorsque la s curit vis vis des E L U risque de ne
36. e calcul connues concernant le type d ouvrage tudi 3 2 L utilisation des tableaux et des informations du chapitre 4 pour un calcul 3 2 1 G n ralit s Dans le cas o l issue de l tape pr c dente un calcul d ouvrage s av re n cessaire deux approches sont envisageables a effectuer en recalcul complet de l ouvrage selon les r glements actuels Ce recalcul doit tre effectu avec les am nagements qui s imposent Attention dans ce cas il faut pr alablement s assurer que les hypoth ses des nouveaux r glements sont compatibles avec les dispositions constructives de l ouvrage Par exemple s il n y a que tr s peu d aciers passifs longitudinaux il ne faut pas recalculer un ancien pont en b ton pr contraint selon la classe 2 du BPEL mais selon la classe 1 b comparer des courbes enveloppes de charges d exploitation Le recalcul complet de l ouvrage peut tre tr s fastidieux Par exemple dans le cas d un pont en b ton pr contraint construit par phases cette m thode oblige d crire l ensemble des c bles et l ensemble des phases pour d terminer l tat vide de la structure Il est alors int ressant d effectuer un calcul simplifi en essayant de se limiter la comparaison 21 des sollicitations d velopp es dans toutes les parties de l ouvrage par le P E B m lang au trafic concomitant aux sollicitations d velopp es par les charges civiles et ou militaires en vigueur l poque de la const
37. e contenter de comparer dans toutes les parties de l ouvrage avec les coefficients des combinaisons de l E L S les sollicitations d velopp es par le P E B m lang au trafic fr quent concomitant et les sollicitations d velopp es par les charges civiles et ou militaires en vigueur l poque de la construction de l ouvrage b Cas des ouvrages calcul s avec des r glements aux contraintes admissibles Pour ces ouvrages il n est pas vident a priori que la v rification ci dessus soit suffisante Une tude a t men e pour les diff rents r glements en consid rant une proportion de charges d exploitation variant de 0 300 des charges permanentes Ces tests ont port sur l tude du moment fl chissant de l effort tranchant et pour les ouvrages en m tal du flambement Les conclusions de cette tude pour les structures simples autres que ponts en arcs ponts b quilles etc sont les suivantes Les ouvrages en b ton arm pour les ouvrages travaillant en flexion simple et calcul s avec les r glements de 1964 1968 et 1970 il est possible de se contenter de comparer dans toutes les parties de l ouvrage les sollicitations dues aux charges d exploitation civiles des combinaisons du 1 genre et celles dues au P E B m lang au trafic fr quent concomitant avec les coefficients de l E L S pour les ouvrages calcul s avec un r glement plus ancien ou pour les ouvrages travaillant en flexion compos
38. e est l analyse du dossier d ouvrage afin de r pondre en particulier aux questions suivantes 3 1 1 La conception quelle est l ann e de construction de l ouvrage selon quels r glements l ouvrage at il t calcul Pour une ann e donn e les tableaux du chapitre 4 indiquent les r glements en vigueur mais qui n ont pas forc ment t utilis s compte tenu de la dur e des tudes des prises de d cision a t il fait l objet de d rogations r glementaires ou particuli res Les tableaux du chapitre 4 indiquent galement les d rogations g n rales r glementaires applicables aux charges militaires et exceptionnelles augmentation des contraintes admissibles Mais ces informations ne sont pas suffisantes certains ouvrages ayant fait l objet de d rogations particuli res ex un viaduc autoroutier calcul selon l IP 1 mais en autorisant des tractions en service C est pourquoi il est n cessaire de consulter dans le dossier d ouvrage les documents particuliers du march cf C C T P ou quivalent En particulier certaines d rogations ont t accord es aux ponts sur les autoroutes conc d es A4 AREA et Cofiroute par exemple l ouvrage a t il t dimensionn pour des charges militaires ou exceptionnelles A priori comme indiqu au paragraphe 1 2 1 les ouvrages autoroutiers ont t dimensionn s sous les charges militaires 3 1 2 L tat de l ouvrage l ouvrage est il en bon
39. er la position de l ensemble des convois la plus d favorable pour l ouvrage de m me il n est pas possible de placer une charge uniform ment r partie l ext rieur de la 51 longueur d encombrement d un convoi donn sur une voie donn e En attendant que la prise en compte des charges de l Eurocode puisse tre effectu e automatiquement il y a lieu de se rapprocher du chef de l arrondissement des ouvrages courants du Centre de Techniques d Ouvrages d Art du SETRA pour l utilisation des programmes de ponts types 5 3 6 Calculs longitudinaux Les courbes fournies en annexe donnent pour chacun des ouvrages courants d crits ci dessus les moments fl chissants longitudinaux et les efforts tranchants les r actions d appui pour le VIPP dus a chacune des combinaisons pr c dentes Nous constatons dans tous les cas que le char MC 120 est moins d favorable que Al ou le P E B avec la circulation concomitante n est pas dimensionnant le P E B avec la circulation concomitante est tr s proche de A l ou Bc au voisinage des appuis Les r gles de calcul propos es semblent donc pertinentes pour les ouvrages courants en flexion longitudinale le P E B avec la circulation concomitante n est pas pr pond rant vis vis des charges du fascicule 61 titre Il 5 3 7 Calculs transversaux Les courbes fournies en annexe donnent pour chacun des ouvrages courants d crits ci dessus except le VIPP les
40. essie dl d2 d3 d4 minimum 25 m minimum 25 m minimum 25 m minimum 25 m exemple d une chauss e bidirectionnelle deux fois deux voies avec 3 P E B B A U et aire r siduelle Voie 6 largeur 3 0 m Voie 5 largeur 3 0 m Voie 4 largeur 3 0 m B D G et aire r siduelle s parateur B D G et aire r siduelle Voie 3 tandem largeur 3 0 m 75kN essieu Voie 2 tandem largeur 3 0 m vd 150kN par essieu largeur 3 5 m minimum 25 m minimum 25 m minimum 25 m minimum 25 m MAR 125 KN pa mE essje B A U exemple d une chauss e bidirectionnelle a deux fois trois voies avec 3 P E B B A U et aire r siduelle Voie 8 largeur 3 0 m 18 Voie 7 largeur 3 0 m Voie 6 largeur 3 0 m Voie 5 largeur 3 0 m B D G et aire r siduelle s parateur B D G et aire r siduelle Voie 4 largeur 3 0 m Voie 3 e tandem largeur 3 0 m ir 75kN essieu Voie 2 e tandem largeur 3 0 m 150 essieu largeur 3 5 minimum 25 minimum 25 minimum 25 minimum 25 m PY 125 KN pa essie B A U exemple d une chaussee bidirectionnelle a deux fois quatre voies avec 3 P E B 19 3 MODE D EMPLOI DU GUIDE L objet de ce chapitre est de pr ciser la d marche a suivre pour utiliser le pr sent guide dans le cadre de la v rification d un ouvrage existant sous passage d un convoi de P E B 3 1 La d marche suivre La premi re tap
41. essins ci apr s synth tisent travers des exemples les cas de charge consid rer L gende P E B x 1 1 x8 zones charg es uniform ment avec une charge q 3 6 kN m zones charg es uniform ment avec une charge q 1 0 kN m zones non charg es Remarques Transversalement la voie 1 est la voie la plus droite hors BAU Les positions longitudinales des tandems sont donn es titre indicatif Le tandem 225 kN par essieu peut tre plac l avant ou l arri re du convoi Les num rotations et les positions des voies 2 3 4 5 6 7 et 8 sont donn es titre indicatif ces voies devant tre plac es de la facon la plus d favorable vis vis de l effet tudi Les dessins ont t faits dans le cas de 3 P E B mais il n y a pas de limite sur ce nombre Il convient d envisager tous les cas physiquement possibles en faisant varier les distances di entre les P E B La largeur des voies de circulation est prise gale 3 m tres conform ment l Eurocode cependant pour la voie 1 supportant le P E B une largeur de 3 50 m tres a t retenue compte tenu de la largeur r elle de la remorque charg e 3 44 m tres Cas des ponts portant une seule chauss e unidirectionnelle B D G et aire r siduelle Voie 2 HE tandem largeur 3 0 m wie 150 kN par essieu Voie 1 dl d2 d3 d4 tander largeur 3 5 m minimum 25 m minimum 25 m minimum 25 m minimum 25 m PY 125 KN pa essie B
42. et la d cision minist rielle des 8 et 10 D cembre 1962 sur le programme des surcharges r glementaires des ponts portant autoroutes imposait de placer le char de 100 tonnes sur la B A U vis a vis de la flexion transversale mais l interdisait vis vis de la flexion longitudinale poutraison principale Cette pratique a ensuite t modifi e par le titre ll du fascicule 61 du cahier des prescriptions communes C P C de 1971 Un ouvrage dont la chauss e a t largie par diminution ou suppression de la B A U d urgence B A U peut pr senter des insuffisances puisque le P E B est suppos circuler sur la voie de droite qui de ce fait est l ancienne B A U Dans ce cas un recalcul complet s impose b d rogations acceptables Certaines d rogations peuvent au contraire tre jug es acceptables Exemple 1 Augmentation de la contrainte admissible dans le b ton sous charges militaires L augmentation de 20 autoris e par plusieurs r glements pour la contrainte admissible de compression dans le b ton peut tre acceptable dans la mesure o les contraintes de compression admissibles des anciens r glements taient faibles pour le b ton Par exemple comparons l IP 1 et le BPEL 91 pour un ouvrage o les essais de compression ont t r alis s sur prouvette cylindriques Conform ment au commentaire de l article A 2 13 du BAEL 83 on peut consid rer que 1 1 X avec fca r sistance caract ristique 28
43. ions dues au trafic sur les ponts ENV 1991 3 8 Ponts mixtes Recommandations pour maitriser la fissuration des dalles S E T R A Septembre 1995 9 Maintenance et r paration des ponts J A Calgaro et R Lacroix 1997 Presses de l E N P C 888888888888 57 Annexe Resultats des tests effectues
44. jours Pour un calcul en pr contrainte moyenne la compression maximale autoris e pour le b ton par le BPEL 91 vaut Onaxi BPEL91 0 6 X Cog En retenant k 3 on obtient 0 57 X Cog Finalement Qnaxi BPEL91 0 57 x Cog 0 57 x Ong 1 1 0 52 x O5 Cette valeur est comparer la valeur autoris e par l IP 1 cip 0 42 X DONC Grax speior 1 24 X la majoration de 20 est donc admissible Au contraire m me si l on consid re que la r sistance d un b ton ag est sup rieure de 10 la r sistance 28 jours une augmentation de 3396 semble limite Il convient donc de v rifier pour chaque ouvrage les contraintes admissibles selon le BPEL 91 et selon le r glement de l ex cution pour appr cier la validit des d rogations relatives la compression du b ton La comparaison doit en particulier prendre en compte le nombre et la formes des prouvettes cras es cf 9 Exemple 2 Autorisation de traction dans le b ton pr contraint avec mise en place d aciers passifs longitudinaux pour maitriser la fissuration La circulaire du 71 156 du 30 d cembre 1971 modifiant l IP 1 autorise des tractions dans le b ton sous les charges militaires pour autant que des aciers passifs soient mis en place en quantit suffisante pour maitriser la fissuration Cependant cette r gle tait appliqu e d s 1967 pour les VIPP sous charges militaires cf dossier type VIPP 67 du SET
45. l abaissement de la dur e de vie de l ouvrage occasionn par ce passage peut donc tre consid r comme n gligeable 56 6 REFERENCES 1 Fascicule sp cial n 75 92 bis circulaire n 75 173 du 19 Novembre 1975 des Minist res de l Int rieur de l Equipement et de l Industrie et de la Recherche relative aux conditions d instruction et de d livrance des autorisations de transport exceptionnel et de circulation des ensembles de v hicules comportant plusieurs remorques 2 Circulaire n 85 63 du 30 Ao t 1985 modifiant et compl tant des dispositions relatives aux charges de la circulaire n 75 173 du 19 Novembre 1975 voir aussi le d cret n 88 848 du 28 Juillet 1988 modifiant le Code de la Route sur les charges l essieu 3 Lettre circulaire R EG 3 de la Direction des Routes Service de l entretien de la r glementation et du contentieux du 20 Juillet 1983 D finition des convois types et r gles pour la v rification des ouvrages d art 4 Ponts m talliques et mixtes r sistance la fatigue guide de conception et de justification S E T R A C T I C M S N C F Mai 1996 F 9611 5 Circulaire n 89 52 du 22 Ao t 1989 relative la circulation des transports exceptionnels sur autoroutes 6 Circulaire n 91 84 du 20 D cembre 1991 relative la circulation des grues automotrices dont les dimensions et ou le poids exc dent les limites autoris es par le Code de la Route 7 Eurocode 1 partie 3 act
46. lements relatifs aux ouvrages en b ton arm Pour les ouvrages en b ton arm le tableau ci apr s rappelle pour chaque date de construction les textes applicables calculs et charges les combinaisons d actions retenues par les diff rents r glements Pour chaque texte r glementaire le tableau indique Sa date de parution Sa r f rence exacte Sa dur e de validit une courte synth se de son contenu Le tableau permet donc pour une ann e donn e de conna tre les r glements de calcul et de charges en vigueur Le tableau indique de plus les combinaisons prises en compte pour les charges civiles et militaires les d rogations relatives aux charges militaires 4 2 1 Principales insuffisances de calcul connues Pas d insuffisance particuli re signaler V rifier cependant les dispositions constructives des ouvrages du d but du si cle 4 2 2 Les d rogations Des d passements de 20 33 des contraintes limites ont t autoris s par diff rents textes pour les charges militaires Ces charges militaires taient suppos es circuler seules sur les ouvrages Ces d rogations ne sont plus acceptables vis vis des contraintes dans les aciers Un d passement de 20 des contraintes limites du b ton peut tre acceptable cf 3 2 4 b exemple 1 Par contre un d passement de 33 n est plus acceptable Les d rogations d effort tranchant Il n y a pas de d rogation particuli re l effo
47. les charges se trouvant sur 3 45 m tres y sont ramen es P E B essieux arri re 10 317 tonnes espac s de 1 36 m une entretoise reprend 1 1 x 10 317 x 3 45 1 36 29 tonnes MC 120 110 tonnes sur 6 10 m tres une entretoise reprend 110 x 3 45 6 10 62 tonnes Compte tenu du rapport des charges concernant une entretoise nous consid rons que le P E B n est pas dimensionnant par rapport au char MC 120 5 2 6 Etude des r actions d appui De la m me fa on nous avons v rifi que les r actions dues au P E B m lang au trafic concomitant sont moins importantes que les r actions dues aux charges civiles et ou militaires en 48 vigueur l poque de la construction de l ouvrage 5 3 Tests effectu s sur des ouvrages types 5 3 1 G n ralit s Les r gles de calculs du pr sent guide ont t test es sur plusieurs ouvrages courants choisis de la fa on suivante ils sont calcul s avec un logiciel de calcul de ponts types du SETRA ils ont une longueur proche du maximum de port e de leur domaine d emploi ils ont des lancements balancements et autres caract ristiques classiques Nous avons consid r que ces ouvrages avaient t calcul s selon les r glements en vigueur en 1997 Notons que ces ouvrages ne correspondent pas des cas r els 5 3 2 Profil en travers retenu Le profil en travers retenu est le m me pour tous les ouvrages courants Ce profil est en revanche diff rent de celui retenu
48. ment ces derniers tant des ouvrages difficilement perceptibles depuis la chauss e Moyennant la prise en compte de cette particularit le principe g n ral de v rification adopt pour les ponts dans le pr sent document s applique galement aux murs de sout nement quel que soit leur type C est dire que le v rificateur peut utiliser deux approches soit recalculer entierement le mur en prenant en compte le P E B le programme CAMUS de calcul de mur est en cours de mise au point au S E T R A soit comparer l effet du P E B aux effets des charges prises en compte dans le calcul initial du mur Dans ce dernier cas il est noter que e Si l ouvrage a t calcul uniquement avec une charge de 1 tonne m un recalcul complet s impose e si l ouvrage a t calcul pour le passage du char MC 120 il est apte supporter le passage du P E B pour autant qu il soit en bon tat En effet contrairement ce qui se passe pour les ponts l effet de la circulation concomitante est n gligeable dans le calcul des efforts par rapport aux autres actions e l effet du P E B peut pour certains types de murs tre couvert par les forces horizontales correspondant aux chocs sur dispositifs de retenus qui ne sont pas consid r s comme concomitant du P E B 5 6 Tests sur la fatigue Consid rons un alvrage mixte de caract ristiques moyennes avec par exemple des port es de l ordre de 50 m tres pour les notations cf 2 1
49. moments transversaux dus chacune des combinaisons pr c dentes Nous constatons dans tous les cas que Al est moins d favorable que Bc ou le char MC 120 le P E B avec la circulation concomitante peut tre dimensionnant e les r sultats obtenus sur le PSIDP avec le P E B plac sur la BAU nous ont conduits conclure qu il tait plus prudent d interdire la circulation du P E B sur la B A U Le logiciel VIPP EL n effectue pas d tude transversale sp cifique Nous avons donc tudi s par ment les effets du P E B sur la flexion d une entretoise interm diaire Pour cela nous avons r alis un calcul manuel selon la m thode de Courbon Selon le calcul manuel le P E B n tait pas dimensionnant pour les entretoises interm diaires du VIPP test espac es de 10 m tres En revanche un calcul similaire men sur une entretoise de PSIBA conduisait de l gers d passements Ce type de v rification doit donc tre effectu avec soin cf l exemple donn au 5 1 2 Les r gles de calcul propos es semblent galement pertinentes en flexion transversale Pour les ouvrages courants en flexion transversale le P E B avec la circulation concomitante de l Eurocode 1 peut tre pr pond rant vis vis des charges du fascicule 61 titre Il Il convient donc d effectuer syst matiquement ces v rifications en flexion transversale qui peuvent parfois s av rer probl matiques Les logiciels de calcul de ponts types doivent
50. n TERT Eee eder bee tose eb ode deep ere ee bebe HERD Pe REY 52 54 LES BUSES eta ete sev sus eere e e ar reet rm eere e ite i e n e diea te 52 5 5 LES MURS DE SOUTENEMENT een 5 6 TESTS SUR LA FATIGUES ei c uer CO e NO RARO 5 6 1 Etude de la fatigue en flexion longitudinale pour un ouvrage mixte 5 6 2 Etude de la fatigue en flexion transversale pour un ouvrage mixte 5 6 3 Conclusion g n rale de l tude de la fatigue nn 56 6 CULO OE ADI BL OE AR a 57 1 INTRODUCTION 1 1 G n ralit s La circulaire n 89 52 du 22 Ao t 1989 5 a rendu possible la circulation des convois de transports exceptionnels sur les autoroutes Le Minist re de la D fense dans le cadre de l arr t interminist riel du 13 avril 1961 relatif la circulation des convois et transports militaires routiers a demand l autorisation de faire circuler en convois le porte engins blind s Leclerc d environ 100 tonnes appel P E B dans la suite du document vitesse normale la vitesse maximale du P E B est de l ordre de 70 km h en palier sur les autoroutes et notamment sur de longs trajets tels que Mourmelon Canjuers en empruntant les autoroutes A26 A5 A31 A6 A7 et A8 Le P E B pr sente peu pr s la m me agressivit vis vis des ouvrages d art que le convoi C1 de la circulaire du 20 Juillet 1983 3 convoi C1 94 tonnes dont 64 r parties sur 6 2 m tres et P E B
51. nt TABLEAUX EXCEL METAL MIXTE 43 44 45 46 5 RESULTATS DES TESTS EFFECTUES 5 1 Synth se des r sultats des tests 5 1 1 Les grands ouvrages Pour les trois grands ouvrages test s le passage du convoi de P E B ne pose pas de probl me 5 1 2 Les ouvrages types Au vu des r sultats des tests effectu s on peut consid rer que pour les ouvrages types dimensionn s au BAEL et au BPEL le passage du P E B ne devrait pas poser de probl me en flexion longitudinale En flexion transversale en revanche il convient d tre prudent Les tests effectu s parfois d terminants ont mis en vidence en particulier la n cessit de ne pas autoriser la circulation du P E B sur la B A U Il convient galement de traiter avec soin la v rification des l ments secondaires tels que les entretoises ou pi ces de pont qui peut s av rer critique Par exemple dans un pont poutres multiples entretois es la m thode de Courbon peut r v ler des insuffisances de r sistance des entretoises et un mod le en grill de poutres une insuffisances des poutres principales sous les m mes charges de calcul 5 1 3 La fatigue La v rification la fatigue des ouvrages ne s impose pas sous r serve que le nombre de P E B Soit en moyenne inf rieur 1 par jour Au del une v rification doit tre effectu e 5 2 Tests effectu s sur des grands ouvrages 5 2 4 G n ralit s Nous avons test les r gles de calculs p
52. nt conformes aux dispositions du BPEL 91 Il est noter que les d rogations relatives l IP 1 sont rest es valables jusqu fin 1985 Les d rogations d effort tranchant En ce qui concerne les aciers passifs les d rogations de 20 et 33 autoris es par certains textes s appliquaient galement directement au calcul des aciers passifs dimensionn s par l effort tranchant D autre part la circulaire 71 156 du 30 d cembre 1971 valable jusqu fin 85 pour les ouvrages calcul s selon l IP 1 autorisait des d rogations pour le calcul des armatures d ame pour les charges militaires La contrainte admissible de ces armatures vaut P a 2 2 Pour l IP 1 i Tb s il n y a pas de reprise de b tonnage et p a EC sinon 2 FE Pour la circulaire de d cembre 71 p 4 s il n y a pas de reprise et p sinon Th lim Un d passement de 33 n est pas acceptable Un d passement de 20 peut tre acceptable cela couvre a priori la d rogation de la circulaire de 1971 pour autant que les ph nom nes de diffusion et 39 de pouss es au vide aient bien t pris en compte TABLEAUX EXCEL BETON PRECONTRAINT 40 41 42 4 4 R glements relatifs aux ouvrages m talliques et aux ouvrages mixtes acier b ton Pour les ouvrages m talliques et les ouvrages ossature mixte acier b ton le tableau ci apr s rappelle pour chaque date de construction les textes applicables calc
53. nts m tal et jusqu en 1970 pour les autres types d ouvrages A priori on peut consid rer que les d rogations autoris es pour le passage de charges militaires circulant seules sur les ouvrages ne sont plus applicables d s lors que ces charges militaires sont m lang es des charges civiles Exemple 1 Cas d un pont en b ton arm construit en 1965 dimensionn sous le char de 100 tonnes not Q du convoi militaire de 4 classe Pour cette ann e de construction le tableau du paragraphe 42 relatif aux ouvrages en b ton arm apprend que l ouvrage a th oriquement t calcul selon le titre Il fascicule 61 de 1960 et selon le r glement de calcul de b ton arm de 1964 les sollicitations sous les charges civiles et militaires sont pond r es par 1 2 Il faut donc comparer les sollicitations d velopp es par le P E B m lang au trafic concomitant aux sollicitations d velopp es par les charges civiles et ou militaires en vigueur l poque de la construction de l ouvrage Pour ce type d ouvrage le paragraphe 4 2 ne signale pas d insuffisance r glementaire connue Enfin la seule d rogation en vigueur l poque de la construction observ e dans le tableau du paragraphe 4 2 concerne la majoration de 20 des contraintes admissibles Il convient de commencer par comparer les courbes enveloppes suivantes effet des charges civiles pond r es par 1 2 1 genre effet du P E B et du trafic concomitant S
54. our le passage du convoi de 4 classe de la circulaire de 1946 10 En l absence de r gles sur le sujet il est donc apparu r cessaire de fixer des hypoth ses de calcul les plus r alistes possibles Tout d abord il a t recherch un mod le de chargement cf chapitre 2 permettant de combiner les effets du P E B avec les effets du trafic fr quent p riode de retour comprise entre 1 jour et une semaine Ce mod le de chargement s inspire des dispositions de la partie 3 du futur Eurocode 1 article 4 3 4 qui traite la question des charges concomitantes aux v hicules sp ciaux convois militaires et exceptionnels Ensuite apr s analyse des diff rentes et tr s nombreuses r gles de charge et de calcul des ouvrages il a t recherch par des tests cf chapitre 5 s il n tait pas possible d viter un recalcul complet de tous les ouvrages sous le mod le de chargement Cette d marche a permis d aboutir dans un certain nombre de cas une simple comparaison entre les sollicitations engendr es par le P E B m l au trafic courant et les sollicitations dues aux charges de calcul cf 1 2 sous r serve que les conditions de circulation du paragraphe 1 3 soient strictement respect es Malheureusement la d marche a galement montr que certains ouvrages ne pouvaient tre v rifi s de cette mani re d une part cause de certaines insuffisances des r gles de charge ou de calcul cf 1 2 2 et d autre part p
55. par soustraction Par contre il faut le 23 prendre en compte pour la comparaison avec les sollicitations dues au char MC 120 II suffit de v rifier S Qisgpesixitxd 1 lt SIQ pia ou S Qispesixrix lt SEQ Bxbxi2x5 ou S qPEB x11x8 1 O 0 Qura lt S Q mox Remarque il est noter que le coefficient de majoration dynamique doit tre appliqu au char MC 120 comme au P E B Au contraire pour les charges routi res concomitantes les valeurs propos es par l Eurocode int grent d j la majoration dynamique Si aucune in galit n est v rifi e le convoi ne peut circuler avec un trafic concomitant Exemple 2 Pont en b ton pr contraint construit sur cintre et calcul en 1972 dimensionn sous les charges civiles seulement Pour cette ann e de construction le tableau du paragraphe 4 3 relatif aux ouvrages en b ton pr contraint apprend que l ouvrage a th oriquement t calcul selon le titre Il fascicule 61 de 1971 et selon l IP 1 charges civiles charges nominales pond r es par 1 1 d apr s le tableau du paragraphe 4 3 Il faut donc comparer les sollicitations d velopp es par le P E B m lang au trafic concomitant aux sollicitations d velopp es par les charges civiles en vigueur l poque de la construction de l ouvrage D autre part pour ce type d ouvrage le paragraphe 4 3 signale une insuffisance r glementaire connue la non prise en compte du gradient thermique Le calcul
56. pour les convois de 3 cat gorie qui sont cens s circuler au pas Pour la m me raison la partie 3 de l Eurocode 1 ne pr voit pas de force de freinage pour les v hicules sp ciaux L effort horizontal retenir pour les calculs vaut 25 tonnes par P E B Cette valeur a t obtenue en extrapolant les formules de l Eurocode pour le mod le de charge n 1 Les actions thermiques concomitantes sont celles des r glements de calcul en vigueur Si cela conduit des efforts excessifs dans pour les appuis il y a lieu d adapter l espacement des P E B 3 2 8 Les points v rifier La v rification d un ouvrage doit tre syst matique Elle doit concerner la flexion longitudinale mais aussi de la flexion transversale v rification des l ments secondaires entretoises pi ces de pont etc l effort tranchant les r actions d appui le freinage les effets des forces centrifuges le cas ch ant Par contre il est inutile de v rifier la fatigue cf 5 4 pour autant que l ouvrage supporte le passage de moins de 1 P E B par jour en moyenne 3 2 9 Exemples de calculs Le lecteur pourra trouver aux paragraphes 5 2 et 5 3 du chapitre 5 R sultats des tests effectu s des exemples de calculs men s pour des ouvrages types et pour des grands ouvrages selon les principes expos s ci dessus 27 28 4 COMBINAISONS D ACTIONS A PRENDRE EN COMPTE 4 1 Historique Tableau chronologique tous r glements
57. quels s ajoute ventuellement le gradient thermique pour les structures b et c le P E B avec la circulation concomitante n est pas dimensionnant pour la structure a le P E B et la circulation concomitante est peu pr s quivalent Al pour un espacement de 25 m tres Le l ger d passement observ sur l effort tranchant dispara t avec un espacement de 50 m tres pour la structure b le fait que A l ou Bc soit largement dimensionnant s explique par l excentrement de Bc sur une structure deux poutres Conclusion les r gles de calcul propos es ne conduisent pas des surdimensionnements significatifs des grands ouvrages classiques 5 2 5 Calculs transversaux Nous tudions ci apr s la flexion transversale pour les trois grands ouvrages tudi s pr c demment vis vis de la flexion longitudinale Cette tude la flexion transversale est compl t e par l tude des ponts types effectu e au paragraphe 5 3 a tude de l encorbellement pour les structures a et c caisson b ton et bipoutre mixte Pour ces deux structures la BAU occupe tout l encorbellement qui n est pas circul par le P E B I n y a donc pas de probl me de flexion transversale d au P E B au niveau de l encorbellement b tude de la structure b Il s agit d une dalle nervur e en b ton pr contraint avec pi ces de pont espacement 3 45 m tres Calculons la charge affecter une pi ce de pont en consid rant que toutes
58. ropos es dans le pr sent guide sur 3 structures a un pont en b ton pr contraint construit par encorbellements successifs tablier d paisseur variable port e maximale 78 m tres b un pont bipoutre en ossature mixte acier b ton tablier d paisseur constante port e maximale 70 m tres un pont hauban deux nappes lat rales tablier en b ton pr contraint port e maximale 152 m tres Nous avons consid r que les trois ouvrages avaient t dimensionn s selon les r glements en vigueur en 1997 5 2 2 Profil en travers retenu Le profil en travers retenu est le m me pour les trois ouvrages Il est constitu de une B A U de 2 m tres de deux voies de 3 50 m tres une B D G de 75 centim tres Ce profil en travers est conforme au profil autoroutier r duit 2 fois 2 voies pour un trafic normal de la circulaire du 29 ao t 1991 La chauss e est bord e par deux barri res de s curit Les largeurs caract ristiques de ce profil en travers sont donc largeur roulable au sens du fascicule 61 titre Il 9 75 m tres largeur chargeable au sens du fascicule 61 titre Il 8 75 m tres ce qui correspond deux voies de chargement largeur chargeable au sens de l Eurocode 9 75 m tres y compris les aires r siduelles B A U et B D G Ce profil en travers a t retenu comme tant a priori le plus d favorable car il correspond seulement deux voies de circulation selon le titre
59. rt tranchant Les d passements de contraintes limites s appliquent galement directement pour les calculs relatifs l effort tranchant TABLEAUX EXCEL BETON ARME 35 36 37 38 4 3 R glements relatifs aux ouvrages en b ton pr contraint Pour les ouvrages en b ton pr contraint le tableau ci apr s rappelle pour chaque date de construction les textes applicables calculs et charges les combinaisons d actions retenues par les diff rents r glements Pour chaque texte r glementaire le tableau indique Sa date de parution Sa r f rence exacte sa dur e de validit une courte synth se de son contenu Le tableau permet donc pour une ann e donn e de conna tre les r glements de calcul et de charges en vigueur Le tableau indique de plus les combinaisons prises en compte pour les charges civiles et militaires les d rogations relatives aux charges militaires Remarque pour effectuer un calcul complet de l ouvrage il est n cessaire de plus de conna tre d autres circulaires relatives par exemple la tension initiale des c bles aux coefficients de frottement etc 4 3 1 Principales insuffisances de calcul connues Les ouvrages hyperstatiques en b ton pr contraint ant rieurs 1975 ont t souvent con us sans tenir compte des gradients thermiques Les ouvrages hyperstatiques en b ton pr contraint ant rieurs 1975 construits par phases ont t souvent con us sans tenir
60. ruction de l ouvrage Le pr sent chapitre explique la d marche suivre pour effectuer un tel calcul simplifi Except le cas de certaines anciennes d rogations qui ne sont plus retenues et qui seront trait es en particulier dans la suite de ce chapitre cette approche revient en fait v rifier l ouvrage selon le r glement de calcul avec lequel il a t con u Cette comparaison doit dans certains cas d velopp s au paragraphe suivant tre compl t par une tude vis vis d une accumulation de v hicules pour que la s curit vis vis des E L U soit assur e 3 2 2 La s curit vis vis d une accumulation de v hicules La charge de calcul concomitante du P E B correspond des charges fr quentes La s curit de l ouvrage doit tre assur e en service E L S mais galement en cas d une accumulation de v hicules conduisant un d passement de la charge de calcul Ceci conduit effectuer une v rification vis vis de l E L U fondamental a Cas des ouvrages calcul s avec des r glements aux Etats Limites Ultimes Dans ce cas on d montre que si l E L S les combinaisons civiles sont plus d favorables que la combinaison militaire prenant en compte le P E B et le trafic concomitant elles sont galement plus d favorables l E L U Or les combinaisons d actions E L U couvrent une augmentation des charges due une accumulation de v hicules Pour ce type d ouvrage il est possible de s
61. s Il s agit bien de 1 P E B par jour et non pas de 1 convoi de P E B par jour M me si les probl mes de s curit et de g ne aux usagers interdisent par exemple sur une chauss e deux voies de circulation avec ou sans B A U le doublement du P E B par les poids lourds le contr le de la force portante des ouvrages doit quand m me tre effectu avec les cas de charges ci apr s sans r duire la charge sur la seconde voie peut tre envisag de faire circuler le P E B sur la voie de gauche de certains tron ons autoroutiers o les anciens ponts ont t largis Leur voie de droite se trouve alors l emplacement de l ancienne bande d arr t non pr vue pour supporter les convois militaires lourds cf le 1 2 ci avant Cette r gle de circulation peut galement tre envisag e sur certains tron ons o pour des raisons de s curit et de fluidit du trafic il faut viter de bloquer les nombreuses voies d acc s et de sortie Sur certains tron ons si la v rification de la charge portante des ouvrages n est pas assur e avec cet espacement minimum il peut tre augment Dans un tel cas des consignes drastiques doivent tre donn es aux responsables des convois pour respecter scrupuleusement le nouvel espacement minimal ainsi fix 16 2 3 3 Les cas de charge consid rer pour le P E B et les charges routi res concomitantes Pour un convoi de P E B et les charges routi res concomitantes les d
62. s Le Minist re de la D fense dans le cadre de l arr t interminist riel du 13 avril 1961 relatif la circulation des convois et transports militaires routiers a demand l autorisation de faire circuler en convois le porte engins blind s Leclerc d environ 100 tonnes appel P E B dans la suite du document vitesse normale la vitesse maximale du P E B est de l ordre de 70 km h en palier sur les autoroutes et notamment sur de longs trajets tels que Mourmelon Canjuers en empruntant les autoroutes A26 A5 A31 A7 et 8 Le pr sent document pr voit la cohabitation des convois de P E B avec les autres v hicules sur autoroute Cette cohabitation pose d une part des probl mes de s curit et de g ne aux usagers Cet aspect est trait dans une convention nationale entre les Ministeres des Transports et de la D fense qui fixe les modalit s de circulation et d accompagnement des P E B document paraitre d autre part le probl me de la force portante des ouvrages d art qui est trait dans le pr sent guide amp amp amp amp amp amp amp amp amp amp amp amp AVERTISSEMENT Une annexe au pr sent guide traite de l tude de la force portante des ouvrages d art des autres routes CARACTERISTIQUES DU P E B LECLERC Caract ristiques g om triques de la remorque voie de la 2652 mm largeur de la
63. s par les diff rents r glements Dans le cas ou des d passements apparaissent un recalcul complet prenant en compte l tat vide de l ouvrage est n cessaire Si des insuffisances de calcul sont connues pour le type d ouvrage consid r le calcul doit prendre en compte cette insuffisance par exemple probl me du gradient thermique pour les ouvrages en b ton pr contraint ant rieurs 1975 Pour chaque tableau du chapitre 4 sont list es les principales insuffisances de calcul connues Eventuellement ces calculs doivent tre compl t s par une tude sous accumulation de charges cf 3 2 2 Exemple 1 Pont en b ton pr contraint construit en 1986 dimensionn sous le char 120 not Pour cette ann e de construction le tableau du paragraphe 4 3 relatif aux ouvrages en b ton pr contraint apprend que l ouvrage a th oriquement t calcul selon le titre II fascicule 61 et selon le BPEL 83 c est dire avec les combinaisons d actions actuelles Le paragraphe 4 3 ne mentionne pas d insuffisance r glementaire connue ou de d rogation relative aux charges militaires Le calcul de justification peut se borner la comparaison des courbes enveloppes suivantes effet des charges civiles effet du P E B et du trafic concomitant Pour les charges civiles il n est pas n cessaire de consid rer le gradient thermique puisque dans ce cas il interviendrait dans les deux enveloppes et disparaitrait
64. s partiels correspondants chaque tendue k n de contrainte D 2 i l i Dans notre cas l ouvrage est optimis vis vis de la fatigue ce qui revient dire qu il est dimensionn pour 100 ans sous circulation r elle L endommagement pour une ann e hors P E B est donc de 1 100 Si nous consid rons un passage de 1 P E B par jour l endommagement pour une ann e d au P E B vaut 365 0 95 105 365 1 L endommagement total pour une ann e vaut donc 100 0 95 10 96 L ouvrage peut donc tenir 96 ans avant apparition des d sordres de fatigue la dur e de vie a donc t r duite de 4 ans soit 4 conclusion Le passage du convoi de P E B ne diminue que l g rement la dur e de vie d un ouvrage calcul la 54 fatigue et pour lequel ce calcul a t dimensionnant b ouvrage qui n a pas t calcul la fatigue et pour lequel la fatigue aurait t dimensionnante entrent dans cette rubrique les bipoutres anciens de petites port es calcul de l endommagement d au P E B Nous consid rons que ce type d ouvrage peut r sister la fatigue pour un trafic r el qui serait repr sent non plus par un camion de fatigue de 30 tonnes mais par un camion de fatigue de 24 tonnes Nous reprenons le calcul pr c dent en rempla ant 30 par 24 dans les diverses quations Nous notons Aog l tendue de contrainte au passage du camion de fatigue de 24 tonnes pond r par c 1 20 c est dire
65. st pas assur e avec cet espacement minimum il peut tre augment Dans un tel cas des consignes drastiques doivent tre donn es aux responsables des convois pour respecter scrupuleusement le nouvel espacement minimal ainsi fix 13 2 HYPOTHESES DE CALCUL Les pr sentes r gles d finissent les hypoth ses de calculs retenir pour effectuer une v rification d ouvrage autoroutier sous passage d un convoi de P E B Ces r gles ne s appliquent pas aux ponts de longueur de trav e sup rieure 200 m tres article 4 1 de la partie de l Eurocode 1 et article 4 1 du titre Il du fascicule 61 du C P C 2 1 Charges 2 1 1 Porte engins blind s Leclerc P E B Par la suite la charge du P E B sera not e Sch ma du P E B en charge Qpeg 97 tonnes N N N N o L p a 5 5 2 g9 8 S dO Gem SE d a 5 136 1 36 1 36 1 36 1 36 5 635 1 35 4 325 18 11 l vation vue en plan Conform ment l esprit de l article 4 4 de la circulaire R EG 3 du 20 juillet 1983 sur les transports exceptionnels la charge doit tre pond r e par 1 1 Ce coefficient est destin couvrir les d s quilibres de charges sur les essieux dus la non plan it aux pentes des chauss es ou aux tol rances de positionnement du colis ainsi que les incertitudes sur son poids r el Ce coefficient est appliquer avant les autres coefficients de pond ration des r glements Il est noter que les
66. t sans biais caract ristiques globales ouverture de 20 m tres hauteur libre de 5 80 m tres dalle de transition de 5 m tres de long caract ristiques par l ments paisseur de la traverse sup rieure gale 0 80 m tre soit un lancement du 1 25 me paisseur des pi droits gale 0 65 m tre paisseur des semelles gale 0 65 m tre logiciel de calcul logiciel PIPO EL du SETRA c pont tablier dalle en b ton arm de type PSIDA 1 trav e trac en plan ouvrage droit sans biais coupe longitudinale une trav e de 13 m tres de longueur entre axes d appui abouts de 0 60 m tre de longueur chacun 49 coupe transversale hauteur totale de 0 63 m tre soit un lancement du 1 21 me section rectangulaire logiciel de calcul logiciel PSIDA EL du SETRA d pont tablier dalle en b ton pr contraint de type PSIDP trac en plan ouvrage droit sans biais coupe longitudinale quatre trav es de 17 m tres 25 m tres 25 m tres et 17 m tres de port e chacune abouts de 0 60 m tre de longueur chacun coupe transversale hauteur totale de 0 90 m tre soit un lancement du 1 28 me section de type dalle larges encorbellements logiciel de calcul logiciel PSIDP EL du SETRA e pont tablier poutres en b ton arm de type PSIBA trac en plan ouvrage droit sans biais coupe longitudinale trav es ind pend
67. tat C est dire est il class dans les cat gories 1 ou 2 au sens de l l Q O A Image de la Qualit des Ouvrages d Art Il s agit de l tat de l ouvrage y compris l tat des fondations l ouvrage a t il d j t r par Cette question vise les r parations structurelles de l ouvrage Ne sont pas concern s par exemple les ragr ages locaux etc Ces r parations ont elles fait l objet de justifications par le calcul l ouvrage a t il d j t modifi Ces modifications peuvent tre de deux sortes alourdissement des quipements largissement par suppression ou diminution de la B A U d urgence Ces modifications ont elles fait l objet de justifications par le calcul 3 1 3 Organigramme d cisionnel Une fois ces informations recueillies l organigramme ci dessous indique la d marche suivre 20 class 1 ou 2 IQOA oui ouvrage d j r par structurellement ou modifi alourdi ou largi r paration structurelle ou modification justifi e par le calcul ouvrage calcul avec d rogations non d rogation admissible non ouvrage dimensionn par charges convois civiles DouE avant 1960 calcul de l ouvrage passage seul pas de recalcul pas de passage pour d terminer au pas 1 sauf tude les conditions et dans l axe 1 particuli re en de passage sinon liaison avec la calcul de l ouvrage MISOA ou RCA 1 sauf s il existe des insuffisances d
68. tre utilis s avec clairvoyance ceux ci n tant pas la base concus pour effectuer ce type de calculs 5 4 Les buses Selon le document Buses m talliques Recommandations et r gles de l art L C P C S E T R A de Septembre 1981 page 67 la pression au sommet d une buse due aux convois de type E du titre Il fascicule 61 est moins s v re que celle due aux charges A et B Le convoi de type E du titre Il fascicule 61 200 tonnes sur une surface de 15 m tres par 3 3 m tres soit 13 tonnes ml tant nettement plus agressif que le P E B 100 tonnes sur une surface de 18 m tres par 3 44 m tres dont 61 9 tonnes sur une longueur de 8 16 m tres soit 7 6 tonnes ml nous en d duisons que l effet du P E B est couvert par celui des charges A et B Il est donc inutile de faire des v rifications particuli res des buses sous le passage du P E B 5 5 Les murs de soutenement Les pratiques de calculs observ es tant tr s variables d un ouvrage l autre prise en compte ou 52 non de charges d exploitation concentr es etc il n est pas possible de d finir priori des cat gories d ouvrages pouvant supporter le passage du P E B Chaque ouvrage doit donc faire l objet d une analyse Un pont est en g n ral facilement perceptible par un conducteur Il est donc envisageable d interdire un P E B de s arr ter sur la bande d arr t d urgence d un pont Cette interdiction ne peut tre tendue aux chauss es sur murs de sout ne
69. u trafic de la partie 3 de l Eurocode 1 Plusieurs cas de charges ont t consid r s qui n ont pas n cessairement t appliqu s tous les types d ouvrages Dans les r sultats pr sent s la masse du P E B 97 tonnes est toujours pond r e par 1 1 pour prendre en compte les incertitudes sur la charge nominale et sur la partition de la charge par la remorque Elle est galement multipli e par un coefficient de majoration dynamique calcul selon les principes du fascicule 61 titre Il gt P E B sur la voie 1 charges de trafic concomitante l Eurocode sur les autres voies La charge UDL doit th oriquement tre appliqu e sur la voie 1 l ext rieur du P E B Ceci n est pas r alisable actuellement par les logiciels de ponts types et n a ici que peu d influence les port es tant faibles par rapport la longueur d encombrement du P E B Cette approximation a t faite pour tous les cas de charge avec P E B Sur la voie 1 dans ce cas de charge le P E B est appliqu seul 2 P E B et TS sur voie 1 charges de trafic concomitante de l Eurocode sur les autres voies Le P E B et le tandem TS sont ici espac s de 26 36 m tres entre axes d essieux gt P E B et TS tr s loign s sur voie 1 charges de trafic concomitante de l Eurocode sur autres voies Le P E B et le tandem TS sont ici espac s de 34 95 m tres entre axes d essieux Ce cas est destin charger une trav e sur deux cas de l ouvrage de type PSIDP
70. uls et charges les combinaisons d actions retenues par les diff rents r glements Pour chaque texte r glementaire le tableau indique sa date de parution Sa r f rence exacte Sa dur e de validit une courte synth se de son contenu Le tableau permet donc pour une ann e donn e de conna tre les r glements de calcul et de charges en vigueur Le tableau indique de plus les combinaisons prises en compte pour les charges civiles et militaires les d rogations relatives aux charges militaires 4 4 1 Principales insuffisances de calcul connues Les r glements pr sentaient des insuffisances vis vis de la r sistance la fatigue et vis vis de la fissuration des dalles des ponts mixtes avant la parution des documents 4 et 8 respectivement en 1996 et 1995 Cependant il n est pas n cessaire d effectuer de v rification particuli re sur ces points dans le cadre de la v rification d un ouvrage sous passage du convoi de P E B 4 4 2 Les d rogations Des d passements de 20 33 ont t autoris s par diff rents r glements pour les charges militaires Ces charges militaires taient suppos es circuler seules sur les ouvrages Ces d rogations ne sont plus acceptables Les d rogations d effort tranchant Il n y a pas de d rogation particuli re l effort tranchant Les d passements de contraintes limites s appliquent galement directement pour les calculs relatifs l effort trancha

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