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MINISTERE DE U URBANISME DU LOGEMENT ET DES TRANSPORTS ^iteeiian dûâ /^outûâ PO

MINISTERE DE U URBANISME DU LOGEMENT ET DES TRANSPORTS ^iteeiian dûâ /^outûâ PONTS DALLES A POUTRELLES AJOUREES PRECONTRAINTS PSl-PAV Guide de conception DECEMBRE 85 SERVICE D'ETUDES TECHNIQUES DES ROUTES ET AUTOROUTES 09 https://www.GCAlgerie.com/ PONTS DALLES A POUTRELLES AJOUREES PRECONTRAINTS PSI-PAP Guide de conception / $m CBJCgJ SERVICE D ÉTUDES TECHNIQUES 0 0 DES ROUTES ET AUTOROUTES 0 0 https://www.GCAlgerie.com/ https://www.GCAlgerie.com/ https://www.GCAlgerie.com/ Jean-Claude JEHAN a assuré la conception et la réalisation de ce document. Elisabeth FAURE et Bruno CECCON en ont assuré la présentation. PHOTOS : ANDRÉ PHOTO - VERSAILLES Ce document est propriété de l'Administration et ne peut être reproduit ou traduit, même partiellement, sans l'autorisation du SETRA ou de son repré- sentant autorisé. https://www.GCAlgerie.com/ https://www.GCAlgerie.com/ https://www.GCAlgerie.com/ SOMMAIRE PREAMBULE 5 CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT 7 1 - Principe 9 2 - Domaine d'emploi 9 3 - Morphologie d'un pont à poutrelles ajourées précontraint .... 11 4 - Prédimensionnement d'un PSIPAP 37 CALCUL ET JUSTIFICATIONS DU TABLIER 55 1 - Principes généraux et notations 57 2 - Justifications vis-à-vis de la flexion longitudinale 61 3 - Justifications vis-à-vis de la flexion transversale 69 4 - Justifications vis-à-vis des sollicitations tangentes 77 5 - Calculs complémentaires 79 ELEMENTS DU DOSSIER DE CONSULTATION DES ENTREPRISES 83 1 - Eléments à inclure dans le CCTP 84 2 - Eléments du bordereau des prix 86 ANNEXES Annexe 1 : Caractéristiques des poutrelles 93 Annexe 2 : Assemblages types sur appui 95 Annexe 3 : Calcul des moments hyperstatiques de retrait 101 Annexe 4 : Calcul du moment ultime résistant avec recyclage éventuel des aciers passifs 103 Annexe 5 : Calcul du moment transversal en un point quelconque d'une dalle sous l'action d'une précontrainte transversale 109 -=s=- https://www.GCAlgerie.com/ https://www.GCAlgerie.com/ https://www.GCAlgerie.com/ Page laissée blanche intentionnellement https://www.GCAlgerie.com/ https://www.GCAlgerie.com/ https://www.GCAlgerie.com/ PREAMBULE La construction de ponts au-dessus de voies en service est suscep- tible de causer une gêne sérieuse au trafic notamment lorsque l'emploi d'un cintre engageant le gabarit routier impose soit une déviation plus ou moins complète de la circulation soit un ralentissement localisé des véhicules avec, dans ce cas, des risques certains d'accidents. Des procédés de construction qui évitent ces difficultés exis- tent. Parmi ceux-ci, les ponts en poutrelles enrobées, largement utilisés par la SNCF, répondent parfaitement au souci d'éviter la présence d'écha- faudage au-dessus de voies en circulation. Un tablier en poutrelles enro- bées est constitué par des profilés laminés, de dimensions transversales relativement modestes, espacés au plus de deux fois leur hauteur, et qui, outre leur rôle de support du béton frais, assurent celui d'armatures lon- gitudinales. Ce type d'ouvrage, bien adapté au domaine des ponts étroits de petites et moyennes portées, fait l'objet d'un dossier mis au point par la division Ouvrages d'Art du CETE de l'Est et par le SETRA. A partir du même principe, le SETRA a recherché, par l'introduc- tion de la précontrainte comme dispositif de liaison entre le béton et le métal, le moyen de diminuer le nombre de poutrelles à mettre en oeuvre et de s'affranchir de l'opération délicate consistant à enfiler, au travers des trous prévus à cet effet dans la partie basse des âmes, les barres qui assurent le ferraillage transversal inférieur d'un tablier de pont à pou- trelles enrobées. L'idée n'est pas nouvelle car, dès 1966, Monsieur H. GRELU faisait construire quatre tabliers au-dessus de voies ferrées en utilisant des pou- trelles alvéolaires (réalisées par découpage de l'âme d'un profilé suivant un tracé en dents de scie, suivi d'une reconstitution dent à dent des deux demi profils obtenus) liées au béton par des câbles de précontrainte trans- versaux. Cependant la stagnation relative du coût de l'acier et la hausse de celui de la main-d'oeuvre ont conduit à abandonner les poutrelles ajou- rées reconstituées au profit de laminés du commerce, préparés selon un pro- cédé breveté par L'OTUA ( * ) et le SETRA sous le n" 82.07357. Cette prépara- tion permet d'obtenir une précontrainte toujours perpendiculaire aux pou- tres, quels que soient le biais et les dimensions du pont. Deux ouvrages de ce type ont été construits en Région Parisienne et expérimentés in situ grâce au concours financier du Comité Conseil à l'Innovation Routière. Ces deux ouvrages sont exceptionnels, l'un par sa portée et son élancement, l'autre par sa largeur et le biais variable des appuis : - L'ouvrage de LÉSIGNY (Seine et Marne) est une travée indépen- dante de 27,35 m de portée, d'un biais de 87 grades. La largeur droite du tablier est de 14,50 m et son épaisseur de 0,75 m hors de chaussée. Office Technique pour l'utilisation de l'acier - 5 bis Rue de Madrid - 75008 - PARIS https://www.GCAlgerie.com/ https://www.GCAlgerie.com/ https://www.GCAlgerie.com/ - 6 - L'ouvrage n° 10 de la voie rapide G12 (Yvelines) est un pont à quatre travées de portées respectives : 13 m - 18,11 m - 18,51 m et 15,08 m Le biais géométrique des appuis varie de 82 grades à 94 grades. La largeur droite du tablier est de 28,04 m, mesurée entre axes des poutrelles latéra- les, et son épaisseur de 0,72 m. L'ouvrage fut mis en concurrence avec un tablier double en dalle de béton précontraint. A l'issue de l'appel d'of- fres, la solution PSIPAP fut retenue malgré une faible plus-value sur le coût de la solution PSIDP en raison des avantages, liés à l'absence d'écha- faudages, qu'elle apportait à la fluidité et à la sécurité de la circula- tion de la RN 10 franchie, dont le trafic en cet endroit atteint 40 000 vé- hicules par jour. De plus le tirant d'air laissé par la ligne rouge du pro- jet autorisait une construction sur cintre sans surgabarit ni vérinage ul- térieur des tabliers, ce qui aurait pu grever d'autant le coût de la va- riante PSIDP. L'expérience acquise lors du déroulement des travaux et le bon comportement en service du premier ouvrage construit (le second n'est pas à ce jour livré à la circulation) ont permis la rédaction du présent dossier. Le présent document s'articule en trois parties. La première traite des problèmes de conception et indique une méthode de prédimension- nement. La seconde partie est consacrée à l'exposé des justifications à ap- porter à ce type de structure, à l'aval d'un calcul automatique des efforts dans la dalle par le programme PSIDA. Ce programme, bien que destiné au calcul d'une dalle supposée homogène et isotrope, donne des efforts compa- rables et semble-t-il légèrement supérieurs à ceux existant effectivement dans un tablier PSIPAP de biais modéré. Enfin dans une troisième partie, nous avons indiqué quelques éléments susceptibles d'aider à la rédaction des pièces écrites d'un dossier d'appel d'offres. https://www.GCAlgerie.com/ https://www.GCAlgerie.com/ https://www.GCAlgerie.com/ CONCEPTION ET DIMENSIONNEMENT https://www.GCAlgerie.com/ https://www.GCAlgerie.com/ https://www.GCAlgerie.com/ Page laissée blanche intentionnellement https://www.GCAlgerie.com/ https://www.GCAlgerie.com/ https://www.GCAlgerie.com/ 1 PRINCIPE Le PSI.PAP, passage supérieur ou inférieur à poutrelles ajourées précontraint, est un pont dalle à cintre incorporé. La coupe transversale de principe ci-dessous en illustre les différents constituants (cette coupe représente le tablier après bétonnage de la section résistante, avant con- fection des corniches et contre corniches) : béton d'enrobage de la section résistante armatures actives coffrage perdu : dallette BA ou bac métallique poutrelles à larges ailes (série H) en acier E 36-2) Figure 1 : Coupe transversale de principe. Le cintre destiné à supporter le poids du béton frais est consti- tué par des poutrelles métalliques, reposant sur leurs appuis définitifs et recevant un coffrage perdu sur leurs ailes inférieures. En outre, ces pro- filés laminés assurent, associés au béton durci, la résistance du tablier vis-à-vis des charges d'exploitation : le comportement du complexe acier- béton est alors assimilé, sous réserve de l'efficacité de la liaison entre ces deux matériaux, à celui d'une dalle dont les poutrelles sont les arma- tures principales. Le simple contact, réalisé lors du coulage entre le béton et la poutrelle, ne suffit pas à assurer l'adhérence ou le frottement mutuel en- tre le métal et le béton. L'adhérence dépend, entre autres, de l'état de surface de la poutrelle et ne semble pas résister à la fatigue. De plus, le retrait transversal du béton tend à décoller ce dernier des faces verti- cales de la poutrelle. Une fois décollés, ces deux matériaux n'adhéreront plus jamais l'un à l'autre. Il est donc nécessaire de prévoir des connec- teurs assurant la couture du béton à l'acier. Dans un tablier à poutrelles enrobées, les armatures transversales inférieures, qui traversent les âmes des poutres, assument ce rôle. Dans un PSIPAP, la précontrainte transver- sale assure la résistance de la dalle vis-à-vis de la flexion transversale, s'oppose à l'effet du retrait et mobilise le frottement du béton sur les poutrelles. 2 - DOMAINE D'EMPLOI Ce type d'ouvrage a été conçu pour apporter une réponse au pro- blème du franchissement d'une voie en service ou d'une brèche escarpée, où l'édification d'un cintre traditionnel s'avère difficile ou très contrai- gnante pour le trafic. 2.1 PORTÉES Les portées limites absolues sont de 28 m pour un ouvrage isosta- tique et de 36 m pour une travée d'un ouvrage continu, compte tenu des di- mensions maximales des profilés disponibles sur le marché français uploads/Ingenierie_Lourd/ iteeiian-dua-outua-psl-pav.pdf