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Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2013

Tarek Far – Nathalie Cordier

Tarek Far – Nathalie Cordier6 juin 2013

Journées techniques Ouvrages d’Art 2013Dijon, Mercredi 05 et Jeudi 06 juinDijon, Mercredi 05 et Jeudi 06 juin

Viaducs d'accès au viaduc de Caronte sur l'A55 : Le projet de réparation et le suivi de chantier des

tabliers Est



Description des ouvragesDescription de la pathologie Réparation structurelle des ouvrages en béton précontraintSuivi des travaux de réparation

Viaducs d'accès au viaduc de Caronte sur l'A55 : Le projet de réparation et le suivi de chantier des tabliers Est



• Ouvrages d’accès Sud en béton précontraint

– 314.5m, 6 travées de 45 m et une travée de rive sur culée de 44,5 m–7 piles de hauteurs variables :

•4 sont fondées sur pieux • une pile-culée avec chevêtre commun au viaduc métallique

• Viaduc métallique principal

– pont métallique à béquilles, de 300 m de long et 29,90 m de largeur

• Ouvrages d’accès Nord en béton précontraint

• 259,5 m soit 5 travées de 45 m et une travée de rive sur culée de 34,5 m.• 6 piles de hauteurs variables, dont une pile-culée fondée sur pieux avec chevêtre commun au viaduc métallique

Description des ouvrages

Présentateur

Commentaires de présentation

Description des ouvrages Viaduc métallique principal pont métallique à béquilles, de 300 m de longueur totale et 29,90 m de largeur hors-tout. Les béquilles sont formées de caissons rectangulaires dont les dimensions varient de 9,00 x 4,00 m au niveau de l'encastrement sur le tablier, se réduisant à 3,00 x 1,00 m au niveau de l'articulation en pied sur les massifs de fondation 5 OA différents 1 caisson métallique à béquille 4 OA en béton précontraint Caractéristiques 874 mètres de longueur 49 mètres de hauteur (maxi au dessus de l'eau) Jusqu'à 18 m de fondation 12 x 2 piles + 2 x 2 piles culées + 2 grandes culées creuses



Description des ouvrages

tabliers « jumeaux »piles culées avec chevêtre commun au viaduc métallique

Présentateur


tabliers jumeaux, de type dalle bi-nervurées (nervures hautes (3m) et étroites (0.86 à 1m), en béton précontraint portant chacun une chaussée de largeur variable selon les ouvrages



Fissure sur jointde couplage

Description de la pathologie

Fissures traversantes, « battent » sous circulation

Acier passifsectionné surle joint

Tablier n°2 - Travée 2 (Poutre Ouest Face Est)

Présentateur


Les fissures intéressent pour la grande majorité d'entre elles, l'environnement immédiat des zones de reprise de bétonnage (couplage ou arrêt de câbles BBR-B 54 7mm), situées à 9,00 m des lignes d'appui et pour une faible partie, les zones d'arrêt de câbles symétriques de ces zones de reprise par rapport aux piles. Elles suivent sensiblement la ligne de reprise de bétonnage avec des ramifications inclinées. Elles sont traversantes et règnent généralement sur les trois quart de la hauteur des nervures depuis leur base. Ces fissures sont liées au mauvais fonctionnement des coupleurs



pathologie due :

à un mauvais fonctionnement des coupleurs

à la non prise en compte des effets du gradient et du fluage dans le dimensionnement de la précontrainte

Description de la pathologie

Manchon de raboutage câble BBRExtrait circulaire_83 du 29 -12 – 1966_BBRB_BBRV

Présentateur


Pour les travées courantes de 45 m, la précontrainte longitudinale d'une nervure est assurée par 6 câbles filants de 547 et 5 câbles chapeaux de 18 m. au droit des appuis (4 de 547 et 1 de 307). Il faut noter que tous les câbles longitudinaux sont mis en tension d'un seul côté et que les câbles filants sont raboutés aux têtes d'ancrage des câbles de la travée précédente.



Premiers constats : 1979 à 1981 1981 à 1982 Mesures de battements de fissures1983 Recalculs1986 mesures sur les coupleurs1992 1er APROA1996 à 1998 inspections détaillées2003 à 2005 APROA réparation structurelle et superstructures2008 Renforcement parasismique - compléments d'études et optimisation 2009 Étude du risque de liquéfaction - Viaduc de Caronte 2010

APROA complémentaire suite avis Sétra et études 2008 et 2009 DCE et AO de la réparation structurelle et du durcissement au séisme

Description de la pathologie Historique des études et investigations

Présentateur


1979 à 1981 Premiers constats : dégradation des vérins amortisseurs antisismiques fissuration des joints de reprise de bétonnage 1981 à 1982 Mesures de battements de fissures sur tablier Est travées 2 à 4 sous chargement dynamique lent de 2 camions de 25 tonnes (1 par nervure) Ouvertures des fissures à vide : ouverture (maxi 2/10 mm travée 4 le 4-5-82) et fermeture (maxi 1.1/10 mm le des fissures sous chargement 1983 Recalculs SETEC Traction à vide proposition d’investigations sur les coupleurs (ouverture de fenêtres, pose de jauges) 1986 résultats des mesures sur les coupleurs , absence de risque de fatigue au droit des coupleur. boutons des fils de précontrainte ? 1992 APROA injection des fissures, reprise des abouts des poutres, changement des appareils d'appuis, remplacement des vérins antisismique. IGOA propose de renforcer les joints de reprise par de la précontrainte additionnelle ou des plats collés. 1996 à 1998 inspections détaillées



Principe de réparation structurelle : précontrainte extérieure dimensionnée de telle sorte que :

dans les zones injectées :section toujours comprimée sous l'action des charges extérieures combinées à l'ELS fréquent et sous les seuls effets de la précontrainte ;à l'ELS rare, vérification en section fissurée selon les prescriptions de la classe III du BPEL(*) ;à l'ELU, vérification en section fissurée avec limitation des déformations selon les prescriptions du BPEL(*) ;

partout ailleurs, la précontrainte additionnelle n'entraîne que des compressions dans l'ensemble des sections

(*) calcul en fourchette haute : bon fonctionnement des coupleurs basse : diminution de 30% de l'effort de précontrainte

transmis dans la section.

Réparation structurelle des ouvrages en béton précontraint

Présentateur


La pathologie constatée sur l’ouvrage se traduit essentiellement par des ouvertures de fissures au droit des joints de reprise de bétonnage (coupleurs). Ces fissures battent sous circulation. Cette pathologie est due entre autre à la non prise en compte des effets du gradient et du fluage dans le dimensionnement de la précontrainte mais aussi à un mauvais fonctionnement des coupleurs. �Le projet de renforcement a pour objectif de refermer ces fissures au droit des joints de couplage. Il n’a pas pour objet de rendre l’ouvrage strictement conforme au règlement actuel. �La recompression est obtenue par l’effet cumulé de la précontrainte de renfort et la prise en compte des effets induits par les opérations d’injection des fissures au droit des joints de couplage : Chargement pour ouvrir les fissures, Injection, Déchargement (brisure angulaire emprisonnée).




Présentateur


La précontrainte extérieure est dimensionnée de telle sorte que : dans les zones injectées : la section soit toujours comprimée sous l'action des charges extérieures combinées à l'ELS fréquent et sous les seuls effets de la précontrainte (la justification à la fatigue est ainsi acquise); à l'ELS rare, vérification en section fissurée avec limitation des tractions dans les aciers passifs et des surtensions dans les câbles selon les prescriptions de la classe III du BPEL(*) ; à l'ELU, vérification en section fissurée avec limitation des déformations selon les prescriptions du BPEL(*) ; partout ailleurs, la précontrainte additionnelle n'entraîne que des compressions dans l'ensemble des sections et dans la mesure du possible leur permet d'être comprimées dans la zone d'enrobage à l'ELS fréquent.. (*)Pour ces deux justifications, un calcul en fourchette sera réalisé, basé sur une fourchette haute de bon fonctionnement des coupleurs et sur une hypothèse basse d'une diminution de 30% de l'effort de précontrainte transmis dans la section.











Réparation structurelle des ouvrages en béton précontraint Têtes de piles courantes

Ajout de butées parasismiques

Remplacement des appareils d’appui

Création de corbeaux de vérinage

Démolition des bossages et changement des appareils d'appui



Viaduc de Caronte Suivi des travaux de réparation

Début des travaux février 2012 (basculement de la circulation sur les tabliers Ouest)Délai initial de travaux de 13 mois

Interventions du LRA/SOAB dans le cadre du contrôle extérieur travaux : béton, précontrainte, injections de fissures, vérinages,

appareils d’appui, instrumentation, épreuves

Basculement sur les tabliers Est prévu fin août 2013



La réalisation des massifs d’ancrage, déviateurs et corbeaux de vérinage

Plus d’1 km de carottage de béton après repérage des aciers passifs et actifs existants



Préparation des surfaces de béton afin d’assurer un coefficient de frottement conforme au calcul

Réalisation d’une convenance préalable de préparation de surface par hydro-démolition



Béton auto-plaçant pour la réalisation des massifsC40/50 CEMIII/B 42,5 N PMES D16 XF1 Cl0,20 SF 700

maintien rhéologie 120 min

Assistance à la mise au point de la

formulation et réalisation de convenances

Contrôles de mise en œuvre du béton



Barres de renfort des têtes de pile WR18

Barres de clouage des consoles de vérinage WR47

Des barres de précontrainte nervurées de φ

18 à 47 – Plus de 20t d’acier

Procédé SAS – ETA 05/0122

Convenances de mises en tension des barres de précontrainte – Suivi de mise en œuvre

– Contrôle pesages à 7 jours



Une protection des barres de précontrainte par injection de coulis de ciment

Contrôles de la fabrication et de la mise en œuvre de la protection par coulis (SUPESTRESCEM – ETA 07/0269)

Mesures d’exsudation Fluidité au cône de Marsh



Le remplacement des appareils d’appui

Convenance de réalisation des nouveaux bossages – Réalisation d’un bossage témoin

Contrôle des opérations de vérinage/dévérinage



Massifs d’ancrage, déviateurs et corbeaux de vérinage terminés



Principaux travaux restant à réaliser

- injection des fissures (joints de couplage) - Convenance d’injection

- mise en place de la précontrainte longitudinale additionnelle - Contrôle de la mise en tension (mesures de coefficients de transmission – COMET II)

Contrôle par instrumentation : capteurs de déplacement et jauges de déformation (comparaison aux contraintes théoriques)

Contrôle de l’injection à la cire

- épreuves de chargement - Contrôle de l’efficacité de la réparation par instrumentation avec capteurs de déplacement et jauges (comparaison aux contraintes théoriques)

Suivi après travaux de l’ouvrage pendant 1 an avec capteurs de déplacement et inclinomètres



Merci pour votre attentionMerci pour votre attention

Documents

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