Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

SNCF INFRA PROJETS SYSTÈME INGENIERIE Département des Ouvrages d’Arts (PSIGT.OA

SNCF INFRA PROJETS SYSTÈME INGENIERIE Département des Ouvrages d’Arts (PSIGT.OA) Simon Gelez 17 OCTOBRE 2013 La conception du saut-de-mouton de Sablé SNCF Direction de l’Ingénierie Département des Ouvrages d’Art (IGOA) 17 octobre 2013 Simon Gelez 2 SNCF SOMMAIRE CHAPITRE 1 CONTEXTE ET HISTORIQUE DU PROJET CHAPITRE 2 SOLUTION RETENUE CHAPITRE 3 HYPOTHÈSES DE CALCUL ET JUSTIFICATIONS CONTEXTE ET HISTORIQUE DU PROJET 17 octobre 2013 Simon Gelez 4 SNCF Paris Rennes Le Mans 4 CONTEXTE ET HISTORIQUE DU PROJET Bretagne Pays de la Loire 182 km de ligne nouvelle • PPP attribué à ERE (Eiffage Rail Express) 32 km de raccordements au réseau existant • MOA : RFF • MOA Déléguée et MOE : SNCF Les raccordements PBL 17 octobre 2013 Simon Gelez 5 SNCF 5 CONTEXTE ET HISTORIQUE DU PROJET Création d’un saut de mouton Ouvrage ferroviaire permettant le croisement dénivelé de deux voies après s’être écartées l’une de l’autre Le biais de l’ouvrage à réaliser est alors très important (15g) Travaux de terrassement Travaux de voie Le raccordements de Sablé-sur-Sarthe 17 octobre 2013 Simon Gelez 6 SNCF 6 CONTEXTE ET HISTORIQUE DU PROJET Cadre béton armé La voie qui s’écarte passe au dessus de l’autre via un cadre BA Les solutions classiques de saut de mouton 17 octobre 2013 Simon Gelez 7 SNCF 7 CONTEXTE ET HISTORIQUE DU PROJET Ouvrage d’art La voie qui s’écarte passe au dessus de l’autre via un pont rail Les solutions classiques de saut de mouton 17 octobre 2013 Simon Gelez 8 SNCF 8 CONTEXTE ET HISTORIQUE DU PROJET Terrier La voie qui s’écarte passe au dessous de l’autre via une tranchée Les solutions classiques de saut de mouton 17 octobre 2013 Simon Gelez 9 SNCF 9 CONTEXTE ET HISTORIQUE DU PROJET Voies en déblais d’environ 6m La ligne à double voie Le Mans – Angers, électrifiée en 2x25 kV Le site 17 octobre 2013 Simon Gelez 10 SNCF 10 CONTEXTE ET HISTORIQUE DU PROJET Solution 1 : portique BA Dalle (70m) Murs de soutènement (166m) Terrassement Les solutions présentées à l’AVP 17 octobre 2013 Simon Gelez 11 SNCF 11 CONTEXTE ET HISTORIQUE DU PROJET Solution 2 : bi-poutre mixte 3 travées Tablier (170m) 2 culées et 2 piles Murs de soutènement (70m) Terrassement Les solutions présentées à l’AVP 17 octobre 2013 Simon Gelez 12 SNCF 12 CONTEXTE ET HISTORIQUE DU PROJET A l’issue de l’AVP, la solution « bi-poutre mixte 3 travées » est retenue Avantages Moins d’impact sur les circulations Plus économique (car moins de terrassement et de murs de soutènement) Inconvénients Longueur dilatable supérieure à 90m : nécessité d’un Appareil de Dilatation (AD), Aire de montage/lançage longue : nécessité de dévier la RD 252 et de démolir une ferme désaffectée, Ouvrage nécessitant plus de maintenance, Inspection du tablier via nacelles négatives avec interception des circulations des 3 voies (V1, V2 et V1R). Les solutions présentées à l’AVP 17 octobre 2013 Simon Gelez 13 SNCF 13 CONTEXTE ET HISTORIQUE DU PROJET AVP réalisé par le groupe Ouvrages d’Art du Pôle Régional d’Ingénierie (PRI) de Nantes Les missions suivantes ont ensuite été confiées à IGOA : PRO DCE (Appel d’offre) ACT (Assistance Contrat Travaux) VISA DET Partiel • Procédures, • Demandes agréments de produits et matériaux, • Notes de calculs et plans des ouvrages provisoires de première catégorie, • Fiches d'adaptation et de non-conformité. Mission du Département des Ouvrages d’Arts de la SNCF (IGOA) SOLUTION RETENUE 17 octobre 2013 Simon Gelez 15 SNCF 15 SOLUTION RETENUE Tracé en plan et profil en long des voies franchies (V1 et V2) et de la voies supportées (V1R) Plan topo Emprises Vitesses des circulations et armements Pistes et équipements Positions des poteaux caténaires et efforts à reprendre Quelques caractéristiques de V1R : forte courbe en plan (R=980m) -> dévers 154mm, Epaisseur de ballast 30cm, Piste côté extérieur courbe. Les données d’entrée fonctionnelles 17 octobre 2013 Simon Gelez 16 SNCF SOLUTION RETENUE Choix de la position des appuis Objectifs Réduire la portée centrale Rester suffisamment loin des voies circulées • zone interdite : < 3m de l’axe de la voie • zone de protection : < 5m de l’axe de la voie -> Nécessité de trouver un compromis Biais entre l’axe de l’ouvrage et l’axe des piles Balancement portées rive/centrale=77% 17 octobre 2013 Simon Gelez 17 SNCF 17 SOLUTION RETENUE Hauteur des PRS : 3,30m. Epaisseur semelles et âme variables avec découpage en 3 zones : Entre 0m et 6m des piles : 80mm/30mm/80mm, Entre 6m et 16m des piles : 65mm/25mm/65mm, Au delà : 50mm/20mm/50mm. Diaphragmes avec trous d’homme : Espacement 10m/11m, Epaisseur 20mm (25mm sur piles). Acier : S355 N si e>30mm ou connecteur S355 K2+N sinon Protection anticorrosion C4ZNV Les différentes parties de l’ouvrage : Tablier métallique 17 octobre 2013 Simon Gelez 18 SNCF 17 octobre 2013 Simon Gelez 19 SNCF 17 octobre 2013 Simon Gelez 20 SNCF 17 octobre 2013 Simon Gelez 21 SNCF Photo 17 octobre 2013 Simon Gelez 22 SNCF 22 SOLUTION RETENUE Hourdis supérieur : Largeur 6.14m, Epaisseur minimum 35cm Ferraillage longi : 1%. Hourdis inférieur : Rôle : rigidité en torsion, comportement dynamique, entretien. Ne participe pas à la flexion, Epaisseur 15cm. Béton C30/37 XC4 Les différentes parties de l’ouvrage : Hourdis béton 17 octobre 2013 Simon Gelez 23 SNCF 17 octobre 2013 Simon Gelez 24 SNCF 17 octobre 2013 Simon Gelez 25 SNCF 17 octobre 2013 Simon Gelez 26 SNCF 26 SOLUTION RETENUE Schéma statique : Point fixe en P2 Appareils d’appui à pot Longueur dilatable 117m Pas d’appareils de dilatation Joint couteau en C0 et en T en C3 Les différentes parties de l’ouvrage : Schéma statique et appareils d’appui 17 octobre 2013 Simon Gelez 27 SNCF 27 SOLUTION RETENUE Les différentes parties de l’ouvrage : Piles Béton C30/37 Fondations superficielles Deux fûts indépendants, reliés en partie basse pour reprendre le choc 17 octobre 2013 Simon Gelez 28 SNCF Photo 17 octobre 2013 Simon Gelez 29 SNCF 29 SOLUTION RETENUE Les différentes parties de l’ouvrage : Culées Béton C30/37 Fondations superficielles Murs… HYPOTHÈSES ET JUSTIFICATIONS 17 octobre 2013 Simon Gelez 31 SNCF 31 HYPOTHÈSES ET JUSTIFICATIONS Géotechnique C0 Sable limoneux puis grès présentant de bonnes caractéristiques mécaniques P1 17 octobre 2013 Simon Gelez 32 SNCF 32 HYPOTHÈSES ET JUSTIFICATIONS Géotechnique P2 Sable limoneux puis schiste présentant de bonnes caractéristiques mécaniques C3 17 octobre 2013 Simon Gelez 33 SNCF 33 HYPOTHÈSES ET JUSTIFICATIONS Catégorie d’importance retenue est III (coefficient d’importance 1.2) Zone de sismicité 2 (faible) : ag = γI * 0,7 m/s² Calcul en élastique (coefficient de comportement q=1) Sismique 17 octobre 2013 Simon Gelez 34 SNCF 34 HYPOTHÈSES ET JUSTIFICATIONS Variation uniforme de température : L’ouvrage se déforme librement, Les rails sont continus de part et d’autre de l’ouvrage. Flexion sous convoi et gradient thermique : Déformation du tablier introduit des contraintes dans les rails Freinage/démarrage : Une partie de la charge est repris par les rails L’étude d’interaction voie-OA doit : Vérifier que le supplément de contraintes dans le rail, dû à la présence du pont, ne dépasse pas 70MPa en compression et 92 MPa en traction Déterminer la diminution des efforts de freinage/démarrage à reprendre par l’appui fixe longitudinal du pont Interaction voie-OA 17 octobre 2013 Simon Gelez 35 SNCF 35 HYPOTHÈSES ET JUSTIFICATIONS Masse volumique : Acier : 77kN/m3 Béton : 25 kN/m3 Ballast : 20 kN/m2 Etanchéité : 24 kN/m3 … Vent Variation uniforme de température Gradient Poids Propre et chargements climatiques 17 octobre 2013 Simon Gelez 36 SNCF 36 HYPOTHÈSES ET JUSTIFICATIONS Surcharges d’exploitation verticales 4 Modèles de charge ferroviaire : LM71 SW2 SW0 Train à vide (10kN/m) Attention à l’excentricité des charges : 8cm pour LM71 Excentricité additionnelle liée au dévers 17 octobre 2013 Simon Gelez 37 SNCF 37 HYPOTHÈSES ET JUSTIFICATIONS Surcharges d’exploitation horizontales et chocs Freinage 20kN/m pour LM71 (dimensionnant) 35kN/m pour SW0 et SW2 Démarrage : 33kN/m et total inférieur à 1MN Force centrifuge (accélération horizontale en V²/R) Chocs de train sur les piles 400t dans le sens des voies 150t perpendiculairement 17 octobre 2013 Simon Gelez 38 SNCF 38 HYPOTHÈSES ET JUSTIFICATIONS Critères à respecter Critères « classiques » Résistance des matériaux Stabilité externe des fondations Déformations acceptables 5mm sous freinage/démarrage Critère de déformation verticale pour le confort des voyageurs (critère pour limiter l’accélération dans les caisses) Rotation de l’about de tablier (continuité de la voie) Gauche (risque de déraillement)… Points à vigiler Fatigue (surtout du métal) Dynamique (accélération verticale du tablier et déformations) Soulèvement d’appui 17 octobre 2013 Simon Gelez 39 SNCF 39 HYPOTHÈSES ET JUSTIFICATIONS Justifications : tablier Analyse globale non fissurée pour détermination des zones fissurées Calculs des résistances des sections En flexion (ici section de classe 1 ou 2 -> résistance plastique) En cisaillement (attention au instabilité) Interaction M/V Vérification des critères de déformation Calcul à la fatigue Calcul dynamique 17 octobre 2013 Simon Gelez 40 SNCF 40 HYPOTHÈSES ET JUSTIFICATIONS Justifications : Appuis Descente de charges issue du tablier Répartition des efforts horizontaux suivant le schéma statique Prise en compte de l’excentrement des charges verticales Prise en compte du désaxement des uploads/Ingenierie_Lourd/ 04-2013-10-17-presentation-sable.pdf