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1 Charges sur les Ponts routiers selon l'EUROCODE 1 Partie 3 Centre d'Etudes techniques de l'Equipement C ETE de l'Est DIV ISIONOUVRAGESD 'ART

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Charges sur les Ponts routiers selonl'EUROCODE 1 Partie 3

Centre d'Etudestechniquesde l'Equipement

CETEde l'Est DIVISIONOUVRAGESD'ART

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Différentes parties de l'EUROCODE 1

Partie Actions Texte National

1 Bases de calcul Directives Communes de 79

2.1 Permanentes Directives Communes de 79

2.3 Neige Fascicule 61 titre II du CPC

2.4 Vent Fascicule 61 titre II du CPC

2.5* Thermiques Fascicule 61 titre II du CPC

2.6* Construction Fascicule 61 titre II du CPC

2.7* Accidentelles Fascicule 61 titre II du CPC

3. Trafic Fascicule 61 titre II du CPC

* textes non disponibles actuellement

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Classification des actions

Trafic routier– Charges verticales– Forces horizontales– Charges de fatigue– Actions accidentelles– Actions sur les garde-corps– Actions sur les remblais

Piétons et deux-roues– Charges verticales– Forces horizontales– Actions accidentelles– Actions sur les gardes-corps– Charges sur les remblais

Groupes de charges de traficsur les ponts-routes

Trafic ferroviaire

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Trafic routier - charges verticalesNombre et largeur des voies de circulation

Largeur dechaussée

Nombrede voies

Largeurd’une voie

Largeurde l’aire

résiduellew < 5,4 m n = 1 3,0 m w - 3,0 m

5,4 m < w< 6,0 m

n = 2 w / 2 0

6,0 m < w n =E(w/3)

3,0 m w-3 x n

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Trafic routier - charges verticalesImplantation et numérotation des voies de circulation

w

voie 1 voie 2voie 3

exemple:dimensionnement du ferraillageau milieu du hourdis

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Trafic routier - charges verticalesModèles de charges

� Modèle 1 = Système principal :vérifications générales et locales

� Modéle 2 : vérifications locales� Modèle 3 : convois exceptionnels� Modèle 4 : foule

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Trafic routier - charges verticalesSystème principal de chargement

Emplacement Tandem(kN)

U.D.L.(kN/m2)

Voie n°1 2 x 300 9,0Voie n°2 2 x 200 2,5Voie n°3 2 x 100 2,5

Autres voies 0 2,5Aire résiduelle 0 2,5

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Trafic routier - charges verticalesTandem TS

1,20

2,00

0,40 x 0,40

1 essieu

axe longitudinal

>0,50

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Trafic routier - charges verticalesPositionnement des charges du système principal

voie 1 voie 2voie 3

9 kN/m2

2,5 kN/m2200 kN100 kN

300 kN

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Trafic routier - charges verticalesPondération des charges du système principal

Classe αQ1 αQi>1 αq1 αqi>1 αqr

1er 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

2e 0,9 0,8 0,7 1,0 1,0

3e 0,8 0,5 0,5 1,0 1,0

1ere classe : type périphérique parisien2eme classe : ancienne 1er classe du fasc. 61 t II du CPC3eme classe : ancienne 2e classe du fasc. 61 t II du CPC

tandem charge répartie

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Trafic routier - charges verticalesModèle à essieu unique

2,00

0,35 x 0,60

axe longitudinal

Qak = 400 kN

à pondérer parβQ = αQ1 (0,9 en général)

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Trafic routier - forces horizontalesForces horizontales de freinage

Qlk

Qlk Q k q q k w L

Q Q k kN

= ⋅ + ⋅ ⋅ ⋅ ⋅

⋅ ≤ ≤

0 6 2 1 0 10 1 1 1180 1 1 800

, ( ) , α

α

longueur du tablier

largeur voie n°1

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Trafic routier - forces horizontalesForces horizontales centrifuges

r

Qtk

Qtk r0,2 Qv r < 200 m

40 Qv/r 200 < r < 1500 m0 1500 m < r

Qv : poids total des charges concentréesdes tandems du chargement principal

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Piétons et des deux-roues - charges verticales

� en général: qfk = 5 kN/m2

– valeur réduite pour combinaisons:2,5 kN/m2

– passerelles de portées Lsj> 10 mètres:

� charge concentrée pour les vérificationslocales: Qfwk = 10 kN sur 10 cm x 10 cm

2 5 2 01 2 0

3 05 0 2, , , /≤ +

+≤

Lk N m

s j

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Piétons et des deux-roues - charges horizontales

� Dans le cas des passerelles, une forcehorizontale longitudinale doit être prise encompte simultanément à la charge verticalerépartie.

� Cete force est égale à:– 10% de la charge totale ou– 60% du poids du véhicule de service éventuel

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Pont-routesGroupes de charges

ChausséeCharges Verticales

ChausséeForces horizontales

Trottoirs

Systémeprincipal

Véhiculesspéciaux

Foule Freinage Forcescentri -fuges

Chargede

trottoirgr1 caract. Réduite

gr2 fréqu. caract. caract.

gr3 caract.

gr4 caract

gr5 (1) caract

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Ponts-routesRésumé

� 4 modèles de charges verticales pour le trafic– 1: UDL + tandems– 2: essieu unique– 3: convois exceptionnels– 4: foule

� charges horizontales de freinage et centrifuges� charges piétonnières

pris comme action principale dans 5 groupes de charges

vérificationslocales

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Traffic routier - Charges de fatigue

� 5 modèles sont définis� les modèles sont à ajuster aux

caractéristiques du trafic� le modèle 3 est comparable au camion Bf:

6,0 m 1,2 m1,2 m

2,0 m 120 kN par essieu

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Trafic routier - actions accidentellesChocs de véhicules

500kN1000kN

1,25 m

laissé au choixde l'autorité compétente

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Trafic routier - actions sur les garde-corps

+/- 1,0 kN/m

+/- 1,0 kN/m

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Ponts-RoutesAutres charges

� sur remblai� neige� vent� température

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Etats Limites

Etats-Limites Ultimesassociés à une ruptureentraînant l'effondrement– équilibre statique– résistance– fatigue– stabilité de forme– ...

Etats-Limites de serviceassociés à des dommages

limités ou à un usageimpossible

– formation de fissures– vibrations excessives– ...

Etat-Limite = Phénomène à éviter

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Vérifications semi-probabilistes

γSd E(γFFk) = Ed ≤ Rd = 1/γrd R(η.fk/γm)

si linéarité : γF E(Fk) ≤ R(fk) / γM

modèle structutal

choix de la valeur caractéristique

propriétés desmatériau

propriétés géométriques

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Valeurs des actions

PERMANENTES

G2 valeurs cara:

GsupGinf

VARIABLES

Qcara Qkquasi-perm ψ2Qfréquentes ψ1Qnon fréq. ψ1'Qcombinaison ψ0Q

ACCIDENTELLES

caractéristique

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Ponts-routesCombinaisons ELU

Combinaisons fondamentales :

Combinaisons accidentelles :

Combinaisons sismiques :

ΣγGGk+γPPk+γQQk1+ΣγQψ0Qk

ΣγGGk+γPPk+γQQk1+ΣγQψ0Qk

ΣGk+Pk+γQQk1+γIAEd+Σψ2Qk

1,35Gsup + 1,00Ginf + 1,00P +1,35 gri1,50 Tk + TS + 0,54UDL

1,00Gsup + 1,00Ginf + 1,00P + 1,00 FA + 0,75 TS + 0,4 UDL

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Ponts-RoutesCombinaisons ELS

Combinaisons quasi-permanentes :

Combinaisons fréquentes :

Combinaisons non-fréquentes : Gk+Pk+ψ'1Qk1+Σψ1Qk

Gk+Pk+ψ1Qk1+Σψ2Qk

Gk+Pk+Σψ2Qk

Combinaisons caractéristiques : Gk+Pk+Qk1+Σψ0Qk

Gk + Pk + 0,5 Τk

Gk + Pk + 0,75 TS + 0,4 UDL + 0,5 Tk0,6 Tk

Gk + Pk + 0,8 gr1 + 0,6 Tk0,8 Tk + 0,75 TS + 0,4 UDL

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Exemple d'applicationDescription de l'ouvrage

1,50 3,50 3,50 1,50

40,0 m

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Exemple d'applicationCalcul selon le fascicule 61 Titre II

2 710 KN

1,59,05 kN/m2

1,5

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Exemple d'applicationCalcul selon l'Eurocode 1 Partie 2

2 316 KN

2,56,3 kN/m2

2,5 kN/m2 2,52,5270 kN

160 kN

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Exemple d'applicationComparaison des résultats

Fasicule 61Titre II

Eurocode 1Partie 2

Variation

Chargegénérale

maximale

2 710 kN 2 316 kN - 15 %

Momentfléchissantmaximum

12 667kN.m

15 662kN.m

+ 24 %

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Conclusions simplistes

� Plus compliqué :– aire résiduelle– groupes de chargements– charges sur remblais

� Plus simple :– la charge répartie de dépend pas de la longueur chargée– pas de coefficient de majoration dynamique

� Les effets des charges peuvent être sensiblementdifférents

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Conclusions plus élaborées( selon article de JA Calgaro - Bulletin OA n°26 )

� Les différences principales proviennent :– de l'excentrement des charges– de la fatigue des structures métalliques

� Les conséquences seront :– quelques câbles ou kilos d'aciers passifs de plus

en béton armé ou en béton précontraint– une évolution de la conception des ponts à

poutres