Remerciez-le!

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

PRISE EN COMPTE DU RISQUE SISMIQUE La conception parasismique des ponts Denis D

PRISE EN COMPTE DU RISQUE SISMIQUE La conception parasismique des ponts Denis DAVI - CETE Méditerranée Journée technique Centre d'Études Techniques de l'Équipement Ouest 17 septembre 2013 Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Ouest 2 2 17 septembre 2013 Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Ouest 2 Contenu de l'exposé ●Différents principes de conception parasismique des ponts ●Domaines d'emploi, méthodes de calcul et de dimensionnement associées ●Dispositions constructives parasismiques ●Un exemple de réalisation exemplaire : le pont de Rion-Antirion (Grèce) La conception parasismique des ponts 17 septembre 2013 Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Ouest 3 3 17 septembre 2013 Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Ouest 3 Conception parasismique des ponts (1/2) Ductilité limitée (ou essentiellement élastique) Ductile Isolation sismique (et amortissement) AA élastomère classiques Dispositifs spéciaux (amortisseurs) 3 principes de conception parasismique des ponts : (basé sur la structure de l'Eurocode 8-2) F d F d 17 septembre 2013 Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Ouest 4 4 17 septembre 2013 Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Ouest 4 Conception parasismique des ponts (1/2) Conception en ductilité limitée (ou essentiellement élastique) 17 septembre 2013 Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Ouest 5 5 17 septembre 2013 Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Ouest 5 Conception parasismique des ponts (1/2) Conception en ductilité limitée (ou essentiellement élastique) ●Concept  Connexion rigide entre appuis et tablier Raideur de l'ouvrage principalement dictée par celle des appuis (piles, piédroits...) 17 septembre 2013 Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Ouest 6 6 17 septembre 2013 Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Ouest 6 Conception parasismique des ponts (1/2) Conception en ductilité limitée (ou essentiellement élastique) ●Concept  Incursions très limitées dans le domaine post-élastique des matériaux :  Coefficient de comportement : q ≤ 1,5  Correspond grosso-modo aux limites ELU du BAEL : εc,u=0,0035 εs,u=0,010 17 septembre 2013 Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Ouest 7 7 17 septembre 2013 Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Ouest 7 Conception parasismique des ponts (1/2) Conception en ductilité limitée (ou essentiellement élastique) ●Avantages/inconvénients  Calculs relativement aisés  Structure intacte ou très faiblement endommagée après séisme  Sollicitations très importantes en cas de sismicité élevée Efforts de dimensionnement très élevés voire rédhibitoires – notamment fondations (structures « bunker ») Peu économe en coût et en quantités de matière 17 septembre 2013 Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Ouest 8 8 17 septembre 2013 Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Ouest 8 Conception parasismique des ponts (1/2) Conception en ductilité limitée (ou essentiellement élastique) ●Domaine d'emploi  Sismicité faible à modérée  Ouvrages courants ou particulièrement légers  Ouvrages à fort enjeu :  Nécessité de limiter les risques d'endommagement  Volonté de maintenir un niveau de fonctionnalité immédiatement après séisme 17 septembre 2013 Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Ouest 9 9 17 septembre 2013 Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Ouest 9 Conception parasismique des ponts (1/2) Conception en ductilité limitée (ou essentiellement élastique) ●Méthodes d'analyse Approche statique forfaitaire  Domaine d'application :  Ouvrages ou parties d'ouvrages supposés non-déformables  Ouvrages parfaitement encastrés et solidaires du sol Exemples : ponts-cadres, portiques de dimensions modestes, culées (composante inertielle hors poussées dynamique des terres), semelles de fondation...  Principe : F = M x ag.S.τ Accélération de calcul au niveau du sol, sans prise en compte de l'amplification dynamique 17 septembre 2013 Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Ouest 10 10 17 septembre 2013 Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Ouest 10 Conception parasismique des ponts (1/2) Conception en ductilité limitée (ou essentiellement élastique) ●Méthodes d'analyse Méthodes monomodales (ex : méthode du tablier rigide)  Domaine d'application :  Composante de séisme longitudinale (dans la grande majorité des cas)  Composante de séisme transversale si tablier pouvant être considéré comme un bloc infiniment rigide et indéformable (tabliers larges et courts)  Principe : F = M x Sd(T) Réponse spectrale de calcul, prenant en compte l'amplification dynamique, fonction : - de la période propre fondamentale de l'ouvrage T - du coefficient de comportement q ∑ + = i piles tab K M M T sup _ 2π 17 septembre 2013 Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Ouest 11 11 17 septembre 2013 Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Ouest 11 Conception parasismique des ponts (1/2) Conception en ductilité limitée (ou essentiellement élastique) ●Méthodes d'analyse Méthodes monomodales (ex : méthode du tablier rigide)  Principe : F = M x Sd(T) ∑ + = i piles tab K M M T sup _ 2π 17 septembre 2013 Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Ouest 12 12 17 septembre 2013 Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Ouest 12 Conception parasismique des ponts (1/2) Conception en ductilité limitée (ou essentiellement élastique) ●Méthodes d'analyse Méthodes monomodales (ex : méthode du tablier rigide)  Principe : F = M x Sd(T) Analyse basée sur : Ibrute ou Ifiss ∑ + = i piles tab K M M T sup _ 2π À privilégier : - simplicité des calculs - majoration sécuritaire des efforts (à associer à un prolongement du plateau spectral jusqu'à l'origine) Uniquement pour la ré-évaluation des déplacements a posteriori 17 septembre 2013 Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Ouest 13 13 17 septembre 2013 Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Ouest 13 Conception parasismique des ponts (1/2) Conception en ductilité limitée (ou essentiellement élastique) ●Méthodes d'analyse Méthodes multimodales  Principe : Nécessite une approche numérique (logiciels permettant une analyse dynamique modale)  Combinaison quadratique des réponses modales ... 2 3 S 2 2 S 2 1 S S + + + = 17 septembre 2013 Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Ouest 14 14 17 septembre 2013 Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Ouest 14 Conception parasismique des ponts (1/2) Conception en ductilité limitée (ou essentiellement élastique) ●Principes de dimensionnement Combinaisons sismiques  Combinaisons spaciales des sollicitations sismiques : E1 = Elong ± 0,3 Etrans ± 0,3 Evert E2 = Etrans ± 0,3 Elong ± 0,3 Evert E3 = Evert ± 0,3 Elong ± 0,3 Etrans  Combinaison de calcul : Uniquement dans quelques cas particuliers : - Proximité de faille - Tablier précontraint - Dispositifs d'appui - Béquilles ou piles inclinées... Uniquement pour les OA à fort trafic : Essentiellement AA et JdC Valeur quasi-perm actions longue durée : - poussée terres - poussée hydrostat. + hydrodyn. ... 17 septembre 2013 Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Ouest 15 15 17 septembre 2013 Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Ouest 15 Conception parasismique des ponts (1/2) Conception en ductilité limitée (ou essentiellement élastique) (valable pour l'ensemble des approches)  Requise (selon l'EC8-2) uniquement si la souplesse des fondations contribue à plus de 20% du déplacement en tête de pile  Modélisation des raideurs sur la base des modules dynamiques (sismiques) de sol  Conseillé dans tous les cas en phase d'étude avancée (projet, exécution) pour les OA non-courants  A défaut (OA courants), prolongement du plateau du spectre jusqu'à l'origine  En règle générale, valeur haute de la fourchette des raideurs pour le calcul des efforts, basse pour le calcul des déplacements ●Prise en compte de la souplesse des fondations 17 septembre 2013 Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Ouest 16 16 17 septembre 2013 Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Ouest 16 Conception parasismique des ponts (1/2) Conception en ductilité limitée (ou essentiellement élastique) ●Limites de l'approche strictement élastique Proportionnalité entre sollicitations sismiques et niveau de séisme (non maîtrisé)  Par définition difficile à évaluer (Caractère conventionnel de la prise en compte de l'aléa sismique – Notion de période de retour de référence et de probabilité de risque acceptable...)  En cas de séisme sous-estimé : ●Distribution erronée des efforts internes ●Risque de défaillance structurelle 17 septembre 2013 Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Ouest 17 17 17 septembre 2013 Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Ouest 17 Conception parasismique des ponts (1/2) Conception en ductilité limitée (ou essentiellement élastique) ●Limites de l'approche strictement élastique Proportionnalité entre sollicitations sismiques et niveau de résistance : A niveau de déplacement imposé par le séisme, plus on augmente la résistance structurelle et plus on augmente les efforts sismiques sollicitants Peu efficace et peu rentable Point essentiel d'évolution entre les règlements parasismiques de 1ère génération (PS69) et ceux de 2ème génération (PS92) : Introduction de la notion fondamentale de « ductilité » suite aux séismes destructeurs des années 80 (Japon, Californie...) 17 septembre 2013 Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Ouest 18 18 17 septembre 2013 Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Ouest 18 Conception parasismique des ponts (1/2) Conception ductile 17 septembre 2013 Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Ouest 19 19 17 septembre 2013 Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Ouest 19 Conception parasismique des ponts (1/2) Conception ductile ●Concept  Connexion rigide entre appuis et tablier Raideur de l'ouvrage principalement dictée par celle des appuis (piles, piédroits...)  Incursions prononcées dans le domaine post-élastique des matériaux :  Coefficient de comportement : 1,5 < q ≤ 3,5  Excède très sensiblement les limites ELU du BAEL : εc,u : jusqu'à 0,012 à 0,030 (dispositions constructives spécifiques - confinement) εs,u : jusqu'à 0,075 (Aciers de classe de ductilité C) 17 septembre 2013 Centre d'Etudes Techniques de l'Equipement Ouest 20 20 17 septembre 2013 uploads/Ingenierie_Lourd/ 06-la-conception-parasismique-des-ponts-cle08716b-pdf.pdf