Actions sur les ponts

1
EN 1991 - Eurocode 1 Actions sur les
structures Partie 1-5 Actions thermiques
2

• Section 1 généralités
• Section 2 classification des actions
• Section 3 situations de calcul
• Section 4 représentation des actions
• Section 5 bâtiments
• Section 6 ponts
• Section 7 cheminées et pipelines
• Annexes

3
Changement de la période de retour pour les
situations transitoires
50 ans
10 ans
4
Effets thermiques dans les ponts Température
dans les poutres

• composante verticale (2 cas ?sup gt ?inf et ?sup
  lt ?inf)
• composante horizontale ou - 5C

?T
?TN
?TM
?TE
5

• ?TN induit une variation de longueur
• dimensionnement des joints de chaussée
• dimensionnement des appareils dappui
• efforts hyperstatiques dans certaines structures
  (portiques hyperstatiques, etc.)
• efforts dans les rails continus des ponts
  ferroviaires

6

• ?TM induit une rotation dans chaque section
• dans une poutre isostatique
• courbure mais pas deffort
• dans une poutre hyperstatique
• courbure et efforts hyperstatiques

• ?TE induit une distribution auto-équilibrée de
  contraintes dans la section (contraintes
  résiduelles)

7
TYPES DE PONT

• Type 1 métal

• 1a caisson
• 1b poutre

• Type 2 mixte caisson ou poutre

• Type 3 béton

• 3a caisson
• 3b poutre
• 3c dalle

8
Détermination des effets thermiques
Te.max Te.min
Type 1 Type 2 Type 3
PONT BETON
Tmax Tmin
9
CALCUL DU SOUFFLE DES JOINTS
Te,min
T0
Te,max
S
S
SOUFFLE TOTAL
S 20C si T0 est inconnue S 10C si T0
est connue
10
Traitement de DTM

• DTM DTE peuvent être traités par une
  distribution linéaire DTM
• DTM DTE peuvent être traités par une
  distribution non linéaire

11
Valeurs caractéristiques des gradients linéaires
de température pour différents types de tabliers
de ponts (ponts routiers, passerelles et ponts
ferroviaires)
12
Coefficients (multiplicateurs) ksur à prendre en
compte pour différentes épaisseurs de revêtement
13
DTM DTE traités par une distribution non
linéaire

• Les tableaux suivants sont valables pour une
  certaine épaisseur du revêtement sinon annexe B
• la résultante d effort normal est négligée

14
PONTS METALLIQUES
15
Ponts mixtes
16
Règles complémentaires
Différence de températures entre parois internes
et externes dans le cas de grands caissons en
béton valeur recommandée 15C Simultanéité
entre composantes uniforme et gradient de
température
Différences de composantes uniformes de
température entre éléments structuraux - 15C
entre éléments structuraux principaux- 10C et
20C entre câbles (suspension, haubans) et
tablier (ou pylône) selon la couleur, claire ou
foncée.
17
Actions thermiques sur les piles de ponts en
béton, pleines ou creuses
5C
?15C
Axe du tablier porté
18
EN 1991 Eurocode 1Actions sur les
structuresPartie 1-7 Actions générales
Actions accidentelles
19

• Chocs de véhicules sur les piles de ponts
• Chocs de véhicules et chocs divers sur les
  tabliers de ponts
• Chocs de bateaux sur les piles de ponts
• Chocs de véhicules sur les dispositifs de
  retenue (NF EN 1991-2)
• Actions dues aux séismes (p.m.)

20
Avant-propos Section 1 Généralités Section
2 Classification des actions Section 3 Situations
de projet 3.1 Généralités 3.2 Situations de
projet accidentelles actions accidentelles iden
tifiées 3.3 Situations de projet accidentelles
Stratégie en cas de défaillance
localisée 3.4 Situations de projet accidentelles
Utilisation de classes de conséquences Section
4 Chocs 4.1 Domaine dapplication 4.2 Représentat
ion des actions 4.3 Actions accidentelles dues
aux véhicules routiers 4.4 Actions accidentelles
dues aux chariots élévateurs 4.5 Actions
accidentelles dues au déraillement du
trafic ferroviaire sous ou au voisinage de
structures 4.6 Actions accidentelles dues au
trafic de navigation 4.7 Actions accidentelles
dues aux hélicoptères
21
Section 5 Explosions internes Annexe A Robustesse
des bâtiments dimensionnement tenant compte
des conséquences dune défaillance
localisée due à une cause non spécifiée
(I) Annexe B Eléments pour une analyse de risque
(I) Annexe C Méthodes avancées de
dimensionnnement vis-à-vis des chocs
(I) C.1 Généralités C.2 Dynamique des
chocs C.3 Chocs dus à des véhicules routiers
incontrôlés C.4 Chocs dus aux bateaux Annexe
D Explosions internes (I)
22
(No Transcript)
23
Chocs de véhicules routiers sur piles de ponts EN
1991-2 EN 1991-1-7
Tableau 4.1 Valeurs indicatives des forces de
calcul statiques équivalentes dues à des impacts
de véhicules sur des éléments porteurs de
structures ou en bordure de routes
Largeur de laire dimpact largeur de
lobstacle limitée à 1,50 m
24
EN 1991-1-7 - Actions accidentelles
Chocs de véhicules routiers sur les tabliers de
ponts
Tableau 4.2 Valeurs indicatives des forces de
calcul statiques équivalentes dues à des impacts
de véhicules sur des éléments structuraux
horizontaux au dessus des routes
Ces valeurs sont applicables pour h ? h0 (h0
donné par Annexe Nationale Valeur recommandée 5
m)
25
Chocs de véhicules routiers sur les tabliers de
ponts Possibilité de réduction des valeurs de F
pourh0 h (h0 b)
rF coefficient de réductionb valeur
recommandée 1,0 m
26
LES CHOCS DE BATEAUX SUR LES PILES DE PONTS
27
CHOCS DE BATEAUX - EN 1991-1-7Valeurs indicative
des effort statiques équivalents
Annexe C
Voies navigables et caractéristiques des bateaux
Seine
CEMT Conférence Européenne des Ministres des
Transports (19/06/92), approuvée par le Conseil
de lUE le 29/10/93
28
Dans les ports, les précédentes valeurs sont
divisées par 2.Si analyse dynamique non prévue,
coefficients damplification dynamique
recommandés (voir Annexe Nationale) - 1,3 selon
Fdx- 1,7 selon Fdy
29
CHOCS DE BATEAUX (site maritime) - EN 1991- 1-7
La force dimpact est appliquée entre - 0,05L et
0,05L par rapport aux niveaux deau spécifiés.
La surface dimpact est haute de 0,05L et large
de 0,1L si cette dimension est inférieure à celle
de lélément.Elle est multipliée par 1,3 selon x
et 1,7 selon y en labsence danalyse dynamique
(voir Annexe Nationale). Des indications sont
données pour dautres conditions dimpact.
30

• ACTIONS DES VEHICULES SUR LE PONT
• Véhicules sur les trottoirs et pistes cyclables
• Forces d'impact sur les bordures de trottoirs
• Forces d'impact sur les barrières ou glissières

31
EN 1991 - Eurocode 1 Actions sur les
structures Partie 2 Charges sur les ponts, dues
au trafic EN disponible sept. 2003 NF EN
1991-2  mars 2004Annexe Nationale en cours de
rédaction
32
EN 1991-2 - TABLE DES MATIERES

• Préface
• Chapitre 1 Généralités
• Chapitre 2 Classement des actions
• Chapitre 3 Situations de projet
• Chapitre 4 Actions dues au trafic routier et
  autres actions spécifiques aux ponts-routes
• Chapitre 5 Actions sur les trottoirs, les
  pistes cyclables et les passerelles
• Chapitre 6 Actions dues au trafic ferroviaire
  et autres actions spécifiques
  aux ponts-rails

33
EN 1991-2 - TABLE DES MATIERES (Suite)

• Annexe A (I) Modèles de véhicules spéciaux pour
  les ponts routiers
• Annexe B (I) Calcul de la durée de vie en
  fatigue des ponts routiers - méthode basée sur
  les trafics enregistrés
• Annexe C (N) Coefficients dynamiques 1? pour
  trains réels
• Annexe D (N) Bases du calcul en fatigue des
  structures ferroviaires
• Annexe E (I) Limites de validité du modèles HSLM
  et choix du train critique universel dérivé de
  HSLM-A
• Annexe F (I) Critères à vérifier si une analyse
  dynamique nest pas exigée
• Annexe G (I) Méthode de détermination de la
  réponse combinée dune structure et de la voie
  aux actions variables
• Annexe H (I) Charges sur les ponts-rails en
  situation transitoire

34
EN 1991-2 - Section 4
Actions dues au trafic routier et autres
actionsspécifiques aux ponts-routes

• 4.1 Domaine d'application
• 4.2 Représentation des actions
• 4.3 Charges verticales - Valeurs caractéristiques
• 4.4 Forces horizontales - Valeurs
  caractéristiques
• 4.5 Groupes de charges de trafic sur les
  ponts-routes
• 4.6 Modèles de charges de fatigue
• 4.7 Actions pour les situations de projet
  accidentelles
• 4.8 Actions sur les garde-corps
• 4.9 Modèles de charges pour les culées et les
  murs adjacents aux ponts

35
ORGANISATION GENERALE POUR LES PONTS ROUTIERS

• Modèles de charges de trafic
• Forces verticales LM1, LM2, LM3, LM4- Forces
  horizontales freinage et accélération,
  centrifuges, transversales

• Groupes de charges de trafic
• gr1a, gr1b, gr2, gr3, gr4, gr5- valeurs
  caractéristiques, fréquentes, quasi-permanentes

Combinaisons avec les actions autres que celles
dues au trafic
36
MODELES DE CHARGES POUR LES PONTS ROUTIERS

• MODELES DE CHARGES POUR ETATS-LIMITES AUTRES QUE
  CEUX DE FATIGUE
• Domaine dapplication longueurs chargées
  inférieures à 200 m (longueur maximale prise en
  compte lors de la  calibration  - Pour les très
  grandes longueurs, voir Annexe Nationale)
• LE MODELE N 1Charges concentrées et réparties
  (modèle principal)
• LE MODELE N 2Essieu unique (complément au
  modèle n 1)
• LE MODELE N 3Ensemble de véhicules spéciaux
• LE MODELE N 4Chargement par une foule 5 kN/m2

37
MODELES DE CHARGES POUR LES PONTS ROUTIERS
MODELES DE CHARGES POUR ETATS-LIMITES AUTRES QUE
CEUX DE FATIGUE
38
Largeur de la chaussée
Largeur de chaussée w largeur mesurée entre
bordures de hauteur supérieure à 100 mm ou entre
limites intérieures des dispositifs de retenue
39
Découpage de la chaussée en voies
1 Voie n 1 (3m) 2 Voie n 2 (3m) 3 Voie n
3 (3m) 4 Aire résiduelle
40
(No Transcript)
41
Le modèle de charges principal pour les ponts
routiers (LM1) représentation schématique
Pour l'évaluation des effets généraux, il
convient de supposer que chaque tandem circule
dans l'axe des voies conventionnelles
Lorsque deux tandems sont pris en compte sur
deux voies conventionnelles adjacentes, ils
peuvent être rapprochés, la distance entre
essieux ne devant cependant pas être inférieure à
0,50 m
Pour les vérifications locales, il convient
d'appliquer un tandem à l'emplacement le plus
défavorable.
42
Modèles de charges pour les ponts routiers
Le modèle de charges principal (LM1)
Valeurs des coefficients ? (selon ENV 1991-3/DAN)
1e classe trafic international lourd 2e classe
trafic lourd  normal  3e classe trafic
lourd  faible  et/ou occasionnel
43
Modèles de charges pour les ponts routiers
Le modèle de charges n2 (LM2)
En labsence dindications précises
(0,9 pour la 2e classe)
44
Modèles de charges pour les ponts routiers
Diffusion des charges concentrées
1 Pression de contact de la roue2
Revêtement3 Dalle en béton4 Fibre moyenne
de la dalle
45
Modèles de charges pour les ponts routiers
FORCES HORIZONTALES Freinage et accélération
(voie n1 )
Pour ?Q1 ?q1 1 Qlk 180 2,7L Pour 0 ? L ?
1,2 m Qlk 360 2,7L Pour L gt 1,2 m
46
Modèles de charges pour les ponts routiers
FORCES HORIZONTALES Forces centrifuges
r rayon de courbure en plan de l'axe de la
chaussée m Qv poids total maximal des charges
concentrées verticales des tandems du modèle de
chargement principal, c'est-à-dire
47
EN 1991-2 Définition des groupes de charges
Groupe de charges gr1a LM1 valeur  réduite 
(ou de  combinaison ) des charges de piétons ou
de cyclistes
Groupe de charges gr1b LM2 (essieu unique)
Groupe de charges gr2 valeurs caractéristiques
des forces horizontales, valeurs fréquentes de LM1
48
Groupe de charges gr3 charges sur les trottoirs
et les pistes cyclables
Groupe de charges gr4 charge de foule
Groupe de charges gr5 véhicules spéciaux (
conditions spéciales pour le trafic normal
49
Tableau 4.4a Détermination des groupes de
charges de trafic (valeurs caractéristiques de
laction à composantes multiples)
50
Tableau 4.4b Détermination des groupes de
charges de trafic (valeurs fréquentes de laction
à composantes multiples)
51
EN 1991-2Les modèles de fatigue pour les
ponts-routes

• MODELE N 1 (FLM1) Il dérive du modèle
  principal caractéristique 0,7 x Qik - 0,3
  x qik - 0,3 x qrk
• MODELE N 2 (FLM2) Ensemble de
  camions  fréquents 
• MODELE N 3 (FLM3) Véhicule
• MODELE N 4 (FLM4) Ensemble de
  camions  équivalents 
• MODELE N 5 (FLM5) Trafic enregistré

52
Tableau 4.5 - Nombre indicatif de véhicules
lourds prévus par an et par voie lente (modèles
FLM3 et FLM4)
53
EN 1991-2Les modèles de fatigue pour les
ponts-routes
Distribution des fréquences de la
position transversale de laxe dun véhicule
(Modèles 3 à 5)
54
EN 1991-2Les modèles de fatigue pour les
ponts-routes
Coefficient de majoration dynamique pour la
fatigue
55
FLM2 Ensemble de camions  fréquents 
56
FLM2 (suite) Définition des roues et des essieux
57
Le modèle de charges n 3 (FLM3)
Second véhicule possible Q 36 kNDistance
minimale entre véhicules 40 mA fixer par
lAnnexe Nationale
58
FLM4 Ensemble de camions  équiva-lents  (Les
définitions des roues et des essieux sont les
mêmes que pour FLM2)
59
ACTIONS POUR LES SITUATIONS DE PROJET
ACCIDENTELLES

• FORCES D'IMPACT DES VEHICULES SOUS LE PONT
• Chocs contre les piles et autres éléments
  porteurs
• Annexe Nationale valeurs minimales recommandées
  (1000 et 500 kN)
• - Collisions avec les tabliers
• Annexe Nationale référence à lEN 1991-1-7

1,25 m
60
EN 1991-2 - TABLE DES MATIERES DU CHAPITRE 5
Charges sur les trottoirs, les pistes cyclables
et les passerelles

• 5.1 Domaine d'application
• 5.2 Représentation des actions
• 5.3 Modèles statiques de charges verticales -
  Valeurs caractéristiques
• 5.4 Modèles statiques de forces horizontales
  Valeurs caractéristiques
• 5.5 Groupes de charges dues au trafic sur les
  passerelles
• 5.6 Actions pour les situations de projet
  accidentelles relatives aux passerelles
• 5.7 Modèles dynamiques de charges dues aux
  piétons
• 5.8 Actions sur les garde-corps
• 5.9 Modèles de charges pour les culées et les
  murs de soutènement adjacents aux ponts

61
EN 1991-2CHARGES SUR LES PONTS DUES AU TRAFIC
MODELES DE CHARGES POUR LES TROTTOIRS ET LES
PASSERELLES

• LE MODELE N 1
• Charge uniformément répartie qfk
• LE MODELE N 2Charge concentrée Qfwk
• (10 kN recommandé)
• LE MODELE N 3Véhicule de service Qserv

62
EN 1991-2CHARGES SUR LES PONTS DUES AU TRAFIC

• Valeur caractéristique recommandée pour
• les trottoirs et pistes cyclables de ponts
  routiers,
• Les passerelles de portées faibles ou moyennes
• Expression recommandée pour les passerelles de
  grandes portées
• L est la longueur chargée en m

63
EN 1991-2CHARGES SUR LES PONTS DUES AU TRAFIC
Pour les passerelles seulement, il y a lieu de
considérer une force horizontale appliquée selon
laxe du tablier au niveau de son revêtement Qflk.

• Sa valeur caractéristique, ajustable dans
  lAnnexe Nationale, est égale à la plus grande
  des deux valeurs suivantes
• 10 de la charge totale correspondant à la
  charge uniformément répartie définie en 5.3.2.1,
• 60 du poids total du véhicule de service sil y
  a lieu (5.3.2.3-(1)P).
• La force horizontale est concomitante avec la
  charge verticale, mais en aucun cas avec la
  charge concentrée.

64
EN 1991-2 Groupes de charges pour les
passerelles
65
EN 1991-2 Groupes de charges pour les
passerelles
Groupe de charges gr1
Groupe de charges gr2