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GCIV-5340 Conception des ponts N. Turkkan - Faculté d'ingénierie / U. de Moncto

GCIV-5340 Conception des ponts N. Turkkan - Faculté d'ingénierie / U. de Moncton 1 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 1 GCIV-5340 Conception des ponts Prof. Noyan Turkkan Faculté d’ingénierie, 119 G2 turkkan@umoncton.ca 506-858-4304 © Noyan Turkkan 2001 U. de Moncton 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 2 GCIV-5340 Conception des ponts Introduction GCIV-5340 Conception des ponts N. Turkkan - Faculté d'ingénierie / U. de Moncton 2 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 3 Définitions Pont Tout ouvrage permettant à une voie de circulation de franchir un obstacle naturel ou une autre voie de circulation. 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 4 Définitions Ponceau Petit pont hydraulique GCIV-5340 Conception des ponts N. Turkkan - Faculté d'ingénierie / U. de Moncton 3 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 5 Définitions Viaduc Ouvrage de grande longueur et de hauteur 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 6 Pont routier Ouvrage destiné aux véhicules Définitions GCIV-5340 Conception des ponts N. Turkkan - Faculté d'ingénierie / U. de Moncton 4 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 7 Définitions Pont-rail Ouvrage destiné aux trains 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 8 Définitions Passerelle Ouvrage destiné aux piétons GCIV-5340 Conception des ponts N. Turkkan - Faculté d'ingénierie / U. de Moncton 5 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 9 Composition des ponts Superstructure Appareils d’appuis Infrastucture 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 10 Composition des ponts Superstructure Tablier Poutres GCIV-5340 Conception des ponts N. Turkkan - Faculté d'ingénierie / U. de Moncton 6 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 11 Formes du tablier 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 12 Composition des ponts Infrastucture Piliers Culées Fondations Culée Fondation Pilier GCIV-5340 Conception des ponts N. Turkkan - Faculté d'ingénierie / U. de Moncton 7 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 13 Composition des ponts Appareils d’appuis 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 14 Éléments géométriques • Épaisseur • Tirant-d’air • Portée • Largeur • Obliquité • Pente Épaisseur Épaisseur Portée Pente Largeur Obliquité Tirant-d’air GCIV-5340 Conception des ponts N. Turkkan - Faculté d'ingénierie / U. de Moncton 8 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 15 Classification des ponts • Portée • Matériaux • Destination • Position des voies • Forme 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 16 Portée • Simple • Continue • Porte-à-faux GCIV-5340 Conception des ponts N. Turkkan - Faculté d'ingénierie / U. de Moncton 9 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 17 Matériaux • Bois • Acier • Béton armé • Béton précontraint • Composite 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 18 Matériaux - bois GCIV-5340 Conception des ponts N. Turkkan - Faculté d'ingénierie / U. de Moncton 10 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 19 Matériaux - acier 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 20 Matériaux – béton armé GCIV-5340 Conception des ponts N. Turkkan - Faculté d'ingénierie / U. de Moncton 11 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 21 Matériaux – béton précontraint 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 22 Matériaux - composite GCIV-5340 Conception des ponts N. Turkkan - Faculté d'ingénierie / U. de Moncton 12 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 23 Destination • Ponts-rail • Ponts routiers • Piétons • Aqueducs 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 24 Position des voies • Supérieures • Médiane • Inférieure GCIV-5340 Conception des ponts N. Turkkan - Faculté d'ingénierie / U. de Moncton 13 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 25 Forme • Poutres droites • Treillis • Arcs • Suspendus • À béquilles • À haubanes 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 26 Historique Ponts primitifs GCIV-5340 Conception des ponts N. Turkkan - Faculté d'ingénierie / U. de Moncton 14 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 27 Historique (suite…) Ponts romains Pont St-Martin (Torino) 25 avant JC 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 28 Historique (suite…) Ponts en Asie Cambodge 12 ème siècle Iran 17 ème siècle Japon 17 ème siècle GCIV-5340 Conception des ponts N. Turkkan - Faculté d'ingénierie / U. de Moncton 15 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 29 Ponts en fer Historique (suite…) Pennsilvania, 1839 (24m) Cornwall, UK, 1864 (135m) Jamaique, 1800 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 30 Historique (suite…) Ponts en 19 ème siecle Albany, NY, 1867 Portage viaduc, 1852, en bois Kinsua viaduc, Pennsylvania, 1900, Haut 92m, Long 625m GCIV-5340 Conception des ponts N. Turkkan - Faculté d'ingénierie / U. de Moncton 16 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 31 Ponts en 19 ème siecle (suite) Menai, UK, 1826 Niagara, 1855, 250m Brooklyn, 1883 Forth, Écosse, 1890 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 32 Historique (suite…) Désastres Pont de Québec GCIV-5340 Conception des ponts N. Turkkan - Faculté d'ingénierie / U. de Moncton 17 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 33 Pont de Québec • Premier effondrement 1907 • Deuxième effondrement 1916 • Complété en 1917, inauguré en 1919 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 34 Historique (suite…) Désastres Tacoma (7 nov. 1940) GCIV-5340 Conception des ponts N. Turkkan - Faculté d'ingénierie / U. de Moncton 18 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 35 Nouveau pont du Tacoma Narrows ouvert à la circulation en octobre 1950 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 36 Historique (suite…) Désastres dues aux séismes California 1994 Kobe 1995 GCIV-5340 Conception des ponts N. Turkkan - Faculté d'ingénierie / U. de Moncton 19 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 37 Philosophie de conception • Pas d’effondrement (sécurité) • Bonne tenue en service 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 38 Définitions • Ruine État de rupture, de plastification ou de grandes déformations • États limites Conditions au-delà desquelles l’ouvrage ne peut remplir sa fonction • Sollicitations Charges appliquées, déformations imposées GCIV-5340 Conception des ponts N. Turkkan - Faculté d'ingénierie / U. de Moncton 20 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 39 Définitions • Coefficient de tenue Coefficient qui tient compte de la diversité des propriétés mécaniques et des dimensions des matériaux • Coefficient de pondération Coefficient qui tient compte de la variation des charges et de leurs simultanéité 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 40 Philosophie de conception Le dimensionnement est basé sur les états limites suivants (article 3.4): • État limite d’utilisation • État limite de fatigue • État limite ultime GCIV-5340 Conception des ponts N. Turkkan - Faculté d'ingénierie / U. de Moncton 21 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 41 États limites ultimes La conception doit permettre d’obtenir une résistance pondérée qui est toujours supérieure à l’effet de la charge pondérée totale. 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 42 États limites ultimes φ Coefficient de tenue Rn Résistance nominale α Coefficient de pondération Q Sollicitations n i i i R Q φ α ≥∑ Les coefficients de pondérations sont calculés pour une probabilité de dépassement de 1% et une vie utile de 75 ans Vérification de la résistance GCIV-5340 Conception des ponts N. Turkkan - Faculté d'ingénierie / U. de Moncton 22 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 43 États limites de fatigue Les éléments structuraux doivent satisfaire aux exigences visant les états limites de fatigue énoncées dans les chapitres pertinents du code pour toutes les combinaisons de charges à considérer. Par exemple, la résistance sous les charges répétées. 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 44 États limites d’utilisation Les éléments structuraux doivent satisfaire aux exigences visant les états limites d’utilisation énoncées dans les chapitres pertinents du code pour toutes les combinaisons de charges à considérer. Par exemple les contraintes, flèches (vibrations) et fissures. GCIV-5340 Conception des ponts N. Turkkan - Faculté d'ingénierie / U. de Moncton 23 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 45 État limite d’utilisation Il faut calculer la première fréquence de flexion Limites de flèche pour les vibrations de l’ossature des ponts routiers Article 3.4.4 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 46 Fréquence naturelle – poutre simple m EI L f 2 1 2 π = f1 – Première fréquence naturelle en Hz L – Travée en m EI – Rigidité N.m2 m – masse linéique en kg/m GCIV-5340 Conception des ponts N. Turkkan - Faculté d'ingénierie / U. de Moncton 24 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 47 Exemple Calculer f1, L=54 m, dalle non participante 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 48 Exemple, suite GCIV-5340 Conception des ponts N. Turkkan - Faculté d'ingénierie / U. de Moncton 25 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 49 Exemple, suite 3 3 0 9 3 9 2 77 / , 200 77 81.92 10 6.31 / 200 10 (82.787 10 ) 16.56 10 . acier kN m E GPa w kN m EI N m γ − − = = = × × = = × × = × 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 50 Exemple, suite (9.4 2 0.45)0.2 24 49.44 / 2(0.45 0.30)24 6.48 / 2 1.5 3.0 / 9.4 0.065 22 13.44 / 4 6.31 25.24 / 4 97.6 / dalle kN m chasse roues kN m garde fous kN m revêtement kN m poutres kN m TOTAL pour poutres kN m → + × × = − → × = − → × = → × × = → × = = Calcul de m GCIV-5340 Conception des ponts N. Turkkan - Faculté d'ingénierie / U. de Moncton 26 2006-08-16 GCIV-5340 Introduction 51 Exemple, suite 9 1 2 97.6 1000 2487 / / 4 9.81 16.56 10 1.39 2 54 2487 m kg m poutre f Hz π = × = × = = × m EI L f 2 1 2 π = uploads/Ingenierie_Lourd/ introduction-conception-d-x27-un-pont.pdf