U. de Moncton GCIV-5340 Conception des ponts · 2007-10-26 Ponts en béton précontraint 1 GCIV-5340 Conception des ponts Prof. NoyanTurkkan Facultéd’ingénierie, 119 G2 [email protected]

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2007-10-26 Ponts en béton précontraint 1

GCIV-5340Conception des ponts

Prof. Noyan Turkkan

Faculté d’ingénierie, 119 G2

[email protected]

506-858-4304

U. de Moncton


Conception de la superstructure

Ponts en bétonprécontraint

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BP - Principes


10 m

+8.3

-8.3

Principes200

600Section

A = 12 x 104 mm2

I = 3.6 x 109 mm4

Béton, fc’=30 MPaAucune armature

0.6 30 3.3 MParf = =

max

6

max, 9

40 10100 kN.m

4 4

(100 10 )3008.3MPa

3.6 10s i

PLM

M yf

I

×= = =

×= ± = = ±

×

Tension (-)

40 kN

Béton fissuré

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Principes

+8.3

-8.3

1000 kN

+8.3

+

3

, 4

1000 108.3MPa

12 10s i

Pf

A

×= = = +

×

=

+16.6

40 kN

10 m

1000 kN

Aucunefissure


Principes

10 m

1000 kN

80 kN

100 mm=+

+16.6

-16.6

+

-8.3

+8.3

+8.3 +16.6

•Charge double•Compression excentrée

•Mêmes contraintes•Pas de fissures

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Méthodes de précontrainte

Câble dans une gaine

Ancrage

Poutre

Vérin

Précontrainte par post-tension


Post-tension� Pose des armatures enrobées dans une gaine

isolante� Coulage du béton et durcissement� Mise en tension des aciers qui glissent dans leur

gaine, le vérin hydraulique s’appuyant sur le béton durci

� Blocage des aciers au cône d’ancrage. Injection du coulis dans la gaine

� Le béton soumis au retrait se raccourcit provoquant une chute de tension dans les aciers

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Méthodes de précontrainte

Ancrage

Acier de précontrainte Banc de traction

Poutre Vérin

Précontrainte par pré-tension


Pré-tension

� Mise en tension des armatures� Coulage du béton, durcissement, adhérence

entre béton et acier de précontrainte (torons)� Suppression des tensions extérieures.

Première chute de tension provoquée par le raccourcissement élastique du béton sous la compression

� Le béton soumis au retrait se raccourcit, provoquant une deuxième chute de tension

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Matériaux - Acier de précontrainte

195

1860

p

pu

E GPa

f MPa

=

=

Fils et torons

Barres

1100puf MPa=


Matériaux - Acier de précontrainte

• Relaxation normale

• Basse relaxation

fpu� 1860 Mpa

fpy � 0.90 fpuEp � 195 GPa

Toron standard à 7 fils

Diamètrenominal

Relaxation – Diminution de contraintesous un allongement constant

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Torons et barres de précontrainte

101836148.416

80432140.015

5312698.713

3142074.211

1771554.89

Aire (mm2)Diamètre (mm)Aire (mm2)Diamètre (mm)

Barres nervurées

1030, 1080 ou 1100 MPa

Torons

Nuances 1760 ou 1860 MPa


Avantages

� Durabilité – fissuration limitée, sections étanches

� Économie et légèreté – augmente avec la longueur des portées

� Rigidité et bon contrôle des déformations

� Facilité de fabrication

� Esthétique

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Analyse

� État limite d’utilisation� Vérifier les contraintes avec les charges d’utilisation

� État limite ultime� Vérifier la résistance et la ductilité de la poutre (la poutre se comporte comme une poutre en béton armé)


Vérification des contraintes en ELUT(section mixte)

Centre de gravitédes torons

ys

yi

Fibre supérieure, s

Fibre inférieure, i

A, I

e, excentricité

,

,

s i

s i

c csc ic

sc ic

I IS S

y y

I IS S

y y

= =

= =

ysc

yicSection mixte

Be

AN

AN Comp

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Définitions

Précontrainte initiale

Précontrainte finale

, , , Contraintes admissibles

poids propre

surcharge aditionnelle

surface d'usure

i

e

ti ci t c

P

P

f f f f

D

SD

SU

L camion

→

→

→

→

→

→

→


Contraintes – en transfert (avant les pertes)

i i Ds ti

s s

i i Di ci

i i

P Pe Mf f

A S S

P Pe Mf f

A S S

= − + ≤

= + − ≤ +

- fs

fi

Cambrure

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Contraintes en utilisation (après les pertes)

Origine des pertes� Raccourcissement élastique� Retrait et fluage� Relaxation des aciers� Glissement à l’ancrage (post-tension)� Frottement (poste-tension)

+

-

fs

fi

e e D SD SU Ls c

s s sc

e e D SD SU Li t

i i ic

P Pe M M M Mf f

A S S S

P Pe M M M Mf f

A S S S

+ += − + + ≤

+ += + − − ≤


Vérification de la résistance et de la ductilité en ELUL

Il faut vérifier :

,

)

) 1.25

) 0.3

r f

r

cr

p ps

c

a M M

MbM

fc

f

ρ

≥

≥

≤

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Usine de préfabrication


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Torons

Étriers

Armatures d’interface


Vérin

Déviateurs

ancrage

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Poutres en forme de I

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Poutres en forme de I


Poutres - NEBT

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Transport


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Mise en place


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Conception préliminaire

Dalles pleines

h(mm)

Portée (m)

h

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Dalles évidées

h(mm)h

Portée (m)


Caissons

hh

(mm)

Portée (m)

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Poutres CPCI

Espacementdes poutres

(mm)

Portée (m)


Poutres NEBT

Espacementdes poutres

(mm)

Portée (m)

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Élancement (L/h) pratiques

Poutres-caissons

�Section const. (L < 70 m) : 20 ≤ L/h ≤ 28

�Section variable (L > 70 m)

� 15 ≤ L/h ≤ 20 (aux appuis intérieurs

� 40 ≤ L/h ≤ 60 (à mi-travée)

40 ≤ L ≤ 200 m

Poutres en T coulées en place : 22 ≤ L/h ≤ 30

Poutre en I préfabriquées : 15 ≤ L/h ≤ 20

Caissons préfabriqués : 25 ≤ L/h ≤ 30

15 ≤ L ≤ 40 m

Dalle pleine : 25 ≤ L/h ≤ 30L ≤ 15 m

Section et élancementLongueur de la plus grande travée


Pont de Petit-Codiac

� Longueur total 425 m� 5 sections en acier (55+70+70+70+55 m)

� Poutres assemblées h=2500 mm

� 3 sections en BP (37.2+37.8+30 m)� Poutres préfabriquées NEBT 1800(NEBT → New England Bulb-Tee)

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Section transversale typique


Propriétés des sections NEBT

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Sections NEBT


Disposition des torons

Sectionaux appuis

SectionÀ mi-portée

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Armatures

Documents

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