Promotion 2009 REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE LENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE ECOLE NATIONALE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE Dpartement Gnie Civil Laboratoire L.G.S.D.S En vu de lobtention du diplme Dingnieur dtat de gnie civil Thme : Etude dun pont type BOW-STRING intgrant la 2me rocade du projet autoroute est-ouest. Propos par : Ralis par : Encadr par : Mr LAOUATI Bilel Mme CHERID Mr SLIMANI Ali Mme MOHABEDDINE

Promotion 2009 Ddicaces : Je ddie ce modeste travail : Mes chers parents Mon frre et mes surs A toute la familleA tous mes amis A tous ce qui on particip ma formation dingnieur. Alilou Je ddie ce modeste travail : Mes chers parents, Mes frres et mes surs, Toute ma famille,Tous mes amis A tous ce qui on particip ma formation dingnieur. Bilel Promotion 2009 Remerciements

NosremerciementsvontMesdamesCHERIDetMOHABEDDINEpourlaidetrs prcieuseetlesoutienmoralplusquetoutquellesnousontapports,pourleursconseils durant llaboration de ce travail. Nos remerciements vont galement aux membres du jury qui ont accepts dexamins notre travail. Nos remerciements vont galement : Professeur HAMOUTENE Monsieur MERASKA de l ANA ; Monsieur KHENAT de luis-berger ;Et monsieur JERIR de la S.A.P.T.A. Ainsi nos remerciements vont : Monsieur BRAHIMI (une personne pleine de gnrosit) ; Monsieur MATIB (qui na jamais cess de nous aider) ; Monsieur AMRANI ; Monsieur BOUZOUALAGH. SLIMANI :

Personnellementjadressemesremerciementstoutemafamille :grandsparents oncles,tantes,cousinsainsiquetousceuxquiontcontribusmaformationdeprsoude loin. Unspcialremerciementtousmesamissurtout (parordrealphabtique):Amine, Bilel, Kamel, Latif, Mohamed, Reda, Sofiane et Younes ; JeremerciemonbinmeLAOUATIBilelavecquijairaliscemodestetravailet que notre amiti reste pour toujours la mme que celle daujourdhui. Etendernierjeremerciemamre,monpre,mesdeuxsursadores,mongrand frre,mabellesuretmapetiteniceRYMYASMINEquitousnontjamaiscessde mencourager; LAOUATI : Personnellementjadressemesremerciementstoutemafamille :grandsparents oncles,tantes,cousinsainsiquetousceuxquiontcontribusmaformationdeprsoude loin. Un spcial remerciement tous mes amis surtout (par ordre alphabtique): Ali, Farid, Samir, Khaled, Hafid, Mohamed, Amine, Djallal, Riad, Roch. JeremerciemonbinmeSLIMANIAliquimasoutenummedansdestempstrs difficilesetavecquijairaliscemodestetravailetquenotreamitirestepourtoujoursla mme que celle daujourdhui. Et en dernier je remercie ma mre et mon pre qui mont soutenu dans tous ce que jai ralis dans ma vis, mes surs adores, mes frres surtout Adlain et mes petits neveux : Hadi, Hamza et Zakaria qui tous nont jamais cess de mencourager. Promotion 2009 : BOW-STRING 42.76 . 42.76 . . 2010 ROBOT ANALYSES STRUCTUREL ( ) .

: , , , . Rsum: Le but de ce travail est l'tude et la conception d'un ponttype bow-string comprenantdeux voies de circulation dune longueur totale de 42.76m et une largeur de 10.06m, bord de deuxtrottoirs.Letablierreposesurquatreentretoisesintermdiairesencaissonsmtalliques quisontreliesdessuspentesdelarcreprenantlaquasitotalitdeschargesetsurcharges appliques. Les sollicitations sont calcules par le logiciel robot structural analyses 2010(ex : RobotBatMillenium).Ensuite,onaprocdauxdiffrentesvrifications:cisaillement, voilement, dversement et assemblages conformment aux rglements en vigueur. Mots clef: BOW-STRING, entretoises mtalliques, tablier mixte, connecteur. Summary:

ThepurposeofthisworkisthestudyandtheconceptionofabridgetypifiesBOW-STRINGincluding2trafficlanesofatotallengthof42.76manda10.06mwidthoflined with two pavements. The apron rests (bases) on four entretoises intermediaries in metallic box which are to connect with suspentes attached toresuming (taking back) bows almost totality of loads and excess loads applied. The requests are calculated by the software structural robot analyze 2010 (ex: Robot Bat Millennium), we proceeded then to the various checks: cutting, buckle and draining, assemblies according to the regulations (payments) current. Keywords: BOW-STRING, metallic entretoises, mixed apron, connector. SOMMAIREIntroduction...........................................................................................................................1Description De Louvrage.2CHAPITRE I : CONCEPTION METALLIQUEIntroduction................................................................................................................................ 4I.1. Tablier.................................................................................................................................. 4I.1.1. Constituants du tablier ...................................................................................................... 4I.1.1.1. Poutraisons..................................................................................................................... 5I.1.1.2. Platelages : ..................................................................................................................... 6I.1.2. Montage des tabliers mtalliques...................................................................................... 6I.2.Systme porteur .................................................................................................................. 7I.2.1. Tablier appuy sur piles ou pont poutres ................................................................. 8I.2.2. Arc porteur du tablier........................................................................................................ 9I.2.3. Suspension par cbles ....................................................................................................... 9I.3. Autres quipements dun pont ............................................................................................. 9I.3.1. les appareils dappuis........................................................................................................ 9I.3.2.les joints de chausse..................................................................................................... 10I.3.3. Autres lments .............................................................................................................. 10I.4.La conception gnrale dun ouvrage dart ...................................................................... 10I.5. Comportement des lments mtalliques vis vis des sollicitations reues ..................... 16I.6. Les assemblages souds..................................................................................................... 16I.7. Les ponts en arc ................................................................................................................. 181.8. Comparaison entre pont en arc et bow-string ................................................................... 18Conclusion ............................................................................................................................... 19CHAPITRE II : CARACTERISTIQUES DES MATERIAUXIntroduction.............................................................................................................................. 20II.1. Bton arm.................................................................................................................... 20II.1.1. La rsistance la compression............................................................................... 20II.1.2. La rsistance la traction....................................................................................... 20II.1.3. Module de dformation longitudinale du bton E ............................................ 20II.1.4. Contrainte ultime de compression.......................................................................... 20II.1.5. Coefficient de poisson ......................................................................................... 21II.2. Les aciers ...................................................................................................................... 21II.2.1. Aciers pour la charpente......................................................................................... 21II.2.1.1.Les voussoirs (1) et (2)....................................................................................... 21II.2.1.2. Les entretoises entre arc: ..................................................................................... 21II.2.1.3.Les entretoises du tablier.................................................................................... 21II.2.1.4. suspente............................................................................................................... 22II.2.2.1. Les caractristiques de calcul.............................................................................. 22Conclusion ............................................................................................................................... 23CHAPITRE III : EVALUATION DES CHARGES ET DES SURCHARGESIntroduction :............................................................................................................................ 24III.1. Poids propre du tablier.............................................................................................................. 24III.2. Poids propre de louvrage......................................................................................................... 24III.3. Caractristiques du pont ........................................................................................................... 24III.4. Evaluations des charges roulante.............................................................................................. 25III.4.1. Systme de charge A(l) ......................................................................................................... 25III.4.2. Systmes de surcharges B ..................................................................................................... 26III.4.2.1. Systme Bc......................................................................................................................... 26III.4.2.2. SystmeBt......................................................................................................................... 27III.4.2.3. Systme Br ......................................................................................................................... 27III.4.2.4. Charges type BF................................................................................................................. 28III.4.3.Surcharges militaires MC120............................................................................................... 28III.4.4.Convoi exceptionnel............................................................................................................. 28III.5. valuation de charges extrieures ............................................................................................ 29III.5.1. Charges thermiques ............................................................................................................... 29III.5.1.1.Variations linaires............................................................................................................ 29III.5.1.2. Gradient Thermique............................................................................................................ 29III.5.2. Charges du vent, freinage, centrifuges et frottement parasite des appuis.............................. 29III.5.2.1.Vent ................................................................................................................................... 29III.5.2.2.Actions Sismiques ............................................................................................................. 29Conclusion......30CHAPITRE IV : MODELISATION DE LA STRUCTUREIntroduction.............................................................................................................................. 31IV.1. Modlisation ................................................................................................................... 31IV.1.1. Caractristiques principale de logiciel Robot Millenium............................................ 31IV.1.2. Principes de fonctionnement de logiciel Robot Millenium......................................... 31IV.2. Modlisation graphique et vue 3D de la structure .......................................................... 32IV.3. Justifications et modlisation.......................................................................................... 32IV.3.1. Combinaisons dactions............................................................................................... 33IV.3.1.1. Etat limite de service................................................................................................. 33IV.3.1.2. Etat limite ultime ...................................................................................................... 34IV.3.2. Conditions dappuis ..................................................................................................... 35IV.3.3. Modlisation et types de Sections considres ............................................................ 35Conclusion ............................................................................................................................... 35CHAPITRE V : ETUDE STATIQUEIntroduction.............................................................................................................................. 36V.1. Vrification du dplacement lastique [4] : ..................................................................... 36V.2.1 Etude statique de la dalle................................................................................................ 38V.2.1.1 Schma statique et modle de calcul de la dalle ......................................................... 38V.2.1.2. Mthode de travail...................................................................................................... 38V.2.1.3.Diagrammes des moments ........................................................................................ 39V.2.1.4. Calcul des sollicitations.............................................................................................. 41V.2.2. Vrification des arcs...................................................................................................... 53V.2.2.1. vrification a ltat limite ultime................................................................................ 53V.2.2.2.vrification ltat limite de service......................................................................... 55V.2.2.3. Descriptionsdes assemblages ................................................................................... 55V.2.3. Vrification des entretoises ........................................................................................... 58V.2.3.1. Entretoises infrieurs.................................................................................................. 58V.2.3.2. Entretoises suprieures............................................................................................... 60V.2.4. Vrification des suspentes............................................................................................. 64CHAPITRE VI : ETUDE DYNAMIQUEIntroduction.............................................................................................................................. 66VI.1. Estimation des frquences propres du pont .................................................................... 66VI.1.1. Frquence propre de flexion ........................................................................................ 66VI.1.2.Frquence propre de torsion ......................................................................................... 69VI.3. Comportement arodynamique....................................................................................... 69VI.4. Les effets physiologiques de vibration (La rsonance): ................................................. 69VI.5. Comportement sismique du pont .................................................................................... 70VI.6. Dfinition de lanalyse modale spectrale........................................................................ 74VI.7. Application de la charge sismique.................................................................................. 77VI.8. Vrification L'ELU (Justification des poutres mixtes) ................................................ 82VI.9. Vrification de la dalle mixte.......................................................................................... 82Conclusion86Conclusion gnrale..87Bibliographie.....88AnnexeLISTE DES FIGURESFigure 1: situation gographique du site. ................................................................................... 3Figure I.1: diffrente structure d'un pont. .................................................................................. 4Figure I.2 : lments dun tablier. .............................................................................................. 5Figure I.3 : emplacement des poutraisons / aux platelages........................................................ 5Figure I.4 : Tablier platelage orthotrope et poutre me pleine. ...................................... 6Figure I.5 : Montage dun arc par encorbellement et blondin. / Pont de New River................. 7Figure I.6:domaine des ponts selon la longueur total. ............................................................... 8Figure I.7 : joints de chausss. ................................................................................................. 10Figure I.8: schma statique d'une barre tendu.......................................................................... 12Figure I.9: composantes tendus dans le bow-string et des ponts suspendus............................ 12Figure I.10: section AA' pour le calcul d'une section d'une barre............................................ 13Figure I.11: phnomne du flambement. ................................................................................. 14Figure I.13 : Terminologie des cordons selon la position de soudage. .................................... 16Figure I.12: valeurs de k pour la longueur de flambement. ..................................................... 16Figure I.14 : Effets du retrait longitudinal ............................................................................... 17Figure I.16: Effets du retrait longitudinal et du retrait transversal combins .......................... 17Figure I.17 : Pont Bow-string au Japon avec suspente crois et inclin. ................................. 18Figure II.1 : section des voussoirs 1 et 2.................................................................................. 21Figure II.2 : section des entretoises suprieures. ..................................................................... 21Figure II.3 : section des entretoises infrieures........................................................................ 22Figure II.4 : Diagramme contrainte-dformation..................................................................... 23Figure III.1 :charge Br ............................................................................................................. 27Figure III.2 : charge Bf (fatigue).............................................................................................. 28Figure III.3 : Convoi exceptionnel ........................................................................................... 28Figure III.4 : Nouveau Convoi exceptionnel type D................................................................ 29Figure IV.1 : vue 3D de la structure modliser par robot. ....................................................... 32Figure IV.2 : Modlisation de la structure ............................................................................... 35Figure V.1 : coupe transversale (liaison entretoise-tablier) ..................................................... 37Figure V.2: diagramme du moment flchissant d au poids propre. ....................................... 39Figure V.3: diagramme du moment flchissant d leffet thrmique ................................... 39Figure V.4 : Diagramme du moment flchissant d au gradiant thrmique............................ 40Figure V.5: modlisation de la charge A1(l)............................................................................ 40Figure V.6: modlisation de la charge A2(l)............................................................................ 40Graphe V.7: enveloppe des moments flchissant dus Ai(l) (valeur nominale)..................... 41Graphe V.8 : Enveloppe des moments flchissant dus la charge Bc. ................................... 41Graphe V.9 : Enveloppe des moments flchissant du la charge D ....................................... 41Graphe V.10 : Enveloppe des moments flchissant dus la charge Mc120. .......................... 42Graphe V.11: Enveloppe des moments flchissant dus la charge Bf.................................... 42Figure V.12 : section IPE......................................................................................................... 45Figure V.13 : voilement de lme ............................................................................................ 46Figure V.14 : dtermination de la largeur effective................................................................. 49Figure V.15: ferraillage longitudinale du tablier ..................................................................... 51Figure V.16: gougeons soud................................................................................................... 51Figure V.17: diagramme du moment de l'arc le plus sollicits................................................ 53Figure V.18 : diagramme de l'effort tranchant. ........................................................................ 54Figure V.19 : section de l'arc. .................................................................................................. 55Figure V.20 : assemblages entre arc ........................................................................................ 56Figure V.21 : liaison des voussoirs lancrage. ...................................................................... 57Figure V.22 : section de l'entretoise suprieure ....................................................................... 58Figure V.23 : section centrale de l'entretoise infrieure........................................................... 60Figure V.24 : diagramme des moments ................................................................................... 63Figure V.25 : diagramme de leffort normal des suspentes ..................................................... 65Figure VI.1 : systme un seul d de libert ........................................................................... 67Figure VI.2 : systme un n degr de libert ............................................................................. 67Figure VI.3 : spectre de rponse (composante horizontale)..................................................... 73Figure VI.4 : spectre de rponse (composante verticale)......................................................... 74Figure VI.5 : MODE N1......................................................................................................... 75Figure VI.6 : MODE N2......................................................................................................... 75Figure VI.7 : MODE N4......................................................................................................... 75Figure VI.8 : MODE N6......................................................................................................... 76Figure VI.9 : MODE N7......................................................................................................... 76Figure VI.10 : MODE N10..................................................................................................... 76Figure VI.11 : MODE N13..................................................................................................... 77Figure VI.14 : efforts tranchants seisme longitudinal........................................................... 78Figure VI.13 : moments flechissants seisme longitudinal .................................................... 78Figure VI.12 : efforts normaux seisme longitudinal ............................................................. 78Figure VI.16 : efforts normaux seisme transversal ............................................................... 79Figure VI.15 : efforts normaux seisme transversal ............................................................... 79Figure VI.17 : efforts tranchants seisme transversal............................................................. 80Figure VI.18 : efforts normaux seisme vertical .................................................................... 80Figure VI.19 : moments flechissants seisme vertical............................................................ 81Figure VI.20 : efforts tranchants seisme vertical .................................................................. 81Figure VI.21 : dtermination de la largeur effective................................................................ 83Figure VI.22 : ferraillage longitudinale du tablier. .................................................................. 85LISTE DES TABLEAUXTableau. II.1: limitations des contraintes admissibles de l'acier. ............................................. 23Tableau III.1 : rcapitulatif des charges permanentes.............................................................. 24Tableau III.2 : valeur de a1 ...................................................................................................... 25Tableau II.3 : charges A(l) d aux diffrentes traves. ............................................................ 26Tableau IV.1 : Les Combinaisons accidentelles ...................................................................... 34Tableau V.1: vrification des contraintes ............................................................................... 47Tableau V.2: rcapitulatif des contraintes avant durcissement du bton................................ 47Tableau V.3 : sollicitations mes traves................................................................................ 48Tableau VI.1 : rsultat des f(Hz) et T(s) .................................................................................. 68Tableau VI.2 : valeur de T1 et T2............................................................................................ 71Tableau VI.3 : coefficient dacclration de zone A ............................................................... 72Tableau VI.4 : valeur de Pq ..................................................................................................... 72Tableau VI.5 : valeurs du coefficient de comportement R...................................................... 73Tableau VI.6 rsultat des frquence et priode obtenu par ROBOT ....................................... 74Tableau VI.7 : rsultats des combinaisons lELU................................................................. 82Tableau VI.8 : dplacement des appuis ................................................................................... 86 Introduction Introduction ENSP 2009Page 1 Introduction Lide de construire en arc nest pas rcente, elleremonte la plus haute Antiquit.Certainsprototypescomportentdeuxdallesdepierreinclinesluneverslautre. Dautres arcs sont constitus de lits de pierres horizontaux superposs placs en surplomb les unssurlesautres,formantdestasdepierres,jusqu'cequilsserejoignentaucentredela porte. Les Babyloniens, les Grecsetlesgyptiensontutiliscetypedarcdansdenombreuses constructions, notamment dans la pyramide de Khops, o un arc donne accs lachambredelareine.LesAssyriensontbtidespalaisauxplafondsvotsdsleIIme millnaireav. J.-C.Lestrusquesonttendulutilisationdelarclensembledeleur architecturecivile : les ponts, les rues et les portes. Quantaux Romains, ils ont multipli les arcsgrandechelledanslesamphithtrescommeleColisedeRomeoulesarnesde Nmes, dans les aqueducs comme le pont du Gard, dans les palais, les portes, mais aussi dans leurs difices religieux. Jusqu nos jours o les ponts en arcs sont construits entirement ou partiellementen mtal. Le1erpontenarcmtalliquedestempsmodernesestbienceluideBayonne Bridge(1931)newjersey(tatdeNew-YorkUSA).Ilreprsenteledbutduneautre gnration de pont en arc dit bow-string qui est une alliance des ponts suspendus et des ponts arcs. Etenvuedelvolutionconomiqueetdelextensiondmographiquequeconnait notre pays, il est important de fournir tous les moyens pour grer bien ce dveloppement. Et linfrastructure routire est probablement lun des facteurs les plus importants. Legouvernement algrien sestlanc dans la construction de lautoroute dite EST-OUESTetdequelquesrocadesafinderelierplusieursvillesalgriennesparunesriede tunnel; dchangeurs et douvrages darts routiers. Plusieursrocadesonttamnagesceteffet,tellequela2merocadequifera partieduprojetautorouteEST-OUEST.Cettederniretraverselapriphriesuddelaville dAlgerallantdeBOUDOUAOUjusqu'labanlieuedeZERALDA.Enreliantdirectement les wilayas de BOUMERDES, BLIDA et TIPAZA afin de contournerle GrandAlger. Cette thse est articule selon le plan suivant : Le premierchapitre regroupe des notions de charpente mtallique ;Le second chapitre consiste aux choixdes matriaux; Le troisime chapitre dfinit les diffrentes charges et surcharges ; Le quatrime chapitre traite la modlisation de la structure ; Le cinquime chapitre concerne ltude statique de la structure ; Le sixime chapitre a pour objet la vrification dynamique du tablier. Une conclusion gnrale clture notre travail.Prsentation de louvrage ENSP 2009Page 2 LautorouteEST-OUEST,intgranteungrandrseauroutier,sarticuleautourdes lments structurants suivants : LautorouteEst-Ouestquirelitlesdeuxprincipalesfrontires(marocaineset tunisiennes)avecunelongueurde1216kilomtresenviron,reliantlesprincipales agglomrationsdupayssituessurlafrangeNordduterritoire(plusde80%dela population) ; LadeuximerocadedAlgerde65kmdelongueurrelieraZERALDA BOUDOUAOU ; La troisime rocade qui est plus au Sud dAlger denviron 140 km de longueur reliera directement Tipaza (Nador) BOUMERDES (BORDJ-MENAIEL) par lARBAAen vitant compltement ALGER; LaquatrimerocadeencoreplusauSuddenviron300Kmdelongueurreliera terme,directementKHEMISMILIANABORDJBOUARRERIDJparDJENDEL, BERROUAGUIAetSOURELGHOZLANEenvitantlesvillesdeMEDEAet BOUIRA ; LaliaisonautoroutireentrelargionJIJELIENNEetlautorouteest-ouest, considrecommeunaxestratgiquefavorisantlattnuationdesdisparitsentre rgions et une ouverture des infrastructures portuaires de la rgion, notamment le port deJENJEN,verslesrgionssubsahariennes.Elleseraassureparlamnagementde la RN 77 en voie expresse dun linaire denviron 140 km ; LarocadedesHautsPlateaux,liaisonest-ouestsituequelquescentainesde kilomtresausuddelaprcdenteetdesservantdesagglomrationssituesentrela frange Nord et le dsert; Les liaisons nord-sud appeles pntrantes reliant notamment lautoroute est-ouest la rocade des hauts plateaux et maillant le territoire pour une desserte plus complte. Afindenerienomettre,ilconvientdedresserlavancelalistedesdonnes indispensablespourentreprendreltude;cettelistecomprendletracenplan,leprofilen travers,tenantcompteventuellementdlargissementsultrieurs,leprofilenlong,les chargesdexploitation,normalesetexceptionnelles,leshauteurslibresetouvertures rserver(route,voieferre,voienavigable),laqualitarchitecturale,lessuggestionsde construction,quipeuventtredenaturetrsvarie(dlaisdeconstruction,cotrelatifdela main duvre et des matriaux, disponibilit des granulats et du ciment, etc.). Aprsavoirrecueillilensembledesdonnesrelativeslouvrage,leprojeteur recherchelessolutionstechniquementenvisageablesenvaluantleurcotetleuraspect architectural. Pour aboutir au meilleur choix, la fois sur les plans technique, conomique et esthtique,ondoitbienconnatrelventaildessolutionspossibles,avecleurssuggestions, leurs limites et leur cot. Ladispositiondesappuisdetablieretleurnaturedpendentdenombreuxfacteurs dont l'importance varie selon les donnes du projet :1-Grandeur et profondeur de la brche,Prsentation de louvrage ENSP 2009Page 3 2-Donnes gotechniques du sol,3-Servitudes des voies franchies,4-Dgagement d'un gabarit, 5-Trac de la voie,6-Les procds de construction et de montage... Mais les facteurs les plus influents sontceux de la longueur totale et de la servitude de louvrage. Il existe au total trois possibilits de porter un tablier :1-Sur des piles ; 2-Sur un arc ; 3-Ou avec des cbles, possibilits auxquelles sont attaches les quatregrandes familles classiques d'ouvrages traditionnellement appels ponts poutres, ponts en arc, ponts haubans et ponts suspendus.4-Ilyadespossibilitsdefusionnerdeuxdecestroispossibilits.Cestlecasde louvrageOA52oletablierestportpardescbleslisdirectementlarc mtalliques bow-string (driv du pont en arc) . Lebow-stringestdelaformedanslaquelleletablierreliel'arcsesnaissanceset reprendpartractionlacomposantehorizontaledelapousse.Lesractionsd'appuisurles fondations sont alors identiques celles d'une trave indpendante. Dune autre manire, le cas des ponts bow-string, la pousse de larc est quilibre parlatractiondutablierhorizontaletrendainsilesractionsdappuiverticales.Cecas particulier douvrage, bien quapparaissant extrieurement comme un pont en arc, possde un tablier dont le fonctionnement mcanique est celui dun pont poutres. Description de louvrage Lieu : Wilaya de BOUMERDES / Commune dOULED MOUSSA. Maitre de louvrage : Agence Nationale des Autoroutes. Auteur du projet : INGENERI ZUCCOLO construzioni. Ralisation : TEIXEIRA DUARTE / ENGOA / OHL. Cetouvrageestdetypebow-stringavecdeuxarcsinclinsde27parrapportla verticale,constituschacunde4voussoirs.Lessuspentesontpourrledetransmettreles effortsdutabliermixtelaidede4entretoisessituesendessousverslesarcsqui transmettent la quasi-totalit des charges vers le sol. Figure 1: situation gographique du site. CHAPITRE I : CONCEPTION METALLIQUE. Chapitre I Conceptionmtallique ENSP 2009Page 4 IntroductionLa conception d'un pont consiste en des tudes visant concilier diversescontraintes dontl'importancevarientselonlesprojets:donnesnaturellesdufranchissement,donnes fonctionnelles,procdsdeconstruction,insertiondansl'environnement,cots,dlais....Ce chapitrenouspermettradexpliquerdesconceptsfondamentauxdanslaralisationdes ouvrages d'art mtalliques. Les solutions s'articulent autour dun systme porteur (poutre, arc, suspension cbles) figure I.1, et dlments secondaires (corniches, tanchit,..). Donc,selonlavoieporte(route,rail,voiepitonnireoucanal)lepontsera dnomm,pont-route,pont-rail,passerellepitonnireoupont-canal.Lesouvragespeuvent avoir des formes extrieures semblables,mais se diffrencient et se caractrisent surtout par lanature particulire du trafic qu'ils ont supporter. Le point de dpart de ltude des ouvrages dart mtalliques est de dfinir les lments de lensembledu systme et de dfinir leurs modes de sollicitations (flexion, compression et traction) et cela pourdonner trois types de ponts fixes: Le pont poutre sollicits en compression aux appuis ; Le pont en arc, qui associe la compression la flexion ; Les ponts cbles, de type hauban et suspendu, combinent la traction, la compression et la flexion. Les lments structurels dun pont doivent rpondre aux donnes du projet. De formes multiplesetvaries,ellesserduisentfinalementtoujoursun tablieret unsystmeporteur compos d'appuis et de suspensions ventuellement. Figure I.1: diffrente structure d'un pont. I.1. Tablier Letablierestlapartied'ouvragequiportedirectementlavoie(routeourail)eten assure la continuit parfaite. Il comprend un platelage et une poutraison. I.1.1. Constituants du tablier Le premier quipement est la structure de roulement qui est constitue par la chausse pour la route et par les rails et le ballast pour le ferroviaire. Les quipements englobent aussi : les appareils d'appui, les joints de chausse, les organes de scurit (garde-corps, glissires de scurit, barrires), les vacuations des eaux, l'tanchit, les corniches (figure I.2). Chapitre I Conceptionmtallique ENSP 2009Page 5 I.1.1.1. Poutraisons Rappelonsqueletermepoutraisonrecouvretousleslmentsstructurauxdupont autresqueleplatelage.Plusprcisment,ils'agitdespoutresprincipalesetdeleur entretoisement. Dans ceparagraphe les trois formes classiquesde construction de poutraisonvonttreexamines :poutresmepleine,encaissonetentreillis,aveclesformes d'entretoisement qui leur sont adaptes ; et ce dans les deux faons de disposer la poutraison : au-dessous et au-dessus du platelage. Il y a trois faons de placer la poutraison par rapport au platelage [1] : au-dessous;lapoutraisonestditesous chausseousousrail(figureI.3.a)La poutraison sous platelage est la plus naturelle et laplussatisfaisantedestroispossibilits,surles plans structurel et fonctionnel. au-dessusouct,lapoutraisonestditesur chausse ou latrale (figure I.3.b). unniveauintermdiaire(figureI.3.c) :la poutraisonsurplatelageest utilise pour lescas difficiles. Enplusdeslmentslongitudinaux,nousdisposonsdlmentstransversaux (entretoise). L'entretoisementintervientdanslemodedefonctionnementdelapoutraison.Lerle jou par les lments transversaux s'exprime dans plusieurs domaines : En flexiongnralede l'ouvrage,l'ensemblecomposparlespoutresprincipaleset lentretoisementconstitueunestructurespatialersistanteetstable,d'abordlorsdes phasesdemontage,puisensituationdeservicegrceaucomplmentstructurel apport par la dalle. Pour sa part, l'entretoisement participe au maintien de la forme de la section droite en fonction du rapport existant entre sa raideur flexionnelle propre et lesraideursflexionnelleettorsionnelledel'ensembledelapoutraisonprincipale. Ainsi,unepoutreencaissoncaractriseparunegranderaideurdetorsionexigeun entretoisement spcifique capable d'accompagner le travail en torsion de la section. En Figure I.2 : lments dun tablier. Figure I.3 : emplacement des poutraisons / aux platelages. Chapitre I Conceptionmtallique ENSP 2009Page 6 revanche,pourunpontpoutresdroitesmepleine,cettecaractristiqueest beaucoup moins prononce et se traduit par des exigences diffrentes. Enflexionlocale,lesstructurestransversalespeuventtreamenessupporter directement la dalle avec ses quipements et les surcharges de chausse, pour reporter ensuite ces charges sur les poutres principales. Ce rle s'ajoute au prcdent. Surappuis,unentretoisementspcialetrenforcestncessairepourrsisteraux fortes sollicitations dveloppes par les ractions d'appui verticales et horizontales. L'entretoisementgarantitlagomtrieetlastabilitdelastructurelorsdesphases d'assemblage en usine et sur chantier. Lecomportementdel'entretoisementestdonctrsdpendantdutypedepoutraison auquelilestassoci,etrciproquement.Ilenrsultedessolutionsetdesdispositions constructives propres chaque tablier. Il y a plusieurs faons de concevoir les poutres on peut citer : Poutres en treillis sous chausse : (poutres me pleine, poutres en caissons, poutre en treillis sous chausse) ; Poutraisonsurchausse :(poutreslatralesentreillis,poutreslatralesme pleine). I.1.1.2. Platelages Cettepartiedutablierquisupporteenpremier lessurchargesd'exploitationaconnudesvolutions structurellesetfonctionnellesdepuisunetrentaine d'annes.Construitspartirdestructuresaussi diffrentesquesontlesdallesenbton,lesmixtes acier-btonetlesdallesorthotropestoutacier,dont noustudieronspourchacuneledomained'emploi. Les platelages des tabliers doivent tre conus afin de : rsister aux efforts locaux apports par les surcharges roulantes ; transmettre ces efforts locaux aux poutres principales ; assurer le contreventement horizontal du tablier ; participer (sauf cas particulier) la flexion d'ensemble des poutres principales. Il existe 4 types de platelages :a)Dalle en bton arm collaborante ; b)Dalle mixte acier-bton ; c)Dalles en bton et orthotrope ; d)Dalle orthotrope tout acier : I.1.2. Montage des tabliers mtalliques Parmilestravauxentrantdanslaralisationd'unpont,lemontageestuneactivit essentielle.Le montage met en cause la scurit et la capacit rsistantefinale des sections Figure I.4 : Tablier platelage orthotrope et poutre me pleine. Chapitre I Conceptionmtallique ENSP 2009Page 7 de l'ouvrage. Le projeteur doit donc intgrer les phases de montage dans le calcul de l'ouvrage austadedudimensionnementetdesvrificationsauxtatslimitesultimesd'quilibreetde rsistance en ne perdant jamais de vue que : pendantsonmontage,l'ouvragechangeconstammentd'tatetdeposition.Iln'atteint d'ailleurs sa pleine et entire scurit qu' la fin du montage, lorsqu'il est sur ses appuis dfinitifs ; lescasdechargesdemontagedveloppentdanscertainessectionsdutablierdes sollicitationsnettementplusdfavorablequelescasdesurchargesdeservice:par exemple,unmontageenencorbellementamnedeseffortsdimensionnantpourles sections surappuis. Les procds de montage des ponts ont tous en commun de faire appel des techniques de dplacement de pices volumineuses et lourdes. Avantlemontageproprementdit,ilestncessairedeprocderl'assemblagedes lmentsrsultantdudcoupagetransversaletlongitudinal.Letravailsedroulesurune plate-forme amnage l'arrire d'une cule. Aprslemontageondoitpassersoninstallationquipeutsefairesuivantplusieurs procds : a)Lanage Construittotalementoupartiellementsurlaberge,l'ouvrageesttiroupoussdansson alignementpuis,autermedeceparcours,ilestprisenchargepardesvrinspourtre descendusursesappuis.L'usagedecettemthodesupposequecertainesconditionssoient remplies. B)Levage par grue Ilconvientparfaitementauxouvragesde faiblesetmoyennesportes,pourautantque l'accsparledessousousurlectsoitpossible, nonseulementpourl'acheminementdestronons decharpentemaisaussipourl'implantationetle calagedelagrue.Leslmentssontlevsen tronons(indpendantsoujumels)dontlepoids etlesdimensionssontajustsauxcapacitsde levage de la grue.

Ilexistedautresmthodespourassemblertelquelelevageparbigueflottante ;par montage par encorbellement ; par hissage. I.2.Systme porteur Le systme porteur dsigne l'ensemble des parties d'ouvrage qui supportent le tablier. Lesculesmarquentlesoriginesdupontchaqueextrmitdutablieretassurentla transitionentrelavoiesurterreetlavoiesurpont.Cesontdesappuisindformables.ce Figure I.5 : Montage dun arc par encorbellement et blondin. / Pont de New River Chapitre I Conceptionmtallique ENSP 2009Page 8 titre,onyinstallelesappareilsdevoiesoujointsdechausse[1]destinsabsorberles dplacements du tablier sous les dformations. Entre les cules, le tablier est port, selon les cas : par dessous sur des piles ; par dessus au moyen de cbles et pylnes. Ladispositiondesappuisdetablieretletypedouvragedpendentdenombreux facteursdontl'importancevarieselonlesdonnesduprojet:grandeuretprofondeurdela brche,donnesgotechniquesdusol,servitudesdesvoiesfranchies,dgagementd'un gabarit, trac de la voie, conditions d'exploitation, procds de construction et montage...etc. Ilyademultiplesfaonsdeporterletablierd'uneculel'autre,maisellesse ramnent toutes deux faons : le systme porteur sur appuis infrieurs rigides : le tablier est en appui sur des piles. Cettedispositionclassiquedonnel'immensefamilledespontspoutrestravescontinues multiples de petites et moyennes portes ; lesystmeporteurparsuspensionsouple:au-deld'unecertainedistanceentre appuis(environ200m).Lesappuispassentdudessousaudessus.D'unsystme d'appuis fixes et carts on passe un systme d'appuis lastiques et rapprochs. Autotal,troispossibilitsdeporteruntablier:surdespiles,surunarcetavecdes cbles, possibilits auxquelles sont attaches les quatre grandes familles classiques d'ouvrages traditionnellement appels ponts poutres, ponts en arc, ponts haubans et ponts suspendus. Lafigure1.6.Indiqueledomained'applicationdechacund'euxenfonctiondelaporte principale de l'ouvrage. Figure I.6:domaine des ponts selon la longueur total. I.2.1. Tablier appuy sur piles ou pont poutres Le tablier prend appui sur des piles et cules matrialisant des traves dont les portes varient de quelques mtres pour les ponceaux 300 m, record mondial tabli pour le pont de Costa de Silva au Brsil en 1974. En France, c'est le pont de Cornouaille Bnodet (1972) qui dtient le recordavec 200 m de porte principale. Parce que la majorit des franchissements peut tre conomiquement traite en multi-traves avec des portes n'excdant pas 100 120 m,iln'estdoncpastonnantquecetteconstructionsoitdetrsloinlaplusutilise.Son montage d'ailleurs ne pose pas de difficult majeure ds lors que la mthode du lanage peut tre adopte. Chapitre I Conceptionmtallique ENSP 2009Page 9 I.2.2. Arc porteur du tablier L'arcestdepuislongtempsconsidrcommeuneformedestructuremcaniquement efficace et architecturalement russie. Le pont en arc est un symbole. Pour franchir une brche large, profonde et avec des accs de chantier difficiles sur ses flancs,uneconceptionclassiquedepontpoutrestravesmultiplesimpliquantla constructiondepilesverticaleshautesetnombreusesetautantdefondationspeuts'avrer inadapte pour desraisons conomique, technique ou esthtique.La solution consiste faire reposer les piles du tablier non pas sur le sol au fond de la brche, mais sur une structure en arc franchissant la brche d'une seule porte. Larcreoitleschargesdutablierparlintermdiairedemultiplessuspenteset travaille en compression principalement, jusqu ses naissances sur les massifs dancrage. Nous avons 2 formes de ponts en arc : L'arc classique, Selon la position occupe par le tablier sur larc, le pont en arc est tablier suprieur, intermdiaire, infrieur. Lebow-string,letablierreliel'arcsesnaissancesetreprendpartractionla composantehorizontaledelapousse.Lesractionsd'appuisurlesfondationssontalors identiques celles d'une trave indpendante. I.2.3. Suspension par cbles Commepourlespontsarcs,maisdefaonencoreplusmarque,ilsecaractrisepar desconditionsdesitequiinterdisentounefavorisentpasl'implantationdepiles intermdiaires. Son domaine d'application est : la libration totale de l'espace infrieur ; les franchissements de trs grandes portes ; les tabliers lancs ; le montage facilit par la suspension elle-mme. I.3. Autres quipements dun pont Lespontscomportentuncertainnombred'quipementsindispensablesau fonctionnement tel que : I.3.1. les appareils dappuis Lechoixdecesquipementsdpenddel'exploitation,deleurentretienetdeleur remplacementdansletemps.Ilsnedoiventpastrel'originededsordresquipourraient affecter la rsistance du pont. Lesappareilsd'appuiassurentlaliaisonmcaniqueentreleslmentsporteurs principaux(poutresprincipales,arcs...)etlesappuis(piles,cules,massifs,etc.).Ils contribuentaufonctionnementdelensembledel'ouvrageettransmettentauxappuisles actionsprovenantdeschargespermanentes,surchargesd'exploitation,effetsthermiques, actions sismiques, vent et tassements d'appui.

Chapitre I Conceptionmtallique ENSP 2009Page 10 Danssonplanhorizontal,etsouslesactionshorizontales,l'quilibredutablierdoit tresatisfaittoutengarantissantunelibredilatationtantlongitudinalementque transversalementpourlesouvragesdegrandelargeur.Desortequeleschmad'appuiidal bti sur ce principe peut tre [2] : un appareil d'appui fixe bloquant les efforts horizontaux ; des appareils d'appui mobiles unidirectionnels en x ou y ; des appareils d'appui mobiles multidirectionnels en x et y. I.3.2.les joints de chausse Cet quipement assure la continuit de roulement la jonction entre 2 tabliers ou entre tablieretcules.Lesjointssontclasssselonletraficenpoidslourdsjournaliermoyen,et caractriss par leursoufflequi exprime la capacit de dplacement total du tablier sous les surcharges, les effets thermiques... Les diverses conceptions de joints se diffrencient par leur capacit de souffle et leur aptitude supporter des trafics lgers, semi-lourds ou lourds. I.3.3. Autres lments En plus des lments dj cit on distingue : les dispositifs de retenue ; la protection anticorrosion ; lvacuation des eaux pluviales ; les corniches ; les installations de visite. I.4.La conception gnrale dun ouvrage darta)Larchitecte Ladtermination,lahirarchisationetlarsolutiondescontraintes techniques seffectuent en fonction des contraintes lies au programme et dun choix architectural dtermin par lingnieur. La conception originale dun projet, fonctionnelleetesthtique,doitncessairementintgrerunerflexionsurletype destructureenvisag.Toutaulongduprocessusdeconception,lingnieur travaillegnralementencollaborationavecunbureaudtudesoudes ingnieurs-conseilsspcialissdansundomaine(structure,thermique, acoustique). Figure I.7 : joints de chausss. Chapitre I Conceptionmtallique ENSP 2009Page 11 b) Le bureau dtude Letravaildelingnieurspcialisenstructuresmtalliquesconsiste dterminer et tablir : Les efforts ou actions qui sappliquent la structure ; Lastabilitdelouvragemaisaussilaformestructurelleoptimalede louvrage.Lechoixdumatriaudestructureestgalementeffectuce moment ; Lessectionsrequisespourchaquepartiedelossaturedemanire assurerlascuritdelastructure.Laquestiondelassemblageest galementdveloppe.Plusieurscombinaisonsdeffortsoucasdecharges sontenvisages.Lanotedecalculestledocumentquirassembleces lments. Lesbureauxdecontrleinterviennentpourvrifierlesplansetles documents prsents par lingnieur et le bureau dtudes. c) Lentreprise Dslorsquelappeldoffreestlancsurlabasedelavant-projetdtaill (APD),laconsultationdesentreprisessefaitauprsduneentreprisegnrale ouenlotsspars.Lestudesdelentreprisedeconstructionmtallique concernentlastructurequivatrerellementconstruite,enpassantparla prparationdutravaildanslesateliersdefabrication,laphaseintermdiairede montage pour finir la structure dans son positionnement final. noter que la fabricationnecommencequaprslestudesdexcutionetles approvisionnements, et quelle ncessite la coordination de deux plannings : Le planning gnral de construction du chantier ; Le planning de latelier de fabrication. Ilexisteunegrandediversitderglesetdenormesrelativesauxactions exercessurlesstructures.LEuro-code1rglementelesactionsquisont appliques aux structures. I.5. Comportement des lments mtalliques vis vis des sollicitations reues Tousleslmentsstructurelsdunouvragedartsont expossdesefforts.Doncchaquelmentdoitrecevoirces sollicitations qui vont tre transmisesaux fondations. Parexempleletabliervatravaillerenflexionquand larcontrouveradeslmentsquitravaillentencompressionet mme enflexion. Unlmentestdittendulorsquesesextrmitssont soumisesdeseffortsquiimposentunallongementuniforme Figure I.8: schma statique d'une barre tendu. Chapitre I Conceptionmtallique ENSP 2009Page 12 touteslesfibresdecedernier.Danslecadredelaschmatisationdelathoriedespoutres, llmentesttendusilarsultantedeseffortssexerantssurunesectionquelconquese rduit un effort normal appliqu au centre de gravit G de la section et dirig de la section verslextrieurdellmentcommeillustrsurla(figure1.8)Laxedeleffortnormalest confondu avec la fibre moyenne de llment. La contrainte s en un point quelconque de la section droite est constante et est donne par la relation :

s =N/A AvecN effort de traction, A aire de la section droite de llment. Dans le domaine lastique, la dformation dune fibre quelconque est relie la contrainte par la loi de Hooke : = E. Avec E module dYoung. Pourlesaciersdeconstructioncourants,E=210000N/mm.Onendduitlallongementdldune fibre quelconque par la relation : l =L=L/E=NL/EA Avec : L longueur de llment. Llment tendu de la structure mtallique est le plus simple et le plus efficace car il ne pose aucun problme dinstabilit de forme. Il est prsent dans presque toutes les ossatures mtalliques. Danslespoutresentreillis,unedesmembruresetcertainesdiagonalessonttoujoursdes lmentstendus(figure 1.9).Certainesdiagonalesdesystmedecontreventementpeuventtredes composantstendus.Onleretrouveparailleurssousdiffrentesdnominations:suspentes,tirants, haubans. Les suspentes dsignent gnralement des lments tendus verticaux. Ils servent transmettre leschargesdutablierauxcblesporteursdespontssuspendus(figure1.9)ouauxarcsdespontsde type bow-string (figure 1.9). Les critres de dimensionnement de leuro-codeconcernent naturellement la prvention des modes de ruine,la valeur du calcul de leffort de traction NSd dans llment doit vrifier :

Nsd NRd= Min (Npl ;Nu ;Nnet) Npl est la rsistance plastique de calcul de la section brute ou section courante : NPl= AfyM0 Figure I.9: composantes tendus dans le bow-string et des ponts suspendus. Chapitre I Conceptionmtallique ENSP 2009Page 13 Avec :A aire de la section brute, fy limite lastique du matriau ; gM0 coefficient partiel de scurit de matriau ; M0 = 1,0 si lacier utilis bnficie de la marque NF acier ; M0 = 1,1 sinon garantit contre le risque de dformations excessives. Nu est la rsistance ultime de calcul de la section nette au droit des trous de fixation : Nu=0.9Anetfu/M2 Avec : Fu limite la rupture du matriau ou rsistance la traction minimale spcifie,gM2 coefficient partiel de scurit appliquer dans les sections nettes, gM2 = 1,25, Anet aire de la section nette au droit des trous de fixation. Danslecasgnralolestroussontdispossparrangesperpendiculairesladirectionde leffortdetraction(figureI.10),lairenetteestgalelairebrutediminuedesairesprisesparles trous :N net= AnetfyM0

Dans le cas o les trous sont disposs quelconque comme sur la (figure I.10) la section Anet se calcul de la manire suivante : Anet=A-ndt+s2t/ (4p) Danslecasounlmentestcomprim,sesextrmitssontsoumisesdeseffortsqui imposentunrtrcissementuniformetoutessesfibres.Dansunesectionquelconque,larsultante deseffortsserduituneffortnormalappliquaucentredegravitdelasectionetdirigvers lintrieur de llment. Les relations de leffort de traction N sappliquent galement aux lments comprims en considrant N comme leffort de compression. Leslmentscomprimsontcetteparticularitquau-delduncertainniveaude leffort de compression, des instabilits gomtriques apparaissent. Ces instabilits de forme qui affectentlesparoisdelasectionoudellmentdanssonensemblevontrestreindrele domaine de validit des relations et par consquent limiter lefficacit de la matire utilise. Les modes de ruine dun lmentcomprim comprennent : la plastification complte de la section courante ; le voilement local des parois de la section ; le flambement du composant. Figure I.10: section AA' pour le calcul d'une section d'une barre. Chapitre I Conceptionmtallique ENSP 2009Page 14 Laplastificationcompltedelasectioncouranteentranedesdformationsimportantespour tout effort suprieur au seuil de plastification. Cest un mode de ruine que lon peut rencontrer sur des pices trs courtes ou massives. Dans la plupart des cas, les lments comprims atteignent leurs seuils dinstabilit par voilement local ou flambement densemble avant le seuil de plastification. a)flambement Leflambementestlemodederuineprpondrantetleplusdangereuxdeslments comprims.Ilsetraduitparunedformationdeflexionbrutaleducomposantpartirdunniveau donn de leffort de compression. LachargecritiquedEulerpouruncomposantcomprim,articulauxdeuxextrmitsest donne par lexpression : Ncr=2EI/(Kl0)2 Avec : E module dYoung, I moment dinertie de la section de llment pour le plan de flambement considr, l0 longueur de llment. K est un coefficient permettant de dfinir une longueur de flambement quivalente celle dune poutre simplement appuye.

Lesessaiseffectussurdesprofilsrelsmontrentqueleflambementseproduittoujours pour des charges infrieures la chargecritique dEuler. Ce rsultat sexplique par la prsence dimperfectionsgomtriqueset decontraintesrsiduelles rsultant du processus de fabrication etdemontage.LathoriedEuleracependantlemritedemettreenvidenceleparamtre gomtriqueessentielduphnomne:llancementoullancementrduit.Eneffet,la contrainte critique dEuler dduite de la relation prcdente nous donne la contrainte critique dEuler : cr= Ncr /A= 2EI/L2*I/A=2Ei2/L2=2E/2 A est laire de la section du poteau Ladterminationdelalongueurdeflambementdellment constitue ltape la plus dlicate de son dimensionnement. La longueur de flambement dun lment dpend des conditions de dplacements et derotationssesdeuxextrmits.Lesdiffrentesconditionsaux limites possibles se rpartissent en deux catgories suivant que les deux nuds de llment sont bloqus en translation ou pas. Critres de dimensionnement des lments comprims Pour dimensionner un lment comprim, il faut faire le choix dune section et des conditions aux limites de llment, dterminer la valeur de calcul de leffort de compression NSd et vrifier que : N Sd N Rd La rsistance de calcul dun lmentcomprim NRd dpend de llancement rduit et de la classe de la section retenue. Cas 1 :

. : Figure I.11: phnomne du flambement. Chapitre I Conceptionmtallique ENSP 2009Page 15 Section transversale de classe : 1 ou 2 ou 3 : Il ny a ni risque de flambement, ni risque de voilement local. Toute la capacit de rsistance lastique de la section peut tre utilise. La rsistance de calcul de la section est donne par le seuil de plastification : NRd=Npl= Afy /M0 Avec : A aire de la section brute, Fy limite lastique du matriau, M0 coefficient partiel de scurit du matriau, M0= 1,0 si lacier utilis bnficie de la marque NF (Norme franaise) acier sinon M0= 1,1. Section transversale de classe 4 :Il ny a pas de risque de flambement simple mais risque de voilement local. Il en rsulte que : Nrd= Aeff fy/ M1 Avec : Aeff aire efficace de la section dtermine selon le Paragraphe lEC3-DAN, Fy limite lastique du matriau, gM1 coefficient partiel de scurit de rsistance des sections de classe 4, M1= 1,1. Cas 2 :

. Section transversale de classe : 1 ou 2 ou 3 : Il ny a pas de risque de voilement local mais risque de flambementsimple. La rsistance de calcul de la section est alors donne par la relation : NRd=Afy/ M1 Avec : x coefficient de rduction dfini par la relation, M1 coefficient partiel de scurit de rsistance des lments aux instabilits, M1= 1,1. Section transversale de classe 4 : Il y a la fois risque de voilement local et risque de flambement simple et : NRd= A fy/ M1 Avec : coefficient de rduction dfini par la relation, M1 coefficient partiel de scurit de rsistance des lments aux instabilits, gM1 = 1,1. Ilconvientdenoterquilnyapaslieudedduirelestrousdefixationdanslescomposants comprimssaufsicestroussontdestroussurdimensionns(diamtressuprieursauxdiamtres normauxdfinislafigure1.11).Onsupposeainsiimplicitementquelesboulonsremplissentles trous normaux des lments en compression. Chapitre I Conceptionmtallique ENSP 2009Page 16

La procdure gnrale de conception dun lment comprim comprend les tapes suivantes [4]: 1 Choisirlasectionlaplusapproprieenfonctiondescritresconomiquesettechnologiques ainsi que de la nuance dacier correspondante ; 2Dterminer la classe de la section en fonction des critres des normes en vigueur ; 3Dterminer la longueur de flambement pour chacun des deux plans potentiels de flambement et en dduire llancement rduit maximal ; 4Slectionner la courbe de flambement approprie en fonction des indications ; 5CalculerlecoefficientderductioncetendduireNRdsuivantlundesquatrecasdupoint (a) ; 6Llmentest convenablementdimensionnsi lesrelationsdecalcul sontvrifies.Dans lecas contraire,ilfautchoisirunesectionplusrsistante.Ilconvienttoutefoisdexaminersidesappuis intermdiairespermettantderduirelalongueurdeflambement ;nereprsententpasunchoixplus avantageux que celui dune section plus rsistante. Les lments servant dappuis intermdiaires sont appelsbarresdecontre-flambement;ellessontengnraldimensionnesencompressionavecun effort gal 2 % de leffort normal de calcul dans la barre de contreventement principale ; 7 Procderlavrificationdesassemblagesdellmentunefoiscelui-ciconvenablement dimensionn. I.6. Les assemblages souds Lesassemblagesontpourfonctiondassurerlaliaisonoulacontinuitdescomposants lmentairesentreeuxafinderaliserlossaturedelouvrageprojet.Cesorganescritiquespour louvragetantsouslaspectdelintgritstructurellequesouslaspectconomique,doiventtre conus et dimensionns avec au moins autant de soin que les composants lmentaires.Lopration de soudage par fusion avec fil-lectrode fusible consiste faire fondre un mtal dapport en mme temps que les plats ou les profils assembler. Figure I.13 : Terminologie des cordons selon la position de soudage. Figure I.12: valeurs de k pour la longueur de flambement. Chapitre I Conceptionmtallique ENSP 2009Page 17 Les procds utiliss peuvent tre classs en trois catgories : lesoudagemanuelquiresteleseulmoyenpossiblepourraliserdessouduresdontlaccsest difficile ou de petite longueur ; lesoudagesemi-automatique(avancementautomatiquedellectrodeavecunetorchetenuela main). Cest celui qui est appliqu de manire gnrale ; lesoudageautomatique(lattedesoudageestmonte,soitsurunchariotdontlavancementest automatique, soit sur un robot de soudage). Il sapplique surtout aux soudures continues dune certaine longueur : assemblage me semelles des profils reconstitus souds (PRS) par exemple. Pendant son refroidissement, le mtal chaud de la zone de soudage se contracte, conduisant au dveloppementderetraitdanslejoint.Lacontractiontantgneparlemtalfroidquientourele joint,lescontraintesquisedveloppent,suprieureslalimitedlasticit,crentdesdformations plastiques. Cela peut amener une dformation ou mme une instabilit locale. Trois types de retrait sont prsents : le retrait longitudinal, le retrait transversal et le retrait combin: Figure I.14 : Effets du retrait longitudinal Figure I.15 : Effets du retrait transversal . Figure I.16: Effets du retrait longitudinal et du retrait transversal combins Les diffrentstypes de soudure sont :Soudures bout bout : la soudure bout bout pleine pntration pour laquelle la pntration et la fusion de la soudure et du mtal de base sont compltes sur lpaisseur de lassemblage ; la soudure bout bout pntration partielle pour laquelle la pntration de la soudure ne stend pas lpaisseur totale de lassemblage. Souduresenbouchonetenentaille sontrarementutilisesdanslesstructuresdebtiment. Ellesontpourfonctionprincipaledempcherlevoilementoulasparationdesplatsquise recouvrent. Souduresparpoints sontrarementutilisesdanslesstructuresdebtimentsaufpour assembler des lments minces. Goujonssouds lesconnecteurssontutilisspourpermettrededvelopper lecomportement mixteentrelapoutreenacieretlebton.Laconnexionestessentiellementprvuepourrsisterau cisaillement horizontal. Deux types de connecteurs principaux sont disponibles, les goujons souds et lesconnecteursclous.Lespremiers,tantassembls parsoudage,legoujonsoudest leplususuel desconnecteursdecisaillement.Ilpeuttresoudsurlasemellesuprieuredemaniresemi-automatique soit directement latelier, soit au travers des tles profiles en acier sur le chantier. Chapitre I Conceptionmtallique ENSP 2009Page 18 I.7. Les ponts en arc Nousavonsvu prcdemment queletablier peut tre portdeplusieursmanireset on sest intress larc porteur. Unpontenarcestavanttoutunepoutrecourbe,portantuntablier,fibremoyennede gomtriecirculaireouparaboliqueetractionsdappuiobliquesncessitantunsoldefondation dexcellentersistance.Larcproprementditestenbtonarm,parfoislgrementprcontraintet dernirementenacier.SesdimensionsdensemblesontcaractrisesparsonouvertureL,mesure entre ses naissances, et sa flche f, qui reprsente la distance entre la ligne joignant ses naissances et le point le plus haut de la fibre moyenne. LavaleurmoyennedurapportL/festvoisinede6: ellevarie,danslesprojets rels,de5 8m. Larc proprement dit est le plus souvent : en caisson, aux faces latrales traites architecturalement (section uni- ou multicellulaire), pour les grandes ouvertures (> 150 m), dpaisseur H telle que L/H = 60 ; constitu de poutres pleines entretoises pour les ouvertures moyennes (100 150 m) ; une dalle nervures latrales pour les faibles ouvertures (< 100 m). 1.8. Comparaison entre pont en arc et bow-string Le tablier, tenu aux suspentes tous les 10 15 m, un lancement de 60 et entre 8m et 12 m pour un lancement de 50malors que les arcs ont un rapport flche sur porte de 1/6, et une hauteur gale au 1/120 de la porte (valeurs indicatives). Utilis en grandes portes, les arcs sont disposs dans deuxplansinclinsquiserejoignentleurcl.Cettedisposition remplacelaconceptionclassique arcs parallles contrevents sur leur extrados, avec en plus lefficacit et la finesse. Pour renforcer la raideurdelensemblesousleschargementsdetorsion,lessuspentesdroitessontremplacesparun rseau de suspentes croises ou inclins vers une seule direction. Figure I.17 : Pont Bow-string au Japon avec suspente crois et inclin. Chapitre I Conceptionmtallique ENSP 2009Page 19 Le casdes ponts bow-strings, lapoussedelarcest quilibre par latraction du tablier horizontaletrendainsilesractionsdappuiverticales.Cecasparticulierdouvrage,bien quapparaissantextrieurementcommeunpontenarc,possdeuntablierdontlefonctionnement mcanique est celui dun pont poutres. Lerledelinclinaisondesdeuxarcsestdempcherlecontreventementestderendre lensemble de louvrage plus rigide. Conclusion La prise en compte de tous ces facteurs ne peut que favoriser le bon fonctionnementdu projet. CHAPITRE II : CARACTERISTIQUES DES MATERIAUX. Chapitre IICaractristiques des matriaux ENPS 2009Page 20 IntroductionIlestncessaire,avantdecommencertoutemodlisationdunestructure,dedfinirles caractristiques des matriaux. Car leurs dfinitions permettent de concevoir un pr-dimensionnement et ainsi le vrifier. Enmatiredegniecivil(acier,bton,),lechoixdesmatriauxauneimportance primordiale, lors de la conception et le calcul dun pont, on donne ici les caractristiques des diffrents matriaux qui ont t utiliss :

II.1. Bton arm

Le bton est dfini par sa rsistance caractristique la compression 28 jours note Fc28, et sa masse volumique normale qui est de lordre de 2500 Kg/m3. La rsistance la compression du bton quon va utiliser pour la dalle est Fc28=40 Mpa ; II.1.1. La rsistance la compression La rsistance du bton la compression simple est mesure sur des prouvettes cylindriques, gesde28jours.Larsistancecaractristiquedubtonsedduitdesvaleursmesuresdeleur dispersion, suivant une loi statique variable. Pour la dalle on a : Fcj = 40 > 28 0.685 Fc28 logj +1 pour j < 28

II.1.2. La rsistance la traction Le bton en gnral est caractris par sa rsistance la compressionFcj, et sa rsistance la traction est Ftj. Les rgles BAEL donnent pour un bton g de j jours la relation: Ftj = 0.6 + 0.06 Fcj. Et donc : Ft28= 3 MPa II.1.3. Module de dformation longitudinale du bton E Module de dformation instantan :( courte dure) E instantan = 11000 * 3Fcj => E instantan =37619.5 MPa

Module de dformation diffr : (longue dure) E diffr = 3700 * 3Fcj => E diffr=12653.80 MPa

II.1.4. Contrainte ultime de compression Les rgles B.A.E.L donnent la valeur de la contrainte admissible la compression Etat limite ultime : Fbu =0.85Fcj b Avec : Chapitre IICaractristiques des matriaux ENPS 2009Page 21 fc28 : Rsistance caractristique 28 jours. b : Coefficient de scurit tel que b =1.5 Pour la situation durable ou transitoire.

II.1.5. Coefficient de poisson Le coefficient de poison reprsente la variation relative de dimension transversale. Le coefficient du bton pour un chargement instantan est de lordre de 0.3 mais il diminue avec le temps pour se rapprocher de la valeur 0.2 quand au cas dun bton fissur devient nul. On retiendra pour les calculs du bton les valeurs suivantes : = 0.2 Zone non fissure (ELS). = 0 Zone fissure. II.2. Les aciers Les aciers utilises dans louvrages sont des aciers passifs : II.2.1. Aciers pour la charpente Les aciers utiliss pour la ralisation des entretoises (arc et pr-dalles), voussoirs cbles sont dfinisdans ce paragraphe.

II.2.1.1.Les voussoirs (1) et (2)Caractristiques de la section HY=500,[mm], HZ=1000,0 [mm], AX=696,960 [cm2] IX=713490,446, IY=916781,363, IZ=309059,763 [cm4]. Caractristiques des matriaux E=210000,00 [MPa] NI=0,30 G=80800,00 [MPa] Poids unitaire=7,85 [T/m3] Re=355,00 [MPa] LX=1,22 x 10-5 [1/C] II.2.1.2. Les entretoises entre arc: Caractristiques de la section HY=517,0 HZ=500,0 [mm] AX=231,000 [cm2] IX=74439,548, IY=78898,250, IZ=35408,250 [cm4] Caractristiques du matriau E=210000,00 [MPa] NI=0,30 G=80800,00 [MPa] Poids unitaire=7,85 [T/m3] Re=355,00 [MPa] LX=1,22 x 10-5 [1/C] Figure II.1 : section des voussoirs 1 et 2 Figure II.2 : section des entretoises suprieures. Chapitre IICaractristiques des matriaux ENPS 2009Page 22 II.2.1.3.Les entretoises du tablier Caractristiques de la section HY=500,0, HZ=750,0 [mm] AX=576,960 [cm2] IX=476896,260, IY=454740,163, IZ=241029,363 [cm4] Caractristiques du matriau E=210000,00 [MPa] NI=0,30 G=80800,00 [MPa] Poids unitaire=7,85 [T/m3] Re=355,00 [MPa] LX=1,22 x 10-5 [1/C] II.2.1.4. suspente Les profils prvus pour les suspentes prsentent les caractristiques suivantes: Suspentes Acier type X3CrNiMo13-4 ;Traitement thermique QT900 Rp 0,2 = 800 MPa. II.2.2. les armatures de feraillage Ferraillage ordinaire: Fe400 ; Enrobage minimal: 3cm ; Rayon de mandrin de pliage): 5 (ferraillage normal); 3 (etriers). La contrainte de rupture Fu = 480 MPa. II.2.2.1. Les caractristiques de calcul a)La limite dlasticit Dans les calculs ltat limite ultime, on introduit le coefficient de scurit s , Tel que : = /s s = 1 pour la situation accidentelles = 1.5pour la situation normale Figure II.3 : section des entretoises infrieures Chapitre IICaractristiques des matriaux ENPS 2009Page 23 b)La contrainte limite de traction c)Module d'lasticit de l'acier E =2 105Mpa d)Diagramme contrainte dformation Avec : s : Contrainte de l'acier. s : Coefficient de scurit des aciers. Fe : Limite dlasticit de l'acier. s : Dformation lastique de l'acier. Conclusion 1.Le bton utilis a une rsistance la compression 28 jours fc28= 40 Mpa et une masse volumique de 2500 Kg/m3. 2.Les aciers utiliss pour le bton sont des armatures haut adhrence de nuance FeE400. Tableau. II.1: limitations des contraintes admissibles de l'acier. Figure II.4 : Diagramme contrainte-dformation. CHAPITRE III : EVALUATION DES CHARGES ET DES SURCHARGES. Chapitre III Evaluation des charges et des surcharges ENSP 2009 Page 24 Introduction Dans ce chapitre on va valuer les diffrents types et cas de charges et de surcharges. Tellesqueleschargespermanentesetleschargesdexploitations(surchargesdetraficet surcharges des trottoirs pitons). III.1. Poids propre du tablier Le poids propre de la structure est valu automatiquement par le logiciel de calcul sur labasedesdimensionsgomtriquesdeslmentsstructuraux(voirchapitre4)etdespoids spcifiques respectifs G mais lingnieur doit faire le calcul manuel pour vrifier la structure modlise. Soit G le poids propre du tablier. G peut tre obtenu en multipliant la densit du matriau de notre tablier par la surface. Et donc :G = 2.500 * (0.5 * 10-0.1520) +7.85 * 0.008446 =12.5 [t/ml] III.2. Poids propre de louvrage Onprendcommehypothsequelacouchederevtementunepaisseurde8cmet pour la couche dtanchit on prend une paisseur de 3.5 cm. Tableau III.1 : rcapitulatif des charges permanentes Suspente= 7.85 (2510-3)= 0.015t/ml. Et donc le poids total sans la charpente est : G = 12.5 + 0.30 + 1.58 + 0.588 +0.525+ 1.230 + 0.0124 = 16,7354 t/ml

Poids de la charpente = 7.85 * (69696+79100+59780)/106 = 1.64t/ml III.3. Caractristiques du pont Enfonctiondelalargeurroulante,notrepontestunpontdepremireclasse.Sa largeur roulante est gale la largeur chargeable [13]: Garde corps 20,15 = 0.30 t/ml - [1 t/ml] Trottoir super flux sur dalle2 2.4 1.5 0.22 = 1.58 t/ml - [1 t/m3 m m]Etanchit2.4 7 0.035 = 0.588 t/ml- [t/m3 m m]=[t/ml] corniches2 0.105 2.5 = 0.525 [m t/m3]=[t/ml] Revtement2.2 7 0.080 =1.230 t/ml -[t/m3 m m]=[t/ml] lr = ls = 10 - 2 (1.5) = 7m G = G + Suspente + Corps secondaire + Poids charpente Chapitre III Evaluation des charges et des surcharges ENSP 2009 Page 25 Le nombre de voies est gale :On a deux voies. III.4. Evaluations des charges roulante Les diffrentes charges routires sous lesquelles notre ouvrage sera calcul sont [13] : Systme de charge A(l) ; Systme Bc : Camion types (30t) ; Systme Bt : Tandem (2x 16t) ; Surcharge Militaire MC 120 ; Surcharge sur trottoirs ; Convoi exceptionnel E et D. III.4.1. Systme de charge A(l)

Pour les ponts comportant des portes unitaires 200m, la chausse supporte une charge uniforme dont lintensit est gale [13] : A = a 1 a2 A (L) A(L) : est exprime en Kg/m et donne en fonction de la longueur charge. L : Largeur charge est exprime en [m]. Tableau III.2 : valeur de a1

a1: Coefficient donn par un tableau, en fonction de la classe du pont et du nombre de voies charges.a2: Coefficient donn par la formule suivante a2 = L0/Lv. Lv : est la largeur de la voie est donn son tour par la relation suivante : Lv = Ls/n L0 : Largeur donne en fonction selon la classe du pont. L0= 3.50m Pont de premire classe ; L0= 3.00m Pont de deuxime classe ; L0 = 2.75m Pont de troisime classe. Daprs le tableau II.2 : on a a1 = 1 et a2 = 3.5 / (7/2) = 1 N No om mb br re e d de e v vo oi ie es s1 12 23 34 4 5 5 e et t p pl lu us s. . 1 1 r re e c cl la as ss se e2 2 m me e c cl la as ss se e 3 3 m me e c cl la as ss se e 1 1. .0 0 1 1. .0 0 0 0. .9 9 1 1. .0 0 0 0. .9 9 0 0. .8 8 0 0. .9 90 00 0. .7 75 50 0. .7 70 0 N = E (lr/3) = 2 voies lv= (ls/3) = 3.5m A (L) =230+ 36000/ L+12 [Kg/m] Chapitre III Evaluation des charges et des surcharges ENSP 2009 Page 26 Nous avons 5 traves pour le calcul de A(l). Voir tableau II.3: Tableau II.3 : charges A(l) d aux diffrentes traves. Ilestncessairederappelerqueleschargessontposesdunemanireavoirles sollicitations et des conditions de chargement les plus dfavorables et cela suivants les lignes dinfluences que lon voquera dans le chapitre 4. III.4.2. Systmes de surcharges BIII.4.2.1. Systme Bc Masse totale30tonnes Masse porte par chacun des essieux arrire12tonnesMasse porte par lessieu avant06 tonnes Longueur dencombrement10.50 mtresLargeur dencombrement 2.50 mtres Distance des essieux arrire 1.50 mtres Distance de lessieu avant au 1er essieu arrire4.50m Distance axe en axe de deux roues dun essieu 2.00m Surface dimpact dune roue arrire : carro0.25m x 0.25m Surface dimpact dune roue avant : carro0.20m x 0.20m. Et donc : Coefficient de majoration dynamique o pour la surcharge Bc : o = 1+o +| = 1 +0.4/(1+0.2L)+0.6/(1+(4-G/S)) Avec: G: poids de tablier considr. L: longueur de tablier charge. Pour une voieBc1 = 2*30*1*1 = 60tavec bc = 1 Pour deux voiesBc2 = 2*2*30*1*1.1 = 132tavec bc = 1.1 Bc = 2 30n bc Chapitre III Evaluation des charges et des surcharges ENSP 2009 Page 27 S: surcharge due au convoi S = Bc2* bc =132*1.1 = 145.2t EtL=50m o = 1+o +| =1 +0.4/(1+0.2*42.76)+0.6/(1+(4-12.5/145.2)) =1.49 .Effort de freinage du systme Bc Leschargesdeschaussesdessystmesdecharge(A)etBcsontsusceptiblesde dvelopper des efforts de freinage qui s'exercentsur la surface de la chausse, dans l'une ou dans l'autre direction de la circulation [13]. Chaque essieu d'un camion du systme Bc peut dvelopper un effort de freinage gal son poids.Parmi, les camions Bc que l'on peut placer sur le pont, un seul est suppos freiner. Les effortsdefreinagedveloppsparlesystmeBcnesontpassusceptiblesdemajoration dynamique, de mme pour lecoefficient bc.L'effort de freinage susceptible d'tre dvelopp par le systme Bc se trouve limit au poids d'un vhicule de 30t. Force centrifuge Laction transmise au tablier par les charges type Bc et A sera gale : Une voie charge avec deux camions (le nombre maximum) du systme Bc. bc = 1.20 = 1+a+b = 1+0.4/1+0.2L+0.6/1+4G/S R = rayon de courbure = Force centrifuge Fc = bc [6R +150/ R+350]2Bc = 0 III.4.2.2. SystmeBt

Pour un pont de premire classe on a: bt=1 N : Nombre des voies charges. Pour une voieBt = 216N bt = 21611 = 32t Pour deux voiesBt = 216N bt = 21621 = 64t S=Bt*bc=64*1=64t o = 1+o +| =1 +0.4/(1+0.2L) +0.6/(1+(4-G/S)) o = 1+o +| =1 +0.4/(1+0.2*42.76) +0.6/(1+(4-12.5/64))=1.38 III.4.2.3. Systme Br Deux voies charges Br =10t. Coefficient de majoration dynamique: o = 1+o +| =1 +0.4/(1+0.2*50)+0.6/(1+(4-12.5/10)) =1.14 Figure III.1 :charge Br Chapitre III Evaluation des charges et des surcharges ENSP 2009 Page 28 III.4.2.4. Charges type BF Une rgle simple de vrification la fatigue consiste reprsenter les effets du trafic routier rel par les effets dunseul camion appel Bf, quon suppose circulant seul au milieu de la voie de droite des ouvrages. La masse de ce camion est de 300 kN. LeslmentsdusystmeBfsontschmatissci-dessous.(Longueursenmtres, masses en tonnes) : Figure III.2 : charge Bf (fatigue)Elle doit tre pondre par un coefficient c qui dpend du trafic prvu, sans coefficient de majoration dynamique supplmentaire. Par rapport au trafic, la structure en question a t classifie: Classe 2, trafic autoroutier normal ou trafic RN lourd : c = 1.20 III.4.3.Surcharges militaires MC120 Danslesenslongitudinal:lenombreduvhiculedeconvoin'estpaslimit.La distance de deux vhicules successifs est dtermine pour produire l'effet le plus dfavorable. La distance libre entre le point de contact avec la chausse devant tre gale au moins 30.5m [13]. Dans le sens transversal : un seul convoi est suppos circuler quelque soit la largeur de la chausse donc on disposera d'un seul vhicule MC120. S=55+55=110t Coefficient de majoration dynamique: o = 1+o +| =1 +0.4/(1+0.2L) +0.6/(1+(4-G/S)) o = 1+o +| =1 +0.4/(1+0.2*50)+0.6/(1+(4-G/110))=1.4 III.4.4.Convoi exceptionnel Cesconvoisdontleschargesl'essieu respectentlesrglesassurantlarsistancedes chausses. I est noter qu'il y a plusieurs convois-types pourchaqueclasse:LesconvoisDetEsontsupposs roulerdansl'axedupontavecunetolrancede0,30 mtredepartetd'autre.lesnouvellesnormessontplus explicitent : Le convoi C1 (94 tonnes sur 15,30 m) ; Le convoi C2 (120 tonnes sur 13,80 m) ; Figure III.3 : Convoi exceptionnel Chapitre III Evaluation des charges et des surcharges ENSP 2009 Page 29 Le convoi D2F1 (245 tonnes sur 22,00 m) ; Le convoi D3F1 (250 tonnes sur 17,50 m) ; Le convoi D3F2 (250 tonnes sur 37,00 m) ; Le convoi E2F1 (350 tonnes sur 31,50 m) ; Le convoi E3F1 (400 tonnes sur 26,50 m) ; Le convoi E3F2 (376 tonnes sur 37,00 m). Lesautresrglesconcernantlamajorationdelachargenominale,lecoefficientde majoration dynamique... sont celles des convois de classe C. Bien entendu, toute demande de passage d'un convoi D ou E sur un pont impose son recalcule. Cetsurchargessontsupposesrpartiesauniveaudelachaussesurunrectangle uniformment charg de3.20m de largeuret de 18.6 m de longueur pour le convoi D=240t. Quand au convoi type E =360t pour 5.10m de largeur et 18.6m de longueur. III.5. valuation de charges extrieuresIII.5.1. Charges thermiques III.5.1.1.Variations linaires Laugmentationdetempraturepriseencompteestcommesuit:T=30C.Le coefficient de dilatation du bton arm est considr gal : a = 1.110-5 C-1 et celle de lacier est gale 1.22 10-5 C-1 et la loi fixant la variation linaire est :

III.5.1.2. Gradient Thermique Leseffortsdusaugradientthermiquesontvalussurlabasedunediffrencede tempratureentreladalleenbtonetlapoutreenacier,avecpriseencomptedumodule instantan de dformation longitudinale du bton. III.5.2. Charges du vent, freinage, centrifuges et frottement parasite des appuis III.5.2.1.Vent La valeur de pression de vent [5]: 2 kN/m. Leventsoufflehorizontalementdansunedirectionnormaleparrapportlaxe longitudinal du pont et sa pression est applique aux surfaces intresses des arcs et du tablier. III.5.2.2.Actions Sismiques La construction des spectres a eu lieu travers les formules indiques dans les rgles parasismiques algriennes [6]. On a : Figure III.4 : Nouveau Convoi exceptionnel type D L =ax Tx L

Chapitre III Evaluation des charges et des surcharges ENSP 2009 Page 30 Zone sismique III (RPA99/2003); Groupe dusage 1-B; Sites S3; Et donc : Composantes horizontales Ah = 0.30g; Composantes verticales Av = 0.7 x 0.30g = 0.21g;(on y reviendra dans le chapitre VI). De cette faon il sera possible de dterminer les dplacements horizontaux concernant les appuis, afin de vrifier quils soient admissibles. En outre il sera possible de dterminer les ractions longitudinales et transversales que les appuis dchargent sur les cules. Pour ce qui concernelecalculdessollicitationsdutablierenprsencedunsismehorizontalona considruncoefficientdecomportementq0=1,afindegarantircettestructureune adquate rsistance. Conclusion : 1-Une fois les charges et surcharges dfinies, il ne reste qu les introduire dans la modlisation ; 2-Pour les convois exceptionnels, on prend enconsidration que lancien convoi type D CHAPITRE IV : MODELISATION DE LA STRUCTURE. Chapitre IVModlisation de la structure ENSP 2009Page 31 Introduction Le systme Robot millenium est un logiciel CAO/DAO destin modliser, analyser et dimensionner les diffrents types de structures. RobotMilleniumpermetdemodliserlesstructures,lescalculer,devrifierles rsultats obtenus, de dimensionner les lments spcifiques de la structure. LaderniretapegnrerparRobotMilleniumestlacrationdeladocumentation crite et graphique pour la structure calcule. IV.1. ModlisationIV.1.1. Caractristiques principale de logiciel Robot Millenium Dfinition de la structure ralise en mode entirement graphique conue cet effet Possibilitdeprsentationgraphiquedelastructuretudieetdereprsentation l'crandesdiffrentstypesdersultatsdecalculs(effortsinternes,dplacements, travail simultan en plusieurs fentres ouvrtes.etc.) Possibilit de calculer une structure et d'en tudier simultanment un autre. Possibilit d'effectuer l'analyse statique et dynamique de la structure. Possibilitd'affecteret,oudemodifierletypedebarreslorsdeladfinitiondu modle de la structure et pendant la simulation de calcule. Possibilitdecomposerlibrementlesimpressions(notesdecalcul,captured'cran, composition de l'impression, copier des objet vers d'autres logiciels) Possibilit d'application des modules mtier qui permet la dfinition des mtriez et des plans d'atelier. Le systme Robot Millnium regroupe plusieurs modules spcialise, dont chacune des tapes de l'tude de la structure [18]. IV.1.2. Principes de fonctionnement de logiciel Robot Millenium CommetousleslogicielsdecalculdestructuresRobotMilleniumutiliselamthode des lments finis, les mthodes nergtiques et la thorie de l'lasticit pour la dtermination des lments de rduction (M, N et T) et les dforms des lments de structure. 1ere tape: le logiciel ncessite la dfinition des caractristiques [18] : Dfinition de langue de travail ; Dfinition des caractristiques des matriaux ; Dfinition des units et de systmes mtriques utiliss ; Dfinition des normes et rglements. 2me tape: le logiciel ncessite la dfinition la structure [18]: Dfinition de la grille de systme d'axe ; Dfinition des lments verticaux (mat et piles) de contreventement; Dfinition des lments horizontaux (tablier); Dfinition des points singuliers (particularits et vides ventuels) ; Dfinition des conditions d'appuis. 3me tape: le logiciel ncessite la dfinition et l'application des chargements de la structure. Chapitre IVModlisation de la structure ENSP 2009Page 32 Lelogicielgnreautomatiquementlepoidspropredeslmentsdestructuresnot comme des charges permanentes (pp); Dfinitiondeschargespermanentesadditionnelles(poidsdeslmentssecondaires (CCP) ; Dfinition des charges d'exploitation (trafic) ; Dfinition des charges ponctuelles ventuelles. 4me tape: choix de type d'analyse de structure [18] Analyse sous charges permanente ; Analyse sous les surcharges d'exploitation ; Analyse modale ; Analyse sismique. 5me tape: dfinition des combinaisons de calcul et coefficients de pondration [18]. 6me tape: lancement de calcul [18]. 7me tape: affichage et dition ventuelle des rsultats [18]. IV.2. Modlisation graphique et vue 3D de la structure La modlisation nest termin que aprs avoir dfinit toutes les sections des barres, les charges appliques, les conditions dappuis. Figure IV.1 : vue 3D de la structure modliser par robot. IV.3. Justifications et modlisation Ilfautprciserquelestensionssontcalculesenconsidrantlacombinaisondes charges rendant maximum le moment flchissant, lexception de la tension tangentielle qui est calcule en considrant la combinaison des charges rendant maximum leffort tranchant. Chapitre IVModlisation de la structure ENSP 2009Page 33 Onrappelleenoutrequelecalculdestensionstangentiellesateffectuen supposant une sollicitation au cisaillement absorbe par la seule poutre en acier. IV.3.1. Combinaisons dactionsIV.3.1.1. Etat limite de serviceIV.3.1.1.1. Combinaisons rares Les combinaisons sont les suivantes tat limite de service [10] : Gmax + Gmin + Qr + 0.5T; Gmax + Gmin + Qr; Gmax + Gmin + Qrp; Gmax + Gmin + W; Gmax + Gmin + T. IV.3.1.1.2. Combinaisons frquentes Gmax + Gmin + 0.6Qr ; Gmax + Gmin + 0.5T. IV.3.1.1.3. Combinaisons quasi permanentes Gmax + Gmin. Avec : G: poids propre et complments des charges permanentes ; Qr: charges dexploitation des ponts-routes sans caractre particulier ; Qrp:chargesdexploitationdesponts-routesdecaractreparticulier(convoismilitairesouexceptionnels) ; W: vent ; T : variations linaires de temprature et gradient thermique. IV.3.1.1.4. Limitation des efforts La limitationdes efforts est dcrite [4] tel queles combinaisons caractristiques des charges soit: Leffortdetractiondansleferraillageordinairesouslacombinaisonrare dactions ne doit pas tre suprieur 0.8 fsk. Leffort de compression du bton de la dalle doit tre limit pour viter dexcessives dformations de fluage et de micro fissuration; Leffort de dplacement vis vis des connecteurs au cisaillement est limit 0.6 PRK (PRK rsistance ultime); Les efforts de lacier structurel (voir le 4.3 du EC 3-2) sous la combinaison rare des actions doivent tre limites comme ci suit :

,

3, Leffort partiel concernant les ELS est considr de M,ser =1.0 Il faut prciser que dans lanalyse des sections la rsistance la traction du bton doit tre nglige [4] Chapitre IVModlisation de la structure ENSP 2009Page 34 IV.3.1.2. Etat limite ultime IV.3.1.2.1. Combinaisons fondamentales Les combinaisons sont les suivantes tat limite ultime [10] : 1.35 Gmax + Gmin + 1.5 Qr 1.35 Gmax + Gmin + 1.5 Qrp 1.35 Gmax + Gmin + 1.5 W IV.3.1.2.2. Combinaisons accidentelles Gmax + Gmin + E + 0.2Qr

Avec : G : poids propre et complments des charges permanentes ; Qr : charges dexploitation des ponts-routes sans caractre particulier ; Qrp : charges dexploitation des ponts-routes de caractre particulier (convois militaires ou exceptionnels) ; W : vent ; E : sisme Et donc la liste de combinaisons prvoir est reprsente dans le tableau suivant [10]: Tableau IV.1 Les Combinaisons accidentelles NomTypeFormule ELS 01Combinaison quasi permanenteG ELS 02Combinaison rare(ELS)G + Qr, 1 + 0.5T ELS 03Combinaison rare(ELS)G + Qr,2 + 0.5T ELS 04Combinaison rare(ELS)G + Qr,3 + 0.5T ELS 05Combinaison rare(ELS)G + Qr,1 ELS 06Combinaison rare(ELS)G + Qr,2 ELS 07Combinaison rare(ELS)G + Qr,3 ELS 08Combinaison rare(ELS)G + Qrp,1 ELS 09Combinaison rare(ELS)G + Qrp,2 ELS 10Combinaison rare(ELS)G + Qrp,3 ELS 11Combinaison rare(ELS)G + Qrp,4 ELS 12Combinaison rare(ELS)G + Qrp,5 ELS 13Combinaison rare(ELS)G + W ELS 14Combinaison rare(ELS)G +T ELS 15Combinaison frquente(ELS)G + 0.6Qr, 1 ELS 16Combinaison frquente(ELS)G + 0.6Qr, 2 ELS 17Combinaison frquente(ELS)G + 0.6Qr, 3 ELS 18Combinaison frquente(ELS)G + 0.5T ELU 01Combinaison fondamentale(ELU)1.35G + 1.5Qr, 1 ELU 02Combinaison fondamentale(ELU)1.35G + 1.5Qr, 2 ELU 03Combinaison fondamentale(ELU)1.35G + 1.5Qr, 3 ELU 04Combinaison fondamentale(ELU)1.35G + 1.5Qrp, 1 Chapitre IVModlisation de la structure ENSP 2009Page 35 Avec: QR, 1 = A1 (l) +St QR, 2 = A2 (l) +St QR, 3 = Bc + St Qrp, 1=Mc120 Qrp, 2=D240 IV.3.2. Conditions dappuis Laprescriptionducahierdechargeprvoitunestructurerigidersistanteaux diffrentes actions et surcharges subis. Etdoncilestncessairedebiendcrirelesconditionsdappuis,etceciest indispensable lors de la justification. Leseffetsdelactionsismique(longitudinale,transversaleetverticale)seront dterminsparuneanalysedynamiquemodaledelastructure,enrestantdansledomaine lastique linaire, laide de la mthode de la superposition des modes suivant un spectre de rponse lastique (analyse spectrale). Lesdirectionshorizontalesprincipalesconsidrespourlesactionssismiquessontla direction de laxe longitudinal du tablier et sa direction perpendiculaire. Lesactionssismiquesserontvaluesentenantcomptedelasimultanitdusisme longitudinal,transversaletvertical.Leseffetsdesdiffrentscomposantsdumouvement densemble seront combins suivant la relation [4]: AEX 0.3*AEY 0.3*AEZ 0.3*AEX AEY 0.3*AEZ 0.3*AEX 0.3*AEY AEZ IV.3.3. Modlisation et types de Sections considres Figure IV.2 : Modlisation de la structure ELU 05Combinaison fondamentale(ELU)1.35G + 1.5Qrp, 2 ELU 06Combinaison fondamentale(ELU)1.35G + 1.5Qrp, 3 ELU 07Combinaison fondamentale(ELU)1.35G + 1.5Qrp, 4 ELU 08Combinaison fondamentale(ELU)1.35G + 1.5Qrp, 5 ELU 09Combinaison fondamentale(ELU)1.35G + 1.5W ELU 10Combinaison accidentelle(ELU)G + E + 0.2Qr, 1 ELU 11Combinaison accidentelle(ELU)G + E + 0.2Qr, 2 ELU 12Combinaison accidentelle(ELU)G + E + 0.2Qr, 3 Chapitre IVModlisation de la structure ENSP 2009Page 36 Conclusion 1.Une bonne modlisation permet davoir des rsultats fiables. 2.Nanmoins, les vrifications de la modlisation sont nombreuses et un bon ingnieur peut estimer le rsultat selon le type de sollicitations.

CHAPITRE V : ETUDE STATIQUE. Chapitre VEtude statique ENSP 2009Page 37 Introduction : Vulacomplexitdelinterprtationdesrsultats,ilseraitplusadquatdesparer chaque vrification en sous chapitre. V.1. Vrification