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See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/325878379 Evaluation de la performance sismique d'un pont en béton précontraint à Tipasa en développant les courbes de fragilité de la pile Article · June 2018 CITATIONS 0 READS 434 3 authors, including: Some of the authors of this publication are also working on these related projects: lateral resistance of confined masonry walls View project shake table performance View project Nadjib Hemaidi Zourgui École Nationale Supérieure des Travaux Publics 16 PUBLICATIONS 18 CITATIONS SEE PROFILE Abderrahmane Kibboua Centre National de Recherche Appliquée en Génie Parasismique CGS 132 PUBLICATIONS 427 CITATIONS SEE PROFILE All content following this page was uploaded by Abderrahmane Kibboua on 25 July 2021. The user has requested enhancement of the downloaded file. ALGÉRIE ÉQUIPEMENT N° 59, Juin 2018 : 66-79 ISSN : 1111-5211 N. HEMAIDI ZOURGUI, A. KIBBOUA, M. TAKI www.enstp.edu.dz/revue Edité sous licence CC BY-NC-ND http://creativecommons.fr 66 EVALUATION DE LA PERFORMANCE SISMIQUE D'UN PONT EN BETON PRECONTRAINT A TIPASA EN DEVELOPPANT LES COURBES DE FRAGILITE DE LA PILE SEISMIC PERFORMANCE EVALUATION OF A PRESTRESSED BRIDGE IN TIPASA USING FRAGILITY CURVES OF THE PIER N. HEMAIDI ZOURGUI1,*, A. KIBBOUA2, M. TAKI3 1Doctorant, Ecole Nationale Supérieure des Travaux Publics, ENSTP *Attaché de Recherche, Centre National de Recherche Appliquée en Génie Parasismique, CGS. e-mail : nhemaidizourgui@cgs-dz.org 2Maître de Recherche classe A, Centre National de Recherche Appliquée en Génie Parasismique, CGS. E-mail : akibboua@cgs-dz.org 3Maître de Conférences classe A, Ecole Nationale Supérieure des Travaux Publics, ENSTP, atik_med@yahoo.fr réception :28/11/2016 acceptation : 04/10/2017 publication :30/06/2018 Résumé - Les ponts sont des éléments très vulnérables en cas de séisme. Dans un réseau de transport terrestre, une grande partie du commerce transite par les autoroutes et les voies express. L'effet de la fermeture d’une route suite à un mouvement sismique peut avoir un impact négatif sur le développement et la croissance économique d’un pays. Le développement des méthodes adéquates, capables d'évaluer la performance sismique des ponts s’avère nécessaire pour l’élaboration des plans d’action pour la prévention et la gestion du risque sismique. Un outil performant pour l’évaluation de la vulnérabilité sismique des ponts en béton armé et précontraint est la dérivation des courbes de fragilité. Celles-ci expriment la probabilité pour qu'un pont ou qu’un de ses éléments structurels atteigne ou dépasse un niveau de dommage en fonction des paramètres caractéristiques du mouvement du sol. L’objectif de ce travail consiste à développer les courbes de fragilités analytiques d'une pile d'un pont en béton armé fréquemment réalisée en Algérie. Le modèle de calcul utilisé prend en compte toutes les composantes de l'ouvrage telles que les piles, les culées, les appareils d'appuis et les plots parasismiques. L’ouvrage étudié, se trouve sur la voie express reliant Bousmail-Cherchell qui est considérée comme zone de forte sismicité (Zone III) selon les Règles Parasismiques applicables au domaine des Ouvrages d’Art (RPOA-2008). Mots Clés : Courbes de fragilité, Analyse dynamique non linéaire, Analyse push-over, Vulnérabilité sismique. Abstract - Bridges are one of the most vulnerable components of a transport network subjected to seismic excitations, this network is indeed essential for carrying out rescue and economic activities, quickly following a seismic event. A considerable negative effect of closing these transportation networks can be observed on the country's economic growth, after an earthquake. However, developing an appropriate methods, capable of assessing the seismic performance of the bridges is necessary for the elaboration of action plans to prevent the seismic risk. ALGÉRIE ÉQUIPEMENT N° 59, Juin 2018 : 66-79 ISSN : 1111-5211 N. HEMAIDI ZOURGUI, A. KIBBOUA, M. TAKI www.enstp.edu.dz/revue Edité sous licence CC BY-NC-ND http://creativecommons.fr 67 A performing tool to evaluate the seismic vulnerability of RC and prestressed bridges is the development of fragility curves; they express the probability of structural damage due to earthquakes as a function of ground motion indices. In this study, we developed the analytical fragility curves of a constructed courant RC bridge pier in Algeria. A three dimensional model has been implemented, incorporating all components, pier, abutments, elastomeric bearings and shear keys. The studied bridge located on Bousmail-Cherchell highway, which is classified according to the RPOA-2008 in the highest level of seismicity (Zone III). Key words: Fragility curves, Non Linear Analysis, Pushover Analysis, Seismic Vulnerability. Introduction En Algérie, durant ces dernières années, des études de vulnérabilité sismique sur des bâtiments stratégiques ont été conduites par le Centre National de Recherche Appliquée en Génie Parasismique (CGS). Dans ce cadre, les chercheurs (Kibboua, 1999 [1] ; Zermout et al. 2008 [2] ; Mehani et al. 2011 [3]) ont fait des études de vulnérabilité afin de prédire la réponse dynamique non linéaire des structures en béton armé, classées stratégiques, soumises à plusieurs enregistrements accélérométriques (accélérogrammes) représentant l’aléa sismique du site. Par contre, un nombre très limité d'études sur la vulnérabilité sismique des ponts a été élaboré au pays, bien que ces ouvrages soient des éléments très vulnérables dans un système autoroutier (Swagata Banerjee et al. 2008 [4]). A partir de là, des recherches sur la vulnérabilité sismique des ponts ont été proposées, (Kibboua et al. 2011 [5]) et ont analysé l'effet des différents types de piles couramment réalisées en Algérie sur la vulnérabilité en termes de courbes de fragilité des ouvrages d’art en Algérie en s’inspirant du modèle proposé par Karim et Yamazaki en 2003 [6]. Ces courbes peuvent être déduites empiriquement à partir de données post-sismiques (Shinozuka et al. 2000 [7] ; Elnashai et al., 2004 [8]) ou analytiquement à partir de simulations numériques (Pan et al., 2007 [9] ; Padgett et DesRoches 2009 [10] ; Kibboua et al., 2011 [5], Agrawal et al. 2012 [11] ; Shahria Alam and al. 2012 [12], Kibboua et al. 2014 [13], Karthik Ramanathan et al., 2015 [14]) ou à partir de jugements d’ experts (Kibboua et al., 2014 [13]). Des simulations numériques ont été effectuées par le biais d’analyses statiques et dynamiques non linéaires afin de prédire les réponses de l'ouvrage soumis à des excitations sismiques préalablement sélectionnées. L’analyse de ces réponses permet de relier les états d’endommagement en fonction de l’intensité sismique adoptée (Vamvatsikos et Cornell, 2002 [15]). On se propose dans cet article de construire des courbes de fragilité d'un pont courant sur la voie express Bousmail-Cherchell dans la wilaya de Tipasa pour évaluer la vulnérabilité sismique de l'ouvrage et de mettre à la disposition des gestionnaires du parc d’ouvrage d’art un outil de gestion et de planification de programmes de protection sismique du patrimoine et également pour le développement des stratégies de mitigation ou d’atténuation du risque sismique. ALGÉRIE ÉQUIPEMENT N° 59, Juin 2018 : 66-79 ISSN : 1111-5211 N. HEMAIDI ZOURGUI, A. KIBBOUA, M. TAKI www.enstp.edu.dz/revue Edité sous licence CC BY-NC-ND http://creativecommons.fr 68 1. Présentation de l'ouvrage étudié Le pont fait partie du projet "voie expresse Bousmail-Cherchell". Il est constitué de deux travées de portée 25.70 m chacune (Fig. 1), pour une longueur totale de 51.50 m. Le tablier est composé d'un hourdis en béton armé coulé sur place ayant une épaisseur de 20 cm, surmonté d’une couche en béton bitumineux de 8 cm d’épaisseur. Il repose sur 10 poutres isostatiques en béton précontraint, de hauteur 1.30 m et d’ entre-axe de 1.68 m. La largeur totale du tablier est de 16.50 m. Le pont possède une largeur roulable de 11.00 m et deux trottoirs identiques de 1,75 m de largeur. Les poutres reposent sur des appareils d’appui en élastomère fretté. La pile est composée de cinq (05) fûts circulaires de hauteur 6.00 m (voir Fig. 2). Le ferraillage des armatures longitudinales des piles est constitué de 27 T 32, quant au ferraillage transversal, des armatures en cerces de diamètre T16 avec un espacement de 15 cm est adopté. 2.1-Caractéristiques mécaniques des matériaux : ✓ Béton Le béton armé utilisé pour la construction de l’ouvrage est : - Ciment CPA 325 dosé à 400 kg/m³ - Résistance à la compression : fcj = j 4.76+0.83j fc 28 si j≤28 jours Pour le cas de cette étude : fc 28 = 27 Mpa - Résistance à la traction : ft 28 = 0.6 + 0.06 fc 28 ✓ Acier Les armatures utilisées sont des aciers naturels ayant pour caractéristiques : - Nuance FeE40 Type HA - Limite d’élasticité : fe = 400 Mpa - Module d’élasticité : E = 2.105 Mpa - Déformation ultime : ε = 10 ‰ Figure 1: Vue en élévation de l'ouvrage étudié Fig. 1 : The studied bridge elevation view ALGÉRIE ÉQUIPEMENT N° 59, Juin 2018 : 66-79 ISSN : 1111-5211 N. HEMAIDI ZOURGUI, A. KIBBOUA, M. TAKI www.enstp.edu.dz/revue Edité sous licence CC BY-NC-ND http://creativecommons.fr 69 Figure 2 : Vue de dessous de l'ouvrage étudié Fig. 2: View from the bottom of the studied bridge Figure 3 : Coupe transversale sur pile Fig. 3 : Transversal cross section at pier 2. Analyses statique et dynamique de l'ouvrage Deux analyses ont été utilisées pour la prédiction des réponses du pont modélisé en 3D à savoir une analyse statique non linéaire (Pushover Analysis) et une analyse temporelle non linéaire. L’analyse pushover est une procédure statique non-linéaire dans uploads/Ingenierie_Lourd/ article-zourguietal-30juin2018.pdf