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- Projet de Fin d’Etudes - Etude d’ouvrages courants en zone sismique dans le c

- Projet de Fin d’Etudes - Etude d’ouvrages courants en zone sismique dans le cadre de la Liaison Altkirch-Mulhouse- Burnhaupt. Développement d’outils de dimensionnement aux Eurocodes. Auteur : Olivier CHÉRAY Etudiant INSA de Strasbourg, Spécialité Génie Civil Tuteur Entreprise : Guillaume PERRAUDIN Responsable du Pôle Génie Civil et Ouvrages d’art Tuteur INSA : Freddy MARTZ Professeur ENSAM. Stage effectué dans la période du 26 janvier au 12 juin 2009 3 Remerciements Tous mes remerciements vont à Monsieur Paul Zani, Directeur de Région Est et Méditerranée et à Monsieur Didier Guth, Responsable de l’Agence ARCADIS, pour la confiance qu’ils m’ont accordée en m’accueillant au sein de leur équipe. Je tiens à remercier Monsieur Guillaume Perraudin, Responsable du Pôle Génie Civil et Ouvrages d’art et tuteur entreprise pour ce PFE, qui a défini et cadré l’ensemble du Projet de Fin d’Etudes. Je le remercie particulièrement pour la qualité de son tutorat, de la régularité de son suivi et pour les conseils qu’il a su me donner. Je voudrais aussi remercier Monsieur Philippe Bathelier, Chargé de Réalisations, pour sa disponibilité. Je lui suis reconnaissant pour les explications et les informations qu’il m’a fournies. Enfin, j’adresse mes remerciements à toute l’agence de Strasbourg, et plus particulièrement au pôle Génie Civil et Ouvrages d’art. Ils m’ont m’accueilli avec beaucoup de chaleur et de disponibilité. Je remercie Monsieur Freddy Martz, Professeur ENSAM, et tuteur INSA pour ce PFE, sans qui ce stage n’aurait pas été possible. Je le remercie pour les conseils et son encadrement, aussi bien d’un point de vue managérial que technique. 4 Sommaire CHAPITRE 1. PRESENTATION DE LA SOCIETE D’INGENIERIE ARCADIS..................................... 9 1.1. LE GROUPE ARCADIS........................................................................................................................... 9 1.1.1. Historique d’ARCADIS France .................................................................................................... 9 1.1.2. Les missions du groupe ARCADIS................................................................................................ 9 1.2. L’AGENCE DE STRASBOURG................................................................................................................. 10 1.2.1. Les 3 pôles d’Arcadis.................................................................................................................. 10 1.2.2. Outils des ingénieurs du pôle GCOA.......................................................................................... 11 1.2.3. Chiffre d’affaires d’Arcadis........................................................................................................ 11 CHAPITRE 2. PROBLÉMATIQUE ET OBJECTIF DU PROJET ............................................................ 12 2.1. PROBLEMATIQUE DE L’ETUDIANT, OBJECTIFS PERSONNELS.................................................................. 12 2.2. OBJECTIFS FIXES PAR L’ENCADREMENT D’ARCADIS.......................................................................... 12 2.2.1. Prise en main du dossier............................................................................................................. 12 2.2.2. Cadrage de l’étude à mener........................................................................................................ 12 2.2.3. Justification d’une telle démarche.............................................................................................. 13 2.3. DEROULEMENT DU PFE........................................................................................................................ 14 2.3.1. Planning prévisionnel................................................................................................................. 14 2.3.2. Planning effectif.......................................................................................................................... 14 CHAPITRE 3. LA LIAISON ALTKIRCH-MULHOUSE-BURNHAUPT.................................................. 17 3.1. PRÉSENTATION DU PROJET ................................................................................................................... 17 3.1.1. Localisation de la liaison AMB................................................................................................... 17 3.1.2. Les acteurs du projet................................................................................................................... 18 3.2. LA MISSION DU PÔLE GCOA ................................................................................................................ 19 3.2.1. Etat de l’avancement de l’affaire................................................................................................ 19 3.2.2. Les ouvrages du projet à concevoir............................................................................................ 19 CHAPITRE 4. PRESENTATION DE L’OUVRAGE ETUDIE................................................................... 20 4.1. PREAMBULE ......................................................................................................................................... 20 4.2. TRAVURE ET DIMENSIONS CARACTERISTIQUES..................................................................................... 20 4.3. APPUIS ET FONDATIONS........................................................................................................................ 21 4.4. DONNEES SISMIQUES RELATIVES A L’OA-N5....................................................................................... 22 4.4.1. Classification de l’OA et du site ................................................................................................. 22 4.4.2. Classification du sol.................................................................................................................... 22 4.4.3. Présence d’une faille tectonique, risque de liquéfaction ............................................................ 22 CHAPITRE 5. ETUDES BIBLIOGRAPHIQUES PREALABLES............................................................. 23 5.1. GUIDE DU PROJETEUR DU SETRA ....................................................................................................... 23 5.2. NOTE DE CALCULS D’ARCADIS, GUIDE DE L’ENPC.......................................................................... 23 5.3. NOTICES INTERNES, COURS MAGISTRAUX ............................................................................................ 24 5.4. NOTICE DES LOGICIELS INFORMATIQUES.............................................................................................. 24 5.4.1. Notice du programme Guymas ................................................................................................... 24 5.4.2. Notice du programme ST1 .......................................................................................................... 25 5.5. GUIDES DU SETRA - PRECONTRAINTE................................................................................................. 25 5.5.1. Guide d’utilisation du PSIDP-EL ............................................................................................... 25 5.5.2. Guide méthodologique Eurocode 2 : Application aux ponts-routes en béton............................. 26 5.6. GUIDES DU SETRA – SEISME............................................................................................................... 26 5.6.1. Ponts courants en zone sismique ................................................................................................ 26 5.6.2. Appareils d’appuis en élastomère fretté ..................................................................................... 26 CHAPITRE 6. MATERIEL ET METHODE ................................................................................................ 27 6.1. METHODES DE CALCULS....................................................................................................................... 27 6.1.1. Méthode de Guyon-Massonnet ................................................................................................... 27 6.1.2. Méthode du câble concordant..................................................................................................... 29 6.1.3. Analyse monomodale.................................................................................................................. 34 6.2. LOGICIELS DE CALCULS UTILISES ......................................................................................................... 37 6.2.1. Logiciel Guyon-Massonnet......................................................................................................... 37 6.2.2. Logiciel ST1................................................................................................................................ 38 5 CHAPITRE 7. RESULTATS DE L’ETUDE ................................................................................................. 41 7.1. BASE REGLEMENTAIRE ETUDIEE AU COURS DU PFE............................................................................. 41 7.2. NOTE D’HYPOTHESES GENERALES........................................................................................................ 42 7.2.1. Caractéristiques du béton employé............................................................................................. 42 7.2.2. Retrait et fluage du béton du tablier........................................................................................... 42 7.2.3. Aciers passifs .............................................................................................................................. 42 7.2.4. Aciers de précontrainte............................................................................................................... 42 7.2.5. Enrobage des armatures............................................................................................................. 43 7.2.6. Actions règlementaires ............................................................................................................... 43 7.3. NOTE DE MODELISATION DU TABLIER .................................................................................................. 43 7.4. NOTE DE JUSTIFICATION DU TABLIER ................................................................................................... 45 7.5. NOTE DE JUSTIFICATION DES APPUIS .................................................................................................... 45 Table des figures FIG. 1.1 : EFFECTIF MONDIAL DU GROUPE ARCADIS EN PERSONNES (ANNEE 2008) [1] ......................................... 9 FIG. 1.2 : LES TROIS DIVISIONS DU GROUPE ARCADIS [1].................................................................................... 10 FIG. 1.3 : EVOLUTION DU CHIFFRE D’AFFAIRES – AGENCE DE STRASBOURG [2].................................................... 11 FIG. 2.1 : PLANNING GENERAL DU PFE.................................................................................................................. 14 FIG. 2.2 : PLANNING THEMATIQUE DU PFE............................................................................................................ 15 FIG. 2.3 : HISTOGRAMME DU TEMPS PASSE PAR PARTIE ET PAR NOTE DE CALCULS ................................................ 16 FIG. 3.1 : LOCALISATION DU PROJET [4]................................................................................................................. 17 FIG. 3.2 : DETAIL DU RACCORDEMENT DE LA BRANCHE NORD SUR LE CARREFOUR EXISTANT [6]......................... 18 FIG. 3.3 : LES ACTEURS DE LA LIAISON AMB [3]................................................................................................... 18 FIG. 3.4 : DESCRIPTION DU TYPE D’OUVRAGE PAR BRANCHES [6].......................................................................... 19 FIG. 4.1 : LOCALISATION DE L’OUVRAGE SUR LE TRACE DE LA BRANCHE NORD [6].............................................. 20 FIG. 4.2 : TRAVURE DE L’OA-N5 (METRES)........................................................................................................... 21 FIG. 4.3 : SONDAGES COMPLEMENTAIRES A REALISER POUR L’OA-N5.................................................................. 21 FIG. 5.1 : EXTRAIT DES GAMMES DE PORTEES ET DES ELANCEMENTS DES PONTS COURANTS DE TYPE PSIDP [9].. 23 FIG. 5.2 : CONVOI UTILISATEUR RELATIF AU CONVOI TS DE LM1, POUR LA VOIE 2............................................... 24 FIG. 5.3 : EXTRAIT DU FICHIER ST1 DE PROGRAMMATION, DEFINITION DE LM1 VOIE 1 ........................................ 25 FIG. 5.4 : EXTRAIT DE LA NOTE DE MODELISATION : CALCUL DU BIAIS MECANIQUE DE L’OA-N5 ......................... 25 FIG. 6.1 : MODELE EQUIVALENT AU PONT REEL..................................................................................................... 27 FIG. 6.2 : LOCALISATION DU PROJET SUR LA CARTE DU ZONAGE SISMIQUE 2005................................................... 35 FIG. 6.3 : PRINCIPAUX PARAMETRES DE CALCUL DE L’ANALYSE MONOMODALE ................................................... 36 FIG. 6.4 : EXEMPLE DE CALCUL DE RE(T) POUR UN SEISME LONGITUDINAL........................................................... 36 FIG. 6.5 : RESULTATS ET NOMENCLATURE DES REACTIONS D’APPUIS .................................................................... 37 FIG. 6.6 : EXTRAIT DES RESULTATS GUYMAS, COEFFICIENT POUR LA FIBRE Y = 2.55M......................................... 38 FIG. 6.7 : EXTRAIT DE LA NOTE DE MODELISATION, CARACTERISTIQUES MECANIQUES DES BARRES...................... 38 FIG. 6.8 : EXTRAIT DU FICHIER ST1, COMBINAISON ELU FIBRE 2.50M ................................................................. 39 FIG. 6.9 : SIMPLIFICATION DES COEFFICIENTS DE REPARTITION TRANSVERSALE POUR LES SUPERSTRUCTURES..... 40 FIG. 6.10 : SCHEMA DE LA SUPERPOSITION A COURT ET LONG TERME.................................................................... 40 FIG. 7.1 : LISTE DES REFERENCES NORMATIVES ETUDIEES..................................................................................... 41 FIG. 7.2 : CHOIX DE LA CLASSE DE BETON DE L’OA-N5......................................................................................... 42 FIG. 7.3 : VALEURS CARACTERISTIQUES DE RESISTANCE DU BETON DU TABLIER DE L’OA-N5.............................. 42 FIG. 7.4 : RECAPITULATIF DES RESISTANCES DE CALCULS AUX ELU – TABLIER DE L’OA-N5............................... 42 FIG. 7.5 : RECAPITULATIF DES RESISTANCES DE CALCULS AUX ELS – TABLIER DE L’OA-N5 ............................... 42 FIG. 7.6 : RECAPITULATIF CONVOI LM1 ................................................................................................................ 43 FIG. 7.7 : VERIFICATION GEOMETRIQUE A L’ABOUT............................................................................................... 44 6 Table des annexes ANNEXE 1 : DOMAINES D’ACTIVITES DU GROUPE ARCADIS [1] ....................................................................... 54 ANNEXE 2 : CHANTIERS DE REFERENCE ARCADIS (1/2)[1]............................................................................... 55 ANNEXE 2 : CHANTIERS DE REFERENCE ARCADIS (2/2)[1]............................................................................... 56 ANNEXE 3 : ORGANIGRAMME ARCADIS [2]...................................................................................................... 57 ANNEXE 4 : PLAN DE SITUATION DE LA LIAISON AMB [4].................................................................................. 58 ANNEXE 5 : CARACTERISTIQUES DE L’OA N5 [7]............................................................................................... 59 ANNEXE 6 : VUE EN PLAN DE L’OA-N5 [6]......................................................................................................... 60 ANNEXE 7 : COUPE LONGITUDINALE DE L’OA-N5 [6] ........................................................................................ 61 ANNEXE 8 : COUPE TRANSVERSALE DROITE DE L’OA-N5 [6] ............................................................................. 62 ANNEXE 9 : SONDAGE SP15 UTILISE POUR LE PRE-DIMENSIONNEMENT DES PIEUX [8] ....................................... 63 ANNEXE 10 : COEFFICIENTS DE GUYON MASSONNET......................................................................................... 64 ANNEXE 11 : SIMPLIFICATIONS DES COEFFICIENTS DE GUYON MASSONNET POUR LES SUPERSTRUCTURES........ 65 ANNEXE 12 : CHARGES PERMANENTES APPLIQUEES SUR L’OA-N5 .................................................................... 66 ANNEXE 13 : ENVELOPPE DES MOMENTS ELS SUR LES 5 FIBRES (1/2) ................................................................ 67 ANNEXE 13 : ENVELOPPE DES MOMENTS (-1)*MZ AUX ELS SUR LES 5 FIBRES (2/2)........................................... 68 ANNEXE 14 : EQUIVALENCE BPEL/EC, METHODE DU CABLE CONCORDANT (1/9).............................................. 69 ANNEXE 14 : EQUIVALENCE BPEL/EC, METHODE DU CABLE CONCORDANT (2/9).............................................. 70 ANNEXE 14 : EQUIVALENCE BPEL/EC, METHODE DU CABLE CONCORDANT (3/9).............................................. 71 ANNEXE 14 : EQUIVALENCE BPEL/EC, METHODE DU CABLE CONCORDANT (4/9).............................................. 72 ANNEXE 14 : EQUIVALENCE BPEL/EC, METHODE DU CABLE CONCORDANT (5/9).............................................. 73 ANNEXE 14 : EQUIVALENCE BPEL/EC, METHODE DU CABLE CONCORDANT (6/9).............................................. 74 ANNEXE 14 : EQUIVALENCE BPEL/EC, METHODE DU CABLE CONCORDANT (7/9).............................................. 75 ANNEXE 14 : EQUIVALENCE BPEL/EC, METHODE DU CABLE CONCORDANT (8/9).............................................. 76 ANNEXE 14 : EQUIVALENCE BPEL/EC, METHODE DU CABLE CONCORDANT (9/9).............................................. 77 ANNEXE 15 : TRACE DU CABLE DE PRECONTRAINTE (AVEC FUSEAU DE PASSAGE).............................................. 78 ANNEXE 15 : TRACE DU CABLE DE PRECONTRAINTE (SANS FUSEAU DE PASSAGE) .............................................. 79 ANNEXE 16 : VERIFICATION DU MOMENT HYPERSTATIQUE SUR APPUIS (1/3).................................................... 81 ANNEXE 16 : VERIFICATION DU MOMENT HYPERSTATIQUE SUR APPUIS (2/3).................................................... 82 ANNEXE 16 : VERIFICATION DU MOMENT HYPERSTATIQUE SUR APPUIS (3/3).................................................... 83 ANNEXE 17 : INVENTAIRE DES FEUILLES EXCEL AUX EUROCODES (1/2) ............................................................ 84 ANNEXE 17 : INVENTAIRE DES FEUILLES EXCEL AUX EUROCODES (2/2) ............................................................ 85 7 Nomenclature • PFE : Projet de Fin d’Etudes. • Arcadis ESG : Arcadis France. Acronyme de la société d’ingénierie qui est formé des initiales des trois bureaux d’études uploads/Ingenierie_Lourd/ memoire-pfe09-olivier-cheray.pdf