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BTS TRAVAUX PUBLICS – E4 : Étude Technique et Économique Session 2015 U41 – Étu

BTS TRAVAUX PUBLICS – E4 : Étude Technique et Économique Session 2015 U41 – Études de conception et réalisation en maîtrise d’oeuvre Code : TVE4ECR1 Page : 1/20 BREVET DE TECHNICIEN SUPÉRIEUR TRAVAUX PUBLICS E4 : Étude Technique et Économique Unité U41 – Études de Conception et Réalisation en Maîtrise d’Œuvre SESSION 2015 ______ Durée : 6 heures Coefficient : 3 ______ Matériel autorisé Toutes les calculatrices de poche y compris les calculatrices programmables, alphanumériques ou à écran graphique sous réserve que leur fonctionnement soit autonome et qu’il ne soit pas fait usage d’imprimante (Circulaire n°99-186 du 16/11/99). Aucun document autorisé Dès que le dossier vous est remis, assurez-vous qu'il est complet. BTS TRAVAUX PUBLICS – E4 : Étude Technique et Économique Session 2015 U41 – Études de conception et réalisation en maîtrise d’oeuvre Code : TVE4ECR1 Page : 2/20 Documents remis Pages Présentation du projet support de l'épreuve 3/20 Travail demandé (études 1 à 5) 4/20 à 7/20 Documents réponses à rendre (DR 1 à DR 4) 8/20 à 11/20 Documents techniques (DT1 à DT 10) 13/20 à 20/20 Compétence C1 : préparer et réaliser la consultation des entreprises du point de vue de la maîtrise d'œuvre Travail demandé Compétences détaillées Étude 1 : ossature métallique du tablier - Définir et/ou intégrer des méthodes de construction. - Dimensionner tout ou partie d'un ouvrage. Étude 2 : piles quadripodes - Proposer ou adapter des solutions techniques. - Définir et/ou intégrer des méthodes de construction. - Dimensionner tout ou partie d'un ouvrage. Étude 3 : culée C4 - Rédiger et/ou adapter des articles d'un DCE. - Quantifier tout ou partie d'un ouvrage. Étude 4 : chaussée et assainissement entre viaduc et giratoire - Dimensionner tout ou partie d'un ouvrage. - Compléter ou réaliser des documents graphiques exploitables. Étude 5 : aspects environnementaux - Rédiger et/ou adapter des articles d'un DCE. - Indiquer, dans un document, les contraintes d'exploitation sous chantier. BTS TRAVAUX PUBLICS – E4 : Étude Technique et Économique Session 2015 U41 – Études de conception et réalisation en maîtrise d’oeuvre Code : TVE4ECR1 Page : 3/20 Présentation du projet support de l'épreuve Les ouvrages étudiés durant cette épreuve seront les suivants : - un viaduc à quatre travées assurant le franchissement d'une voie ferrée, d'une route et d'une rivière, réalisé dans le cadre de la réalisation d'une déviation d'agglomération, - un giratoire ainsi que la chaussée entre le viaduc et le giratoire. Le giratoire sera positionné hors de l'emprise actuelle de la route départementale n°142 afin de supprimer un virage dangereux, cause de nombreux accidents de la circulation. Les travaux n'occasionneront ainsi aucune gêne sur la fluidité du trafic routier empruntant cette RD 142. Le viaduc sera réalisé en premier. L’ouvrage d'art est situé dans une zone Natura 2000 à forts enjeux environnementaux et subissant les crues de la rivière qu'il franchit. C0 P1 P2 P3 C4 Mise en situation Vous travaillez pour le compte du maître d'œuvre et vous assistez l'ingénieur responsable de la consultation des entreprises. Reboisement après travaux Création de deux mares sous l'ouvrage PRAIRIE HUMIDE Zone de transition prairie sèche / prairie humide Fauchage annuel et évacuation des herbes coupées de la prairie humide Reboisement après travaux Marjolaine conservée Aménagement de refuges Vison/Loutre Clôture RIVIERE PILE P1 PILE P3 PILE P2 Bassin de traitement des eaux pluviales PRAIRIE SECHE Préservation intégrale de la prairie sèche pendant la phase travaux PRAIRIE SECHE RD 142 après travaux Voie ferrée Voie communale Murs de culée courbes, Pile quadripode parement de pierres maçonnées Bipoutre métallique Marjolaine conservée Marjolaine conservée CULEE C4 CULEE C0 Axe RD 142 avant travaux Traitement des talus Perspective pile P1 Superstructures Corniche caniveau aluminium Protection avec animation architecturale en fers plats sur cadre métallique galvanisé. Rivière BTS TRAVAUX PUBLICS – E4 : Étude Technique et Économique Session 2015 U41 – Études de conception et réalisation en maîtrise d’œuvre Code : TVE4ECR1 Page : 4/20 Étude 1 : ossature métallique du tablier L'ingénieur en charge du dossier demande de vérifier ses estimations concernant les caractéristiques de l'ossature métallique du tablier. La coupe transversale est la même en travée et en tête de piles. On souhaite connaître le nombre de tronçons de poutres métalliques à fabriquer en usine. 1-1 - Les deux principales techniques permettant de mettre en place l’ossature métallique d’un pont mixte sont le grutage et le lançage. Préconiser une des deux techniques pour le viaduc étudié? Justifier la réponse à partir du plan d’ensemble (page 3) et du DT 1. 1-2 - En utilisant la note de calcul du document technique DT 3, compléter le document réponse DR 1. Justifier les valeurs manquantes. 1-3 - À la lecture des diagrammes de sollicitations, indiquer, sur DR 1, préconiser les positions pour les joints de chantier des poutres principales de l'ossature métallique. En déduire le nombre de tronçons à transporter. Proposer les dispositions de transport ? 1-4 - Vérifier les poutres de classe 3 selon les préconisations de l'Eurocode 3 en utilisant les valeurs suivantes : MEd = 5 600 kN.m et VEd = 640 kN. Pour le moment de flexion, on doit vérifier MEd  Mc,Rd où : - MEd est le moment fléchissant (agissant) de calcul sollicitant la section droite à l'ELU, - Mc,Rd est le moment résistant de calcul à la flexion de la section à l'ELU. Expression du moment de flexion élastique : Wel = Iz / v. La valeur du coefficient partiel de sécurité M0 est de 1. Pour l'effort tranchant, on doit vérifier VEd  Vc,Rd où : - VEd est l'effort tranchant (agissant) de calcul à l'ELU, - Vc,Rd est l'effort tranchant résistant à l'ELU dont l'expression est : 0,58 . Av . fy La valeur de Av est celle de la section de l'âme seule du profilé. La solution par grutage a été retenue. Le découpage prévoit un tronçon de 31,00 mètres de longueur positionné sur la pile P3. Ce tronçon est le premier à être mis en œuvre sur le chantier. Vous devez maintenant étudier l'équilibre statique de ce tronçon de poutre. La modélisation retenue est celle-ci : y P3-1 P3-2 6,725 5,275 5,275 8,454 5,271 Les entretoises transversales génèrent des forces ponctuelles de 7,70 kN. 1-5 - Indiquer quel élément de structure est modélisé par la force ponctuelle de 350 kN. 1-6 - Étudier l'équilibre statique du tronçon. À la lecture de vos résultats, vérifier qu’il n’y ait pas un risque au moment de la mise en œuvre de ce tronçon. Dans l’affirmative, proposer une solution pour y remédier. 20 kN/m 7,70 kN 7,70 kN 7,70 kN 7,70 kN 350 kN x Entretoises transversales Béton bitumineux (8 cm) Étanchéité (3 cm) Poutres principales BTS TRAVAUX PUBLICS – E4 : Étude Technique et Économique Session 2015 U41 – Études de conception et réalisation en maîtrise d’œuvre Code : TVE4ECR1 Page : 5/20 Étude 2 : piles quadripodes L'option choisie pour les fondations des piles est la fondation superficielle. Il faut valider ce choix. L'encastrement préconisé D de la semelle dans le sol, pour les trois piles, est de 3,00 m. 2-1 - Des sondages destructifs équipés de piézomètre ont été réalisés au voisinage des piles P1 et P2 (voir DT 4). À la lecture de leur description lithologique, proposer des dispositions pour l’exécution des semelles. La valeur retenue pour l'encastrement est-elle satisfaisante ? Les actions pondérées agissant sur la pile P1 sont celles qui suivent. Les semelles de fondation sont vérifiées, selon l'Eurocode 7, si elles respectent la relation : Vd  Rd;v / R;v avec R;v = 1,4. - Vd : résultante des actions verticales. - Rd;v = A' . (½ . S . d2 . B . N . + Sq . d1 . D . Nq + Sc . C . Nc) - e (excentricité) = MG / Vd avec MG le moment résultant en G. - B' (largeur effective de la fondation) = B - 2e - A' (surface effective de la fondation) = B' . L Les termes S sont des coefficients de forme : B B S = 1 - 0,2 x , Sq = 1 et Sc = 1 + 0,2 x L L Les termes N sont sans dimensions et fonction de  :  (°) N Nq Nc 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 0,1 0,5 1,4 3,5 8,1 18,1 41,1 100 254 1 1,6 2,5 4 6,4 10,7 18,4 33,3 64,2 135 5,14 6,5 8,4 11 14,8 20,7 30 46 75,3 134 2-2 - Effectuer la vérification de la semelle de fondation de la pile P1 selon l'Eurocode 7. Afin d'élaborer le planning prévisionnel d'exécution des travaux accompagnant le DCE, l'ingénieur demande d'éclaircir certains points concernant l'exécution des quatre fûts de la pile P1. Ces fûts présentent des densités de ferraillage importantes, des formes géométriques complexes, des accès impossibles pour assurer la vibration du béton dans le coffrage et l'obligation d’un pompage du béton. Les faces longitudinales sont coffrées par des panneaux en bois. Le fabricant impose, lors du bétonnage, de ne uploads/Ingenierie_Lourd/ bts-travaux-publics.pdf