Pièce
CGC_EXE_DARD_NDC_1510_C_Système anti poussée au vide.pdf · 3 518 mots · du marché « Accompagnement technique pour l'entretien et le renouvellement des ponts et structures sur autoroutes (SANEF, ESCOTA,… », dossier de consultation officiel.
MAITRISE D’OUVRAGE : MAITRISE D’OEUVRE :
ATMB
Direction du Développement IOA
de l’Ingénierie et de Les Pleiades
l’Innovation Park Nord
1440 Rte de Cluses 74370 METZ TESSY
74315 BONNEVILLE
ROUTE BLANCHE - RN205
Réparation et renforcement du Pont du Dard
Groupement d’entreprises Entreprise émettrice
SYSTEME ANTI-POUSEE AU VIDE
GROUPEMENT COLAS GC/MMBA/EVEREST ECHAFAUDAGE
CONFORME A L'EXECUTION
Ind. Date Modifications établi par vérifié par approuvé par
A 24/11/2020 Première diffusion A. AISSA F. CHEBBI A. TEMPLIER
MAJ suite adaptation platine
B 19/01/2021 A. AISSA F. CHEBBI A. TEMPLIER
(zone 3)
Passage BPE suite NO n°33
C 12/02/2021 A. AISSA F. CHEBBI A. TEMPLIER
indice_B
N° C G C E X E D A R D N D C 1 5 1 0 C
EMETTEUR PHASE PROJET TYPE DOC. INDICE
Pont du dard – Etudes d’exécutions
SOMMAIRE
1. Objet ..................................................................................................................................................................... 3
2. Documents de référence ................................................................................................................................ 3
3. Présentation du systeme ............................................................................................................................... 4
4. Hypothèses de calcul : ..................................................................................................................................... 4
5. Principe de modélisation : ............................................................................................................................. 5
6. Chargements : ................................................................................................................................................... 6
7. Resultats et verifications ............................................................................................................................... 7
7.1 Réactions des appuis (tiges) :.............................................................................................................. 7
7.2 Sollicitations dans la platine : ............................................................................................................. 7
7.3 Vérification des tiges d’ancrage ......................................................................................................... 7
7.4 Vérification de la pièce métallique : ................................................................................................. 8
8. Etude de conflit entre câbles de précontrainte et tiges d’ancrage : ................................................. 9
9. Conclusion : ..................................................................................................................................................... 20
10. Annexe 1 : REACTIONS des appuis (tiges).............................................................................................. 21
10.1 Cas de charge pour 3 couches : ......................................................................................................... 21
10.2 Cas de charge pour 2 couches : ......................................................................................................... 22
10.3 Cas de charge pour 2 couches (Platine adaptée) : ..................................................................... 23
10.4 Cas de charge pour 1 couche : ........................................................................................................... 24
11. Annexe 2 : Sollicitations dans la platine : .............................................................................................. 25
11.1 Cas de charge pour 3 couches : ......................................................................................................... 25
11.2 Cas de charge pour 2 couches : ......................................................................................................... 27
11.3 Cas de charge pour 2 couches (Platine adaptée) : ..................................................................... 29
11.4 Cas de charge pour 1 couche : ........................................................................................................... 31
12. Annexe 3 : Fiche technique « LANKOSCELFAST » ................................................................................. 33
ACTING
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Pont du dard – Etudes d’exécutions
1. OBJET
L’objet de cette note est le dimensionnement du système anti-poussée au vide dans le cadre de la
réparation et du renforcement du Pont du Dard.
La présente note présente l’ensemble des charges considérées pour chaque zone d’étude selon le
nombre de couches de tissus ainsi que les sollicitations dans les platines et les tiges d’ancrage.
Les vérifications réglementaires et le dimensionnement des platines et tiges sont également
présentés et synthétisés dans la conclusion.
2. DOCUMENTS DE REFERENCE
L’ensemble des documents de références retenus sont donnés dans la liste suivante :
Documents marché :
- Route 506-cablage et armatures.
- SPE.33275.Dard.02.04.A Résultats des investigations réalisées sur le béton armé.
Documents fournisseurs :
- S&P – Tissu carbone collé « C-Sheet 240 – Avis technique du CSTB ».
- Fiche technique du scellement chimique avec 729 LANKOSCELFAST (voir annexe 3).
Documents d’exécution :
- CGC_EXE_DARD_NDC_1508_C_Note de calcul et dimensionnement des renforcements.
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3. PRESENTATION DU SYSTEME
Le système est une pièce métallique dont l’angle d’inclinaison est celui de la déviation au niveau
du talon et gousset supérieur de la poutre (soit un angle moyen de 150 ° retenu pour le calcul).
4. HYPOTHESES DE CALCUL :
Nous avons considéré les hypothèses suivantes :
- Longueur de l’aile (sens des bandes de tissus) : l = 100 mm.
- Largeur de l’aile (sens perpendiculaire aux bandes du tissus) : L = 300 mm.
- Platine Nuance : S355.
- Tige classe 5.8.
- Angle d’ouverture : θ = 150 °.
- Nombre de tige par pièce : 6 (3 tiges sur chaque ligne d’appui : ce nombre est déterminé en
respectant la règles des pinces où 2.2 d0 = 2.2x13.5= 29.7mm ≤ P1 ≤ min (14 t ;200)
=168mm.
- Distance des tiges de rive par rapport au bord (e3 = 30 mm ; e4 = 40 mm).
- Effort de dimensionnement maximal :
• 88.12 KN soit 293.73 KN/ml au niveau des bandes de 3 couches.
• 58.74 KN soit 195.8 KN/ml au niveau des bandes de 2 couches.
• 29.37 KN soit 97.9 KN/ml au niveau des bandes de 1 couche.
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5. PRINCIPE DE MODELISATION :
Les tiges d’ancrage fonctionnent seulement en traction, le cisaillement n’est pas pris en compte suite
l’existence des trous oblong parallèlement aux bandes du tissus. Ces tiges sont modélisées comme
appuis simple en bloquant seulement les réactions verticales perpendiculairement à la surface
d’appui.
Pour tenir compte de l’effet de levier, des ressorts modélisant le béton sont placé au niveau des
sections de la platine entre les fixations et le bord.
Ci-dessous une vue générale du modèle :
Ci-dessous les appuis prise en compte dans la modélisation (appuis simples pour tiges et ressort
pour le béton) :
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6. CHARGEMENTS :
Cas de charge pour 3 couches :
Cas de charge pour 2 couches :
Cas de charge pour 1 couche :
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7. RESULTATS ET VERIFICATIONS
7.1 REACTIONS DES APPUIS (TIGES) :
Ci-dessous Le tableaux récapitulatifs des réactions d’appui (voir annexe 1) :
Repere local 3 couches 2 couches 1 couche
Rz (KN) Ry (KN) RZ (KN) RY (KN) RZ (KN) RY (KN)
Tige de rive 13,4 0 8,9 0 4,5 0
Tige central 19,1 0 12,7 0 6,4 0
7.2 SOLLICITATIONS DANS LA PLATINE :
Ci-dessous des tableaux récapitulatifs des sollicitations dans la platine (voir annexe 2) :
Moments 3 couches 2 couches 1 couche
Mxx (KN.m) Myy (KN/.m) Mxy (KN/.m) Mxx (KN.m) Myy (KN/.m) Mxy (KN/.m) Mxx (KN.m) Myy (KN/.m) Mxy (KN/.m)
Min -2,87 -9,1 -0,6 -1,91 -6,07 -0,4 -0,957 -3,03 -0,2
Max 2,52 1,3 0,6 1,68 0,866 0,4 0,839 0,433 0,2
Effort tranchant 3 couches 2 couches 1 couche
Vx (KN.m) Vy (KN/.m) Vx (KN.m) Vy (KN/.m) Vx (KN.m) Vy (KN/.m)
Min -245,4 -318 -163,6 -212,4 -81,8 -106,2
Max 271,9 298,7 181,3 199,1 90,6 99,6
7.3 VERIFICATION DES TIGES D’ANCRAGE
Configuration Cas 3 couches Cas 2 couches Cas 1 couche
Effort de traction par boulon, γM inclus (kN) Ft,Ed 19,1 12,7 6,4
Effort de cisaillement par boulon, γM inclus (kN) Fv,Ed 0 0 0
Coefficient partiel pour les ass. boulonnés (recommandé) γM2 (1,25) 1,25 1,25 1,25
Coefficient partiel pour le glissement γM3 1,25 1,25 1,25
Classe de qualité 5.8 5.8 5.8
Filetage du boulon M12 M10 M8
Epaisseur du plat assemblé (mm) t 14 12 10
Résistance de l'attache boulonnée
Contrainte de rupture pour la classe (N/mm²) fub 500 500 500
Section nette de la tige M12 (mm²) As 84,3 58 36,6
Diamètre perçage (mm) d0 13,5 11 9
Résistance à la traction (kN) Ft,Rd 30 21 13
Résistance au cisaillement (kN) Fv,Rd 17 12 7
Résistance à la pression diamétrale (kN) Fb,Rd 134 118 80
Catégorie D : Attache en traction sans précontrainte
Critères de résistance valides si ≤ 1 :
Critère résistance traction simple 0,63 0,61 0,49
Critère résistance à la traction et au cisaillement 0,45 0,43 0,35
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7.4 VERIFICATION DE LA PIECE METALLIQUE :
Verification de la platine à la flexion
3 couches 2 couches 1 couche
b (m) 1 1 1
h (m) 0,014 0,012 0,01
I (m4) 2,29E-07 1,44E-07 8,33E-08
v (m) 0,007 0,006 0,005
Limite elastique fy (MPa) 355 355 355
ϒm0 1 1 1
Mrd (KN.m/ml) 11,597 8,520 5,917
Mmax dans platine (KN.m/ml) 9,100 6,070 3,030
Verification OK OK OK
Verification de la platine au cisaillement
3 couches 2 couches 1 couche
Effort maximal Ned (KN/ml) 318 212,4 106,2
Limite elastique fy (MPa) 355 355 355
Epaisseur de la platine retenue (mm) 14 12 10
Epaisseur minimale de la platine (mm) 1,6 1,0 0,5
Verification OK OK OK
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8. ETUDE DE CONFLIT ENTRE CABLES DE
PRECONTRAINTE ET TIGES D’ANCRAGE :
L’étude se fait par zone selon le type des tiges à mettre en place et les longueurs de scellement
correspondantes.
Ci-dessous un schéma des zones d’étude.
C
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• Zone 1 (Longueur à partir du nu de l’entretoise = 1.38 m ; épaisseur d’âme =40cm ;
Hauteur de l’âme = 1.11m ; Tiges M12 ; Longueur de scellement = 100mm)
En vérifiant les positions possibles de conflit sur le schéma des câbles, ceux qui sont concernés par
la vérification sont n° 8,13,14,15,16.
Selon les coupes sur le plan, en vérifiant la variation transversale des positions des câbles entre
coupe 2-2 et coupe 3-3(à savoir que la coupe 3-3 est plus loin de la limite de la zone 1 ce qui plus
sécuritaire dans la vérification) et en tenant compte d’une tolérance de 1 cm de part et d’autre du
chemin des câble il n’y en a aucun conflit détecté.
Ci-dessous des extraits du plan d’archive des sections d’étude :
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• Le cable en vert indique sa position dans la section de depart
• Le cable en rouge indique sa position dans la section de la fin de la zone d’etude
Conclusion (zone1):
D’apres les coupes du plan d’archive du cablage et en balayant toute la zone 1 , il n’y a pas de conflit
entre les tiges et les cables de precontrainte pour une longueur d’ancrage de 100mm.
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• Zone 2 (Longueur à partir de la zone1 = 3.47 m ; épaisseur d’âme =40cm ; Hauteur de
l’âme :1.11m ; Tiges M8 ; Longueur de scellement = 50mm)
Pour la vérification du conflit dans cette zone, on se réfère à la fois au plan d’archive du câblage et
au tableau n°9 du §6.1.4 du « SPE. 33275.Dard.02.04. A » présenté ci-dessous :
En vérifiant les positions possibles de conflit sur le schéma des câbles, ceux concernés par la
vérification sont du câble n° 4 au câble n°14.
D’après l’extrait ci-dessous des plans d’archive, on peut conclure que les câbles présentant le
chemin le plus proche de la paroi de l’âme parmi les câbles concernés de la vérification dans cette
zone sont les câbles n°5,6,11,12.
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• Le cable en vert indique sa position dans la section de depart
• Le cable en magenta indique sa position dans les sections intermidiaires.
• Le cable en rouge indique sa position dans la section de la fin de la zone d’etude
Conclusion (zone2):
D’apres les coupes du plan d’archive du cablage et le tableau n°9 du §6.1.4 du « SPE.
33275.Dard.02.04. A », en balayant toute la zone 2 , il n’y a pas de conflit entre les tiges et les cables
de precontrainte pour une longueur de scellement de 50mm.
Attention la distance à la gaine de précontrainte reste très proche, une vérification au cas par
cas devra être effectué avant tout percement
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• Zone 3 (Longueur à partir de la zone2 = 1.96 m ; Epaisseur d’âme = 30cm ; Hauteur de
C l’âme = 0.93m ; Platine supérieure : Tiges M10 / Longueur de scellement = 70mm ;
Platine adaptée : Tiges M12 / Longueur de scellement = 96mm).
En vérifiant les positions possibles de conflit sur le schéma des câbles, ceux concernés par la
vérification sont les câble n° 3,4,5 et 6.
A 5 m de l’about et à une position verticale de 18 cm, le câble n°6 est très proche de la paroi
de l’âme (30-24.7=5.3cm). Cette valeur nécessite une vérification particulière.
A 6 m de l’about et à une position verticale de 14 cm, le câble n°5 est très proche de la paroi
de l’âme (4.6cm). Cette valeur et nécessite une vérification particulière.
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La vérification transversale montre que les chemins des câbles n°5 et 6 risquent d’intercepter les
tiges d’ancrage donc on doit procéder par une vérification longitudinale pour déterminer les platines
concernées par ce conflit.
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D’après les deux vérifications (transversale et longitudinale) on conclut :
- un risque de conflit avec le câble n°6 et tiges de deux platines au niveau du talon de la poutre.
- un risque de conflit avec le câble n°5 et tiges de deux platines au niveau du talon de la poutre.
Pour ces platines, une adaptation serait nécessaire en augmentant les hauteurs des ailes de platine
afin de mieux échapper aux zones d’encombrement des câbles.
L’adaptation est présentée sur le schéma ci-dessous :
La géométrie des platines adaptées est :
- Longueur des ailes (sens des bandes de tissus) : l1 = 100 mm. et l 2 =250mm.
- Largeur des ailes (sens perpendiculaire aux bandes du tissus) : L = 300 mm.
- Deux raidisseurs (Nuance S355 ; épaisseur 12mm) soudé à la platine (épaisseur cordon de
C soudure a=8mm).
Ci-dessous des vues générales du modèle des platines adaptées :
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Ci-dessous les charges appliquées sur les platines adaptées :
Ci-dessous Le tableaux récapitulatifs des réactions d’appui au niveau de la platine adaptée (voir
annexe 1) :
Repere local 2 couches (platine adaptée)
Rz (KN) Ry (KN)
Tige de rive 6,7 0
Tige central 18,5 0
Ci-dessous des tableaux récapitulatifs des sollicitations dans la platine adaptée (voir annexe 2) :
Moments 2 couches (platine adaptée)
Mxx (KN.m) Myy (KN/.m) Mxy (KN/.m)
Min -4,86 -4,55 -2,78
Max 6,96 6,61 2,78
Effort tranchant 2 couches (platine adaptée)
Vx (KN.m) Vy (KN/.m)
Min -344,9 -331,9
Max 345,3 239,8
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Ci-dessous le tableau de vérification des tiges d’ancrages :
Cas 2 couches
Configuration (Platine adaptée)
Effort de traction par boulon, γM inclus (kN) Ft,Ed 18,5
Effort de cisaillement par boulon, γM inclus (kN) Fv,Ed 0
Coefficient partiel pour les ass. boulonnés (recommandé) γM2 (1,25) 1,25
Coefficient partiel pour le glissement γM3 1,25
Classe de qualité 5.8
Filetage du boulon M10
Epaisseur du plat assemblé (mm) t 12
Résistance de l'attache boulonnée
Contrainte de rupture pour la classe (N/mm²) fub 500
Section nette de la tige M12 (mm²) As 58
Diamètre perçage (mm) d0 11
Résistance à la traction (kN) Ft,Rd 21
Résistance au cisaillement (kN) Fv,Rd 12
Résistance à la pression diamétrale (kN) Fb,Rd 120
Catégorie D : Attache en traction sans précontrainte
Critères de résistance valides si ≤ 1 :
Critère résistance traction simple 0,89
Critère résistance à la traction et au cisaillement 0,63
Ci-dessous les tableaux de vérification de la pièce métallique :
Verification de la platine à la flexion
2 couches
(Platine adaptée)
b (m) 1
h (m) 0,012
I (m4) 1,44E-07
v (m) 0,006
Limite elastique fy (MPa) 355
ϒm0 1
Mrd (KN.m/ml) 8,520
Mmax dans platine (KN.m/ml) 6,960
Verification OK
Verification de la platine au cisaillement
2 couches
(Platine adaptée)
Effort maximal Ned (KN/ml) 345,3
Limite elastique fy (MPa) 355
Epaisseur de la platine retenue (mm) 12
Epaisseur minimale de la platine (mm) 1,7
Verification OK
Conclusion (zone3):
- Les platines au niveau du gousset superierur sont fixées par des tiges M10 (3 tiges par ligne de
fixation) avec une longueur d’ancrage 70 mm.
- Les platines adaptées au niveau du talon sont fixées par des tiges M12 (3 tiges par ligne de fixation)
C avec une longueur d’ancrage 96 mm.
Attention la distance à la gaine de précontrainte reste très proche et quasiment sans marge,
une vérification au cas par cas devra être effectué avant tout percement.
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• Zone 4 (Longueur à partir de la zone3 = 5.22 m ; Epaisseur d’âme = 30cm ; Hauteur
de l’âme = 0.93m ; Tiges M8 ; Longueur de scellement = 50mm)
Conclusion (Zone 4):
D’apres les coupes du plan d’archive du cablage et le tableau n°9 du §6.1.4 du « SPE.
33275.Dard.02.04. A », en balayant toute la zone 4 , il n’y a pas de conflit entre les tiges et les cables
de precontrainte pour une longueur de scellement de 50mm.
Attention la distance à la gaine de précontrainte reste très proche, une vérification au cas par
cas devra être effectué avant tout percement
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9. CONCLUSION :
Pour une nuance des platines de S355 et une classe des tiges de 5.8 on obtient les dimensions
suivantes pour chaque cas de charge :
- Cas de charge pour 3 couches (zone 1)
• Epaisseur de la platine 14 mm.
• Tige type M12.
• Longueur d’ancrage 100 mm.
- Cas de charge pour 2 couches (zone 3)
• Epaisseur de la platine 12 mm.
• Tige type M10 pour platine gousset supérieur et M12 pour platine adaptée au
C
niveau du talon.
• Longueur d’ancrage 70 mm pour les tiges M10 et 96mm pour les tiges M12.
- Cas de charge pour 1 couche (zones 2 et 4)
• Epaisseur de la platine 10 mm.
• Tige type M8.
• Longueur d’ancrage 50mm.
Attention, de manière générale, malgré l’analyse théorique effectuée dans cette note technique, la
distance des forages des douilles demeureront très proche des gaines de précontrainte existantes,
une vérification de la position des câbles au cas par cas devra être effectuée avant tout percement
car le risque de conflit avec la précontrainte est fort à proximité du talon des poutres.
Des mesures particulières et une extrême précaution devra être prise par l’entreprise dans la mise
en œuvre de ces douilles.
Des adaptations/modifications du dispositif anti-poussée au vide défini dans la présente note seront
nécessaires en cas de risque de conflit repéré lors des mesures et investigations préalables suivant
la position réelle des câbles.
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10. ANNEXE 1 : REACTIONS DES APPUIS (TIGES)
10.1 CAS DE CHARGE POUR 3 COUCHES :
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10.2 CAS DE CHARGE POUR 2 COUCHES :
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10.3 CAS DE CHARGE POUR 2 COUCHES (PLATINE ADAPTEE) :
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10.4 CAS DE CHARGE POUR 1 COUCHE :
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11. ANNEXE 2 : SOLLICITATIONS DANS LA PLATINE :
11.1 CAS DE CHARGE POUR 3 COUCHES :
Moment Myy :
Moment Mxx :
Moment Mxy :
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Effort tranchant Vy :
Effort tranchant Vx :
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11.2 CAS DE CHARGE POUR 2 COUCHES :
Moment Myy :
Moment Mxx :
Moment Mxy :
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Effort tranchant Vy :
Effort tranchant Vx :
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11.3 CAS DE CHARGE POUR 2 COUCHES (PLATINE ADAPTEE) :
Moment Myy :
Moment Mxx :
Moment Mxy :
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Effort tranchant Vy :
Effort tranchant Vx :
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11.4 CAS DE CHARGE POUR 1 COUCHE :
Moment Myy :
Moment Mxx :
Moment Mxy :
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Effort tranchant Vy :
Effort tranchant Vx :
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12. ANNEXE 3 : FICHE TECHNIQUE « LANKOSCELFAST »
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Pont du dard – Etudes d’exécutions
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