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2006-10-05 Ponts en acier 1
GCIV-5340Conception des ponts
Prof. Noyan TurkkanFaculté d’ingénierie, 119 G2
turkkan@umoncton.ca
506-858-4304 © Noyan Turkkan 2001
U. de Moncton
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Conception de lasuperstructure
Ponts en acier
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Ponts en acierAcier utilisé est normalement
• Type AT, WT, QT• Acier soudable à résilience améliorée• Bonne résilience à basse température• Utilisé pour les ponts• Fy= 260 ~ 480 Mpa
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Acier de construction
Norme CAN/CSA-G40.21Es = 200 000 MPaGs = 77 000 MPa
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Acier coulé
L’acier coulé doit être conformeà l’une des normes suivantes :
a) ASTM A 27/A 27M ;b) ASTM A 148/A 148M ;c) ASTM A 486/A 486M.
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Acier - goujonsLes goujons de cisaillement doivent être conformes à lanorme ASTM A 108 (nuance 1015, 1018 ou 1020).
Les propriétés mécaniques des barres après étirage oudes goujons finis plein diamètre, déterminées selon desessais effectués conformément à la norme ASTM A 370doivent être conformes aux critères suivants :
a) résistance minimale à la traction : 410 MPa ;b) limite élastique minimale (2%) : 350 MPa ;c) réduction minimale de surface : 50 %;d) allongement minimal pour 50 mm : 20% .
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Économie
240 - 600
100 – 270
45 – 75
24 – 75
15 – 24
L (m)Type de poutre
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AvantagesAcier est le matériau idéal pour laconstruction. Qualité supérieure,homogène, isotrope, haute résistance entension et en compression. Grandeductilité.Rapidité de construction, coûts minimum
Poids léger, avantageux sur mauvais sols
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AvantagesProfondeur minimum, avantageux pourles restrictions de gabaritFacile à réparerLes ponts en acier existent depuislongtemps, des méthodes d’analyse et deconstructions sont développées dans letemps
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Désavantages
Corrosion, coûts de maintenanceCorrosion, structures faibles
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Types
Dalle sur poutresles poutres peuvent être
En forme deI (assemblées ou laminées)Poutres-caissons
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Poutres en forme de I
Avantages vs poutres-caissonsFacile à fabriquerFacile à manipuler en usinePrix moindre
Poids léger
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Poutres-caissonsAvantages vs poutres en forme deI
Meilleure répartition des charges due à unegrande rigidité en torsionEfficace où la profondeur doit être minimiséeMeilleure alignement en courbePeu de surfaces horizontales sur lesquellesproduits corrosifs peuvent s’accumuler
Meilleure esthétique
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Types d’ossaturePoutres multiplesDeux poutres maîtresses avec poutresde plancherPoutres-caissons multiplesPoutres-caissons multicellulaires
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Poutres multiples
Dalle
Poutres
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Deux poutres maitresses
Solives
Poutre transversalePoutre maîtresse
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Poutres-caissons multiples
Dalle
Caisson
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Poutres-caissonsmulticellulaires
Dalle
Caisson
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Construction
Composite ou
mixte
Non composite
Goujon
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Composite vs non-compositeNon-composite
Travée simple < 15 mTravée continue < 20 mÉconomie en fabrication (par exemple, souduredes goujons)
Composite ou mixteTravées < 25 m avec des WWF
Travées > 25 m il faut considérer des poutresassemblées avec dalle participante
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Design préliminaire
Arrangement des travéesProfondeur des poutresEspacement des poutresÉpaisseur de la dalleDimensions de l’âme et des semelles
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Arrangement des travées
-50.0
-40.0
-30.0
-20.0
-10.0
0.0
10.0
20.0
30.0
0 5 10 15 20 25 30 35
Span
M o m e n t
L 1.33 L L
Cet arrangement permet dans le cas descharges mortes d’avoir des moments deflexion positifs approximativement égauxdans toutes les travées.
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Profondeur des poutres
h ~ L / 30h ~ L / 29Continue
h ~ L / 28h ~ L / 27Simple
h ~ L / 28h ~ L / 27Continue
h ~ L / 26h ~ L / 25Simple
Sans piétonsAvec piétonsType d’ossature
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Espacement des poutres
Dalle sur poutres
SS/2 S/2SS
W
N ~ W / 4, S < 3.7mN = nombre de poutres
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Espacement des caissons
N ~ W / 6.5
W (m)
S
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Épaisseur de la dalle
Méthode empirique (8.18.4.1)Dalle forme un ensemble mixte avec lespoutrest > 175 mmS < 18 × tS < 4 m
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Dimension des semelles
(approx.)Poutres en I
18 mm < t < 75 mmbs > 350 mm
Caissons18 mm < t < 75 mmzones de tendues, bi / t < 170
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Épaisseur de l’âme (approx.)
L < 45 m, t(mm) = L(m) / 2.5, tmin=12mmL < 60 m, t(mm) = L(m) / 3.8, tmin = 12 mm60 m < L < 100 m, tmin = 16 mm
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Ponts en acierExemples typiques
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Sections en forme de I
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Sections en forme de I
Diaphragme
GoujonsRaidisseurs
Dalle en BA
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Sections en forme de I
Diaphragme
Profilé
Goujons
Dalle en BA
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Sections en forme de I
Profondeur variable
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Sections en forme de IPoutres continues, sections constantes
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Sections en forme de I
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Sections en forme de I
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Poutres-caissons multiples
Raidisseurs
Diaphragme solideavec trou d’accès
Goujons
Contreventement
Dalle en BA
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Poutres-caissons multiples3.7 m
2.1 m
Aéroport de Toronto
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Poutres-caissons multiples
Facilité d’alignementen courbe
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Poutres-caissons multiples
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