Ponts en Béton Précontraint Construits Par Encorbellements Successifs. Gc (Jui 2003)

8/17/2019 Ponts en Béton Précontraint Construits Par Encorbellements Successifs. Gc (Jui 2003)

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Se t r âse rv ice d 'É tudes

t e c h n i q u e s

d e s r o u t e s

e t a u t o r o u t e sjuin 2003

Guide de conception

Ponts en béton précontraint construpar encorbellements successifs

Liberté • Egalité • Fraternité

RÉPUBLIQUE FRANÇAISE

minis tè rede l 'Équipemen tdes Transportsdu Logementdu Tourisme etde la Mer



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Guide de conception

Ponts en béton précontraint construpar encorbellements successifs

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collection les out

Document édité par le Setra dans la collection "les outils".Cette collection regroupe les guides, logiciels, supportspédagogiques, catalogues, données documentaires et aimuaires.






S O M M A I R E

AVANT-PROPOS 11

AUTEURS - REMERCIEMENTS 13

chapitre 1 - GENERALITES1.1 - PRÉAMBULE

1.2 - TECH NIQUE D U PRO CÉDÉ1.2.1 - DESCRIPTION DE LA MÉTHODE1.2.2 - ASSOCIATION AVEC D'ALITRES MÉTHODES

1.3 - DO MA INE D 'EMPLOI1.3.1 - GÉNÉRALITÉS1.3.2 - LES AVANTAGES ET LES INCONVÉNIENTS DE LA MÉTHODE1.3.3 - LES TECHNIQUES CONCURRENTES

1.4 - ÉVOLUTION DE LA CONSTRUCTION EN FRANCE1.4.1 - LA PÉRIODE 1946 19521.4.2 - LA PÉRIODE 1953-1964

1.4.3 - LA PÉRIODE 1965-19751.4.4 - LA PÉRIODE 1975-19821.4.5 - LA PÉRIODE DE 19 83 À NOS JOURS

1.5 - OUVRAGES IMPORTANTS RÉCEMMENT CONSTRUITS À L'ÉTRANGER

^

15151616

17

17171820

2 02 0

2121

2222

25

chapitre 2 - CONCEPTION GÉNÉRALE

2.1 - DOM AINE D'EMPLOI

|2.2 - SCHÉMA STATIQUE LONGITUDINAL

2.2.1 - RÉPARTITION DES TRAVÉES

2.2 .2 - ÉLANCEMENT ET FORME DE L'INTRADOS2.2.3 - CONDITIONS D'APPUI2.2.4 - PROBLÈMES PARTICULIERS ^^

T

2.3 - CH OrX D'UN E SECTION TRANSVERSALE2.3.1 - GÉNÉRALITÉS

2 72 7

2828

293132

3535



2.3.2 - MON OCiUSSON S SIMPLES 35

2.3.3 - MON OCiUSSON S NERVLiRES OU BRACONN ES

2.3.4 - BICAISS ONS 37

2.3.5 - MON OGUSS ONS À TROIS ÂMES (POUR MÉMOIRE) 2.3.6 - STRUCTURES TRANSVERSA LES PARTICULIÈRES

2 . 4 - P R E D I M E N S I O N N E M E N T D ' U N E S E C T I O N T R A N S V E R S A L E S I M PL E

2.4.1 - GÉNÉR AUTÉS 38

2.4.2 - PRÉAMBULE CONCER NA NT LE CÂBLAGE

2.4.3 - HOURDIS SUPÉRIEUR 39

2 .4 .4 - ÉPAISS EUR DE S ÂMES 40

2.4.5 - ÉPAISSEIOR DU HOUR DIS INFÉR IEUR

2.4.6 - DIMENSKONNE MENT DES GOUSSETS SUPÉRIEURS

2.4.7 - DIMENS][ONNEME NT DES GOUSSETS INFÉR IEURS

2.4.8 - EN TRETOISE S ET DÉVIATEURS 4

2 . 5 - D É C O U PA G E E N V O U S S O I R S 4 3

2.5.1 - GÉNÉRALITÉS 432.5.2 - VOUSSOIRS COURAN TS 44

2.5.3 - VOUSSOIRS SUR PILES 442.5.4 - VOUSS OIRS DE CLAVAGE 44

2 . 6 - P R I N C I PA U X R A T I O S 4 5

Chapitre 3 - CONCEPTION ET JUSTIFICATIONDU CÂBLAGE LONGITUDINAL 4

3 . 1 - P R I N C I P E S D E C Â B L A G E 4 7

3.1.1 - PRÉCONTR AIN TE DE FLÉAU 483.1.2 - PRÉCONTRAINTE DE CONTINUITÉ 5

3.1.3 - DIS POS inON S CONSTRUCTIVES DIVERSES

3 .2 - CALCUL DE S SOLL ICITA TION S 55

3.2.1 - GÉNÉR AUTÉS 553.2.2 - POIDS PROPR E DU TABUE R 55

3 . 2 . 3 - E F F E T S D E LA P R É C O N T R A I N T E 5

3.2.4 - CHAR GES DE CHAN TIER ALÉATOIRES

3.2.5 - EFF ETS DIFFÉR ÉS 563.2.6 - PROGRA MMES DE CALCULS 57

3 . 3 - J U S T I F I C A T I O N S À A P P O RT E R V IS -À -V IS D E S C O N T R A I N T E S N O R M A L E S 3.3.1 - PRÉAMBULE 573.3.2 - CLASSES DE VÉRIFICATION 573.3.3 - JUSTIFICATIONS EN PHASE DE CONSTRUCTION 3.3.4 - JUSTIFICATION S À L'ELS EN EXPLOITATION

Poiits en IxHdii lirccontraiiît construits par i'iicorhi'/leinfnts successifs



3.3.5 -JUSTIFICATIONS À L'ELU EN EXPLOITATION3.3.6 - DÉMARCHE DU DIMENSIONNEMENT

chapitre 4 - COMPORTEMENT TRANSVERSAL ET LOCAL

4.1 - PRINCIPES D E JUSTIFICATION

4.2 - FLEXION TRANSVERSALE

4.2 .1 - ACTIONS À PRENDRE EN COMPTE4.2.2 - DÉTERMINATION DES SOLLICITATIONS TRANSVERSALES4.2 .3 - POUSSÉES AU VIDE DANS LES ÉLÉMENTS COURBES OU DÉVIÉS,

COMPRIMÉS OU TENDUS4.2.4 - EFFORTS DUS AUX PHÉNOMÈNES THERMIQUES

4.2.5 - JUSTIFICATIONS DES SECTIONS4.3 - SOLLICITATIONS TANGENTES GÉNÉRALES

4.3.1 - PRINCIPES DE LA JUSTIFICATION4.3 .2 - HYPOTHÈSES GÉNÉRALES DE CALCUL4.3 .3 - EFFET RÉSAL4.3.4 - CISAILLEMENT D'EFFORT TRANCHANT4.3.5 - CISAILLEMENT DE TORSION4.3.6 - JUSTIFICATION DES SECTIONS

4.3 .7 - ÉTRŒRS ACTIFS (POUR MÉMOIRE)4.3 .8 - COUTURES DES HOURDIS SUR LES ÂMES

4.4 - ÉLÉMENTS PARTICULIERS

4.4 .1 - VOUSSO mS SUR PILE4.4 .2 - VOUSSOIRS SUR CULÉE

4.5 - EFFORTS LOCAUX

4.5.1 - DIFFUSION DES EFFORTS DE PRÉCONTRAINTE4.5 .2 - CLEFS DES VOUSSOIRS PRÉFABRIQUÉS4.5.3 - DÉFORMATION DES VOUSSOIRS PRÉFABRIQUÉS

4.6 - RÈGLES DE CUMUL DES ARMATURES PASSIVES

4.7 - DISPOSITIONS DE FERRAILLAGE CONSEILLÉES

chapitre 5 - STABILITÉ DES FLÉAUX

5.1 - PRINCIPE DE LA STABILITÉ DES FLÉAUX

5.2 - DISPOSITIFS DE STABILITÉ DES FLÉAUX

5.2.1 - DIFFÉRENTS PROCÉDÉS DE STABIUSATION DES FLÉAUX5.2 .2 - AMÉNAGEMENT DES TÊTES DE PILE5.2 .3 - AMÉNAGEMENT DU VOUSSOER SUR PILE

5.3 - ACTIONS À PRENDRE EN CO MPTE

58

58

6161

62

62

62

67

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7071

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81

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8989

90

9094

95

96

Fonts en héton précontraint construits par encorbellements successifs



5.3.1 - CHARGES PERMANE NTES 96

5.3.2 - CHAR GES VARLVBLES D'EXÉC UTION 975.3.3 - ACTIONS ACCIDENTELLES 99

5.4 - COMBINAISONS D'ACTIONS E N CONSTRUCTION 995.4.1 - COMBINAISON S EN SITUATION TEMPORAIRE DE CONSTRUCTION (TYPE A ) 99

5.4.2 - COMBINAISONS ACCIDENTELLES DE CONSTRUCTION (TYPE B) 101

5.4.3 - RÈGLES SPÉCIFIQUES AUX OUVRAGES DE GRANDE HAUTEUR 101

5 .5 - JUSTIFICATION ET DIMENSIO NNEM ENT DES ORGANES D'ANCRAGE

5.5.1 - CALCUL DU NOM BRE DE CÂBLES 1025.5.2 - CALCUL DE LA SURFACE DES CA LES 105

5.5.3 - CALCUL DES FÛTS ET DES FON DATIONS DES PILES

5 .6 - JUSTIFICATIO NS DES AUTRES MÉ THO DES DE STABILISATION 5.6.1 - JUSTIFICATIONS DE LA STABILITÉ PAR PALÉES PROVISOIRE S 1075.6.2 - JUSTIFICATIONS DE LA STABIUTÉ PAR HAUBANAGE 107

chapitre 6 - TECHNOLOGIE DE LA CONSTRUCTION

6 . 1 - LA C O N S T R U C T I O N PA R V O U S S O I R S C O U L É S EN P L A C E 111

6.1.1 - LES VOUSSOIRS SUR PILES 1116.1.2 - LES VOUSSOIRS COURAN TS 112

6.1.3 - LES VOUSS OIRS-DÉVL\TEUR S 1186.1.4 - LES VOUSSOIRS EN SUREN CORBELLEMEN T 186.1.5 - LES VOUSSOIR S DE CLAVAGE 1186.1.6 - LES TRONÇ ONS D'EXTRÉMITÉ 119

6.1.7 - LA STABILISATION DES FLÉAUX 1196.1.8 - LES BLOCS D'ABOUTS PRÉFABRIQUÉS 1216.1.9 - INFLUENCE DES ÉQUIPAGES SUR LE DIMENSIONN EMEN T DU TABUER 121

6 .2 - LA CONSTR UCTION PAR VOUSSOIRS PRÉFABRIQUÉS 16.2.1 - L'ATELIER DE PRÉFA BRICATION DE S VOUSSOIRS 1226.2.2 - LE TRA NS PORT DES VOUSSOIRS PRÉFABR IQUÉS 1246.2.3 - LA POSE DES VOUSSOIRS PRÉFABR IQUÉS 1246.2.4 - LE BRÊL\GE PROVISOIRE 1286.2.5 - LES CLAVAGES 1296.2.6 - LES TRO NÇ ON S CÔTÉ CULÉES DE S TRAVÉES DE R IVE 1296.2.7 - LE COLLAGE DES VOUSS OIRS 1296.2.8 - LA STABIUSATION DES FLEAUX 1296.2.9 - VITESSE DE CON STRUCTION 1296.2.10 - INFLUENCE DES MÉTHODES SUR LE DIMENSIONN EMEN T DES OUVRAGES 130

P(»:ts en hâtoii pivcotuniitil cdiistniilspar e}ici>rl>elleiiicii/s successifs



chapitre 7 - CONTROLES SUR CHANTIER 1

7 . 1 - G É N É R A L I T É S 1 3 1

7 . 2 - L E C O N T R Ô L E D E L A G É O M É T R I E 1 3

7.2.1 - LE CONTR ÔLE DE LA GÉOMÉTRIE DES PILES

7.2.2 - LE CONTR ÔLE DE LA GÉOMÉTRIE DU TABLIER

7.2.3 - LE CONTR ÔLE DE LA GÉOMÉTRIE DE L'OUVRAGE TER MINÉ

7 . 3 - L E C O N T R Ô L E D E S O U V R A G E S P R O V I S O I R E S

7.3.1 - LE CONTR ÔLE D'UN ÉQUIPAGE MOBILE 1

7.3.2 - LE MONTAGE À BLANC D'UN ÉQUIPAGE MOBILE

7.3.3 - LES ÉTAIEMENTS 144

7 . 4 - L E C O N T R Ô L E D E S B É TO N S 1 4 57.4.1 - LE CONTRÔLE DES CONSTITUANTS 14

7.4.2 - LES ÉPREUVES D'IN FOR MA TION 14

7.4.3 - LA MATUROMÉTRIE 1497.4.4 - LE CONTRÔLE DE LA MISE EN ŒUVRE DES BÉTONS

7.4.5 - LA MISE EN ŒUVRE DES BÉTONS HAUTES PERFOR MAN CES

7 . 5 - L E C O N T R Ô L E D U C O F F R A G E 1 5 3

7 . 6 - L E C O N T R Ô L E D U F E R R A I L LA G E 1 5

7 . 7 - L E C O N T R Ô L E D E L A P R É C O N T R A I N T E 1

7.7.1 - LE CONTR ÔLE DES MATÉRIAUX 1547.7.2 - LE CONTR ÔLE DE LA MISE EN PLACE 1

7.7.3 - LE CONTRÔLE DE LA MISE EN TENS ION 1

7.7.4 - LE CONTRÔLE DE L'INJECTION l 6 l

7 . 8 - A U T R E S P O I N T S S E N S I B L E S l 6 3

7.8.1 - LA COLLE ET SA MISE EN ŒUVRE (VOUSSOIRS PRÉFABR IQUÉS)

7.8.2 - LE PAREMEN T DES VOUSSOIRS 164

chapitre 8 - PATHO LOGIES ET RÉPARATIONS 1

8.1 - HISTOR IQUE DE LA RÉGLEMEN TATION 8.1.1 - LA PÉRIODE 1946-1952 : LES PREMIER S PONTS PRÉCONTRAIN TS 8.1.2 - LA PÉRIODE 1953-1964 : LES PREMIER S RÈGLEMENTS DE BÉTON PRÉCONT

8.1.3 - LA PÉR IODE 1965-1975 : ÉVOLUTION CONTINUELLE DE LA RÉGLEMEN TATIO8.1.4 - LA PÉR IODE 1975-1982 169

8.1.5 - LA PÉRIODE DE 1983 À NOS JOURS 178 .2 - L E S PAT H O L O G I E S P R O P R E S À LA C O N S T R U C T I O N PA R E N C O R B E L L E M E N

8.2.1 - RA PPEL CONCERN AN T LES FISSURES DES OUVRAGES PRÉCONTRA INTS 8.2.2 - LA STABILITÉ DES FLÉAUX 173

8.2.3 - LES FISSURES DUES À UNE RÉSISTANCE LONGITUDINALE INSUFFISA NTE

Ponts en hcton précontraint construits par encorbellements successifs



8.2.4 - FISSURES ET DÉSORDRE S DUS À DES POUSSÉES AU VIDE EXCESSIVES

8.2.5 - LES AUTRES PATHOLOGIES 175

8 . 3 - L E S P R I N C I PA L E S T E C H N I Q U E S D E R É PA R A T I O N

8.3.1 - L'AJOUT OU LA SUBSTITUTION DE PRÉCONTR AIN TE 8.3-2 - LES A UntE S TECHNIQUES 176

8.3.3 - LES CALCULS 176

chapitre 9 - DISPOSITIONS FAVORISANT LA MAINTENANCE 77

9 . 1 - P R I N C I P E S G É N É R A U X 1 7 7

9 .2 - TABLIE R 17 7

9.2.1 - PRÉCON TRA INTE 177

9.2.2 - CHEMINEME NT DANS LE CAISSON 1

9.2.3 - DIVERS 180

9 .3 - P ILE S 18 1

9.3.1 - ESPACE ENTRE DESSOUS DU TABUER ET SOMMET DES PILES

9.3.2 - CO N CE F nON DES TÊTES DE PILES 18

9.3.3 - VISITE DES PILES CREUSES 182

9 .4 - CULÉE S 184

9.4.1 - DESSE RTE DES CULÉES 1849.4.2 - LIMITATION DES ACCÈS DANS LES CULÉES

9.4.3 - INSTALI71TION ÉLECTR IQUE 1849.4.4 - PROFON DEUR DES CUUlES 184

9.4.5 - RE CUEIL DES EA UX SOUS LE JOIN T DE CHAUSSÉE 1859.4.6 - ESPACE EN TRE DESS OUS DU TABLIER ET DESSUS DES CHEVÈTRES

9.4.7 - EMPLACEMEN TS DE VÉRINAGE DU TABUER

chapitre 10 - RECOM MANDATIONS POUR L'ÉTABLISSEMENTDUN DCE 187

1 0 . 1 - N A T U R E D E L A C O N S U LTAT I O N 1 8 7

1 0 . 2 - C O N S T I T U T I O N D U D C E 1 8 7

1 0 . 3 - R È G L E M E N T D E L A C O N S U LTA T I O N 1 8

10.3.1 - COMPUÎMEN TS À APPORTER AU CCTP / PROPOSITIONS TECHNIQUES 10.3.2 - VARIANTES TECHN IQUES 189

1 0 . 4 - A C T E D ' E N G A G E M E N T 1 8 9

10.4.1 - DÉLAI DE VAUDITÉ DES OFFR ES 1810.4.2 - PÉRIO DE DE PRÉPARA TION 189

1 0 . 5 - C A H I E R D E S C L A U S E S A D M I N I S T R AT I V E S PA R T I C U L IÈ R E S

10.5.1 - PIÈCES GÉNÉRALES CONSTITUTIVES DU MAR CHÉ

l'oii's en hé/on précoiilmiiil construits pur cticorhellemoits successifs



10.5.2 - PÉRIODE DE PRÉPARATION10.5.3 - DÉLAI DE CONTRÔLE DES ÉTUDES D'EXÉCUTION10 .5.4 - SUJÉTIONS D'EXPLOITATION DU DOMAINE P UBUC

10.5.5 - LEVÉE DES POINTS D'ARRÊT10.6 - CAHIER DES CLAUSES TECHNIQUES PARTICULIÈRES

10.6.1 - PRÉAMBULE10.6.2 - PROGRAMME DES ÉTUDES D'EXÉCUTION DE L'OUVRAGE

10.6.3 - ÉTUDES D'EXÉCUTION DE L'OUVRAGE10 .6.4 - COFFRAGES DU TABUER10.6.5 - PRECONTRAINTE10.6.6 - ÉQUIPEMENTS PARTICULIERS DU CAISSON

10.6.7 - CONTRÔLE DES TRAVAUX10.7 - BORDEREAU DES PRIX

190

190

190

191192

192

192

192

194

194

195

195195

Al - EXEMPLE DE DÉTERM INATION 197

Al.O - OBJET DE LA PRÉSENTE ANN EXE 19 8

A l . l - QUELQUES RAPPELS 19 8

A l.1 .1 - NOTATIONS 198A l.1. 2 - QUELQUES RAPPELS DE PRÉCONTRAINTE 19A l. 1 .3 - MÉTHODE DES FOYERS POUR LE CALCUL D'UNE POUTRE CONTINUE A l.1 .4 - UNITÉS 201

A1 .2 - DON NÉES DE BASE 20 2A l.2. 1 - PORTÉES ET HAUTEUR DU TABLIER 202A l.2. 2 - PROFIL EN TRAVERS FONCTIONNEL 202A l.2 .3 - POIDS DES ÉQUIPEMENTS 203A l. 2 .4 - CARACTÉRISTIQUES DES MATÉRIAUX 20 3

A l. 2 .5 - SECTIONS TRANSVERSALES DU TABLIER 20A l. 2 .6 - CARACTÉRISTIQUES DES SECTIONS 20 6A l.2. 7 - CINÉMATIQUE DE CONSTRUCTION 206

A1 .3 - CALCUL DE LA PRÉCONTR AINTE DE FLÉAU 20A l.3 .1 - MOMENT SUR PILE PENDANT LE BETONNAGE DES DERNIERS VOUSSOIRS A l.3. 2 - CALCUL DU CÂBLAGE DE FLÉAU 20 8A l. 3 .3 - VÉRIFICATION PENDANT LE BETONNAGE DU CLAVAGE P1-P2

A 1. 4 - CALCUL DE LA PRÉC ONT RAINT E DE CLAVAGE 2 1

A l. 4. 0 - PRÉAMBULE 210A l.4 .1 - CLAVAGE ENTRE PI ET P2 21 0A l. 4 .2 - CLAVAGE ENTRE CO ET PI 21 5

Funts en béton précontraint construits par encorbellements successifs



10

A l . 5 - C A L C UL D E L A P R É C O N T R A I N T E E X T É R I E U R E A l.5. 0 - PRÉSE^fTATION DE LA MÉTHODE DE CALCUL A l.5 .1 - DÉTERIVIINATION DES EFF ORTS 2

A l.5.2 - DIMENSIONN EMEN T DE LA PRÉCONTRA INTE EXTÉRIEURE

A2 - MO NOGRAPHIES 231A - O U V R A G E S F R ' lN Ç A I S C O U L É S E N PL A C E 231

B - O U V R A G E S F R / L N Ç A I S AV E C V O U S S O I R S P R É FA B R I Q U É S 2 4 9

C - O U V R A G E S É T R A N G E R S 2 5 9

A3 - BIBLIOGR/iPHIEA 3 - 1 - T E X T E S O F I I C I E L S 2 6 4

A 3 - 2 - G U I D E S S e t i a , S e t r a - L C P C , S e t r a - S N C F 2 6

A 3 - 3 - A U T R E S O U VT IA G E S 2 6 5

A 3 - 4 - A R T I C L E S D E R E V U E S D F V E R S E S 2

l'un/s c')i hcloit pivcDiitraiiil cunstniilspar cncurbellemcnts successifs



AVANT-

PROPOS

s1

La construction par encorbellements successifsest la méthode la plus utilisée en France etdans le monde pour la construction des grandsponts en béton précontraint .

Depuis le début des années 90, les pontsen béton construits par cette méthode sontfortement concurrencés dans le domaine desmoyennes portées par les ponts mixtes et,dans une moindre mesure, par les ponts enbéton mis en place par poussage. En contrepartie, ils sont de plus en plus souvent utiliséspour le franchissement de très grandes

porté es, com me en témo ignent en France leviaduc de Tanus sur le Viaur, le viaduc de Tullede l 'autoroute A89 ou encore le nouveau pontsur le Rhin au Sud de Strasbourg.

Destiné aux maîtres d'œuvre, aux ingénieursd'études et aux ingénieurs méthodes ettravaux, le présent guide fait un point précissur les caractéristiques de ces ouvrages, leurdomaine d'emploi et la technologie qui doitêtre mise en œuvre pour les construire.

À ce titre, il remplace le bulletin techniquen° 7 du SETRA de décembre 1972 et soncomplément, devenus obsolètes sur plusieurspoints importants comme les méthodes decalculs, la conception de la précontrainte, lastructure des équipages mobiles ou encore lamaîtrise des déformations différées.

Les chapitres 1, 2, 3, 5 et 6 de ce guidedécrivent certains points très spécifiques àla con struc tion par enco rbelle me nt : laconception générale des ouvrages, la conception et le calcul du câblage longitudinal, lastabilité des fléaux, la technologie de laconstruction.



12

Les chapitres 4,7,8,9 et 10 sont des chapitresplus polyvalents. Ils présentent respectivementles calculs en flexion transversale, lescontrôles sur chantier, les pathologies et leursréparations, les précautions à prendre pourfavoriser la maintenance et, enfin, le contenudes pièces d 'un DCE. Bien qu'écrits pou rdes ponts construits par encorbellementssuccessifs, ces chapitres pourront être lusutilement par tous ceux cjui participent à laconception ou à la construction d'un ouvraged'art important.

Ce guide est le fruit d'un travail collectifimportant. Il est une nouvelle illustration dusavoir-faire des entreprises, des bureauxd'études et des maîtres d'ccuvre français dansle domaine du génie civil.

Emmanuel BOUCHON

Chef de la Division des Grands Ouvragesdu SETRA

l'unis cil béton pivcoiilniiiil constru its par eiicorhcllem ciits successifs



Auteurs

Ce document a été réalisé par un groupe de travail constitué de :

Pierre Barras, (CETE du Sud-Ouest / Division Ouvrages d'Art)

Daniel de Matteis, (Setra / Division des Grands Ouvrages)

Jean-François Derais, (Setra / Division des Grands Ouvrages)

Michel Duviard, (Bureau d'études Jean Muller International)

Daniel Guillot, (CETE de l'Ouest / Division Ouvrages d'Art)

Jean-Michel Lacombe, (DREIF / Groupe Ouvrages d'Art)

Gilles Lacoste, (Setra / Division Méthodologie et Logiciels)

Daniel Lecointre, (Setra / Division des Grands Ouvrages)

Virgile Ojeda, (CETE Méditerranée / Division Ouvrages d'Art)

Pierre Paillusseau, (CETE du Sud-Ouest / Division Ouvrages d'Art)

Jean-Marc R einhard (CETE de Lyon / Division Ouvrages d'Art)

Les monographies, l'iconographie, les dessins et les images 3D ont été réalisés par StéphanePhilippe JuUien, Eric Lozinguez et Louis Resterrucci de la Division des Grands Ouvrages du Setr

Crédit photos : Setra / Gérard F orquet

Remerciements

13

Les auteurs rem ercient tou s ceux qui ont co ntribué à ce docu me nt pa r leur aide, leurs remarqueobservations et notamment :

M. Aubin (Bouygues), M. Bataille (SEMI) , M. Boileau (DDE 31), M. Chaboud (DDE 974), M. Doan (SNCF),M. Duclos (THALES), M. Gaudin (SPIE) , M. Gausset ( E E G ) , M. Heusse (ERSEM), M. Kirschner (SECOA),M. Le Faucheur (SETRA), M. Mossot (Demathieu et Bard), M. Poineau (SETRA), M. Primault (VINCI) ,M. R yckaert (SETEC), M.Thibaux (BIFFAGE TP), M.Treffot (DDE 67 ) et M. Xercavins (PX-DAM).

Ponts en béton précontraint construits par encorbellements successifs






I 1 G É N É R A L I T É S

Ce premier chapitre présen te les grandsprincipes de la construction des pontspar encorbellements successifs etson domaine d'utilisation. Il proposeégalement un historique de l'évolutionde cette méthode, de 1943 à nos jours,et de la réglementation qui lui estapplicable.

1.1 - PRÉAMBULE

La construction par encorbellements successifs, qui consiste à exécuter un ouvrageélément par élément, sans contact avec le sol,est une technique très ancienne.

Dès l 'Antiquité, elle fut appliquée à laconstruction de voûtes en Europe (Fig. 1.1) eten Amérique du Sud (notamment pour laconstruction des voûtes maya), et à celle deponts en bois (Fig. 1.2).

Fig. 1.] - Le tré.sor d'A trée.Coupe longitudinale

Fig. 1.2 - Pont gauloi.s en liois

Au XIX<;m<; siècle et au d éb ut d u XX^m^ elle futappliquée à la construction de ponts métalliques en arc, comme les viaducs de Garabit etdu Viaur, ou en poutre-treillis, comme les pontssur le Firth of Forth, le pont de Bénodet ouenco re l 'ancien p on t de Pirmil, à N antes(Fig. 1.3).

15



Fig. 1..-^ - L'ancien pomde Pirmil, à Nantes

-Setra Fig. J.-i ' Le i3t)nlde Normandie

Setra

Plus récemment, elle fut appliquée à laconstruction de ponts à haubans métalliques,comme le pont de Saint-Nazaire, sur la Loire,ou le pont de Normandie, sur la Seine(Fig. 1.4).

Dans le domaine du béton précontraint, laconstruction par encorbellements successifss'applique majoritairement à des ponts dontles tabliers peuvent être assimilés à despoutres droites ou courbes en plan et sontconstruits à partir de leurs appuis, avec desvoussoirs coulés en place ou préfabriqués

(Fig. 1.5 et 1.6). Ce sont ces ponts qui fontl'objet du présent guide.

Cette méthode est également utilisée, avec denombreuses similitudes, pour la constructionde ponts à béquilles à tablier en caisson,comme le pont du Bonhomme, dans leMorbihan, le viaduc d'Auray (Fig. 1.7) ou encorele pont sur laTruyère, à Garabit.

Enfin, et bien que cela sorte un peu du cadrede ce guide, il faut signaler que la constructionpar encorbellements successifs est souventutilisée pour construire d(;s ponts à haubans,comme le pont de l'iroise sur l'Elorn, près deBrest, ou le pont de Bourgogne à Chalon-sur-Saône (Fig. 1.8) ainsi que des arcs en bétoncomme ceux du pont de la Roche Bernard surla Vilaine (Fig. 1.9) ou du pont sur la Rance.

16

1.2 - TECH NIQUE DU PROC EDE

1.2.1 - DESCRIPTION DE LA MÉTHODE

Ce mode de construction consiste à exécuterl'essentiel du tablier d'un pont sans cintre niéchafaudage s au sol, en opéran t par tro nço nssuccessifs dén om mé s voussoirs, chacun de ceséléments étant construit en encorbellementpar rap port à celui qui le précède . A prèsexécution d'un voussoir, les câbles de précontrainte qui aboutissent à ses extrémités sontmis en tension, ce qui permet de les plaquer

contre les voussoirs précédents et de constituer ainsi une console auto-porteuse pouvantservir d'appui pour la suite des opérations.

La construction s'effectue :

• en général sym étriquem ent, de p art etd'autre d'une pile, de façon à minimiser lesmoments transmis à cet appui lors de l'exécution ; la dou ble co nsole o bte nu e est alorsdénommée fléau (Fig. 1.10) ;

• parfois diss ym étrique me nt, d'un s eul cô téd'un fléau, l'autre fléau étant déjà clavé avecla travée adjacente (Fig. 1.11) ;

• exceptionnellement à partir d'une culée, lemoment de renversement apporté par laconsole étant alors équilibré par un contrepoids dimensionné en conséquences et faisantpartie du tablier lui-même (Fig. 1.12).

Fig l.T - l'ont pouvan t être assimiléà ime poiilre continue sur appuis simples

PaiHs un béton pivcontraint construits par otcorlicllemenls successifs



Fig. l.i) v.oiiMiiK 111)11 ji.ii l'iHoriK-iicim-nis successits de tabliers en caisson en HV avec v oussoirs coules cii pLicc, .i gauche,et préfabriqués, à droite

Bien qu'il soit possible de construire l'intégralitéd'un ouvrage par encorbellements successifs, lamajori té des ouvrages comportent destronçons coulés sur cintre, aux extrémités destravées de rive.

1.2.2 - ASSOCIATION AVECD'AUTRES MÉTHODES

La construction par encorbellements successifsest parfois associée à d'autres méthodes comme :

• la construction sur cintre, lorsque l'ouvrage

comporte des parties proches du sol et deportées modestes,

• la c onstru ction par poussag e, lorsquel'ouvrage comporte d'un coté une série detravées de hauteur constante, de portées inférieures à 65 m et supportant une voie dont lagéométrie est poussable.

Fig. 1.7-Conslnjction dupont à béquillesd'Auray

Setra

Fig. 1.8 - Le ponià haubans deChalon-sur-Saônien construction

1.3 - DOMAINE D'EMPLOI

1.3.1 - GÉNÉRALITÉSLe domaine d'emploi privilégié des ponts àtablier en caisson en béton précontraintconstruits par encorbellements successifs estcelui des portée s com prises entre 80 et 150 m,mais cette technique peut être employée sansproblèm es majeurs jusqu'à 200 m, po ur deslargeurs cou rante s. Au-delà de cette dern ièrevaleur, les quantités de matière augmententrapidement, ce qui limite la compétitivité de la

méthode.Le record mondial de portée des ponts enbéton construits par encorbellements successifsest détenu actuellement par le Stolma Bridge,en N orvège , avec 301 m . Il est suivi de pr ès parle Raftsundet Bridge, dans les îles Lofoten,toujours en N orvège, dont la port ée centraleatteint 298 m. Ces deux ponts, mis en servicefin 1998, com port ent une partie de leur travéecentrale en béton léger. Ces deux ponts ontdépassé le pont de Brisbane, en Australie,cons truit en 1986, qui avait lui-même, avec260 m, détrôné le précédent record de 240 mdétenu par le pont de Hamana, réalisé au Japonen 1977.

En France, le pont de Gennevilliers, construiten 1976, a longtem ps déten u le record de port éeavec deux travées de 172 m. On trouvait à sescotés, le pont d'Ottmarsheim, réalisé en 1979sur le canal d'Alsace, avec des travées de 172 met 144 m, toutefois partiellement réalisées en

béton de granulats légers. Le viaduc de Tanussur le Viaur (Fig. 1.13) d ans l'Aveyron, a dé trôn éces deu x ouvrages en 1998, avec une travée d e190 m. Il a lui-même été dépassé en 2002 parle nouveau pont sur le Rhin au Sud deStrasbourg, dont la portée centrale atteint les205 m.

17 .

Ponts en béton précontraint construits par encorhellem ents successifs



Fi^. l.y - LL- puni en arc de: laRoclie-lk'inard en constiuction

r _ ]

Vig. 1.10 - Conslruction .symctriqi.iedepui.s une pile

- ^ ^ ^ ^ i ^ x — ILLLU-U-L-

C _ 3

Fig. 1.11 - (ioasiixictionen surentorliellenicnt

i - ^ O J j j i i U - L U - L - ^ ^ ' g B

C _ ]

18

jjjXQ rr

Culé( contrepoids

Fig. 1.12 - Coirstmetion par cncoibellemenls.SLUte.s.sit's à parlir de lra\c'e,s (.ontrepoitls

l'onls en hêlou pivcuiUnihU muslntits lyar eiicorbellcnieuls successifs



' •S^.- :5»i»-

* * * '

Fij^. 1.13 - I.t' viaduc LIC lanus

1.3.2 - LES AVANTAGES ETLES INCONVÉNIENTSDE LA MÉTHODE

_ - Les avantages

La construction par encorbellements successifsprésente de nombreux avantages.

Tout d'abord, la construction des tabliers

s'effectue, pour l'essentiel du linéaire, sansaucun contact avec le sol, ce qui permet deconstruire des ouvrages au dessus de rivières àfortes crues ou au-dessus de vallées trèsaccidentées ou très profondes.

La mé thod e permet d'autre part d'ex écu terdes ouvrages de géométries très diverses.Ainsi, en élévation, il est possible de projeterdes tabliers de hauteur constante ou variable.Dans ce dernier cas, il est possible de faire desvariations paraboliques, cubiques ou linéaires.La mé thod e est égalem ent e xtrêm em enttolérante à l'égard de la géométrie de la voieportée puisque, contrairement aux techniquesdu poussage et du lançage, tous les profils enlong et tracés en plan peuvent être construitssans difficultés.

Enfin, la construction par éléments de 3 à 4 mde longueur permet un bon amortissementdes outils de coffrage du tablier, même si lestravées sont peu nombreuses et de longueurs

différentes. Dans le cas de voussoirs préfabriqués,la petitesse de ces éléments permet aussi delimiter le poids des éléments à poser et, donc,de réduire le coût du matériel de pose.

Les inconvénients

La construction par encorbellements successifsdes ponts en béton présente aussi quelquesinconvénients.

À portées identiques, les ouvrages construitspar cette méthode sont beaucoup plus lourdsque des ouvrages mixtes, ce qui conduit à desappuis et des fondations plus importantes que

celles de ces ouvrages. Bien évidemment, cecipénalise la méthode, en particulier lorsque lesterrains de fondations sont médiocres oulorsqu'on est en zone sismique.

Un autre inconvénient important de cetteméthode est l'importance des tâches à effectuerin situ tant pour le coulage du tablier que pourl'aménagement des accès au chantier. Bienévidemment, lorsque les voussoirs sont préfabriqués, l ' importance de ces tâches diminue ;elle reste cependant bien plus importante quepour un pont en béton poussé. Lorsquel'ouvrage franchit des voies circulées, l'importance de ces tâches peut compromettre lasécurité des utilisateurs de ces voies et/oucelle du personnel du chantier : il faut alors lesneutraliser, ce qui constitue souvent dessujétions importantes.

Sur le plan esthétique, les ponts construits parencorbellements successifs sont des ouvragesdont le tablier est assez épais, ce qui peut

poser des problè mes dans certains sites. Ledécoupage en petits éléments et la multiplicitédes phases de bé tonna ge qui en résulte favorisentaussi les différences de teinte entre deuxvoussoirs successifs.

19 .

Ponts en béton précontraint construits par encorhcllements successijs



Type

- Ponts en BP construitspar encorbellements

- Ponts en BP poussés- Ponts mixtes à poutres- Ponts m ixtes à caissons- Ponts à dalle orthotrope

à caissons- Ponts à haubans(acier ou béton)

Portéess s s e Ë s £i^ O O O O O C^. t ^ r^l t/^ 5 S

1.14 - Domaine d'emploides différents types de ponts

La zone de trait la plus épaisse représente le domained'emploi le plus ecjurant. Il est à noter c|iie les ponissuspendus sont absents de ee tableau, leur domained'emploi principal étant celui des très grandes portées.

1.3 .3 - LES TEC HN IQUlîSCONCURRENTES

Actuellement, des ponts à caisson en béton

précontraint construits par encorbellementssuccessifs sont projetés pour des portées comprises entre 60 m et 300 m. Dans cette gammede port ée s très large, cet te techn ique est enconcurrence avec différentes autres solutions.

caisson mixte ou métallique (au-dessus de140 m) et par les ponts à haubans. Dans cettegamme de portées, des solutions de caisson enbéton précontraint à âmes métalliques légères

peuvent également s 'avérer économiques.

1.4 - ÉVOLUTION DE LACONSTRUCTION EN FRANCE

20

Pour des portées inférieures à 80 m, les pontsconstruits par encorbellem ents successifs sontle plus souvent de hauteur constante. Ils sonten concurrence avec les ponts à poutres enossature mixte acier-béton. Si la géométrie dela voie portée le permet, ils sont aussi enconcurrence avec les ponts poussés en bétonprécontraint, dont le domaine économiques'étend de 35 à 70 m de portée.

Pour des portée s comprises en tre 70 m et 120 m,les ponts construits par encorbellementspeuve nt être de hau teur constan te ou variable.Ils sont en concurrence avec les ponts àpoutres à ossature mixte acier-béton. Pour desraisons fonctionnelles ou esthétiques, despon ts à caisson mixte acier-béton ou des p onts

à haubans sont parfois aussi projetés danscette gamme de portées.

Pour des portées comprises entre 100 m et200 m, les pon ts construits par encorbe llementssuccessifs sont presque toujours de hauteurvariable et sont concurrencés par les ponts à

On trouvera ci-dessous un petit historiquede l'évolution de la construction et de laréglementation des ponts en béton construitspar encorbellements successifs.

1.4.1 - LA PÉRIODE 194 6-1 952

La construction par encorbellements successifsa été appliquée pour la première fois enFrance par Albert Caquot pour la constructiondes ponts en béton armé de Donzère et deBezons (1953), à l'aide d'un équipage mobilesuspendu à une poutre métallique (Fig.1.15).

En A llemagne, F insterwalder utilisa aussi cet tetechnique pour l 'exécution des ponts enbéton précontraint de Neckarsens et deBaldunstein en 1950. Elle a ensuite été utiliséepour la construction en 1952 des ponts articulésà la clef de Worms et de Coblence et avec unegrande travée de 114 mètres (technique del'équipage mobile).

Fonts Cl hêloii prétdiitrciiiit cons/niUs ptir ciicurhelh'iiieiils successifs



La même année, Nicolas Esquillan construisait,avec une technique très voisine d'équipagemobile suspendu à une poutre métallique, lepo nt d e chem in de fer de la Voulte, con stitu é

de plusieurs travées à béquilles de 60 m deportée.

On notera qu'il n'existait pas à cette époquede règles françaises de calcul concernant laconstruction par encorbellements successifs,ni même le béton précontraint.

1.4.2 - LA PÉRIODE 1 9 5 3 - 1 9 6 4

Les ponts de la seconde génération

Les ponts de la première génération ayantprésenté au bout de quelques années une

déformation excessive des consoles due à unesous-estimation des effets du fluage et duretrait du béton, une seconde génération deponts fut imaginée et construite avec des travéesrendues continues, donc sans articulation à laclef.

Parmi les ponts de cette deuxième génération,on retiendra :

Cette période a été marquée par le début dela réglementation, le développement desméthodes de calcul, l 'amélioration des caractéristiques des armatures de précontrainte et ledéveloppement des procédés de précontrainte.

Pendant cette période, la technique des pontsconstruits par encorbellements successifs s'estbeaucoup améliorée, ce qui nous conduit àévoquer deux générations de ponts distinctes.

Les ponts de la première génération

Les tabliers des ouvrages de la premièregénération étaient encastrés sur les piles, voiresur les culées, et articulés à la clef.

Le pont de Chazey sur l'Ain, construit en 1957par l'en trepri se GTM, fut le véritable pre mi erpont français construit par encorbellementssuccessifs et le premier d'une série de grandsouvrages comportant notamment le pont deBeaucaire sur le Rhône et le pont de Savinessur la retenue du barrage de Serre-Ponçon,dans les Hautes-Alpes. Les ponts de Chasey etde Beaucaire qui présentaient des insuffisancesde préc ontrain te on t été depu is démolis. Lepremier a été remplacé en 1973 par unnouveau pont en encorbellement et le seconden 1995 par un pont mixte.

• les pon ts de G once lin, sur l'Isère, et deLacroix-Falgarde, sur l'Ariège, conçus par laSTUP, qui sont les prem iers o uvrage s ren duscontinus (1962) ;

• le pont de Layrac, sur la Garonne, conçu parGTM ;

• les pon ts d e Choisy-le-R oi, prè s de Paris, et dePierre-Bénite, près de Lyon, construits en1965 par Campenon-Bernard, qui sont lespremiers ouvrages à voussoirs préfabriquéset joints conjugués collés.

1.4.3 - LA PÉRIODE 19 65 -19 75

Cette période a été extrêmement fertile enchangements avec une continuelle évolutionde la réglementation. Elle débute avec la publication de riPl (circulaire n° 44 du 12 août1965 relative à l'instruction provisoire surl 'emploi du béton précontraint). Elle s 'achèveavec la publication de la circulaire du 2 avril1975 qui met fin aux ouvrages de la seconde

génération et ouvre la voie aux ponts de latroisième génération.

Fig. 1.15 - Le pont de Bezons

21



Parmi les ponts caractéristiques de la période1965-1975, on peut citer :

• le pont d'Oléron (1966), d'environ 3 000 m

de longueur totale, construit à l'aide devoussoirs préfabriqués mis en place pour lapremière fois par une poutre de lancement ;

• le pont d'Oissel sur A 13, de 70 0 m delongueur sans joint de dilatation intermédiaire(1970) ;

• le viaduc de Calix, à C:aen, victime d'unechute de fléau qui conduisit le SETRA à définirdes règles de stabilité des fléaux toujours envigueur(1975) ;

• le pont Mathilde près de Rouen dont la travéecentrale comporte une travée indépendantemétallique de 115 m de portée, appuyée sur

une poutre console en béton précontraint de30 m de portée (1980).

De 1975 à 1982, que lque s pont s ont éga leme ntété construits en béton léger comme :

• le pont de Tricastin (1979), dont les travéesde rive et les amorces de travée centrale sontcependant en béton normal pour fairecontrepoids et compenser un balancementtrès défavorable des travées (25 m - 142 m -25 m);

• le pont de Saint-Cloud (1974), à la limite deParis, dont le tablier de grand e largeur (20,4 m)et très élancé (travées de 100 m de portée au1/30), a dû être renforcé en 1990 ;

• le pont de Gennevilliers sur la Seine, près deParis, avec une porté e de 172 m (1976) ;

• le pont sur la Loire à Orléans (1976), dont letablier, constitué par une poutre-caisson à

trois âmes précon traintes par des barres, a dûêtre réparé en 1978 et 1987.

1.4.4 - LA PÉRIODE 197 5-1 982

Les ponts construits à partir de cette époquepeuvent être qualifiés de ponts de troisièmegénération. (Calculés en tenant compte desrègles fixées par la circulaire du 2 avril 1975(prise en compte notamment du fluage et dugradient thermique), ces ouvrages furent beaucoup mieux dimensionnés et ne connurentpas les difficultés des ponts des générationsprécédentes.

• le pont d'Ottmarsh eim, qui com porte unetravée en béton léger de 172 m de portée(1980).

Pendant cette période, deux ouvrages ferroviaires remarquables ont aussi été réalisés :

• l'ouvrage de franchissement de la Seine àNanterre par la ligne de desserte ferroviairede la ville nouvelle Cergy-Pontoise (1977)

qui est un ouvrage en béton précontraintde 1 390 m dont deux viaducs de 229 m(48 -H 85 H- 2x48) et 221,5 m (48 + 85 -H 48 -H 40,5)ont été construits par encorbellementssuccessifs ;

• le viaduc d e C omm elles sur les lign es'classiques" Paris-Bruxelles et Paris-Lille, de400 m de longueur, dont le tablier est unepoutre caisson à 4 âmes portant 4 voiesferrées, de 45 m de portée courante (1980).

1.4.5 - LA PÉRIODE DE 1983À NOSJOURS

22

Parmi les ouvrages construits en bétontraditionnel pendant cette période, il y a lieude citer :

• le pont de Mâcon, sur la 51aône, qui fut un despremiers de la nouvelle génération (1977) ;

• les nombreux viaducs entrelacés de l 'échan-geur de Saint-Maurice, entre A4 et A86, prèsde Paris, con strui ts avec des v ousso irspréfabriqués (1980) ;

Sur le plan réglementaire, cette périodes'est caractérisée par la généralisation desrèglements de calculs aux états limites(BPEL83 puis BPEL91 et enfin BPEL91 révisé99). L'introduction de l'A ssurance de la Qualitéet le développement de la normalisation française et européenne ont également provoquéune nette évolution des règles relatives à

l 'exécution des structures.

Sur le plan technologique, le domaine desgrands ouvrages en béton précontraint a étémarqué par une nette évolution de leurconception, due en grande partie au développement de la précontrainte extérieure.

l'<ihts cil hcltiit pivcuiU niiiil cdiistriiilspar ciiù'iih'l/enicuts successifs



Parmi l es po n t s rou t i e r s c lass iques con s t ru i t sp e n d a n t c e t t e p é r i o d e , o n p e u t , s a n s p r é t e n d r eà l 'exhaust ivi té , re tenir les ouvrages suivants :

• le po n t s ur le Loir, à La F lèc he, qui fut lep r e m i e r p o n t c o n s t r u i t p a r e n c o r b e l l e m e n t ssuccess i fs mis en place par rota t ion (1983) ;

• le v iaduc de Pont à Mousson sur la Mosel le ,qui fut un des premiers ponts à précontra inteex té r i eure ;

• le v ia du c d e S erm ena z, pr ès de Lyon, àp r é c o n t r a i n t e t o t a l e m e n t e x t é r i e u r e e tgalvanisée ;

• le pont de l ' I le de Ré (1988) dont le tabl ieres t cons t i tué de 3 000 m de vousso i r spréfabr iqués en BHP de c lasse B60 ;

• le v iad uc de l 'Arrêt -Darré d on t les f léaux on té té inc l inés en f in de cons t ruc t ion poursuivre le prof i l en long (1988, [SER 90]) ;

• le via du c de Tan us sur le Viaur, de 190 m depo r tée , qu i co m po r te un e p i le de p lus de1 0 0 m d e h a u t e u r ( 1 9 9 8 , [ B O U 9 4 . 3 ] ,[SER 98] et [GAC 98]) ;

• l e s e c o n d v i a d u c d e P o n t - S a l o m o n , q u iconsti tua l 'une des toutes premières applicationsdes E uro cod es 1 e t 2 (20 00 , [DAL 00] e t[ D E W O l ] ;

• les viaducs de la Cl idane (por tée de 132 m),de la Barr icade (por tée de 150 m) e t de Tul le( p o r t é e d e 1 8 0 m ) , s u r l ' a u t o r o u t e A 8 9[LAC 02] ;

• l e no uve au p on t su r l e R hin au Sud deSt rasbourg , qu i p ré sen te une t r avée r eco rdde 205 m au dessus du chenal navigabledu Rhin (2002 , [DEM 00] , [DEM 01 .1 ] ,[DEM 01 .2 ] , [DEM 01 .3 ] , [DEM 02]) .

• les viad ucs de Bou rran, à R odez, e t de laRivière Saint-Denis , à la Réunion, conçus avecdes p i l e s cons t i tuées de vo i l es dédoublés

( 1 9 9 1 , [BOU 91], [BOU 94 .1 ] , [CON 91] ,[BOU 92] et [BOU 94.2]) ;

• le po nt d e Che viré , à N ante s , do nt la t ravé ecen t ra le de 242 m compor te une t r avée indép e n d a n t e d e 1 6 2 m d e p o r t é e c o n s t i t u é ed 'un ca i s son à p la te lage o r tho t ro pe (1991 ,[VIR 9 0 . 2 ] , [VIR 91.2] et [VIR 94]) ;

• le po n t d 'A rc ins , p rè s de Bordeaux , co m po séde deux ouvrages paral lè les de 650 m de lon

gueur cons t i tués de vousso i r s p ré fabr iquésa s s e m b l é s p a r p r é c o n t r a i n t e m i x t e ( 1 9 9 3 ,[ABE 91] et [ABE 94],Fig. 1.16) ;

Fig. 1.16 - Le pont d'ArcJn.s,

à Bordeaux

• l e do ub lem en t du pon t de Gennev i l l i e r s su rla Seine [CHA 94] ;

• les viad ucs du Piou e t du R ioulon g, p ou rl ' a u t o r o u t e A 7 5 , d o n t l es e n c o r b e l l e m e n t sson t suppor tés pa r des b racons méta l l iques( 1 9 9 5 , [CR O 94] et [CIL 96], Fig. 1.17) ;

• l e v iaduc d e R ogerv i l le , su r A 29 , com po r tan tdeux t ab l i e r s de 680 m de longueur cons t itués de vousso i r s p ré fabr iqués avec desdisposi t i fs de di la ta t ion à la c lef de cer ta inest r a v é e s d ' u n e c o n c e p t i o n n o u v e l l e ( 1 9 9 6 ,[RIC 96], IJAC 96] et QAC 98]) ;

Fig. 1.17 - Le viaduc du Piou

23

Setra




Fig. 1.18 - Le pont à Ix'quillcssur le I.ocli cl'Ainav

Setra

Parmi les ponts à béquilles routiers construitspar encorbellements successifs depuis 1983,on notera essentiellement :

• le pont sur le Loch d'Auray, avec une ouverture de 109 m entre pieds de béquilles(1989, [VIR90.2],Fig. 1.18) ;

Parmi les ouvrages ferroviaires construitsdepu is 1983, il faut signaler plusieurs viaducsde la ligne du TGV Rhône-A lpes (prolonge men tde la ligne TGV Paris Sud-Est jusqu'à Valence)et du TGV Méditerranée et notamment :

pour le TGV Rhône-Alpes

• le pont sur la Truyère, à Garabit, avec uneouverture de 195 m entre pieds de béquilles(1993, [GIL 93] et [CAN 94]).

I-ig. 1.19 - Le iiont TGVsur le Rhône, il Avignon

• le viaduc de la Costiere, de 1 725 m delongueur totale, situé sur le tronçon nord ducon tourn em ent est de Lyon, dont 900 m ontété construits par encorbellements successifsavec des travées principales de 88 m (1992) ;



po ur le TGV M éditerranée

• le viaduc d'Avignon, sur le Rhône, dont lesdeux tabliers indépendants de 1 500 m delongueur unitaire ont été préfabriqués(Fig. 1.19, [BOUS 98.1]) ;

• le viaduc de Vernègues, de section transversale semi-circulaire, dont les 1 210 m ont étéconstruits en combinant les techniques dupoussage et des encorbellements successifs[BOUS 98.2] ;

• le viaduc de Ventabren, long de 1 734 m, quifait appel aux techniques du poussage, de laconstruction par encorbellements successifset de la mise en place par rotation.

Enfin, des ouvrages routiers très innovants ontété construits dans cette période et notamment :

• les viaducs de Sylans et Glacières sur rA40,longs respectivement de 1 266 m et 214 m,avec chacun deux tabliers parallèles à âmesen béton triangulées (1987, [BOU 90]) ;

• le pon t à âm es plissée s de la Corn iche , à

Dôle, (1994, [COM 93], [LEB 94] et [REI 94]) ;

• les trois viaducs du Boulonnais sur l'autorouteA l 6 , dont les tabliers sont constitués devoussoirs préfabriqués à quatre âmesmétalliques triangulées [MEU 98] ;

• le pont sur le Vecchio en C orse, à âmes ajouréesconsti tuées de panneaux tr iangulairespréfabriqués (1999, [PAU 98] et [PAU 00]),

• le pont sur le Bras de la Plaine, à la Réunion,dont l 'unique travée de 260 m est constituéepar deux hourdis précontraints reliés parune tr iangulation consti tuée de tubesmétalliques (2002, [CHU 02], Fig. 1.20).

1.5 - OUVRAGE S IMPOR TAN TSRÉCEMMENT CONSTRUITSÀ L'ÉTRANGER

Ces dernières années, de très nombreu x pontsont été réalisés par encorb ellem ents successifsà l 'étranger Parmi les plus importants, onretiendra :

• certains viaducs d'accè s au pon t Vasco d eGamma, à Lisbonne, au Portugal,

• les viaducs d'accès au nouveau pont sur laSevern, en Grande-Bretagne [COM 94] et[COM 96],

• les viaducs d'accès au pont susp endu duStorebelt, au Danemark,

• les po nts de S tolma et R afsundet, dans leNord de la Norvège,

• le pont sur le canal de Houston, aux USA,

• le pont de Brisbane, en Australie,

• le pont de Hamana, au Japon,

• le nouve au po nt rail de SA O JOAO , sur larivière Douro, au Portugal,

• le viaduc d e la Medw ay sur la ligne TGV en trele tunnel sous la Manche et Londres[POROl] .

On retiendra aussi, bien que co nstruit par uneméthode un peu différente de celle que nousdétaillons dans le présent guide, l'extraordinaire

pont de la Confédération, entre le continentnord-américain et l'île canadienne du PrinceEdouard, dont la partie centrale est composéede 40 travées de 250 m de portée (Fig. 1.21,[BOI 96] et [COM 98]).

Fig. 1.20 - Le pont surle liras de la Plaine

Setra Fig. 1.21 - Tran.spoil d'un tléaupréfabriqué du pont de la Confédération

GTM

25

Ponts en héton précontraint construits par encorbellements successifs






I

n.C O N C E P T I O N

G É N É R A L E

Le présent chapitre traite tout d'aborddes aspects les plus généraux de laconception d'un pont à tablier encaisson construit par encorbellemen t :implantation des appuis, loi devariation de la hauteur du tablier,choix d'une section transversale.Il s'intéresse ensuite à des points plusprécis du projet : dimensionnementd'une coupe transversale simple,calepinage des voussoirs et ratios dematière. Il ne traite que de pontsroutiers.

2.1 - DOMAINE D'EMPLOI

Co mm e no us l'avons vu au cha pitre 1, laconstruction par encorbellements successifspermet de réaliser des ouvrages en bétonprécontraint très variés. En effet :

• la gamme des portées envisageables est trèslarge (entre 40 et 200 m, voire 300 m),

• la voie portée peut avoir n'importe quellegéométrie tant en plan qu'en long,

• entre 60 et 100 m, le tablier de l'ouvragepeut être de hauteur constante ou variable,

• la méthode peut être mise en œuvre quellesque soient les caractéristiques naturelles de labrèche (profondeur importante, versantsabruptes, sols de très mauvaise qualité, sitemarit ime, etc.) .

Dans la suite de ce chapitre, nous allonsrevenir en détails sur ces différents points.

N ous allons aussi voir comm ent les piles peuv enêtre implantées dans la brèche à franchir,comment est choisie et dimensionnée lastructure transversale du tablier et commenton peut déterminer précisément son coffrage.

27

SllW



2.2 - SCHEMA STATIQUELONGITUDINAl

2.2.1 - RÉPARTITION DES TRAVÉES

Cas d'un ouvrage composé de fléauxtous identiques

Les ouvrages les plus simples comportentdes travées principales toutes égales. Cettedisposition permet de réaliser des fléaux tousidentiques, ce qui simplifie la conception desmatériels de pose ou de bétonnage et amélioreles rend emen ts.

Les travées de rive ont généralement unelongueur supérieure à celle d'un demi-fléau.La longueur supplémentaire, qui mesure 10 à20 pour cent de la longueur des travéesprincipales, est habituellement construite surcintre car cette méthode est généralement laplus économ ique. Elle permet un bo n équilibragedes moments dans les diff(;rentes travées sousles charges d'exploitation et garantit desréactions d'appui positives sur les culées.

Les ouvrages les plus courants comportentdonc une série de travées égales enca drées pardes travées de rive dont les portées mesurent60 à 70 pour cent des portées principales.

Cas d'un ouvrage composé de fléauxde longueurs différentes

Les brèch es à franchir c om porte nt souvent d escontraintes qui empêchent de projeter unouvrage comme ceux que nous venonsd'évoquer. Il faut alors construire des ouvragescomportant plusieurs type de fléaux.

L'exemple de la figure 2.2 ci-dessous montreun ouvrage comportant une ou plusieursgrandes travées, justifiées par un gabarit denavigation important, et une série de travéesde porté es plus réduites - donc p lus écon omiq ues - franchissant de s zone s ino ndab lesmais non navigables.

L'exemple de la figure 2.3 présente un autreouvrage comportant une grande travée dans lapartie la plus profonde de la vallée à franchiret des travées plus courtes ailleurs.

2g

0.6 à 0.7 ^

l-'ig. 2.1 - Distriluition des portéestl'un pont simple con.slruitpar encorhcllt'tnent

1 r 0,6 à 0.7 ^

0.5 {1+L) L 0,5 (^-I -L) l C 0,bC

Fig. 2.2 - Pont associant des grandestravées en rivière et des tra\'éesplus coutles à leire

Fig. 2.^ - Pont comportant des travéesde portées variables fonctions dela profondeur de la brèche

l'o)its en l)éto>i précontrain t construits par encorbellements successifs



Dans ces deux cas, il faut souligner que latransition entre grandes et petites travéess'opère par une travée ayant comme portée lamoyenne des deux portées courantes. Onnotera également que les travées de rive ontcom me longue ur 60 % des travées coura ntesadjacentes.

Autres cas

Certaines techniques particulières permettentde contourner ces règles strictes de distributionde portées et d'équilibre des fléaux : constructionen sur-encorbellement, mise en œuvre decontrepoids, construction depuis une travéecontrepoids, etc. Ces techniques sont présentéesau paragraphe 2.2.4. En raison de leur coût,elles ne sont utilisées que dans des cas trèsparticuliers où l'implantation des piles estimposée (site fortement urbanisé, présence devoies SNCF, can aux ) ou lorsq ue l'allongem entdu tablier est impossible ou particulièrementcoûteux.

En ce qui concerne les critères d'insertionda ns le site, il est très difficile d'ét abl ir de srègles permettant de choisir, pour un sitedonné, la silhouette la plus adaptée. On retiendratoutefois que :

• la hauteur constante, lorsqu'elle est envisageable, est bien adap tée aux ouvragesde géométr ie complexe, notamment lespon ts très courbe s ; il en est de mê me desouvrages situés dans des sites complexes(sites urbains, échan geurs, etc.) ;

• la hauteur variable convient en général assezbien aux vallées profondes et aux grandscours d'eau ;

• il est souve nt ju dicieu x d e hiérarc hiser labrèche en franchissant ses parties les plusremarquables par une ou plusieurs travéesde hauteur variable.

2.2.2.1 - Hauteur constante

Pour les ouvrages de hauteur constante, il estnéanmoins possible de concevoir des travéesinégales en décalant les clavages. On peut ainsi

décaler légèrement l ' implantation de certainespiles qui seraient mal placées (Fig. 2.4).

2.2 .2 - ÉLANCEMENT ET FORMEDE L'INTRADOS

Nous présentons dans ce qui suit les lois devariation possibles de la hauteur du tablier, enindiquant pour chaque gamme de portées lasolution la plus économique.

Lorsque les portées principales d'un ouvragesont inférieures à 65/70 m, le tablier le pluséconomique est en général de hauteur

constante, car les gains apportés par la simplification des outils de coffrage du tablier(équipages mobiles ou cellule de préfabrication)et du ferraillage sont bien supérieurs aux gainsde matière possible. Dans ce cas, la hauteur dutablier est comprise entre un 1/20 à 1/25 de laportée maximale, avec toutefois un minimumde 2,20 m pour permettre une circulationsatisfaisante à l'intérieur du caisson.

Fig. 2.4 - Léger décalage 8 de.s pile.sd'un ouvrage de hauteur constante.(Le décalage des clavages 5' estalors du double de 5)




30

Au-delà de 100 m de portée, les quantités debéton et de précontrainte augmentent rapidement et une solution de hauteur constante estde plus en plus pénalisét par rapport à unesolution de hauteur variable. Pour les ouvragesavec des piles de grande hauteur, sensibles auxeffets du vent tant en service qu'en construction, ce phénomène est encore plus accentué,la surface offerte au vent étant augmentéed'environ 25 %.

Malgré ce qui précède, la volonté de concevoirdes ouvrages toujours p lus élégants et originauxa conduit à projeter ces dernières années desouvrages de hauteur constante de portées biensupérieures aux 90/100 m. La solution enbéton du viaduc de Verrières, non retenue auterme de la consultation, avait ainsi un tablierde hauteur constante malgré une portéemaximale de 144 m.

Fig. 2.5 - Hauteur coasianlc

2.2.2.2 - Hauteur variable

paraboliquentent

Au-delà de 65 m/70 m, les efforts dans lesfléaux deviennent très importants et nécessitentune hauteur sur pile qui se révèle surabondanteen travée. Il devient donc économiquementintéressant de réaliser un tablier de hauteurvariable.

Pour ces ouvrages, la variation de hauteurentre la clef et la pile est généralementparabolique. Le fléau doit être symétriquepour que sa stabilité en construction soit plusfacile à assurer. La partie «ie la travée de rivecoulée sur cintre ou en sur-encorbellement esttoujours de hauteur constsinte (même hauteurqu'à la clé).

Dans les cas co uran ts, la hau teu r sur pile hp estcomprise entre 1/16 et 1/18 de la portée de latravée considérée. La hauteur à la clef est engénéral comprise entre le 1/30 et le 1/35 decette même distance, avec un minima de2,20 m permettant un cheminement aisé dansle caisson.

Une étude statistique faite à l'occasion del'écriture de ce guide montre qu'on peutappliquer pour un tablier sur appuis simplesles relations suivantes :

e esur pile : — = 14-1- —h 45

p

e eà la clef : — = 19-t--

h 7avec i portée principale en mètres.Cette formule est applicable pour toute valeurde t comprise dans le domaine d'emploi desponts construits par encorbellement.

2.2.2.3 - Hauteur variable selon d'autreslois (linéaire, cubique,...)

Ces dernières années, certains ouvrages ontété réalisés avec une variation de hauteur dutablier du type cubique. Cette solution, quidiminue légèrement les effets du poids propre,donne un aspect un peu plus tendu qu'unevariation parabolique. Elle peut cependantposer des problèmes d'insuffisance de hauteurau voisinage du q uart des travée s, du fait d'u ne

variation de hauteur inadaptée à la distributiondes moments fléchissants et des effortstranchants. Comme la courbure est plusprononcée près des piles, il faut aussi veiller àreprendre correctement la poussée au videdue à la compression du hourdis inférieur.

Quelques ouvrages ont également été conçusavec une variation de hauteur linéaire sur 20 à25 pour cent de la longueur de la travéeprincipale, le reste des travées étant dehauteur constante (Fig. 2.7). Cette solution,assez simple à exécuter, n'est utilisée que pourdes portées modestes. Elle est choisie parfoispour des raisons architecturales, parfois pourdégager un gabarit légèrement plus importantqu 'un intrados parabolique. Elle nécessite la présence d'une entretoise au niveau du changement de pente, pour reprendre la composanteverticale de la compression dans le hourdisinférieur.

Fig. 2.6 - Hault'ur variableparaboliqucniL'iil

^

~TPauls cil Ih'tiiii prccoutraiiil construits par ciicorhelk'iueuts successifs



Fig. 2.7 - Hauteurvariable linéairement

2.2.2A - Hauteur pour parties constante,pour parties variable

Il est très fréquent que les contraintes d'unebrèche conduisent le projeteur à concevoir unouvrage avec des travées de longueurs trèsdifférentes. Dans ce cas, il est loisible dedon ner au tablier une h aute ur variable dans les

grandes travées et une hauteur constanteailleurs (voir l'exemple de la figure 2.3). Pourdes raisons évidentes de raccordement, lahauteur à la clef des grandes travées doit alorsêtre égale à la hauteur du tablier des zones dehauteur constante, ce qui conduit souvent àadopter un tablier plus haut que nécessaire.

compatibles avec des charges verticales trèsimportantes et compacts. Ils existent égalementen plusieurs types - fixe, glissant monodirectionnel, glissant m ultidirectionne l - ce quipermet, au droit des appuis d'extrémité, delibérer les déplacements du tablier

Lorsque les efforts verticaux sont inférieurs à7 MN par appareil d'appui, il est toutefoispossible d'utiliser des appareils d'appui encaoutchouc fretté. Ces derniers sont égalementutilisés en zone sismique, car ils permettentune meilleure répartition des efforts horizontauxentre les appuis.

2.2.3.2 - Tablier encastré sur piles parliaison en béton armé

2.2.3 - COND ITIONS D'APPUI

Nous présentons ci-dessous les condit ionsd'appui sur piles possibles pour un tablier depont construit par encorbellements successifs(appuis simples, encastrement, etc.) et ledomaine d'emploi de chacune de ces so lutions.

2.2.3-1 - Tablier sur appuis simples

La majorité des ponts construits par encorbellements successifs reposent sur des appuissimples en service alors que pendant laconstruction, ils sont encastrés sur piles grâceaux dispositifs de stabilité des fléaux que nousprésentons de manière détail lée dans leschapitres 5 et 6.

Les appuis définitifs sont dans la plupart descas des appareils d'appui à pot d'élastomère.Ces derniers sont particulièrement bien adaptésaux ponts construits par encorbellementssuccessifs car ils sont très robustes,

Lorsque les piles sont très hautes, il est

souvent préférable d'encastrer le tablier entête de pile (Fig. 2.9). Cette solution a étéutilisée pour la première fois par l'entrepriseCampenon Bernard en 1963 pour le pont duvallon du Moulin à Poudre à Brest.

Cette solution offre l'avantage de simplifier laconstruction et l 'exploitation de l 'ouvragepuisqu'il n'y a ni dispositifs de stabilisationprovisoire des fléaux, ni appareils d'appui.

Toutefois, les piles et la travée centrale formentun portique sensible aux déformationslinéaires du tablier sous les effets de la température, du retrait et du fluage. Si les piles sontco urt es et massives, leur gran de rigiditéprovoque des moments et des effortstranchants qu'elles ne peuvent en général passupporter. Cette solution n'est donc viable quepour des ouvrages de grande hauteur aux pilesélancées.

Fig. 2.8 - Tabliersur appui.s simples

1 I I I I I TTni ii:I I I I r -

~^




Fig. 2.9 - Tablier encastrésur deux piles creuses

ILLU I ' I IJ - U l l U X

-y^Dans certains cas, les piles ne sont pas creusesmais constituées de deux fiits séparés parquelques mètres et pénétrant dans le caisson(Fig. 2.10). L'encastrement est alors quasimentparfait car il mobilise des efforts de compressionet de traction dans chacim des fûts, mais lasouplesse vis-à-vis des déplacements horizontaux est préservée car chaque fût ne présentequ 'u ne faible résistanc e à la flexion. Le po nt deChoisy-le-Roi sur la Seine a été construit selonce principe.

De façon générale , ce tte solution peu t s'avérertrès intéressante en zone sismique, car elleconfère à l 'ouvrage une grande souplesselongitudinale.

Elle a récemment été mise en œuvre surplusieurs ouvrages comme le viaduc de Tulledont la partie supérieure des piles principales

est constituée de fûts dédoublés en caisson, etdans les viaducs de Rodez et de la RivièreSaint-Denis où les piles sont constituées dedeux voiles minces [BOU 91] et [BOU 92].

Lorsque la brèche est franchie par un ouvragecomportant des travées de longueursdifférentes, il est souvent judicieux d'encastrerle tablier sur ses piles les plus hautes et deprévoir des appuis simples sur ses autres piles.C'est l'option qui a été prise, par exemple,pour le viaduc sur le Viaur, à Tanus [SER 98] oupour le viaduc du pays de Tulle [LAC 02], surl 'autoroute A89.

2.2.3-4 - Tablier encastré sur piles pardeux files d'appareils d'appui(pour mémoire)

Pour être tout-à-fait exhaustif, nous rappelleronsqu'une troisième solution a été utilisée par lepassé. Elle consistait à munir chaque têtede pile de deux files d'appareils d'appui encaoutchouc fretté, ce qui réalisait un encastrementélastique du tablier sur sa pile.

Le pon t reliant l'île d'Oléron au continent et lepont de Blois sur la Loire ont été construitssuivant ce principe.

2.2.33 - Tablier en partie encastré,en partie sur appuis simples

De nombreux ouvrages franchissent desbrèches de profondeur fortement variable,ce qui impose des piles de hauteur trèsdifférentes.

Lorsque la brèche est franchie par une série detravées courantes identiques, donc avec desfléaux tous identiques, le tablier est en généralen appuis simples sur toutes ses piles. Cettesolution permet en effei: de conserver unouvrage très répétitif, donc simple à exécuter.

32

Cette solution n'est aujourd'hui plus utilisée,l 'encombrement du dispositif d'appui conduisant à des têtes de pile très larges jugées peuesthétiques.

2,2.4 - PROBLÈMES PARTICULIERS

2.2.4.1 - Construction en sur-encorbeUement

La techn ique du sur-encorbellement consiste àprolonger le fléau d'un seul côté par un ouplusieurs vou ssoirs, l 'autre co té étant déjà clavésur le fléau adjacent ou sur une partie couléesur cintre (Fig. 2.11). On peut donc par cetteméthode allonger une travée par rapport auxautres.

I I M 1l U M I ^ i X i Il L L U J M M U J

Fig. 2.10 - Tablier encastrésur deux piles compo.séeschacune de ileiix voiles parallèle.' •

Pouls cil hcidii prccoii/raiiil coiistniils {Mir ciicorhcllciiieiils successljs



Cette technique complique nettement le tracédes câbles de fléau des voussoirs en surencorbellement. En effet, les ancrages arrièrede ces câbles ne pouvant être placés sur latran che des vou ssoirs, il faut les loger soit d ansdes bossages à l'intérieur du caisson, ce quicomplique les opérations de coffrage, soit dansune entretoise sur pile, ce qui allonge considérablem ent ces câbles . Il faut do nc utiliser ce ttetechnique avec parcimonie, par exemple pourconstru ire à l 'équipage mobile, dans une valléetrès abrupte, la partie habituellement couléesur cintre d'une travée de rive.

2.2A.2 - Construction depuis une petitetravée de rive coulée sur cintre

Il arrive qu'une brèche comporte une zonecentrale longue et très marquée (fleuve, ravin,etc.) dans laquelle aucun appui ne peut êtreimplanté. Dans ce cas, le projeteur peutconcevoir un ouvrage normal avec des pilesencadrant la zone centrale et des travées derive égale à 60 % de la travée centrale. Si cettedémarche conduit à des travées de rive situéestrès prés du sol, donc inutiles, il peut êtreintéressant d'opter pour deux travées de rive

courtes coulées sur cintre, avec une sectiontransversale épaisse faisant contrepoids, latravée centrale étant alors construite entièrement en sur-encorbellement depuis ces deuxtravées (Fig 2.12). L'ouvrage sur la rivière del'Est, à la Réunion, est une bonne illustrationde cette méthode.

Un autre bon exemple d'utilisation de cettetechnique est constitué par le viaduc deNantua. Sur ce viaduc, il était impossible deconstruire sur cintre l 'extrémité d'une destravées de rive. La con stru ctio n en sur-encorbellement depuis la pile voisine étantégalement difficile compte tenu de la longueurde cette partie, les ingénieurs l 'ont doncconstruite en sur-encorbellement depuis unepetite travée supplémentaire construite surcintre, située sur le versant voisin. Cette travéedevant être logée dans le tunnel voisin deChamoise, les ingénieurs ont raccourci aumaximum cette travée en lui donnant unesection transversale très massive, donc trèslourde, suffisante pour reprendre les déséquilibres.

Cette technique nécessite la mise au pointd'un câblage spécifique. Coté grande travée, cecâblage ressemble beaucoup à un câblage defléau classique. Dans les travées contrepoids,le câblage est par contre très différent, avec denombreux câbles ancrés dans les entretoisessur culées ou dans des bossages intérieurs.

n faut noter que des efforts importants transitent

jusqu'au co ntrep oids. Il est donc indispensabled'assurer le bon accrochage des efforts depuisle fond de la boite contrepoids, vers ses voilesverticaux et jusqu'aux câbles de fléau qui ysont ancrés.

Fig. 2.11 - Constructionen sur-encorbellement

Ancrage a r r ière du câb le de f l éaud u v o u s s o i r e n s u r - e n c o r b e ll e m e n t

LLJi__LLiJ

Vo u s s o i r e n s u r - e n c o r b e l le m e n t

Fig. 2.12 - ConstRiction enencorbellement à partirde travées contrepoids

Travée cen t ra le en t iè rement cons t ru i teen sur-encorbe l lement

Travée de r ive c our tec o u l é e s u r c i n t re

Ponts en béton précontraint construits par encorhcllements successifs



2.2.4.3 - Contrepoids sur culées 2.2,4.4 - Articulations

Il arrive parfois qu'on ne puisse pas projeterdes travées de rive assez longues, c'est-à-direayant au moins 55 p our c ent de la travée voisine.Dans ce cas, le poids du \oussoir sur culée etde l 'entretoise d'about dans laquelle sontanc rés les cables exté rieur s sont insuffisantspour s 'opposer aux soulèvements d 'appui,sous l'effet d'un chargement rare appliquédans la travée centrale. Pour empêcher cephénomène qui conduirait à terme à la rupturedu joint de chaussée, on peut remplir lecaisson par un béton coulé en deuxième phaseà l 'aide de trappes ménagées dans le hourdissupérieur. On peut aussi épaissir la sectiontransversale de la partie coulée sur cintre decette travée (Fig. 2.13)-

Pour les travées très courtes, lorsque lesréactions d'appui sur culées sont toujoursnégatives, il est possible d'inverser le sensde fonctionnement des appareils d 'appui(Fig. 2.14) et de faire travailler les voiles ou lespoteaux de culée en traction, comme cela aété fait pour les viaducs d'Ottmarsheim et deBeaumont-sur-Oise. Il s'agit toutefois d'une

conception très complexe, qui peut poser desproblèmes délicats lors des opérations dechangement des appareils d'appui et qui ne doitêtre adoptée que lorsque tles contraintes d'implantation très sévères doivent être prises encompte .

Historiquement, les premiers ouvrages ayantfait l 'objet de la technique de construction parencorbellements étaient réalisés avec unearticulation à la clé (Fig. 2.15).

Cette solution présentait l 'avantage de réaliserune structure isostatique dans sa phasedéfinitive. Ainsi, les déformations dues auretrait et au fluage du béton ou aux variationsde température n 'étaient pas gênées, etn'engendraient pas de sollicitations parasites.

Toutefois, le réglage des articulations étaitdélicat du fait que les déformations prises parles fléaux en cours de construction sontdifficiles à estimer. La dénivelée différentielleentre les extrémités des deux fléaux contiguspouvait être compensée en exerçant un effortvertical, mais il subsistait une rupture de pentequi s'accentuait dans le temps sous l'effet desdéformations différées dues au fluage. De plus,les articulations ont une durée de vie limitéeet risquent de se gripper ou de se bloquer.Cette solution néces site également la pré senc ed'un joint de chaussée dont le coût d'entre tien

est important.

Source de pathologies importantes sur cespremiers ouvrages construits par encorbellements successifs, les articulations ne sontpresque plus utilisées. On ne les rencontreplus que dans certains ouvrages de très grandelongueu r (pont d e Cheviré à N antes, pont del'île de Ré,.. .) pour permettre des dilatations

Fig. 2.13 - Travée derive avec eontrepoid.s

câblas intéiieuri 12T1S

34

Fig. 2.1-)- 'lYavée deri\e à t'iilas.se pi)urC'onirepoid.s avecappui inxer.sé

J'oiils cil belmi prcconlrtiiiil (.oiislriiilsptir ciu:oii)cllciiieiits siuccssi/'s

http://oussoir/

http://oussoir/

http://oussoir/



fai I I ii_LJ I M J J J . I I I I h i I I I L U M L l i X L I M l*«i i I L U J M M U J - U - U ^ j l

F'ig. 2.15 - Ouvrages anciensavec articulations aux clefs

et/ou limiter le risque de ruine de l'ouvrage encas de chocs de bateaux de fort tonnage. Danstous les cas, elles ne sont plus s ituées au x clefsdes travées.

Pour être tout-à-fait exhaustif sur ce point, ilfaut également signaler les dispositifs mis enplace sur le viaduc de Rogerville de l'autorouteA 29 UAC 98 ]. Ces dispositifs, con stitu és dedeux poutres métalliques parallèles aux âmesdu caisson, permettent d'introduire des jointsde dilatation dans le tablier tout en transmettantles efforts trancha nts et les mo me nts fléchissants.

2.2.4.5 - Utilisation de béton léger(pour mémoire)

Dans les années 1980, quelques ouvrages degrande portée ont été réalisés en partie avecdu béton léger, cette disposition perm ettan t deréduire le poids propre du caisson du tablier

Fortement concurrencée par d'autres solutions(caissons m ixtes, caissons BP à âme s m étalliqueslégères, etc.), cette disposition a aujourd'huipratiquement disparu en France. Par contre,co mm e l'indique le chapitre 1, les deu x plu sgrands ponts au monde réalisés par encorbellements successifs comportent une partie enbéton léger dans leur travée centrale.

2 . 3 - C H O I X D ' U N E S E C T I O NT R A N S V E R S A L E

2.3.1 - GÉNÉRA LITÉS

Les importants porte-à-faux réalisés en phasede construction imposent d 'uti l iser unesection transversale présentant une bonnerésistance à la torsion. C'est l'une des raisonsqui conduit les projeteurs à adopter des

sections en forme de caisson. Ces sectionscomportent également un hourdis inférieurqui abaisse le centre de gravité et confère aucâblage une bonne efficacité sur pile, ce quiest fondamental, la construction par encorbellements successifs aboutissant à de trèsimportants moments négatifs.

Il existe plusieurs formes de caisson. Nousallons maintenant les décrire et donner leurdomaine d'emploi.

2.3.2 - MONOCAISSONS SIMPLES

Pour des largeurs de tablier inférieures à 20 m,la solution la plus économique est presquetoujours constituée par un caisson à deuxâmes, avec deux hourdis en dalle pleine.

Jusqu'à 15 ou 16 m de largeur, le hourdissup érieu r est e n b éto n arm é. A u-delà, il estfréquemment précontraint transversalementpar des câbles de faible puissance. On peutdisposer, par exemple trois ou quatre monotorons Tl 5 cirés ou graissés par mètre ou troisou quatre câbles 4T15S par voussoir de 3,50 à4,00 mètres.

Ce type de caisson autorise toutes les lois de

variation de la hauteur du tablier (constante,parabolique , etc.).

1/2 coup e sur p l ie 1 /2 coup e couran te

Fig. 2.16 - Exemplede caisson simplemonocellulaire

2.3.3 - MONOCAISSON S NERVURES

OU BRACONNESPour des largeurs de tablier comprises entre18 et 25 m ou plus, la solution la plus couranteest constitué e par un caisson à deux âm es,avec un hourdis supérieur ne rvure et un hou rdisinférieur en dalle pleine (Fig. 2.17).

35 .




Les nervures sont disposées à raison d'une parvoussoir courant, soit une tous les 3 à 4 m.Dans les ouvrages les moins larges, lesnervures sont en béton armé et leur hauteur

est constante entre les âmes. Lorsque lestabliers sont très larges, l(;s nervures ont unegéométrie plus élaborée et sont précontraintes par des câbles de puissance moyenne(12T15 0U 19T15).

La pré se nc e de nerv ures com pliqu e le coffragedu tablier et donc l'exécution des voussoirs.Avant de choisir une nervuration transversale,il est donc utile de vérifier le gain de poidsobtenu par rapport à un hourdis précontraintplus épais mais d'épaisseur constan te. De plus,les câbles extérieurs ne doivent pas percuterles nervures près des entretoises sur pile.On prévoie donc près des piles, soit desréservations dans les nervures, soit des nervuresmoins hautes laissant passer les câbles.

Comme précédemment , ce t te forme decaisson peut être associée à toutes les lois devariation de hauteur.

Pour des largeurs de tablier comprises entre18 et 25 m, il est également possible de projeterdes tabliers avec un hourdis d'épaisseurconstante longitudinalement, sans nervures,

mais souven t pr éco ntrain t (Fig. 2.18). Les âmessont généralement verticales et des bracons enacier ou en béton armé sont disposés sous lesencorbe llements [GIL 96]. Les bracons peuven taussi être remplacés par deux voiles latérauxen béton très inclinés (Fig. 2.19).

Ces structures sont esthétiquement trèsintéressantes. Elles sont cependant un peuplus difficiles à exécuter qu'un caisson avechourdis supérieur nervure. En outre, elles sontréservées aux ouvrages de hauteur constante.En effet, si la hauteur du caisson varie, les plansconstitués par les bracons ou les voileslatéraux doivent être gauchis, ce qui est extrêmement délicat et coûteux à exécuter De cefait, leur utilisation est limitée à des ouvragesde portée maximale inférieure à 80 à 90 m.

25.000

Fig. 2.17 - Exemple de cai.ssonlarge à hourdi.s nervureprécontraint

362.750

/jF?* ' ' ui.

12.500

Fig. 2.18 - F'xempie de caissonlarge a\'ec bracons

1 I \ i > ) } ' >

"rzx

12.500

A x e d u c a i s s o nBracon méta l l ique ou bé tone = 3.50 m

Po'its Cil hé/oii imx'oiilniiut coiisiniils par ciicorhclk'n ifiits siiccessij's



25.000

2.750

12.500

in I

3.250

Fig. 2.19 - Exemple de caissonlarge avec voiles latéraux minces

' , j ^ j / : ) j ^ , > ,

A xe d u c a i s s o n ,

3.250

TzzZZZZZZ.

12.500

Vo il e b é t o n c o n t i n u

2.3 .4 - BICAISSONS

Pour des largeurs importantes, il est aussipossible de projeter un tablier comportantdeux caissons liés par leurs encorbellementsintérieurs (Fig. 2.20).

En France, cette solution n'est plus employéeque de manière exceptionnelle sur desouvrages très larges. À l'Étranger, elle a parcontre été mise en œuvre récemment et àplusieurs reprises, par exemple pour lesviaducs d'accès à voussoirs préfabriqués du

nouveau pont sur le Tage, à Lisbonne, et pourles viaducs du second franchissement del 'estuaire de la Severn [COM 96], enAngleterre. Elle reste également très utilisée enAsie. 11 faut dire que c ette s tructu re se p rêt eparticulièrement bien à la construction detabliers larges préfabriqués puisqu'elle estobtenue en construisant deux tabliers étroitscote à cote, puis en les clavant transversalem ent.

La maîtrise des déformations d e fluage de chac undes caissons consti tués de bétons d 'âgesdifférents reste toutefois un problème délicatlors de l 'exécution de ces ouvrages. D'autrepart, en cas d'ouvrage à lignes d'appui biaises

ou comportant des piles décalées pour chaquecaisson, la mise en place de la précontraintetransversale est très complexe.

Comme les monocaissons simples, les bicaissonssont compatibles avec toutes les lois devariation de la hauteur du tablier (constante,parabolique, linéaire, etc.).

2.3 .5 - M ONOCAISSONS À TROIS ÂMES(POUR MÉMOIRE)

Pour des largeurs comprises entre 15 et 20 m,il est possible de projeter des caissons à trois

âmes (Fig. 2.21).En France, ces structures n e sont p ratique me ntplus utilisées. En effet :

• leur exécution est difficile et coûteuse car ilfaut utiliser deux noyaux coffrants ;

• à coût identique, on leur préfère souvent desstructures avec bracons ou nervures transversales, d'esthétique plus agréable ;

• certains ouvrages de ce type ont donné lieuà des pathologies importantes, en raison dela difficulté de prévoir la répartition desefforts entre les âmes.

25.000

Fig. 2.20 - Exemple de labliercomposé de deux caissonsclavés transversalement

37

Ponts en béton précontraint construits par encorbellem ents successifs



16,10

4,50

Fig. 2.2] - Solulion ancifnnt'tic caisson à Irois rinics

Ces caissons sont par contre encore construitsà l'étranger, et en particulier en Asie du sud-est, parce que la main d'œuvre y est d'un coûtplus faible et que les entreprises ont exportéleurs matériels dans ces pays.

2.3.6 - STRUCTURES TRANSVERSALESPARTICULIÈRES

Quelques ouvrages comportant des tablierstrès originaux et très innovants ont étéconstruits en France dans les années 90.

On notera tout d'abord les viaducs de Sylans etGlacières, construits à la lin des années 1980près de Nantua, pour l ' iiutoroute A40. Cesviaducs comportent deux tabliers en bétonprécontraint indépendants, dénivelés etpréfabriqués, dans lesquels les habituellesâmes pleines sont remplacées par des treillisen béton ultra légers, à l'instar du pont deBubiyan, au Koweït.

Construits au milieu des années 1990 poursupporter l 'autoroute Al6, les viaducs duBoulonnais ont également des tabliersconstitués de voussoirs préfabriqués avec desâmes en treillis mais ces âmes sont cette foisconstituées de tubes métalliques [MEU 98].

Le viaduc de la Corniche à Dôle, dans le Jura,comporte également un tablier avec des âmesultra légères mais celles-ci sont composées detôles métalliques plissées [REI 94]. Quatrièmepont à âmes plissées construit en France aprèsles ouvrages de Cognac, CharoUes et du parcAstérix, le viaduc de Dôle est le premier pontde ce type construit par encorbellementssuccessifs en France.

Le viaduc du Vecchio, construit en Corse à lafin des année s 1990, com porte également untablier d'une grande originalité. Celui-ci est

constitué de deux hourdis en béton parallèlesliés par des éléments en béton triangulairesfaisant office d 'âm es [PAU 00 ].

2.4 - PRÉDIMENSIONNEIVIENTD'UNE SECTIONTRA N SVER SA LE SIIVIPLE

2.4.1 - GÉNÉRALITÉS

Nous examinons dans ce qui suit, après un brefpréambule consacré au câblage, le dimension-nement des différents éléments constitutifsd'un caisson courant monocellulaire. La figureci-dessous précise les notations utilisées :

38

Fig. 2.22 - Constructionen cncorlK'Ilcnicntà partir de tra\éescontrepoids

Vo}'ts eu Ix'toupréc(»ilnii)il coustriiiispar eucorl>ellem euts successifs



Câbles de cont inui téin tér ieurs

Fig. 2.23 - Câblesmis on œuvre

t

sur les ponts courants

2.4.2 - PRÉAMBULE CONCERNANTLE CÂBLAGE

sont ancrés dans des entretoises massives surpiles ou sur culées et déviés grâce à des voilesen béton armé appelés déviateurs.

2.4 .3 - HOURDIS SUPÉRIEURDans un caisson simple, les âmes sont souventimplantées au quart de la largeur du caisson(C = B / 4). Le hou rdis s upé rieu r est u ne dallepleine dont l 'épaisseur varie transversalementpour s'adapter aux efforts transversaux àreprendre.

Son épaisseur en extrémité Cj dépend dudispositif de retenue choisi (voir le guidetechnique du Setra relatif aux barrières desécurité). Elle est au minimum de :

Une description détaillée des câblages longitudinaux mis en œuvre dans les ponts construitspar encorbellements successifs est donnéedans le chapitre 3 du présent guide, consacréà la flexion longitudinale e t au câblage princ ipal.Il est cependant indispensable de donner, dèsce stade du guide, un minimum d'informationconcernant ces câbles.

Les câblages des ouvrages courants modernescom po rten t trois types de câbles : des câblesde fléau, des câbles de continuité intérieurs,souvent appelés câbles éclisses, et des câblesde continuité extérieurs.

- 16 à 18 cm en cas de garde-corps,

- 23 cm en cas de barrière normale BNl,

- 24 cm en cas de barrière normale BN4.

À l 'enracinement de l ' encorbel lement ,l 'épaisseur e2 dépend des équipements et duprofil en travers fonctionnel. En première

approx imation , on pourra retenir pou r e2 1/7 à1/8 de la largeur de l 'encorbellement mesuréeau début du gousset pour un hourdis en bétonarmé. En béton précontraint, on peut diminuercette valeur.

Les câbles de fléau reprennent les momentsnégatifs, tant en construction qu'en service. Ilssont logés dans les goussets supérieurs. Leursancrages sont souvent situés sur la tranche desvoussoirs, aux nœuds entre les âmes et lehourdis supérieur.

Les câbles de continuité intérieu rs sont dimen-sionnés pour reprendre en construction lesmoments positifs dus aux charges de chantier,au gradient thermique et aux déformationsdifférées du béton. Dans les travées de rive, ilsdoivent également reprendre le poids desparties coulées sur cintre. Ils sont situés dansles goussets inférieurs du caisson, près des âmes.Leurs ancrages sont logés dans des bossages.

Les câbles de continuité extérieurs complètentla précontrainte intérieure. Ils reprennent lescharges d'exploitation et le poids des équipements. Ils sont situés entre les âmes et leshourdis, en dehors de la section courante. Ils

Son épaisseur à mi-portée e4 est égale à D/25ou D/30, voire D/35 po ur de s caissons trèslarges précontraints transversalement, avec unminimum de 20 cm. À l 'encas tremen t, la valeure^ peut être estimée en mètre à 0,10 -1-0/25(D désigne ici l'entraxe des âmes exprimé enmètres). En géné ral, on a vérifie égale men t :e, > 62 - 0,10 m et e3 > 1,5 e4

Compte tenu de ce qui précède, l 'épaisseurmoyenne du hourdis d 'un caisson simples'établit à 22 à 26 cm, non c om pris les goussetsde raccordement aux âmes du caisson.

La précontrainte transversale permet de réduired'environ 10 % les dim ens ions e2, e3 et e si ondispose de suffisamment de place pour logerles câbles de fléau. Il convient d'apporter unegrande importance aux conditions de bonenrobage des câbles transversaux ainsi qu'auxconditions d'ancrage de ces câbles aux extrémités du hourdis ; ces conditions peuv ent eneffet aussi déterminer l'épaisseur du hourdis àson extrémité.

39

Ponts en héton précontraint construits par encorbellem ents successifs



40

Pour les hourdis nervures, l'épaisseur de ladalle est bien sûr plus faible. Elle est compriseentre 22 cm, pour un entraxe de nervuresnormal de 3 m à 3 m 50. et 10 cm pour unentraxe beaucoup plus faible. Elle dépendégalement du mode de réalisation des voussoirs(coulés en place ou préfabriqués).

2.4 .4 - ÉPAISSEUR DES ÂMES

2.4.4.1 - Généralités

Les âmes du caisson sont la plupart du tempsinclinées car cette disfiosition facilite ledécoffrage et réduit la largeur des têtes depile. Les parements extérieurs des âmes sontaussi souvent de meilleure qualité lorsqu'ellessont inclinées. L' inclinaison cou ram me ntadoptée est comprise entre 10 et 30 %.

Longitudinalement, l 'épaisseur des âmes estgénéralement constante pour les ponts dehauteur variable et variable pour un tablier dehauteur constante. Lorsqu'un épaississementest né cess aire prè s de s piles, la variation se faitbrutalement (par redans et naturellement parl'intérieur) pour faciliter l'exécution.

Verticalement, les âmes sont presque toujoursd'épaisseur constante sur toute leur hauteur.Pour des portées supérieures à 100 mètresenviron et dans certains projets particulièrementoptimisés, les âmes sont parfois épaissies auvoisinage du hourdis supérieur, les cisaillementsd'effort tranchant étant maximaux dans cettezone.

Épaisseur minimale des âmes

dans le cas courantLa plupart du temps, les tables de fléau sontancrés dans le gousset supérieur ou dans unbossag e haut. Dans ce cas, l'âme n 'éta nt pasentamée par les câbles, son épaisseur peut êtreréduite au strict minimum pour résister àl'effort tranchant en service en bénéficiant dela réduction importante apportée par lerelevage de s câbles e xtér ieur s. Toutefois, enconstruction, on ne bénéficie pratiquementd'aucune réduction de l 'effort tranchant, carles câbles extérieurs ne sont pas encoretendus. L'épaisseur totale E^ des deux âmes peutêtre estimée à E^ = L/275 + l,25xB/L - 0,125,relation dans laquelle L est la po rtée princ ipaleet B la largeur du hourdis supérieur (E.,, L et Bexprimés en mètres).

Épaisseur minimale des âmesdans des cas particuliers

11 arrive parfois qu'on souhaite faire descendreles câbles de fléaux dans les âmes, pouraug me nter la rédu ction d'effort tranc han tapportée par la précontrainte. On y estd'ailleurs contraint pour les ouvrages trèslarges et de grande portée, ou l'ancrage d'uneseule paire de câbles par voussoir ne suffit pas.Dans ce cas, l'épaisseur des âmes doit égalementrespecter un certain nombre de conditionsrelatives au bon bétonnage et à l'ancrage descâbles de fléau sur la tranche des voussoirs :

- a > 2(e + 2d + V) + 0J, avec V = 7 cmminimum (cheminée de bétonnage et devibration) ;

- a > 2D avec D en robage des plaquesdonné par les agréments des systèmes deprécontrainte en fonction de la résistancedu béton (en première estimation, on peutprendre D - 18 cm pour des câbles 12T13et D - 20 cm pour des câbles 12T15) ;

- a > 30g avec 0 , = 7 cm po ur des câbles

12T13 et 0J, = 8 cm p our des câbles 12T15.

O

Hig. 2.24 - Fpaissc'Lirdes ânie.s

On peut ajouter que la résistance à l'efforttranchant impose de conserver une épaisseurutile d'âme E^ égale à 0,26 + L/500, avec E^ etL en m ètres. Cette formule (un peu plusdéfavorable que la précédente pour les faiblesportées et les caissons peu larges), donne debons résultats pour des portées comprisesentre 70 et 170 m, et pour des largeurs detablier inférieures à 15 m. Pour des tabliersplus larges, cette épaisseur doit être augm entée.

l'uiits cil hc'luii [iivcoiilriiiiil coiis/niilspar ciictirhcllcniciils successifs



2.4.5 - ÉPAISSEUR DU HOURDISINFÉRIEUR

L'épaisseur du hourdis inférieur est minimale àla clef et maximale sur pile. Les lois de variationde l 'épaisseur en fonction de l 'abscissehorizontale sont soit linéaire, soit parabolique,soit d u 4< mc de gré . Ce tte de rn ièr e loi d evariat ion permet de maintenir l 'épaisseurminimum du hourdis sur une grande longueuret de gagner du poids. Des variations d'épaisseuren escalier, dites aussi "à la demande" sontparfois adoptées. Dans les parties coulées surcintre, l'épaisseur du hourdis inférieur resteconstante et égale à celle de la clef.

Épaisseur minimale

Dans la partie centrale des travées, le hourdisinférieur doit être aussi mince que possible(18 à 22 cm) pour limiter le poids propre ducaisson. Pour les ouvrages larges, la flexiontransversale est prépondérante, et l 'épaisseurest plutôt de l'ordre de 25 cm. Dans lesouvrages de conception ancienne, ce hourdisrecevait des câbles de continuité qu'il fallaitprotéger contre la corrosion par une couverture

de béton au moins égale à un demi diamètrede gaine. La puissan ce d es câbles augm entant,cette disposition a cependant fini par poserdes problèmes de fissuration liés à la diffusionde la force de précontrainte au voisinage desancrages. A ujourd'hui, les câbles de contin uitésont logés dans les goussets inférieurs descaissons et la condition d'enrobage préciséeci-dessus ne concerne plus le hourdis. Il estcependant souhaitable de caler l 'épaisseurminimale du hourdis Ec pour que la nappesupérieure de son ferraillage transversal nepercute pas les gaines des câbles dans lesgoussets. Il est également bon que cetteépaisseur ne soit pas inférieure au tiers del 'épaisseur des âmes, pour que le caissonpuisse être considéré comme indéformabletransversalement.

i\\ 9 O —o o D—O O O

— 0 —

a— o 0 B 1 , U U • U

do o o o • o

u '

o

Épaisseur maximale

C'est la limitation de la compression en fîbreinférieure en service qui déterm ine l 'épaisseurdu h ourd is inférieur sur pile Ep. Cette valeur,qui dépend beaucoup de la portée et deslargeurs des hourdis, varie de 35 à 80 cm voireplus. Il est conseillé d'adopter une marge desécurité sur la contrainte limite afin dediminuer les redistributions par fluage.

Pour les ouvrages de hauteur variable parabo-liquement ou selon une cubique, le hourdisinférieur doit aussi résister transversalement àla poussée au vide due aux effets combinés dela compression de ce hourdis et de sa courbure.

2.4 .6 - DIMENSIONNEME NT DESGOUSSETS SUPÉRIEURS

Les goussets supérieurs doivent remplirplusieurs fonctions qui, en général, conditionnentleurs dimensions :

• ils épaississent le hourdis dans des zones oùles efforts transversaux sont importants,

• leur forme d'entonnoir facilite le bétonnagedes âmes,

• ils abritent les câbles de fléaux et assurentleur enrobage,

• ils permettent les déviations des câbles defléaux qui précédent leur ancrage,

• i ls engraissent les nœ ud s âm es/h ourd issupérieur pour que ceux-ci puissent encaisserles efforts dus à la diffusion des câbles defléaux, maintenant presque toujours ancrésdans ces nœuds.

Dans les ouvrages coulés en place, des blocsen béton préfabriqués incluant les ancragesdes câbles de fléau sont encore parfois utiliséspour pouvoir tendre ces câbles quelquesheures seulement après le bétonnage desvoussoirs. Ces blocs doivent alors trouver leurplace dans les nœuds âmes/hourdis. I lspeuvent donc aussi influencer les dimensions

des goussets supérieurs.

41

E c> 20 -t- d- i-e avec Ec > 18 à 22 cm

Fig. 2.25 - Détaildu hourdis inférieur




^* t i i ' a8 ' ">^p E g r

W »dt^_

„ 1 7 ., .I7_ 2 4 \ 24 , "7 , 17 ^.\ \ \ ^ \ \ \

Fig. 2.26 - Détaildes goussets supérieurs

Compte tenu de ce qui précède, les goussetssont dessinés et pris en compte de manièreempirique dans les calculs de dégrossissage etne sont fixés précisément qu'après détermination précise du câblage de fléau et du ferraillagetransversal.

Pour conclure, il faut noter que le contourintérieur des goussets est toujours rectiligne etprésente un angle a compris entre 30 et 45°pour faciliter le bétonnage. Par contre, leur

contour extérieur est assez souvent circulaire,pour des raisons puremeni; esthétiques.

2 . 4 . 7 - D I M E N S I O N N E M E N TD E S GO U S S E T S I N F É R I E U R S

Comme nous l'avons déjà écrit, les câbles decontinuité intérieurs ou câbles éclisses sontancrés dans des bossages en excroissance,situés à la liaison entre les âmes et le hourdisinférieurs (Fig. 2.28). Ces bossages présententune longueur en général un peu inférieure àcelle des voussoirs courants. Ils sont exécutésen même temps que le reste du voussoir

42

Outre leur rôle mécaniqut de transition entreles âmes et le hourdis inférieur, les goussetsinférieurs doivent loger les câbles de continuitéintérieure (Fig. 2.27).

^_a_

Coupe AA

Fig. 2.27 - Détail des gous.sets infc'Tieurs

Les goussets inférieurs sont normalementcoffrés par la partie inférieure du noyaucentral du coffrage du voussoir. Leur pente estalors compri.se entre 40 et 45° pour favoriserl'écoulement du béton et éviter la formation

de nids de cailloux ou de défauts de bétonnage.Qu and le hou rdis inférieur est large, la pen tedes goussets par rapport à l 'horizontale peutdescendre à 15 voire 10°, pour permettre unebonne reprise des efforts de flexion transversale.Dans ce cas, les goussets ne sont pas coffrés,mais simplement taloches pendant le bétonna ge.

Aciers de diffusion et de coulure

Fig. 2.28 - Bos.sagcs d ancr.igedes câbles de continuité intérieurs

2 . 4 .8 - E N T R E TO I S E S E T D É V I AT E U R S

Les ponts construits par encorbellementssuccessifs comportent d'importantes entre-toises au droit des piles et des culées.

Les entretoises sur pile ont un rôle particulièrement important :

en phase d'exploitation :

• elles transm etten t les flux de cisaillementdes âmes et des hourdis dus à l'efforttranchant et à la torsion du tablier auxappareils d'appui et aux piles.

/ 'o;,fc eu bétailpivcoiilyaiiil coiistnuUpur eiiciiiiH'lleiiicnts successifs

http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_4/compri.se





• elles transme ttent la com posa nte verticalede la contrainte normale dans le hourdisinférieur (effet Résal) aux appareils d'appuiet aux piles (voir 4.2.3.1 et 4.2.3-3),

• elles repre nn en t les charges locales sur lehourdis supérieur entre âmes,

• elles assure nt l'anc rage d es câbles de précontrainte extérieurs au béton et la diffusionde leurs efforts,

Des déviateurs en béton situés dans lesdifférentes travées permettent d'onduler lescâbles de précontrainte extérieurs (Fig. 2.29).Ils sont en général constitués d'une poutreinférieure rectangulaire surmontée par deuxvoiles minces trapézoïdaux.

2.5 - DECOUPAGE EN VOUSSOIRS


• elles transm ettent la com pos ante verticaledes câbles de précontrainte extérieurs déviésdans les voussoirs sur pile aux appareilsd'appui et aux piles (voir 4.2.3-4).

Nous avons déjà vu que la géométrie longitudinale de l'ouvrage était entièrement dictéepar son mode de construction. Le découpageen voussoirs s'en déduit é galement (Fig. 2.30).

en phase de construction :

• elles tran sm etten t les flux d e c isaillementdes âmes et des hourdis dus à l 'efforttranchant et à la torsion du tablier auxappareils d'appui provisoires et aux piles,

Nous allons voir dans ce qui suit commentsont en général fixées les longueurs desdifférents types de voussoirs. Dans certains casparticuliers, il faut noter que le découpage envoussoirs peut aussi être condit ionné ouinfluencé par la volonté de répartir uniformément

• elles transm ettent la com pos ante verticalede la contrainte normale dans le hourdisinférieur (effet Résal) aux appareils d'appui

provisoires et aux piles,• elles reprennent les efforts dus aux systèmes

de stabilisation du fléau et permettent latransmission des efforts aux appareilsd'appui provisoires.

• les nervures transversales ou les bracons dutablier, quand celui-ci en comporte,

• des éléments de corniches à motifs architecturaux à marier également avec des poteauxde BN4.

La tranche des voussoirs est généralementperpendiculaire à l 'extrados de l 'ouvrage, etdonc au profil en long, mais il est égalementpossible de prévoir des joints verticaux.

1/2 COUPE A A

^ ^ S B ^ ^ ^ ^

10.781/2 COUPE BB

AOBC

Fig. 2.29 - Déviationdes câbles extérieurs

C„

Voussoir sur pile

0,5 à 0,7 L

Hig. 2.30 - Découpage

43

en voussoirs

Ponts en béton précontraint construits par en corbellements successifs



2.5.2 - VOUSSOIRS COURAN TS 2.5.3 - VOUSSOIRS SUR PILES

44

La longueur des voussoirs courants estconstante et varie de 2,50 à 4 m, voire 5 m,suivant les ouvrages.

Lorsque les voussoirs sont coulés en place, lesdeux critères de choix sont le temps debétonnage et la réduction du nombre decycles et donc de voussoirs. Cette volontéd'optimisation peut parfois conduire à réaliserdes voussoirs de différentes long ueurs po ur u nmême demi fléau. Par exemple, les voussoirsdu nouveau pont sur le Rhin au sud deStrasbourg présentent une longueur variablede 3,00 m près de piles à 5,00 m en milieu detravée afin d'optimiser les cycles de construction(au stade du projet, cette longueur étaitconstante et égale à 3,25 m).

Lorsque les voussoirs sont préfabriqués, leprincipal cri tère de détermination de lalongueur est la limitation du poids de cesvoussoirs. En effet, comm(; on peut le lire auchapitre 6, les voussoirs préfabriqués doiventêtre déplacés avec des engins spécifiques,dont la capacité est forc:ément limitée. On

notera toutefois que plus les voussoirs sontco urts , plus la géo mé trie du fléau est difficile àrespecter.

Souvent, dans les avants projets, on déterm inela longueur des voussoirs pour qu'il y aitautant de voussoirs courants que de paires decâbles de fléaux déterminés par le calcul. Maisce n'est qu'une possibilité et il est fréquentque l'on soit obligé d'anc:rer deux paires decâbles par voussoir pour les ouvrages degrande portée et de grande largeur. Commenous l'avons déjà vu, la longueur des voussoirsainsi déterminée lors de l'avant projet peutêtre modifiée pendant les études d'exécution,soit pour uti l iser des équipages mobilesconstruits pour un précédent chantier, soitpour diminuer le nombre des voussoirs ouoptimiser les cycles de fabrication.

Quelle que soit la méthotle retenue, on peutconsid érer que les voussoirs sont d'autant p luslongs que la section trans^êrsale est modeste.Ainsi, on retiendra des voussoirs de 2,5 à 3 mpour les ouvrages très larges ou de grandesportées, et des voussoirs plus longs - 3 à 4 m -pour des ouvrages étroits ou de portéesmodestes.

Pour les ouvrages coulés en place, le voussoirsur pile (VSP) mesure en général au moins8 m, de façon à pouvoir supporter les deuxéquipages mobiles en position d'exécuter lapremière paire de voussoirs. Pour monter lapaire d'équipages sur le voussoir sur pile, ilfaut en effet lui donner une longueur égale àdeux fois celle des voussoirs courantsaugmentée de cinquante centimètres à unmètre.

Le voussoir sur pile représente un volume debéton très important qui peut rarement êtrebétonné en une seule phase. D'autre part, soncoffrage doit être conçu pour résister sans sedéformer à d'importantes poussées du bétonfrais. Pour les ouvrages coulés en placeco mp orta nt u n faible nom bre de piles, il peu têtre intéressant de réduire la longueur du VSP.Dans ce cas, le deuxième voussoir de lapremière paire est exécuté après déplacementdu premier équipage. Le déséquilibre du fléauavant montage du second équipage est important, mais admissible compte tenu des faiblesbras de levier à ce stade de la construction.

Pour les ouvrages préfabriqués, les dimensionsdu voussoir sur pile sont souvent incompatibles avec la capacité des engins de transportet de pose des voussoirs. On découpe donc lesVSP en deux voire trois parties assemblées parprécontrainte.

2.5.4 - VOUSSOIRS DE CLAVAGE

La longueur des voussoirs de clavage varieconsidérablement selon la technique utilisée.

Pour les ouvrages coulés en place, la longueurdes voussoirs de clavage est légèrementinférieure à celle des voussoirs courants carl 'un des équipages mobiles est généralementutilisé pou r leur ex écu tion . Toutefois, levoussoir de clavage ne doit pas être trop petitpo ur pouvoir dé mo nter sans trop de difficultéle coffrage intérieur de l'équipage. Le voussoirde clavage nécessite un coffrage particulier,en général en bois, dém ontable en élém ents

suffisamment petits pouvant être évacués parun trou d'homme. La longueur du voussoir declavage doit aussi permettre le recouvrementdes armatures longitudinales et la mise entension des câbles de fléau des derniersvoussoirs. Leur longueur minimale est ainsid'environ deux mètres.

Poh'/s cil béloii prcaiiilraiiil cuiislmilspar cucorbeUeiiwiits successifs



Pour les ouvrages préfabriqués, on cherche àréaliser le clavage, pour des raison économiques, avec l'outil le plus simple possible. Ceclavage est ainsi réduit à sa plus simple expression, sa longueur ne dépassant pas 15 à 20 cm.Un clavage aussi court est exécuté en bétonnon-armé et ne permet pas de tendre lescâbles de fléaux habituellement mis en placedans les derniers voussoirs courants. Ceux-cine sont donc précontraints avant clavage quepar le brêlage provisoire.

2.6 - PRINCIPAUX RATIOS

Pour les ouvrages courants, les statistiquesdonnent les ratios suivants :

• Épaisseur équivalente : e = 0,4 + 0,0035 L

(L portée principale en mètres et e en mètres)

• Précontrainte longitudinale : 40 à 50 Kg/m^

• Pré con train te trans versale : 5 à 7 Kg/m^ d etablier

• Aciers passifs :

. sans préco ntrainte transversale :130 à 170 Kg/m3 0

• avec préc ontra inte transversale :110 à 130Kg/m3O

Le ratio d'aciers passifs est en général un peuplus fort pour les ouvrages préfabriqués, carleur épaisseur équivalente est souvent plus

faible que celle des ouvrages coulés en placeet parce qu'il faut ajouter des armatures debrêlage provisoire et de levage.

(*> Pour les aciers passifs, le ratio dépend beaucoupdu type et de l'épaisseur du hourdis supérieur(hourdis épais, hourdis nervure, etc.), desconditions imposées pour le cumul des aciersde diffusion • cisaillement - flexion et de lavaleur acceptée pour la limite élastique desaciers dans les calculs (400 ou 500 MPa).

45

Ponts en béton précon traint construits par encorhellements successifs






I • ^ C O N C E P T I O N ET

J U S T I F I C AT I OD U C Â B L A G EL O N G I T U D I N A

Le présent chapitre traite de laconception et de la justification par lecalcul du câblage longitudinal desponts en béton précontraint construitspar encorbellements successifs.Attention, il ne couvre pas la justificationdes contraintes tangentes qui esttraitée au chapitre 4.

3.1 - PRINCIPES DE CABLAGE

Le tracé des câbles de précon trainte résulte dumode de construction et des phases successives rencontrées.

Comme indiqué dans le chapitre précédent,les câbles peuvent se regrouper en différentesfamilles :

• les câbles de fléau, nécessaires à l'assemblagedes voussoirs successifs,

• les câbles de continuité destinés à reprendretoutes les actions complémentaires appliquéesà la structure après réalisation des fléaux.

Jus qu'au milieu des ann ées 80, toute laprécontrainte des ouvrages construits parencorbellements successifs était intérieure aubéton.

A ujourd'hui, la technologie de la préc ontra intemixte, c'est-à-dire comprenant à la fois descâbles intérieurs au béton et des câblesextérieurs au béton, est utilisée de façon quasisystématique en France. Pour un ouvrage àtrois travées, la cinématique de mise en tensionde ces différents câbles est alors la suivante :

• mise en tension de câbles de fléau intérieursau béton pour assembler les voussoirscourants (Fig. 3.1),

• mise en tension de câb les de continu itéintérieurs au béton (ou câbles éclisses), pour

solidariser les parties coulées sur cintre destravées de rive aux deux fléaux (Fig. 3.2),

• mise en tension de câbles de contin uitéintérieurs au béton (ou câbles éclisses) à laclef de la travée principale pour assurer lacontinuité de la structure (Fig. 33),

4 7 _



Fig. 3.1 - ('àbles tk' lléuux C _ ]

xn—nuFig. 3-2 - Câbles de conliniiiléintérieurs des iriuées de rive C-D

X3- U l i i I l l i J

"7^C-n

• mise en tension de câbles de continuité extérieurs au béton, filants sur une ou plusieurstravées, pou r reprend re les com plém ents decharge (Fig. 3-4).

3.1 .1 - PRÉCONTRAINT'E DE FLÉAU

Les câbles de fléau sont dimensionnés :

• en construction, pour assembler les voussoirs

successifs et pour reprendre les momentsnégatifs dus au poids propre des fléaux etaux charges de chantier.

3.1.1.1 - Principe du câblage de fléaudes ouvrages anciens(pour mémoire)

Dans les conceptions anciennes, ces câblessubissaient quasi systématiquement desdéviations verticales à leurs extrémités et leursancrages étaient implantés dans les âmes.

Le principal avantage de cette disposition était

la réduction de l'effort tranchant due à l'inclinaison des câbles, particulièrement favorable àproximité des piles.

• en service, pour participer, avec les câbles decontinuité extérieurs au béton, à la reprisedes moments négatifs dus aux chargespermanentes et d'exploilation.

Ces câbles sont situés au voisinage de la fibresupérieure du tablier pour s'opposer efficacement à des moments négatifs. Dans la quasitotalité des ca s, ils sont intérie urs au bé ton afind'obtenir un excentrement maximal.

Cette disposition présentait par contre desinconvénients :

• la pré sen ce de câbles dan s les âme s crée unobstacle vis-à-vis du bétonnage,

• l'encombrement des plaques d'ancrage imposeune épaisseur minimale d'âme importante(classiquement de l'ordre de 45 cm),

Fig. 3..3 - Cjbles de eontimiite48 intérieurs de la travée centrale

T T T

-T^

I I I I I I r y

Fig. 3-4 - Câbles de eontiniiitéextérieurs -T^

Pdiits en béton précontraint construits par oicorhcllciiients successifs



• confo rmé me nt au règlem ent, l 'épaisseurd'âme doit être diminuée pour le calcul descontraintes de cisaillement d'un diamètre degaine ou d'un demi-diamètre de gaine selonles règles de calcul,

• les câbles de fléau s ubisse nt de s déviation sangulaires Importantes, ce qui est pénalisantvis-à-vis des pertes par frottement.

3.1.1.2 - Principe du câblage de fléaudes ouvrages modernes

Dans les conceptions actuelles classiques, laréduction d'effort tranchant est apportée parle câblage de continuité extérieur au béton. Iln'est donc plus nécessaire de descendre lescâbles dans les âmes à leurs extrémités, et ilspeuvent être ancrés directement dans lesnœuds supérieurs. Les inconvénients desanciens câblages de fléau sont ainsi évités.

Pour des hourdis supérieurs de largeurcourante (10 à 12 m), un câble est ancré parâme et par voussoir. Pour des hourdissupérieurs plus larges, il peut être nécessaired'ancrer deux câbles par âme et par voussoir.

De mêm e, il est envisageable de m énager dansle gousset une réservation correspondant àl 'encombrement des ancrages des câbles de laprécontrainte complémentaire (cf § 3-1-3.1).De ce fait, les dimensions des goussets supérieurs sont directement influencées par lenombre et par les dimensions des plaquesd'ancrage des câbles et par la position desconduits des câbles de fléau.

3.1.1.3 - Tracé du câblage de fléaupour les ouvrages modernes

Tracé courant

Les câbles de fléau subissent des déviationsverticales et des déviations en plan dans lenœud supérieur. Dans la mesure du possible,les déviations verticales sont dissociées desdéviations horizontales (Fig. 3.5).

Le tracé des câbles doit être rectiligne dans latraversée des joints. Afin d 'assembler correctement les éléments de conduits, le tracé descâbles au passage des joints est le plus souventperpendiculaire à la surface coffrée du masque.

Tracé peigné

Le tracé de câblage dit "peigné" permet desystématiser les tracés des câbles, ce quisimplifie l'exécution (Fig. 3-6). En effet, un teltracé :

• utilise toujours les mêmes points de passageau niveau des joints afin d'utiliser un masqueunique,

• limite les déviations en p lan et do nc lespertes par frottement,

• évite les tronçons courbes au droit des joints,

• réalise les déviations en plan sur la longueurexacte du voussoir.

On remarque aussi que la plaque d'ancrage setrouve automatiqu eme nt inclinée, dans unsens puis dans l'autre, sur l'axe de l'âme.

On trouvera de plus amples informations surles câblages "peignés" dans l'article intitulé"Practical design of cantilever tendons inbridges buil t by the balanced canti lever

me thod (FIP Sym posium - Londres - sep tem bre1996)".

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49

VUE EN PLAN

Fig. i.5 - CâhlagL-de fléau cUis.sique




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Fig. 3.6 - Câlilage de (léau peigne :vue en plan et ilétails des goiisse'ts

Encorbellement

| - " ' T ° " ' I

Câble de c louage

^ - Passages des câbles 12T15 avant dé viation angulaire

0 — Passages des câbles 12T15 après dé viation angulaire

50

Sur la figure ci-dessus, on note la contrainteliée à la présence de câbles de clouage surappui. Il faut également citer les contraintesliées aux réservations pour l 'accrochage deséquipages mobiles (voussoirs coulés en place)et pour les dispositifs de levage (voussoirspréfabriqués).

Il est également possible de disposer lesplaques d'ancrage au niveau des goussets, et àl'extérieur des ferraillages d'âmes, pour éviter

de couper systématiquement les étr iersverticaux à proximité de l 'ancrage des câbles.Dans ce cas, seuls les premiers câbles sontancrés dans l'axe de l'âme, les suivants sontancrés alternativement de part et d'autre.Cette disposition permel en outre d'ancrerdeux câbles par âme si nécessaire.

5.1.lA - Quelques points particuliersde conception

Nombre de câbles de fléau

Deux ou quatre câbles peuvent être arrêtéspar voussoir. Si pour les raisons évoquéesprécédemment, on souhaite ne pas ancrer decâbles dans les âmes sans pour autantaugmenter la taille des goussets, le nombreoptimal de câbles arrêtés en extrémité dechaque voussoir est égal à deux (un câble parâme). Cette disposition permet de standardiserle ferraillage des voussoirs.

Câblage de la dernière paire de voussoirs

Pendant la construction d un fléau, la situationla plus défavorable est en général obtenue lorsdu bétonnagc de la dernière paire de voussoirs.Les câbles de fléau ancrés dans cette dernièrepaire de voussoirs qui ne sont pas tendus dans

la phase dimensionnante, ne sont donc pasnécessaires vis-à-vis de la construction dufléau. D'autre part, l 'expérience montre quedu fait de la présence des câbles de continuitéextérieurs qui régnent sur toute la longueur del'ouvrage, les câbles de fléau sont surabondants en service. Il en résulte que les ouvragespeuvent être conçus sans ancrer de câbles defléau dans la dernière paire de voussoirs. Cettedernière paire fonctionne alors provisoirementen béton armé. Cette disposition est d'ailleurs

couramment adoptée pour les ouvrages àvoussoirs préfabriqués, pour lesquels la faiblelongueur du voussoir de clavage (20 à 30 cm)empêche la mise en tension de ces câbles.

Câblage des ouvrages à voussoirspréfabriqués

Lors de la mise en œuvre de voussoirs préfabriqués, ceux-ci doivent être provisoirementmaintenus jusqu'à la mise en tension de laprécon trainte de fléau par des barres de brêlageparallèles à l 'extrados. Ces barres permettentde maintenir provisoirement le voussoir etd'exercer afin de maintenir une compressionminimale dans la colle du joint de voussoir del'ordre de 0,2 MPa. Celles-ci sont gén érale me ntancrées en quinconce sur des nervuresverticales réalisées en face intérieure desâmes, à mi-distance des joints de voussoir(Fig. 3.7).

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Fig. 3." - l'rineipe île brêlagede.»- \ ciu.'i.soir.s prélahriqiié.s

Piiiils eu helou précciutniiiit eoiistruilsl>tir eiiLorhelleiiieuls siucessi/s



Câbles de fléau extérieurs au béton 3.1.2 - PRÉCONTRAINTE D E CONTINIJITÉ

Pour les très grands ouvrages (portée > 120 menviron), une partie des câbles de fléau peut

être e xtér ieur e au bé ton , afin de limiter la tailledes goussets supérieurs et donc, les chargespermanentes.

Inclinaison des câbles

Afin de réduire les contraintes de cisaillementdans certains types d'ouvrages, il est possiblede faire descendre une partie des câbles defléau dans les âmes (généralement ceux despremiers voussoirs), selon un schéma prochedes disposit ions des ouvrages anciens(Fig. 3.8).

De façon générale, les câbles de continuitésont destinés à reprendre toutes les actions

complémentaires appliquées à la structureaprès réalisation des fléaux.

Dans les conceptions anciennes, ces câblesétaient tous intérieurs au béton. Ils régnaienten travée dans le hourdis inférieur et étaientancrés dans des bossages faisant saillie au-dessus de celui-ci, ou relevés dans les âmes etancrés dans des encoches ménagées dansl 'extrados du tablier Le nombre important decâbles conduisait à les répartir sur toute lalargeur du hourdis inférieur, ce qui a occasionnéd'importantes pathologies (voir chapitre 8).

Ces disposit ions sont uti l isées pour desouvrages de hauteur variable dont on veutlimiter la hauteur sur pile et pour des ouvragesà hauteur constante de portée supérieure à60 m environ.

Voussoirs en "sur-encorbellement"

Co mm e cela est écrit au chap itre 2, afin deréduire les parties coulées sur cintre près desculées, ou afin de réaliser des travées delongueurs différentes, il peut s'avérer nécessairede réaliser à une seule extrémité d'un fléau, unou plusieurs voussoirs dits "voussoirs ensur-encorbellement".

Le fléau est alors dissymétrique et les câblesde fléau ancrés dans ces voussoirs peuventêtre dissymétriques par rapport à la pile.Cependant, ils doivent être ancrés à une

distance suffisante de la section sur pile afinque l'effort de précontrainte soit diffusé danscette section.

Aujourd'hui, la précontrainte de continuité esten général mixte, c'est-à-dire composée à lafois de câbles intérieurs au béton et de câblesextérieurs au béton. Le présent paragraphe nedéve loppe que le cas des câblages mixtes. Pourles câblages de continuité entièrement intérieurs au béton, le lecteur pou rra se repo rter aubulletin technique n° 7 du Setra publié en1972.

3.1.2.1 - Câbles de continuité intérieurs}

Les câbles de continuité intérieurs au bétonappelés souvent "câbles éclisses" régnent sur lapartie centrale des travées courantes et dansles extrémités des travées de rive (Fig. 3-9et 3.10).

Ces câbles s'opposant à des moments positifs,sont situés dans les goussets inférieurs et sont

ancrés dans des bossages situés à la jonctionâme-hourdis inférieur (Fig. 3 11).

Fig. 3.8 51

Fig. 3.9 - Câbles de continuitéintérieurs en travée de rive




^ ^

Fig. 3-10 - Câbles de conlinuitOintérieurs en travée courante

G a i n e s

F'ij^. 3.11 - Bdssages des câblesde continuité intérieurs

Ils sont souvent calés par lapport au dessus duhourdis inférieur afin de systématiser leurtracé dans le bossage.

La précontrainte intérieure de continuité estdimensionnée de façon à reprendre au moinsle retrait après clavage, Us effets thermiques- gradient th erm iqu e et variation uniforme detem pér atu re - et les effets d'ad aptatio n de la

structure pendant les phases de construction,entre le coulage des bétons de clavage et lamise en tension de la précontrainte extérieurede continuité.

L'attention des projeteurs est attirée sur le faitque sous l'effet des variations de température,les liaisons provisoires des fléaux risquent decréer des efforts importants dans le tablier etdans les appuis, notamment si ces dernierssont rigides.

Pour les travées de rive, la précontrainteintérieure de continuité reprend également lepoids de la partie coulée sur cintre.

3.1.2.2 • Câbles de continuité extérieurs

En élévation, ils sont donc situés près duhourdis inférieur en travée et près du hourdissupérieur sur appuis. Pour tenir compte destolérances d'exécu tion, une distance de l 'ordrede 5 cm doit être ménagée e ntre l 'extérieur d ela gaine des câbles et le béton des hourdis desvoussoirs. Cette distance minimale seraégalement respectée par rapport au dessus desbossages d'ancrage des câbles éclisses.

En plan, les câbles de continuité extérieurssont situés près des âmes. Pour tenir comptedes tolérances d'exécution, une distance del'ordre de 5 cm doit également être ménagéeentre l'extérieur de la gaine des câbles et lebéton des âmes des voussoirs et /ou desbossages. Pour les ouvrages courbes, il estnécessaire de recentrer les câbles par desdéviateurs complémentaires.

Les câbles sont déviés par les entretoises surpiles et par des entretoises intermédiaires(déviateurs) en travée, ce qui conduit à untracé polygonal, rectiligne par tronçons. Lesdéviateurs en travée sont en général situésentre le tiers et le quart de la travée (Fig. 3.12).

52

Les câbles de continuiié extérieurs sontdestinés à reprendre :

• en com plém ent des câbles de con tinuitéintérieurs, les moments positifs en travée dusaux charges permanentes (y compris retraitet redistribution d'effort; due au fluage) etaux charges d'exploitation,

• en c om plé m en t des cilbles de fléau, lesmoments négatifs sur pile dus aux chargespermanentes et d'exploitation.

Suivant la longueur de l'ouvrage et le nombrede travées, ils peuvent être filants d'un bout àl'autre du tablier, ou se recouvrir en régnantsur deux ou trois travées successives, voireplus. Compte tenu des difficultés liées àl'enfilage et à l'injection, lorsqu'ils sontondulés, leur longueur doit être limitée à200 m environ. Cette valeur peut être légèrement dépassée, notamment pour permettre àun câble de régner sur deux travées lorsquecelles-ci ont une portée supérieure à 100 m.Des câbles ondulés plus longs (par exemple,

Poi.ls cil IxHdii l>iVLi>iitrciiiil consIruitsparciiajihclh'niciUs siwcessij's



r anc rage su r p i l e dév ia teur en t r avée

Fig. 312 - Câbles de continuitéextérieurs en travée courante

Fig. 3.13 - Différents types de càlilesutilisés pour optimiser le câblageextérieur d'un pont ii trois travées

L i = a L

n e i c â b l e s

n a i c â b l e s

ne2 câb le s

3 travées de 120 mètres soit 360 mètres pourdes câbles 1 9T 15 "sup er") ont déjà été ten dus

avec succès.

Les câbles peuvent également aller de travée àtravée. Dans ce cas, ils peuvent être ancrésdans les entretoises déviatrices.

Par exemple, pour un ouvrage symétrique àtrois travées, on peut s'inspirer du schémasuivant qui permet de bien moduler laprécontrainte dans chaque travée en utilisantdeux types de câbles (Fig. 3.13).

Dans cet exemple, les nombres de câbles sontles suivants :

à la clef : 2 nî + ne2 = n,, câbles

Il est intéressant de noter que dans un câblagemixte, les câbles extérieurs part icipent

largement à la reprise des moments négatifssur appuis. Il en résulte une nette diminutiondu câblage de fléau par rapport aux ouvragesanciens pour lesquels les câbles de fléaudevaient reprendre la totalité des momentsnégatifs.

S'il n'y a pas de problème d'effort tranchant, ilest également possible de réduire le nombrede câbles extérieurs et de les compenser dansles zones centrales par des câbles éclissessupplémentaires, plus économiques car pluscourts.

3.1 .3 - DISPOSITIONS CONSTRUCTTVESDIVERSES

sur pile : n^, + n^ = Up câb les

Le nombre de câbles extérieurs ne doit pasêtre trop réduit afin d'éviter toute insuffisancestructurelle en cas de rupture ou de démontaged'un câble. Il ne doit pas non plus être tropélevé, sinon le caisson risque d'être enc om bré,ce qui gênerait les opérations de maintenance.En pratique, le nom bre de câbles de continu itéintérieurs est souvent compris entre trois etcinq paires.

3.1.3-1 - Précontrainte intérieure(précontrainte complémentaire)

Afin de pallier à une insuffisance éventuelle dela précontrainte intérieure au béton en coursde construction (frottements excessifs, impossibilité d'enfiler un câble, etc.), des dispositionsspécifiques doivent être prévues dès le projet.Ces dispositions doivent per me ttre d e pallier àune insuffisance de précontrainte compriseentr e 5 et 10 % de l'effort de pré co ntra inteprobable Pm de la famille considérée. Parexemple, il est envisageable de :

53




• ne pas utiliser à leur maximum les plaquesd'ancrage, afin de laisser la possibilité detendre des torons complémentaires,

• mettre en oeuvre des gaines vides permettantde tendre une ou plusieurs paires de câblescomplémentaires si nécessaire. Ces gainesvides, qui sont obligatoires pour les câbles defléau, sont également conseillées pour lescâbles de continuité intérieurs. Le tracé desgaines vides doit être conçu de façon àpermettre une mise en tension éventuelle àtout moment du chantier, soit en réservantdans le gousset un emplacement pour mettreen œuvre une plaque d'ancrage, soit enpositionnant la gaine de façon que le câblepuisse être ancré dans un bossage additionn e l . Cette dernière disposition ne s'appliquepas dans le cas de voussoirs préfabriqués.

Les gaines vides non utilisées sont injectées enfin de chantier

3.1.3.2 - Démontabilité de la précontrainteextérieure

La précontrainte extérieure au béton doit

pouvoir être remplac ée. Plus précisémen t, elledoit être démontable sans aucune détériorationde la structure, mais avec destructionéventuelle du câble et de son conduit (cfcirculaire du 28 février 2001 'Conception de laprécontrainte extérieure au béton ) .

Les dispositions générales de la précontrainteextérieure, les produits et matériaux utilisés etleur mise en œuvre sont décrits au chapitre 7de l'additif au fascicule 6 5 A du CCTG.

3.1.3.3 - Réservation pour précontrainteadditionnelle à la précontrainteextérieure

Des ancrages pour une précontrainte additionnelle et des réservations dans les déviateursdoivent être mis en œuvre dès l'origine, pourpermettre de réparer (m de renforcer l'ouvragefacilement en cas de besoin.

L'effort de précontrainte additionnelle est aumoins égal à 20 % de l'effort de pré con train tede continuité extérieure prévu lors de laconstruction du tablier En pratique, on prévoitau moins une gaine par âme, ce qui permetde procéder à une substitution progressivede l 'ensemble des câbles de continuitéextérieurs.

3.1.3.4 - Dispositifs anti-vibratoires pourprécontrainte extérieure

Pour éviter la mise en résonance des câblesextérieurs et les risques de fouettement en casd'incident, le guide du SETRA de février 1990sur la précontrainte extérieure conseillait demettre en place des dispositifs intermédiaires

de maintien des câbles dès que la longueur dela partie du tracé extérieure à la structuredépasse une quinzaine de mètres pour unouvrage routier, et 10 à 12 mètres pour unouvrage ferroviaire. L'expérience acquise dansce domaine montre que des longueurs libresde l 'ordre de 25 m sont acceptables. Cesdispositifs, qui servent de supports intermédiaires et peuvent servir au maintien desgaines lors du démontage, doivent être rigides(Fig.3.14).

En zon e de relevage En zon e centrale

54 0 l i e r s a v e c r e v ê t e m e n t c a o u t c h o u c

C o n s o l e s t a n d a r d r e n f o r c é e

I d'ancrage

P r é c o n t r a i n t e e x i é r i e u r i

F i ^ . 3.I4 - Uispositils :iini-vihrau>ires pour câb les extérieu rs

Pofits 01 hcfon pfvcoHtniii/l coiistniiLspar oicorhcHe nic/ils successifs



I S P

Fig. 3.13 - lixeniple de croisemenlcâbles transversaux / câbles de fléaux

3 . 2 - C A L C U L D E S S O L L I C I TAT I O N S


Pour la plupart des justifications, les sollicitationssont calculées en utilisant pour le tablier unmodèle élastique.

Le calcul doit être conduit en tenant comptedes phases successives de chargement del 'ouvrage. Il est donc nécessaire de procéder àune analyse précise des phases de constructionet des phases de chargement ultérieures(opérations successives de bétonnage, de miseen tension, de decintrement et d'avancementdes équipages mobiles, de transfert d'appuis,de réglage,...).

3-1-3-5 - Conflits géométriques possiblesentre câbles longitudinaux etautres câbles

Dans la majorité des ponts couverts par leprésent guide, la stabilité de fléaux est assuréepar des câbles de précontrainte verticauxlogés dans les voussoirs sur piles. Ces câbles

risquant d'être en conflit géométrique avec laprécontrainte longitudinale, il convient detenir compte de cette contrainte dans leposit ionnement transversal des câblesextérieurs et des câbles de fléaux.

Un conflit géom étrique est également possibledans les caissons précontraints transversalemententre les câbles transversaux d'une part et lescâbles de fléaux et de continuité extérieured'au tre part (Fig. 3-15). Afin d e pré ven ir cetype de conflit, il y a lieu de définir préc isém entla position de la précontrainte transversalepuis d'en déduire la position des câbleslongitudinaux. En général, il y a intérêt àpositionner les câbles transversaux en premierlit et les câbles de fléau en second lit.

3.2 .2 - POIDS PROPRE DU TABUER

Les équipages mobiles de bétonnage étantconstitués d'éléments métalliques suffisammentrigides, le poids pro pre pe ut être repré sen tépar une valeur nominale unique calculée àpartir des dessins du projet, comme le recommande le BPEL 91 révisé 99 et par dérogationaux Directives Communes de 1979.

Il ne faut cepe ndan t pas oublier de tenir com ptedes éléments complémentaires du caissontels que bossages d'ancrage, diaphragmes etdéviateurs. Le poids propre du tablier seraenfin complété par le poids des gaines, câbleset coulis d ' injection de la précontrainteextérieure.

Sauf circonstances spéciales, la massevolumique du béton est fixée à 2,5 t/m^.

Dans le cas d'utilisation de granulats à forte oufaible densité, la masse volumique du béton y,du tablier (précontraint et armé) est évaluéeà partir de la masse volumique du béton seulYb me surée sur eprou vette de béto n sansarmatures à l'aide de la formule suivante :

Y =Y +——t b 7,85

x ( 7 , 8 5 -Vdans laquelle p est le ratio total d'armaturespassives et actives en t/m^ (on adopte en généralp = 0,2 t/m3).

55




Fix- 3.1(1 - Chu r^cs tk' th an lie rà considérer pour les jiistilkationsen constiiittion

Qprai

M ' '• ^ Lf n"*~—~ Lf

Lk

56

Les bétons courants à base de granulatsbasaltiques et les bétons à hautes performancesont des masses volumi(iues plus élevées(prévoir de l'ordre de 50 kg/tn^ en plus pourles BHP).

3.2 .3 - EFFETS DE LA PRÉCONTRAINTE

Vis-à-vis des justifications en flexion longitudinale, la précontrainte peut être représentéepar sa seule valeur probable Pm.

S'agissant de grands ouvrages, des précautionsparticulières (gaines vides, mesures decoefficients de transmission, etc.) sont prisespour que la précontrainte probable Pm soiteffectivement ob ten ue . Dans ce cas, po ur lescalculs à l'État Limite de Service et conformé

ment à l'article 4.10.1 du BPEL 91 révisé 99,les calculs doivent être menés en retenantk = 0,02 et k' = 0,95.

3.2 .4 - CHARGES DE CHANTIERALÉATOIRES

Des charges de chantier aléatoires sont à considérer dans les calculs de flexion longitudinaledu tablier, pendant la construction des fléaux(Fig. 3-16). Ces charges sont les suivantes :

• une charge répartie Qpr-ji de 200 N/m^ sur undemi fléau dans les cas courants ;

• une charg e co nc en tré e Qpra2 ^ 100 kNappliquée en bout de fléau et représentant lepoids des rouleaux d e câbles, des c omp resseurset des autres matériels pouvant se trouver su rl'ouvrage.

3.2.5 - EFFETS DIFFÉRliS

Le retrait et le fluage du béton entraînent dansles structures hyperstatiques construites selondes sché ma s statiques évolutifs, une modificationprogressive dans le temps des sollicitations etdes contraintes calculées.

L'évaluation quantitative de cette redistributionest complexe. Elle nécessite le recours à uncalcul informatique prenant en compte lesphases de construction et les lois de comportement des matériaux (fluage scientifiquepour le béton).

Un calcul de ce type sera effectué au stadedu projet , en regroupant éventuellementcertaines phases de construction.

Dans le cadre des études d'exécution, il seraréalisé obligatoirement deux calculs :

• un pre mie r calcul de flexion longitudinale(A), effectué selon le planning prévis ionne lde réalisation des travaux de l'entreprise,avec les coefficients de frottement, fonction

du type de précontrainte ;

• après réalisation complète du tablier, et afinde connaître l'état de contraintes effectif del 'ouvrage en exploitation, un calcul derécolement (B) effectué selon le calendrierréel d'exécution, à partir des coefficients defrottement moyens mesurés, et de la masseréelle des voussoirs pour les ouvragespréfabriqués.

En cas de modification significative du planningd'exécution, il est également nécessaire deréaliser un troisième calcul prenant en comptele planning d'exécution recalé.Tout changementde ciném atique de cons truction sera validé parun calcul.

Enfin, en attendant les Eurocodes dont les loisdes matériaux sont jugées plus réalistes, unautre calcul, utilisant une loi de fluage plusproche de la réalité que celle du BPEL (plusrapide ), peu t égalemen t être effectué po urla détermination des contre-flèches enconstruction. Il est de toute façon conseillé des'assurer par un essai de fluage, que la loi defluage du béton ne s'écarte pas du modèle decomportement théorique retenu.

l'ohts i')i hch/i prccoiilniiii/ coitstniilspar oicorhellemc iits successifs



3.2 .6 - PROGRAMMES DE CALCULS

Il existe plusieurs logiciels mis au point pardes bureaux d'études privés ou publics, orientésvers le calcul des ponts et parfaitement adaptésaux ponts construits par encorbellements successifs.

Le Setra a développé deux programmesconç us, entre autres, po ur effectuer ces calculs :

• le logiciel STl,

• le système PCP (Ponts Construits par Phases).

Com pte tenu de l'absence d'aciers longitudinauxtraversant les joints, les ouvrages à voussoirspréfabriqués sont généralement justif iéslongitudinalement selon la classe I du BPEL 91révisé 99. L'article 3.1.43 du BPEL 91 révisé 99évoque également la possibil i té d 'unejustification en classe II sous réserve que lesjoints restent entièrement comprimés sousPm. Dans ce cas, il convient également, conformément à l 'article 6.1.32, que la zone tendueprésente une hauteur inférieure à 5 cm.

Le choix de la classe de vérification doit figurerexplicitement dans le CCTP

Ces programmes permettent le calcul destructures tr idimensionnelles ou planesconsti tuées d 'éléments de barres et sontorientés vers le calcul d'ouvrages d'art. Ilspermettent de tenir compte de l 'effet desarmatures de précontrainte, des phases deconstruction de la structure et des chargesd'exploitat ion routières. Les calculs sontmenés suivant la théorie de la RDM appliquéeaux poutres élastiques, chaque voussoir étanten général représenté par un élément depoutre.

Le calcul doit suivre le phasage complet etprécis de la construction, pour tenir comptedes dates d'application des charges et duvieillissement des matériaux (retrait, fluage,relaxation) entre ces différentes phases.

3 . 3 - J U S T I F I C AT I O N S À A P P O RT E RV I S -À - V I S D E S C O N T R A I N T E SN O R M A L E S

3.3.1 - PRÉAMBULE

33.3 -JUSTIFICATIONS EN PHASEDE CONSTRUCTION

De façon générale, les justifications doiventêtre men ées à toutes les phase s de la construction

3-3-3-1 -Justification de la précontraintede fléau

En plus des justifications propres à l'équilibrestatique du fléau qui font l'objet du chapitre 5du présent guide, des justifications à TELS

doivent être co ndu ites à toutes les phas es de laconstruction du fléau afin de vérifier laprécontrainte du tablier.

Les charges à retenir comprennent les chargesde chantier connues (équipages mobiles, etc.)et les charges de chantier aléatoires définies auparagraphe 3-2.4.

Pour les ouvrages justifiés en classe II, lecommentaire de l'article 6.1.23 du BPEL 91révisé 99 peut être appliqué et on peut doncconsidérer u ne co ntrainte limite de traction dansla section d'enrobage égale à f,j au lieu de 0,7f,j.

Le paragraphe 3-3 présente les justifications àapporter vis-à-vis des contraintes normalesdues à l'effort normal.

Elles doivent être effectuées à l'État Limite deService et à l'État Limite Ultime, en exécutionet en exploitation.

Les justifications à apporter vis-à-vis descontraintes de cisaillement sont traitées au ch. 4.

3.3 .2 - CLASSES DE VÉRIFICATION

Les ouvrages coulés en place sont généralemen tjustifiés selon la classe II du BPEL 91 révisé 99.

3.3-3-2 -Justification de la précontraintede continuité intérieure

La précontrainte de continuité intérieure aubéton est dimensionnée de façon à reprendrele retrait, le fluage et les effets thermiques -gradient thermique et variation uniforme detemp érature - pend ant la phase de constructioncomprise entre le coulage des bétons de clavageet la mise en tension de la précontrainteextérieure de continuité.

La variation uniforme de tem péra ture peu têtre prise égale à +/- 10° C.

Ponts en tiéton précontraint constniitspar encorbellements successifs



Le gradient thermique positif peut être priségal à 8° C. Un gradient thermique négatif de5° C doit également être pris en compte.

Dans le cas des ouvrages à voussoirs préfabriqués, il convient également de prendre encompte la poutre de lancement et le fardier

Pour les ouvrages justifiés en classe II et comptetenu de la durée très courte de la phase dechantier dimensionnante, le commentaire del'article 6.1.23 du BPEL 91 révisé 99 peut êtreappliqué et on peut considérer une contraintelimite de traction dans la section d'enrobageégale à f^^ au lieu de 0,7ftj.

3.3.4 -JUSTIFICATIONS À L'ELSEN EXPLOITATION

Les justifications doivent être menées :

• à la mise en service,

• aprè s totalité des pertes et redistrib utionsdifférées (à 50 000 jours par exemple, cettedurée pouvant ê t re considérée comme"temps infini", même si la totalité des pertes

et redistributions différées ne sont pasréalisées selon les lois du BPEL),

• avec et sans les effets du gradient thermique.

3.3.5 -JUSTIFICATIONS À L'ELUEN EXPLOITATION

L'application des coefficients de l'ELU à unestructure réalisée par phase est délicate. Pourla justification de la flexion longitudinale enexploitation, la méthode simplifiée suivanteest proposée :

soient :

• ® enveloppe des états à vide (état à la miseen circulation, état après totalité desper tes ) sans pondé rat ion (envelopp eayant servi aux justifications ELS),

• ® état selon un nouveau calcul fait en appliquant la totalité des charges permanentes(sauf précontrainte) en une seule fois,

• (D effet des ch arges d'exp loitation .

Les combinaisons ELU à considérer sont lessuivantes :

[ © ] - - [ 0,35 ® ] -I- [ 1,5 ®]

[ ® ] -(- [ 1,5 (D ]

Par cette méthode, les efforts dus aux câblesde précontrainte n'ont pas été majorés. Eneffet, si on désigne par :

P : la précontrainte

G : les charges p erm ane nte s autres qu e laprécontrainte[ béton (enveloppe avant et après fluage),équipements et enrobés ]

Q : les charges d'exploitation

On a ainsi calculé :

P-i- 1,35 G + 1,5 Q et P- i-G -^ 1,5 Q

Avec cette méthode de calcul, qui peut êtreconsidérée comme défavorable, l'État LimiteUltime n'est en général pas dimensionnant

vis-à-vis de la flexion longitudinale.

3.3.6 - DÉMARCHEDU DIMENSIONNEMENT

Le dimensionnement d'un ouvrage en bétonprécontraint à câblage mixte et construit parencorbellements successifs se fait à l'ÉtatLimite de Service. L'ouvrage ainsi dimensionnéest vérifié ensuite à l'État Limite Ultime.

Le dimensionnement peut être effectué enrespecta nt les étapes suivantes :

1 ° étape : détermination du câblagedu fléau

Le câblage de fléau est dimensionné en phasede con struc tion . 11 doit rep ren dre le poid spropre du béton en encorbellement et lescharges de chantier définies ci-avant auparagraphe 3-2.

Si on a le choix pour la longueur des voussoirscoura nts, c'est-à-dire si la longueur de l'équipagemobile n'est pas imposée, il peut être intéressantde retenir une longueur de voussoir et uneunité de précontrainte telles qu'on ancre deuxcâbles par voussoir. Dans ce cas, la démarcheconsiste à tester les unités de précontrainte les

Poiils (.'Il hê/dii pivcoiilniiiil toiistnul.'ipur oicarbcllenieiits sitci.cs.'iifi



plus courantes et à conserver celle qui donneune longueur de voussoir courant classique,c'est-à-dirc comprise entre trois et quatre mètres.

Dans la majorité des cas, les câbles de fléauxsont dimensionnés en considérant la contraintenormale en fibre supérieure de la sectionsituée au droit des cales provisoires, aumoment du bétonnage de la dernière paire devoussoirs, c'est-à-dire avant la mise en tensiondes câbles de fléau éventuels ancrés dans cevoussoir.

Dans le cas d'une dernière paire de voussoirssans câble de fléau, la phase de bétonnage duvoussoir de clavage peut être dimensionnante.

2° étape : détermination du câblage decontinuité intérieur au béton(ou câbles éclisses)

Le câblage de continu ité intérieur au bé ton estdimensionné en phase de construction. Il doitreprendre l 'effet du gradient thermique enphase de construction avant mise en tensiondes câbles de continuité extérieurs au béton etl'effet du poids propre pour les travées de

rive. Il doit également reprendre une partiedes redistributions d'efforts différées.

Généralement, l'unité de précontrainte retenuees t la même que celle des câbles de fléau.

3° étape : détermination du câblage decontinuité extérieur au béton

Ces câbles sont dimensionnés pour reprendreles efforts en exploitation qui ne sont pas reprispar les deux précédentes familles de câbles.

Le câblage doit vérifier deux conditions :

• rend re les con traintes de cisail lementadmissibles en réduisant l'effort tranchant.

Dans un premier temps, on peut ne s'intéresserqu'aux con traintes de cisaillement et rechercherà partir de quel voussoir elles sont admissiblessans la réduction apportée par les câblesextérieurs. On détermine ainsi un emplacementdu déviateur de la précontrainte extérieure,qui est acceptable s'il est situé entre le tiers etle quart de la travée (tiers de travée pourépaisseur variable et quart de travée pourépaisseur constante). Il est à noter que cetteméthode ne permet que de dégrossir le tracépuisque le cisaillement admissible dépend dela contrainte normale qui dépend elle-mêmede la précontrainte mise en œuvre.

Un premier tracé étant ainsi obtenu, on peutdans un second temps s ' intéresser auxcontraintes normales pour déterminer l'intensitéde la précontrainte. Le nombre de câblesextérieurs étant toujours surabondant sur pile,le câblage peut être prédimensionné ens'intéressant à la fibre inférieure de la sectionde clef et en considérant que les redistributionsd'efforts dues au fluage du béton créent danscette section une contrainte de traction del'ordre de 2 MPa.

Le tracé final peut être obtenu à partir de cesdégrossissages en effectuant quelquesretouches comme :

• joue r sur la longue ur des différents câbles(les câbles peuvent régner sur une, deux outrois travées),

• dép lacer les déviateu rs d 'un ou deu xvoussoirs.

S'il n'y a pas de problème d'effort tranchant, ilest également possible de réduire le nombrede câbles extérieurs et de les compenser dansles zones centrales par des câbles éclissessupplémentai res , p lus économiques carbeaucoup plus courts.

• rendre le s contraintes normales admissibles.







r 4S £

C O M P O R T E M E

T R A N S V E R S A LET LO C A Lj â

•si*

Le présent chapitre traite du compor tement du tablier vis-à-vis :

- des sollicitations (flexion etcisaillement) nées du comportementtransversal du caisson,

- des sollicitations tangentesprovenant de la flexion généralelongitudinale traitées dans cechapitre car il est indispensable deles combiner avec les effets locauxpour les justifications de détail etpour la définition du ferraillage,

- de la diffusion des efforts localisés,

- ainsi que des efforts dans leséléments spécifiques (voussoirs surpile, déviateurs).

Bien que la plupart des points présentésne soient pas spécifiques aux ponts enencorbellement, il a été choisi de lesdétailler car aucun autre guide ne lesaborde. Par ailleurs, il est importantd'avoir une bonne conception desouvrages en section transversale plutôtque de compter sur des calculssophistiqués pour y remédier. Enfin,ce chapitre tente de montrer comm entprendre correctement en compte lesefforts dans les éléments particulierstels que voussoirs sur pile, voussoirsdéviateurs, bossages d'ancrages, etc.

4.1 - PRINCIPES DE JUSTIFICATION

Les principaux points à examiner lors dudim ensio nnem ent d es ouvrages - en dehor s dela flexion générale - sont :

• la flexion transversale ;

• les sollicitations tangentes ;

• les éléments particuliers tels que les voussoirssur pile et sur culée ;

• les efforts locau x, dus p rinc ipal em ent à ladiffusion des efforts d'ancrages.

On p eut alors déterm iner les armatures dans lasection transversale en fonction du cumul desdifférentes actions dans la mesure de leurconcomitance.

Dans un ouvrage de hauteur constante, lescalculs en flexion transversale sont menésdans la section courante. Dans un ouvrage dehauteur variable, ils sont menés généralementdans une section près de la pile et dans lasection de clef Ceci permet de prendre encom pte les d i fférences de com portem ententre deux sections de hauteurs extrêmes, lasection proche de la pile, de hauteur plusimp ortan te, étant plus souple qu e celle de clef

Pour les ouvrages de hauteur constanteprésentant un epaississement du hourdisinférieur sur appui, cette variation est suffisamment localisée pour ne pas nécessiter,généralement, de calcul spécifique par rapportà la section courante.

61



Dans une section du tablier, les principalessections à justifier sont en général lessuivantes :

4 .2 .2 - DÉTERMINATIONDES SOLUCITATIONSTRANSVERSALES

• hourdis supérieur : à la racine de l'encorbellement, au droit du gousset côté intérieur, etau centre de la dalle ;

• dans les âmes : au niveau du centre de gravitéet aux extrémités supérieure et inférieure ;

• hou rdis inférieurprincipalement.

à la racine du gousset

[•ig. -i.l - Sectionsà justilicr

4 . 2 - F L E X I O N T R A N S V E R S A L E

4.2.1 - ACTIONS À PRENDRE EN COMPTE

En service, les actions à i^rendre en comptesont les actions habituelles : poids prop re de lastructure, poids des superstructures, poids dessurcharges routières, précontrainte transversaleéventuelle, charges sur le hourdis inférieur,e tc . .

En construction, des actions additionnellesdoivent être introduites pour tenir compte desefforts développés dans certaines situations dechantier Parmi ces actions, on peut citer :

• les efforts dé velo ppé s par certaine s b arresd'attache des équipages mobiles,

• le poids d'ime poutre de lancement roulantsur la partie déjà construite du tablier,

• le poids d'un voussoir stocké sur le voussoirà calculer, situation rencontrée sur certainesaires de préfabrication sous dimensionnées.

Il faut rappeler que les caissons monocellulaires représentent la très grande majoritédes ouvrages construits en encorbellement.Les méthodes décrites ci-après, et notammentles méthodes "simplifiées", s 'appliquerontdonc à ce type de structure. Dans le casd'ouvrages plus complexes, seules lesméthodes comportant une modél isa t ionsophist iquée pourront répondre au problèmeposé.

En fonction du type de tablier à traiter, onpeut déterminer les efforts transversaux dedifférentes manières :

• avec un modèle 2 D ;

• avec un modèle 3 D ;

• à l'aide d'un modèle aux éléments finis.

4.2.2.1 - Calcul avec modèle 2 D(abaques + calcul en cadre)

Pour le hourdis supérieur, il est possible dedéterminer les efforts à partir d'abaques, soitintégrant directement les charges réglementaires fran<;aises (abaques de Thénoz avec lescharges d u fascicule 61 titre II, du BT l duSETRA et de son complément), soit plusgénérales (Piicher ou Homberg), c'est-à-diresur lesquelles on peut appliquer les chargesd'un règlement quelconque (par exemple,l 'Eurocode 1) ou même des charges nondéfinies par un règlement. Les abaques deThénoz et de Pucher ne concernent que lesdalles d'épaisseur constante, alors que celles deHomberg prennent en compte une variationd'épaisseur.

Pour les ouvrages classiques (caisson monocellulaire), on d éter min e les efforts à l'aide d esabaques de dalle bi-encastrée pour les chargessituées entre les âmes et des abaques de dalleencastrée pour les charges situées sur lesencorbellements. On injecte ensuite lesmom ents obtenus à l 'encastrement aux nœ udssupérieurs d'un modèle 2 D représentant unetranche de caisson de longueur unitaire(Fig. 4.2).

Ports en hetoii pivcantmiitl ctinstruits [nir encorlvllotienls successifs



Q Q

1 1

z?0Fig. 4.2 - l'rincipt' de laméthode de calcul avec abaques

Ce principe de calcul plan suppose que :

• le tablier est de section constante localement,

• toutes les sections sont chargées de la mêmefaçon.

Ce calcul est donc tout à fait valable pour lescharges réparties telles que le poids propre oules équipements. Pour les charges concentrées(charges routières), il s'agit d'une approximationpuisque d'une part, l 'effort n'est pas répartiuniformément le long de l 'encastrement, etd'autre part, on ne représente pas la diffusiondes efforts depuis le hourdis supérieur vers les

âmes et le hourdis inférieur. Des calculs àl 'aide d'éléments finis ont montré cependantune assez bonn e précision de ce type de calculpour le hourdis supérieur lorsque les âmessont suffisamment rigides. Cela reste valablepo ur la partie s upé rieu re des âm es, la diffusiondes efforts n'étant pas encore importante.Ce calcul est cependant beaucoup moinsreprésentatif pour la partie inférieure ducaisson.

[Pour plus de détails sur cette méthode, on sereportera au Bulletin Technique n° 1 du SETRAet au bulletin "Ouvrages d'art " du SETRA n° 13de novembre 1992.]

Au term e de ces calculs, les moments transversauxs'exerçant dans le caisson sont :

• M abaque + M cadre pou r le hourd issupérieur central,

• M cadre dans les âmes et le hour dis inférieur,

• et bien siir, M abaque dans les enco rbellements.

Points particuliers de la modélisation

• la portée (pour le calcul par abaques) de ladalle centrale est obtenue en considérant lepoint de concours de l ' intrados du hourdiset d'une ligne inclinée à 45° à partir de lanaissance du gousset sur l'âme (Fig. 4.3) ;

• pour l ' introduction des moments aux nœudsdu cadre, il faut ajouter le moment dû àl'effort tranchant déterminé au bord théoriquede la dalle, en le multipliant par la distanceentre cet encastrement théorique et le nœudsupé rieur s itué dans l'axe de l'âme (Fig. 4.3) ;cet effort tranchant n'est pas fourni par les

abaques mais il peut être facilement évalué ;• pour être stable, ce modèle doit comporter

deux appuis. Pour éviter des efforts parasitesrésultant d'un blocage des nœuds du modèle,il est nécessaire de libérer un des appuistransversalement. Ces appuis ne doivent passe situer sur la hauteur des âmes (dans le casd'âmes inclinées) car les réactions verticalesy développeraient une composante horizontale(de l'effort normal dans les âmes) qui n'existepas ;

• si l 'on se contente d'appliquer les réactionsd'encastrement du hourdis bi-encastré auxnœuds supérieurs et que l 'on place lesappuis du cadre aux nœuds inférieurs, ilapparaît une compression dans les barresrepré senta nt les âmes, com pressio n quin'existe pas en réalité. Pour effectuer un calculsoigné, il est indispensable d'appliquer surl 'ensemble des barres du modèle l'opposé dela charge appliquée (effort vertical et

moment de torsion) sous forme de fluxsur chaque barre. Cela suppose que l 'on aauparavant déterminé les flux unitaires dusà une charge verticale ou à un couple detorsion par un programme de calcul descaractéristiques de section creuse (Fig. 4A)du type CDS du SETRA ou équivalent. Bien




évidemment, ce type de calcul nécessite unéquilibre des charges pour chaque cas decharge. On vérifie que les réactions d'appuisont alors nulles (ou faibles) ;

• cependant, dans les cas courants (tablier àdeux âmes, de largeur modérée, de hauteurnon exceptionnelle) on peut simplifier lescalculs en n appliquant piis ce flux équivalentet en négligeant l'effort normal dans l'âme,(xtte approximation est justifiée par l 'écartmodéré avec le ferraillage obtenu par laméthode précédente .

Fig. -i.} - Positions relativesdt's efforts ealcLilés ;il'encastrement du hoiirdis(pour les abaques) et du nivudsu[)érieur du catire niodélisé stirle(|uel on applit|ue les efforts

Pour des structures plus complexes (caissonsmulti-alvéolés), il est souvent choisi dedéterm iner des charges verticales é quivalentesdonnant les mêmes moments au milieu de ladalle et à l'encastreme nt (charges uniformém entréparties et en lame de couteau) que l 'ondéplacera ensuite transversalement endiverses positions pour obtenir les effetsmaxim aux dan s la structure transversale.

L'effet de cadre étant fonction de la rigiditédes âmes (fonction de la hauteur et del 'épaisseur) et dans une moindre mesure del'épaisseur du hourdis inférieur, dans un ouvragede hauteur variable, ces calculs sont presquetoujours menés d'une part pour la section surpile, d'autre part pour la section de clefcomme indiqué en préambule.

[Pour plus de détail sur ces méthodes, on sereportera au livre de J.A. Calgaro, Analysestructura le des tabliers de pon ts - Presse de sPonts et Chaussées 88].

4.2.2.2 - Calcul avec modèle 3D

Pour les sections courantes classiques, le

modèle 2 D est généralement suffisant endépit de son imprécision dans les zones bassesdes âmes et dans le hourdis inférieur.Un modèle 3 D n'apporte pas de précisioncomplémentaire intéressante en regard de sacomplexité.

Cette méthode peut être étendue à d'autresstructures que le caisson monocellulaire, leprincipe restant évidemment valable.Cependant, le fait d'appliquer directement lesmoments d 'encast rement ( les abaquesdonnant une même valeur de chaque côté)suppose une symétrie de la structure et desefforts.

En revanche, pou r les élémen ts de section n oncourante, un calcul en 2 D est souvent tropsimpliste et très éloigné de la distributionréelle des efforts. Il s'agit, par exemple :

• de s voussoirs sur pile (mêm e po ur les caissonsclassiques) ;

• des voussoirs déviateurs de câbles extérieurs(idem) ;

64

Fig. 4.4 - Flux de cisaillementdû à un effort vertical dans uncaisson monocellulaire

profil mince équivalent de la section

flux de cisaillement

Pouls en belon précoulniiiil coiis/niits par encor/K'/lenieiits siiccessij's



• des caissons monocellulaires très larges ;

• des caissons à nervures transversales ;

• des caissons multicellulaires ;

• des caissons comportant des bracons.

Il est alors nécessaire d'opter pour une autremodélisation (à barres en 3 D ou en élémentsfinis de coques) permettant de traduire lesvariations locales de la structure (nervures,épaississements d'âme, entretoises sur appuiou déviatrices, etc.) ou un fonctionne men tnon homogène. En ce qui concerne les tabliersmulti-alvéolés, ils peuvent présenter un effet

sensible de distorsion de la section sous lescharges symétriques comme dissymétriques.L'analyse de ce phénomène tridimensionnelnécessite également une modélisation en 3 Dsur une travée (Fig. 4.5).

Fig. 4.5 - Modèle 3 Dd'un cai.sson imilticelkilaire

Dans cette modélisation, les efforts issus dumodèle sont directement exploitables.

Conse ils de base pour la modélisation

Un modèle 3 D est une grille de poutres.

• Selon les éléments à analyser (voussoirs surappui ou section courante d'une structurecomplexe), le découpage dans le sens longitudinal peut être différent pour obtenir uneprécision acceptable vis-à-vis des efforts àcalculer :

- pou r étudier le com portem ent d 'une sectioncourante complexe, il est nécessaire demodéliser une longueur assez grandede tablier de manière à conserver untronçon oii les efforts ne sont pas perturbéspar les co ndit ions aux extré mité s. 11 estsouhaitable de réaliser un découpagesuffisamment fin avec des tranches detablier d'une longueur égale à environ 'Ade la hauteur pour obtenir les bons effortslocaux car un recoupement est nécessaire ;

- po ur un vouss oir sur pile, on p eut tenircompte de la symétrie longitudinale pourdiviser par deux la taille du modèle.Cependant, une attention particulière doit

être portée sur les conditions aux limites(encastrement mais pas pour les sixcomposantes par nœud) pour garantir lareprésentativité du modèle. Par ailleurs,comme d'une part on met en place lesappuis réels du tablier, et que d'autrepart on ne s'intéresse qu'aux efforts auvoisinage de l'entretoise, on peut égalementlimiter la longueur modélisée à quelquestranches (Fig. 4.6), les actions extérieuresprovenant principalement des flux sur lasection extrême.

• D ans les autres directions, le déco upag e doitrester homogène avec celui du sens longitudinal, ce qui augmente rapidement la tailledu modèle.

• Chaq ue barre pos sède ses carac téristiquespropres (section, inertie de flexion) et l'inertiede torsion est prise égale à la moitié de cellede la section rectangulaire correspondante(éléments de plaque - hourdis, âmes - à

l'exclusion de tous les raidisseurs ou autres)pour tenir compte de la distribution des effortsdans les deux directions de la grille de poutres.

65 .

Ponts en béton précontraint construits par encorhellements successifs



^

66

Fig. 4.6 - Modélisation d'un

denii-voussoir sur pilepar un modèle 3 D(extnlil ;lVL'f 3 plans seiilenientpour plus de lisibilité)

• Les renforts locaux (VSP, voussoirs deviateu rs)créent des excentrements des barres. Pour ladétermination des centres de gravité et lesinerties des barres, il faut respecter au mieuxles largeurs de hourdis participant.

• On applique les efforts extérieurs au troncônsous forme de flux dans les sections d'extrémitédu modè le, d'où l ' intérêt de disposer d'un esection courante en extrémité.

• On équilibre les charges appliquées sur letronçon lui-même par des flux directementoppos és (C f§ 4.2.2.1).

Cette méthode est plus lourde que le calcul2 D mais permet de mieux représenter lecheminement des efforts , notamment auvoisinage des appuis ou au droit des deviateurs. En revanche, du fait de l'impossibilitéd'une génération automatique des éléments, lamodélisation 3 D est généralement réservéeaux voussoirs sur appui ou aux deviateurs.

4.2.2.3 - Calcul aux éléments finisavec coques

Comme précédemment, lorsque la structures'écarte du caisson classique, ou pour touteautre raison (meil leure précision parexemple), on peut réaliser un calcul avec deséléments finis de type coc|ue.

Ces programmes sont extrêmement puissantset permettent de résoudre des problèmescomplexes, mais ils nécessitent de la part de

l'ingénieur une très bonne maîtrise des élémentsfinis ainsi qu'une réflexion approfondie aussibien sur la structure elle-même que sur samodélisation. Ils ne peuvent en aucun casrattraper une mauvaise conception de départ.

[Pour le détail des méthodes de modélisationet de calcul, on se reportera en particulier auxdocuments de l 'AFGC "Emploi des élémentsfinis en génie civil"].

Conseils de hase pour la modélisation

Quelques règles élémentaires peuvent êtreindiquées pour réaliser cette modélisation :

• Les conditions aux limites ont une grandeimportance, et les extrémités du modèleprésentent des efforts complètement perturbés.En conséquence, i l faut modéliser unelongueur assez grande pour disposer d'unezon e "utile" no n pe rtu rb ée suffisante.Généralement, on peut considérer que lazone à annuler correspond à environ 2 à 3fois la hauteur de la section. À titred'exem ple, si l 'on m odélise une travée entière,on la prolonge de chaque côté par un

tronçon de trois hauteurs (Fig. 4.7).

• Pour appliquer les efforts généraux correctement, il convient également de prolonger lemodèle en coques par des barres représentantle tablier lui-même avec ses caractéristiquesde section.

• Bien entendu, le tronçon de coques et lesbarres sont reliés par un ensemble de barresrigides disposées en "araignée"".

• La forme des éléments ne doit pas être tropdilatée aussi bien en "plan"qu'en épaisseur :il est ainsi souhaitable d'avoir un rapportmaximum entre les dimensions en plan etrép ais seu r voisin de 2, une forme pa s tro péloignée dun rectangle (sinon, utiliser deséléments triangulaires) lui-même ayant unrapport de dimensions nexcédant pas 2.En conséquence, les hourdis ou les âmespeuvent être décomposés en éléments de0,50 à 0,60 m environ en plan, les entretoisesou les deviateurs ayant des épaisseursmaximum de 0,50 à 0,60 m également.

• 11 faut rappeler que les éléments finis donnentdes résultats au centre de gravité del 'élément. Il faut donc découper la structurede telle manière que les cdg des éléments se

Pouls cil héloii l>ivc<iiitniiiit coiislriiils pur cncorhelh 'iiieiils successifs



zone "u t i l e"B a r r e s

z o n ep e r t u r b é e

l'ig. 4.7 - Oécoupagc d'un tablieren éléments finis de coques

a p p u i A

B a r r e s

a p p u i z o n ep e r t u r b é e

situent au droit des bonnes sections parexemple aux goussets. Sinon, on devra fairedes interpolations, opération manuellelongue et source d'erreurs ou d'imprécisions.

• La pré con train te doit être en trée sous formede forces extérieures sans en oublier aucune(forces à l'ancrage bien évidemment, maisaussi poussées au droit des déviations) car lesystème forme un ensemble autoéquilibré.

• Les charges perm ane ntes sont entrées surl 'ensemble de la structure, y compris sur lesbarres extérieures au tronçon de coques.

• Pour effectuer un calcul pro pr e des effetsdes charges d'exploitation, après avoir définiles sections de calcul (dans le sens transversal),on détermine les lignes (ou plutôt lessurfaces) d'influence des efforts considérésdans ces sections, ce qui permet de choisirles positions des charges de manière à obtenirl'effet maximum cherché.

Par ailleurs, l'attention du projeteur est attiréesur le fait que cette méthode peut être trèslourde en raison de la nécessité de déplacer"manuellement" les charges d 'exploitat ionsur le hourdis supérieur pour certainsprogrammes d'éléments finis ne comportantpas de fonction de déplacement automatique.

En général, les efforts issus du modèle sontdirecte me nt exploitables ; cep end ant leséléments en béton armé, ou les sections en Ténécessitent une reconstitution des efforts sur lasection à partir des contraintes de chaque élément.

Un des intérêts essentiels de cette mé thod e estqu'elle permet de représenter le comportementde la structure aussi bien en partie couranteque dans les zones spécifiques comme lesvoussoirs sur pile ou les déviateurs, et tientcompte de l ' interaction entre effets générauxet effets locaux (diffusion générale). Ce genre

de modèle ne doit pas servir à déterminer lesefforts de diffusion très locaux comme ceuxdans le prisme de première régularisationou les poussées au vide des câbles dans lesdéviateurs, que l'on peut continuer à déterminermanuellement.

Remarque

Les éléments de "coques " ne sont en revanchepas du tout adaptés pour représenter correctement les parties massives d'un voussoirsur pile (entretoise et bossage par exemple) ;il est alors nécessaire d'ajouter des barresexcentrées ou d 'uti l iser des éléments

"volumiques", ce qui pré sen te d 'autr esdifficultés, notamment pour analyser lesefforts et en tirer le ferraillage correspondant(voir aussi le § 4.4.1). Cette méthode doitdonc être réservée à des cas particuliers etnécessite un haut niveau de compétence dansla modéhsation à l'aide de tels éléments.

4.2 .3 - POUSSÉES AU VIDE DANSLES ÉLÉMENTS COURBESOU DÉVIÉS, COMPRIMÉSOU TENDUS

4.2.3-1 - Poussée au vide du bétondans les hourdis courbes

Dans les tabliers en caisson de hauteurvariable, la com pression long itudinale dans lehourdis inférieur crée une poussée au videqui provoque une flexion transversale de cehourdis.

Ce hourdis est encastré dans les âmes du

caisson, de préférenc e par l 'intermédiaire d'ungousset.

Il s'agit d'une coque cylindrique soumise à descontraintes longitudinales de compressionque l 'on peut considérer comme uniformestransversalement à l 'ouvrage.




Ce champ de contraintes induit une pousséeau vide vers le haut du hourdis. Elle estéquilibrée par l 'encastrement de ce dernierdans les âmes et provoque un moment deflexion transversale qui tend la fibre supérieuredans l'axe du hourdis et la fibre inférieure audroit de l'encastrement dans l'âme.

Ce moment varie tout au long de l'ouvrage dufait de la variation longitud inale d'é paisse ur duhourdis et de l'état des contraintes dans lasection. La distribution, dans une sectiontransversale, des mo me nts à l 'encastremen t surles âmes et en travée \arie également enfonction des raideurs relatives du hourdis etdes âmes (le hourdis supérieur étant généralement constant).

La poussée au vide s 'exprime par mètre(transversal) de hourdis, dans une tranchedonnée d'ouvrage de longueur unitaire, par :

q = ab moy ^moy

4.2.3-2 - Poussée au vide des câbleséclisses

La prése nce de câbles de précon trainte d ans lehourdis inférieur provoque un phénomène demême nature mais de sens opposé. Ces câbles,encore appelés "câbles éclisses", sont lescâbles tendus en deuxième phase aprèsachèvement des fléaux, lors des clavages derive ou intermédiaires entre fléaux consécutifs.

Deux cas sont à distinguer :

• les câbles dans les hourdis courbes,

• les irrégularités d'exécution.

La présence de câbles dans les hourdiscourbes génère des efforts analogues à ceuxprésentés ci-avant mais de sens opposé.Cependant, ces câbles sont proches du centrede la travée, zone de faible compression duhourdis : il y a donc forte pré pon déra nce del'action des câbles. En outre la présence degaines réduit la section résistante et doncfavorise le "découpage selon le pointillé ".

avec 0|, n„„, - contrainte moyenne dans lehourdis inférieur dans latranche c onsidérée,

e = épaisseur du hourdis inférieurdans cette tranche.

*moy - rayon mo yen de la fibremoyenne du hourdis inférieurpour la tranche considérée.

^ ^ ^ ^ O b

68

Nota

Dans le cas d'un intrados très courbe (avecune variation de hauteur selon une cubiquepar exemple), il existe un risque d'instabilitéde ce hourdis sous compression dans la zonede courbure maximale (voir article deP. F aessel - Jo ur né e de l'AF PC; avril 1974 etM. Virlogeu x - A nnales de l'ITBTP février1981].

Fig. 4.8 - Poussée au \ kitd'un hourdis courbe -coupe longiuidinale

mwmFig, 1,9 - l-'oussée au \ itie

d'un hourdis courlie -coupe trans\er.sale

Pouls cil Ih'Ioii pivcuiilnihil coiislniilspar ciuorhcH eiiienls siicccssi/'s

http://arie/

http://arie/

http://arie/



. . ' • f -

En appelant / l 'effort linéaire de poussée aup

vide du câble, cet effort vaut f = — avec :R

- P l'effort de pré con train te du câble,

- R le rayon de courbu re.

Les irrégularités du tracé des gaines lors del 'exécution, notamment au droit des joints devoussoirs, entraînen t des efforts con cen trésqui peuvent causer des désordres, voire deséclatements du hourdis inférieur. En effet, si lerayon de courbure devient très faible (pointangu leux), l 'effort augm ente considérablement et peut entraîner la rupture du hourdis.

Il est donc fortement déconseillé de disposerdes câbles dans le hourdis inférieur destabliers de hauteur variable. Même pour lesouvrages de hauteur constante, cette dispositionest également déconseillée, car les voussoirssont de faible longueur et la multiplicité desjoints augmente le risque d'imperfections. Deplus, le retrait transversal provoque unefissuration au droit des conduits qui peut favoriser la corrosion des conduits puis des câbles.

Nota

La poussée au vide des câbles éclisses placésdans les goussets existe aussi lorsqu'elle n'estpas compensée par la compression du béton.Cependant, le phénomène est moins pénalisanten raison de l 'épaisseur de béton disponibleau droit de ce gousset, épaisseur qui perm et derépartir les efforts.

4.2.3-3 - Poussée au vide dans unhourdis inférieur au droitd'un point anguleux

Dans les tabliers de hauteur variable à goussetl inéaire, des po ussé es au vide localiséesnaissent dans le hourdis inférieur au point deconcours de deux portions recti l ignes dehourdis inférieur soumis à des contraintes decompression longitudinales.

Il en est de même au droit des appuis lorsquele hourdis présente une discontinuité depente.

La résultante est dirigée suivant la bissectricedes lignes moyennes du hourdis, donnant uneffort concentré sollicitant fortement localementle hourdis inférieur.

C'est la raison pour laquelle il est indispensablede disposer à cet endroit un raidisseur ou uneentretoise pour transférer l'effort vers les âmeset pour reprendre la flexion transversale duhourdis.

Sur appui, l 'entretoise sert également à

reprendre les efforts de torsion.

4.2.3.4 - Poussée au droit d'un déviateur

Les câbles de précontrainte extérieure sontdéviés dans les entretoises deviatrices selonun faible rayon de courbure. Ils développentdonc des efforts localisés importants quidoivent être repris par ces déviateurs. Leprincipe est le même que ci-dessus, la pousséeau vide étant dirigée suivant la bissectrice dutracé des câbles.

Fig. 4.10 - Efforts au droittics point.s anguleux -coupe longitudinale

69




Fig. ^.l l - Ptïort.s :ui droitd'un tlé \ iatcur de préco nlrainte

Dans le cas de tabliers fortement courbesen plan, la composante horizontale de ceteffort devient non négligeable.

4.2 .4 - EFFORTS DUS AUXPHÉNOMÈNES 1HERMIQUES

Hourdis supérieur

Outre les classiques efforts de flexion généraledus au gradient thermique, il est souhaitable,dans certains cas, de prend re en co m pte leseffets locaux provoqués par un gradient

régnant entre les deux faces du hourdissupérieur

À titre indicatif, on propose de considérer ungradient de 10°C dans le hourdis supérieur,sous forme de gradient linéaire. La combinaisonà considérer est analogue à celle utilisée pourla flexion gén érale : G + Q^ + 0,5 A9.

Nota

Ce gradient n 'amène réellement descontraintes que dans le cas des caissons à âmesmultiples (3 ou plus). Il n'est généralement pasnécessaire de le considérer dans le cas desouvrages à deux âmes.

Hourdis inférieur

70

Ce gradient entraîne une flexion transversalevenant se cumuler aux autres sollicitations.Dans les âmes, la section d'armature correspondante s'ajoute à celle déterminée par lecisaillement d'effort tranchant général.

La figure 4.12 représente l'allure du gradientthermique réel dans un caisson classique enbéto n selon l'E uroco de 1 - partie 1.5. Ellemontre sans équivoque que le hourdis supérieur est bien le siège d'un gradient thermiquedans son épaisseur

10 °C

Gradient thermique

Le hourdis inférieur nécessite généralementpeu d'armatures transversales sauf s'il est trèslarge. Lors du béto nna ge, qui se fait au con tactdu voussoir précédent, il peut apparaître desefforts de retrait différentiel pouvant générerune fissuration longitudinale, retrait d'autantplus important que le béton est de hauterésistance, ob tenu e généraleme nt par unciment à chaleur d hydratation élevée, et quele caisson est large. En conséquence, nousconseillons de disposer un ferraillage minimumtransversal égal à 10'/,. de la section du hourdis(avec f en MPa). À titre d'ex emp le, cela donne0,4 % po ur un b éto n B40.

4.2.5 -JUSTIFICATIONS DES SECTIONS

En l'absence de précontrainte transversale, lajustification des pièces et la détermination duferraillage s'effectuent selon les indications duBAEL 91 révisé 99 en considérant généralementla fissuration comme préjudiciable.

Fig. 4.12 - tiiiidienl thfrm i(|uetian.s un ousragt- en lai.vson

Ponts eu IKHUII precoiilniiiil coiistniilspur eiiairhc/leiih'iits successifs





4.3-2.1 - Influence de la cinématiquede réalisation

Voussoir sur pile

Le voussoir sur pile est une structure auxdimensions importantes sdumise à des sollicitations très variables au cours de la constructiondu tablier puis en exploitation. Il convientdonc de ne pas se limiter à la seule situationdéfinitive mais, au contraire, de vérifier toutesles phases importantes dej)uis la constructionjusqu'au service.

Ces principales phases sont :

• la cons truc tion du fléau avec les déséquilibres, le voussoir sur pile étant encastré(dissymétrie de bétonnage, chute d'équipagemobile) ;

• le transfert d'appuis qui suit les clavages ;

• la mise en tens ion de la p réc on tra int eextérieure dans le voussoir sur pile (effortsde diffusion maximum) ;

• l'état en service (flexion maximum).Voussoirs courants

l-ig. t. U - Wnissoirsur pile cl;i.s.si(|iie

Fig. H.lî - \bussoir sur pile avec appuis

détloiiblés

72

Pour les voussoirs courants, les principalesphases sont :

• la mise en précontrainte du voussoir concerné(efforts de diffusion maxiimum) ;

• la fin de construction du fléau (précontraintemaximum dans la section) ;

• l'état en service (flexion maximum).

4.3.2.2 - Mode de prise en comptede la précontrainte

Les câbles ancrés à moins d'une longueur derégularisation de la section d'étude créent desefforts de diffusion pure qui s'ajoutent auxefforts obtenus par la RdM (effort tranchant enparticulier) et fournis par le programme de

calcul. Certains progra mm es comp tent cescâbles dès l 'ancrage, d'autres ne les prennenten compte qu'à rextrémitt^' du voussoir.

l 'ig. i. n - Schéma dela réduction d et forttranclianl tlue aux câbles

Pouls eu héluu precoutraiul auistruilspar eucorhelleiiioits successifs

http://bussoir/

http://bussoir/



Par ailleurs, l'inclinaison des câbles par rapportà la fibre moyenne entraîne généralement uneréduction de l'effort tranchant selon le schéma4.17. Il convient donc d'être cohérent dans laprise en com pte de la rédu ction d'efforttranchant due aux câbles avec le programmede calcul pour ne pas compter deux fois lemême effort.

4.3.2.J - Tablier de hauteur variable

Pour les ouvrages de hauteur variable, la fibremoyenne présente un point anguleux au droitde l 'appui. En conséquence, la réactiond'appui n'est pas égale à la somme des effortstranchants à droite et à gauche de cet appui,mais il faut lui ajouter la composante verticalede l'effort normal dans la section.

4.3.2.4 - Morphologie transversale

Le dév elop pem ent des autorou tes et desouvrages urbains a conduit à la constructiond'ouvrages de largeur très importante.

L'effet de ce report de charges sur lescontraintes est cependant modéré.

Enfin, les ouvrages mono-caisson de grandelargeur (avec ou sans bracons et/ou nervures)présentent une largeur participante du hourdissupérieur réduite par rapport à la largeurcomplète (phénomène de traînage de cisaillement). Il convient d'en tenir compte dansl'évaluation des contraintes de flexion. Enpremière approximation, on peut prendre encompte ce phénomène selon les préceptesdu BPEL - article 5.4, en limitant la largeurparticipante à I/10<^""^ de la portée de latravée considérée, de chaque côté de l 'âme(pou r un caisson à deu x âmes, cela pe rme t

d'atteindre une largeur participante totaleb = épaisseur totale des âmes + 0,4 ( .Cependant, la présence des nervures amélioresensiblement la diffusion des efforts dans lehourdis supérieur, en empêchant le voilementde ce hourd is ; il n'es t alors généra lem ent pasnécessaire de réduire la largeur participantedu hourdis dans une telle structure.

Bien que la majorité des struc tures soit désorm aisdes caissons mono-cellulaires, on utilise

parfois des structures multicellulaires. Cesdernières sont plus délicates à construire etprésentent l'inconvénient d'un fonctionnementtransversal complexe qui, mal appréhendé,peut conduire à des désordres dans les âmes(répartition non uniforme des cisaillementssurtout pour les caissons à trois âmes, l'âmecentrale reprenant plus d'effort). Ces structuressont en particulier sensibles à la distorsion(déformation de la section transversale)apparaissant sous charges, ce qui nécessite unemodélisation en 3D pour tenir compte des rigiditéstransversales et longitudinales de la section.

Il est de plus conseillé de concentrer les câblesde précontrainte de fléau au droit des âmes

pour reprendre di rectement les chargesapportées par celles-ci (par cisaillement). Parailleurs, il est souhaitable de disposer auxextrémités de chaque encorbel lement uncâble filant de manière à recomprimer lesextrémités du hourdis supérieur (voir aussi§ 4.5.3).

Enfin, la diffusion des efforts concentrés dansce genre de section ne peut s 'accommoder desrègles simplifiées habituelles et nécessite uneétude spécifique.

Une autre solution pratiquement abandonnéeen France a été la solution de structures àdeux caissons réunis par le hourdis supérieurSon inconvénient principal est le retraitdifférentiel apparaissant entre des bétonsd'âge différent, entre le béton des caissonsd'une part et celui du clavage transversald'autre part. Le fluage conduit à une redistribution des efforts :

17.1m

1.8m

Fig. 4.18 - Exemple d'uncaisson de grantle largeur

• verticalement les parties coulées en deuxièmephase s'appuient sur le premier caisson.

• l'effort normal migre du béton de secondephase vers le béton de première phase et lebéton du clavage participe.




4.3 .3 - EFFET RÉSAL

4.3-3-1 • Principes de base

Dans les ouvrages de hauteur variable, ilapparaît une correction de l'effort tranchantdu fait de l'inclinaison de la fibre moyenne parrappo rt aux hourdis : la compres sion dans leshourdis présente une composante dans ladirection de l'effort tranchant.

faible au voisinage des appuis, la compressiondu hourdis supérieur étant réduite, alors quec'est dans cette zone que la variation dehauteur étant la plus importante, l'effet Résaldû au hourdis inférieur est le plus grand. [Pourplus de détails sur les méth odes théorique s, onse reportera à l'article de M.Virlogeux,Annalesde l'I.T.B.T.R n° 391 de février 1981].

4.33-2 - Calcul en section verticale

r — : ^////////////y////A v/y/y/7\

\ • ' • ' • ' • . ' . " ^zzzAF'ig, 1.19 - Hft't'l R ésiil da ns li\s lioiirclis sup ci k'ur etintiMicur (d'iipit's It- BPHl)

Une partie de l'effort tranchant est donc équilibrée par l'effort normal dans les membrures.

L'effort tranchant équilibré par les cisaillementsest égal à F + AK

A Ve st la corre ction d'effori tran ch an t par effetRésal :

AK = -ra - cp A' ,,, + (pA^ ,s av ec :

cp l'angle de la fibre m oy en ne avec la fibresupérieure,

A vec les mo yens d e calculs actuels, on effectuesystématiquement le calcul en section droite.Pour les calculs de prédimensionnement, il estpossible d'effectuer le calcul sur les sectionsverticales à condition que :

• l 'extrados p uisse être considé ré com mehorizontal,

• les efforts tranchants soient dans la directionclassique selon le fléau contrairement à cequi peut se passer dans le cas de travéesfortement dissymétriques où l 'on observeune inversion de l'effort tranchant.

Dans ce cas, la formule se simplifie en :

AF = - 7V;j, sin a a étant l'angle du hou rdisinférieur avec l'horizontale

Comme il a été dit plus haut, le calcul ensection verticale est plus défavorable, en particulier près des appuis en raison de l'inclinaisonplus forte de la ligne moyenne. L'écart sur lescontraintes de cisaillement peut atteindre1 MPa dans certaines configurations.

4 .3 .4 - CISAILLEMENT D'EFFORTTRANCHANT

a l'angle du hou rdis inférieur par rap por t auhourdis supérieur,

N^,) effort (de compression) du hourdis inférieur,

A' ,,,, effort (d e co m pr es si on ) du ho ur di ssupérieur.

Pour un ouvrage classique à deux âmes, lecisaillement d'effort tranchant peut s'écrire :

V•eé

S(y)bjy) I avec

b„(y) largeur totale net te à l'ord onn ée y,

Selon le BPEL, les aires c:oncerné es p ou r le

calcul de A';,, et de A^^,, sont celles des hourdiset des goussets, à l'exclusion des âmes.

Comme on peut le constater dans la formuleci-dessus, le hourdis sujiérieur exerce un"contre-effet" Résal s'opposant à celui duhourdis inférieur II est cependant en général

S(y) mo men t statique à l 'ordonné e y (cadde la partie située au-dessus de lacoupure par rapport à l 'axe passantpar le centre de gravité).

Fred effort tran cha nt rédu it,

/ inertie de la section com plè te.

Pdiits en liéton pivamlniiiil coiistniitspar eucurhellemeuts successifs



Lorsque les âmes sont inclinées, la largeur best la largeur droite de l'âme considérée, etnon sa largeur biaise au droit de la coupure.

Cette formulation suppose qu'il n'y a pas decouple concentré appliqué à proximité dela section considérée. Les sections d'aciersupplémentaires nécessaires pour reprendreles actions apportées par les ancrages des câblesson t déterm iné es pa r les calculs liés à la diffusion.

Fig. 4.20 - Cisaillt'mcntâmes inclinée.s

rigidités). Cette hyp othès e d'indéformabilitépeut être considérée tant que l 'espacemententre éléments raidisseurs (entretoises surpiles et déviateurs) n'excède pas 5 à 6 fois lalargeur d u caisson. A u-delà, la distorsion ducaisson augmente la flexion longitudinaled'une âme par rapport à l 'autre, et peuts'ex prim er à la ma nière d'un coefficientd'excentrement appliqué aux charges.

Dans le cas d'un pont courbe dont la sectionest supposée indéformable comme indiqué ci-dessus, la torsion générée par la courbureintervient à plusieurs stades :

• lors de la construction du fléau, pour le poidspropre, le centre de gravité de la portiond'arc se situe à l'intérieur et la torsion chargel'appui intérieur à la courbe ;

Quant à la valeur de la largeur nette, dans lecas où il existe un câble à proximité de lacoupure (câblage dit "intérieur"), on rappellequ'il faut déduire le diamètre de la gainelorsque celle-ci n'est pas injectée ou estinjectée avec un produit souple, et un demi-

diamètre lorsqu'elle est injectée avec uncoulis de ciment (Cf. BAEL article 7.4.1).

• le poids des sup ers truc ture s agit sur lastructure continue et engendre une torsionde signe opposé à celle du poids propre ;

• enfin, la pré co ntra inte exté rieu re ayant untracé polygonal génère une torsionchargeant le côté intérieur sur appui.

4.3.6 -JUSTIFICATION DES SECTIONS

4.3.5 - CISAILLEMENT DE TORSION

Dans une section en caisson, le cisaillement detorsion pure de Saint-Venant vaut ;

T mo me nt de torsion,

Q aire du tu be délim ité pa r le feuilletmoyen des parois du caisson.

Les sections sont justifiées selon l'article 7.2du BPEL 91 révisé 99. Les contraintes o^, O;et T calculées en tout poin t d'un e section,doivent donc satisfaire les inégalités suivantesà TELS :

pour (Tx > 0

x ^ - a a < 0 ,4f .', 1°x + ^ )

épais seur de la paroi. (no n rup tur e par fissuration)

La torsion résulte des charges dissymétriques(permanentes ou surtout d'exploitation) et del'éventuelle courbure en plan du tablier.

f. ,x^-a o < 2^^ 0 , 6 f . -o - o

X t f \^ ' C| X t ti T I X t;

Ce cisaillement s 'ajoute algébriquement àcelui d'effort tranchant calculé précédemment.

Ce calcul suppose évidemment que la sectionest indéformable, ce qui est généralement lecas, les ouvrages comportant des déviateursfaisant office de raidisseurs et les âmes ayantune épaisseur du même ordre de grandeur queles hourdis (pas de trop grandes différences de

(non rupture par compression cisaillement)

Fonts en béton précontraint construits par encorbellements successifs



Dans le cas général où o, •= 0 (pas de précontrainte verticale), on obtient :

x ^ < 0 , 4 f .t| 3 X

f . ,et T 2 < 2 A o,6f - a

f . V q=1

l.la

la première formule étant presque toujoursprépondérante .

• la diffusion des efforts n'e st ob ten ue qu 'àpart ir d 'une certaine longueur, d 'où unmanque de compression entre les ancragesen bas de l'âme. On doit donc justifier lecisail lement à la jonction àme/hourdisinférieur sans tenir compte de cettecompression ;

• pou r assurer une b onn e rép art i t ion del 'effort, il est nécessaire de rapprocherfortement les étriers actifs qui doivents'insérer dans le ferraillage passif de l'âme, cequi complique le bétonnage ;

Lorsque les calculs sont conduits avec lavaleur prob able de la pré co ntra inte ?„,, lacontrainte limite x est à multiplier par uncoefficient k'. Les ouvrages construits parencorbellement faisant l'olîjet de précautionsparticulières en raison de la haute technicitéqu'ils requièrent, on adop te généraleme nt 0,95pour ce coefficient k' (article 4.10,1).

• de par leur princip e m ême , ces armaturesdébouchent dans le hourdis supérieuret sont donc extrêmement sensibles à lacorrosion. 11 est donc nécessaire d'employerdes techniques de protection de type"offshore" rendant la solution particu lièrem entcoûteuse (capots et gaines étanchesnotamment) ;

Les armatures sont déterminées à l'ELU (BPELarticle 7.3,2) :

A f

n t ' sred.u ti3P„

76

pour des armatures perpendiculaires à la fibremoyenne.

L'E uroco de 2 (EN 1992 1.1 - article 6.2)n'im po se pas d e vérification à TELS. La détermination des armatures passives est semblableà celle du BPEL, la participation du béton étantprise en compte de manière analogue maisavec quelques raffinements complémentaires.Ce document étant encore en évolution, on s'yreportera lors de sa publication définitive.

4.3 .7 ÉTRIERS ACTIFS (POU R MÉMOIRE)

Cette techn ique a été utilisée quelquefois p ouraméliorer la résistance au cisaillement desâmes. Elle n'est citée ici que dans le but derappeler les inconvénients qui ont conduit àl 'abandonner :

• enfin, une p art ie de l'effort vertica l d eprécontrainte s 'évanouit dans les accidentslocaux de rigidités comme les déviateursou les entretoises (zones où l'on atteint

généralement le cisaillement maximum).4.3 .8 - COUTURES DES HOURDIS

SUR LES ÂMES

Afin d'év iter la rup ture - par exc ès decisaillement - des plans verticaux situés à lanaissanc e d es go ussets (poin ts S I, S2, 11, voirfig. 4.1 au § 4.1), il convient de coudre leglissement par des aciers transversaux. Ledimensionnement de ces aciers s 'effectueconformément aux indications de l 'article7.3,23 du BPEL 91 révisé 99.11 faut égalementvérifier les contraintes de cisaillement à TELScomme signalé plus haut (Cf. § 4.3-6).

Pour le hourdis inférieur, un ferraillage transversal minimum est nécessaire pour limiter lesfissures dues au retrait thermique dans la zonecentrale du hourdis. Une valeur de 0,5 %semble suffisante dans les cas les plus défavorables(grande largeur, BHP, etc. - voir aussi § 4.2.4).

• compte tenu de la très courte longueur desarmatures de précontrainte, leur tensionpeut s 'écarter nettement de la valeurattendue du fait du recul d'ancrage. Seulescertaines armatures peuvent assurer unetension correcte (systèmes à boutons, barresde précontrainte) ;

Ponts cil héloii p ivcoiilmiiil cuiistriiHs par cncorhellewcnts successifs



^ ^ KV

Fig. 4.21 - Couture duglissement hourdis / âme

4.4 - ÉLÉMENTS PARTICULIERS

4.4.1 - VOUSSOIRS SUR PILE4.4.1.1 - Généralités

4.4.1.3 - Modèle bielle et tirant

On peut également utiliser une méthode debielle-et-tirant [Cf J. S chlaich - PCI Jo urn al -may/june 1987] pour vérifier cette transmissiond'efforts. Le principe de cette méthode est lesuivant :

• const ruct ion d 'un modèle com posé debielles et de tirants, ces éléments remplaçantles champs de contraintes réels par deséléments droits et concentrant les déviationsdes contraintes dans les nœuds,

• calcul des efforts sta tique me nt équilibrésdans les barres du treillis,

• dimensionnement des bielles, des tirants etdes nœuds.

Rappelons que, bien souvent, le schémastatique initial de ces parties d'ouvragen'autorise pas l 'application en tout point desprincipes de la RdM pour les poutres filaires. Ilconvient donc de s'assurer de la pertinence dela morphologie du voussoir sur pile pour lacirculation des efforts internes (ancrage

ultérieur de la précontrainte extérieure decontinuité, entretoise d'appui et de vérinage.

Les justifications à me ner p orten t essentiellementsur :

• la transmiss ion de s réactions d 'app ui desappareils d'appui (provisoires comme définitifs)vers les âmes ;

• la reprise des efforts de torsion par l'entretoised'appui ;

• la reprise de la poussée au vide du hourdisinférieur par cette même entretoise, pour unpont de hauteur variable ;

• la diffusion des efforts de précontrainte.

4.4.1.2 - Modèle 3D

Comme déjà indiqué au § 4.2.2.2, on utiliseassez souvent un modèle 3D pour modéliser

le voussoir sur pile en raison de la présenced'élém ents d e renfort (entretoise, épaississementsd'âme, etc.) qui modifient complètement sonco mp orte me nt par rappo rt à celui d 'unesection courante. Ce modèle sert au calcul destrois premiers points présentés ci-dessus.

La difficulté de ce tte m éth od e est la con struc tiondu modèle. Les barres du modèle doivent êtreimplantées selon les directions des forcesinternes données par la théorie de l'élasticité.La méthode généralement utilisée est celle duparcours de charge. On équilibre le modèlepar les forces appliq uée s et - la pièc e se

prolongeant par une zone dite de type B (pourBernouilli, cf. J. Schlaich, c'est-à-dire selon unerépa rtition linéaire) - par une d istribution decontraintes répartie sur la frontière avec lazone B. Le diagram me d e con trainte s estdivisé de telle manière que chaque chargeconcentrée soit équilibrée par la zone decontra inte répar t ie correspondante . Lesparcours de charge doivent relier deux côtésopposés sans jamais se croiser.

Mais il est parfois difficile de déterminer leslignes de charge, ce qui peut nécessiterd'effectuer un modèle aux éléments finis pourdéfinir ces lignes de charges. Cela peut doncs'avérer lourd d'utilisation.

En résumé, l'attention est attirée sur le fait quecette méthode, très intéressante pour toutesles pièces irrégulières de cette nature, nécessiteune très bonne compréhension du fonctionnement des structures de la part de l'ingénieur :un mauvais choix des bielles et des tirants

peut conduire à de mauvaises dispositionsd'aciers et des sections soit excessives, ce quiserait un moindre mal, soit insuffisantes ce quiest beaucoup plus dangereux.

Ponts en béton précontraint construits par encorhcU emcnts successifs



2 - Fonct ionnement en t re i l l i sde l ' en t re to ise

1 - Efforts appliqué s C o m p r e s s i o n

R a c l i o n s d ' a p p u i

Fig. 4.22 - Kntretoi.se d'appui en \tran.smi.s.sion de l.i torsion

À titre d'exemple (Fig. 4.22), est représenté ci-dessous le fonct ionnement de l 'entretoised'appui sous l'effet de la torsion du caissonpour une disposit ion courante de la diteentreto ise, c'est-à-dire e n V. D'autres dispositionspeu ven t être envisagé es : triangulation inv erséede l 'entretoise (en formt: de A) ou simplecadre renforcé.

4.4.1.4 - Points particuliers

Dans le cas des ouvragt;s p articu lièrem entcourbes, le tablier est soumis à des m omentsde torsion induits par la courbure, ce quientraîne des cisaillements impo rtants dans lesâmes au voisinage des piles. Les entre toise s surpile doivent évidemment reprendre ces effortssupplémentaires (voir aussi § 4.3.5).

Le quatrième point (la diffusion) se fait selonles principes habituels (annexe 4 du BPEL).Cependant lu section n'étant pas constante(bossages, épaississements d'âme), il faut faireun choix entre les sections sur lesquelless'effectue la régularisation des contraintes.Compte tenu de la hau teur relat ivementimportante du tablier dans cette zone (surtoutdans le cas des ouvrages de hauteur variable),ce t te longueur de régularisation p erm etgénéralement d 'at teindre la section "courante"du tablier. C'est sur cette section que l'onconsidérera les contraintes c om me réparties.

Au niveau des cou pure s, pour l 'évaluation descontraintes de cisaillement, il est par contreraisonnable de prendre en compte la sectionréelle, c'est-à-dire avec l'épaississement desbossages. Cela ne change pratiquement pas leferraillage qu i dépe nd essent ie l lement del'effort et non des contraintes.

Remarque

Pour étudier la diffusion des efforts dus auxancrages de câbles dans les VSP (ou dans lesVSC), il a été parfois envisagé de considérer lehourdis comme étant une pou tre voileappuyée sur les âmes et de calculer unferraillage de flexion de cette poutre. Cetteméthode n 'est pas satisfaisante p uisq ue cet te"poutre" n 'en est pas une du fait de l 'existencedu reste du hourd is derrière l'éléme nt artificiellement isolé de longueur t^. Dans cettehypothèse, les aciers de diffusion von t alor s

être disposés à l 'arrière" de la poutre, c"est-à-dire au plus loin des ancrages, alors que lesp h é n o m è n e s de fissuration surv ienn enttoujours du côté de ces ancrages. Commeprécédemment , ce la peut conduire à demauvaises dispositions du ferraillage pouvantentra îner les désordres que l'on voulaitjustement éviter. En tout état de cause, il estconseillé de disposer quelques aciers dansl 'angle opposé du bossage pour le rendre nonfragile (Fig. 4.23 ).

Ir

y//////////////W^MWA

^

Aire

S " 1

i1i

cons idérée

l-'ig. h.lS - Scclion detoLipiMV pour dilfusion

4.4.2 - VOUSSOIRS SUR CULÉE

Les voussoirs sur culée ont à transmettre versles appuis des efforts n ette me nt plus faiblesque les voussoirs sur piles. En revanche, lesefforts de diffusion sont bea uc ou p plus importants du fait de l 'ancrage de l 'ensemble des

PuiJs cil hetdii liivcDiitiaiiil coiislruits /lar ciicorhcllciiicnîs succcssijs



câbles extérieurs dans la même section. Pourcette raison, il est généralement préférable dedisposer une précontrainte transversale (sousforme de monotorons) permettant de réduiresensiblement le ferraillage et donc facilitant lebétonnage de cette partie. Cette précontraintepermet également une maîtrise de la fissuration

Les principes de calcul sont les mêmes quepour les voussoirs sur piles. La hauteur étantconstante, le phénomène de poussée au videdû à la compression régnant dans le hourdisinférieur n'existe cependant pas.

On portera une grande attention à l 'équilibrede la bielle d'a bo ut. En géné ral, il suffit po urcela d'ancrer deux câbles longitudinaux dansl'angle inférieur au-dessus de l'appui.

D'autre part , lors de l 'exécution de cesvousso irs, gén érale me nt réalisée à l'aide d 'uncoffrage bois pour le noyau intérieur, ilconvient de prendre la précaution de ne pasbloquer le retrait en attendant trop longtempsavant de décoffrer.

d'autre part une localisation de ces armaturestrop loin du point d'application des forces. Ilfaut rappeler que les fissures observées dansles cas de diffusion d'efforts concentrés sonttoujours apparues près de l'ancrage. Il fautprendre en compte les symétries et considérerau maximum la demi-largeur du tablier dans lecas d'un caisson.

4.5-1.2 - Bossages des câbles

Les aciers des bossages sont déterminésconformément aux indications de l'annexe 4 § 2du BPEL91 révisé 99.

Rappelons qu' i l est fortement déconseil léd'implanter des bossages et surtout des câblesintérieurs au béton dans les hourdis inférieurscourbes (Cf. § 4.2.3-2) ou même droits, et qu'ilest préférable de les disposer au droit desgoussets de raccordement avec l 'âme.

Les armatures transversales de ces bossagesdoivent coudre ce bossage au reste de lasection.

Enfin, il est nécessaire de rigidifier l'extrémité

du hourdis supérieur sous le joint de chausséepour reprendre les efforts de flexion locale dece bord sous l 'action des charges roulantes.

4 . 5 - E F F O RT S L O C A U X

4.5.1 - DIFFUSION DES EFFORTSDE PRÉCONTRAINTE

D'une manière générale, la diffusion de laprécontrainte est justifiée en respectant lesindications de l'annexe 4 du BPEL91 révisé 99.Cet article comportant cependant quelquesambiguïtés ou lacunes, les précisionssuivantes sont à app orter - en attend ant uneévolution de cette annexe.

En l 'état actuel, l 'Eurocode 2 ne possède pasde chapitre concernant la diffusion des effortsconcentrés.

4.5.1.1 - Diffusion dans le plan horizontal

Il ne faut pas considérer, pour la longueur derégularisation, que l'on "tourne " simplement letablier de 90°. Cela conduit à ad op ter dan s lescalculs une longueur beaucoup trop importantequi entraîne, d'une part des cisaillements trèsfaibles et donc des armatures insuffisantes.

On doit disposer (Fig. 4.24) :

• des aciers en tête du bossage permettant decoud re l 'ancrage à la paroi pro che du caisson(aciers Aj) ;

• des aciers reprenant la poussée au vide ducâble lors de sa déviation (aciers A^) ;

• des aciers de couture du reste du bossage(aciers A2).

L'objectif des calculs est de vérifier la sécuritéà rupture, le béton étant fissuré. Mais pourfaciliter ces calculs, on ramène le problème àun état non fissuré en considérant la forced'ancrage à TELS et en limitant la contrainte

2dans les armatures à o3 ' .Pour les aciers A,, il s'agit de l 'ensemble desaciers de "surface" et "d'éclatement" du BPEL.La section vaut approximativement :

A = 0,2 ^ F étant la force à l'ancrage.

Pour les aciers A3, on repren d simplem entF sin a suivant le plan de déviation du câble ;généralement, cette valeur est proche de 0,2F.

Ponts en béton précontraint construits par eticorhellenients successifs



A2 A3Fi>>. 'i.21 - Fcnailhigcclïin bossage

A i , A 2 A i , A 3

80

Enfin pour les aciers A,, on se limite àrep ren dre é galem ent au maxim um 0,2/^ du faitque l'effort de précontrainte est dirigé vers lebéton et donc qu'il exerce une compressionpure dans cette zone.

Les aires d'armatures considérées doivent êtrela somme des sections coupées dans lesdeu x pla ns (horiz ontal et vertical). À titred'exemple, on doit considérer ici pour A,2 sections d'armatures, de inême pour A , et A3.

La contrainte élastique des armatures doit être

prise avec sa valeur réelle s'agissant d'unevérification à rupture, c'est-à-dire avec/p = 500 MPa pour les armatures classiquesFe E 500 (j)as de limitation à 400 MPa).L'objectif est de ne pas surdimensionner leferraillage dans cette zone, l'excès conduisantà des difficultés de bétonnage. En revanche, ilest impo rtant de resp ect er les enro bage s - nitrop réduits, ni surtout trop importants - pourassurer la parfaite intégrité du béton de cesbossages.

[Pour plus de détails, on se reportera auBulletin Ouvrages d'Art du Setra n° 11 dejanvier 92, et aux com men taires et observationsdes n° 12 de juillet 92 et n° 14 de mars 93.]

4.5.1.3 - Aciers d'entrainernent

Des aciers d 'entraînement peuvent êtrenécessaires pour reprendre les tractions duesau raccourcissement gêné du béton, à l 'arrièredes bossages. Ces aciers sont déterminés

conformément aux indications de l 'annexe 4§ 2.3 du BPEL91 révisé 99 en limitant leurlongueur du côté du câble.

4.5.1.4 - Câbles extérieurs

La particularité des câbles extérieurs résidedans leur grande puissance unitaire qui, ajoutéeau fait que l'effort est évidemment extérieurau béton, entraîne la nécessité d 'ancrercomplètement de gros efforts. L'erreur en cedomaine a parfois conduit à des rupturesfranches qui auraient pu être évitées avec unminimum de réflexion lors de la conception.

En premier lieu, une simple règle de bon sensconsiste à positionner les ancrages des câbles

extérieurs dans les entretoises au plus près desâmes et des hourdis de manière à transmettrele plus directement possible les efforts vers lesparois du caisson. La transmission par biellesde béton comprimé est en effet toujours lemode le plus efficace.

D'autre part, il est indispensable de dimensionnerles éléments d'ancrage avec une épaisseursuffisante (dans le sens longitudinal du tablier)pour qu'ils assurent la plus grande partie de ladiffusion. Une trop faible épaisseur entraîne eneffet un poinçonnement de l 'élément parrapport au tube du caisson qui ne peut êtrerepris seulement par des armatures.

Enfin, il est parfois p lus judicieux de con cev oirun phasage limitant la dissymétrie des effortsde mise en tension plutôt que d'épaissirfortement les blocs d'ancrage pour résister àdes phases intermédiaires mal choisies.

Fiii.is cil betuii /iivciiiitmiiit coiisInii/s l>ar ciicoilx'llciiieiUs successij's



4.5 .2 - CLEFS DES VOUSSOIRSPRÉFABMQUÉS

Dans les ouvrages préfabriqués, les voussoirscomportent des clefs multiples assurant latransmission de l'effort tranchant. On considèreque le cisaillement est repris sur la section dela clef :

X, = 0,65f. + a avecb t|

fjj résistan ce cara ctéristiq ue à la traction dubéton

o contrainte normale au centre de gravité dela section

Les clefs, et elles seules, repre nn en t l'efforttranchant avant que la colle ne soit polymérisée.

Une clef classique com me celle repré senté e ci-après (Fig. 4.25) peut repre ndre :

V , = T, .0,10 .b avec b largeur de la clef etad b

une section de cisaillementde 0,10 m

Détails des c lés

2

\

6

Vn + 1

Vn

2 6 2

/ \

16

l

(MI

'

2

Fig. 4.25 - Clefs devou.s.soirs préfabriqués

Dans certains cas de rythme de pose élevé, onpeut brêler plusieurs voussoirs avant que lepremier joint ait polymérisé (jusqu'à quatrevoussoirs à l'Ile de Ré, par exemple). Le calculdu nombre nécessaire de clefs en dépenddonc : on considère que l'effort tranchant de nvoussoirs est repris par les seules clefs dans lapremière section en fin de polymérisation. Ondoit ensuite prévoir des clés supplémentaires en casde rup ture de certaines d'en tre elles au décoffrage.

Une fois la colle polym érisée , l'effort tranc han test repris par toute la hauteur de l 'âme,comme pour les ouvrages coulés en place.

Il est indispensable que les clés débouchentsur une face de l 'âme pour permettrel'évacuation de la colle lors de la mise encom pression du voussoir ; pou r des raisonsévidentes d'esthétique, on s'arrange pour quece débouché se fasse du côté intérieur ducaisson. Par ailleurs, il faut ég alem ent disp oserdes clés dans l 'épaisseur des hourdis supé rieuret inférieur de manière à éviter les risques depianotage des hourdis. Enfin, dans le cas destabliers de hauteur variable avec des voussoirsà joints verticaux, ces clés reprennent lacomposante verticale de la compression duhourdis inférieur qui s'incline progressivementvers les appuis.

Il est conseillé de mettre un minimum decompression de 0,2 MPa sur la section demanière à bien répartir la colle dans toute lasection (cf. § 6.2.4).

4 .5 .3 - DÉFORMATION DES VOUSSOIRSPRÉFABRIQUÉS

Il a déjà été indiqué au paragraphe 4.3.2.4 queles ouvrages extrêmement larges, qui sont deplus en plus nombreux, présentent descomportements par t icul iers e t notammentune largeur participante du hourdis réduite.Dans le cas des voussoirs préfabriqués, ilsprésentent également une difficulté à la mesurede leur largeur, bien que le phénomène soitpro pre à tous les ouvrag es préfa briqué s : ilapparaît une déformation transversale en plandue au gradient therm ique entre le voussoir encours de prise et le voussoir déjà bétonné,déformation en "banane".

Les conséquences en sont une ouverture desjoints lors de la reconjugaison des voussoirs etdonc une répartition non uniforme (dans lesens transversal) des contraintes pouvantentraîner des fissurations des extrém ités desjoints. [Pour plus de précisions, on se reporteraà l'article du journal of PCI - july-august 1995].

81

Ponts en béton précontraint construits par encorheilements successifs



Pour certains projets extrêmes, on peutatteindre une déformation cumulée de 24 mmsur une travée d'environ 30 mètres de portée.

C>éformatlon aprèsref ro id issement

0

^

0 V0

AElévat ion de tempéra ture dueau b é ton nage du 2ème voussoi r

Fig. 4.2(1 - D élonn uliondes voLiNsoirs préfabriquOs

2) Les armatures comportent :

• un ferraillage transversal couran t repr ena ntle cisaillement général ;

• un ferraillage co m plé me nta ire placé auvoisinage des efforts concentrés pourreprendre la diffusion de ces efforts.

Il est à no ter qu e les efforts d e diffusion nesont élevés que pour les câbles extérieurs, dufait de leur forte puissance unitaire d'une part,et parce qu'on en arrête plusieurs dans lamême section (généralement sur appui)d'autre part. Les câbles de fléau, comme lescâbles éclisses, sont de plus faible puissance etil en est rarement arrêté plus d'une paire dansune même section, ce qui conduit à des effortsde diffusion modérés.

On doit respecter les règles suivantes :

• le cumul des armatures de tranchant et detorsion est fait selon les articles 7.6.54du BPEL 91 révisé 99 et A.5.4.4 du BAEL 91révisé 99.

• le cum ul des arm atures de cisaillement dediffusion d'une part et d'effort tranchant etde torsion d'autre part est réalisé selonl'article 4 d e l'an nexe 4 du BPEL 91 révisé 99 :

4.6 - RÈGLES DE CUMUL DESARMA TURES PASSIVES

1) Les sollicitations à pren dre en com pte pou rla détermination du ferraillage passif résultent :

max<mi r

1,5 A^

• de la flexion transversale avec A , acie rs de diffusion

82

• de l'effort tranc han t géné ral (y com pris latorsion). Les sollicitations tangentes concomitantes avec les sollicitations de flexiongénérale transversale ou locale induisent descontraintes de cisaillement qui se cumulentavec les contraintes de cisaillement dediffusion évoquées ci-après ;

• des efforts localisés (réactions du systèm ed'appuis, application de la précontrainte defléau ou de continuité, efforts dus auxcharges de chantier ou aux équipagesmobiles). Ces efforts, en se diffusant dans lastructure, donnent lieu à des contraintes quise cumu lent avec les con tiaintes de cisaillementévoquées ci-dessus.

A2 aciers d'effort tranchant et de torsion

• dans les hourdis, il n'y a pas de cumul desarmatures de couture avec les armatures deflexion transversale selon l'article A.5..3.2 duBAEL 91 révisé 99. Cependant, lorsque lescisaillements avoisinent les valeurs limites,ou dans le cas d'effort de diffusion trèsimportants, on appliquera la règle de cumulexplicitée ci-dessus pour les âmes (zonesd'ancrage d'about par exemple).

l'uiils VII l>el<i i pivcuiitniiiil (.uiistniilspur e>icuii>elleiiifiUs successifs



Cas particulier des âmes

Dans les âmes, on doit mettre en place desarm ature s de sec tion totale A . cô té ext érieu ret Aj côt é intérieur, de telle ma nière qu 'enappelant les sections de calcul d'armatures deflexion :

Afi çj(, acie rs de flexion, cô té ex tér ieu r

Tu éta nt le cisa illem ent à l'ELU et (3,, l'angle dela bielle associée à l'effort tranchant et limitéeà 30° (en cas de reprise de bétonnage, la valeurde Pu est de 45°). La contrainte ultime du béton

est égale a r = ^bu Qy

f(, est la résistance caractéristique du béton encompression.

Afi int acie rs de flexion , cô té inté rieu r

on respecte :

I^BKÊPi et de même

A =ke

A , - k

2 flext

2 fl int

1Bien entendu, il faut assurer au moins la reprisedu cisaillement d'une part et de la flexiond'autre part, c'est-à-dire resp ecter u n m inimum

tel que A = Aj -i- A . > A^j^k

Principe

En effet, le cumul des armatures doit toutd'abord tenir compte de la non concomitancedes efforts de flexion. Dans une même sectionhorizontale d'un e â me, le cas de charge d onnan tdes armatures de flexion côté extérieur Ap „.,ne donne pas d 'armatures côté intérieurAJJ In, = 0 (sauf cas de mauvais dime nsionn eme ntnécessitant des armatures de compression). Enconséquence, les armatures du côté opposépeuvent reprendre l 'effort tranchant puisquece dernier n'impose pas une position particulièredans la section. On n'a donc pas à cumulerdirectement les aires de flexion et de cisaillement. [Pour plus de renseignements sur cettethé orie, on se rep orte ra à l'article de D. LeF auch eur sur ce sujet - bulletin Ouvrag es d'artdu Setra n° 41 octobre 2002].

Remarques

Le coefficient k représente la part d'armaturescomplémentaires nécessaires pour reprendre

le cisaillement. Il est égal à k =%f, sinB cosB/ J bu u u

La théorie indiquée ci-dessus utilise bienévidemment des cas de charge concomitants.L'étude complète de tous les cas de chargeentraînerait une complication inuti le descalculs. Par souci de simplification, on peutconsidérer séparément la combinaisoncaractéristique pour le cisaillement et cellepour la flexion transversale. Il est alors justifiéde prendre comme valeur de 6 la valeur de0,85 (efforts dits instantanés). Dans cettehypothèse, le coefficient k vaut donc

k:0,444f s inp cosp

On notera également que ce calcul s'effectue àl'ELU. En cons équ enc e, la section d'arma tures

de flexion doit résulter du calcul à l'ELU, etnon du dimen sionn em ent à TELS com me dansle cas de la fissuration préjudiciable, souspeine d'être par trop défavorable puisque noncohérent avec la théorie de fonctionnementde la structure développée dans cet article.

Ce principe de cumul d 'armatures n 'estsensible que pour les âmes particulièrementminces pour lesquelles la flexion transversaleconsommant une grande part de sa capacité

de résistance, il est nécessaire de renforcer leferraillage pour assurer la reprise des effortsde cisaillement existants en même temps.

Par ailleurs, il convient de considérer des casde charge cohérents pour le cumul desarmatures avec la diffusion :

• du point de vue phasage, la flexion maximaleest obtenue en service alors que la diffusionest plus faible du fait d'une certaine symétriedes efforts d'ancrage sur appui, ou des pertesde tension dans les câbles ;

• du point de vue géométrique, pour un câblede fléau ancré dans la hauteur de l'âme, laflexion transversale est maximale en partiehaute de l'âme, alors que le cumul du cisaillement général avec l'effort de diffusion se

83

Ponts en bétott précontraint construits par encorhellements successifs



produit sous l'ancrage (car de même signe)tandis qu'au-dessus de l'ancrage, les signesde ces contraintes sont opposés.

On peut dist inguer trois zones pour lesarmatures :

• ferraillage transve rsal du hou rdis sup érieu ravec aciers de couture

• ferraillage transversal des âmes avec cadresd'effort tranchant et diffusion

• ferraillage transversal du h ourd is inférieuravec les aciers de couture

4.7 - DISPOSITIONS DEFERRAILLAGE CONSEILLÉES

11 paraît souhaitab le de pré sen ter que lque s

dispositions et conseils pour aboutir à unferraillage qui soit satisfaisant du point de vuedu fonctionnement de la structure tout en restant réalisable. Les tabliers construits parencorbellements successifs sont des caissonsdont les épaisseurs unitaires sont souventfaibles et do nc son t fortem ent sollicités. Ilimporte que le ferraillage soit bien conçuavant d'être bien exécuté.

Hourdis supérieur

Hourdis supérieur

Comme indiqué plus haut, les armatures decouture ne sont pas à cumuler avec cellesdét erm iné es par la flexion transv ersale à TELS.Dans les de ux cas, on obtie nt de s sec tionsrelativement importantes.

Âmes

On peut généralement limiter les cas decharge vis-à-\ is de la flexion transversale, celuidonnant la flexion maximum des âmes étantun cas de charge symétrique, alors quel'excentrement des camions qui conduit à latorsion maximum, donne un effort tranchantplus faible.

Hourdis inférieur

De manière générale, il est préférable dedisposer les aciers transversaux (aciersprincipaux de plus fort diamètre) en nappeextérieure et les aciers longitudinaux (acierssecondaires) en nappe intérieure.

Lorsque le hourdis est précontraint transversalement par des câbles, il est souhaitable de lesdisposer sous les deux nappes précédentes, enparticulier pour leur permettre de descendredans l'épaisseur du hourdis en fonction dumoment de flexion sans couper le tracé desaciers longitudinaux.

Pour améliorer la qualité du bétonnage duhourdis comme des âmes, il faut éviter dedisposer côte à côte plus de deux acierstransversaux et une épingle (soit troisarmatures en vue en plan).

84

Les efforts de flexion transversale y sontréduits du fait de la diffusion des charges

d'exploitation depuis le hourdis supérieur àtravers les âme s. Dans le cas d'ouvrag e d e gra ndelargeur, on portera l'attention sur la coutureassez importante de ce hourdis sur l'âme. C'est laraison des goussets de grande longueur que l'ondispose habituellement dans ce genre destructure.

•O J ^ ^ ^ ^ - D D D C~

_ 2 S S S _

^ D O D—

_ S O O

l'ig. 4,2^ - l'ViTiullagt'(.kl liDUixIi.'i suiXTicur

Compte tenu de la présence fréquente degaines de précontrainte dans le hourdis

supérieur, il est nécessaire de disposer dessupp orts de gaines suffisamment rappro ché spour éviter un festonnage de ces gaines et lerisque d'éclatement du hourdis à la mise entension des câbles. Un espacem ent maxim umd'environ 0,50 m à 0,75 m est recommandé.Par ailleurs, pour éviter des déformations desnappes d 'armatures et donc un enrobagealéatoire préjudiciable à la durabilité dutablier, il est indispensable de disposer régulièrement soit des chaises entre les deux nappes,soit des cadres comme dans le hourdisinférieur (Fig. 4.27 et Fig. 4.29).

J'o.ils en heltin précdiitni/n amslnii/spin'encurh clleiiienls successifs



Cheminée de bé tonnage

T T C ^ ^ C) C) O O a

Fig. 4.28 - Ferraillagedu goii.sset supérieur

C) O O O O :^TTT

^ ^ D

°

0 —

Q n ^ t °

0

Fig. 4.29 - Ferraillagedu hourdi.s inférieur

Hourdis inférieur

Le hourdis inférieur au voisinage des piles estle siège d'une très forte compression. Il estdéconseillé d'utiliser des armatures comprimées

pour reprendre cet effort si l 'épaisseur d'hour-dis est trop faible. Il apparaît en effet un effortd 'éclatement aux extrémités des barrescomprimées qui affaiblit les zones de recouvrement et nécessite un renforcement desaciers de couture . On retrouve les précautionsà prendre dans le cas des pièces comprimées(§ A.8 du BAEL 91 révisé 99).

Il est largement préférable :

• soit d'épaissir le hourdis, en remarquant quele supplément de poids est faible puisquela variation d'épaisseur est généralementparabolique et que cet épaississement nerègne que près des appuis ;

• soit d'augmenter la résistance à la compressiondu béton du tablier.

Dans tous les cas, le hourdis présente unetendance au feuilletage dû à la compression,d'où la nécessité de le coudre. En conséquence,il est fortement conseillé de disposer descadres de ferraillage dans l'épaisseur du hourdis,plutôt que des chaises, pour supporter lesnappes supérieures. Par ailleurs, les cadres

apportent une meilleure rigidité au ferraillageet donc un meilleur respect de l 'enrobage desaciers.

Gousset inférieur

Un exemple de ferraillage de gousset inférieurest donné ci-dessous. Les gaines des câblesdoivent être supportées par une structurespécifique, elle-même soudée au ferraillageprincipal et non simplement pointée, ce quiprovoque une réduction de la résistance desaciers. Cette rigidité est nécessaire pour éviterque lors du bétonnage, sous la poussée dubéton arrivant par les âmes, les gaines ne sedéplacent car on risque alors des poussées auvide destructrices lors de la mise en tensiondes câbles.

85

Fig. 4..% - Ferraillagedu gou.sset inférieur

Ponts en hélon précontraint constants par encorbellements successifs



Ames

De la même manière que pour les hourdis, lesaciers transversaux sont disposés en nappesextérieures. Compte-tenu de la hauteur destabliers de pont en encorbellement, il est trèsrare que les armatures d'âme soient façonnéesen cadre complet. Cîénéralement, elles sontformées de deux parties se recouvrant.

Il est impératif d'éviter les recouvrements lelong des parois, c'est-à-dire dans la partiecourante de l 'âme. Pour résoudre ce problèmedeux solutions sont envisageables :

• soit deux espèce s de L dont les recouvrem entsse font dans les goussets supérieur etinférieur, en pleine matière ;

• soit un grand U et un petit U en chapeau, lesrecouvrements se faisant alors uniquementdans le gousset sup érieu r (F ig. 4..^1).

Les armatures transversales sont réunies pardes aciers transversaux dans l'épaisseur del 'âme, généralement sous forme d'épinglesterminées d'un côté par un crochet et de

l'autre par un simple retour en équerre. Pourdes raisons de durabilité, il est préférable deplacer le crochet du côté extérieur du tablier.Pour l'équerre, il faut éviter le retour parallèleà la paroi et préférer le diriger vers la masse ducaisson (Fig. 4.32). On disposera au moins4 épingles au mètre carré ou 2 cadres si c'estcette option qui est retenue.

f'ig. (.31 - Fe rraillagedes ànic's

86

Fij>. 1.3- - Ferrailkigedes âmes

/'(jiits eu Ix'luii précoiitruiiit coiistrnilspur ciiairhelleiiiciits successifs



Armatures longitudinales

Dans le cas des voussoirs coulés en place, lacontinuité des armatures longitudinales ne

pe ut - sauf exc ep tion - res pe cter la règle de srecouvrements décalés selon l 'article A.6.1,23du BAEL en raison des problèm es d'enco mbrement par rapport aux dimensions du voussoir

Phénomène spécifiqueaux pièces massives

Les voussoirs sur pile, voire les voussoirsproches, sont des pièces massives pourlesquelles il est souhaitable de procéder à uneétude spécifique pour évaluer les sollicitationsdues au retrait therm ique lors du refroidissementdifférenciel dans la masse du béton aprèsl 'hydratation du ciment. La température estd'autant plus élevée que le volume et l'épaisseur de béton coulé et la chaleur d'hydratationdu béton sont plus importants. Cette étudepeut conduire à mettre au point unecinématique de réalisation du voussoir sur pileoptimisée tenant compte du type de ciment etdes dispositifs éventuels mis en œuvre pourassurer un refroidissement régulier et homogènedu béton. En tout état de cause, il est nécessairede disposer un ferraillage de peau capable demaîtriser l'éventuelle fissuration périphériquede cette structure. Par ailleurs, cette élévationde température n'entraîne pas seulement desefforts, mais peut également conduire à desréactions internes du béton, encore appeléesréactions sulfatiques qui peuvent conduire àdes désordres graves dans la structure mêmede l'ouvrage.

Fig. 4.33 - VSPde grande taille

Le risque d 'apparit ion de ce phénomènen'existe que pour les fortes épaisseurs, del'ordre du mètre par exemple.

87 .

Ponts en héton précontraint constniils par encorbellements successifs






I- ^ S TA B I L I T E

D E S F L É A U X

Le présent chapitre est entièrementconsacré au problème de la stabilitédes fléaux en construction. Il présentesuccessivement les causes du phénomèned'instabilité, les différentes solutions destabilisation et, enfin, les justificationsà apporter.

5.1 - PR IN CIPE DE LA STABILITEDES FLÉAUX

Pendant la construction des ponts parencorbellements successifs, il est nécessaired'assurer la stabilité des fléaux sur leur pileavant clavage avec le fléau voisin ou avec lapartie coulée sur cintre, en travée de rive, prèsdes culées.

L'accident à éviter est le basculement du fléausur le chevêtre de la pile. Pour évaluer cerisque, deux types de situations créant desdéséquilibres sont à envisager :

• une situation tem poraire d e con structio nalors que le fléau est en déséquilibre sousl'effet du poids d'un voussoir construit ouposé avant son symétrique, de chargesde chantier non symétriques et d'un ventascendant s 'exerçant sur l 'un des demi-fléaux ;

• une situation acc identelle qui corre spo nd

à la chute d'un équipage mobile ou d'unvoussoir préfabriqué.

iâsFig. 5.1 - Fléa u prt'FabriquOen cour.s de con.struction

Setra



Dans les deux cas, les com^binaisons d'actionsà utiliser relèvent de l'état limite d'équilibrestatique.

Deux familles de combinaisons sont à étudier :des combinaisons fondamentales correspondantà la première situation et des combinaisonsaccidentelles correspondant à la seconde.Dans le prem ier ca s, on vérifie q ue le fléau nedécolle pas de ses appuis provisoires ; dans lesecon d cas, un léger décollemen t est toléréavec une surtension limitée des armaturesactives assurant le clonage du fléau sur sa pile.

Les opérations prévues par cette note nepeuvent être modifiées sans l'accord préalabledu rédacteur et du bureau d'études qui a faitles calculs de vérification de la stabilité.

5.2 - DISPO SITIFS DE STABILITEDES FLÉAUX

5.2.1 - DIFFÉRENTS PROCÉDÉSDE STABILISATION DES FLÉAUX

Il faut également vérifier la résistance del 'ensemble des pièces mécaniques qui participent à la stabilité et celle de l'ensemble dela pile et de sa fondation. Cette deuxièmevérification relève de l'état limite ultime derésistance. Par mesure de simplification, lesC(Efficients de sécurité partiels des combinaisonsutilisées pour cette vérification sont identiquesà ceux employés dans le calcul de stabilité.

Ce chapitre ne donne que des recommandationsgéné rales ap plicable s à des cas cou ran ts. A insi,les charges à utiliser et les combinaisonsd'actions à étudier doivent être adaptées enfonction de la cinématiqut; de construction etdu matériel utilisé sur le chantier. Par ailleurs,pour des ouvrages comportant de grandsfléaux, construits en hauteur dans des sitesexposés, un calcul supplémentaire au ventdécennal doit aussi être effectué. Il faut aussinoter que les règles figurant dans ce chapitrene couvrent ni les erreurs d'exécution, ni lenon respe ct des procédures d 'exécution relativesau béto nnag e o u à la pos e (Jes voussoirs ou a ux

déplacements des équipages ou engins de pose.

Le choix du procédé de stabilisation desfléaux dép end en grande partie de la con ceptiongéné rale d e l'ouvrage (voir chapitre 2). Latravure, le système d'appui définitif et laconception des piles jouent évidemment unrôle déterminant au moment du choix de cedispositif.

Il existe six procédés principaux permettantd'assurer la stabilité des fléaux sur leurs piles.Nous allons maintenant les voir en détails.

5.2.1.1 - Clonage par précontrainte

Le clouage par câbles de précontrainte est laméthode la plus utilisée pour stabiliser lesfléaux en phase provisoire (Fig. 5.2). C'est enprincipe la méthode la plus économiquepour des travées dont la portée est inférieureà 120 mètres et dont les piles, relativementmassives, offrent un e surface de ch ev ètreimportante. Elle consiste à tendre desarmatures verticales pour plaquer le voussoirsur pile sur ses appuis.

Avant la construction du premier fléau,l'entreprise doit fournir au chantier des plansprécis et cotés, indiquant tous les systèmes misen œuvre, leur qualité et leurs tolérances. Uneprocédure spécifique doii; décrire toutes lesphases de construction, définir l 'ordre desphases à respecter impénitivement et mettreen garde contre les opérations dangereusesdont la probabilité d'occurrence n'est pasnégligeable. Cette procédure fait la synthèsedes différentes notes de calculs et desméthodes de construction. Rédigée par leservice "Méthodes" du chantier, elle doit êtrevalidée par le bureau d'études et le chantier etdoit être connue de tous ceux qui participentà la construction du tablier, notamment leschefs de chantier et chefs d'équipe.

Fig. - - . .. 'stabililf par précoiilrainif

PuiHs eu béton précoiilniiiil construits pur eiicorlx'llenieuts successifs



Pendant la construction, le voussoir sur pilerepose sur un ensemble de cales provisoiresdédoublant l 'appui. L'utilisation des appuisdéfinitifs pendant la construction des fléauxn'est en effet pas conseillée car les risques dedétérioration sont importants et qu'un calagedes appuis en fin de construction est de toutefaçon indispensable.

Les armatures de clouage passent à côté descales provisoires. Leurs ancrages supérieurssont placés en général dans des bossagesprovisoires préfabriqués, posés sur le hourdissupérieur, parfois sur une poutre de répartitionmétallique (Fig. 5.3). Elles descendent ensuiteà travers le voussoir sur pile en passant près

des âmes, à côté ou dans l 'entretoise d'appui.

Câbles de clouage

Appareil d'appui définitif

Fût de la pile

Cales provisoires

Chcvêtredelapile

Fig. 5.3 - Coupe du VSPavec .ses câbles de clouage

En partie inférieure, les câbles sont soitbou clés d ans le fût de pile, soit ancrés de façonclassique. Dans ce dernier cas, les ancragespeuvent se situer dans la face latérale de lasemelle de fondation ou dans des bossageslogés à l'intérieur des piles, si celles-ci sont

évidées.

La précontrainte de clouage est généralementcentrée sur l 'axe de la pile. Dans quelques casparticuliers, il peut toutefois être intéressantd'excentrer longitudinalement les câbles pouren diminuer le nombre :

• lorsque le sens de pose ou l 'ordre de coulagedes voussoirs est imposé ;

• si les demi-fléaux sont d issym étriqu es oucomposés de bétons différents.

Dans ces cas particuliers, il est toujoursintéressant de vérifier ce qui se passerait encas d'erreur dans la procédure d'exécution.

Pour les ouvrages préfabriqués, un exc entrem entlongitudinal du pied du lanceur produit uneffet similaire (par la réaction d'appui due àson poids et à ses câbles d'ancrage). Dans le

cas de fléaux courbes, on peut égalementprévoir un excentrement transversal descâbles pour équilibrer le moment de torsiondû à la courbure du tablier.

Les câbles de précontrainte sont parfoisremplacés par des barres. Cette solution n'esttoutefois pas conseillée, car en cas de mauvaisalignement entre les réservations prévues dansle voussoir sur pile et le chevêtre de la pile,la barre peut subir des flexions parasitessusceptibles de provoquer sa rupture.

5-2.1.2 - Palées provisoires

La méthode consiste à augmenter l 'entraxedes cales d'app ui provisoires en les plaçant surdes palées provisoires métalliques ou en béton(Fig. 5.4). Elle n'est applicable que lorsque letablier est situé à une hauteur modérée au-dessus du sol (moins de 15 mètres environ).

Fig. Ï.4 - .Stabili.sationd'un fléau à l 'aidede pa lées p rov i so i res

Cette méthode est utilisée en site terrestredans les cas suivants :

• po ur des portées supé rieures à 100 mètres ;

• lorsque les dimensions des têtes de pile sontréduites, souvent pour des raisons architecturales ;

• lorsq ue les fûts de pile prés en ten t unerésistance à la flexion insuffisante pourassurer seuls la stabilité du fléau.

En site aquatique, elle reste envisageableà condit ion d 'appuyer les palées dans lebatardeau, sur la semelle de la pile.




92

Le fléau est en général stabilisé par deuxpalées disposées symétriquement par rapportà la pile. On rencontre toutefois quelques casoù le fléau est stabilisé par une palée unique,

notamment lorsque :• un sens de pose ou un ordre de bétonnage

est imposé au chantier,

• une différence de poids • due à la gé om étrieou à l'em ploi d e bét on léger - affecte lesdeux demi-fléaux,

• l'ouvrage est un pont à béquilles, celles-ci nepouvant reprendre de charges verticales tantque les fléaux ne sont pas clavés.

Une précontrainte verticale sur palée complètegénéralement le dispositif (Fig. 5.5). Cetteprécontrainte est indispensable dans le casd'une palée unique pour é%'iter un basculementdu coté opposé à la palée.

Cette précontrainte peut aussi être remplacéepar un contrepoids placé du coté de la palée(Fig. 5.6, LJAE ()()]).

Pour les ouvrages à voussoirs préfabriqués,citons pour mémoire une variante consistant àsolidariser par un tirant-buton la poutre delancement à l'un des deux demi-fléaux afind'en assurer la sécurité au renversement.

5.2.1.3 - Câbles extérieurs ou haubanageprovisoire

Les câbles de clouage peuvent être disposés àl'extérieur de la pile afin d'en augmenter

l'efficacité. Ils sont alors ancrés dans les premiersvoussoirs en encorbellement et passent àl'extérieur du fût de pile (Fig. 5.7). En partiebasse, ils sont ancrés dans des massifs contrepoids à terre, ou bien rassemblés dans la semellede la pile (notamment en site aquatique où lesancrages bas peuvent être logés dans lebatardeau). Les câbles doivent être injectéspour les rendre adhérents dans la semelle. Ilsdoivent être protégés contre la corrosion etcontre les chocs que pourraient subir leursparties aériennes.

Cette méthode est surtout utilisée :

• pour des portées supérieures à 100 mètres ;

• lorsque les dimensions des têtes de pile sontréduites et ne permettent pas de donner unentraxe suffisant aux câbles de clouage(Fig. 5.8, LJAE 0 0 ]) ;

imi

l'ig. S.T - StahilitO assuivipar une- paice unique

. . t ï * , i i i .53 5.»

l'ig. Î.7 - .Slahililc du lléau

par câbles e-xtérifiirs

l'ig. ^.6 - Conirepoitlslie stabilité d'un tléaii

Setra

l'di'ls Cil hctuii /iivcoiiliiiiiil coiistriiils fkir eiicorhc/li'iiicnts siuwssijs



Fig. S.8 - Stabilité par câbles ^'""uxtérifurs d'une pile dontle chevêtre est de trop petite taille

Un véritable haubanage provisoire peut aussiêtre utilisé pour résister aux sollicitationsdynamiques dues au vent pour les ouvrages degrande hauteur et de grande portée, ou pourdes ouvrages plus modestes, mais dans dessites exposés Fig. 5.9, [BOU 94.3] et [GAC 98]).Dans ce cas, les hau ban s sont ancré s en pa rtiehaute dans un voussoir situé au quart ou autiers du demi-fléau, et au sol sur un massifcontrepoids équipé de tirants verticaux ou depieux travaillant en traction. On peut égalementtrouver un ancrage efficace et économique en

s'accrochant sur les semelles des piles voisines.

Ce haubanage amortit de façon très efficace lebalancement autour d 'un axe horizontalperpendiculaire à l'axe du tablier. Il vient encomplément d'un encastrement ou du clouagevertical produit par des câbles sur pile. Leshaubans sont généralement consti tués decâbles de précontrainte extérieurs tendus àdes valeurs mod érées (30 % de la tensionmaximum du câble).

Certains haubans inclinés peuvent aussi servirà limiter la torsion de la pile sous les effortshorizontaux dissymétriques dus à l 'action duvent sur chaque demi-fléau (ou sous les effetsdynamiques du vent).

Signalons en outre qu'il est parfois plus efficacede haubaner la pile plutôt que le fléau notamment pour des ouvrages de grande hauteurmais de faible portée (ce qui est toutefoisassez rare).

5.1.2.4 - Clavage de la travée arrière

Dans le cas oii l 'ouvrage comporte des travéesde longueurs très inégales ou des travées derive très courtes, on peut profiter des clavagessur les petites travées pour assurer la stabilitédes demi-fléaux adjacents (Fig. 5.10).A u dé bu tde la construction du fléau, la stabilité doitêtre assurée par des moyens classiques.Lorsque le fléau atteint le milieu de la travée laplus courte, on réalise le voussoir de clavage.Le demi-fléau le plus long est alors construiten surencorbellement en profitant du poids dela travée arrière pour compenser le déséquilibre.

Contrepoids

Fig. 5.10 - Clavage d'une travéearrière avec contrepoidset surencorl')ellement

5.2.1.5 • Encastrem ent sur pile

Fig. 5.9 - Haubanage d'unfléau (.lu pont de Tanus

Setra

Lorsque le fléau est encastré de façon définitivesur sa pile, le calcul de stabilité se réduit auxcalculs de résistance du fût et des fondationsd e la pile (Fig. 5.11).

Fig. 5.11 - Enca.strementdu lléau sur pile

Set ra




iiK. 5.12 - l'ilcà fûts décioublûs

Pour des ouvrages soumis à des vents trèsimportants , des hauban.s com plém enta iresdoivent souvent être tendu s, ce qui impose desjustifications supplémentaires sous l 'effetdynamique du vent (voir paragraphe 5.2.1.3).

La taille des appareils d'ap pui définitifs varieénormément selon les ouvrages : de 0,50 x 0,50mètre pour les ouvrages de petites portées à1,10 X 1,10 mètre voire plus pour les ouvragesde grande portée.

Cette solution s'impose également dans le casde fûts de pile dédoublés (Fig. 5.12).

5.2.2 - AMÉNAG EMENT DES TÊTESDE PILE

Dans les cas les plus fréquents, les têtes de piledoivent être con çues pou r recevoir (Fig. 5.13) :

• les app uis définitifs c ons titués en général depots d 'élastomère ;

• les cales de stabilité ou d'appu i p rovisoires ;

• les câbles de clouage ;

• les zones de verinage pour le réglage des

fléaux en fin ou en cours de cons truction, oule changemen t des appareils d'ap pui ;

• les dispositifs de visite et de contrôle desappareils d'appui en service ;

Pour évaluer la surface nécessaire auxappareils d'appui à pot d'élastomère, on peutconsulter les catalogues des fournisseurs. Cesderniers donnent les d imensions en planen fonction de la réaction maximum souscombinaisons rares à l'état limite de service.En l 'absence de tels catalogues, on peut approcher le diamètre du pot en considérant quel 'élastomère travaille à 30 MPa, sous cesmêmes combinaisons et les dimensions de laplatine en considérant que la contrainte sur lebéton de la pile est limitée à 0,6 f

Pour les ouvrages mod estes don t le tablier estposé sur des appareils d'app ui en caoutchoucfretté, cette surface se calcule avec unepression de 13 à 15 MPa à TELS dans les

mêmes condit ions que précédem ment .Dans les deux cas, le débord minimum parrapport au nu de la pile est de 15 centimè tres.

• les butées anti-sismiques ou en cas de risquede choc de bateaux.

94 C

SH53

Vu e e n p la n

7.

nVôrin 450 t

^ Plaque~ 450 X 550

b

Appui provisoire

^ t e s b ^Boite à sable

. Vérin 4501

3 -

1 • Matage

Appui définitifnon c fiargé

Coupe longi tudina lel'ig. -1.13 - .SiliL-ma c .rariic n;igi. 'iiion t

(.lunt- liMi- i l r p i l r

J'oiils cil Jh'tuii pivcoiititiiii coiis lnii/s /Hir (•lU'iiiiK'llciih-ii/s siucc ssi/ 's



• '•^•"^••^^^ IJI^-P.

Fig. 7.J1 - Vci-ins de calageet de réglage et appareild'appui définitif

La surface des cales provisoires est déterminéepar le calcul de stabilité du fléau (voirparagraphe 5.5.2). Les cales pleines peuventaussi être remplacées par des boites à sablequi présentent l ' intérêt de pouvoir êtreretirées sans soulever le tablier.

Les vérins doivent pouvoir soulever le fléaucomplet avant son clavage pour passersur appuis définitifs et aussi permettre le

changement des appareils d'appui en service.Toutefois, pour cette dernière opération, lasurface de chevêtre réservée aux calesprovisoires peut être récupérée. On ne doitdonc tenir compte que du soulèvement enphase de construction. À titre indicatif, desvérins de 500 tonnes ont un diamètre de40 centimètres. Ils doivent être posés sur descales métalliques (par exemple de 0,50 x 0,50 m)pour limiter la contrainte sur le béton àenviron 20 MPa. Les valeurs des contrainteslimites dépendent évidemment de la résistanceà la compression du béton des têtes de pile.Elles sont données au paragraphe 5.5.2.Notons également que la hauteur l ibre àréserver entre la sous-face du tablier et lesommier d'appui est de cinquante centimètresenviron pour des vérins de 500 tonnes decapacité

5.2 .3 - AMÉNAGEMENT DU VOUSSOIRSUR PILE

La conception des voussoirs sur piles et destêtes de piles doit intégrer le plus tôt possibleles contraintes inhérentes aux disposit ifsde stabilité du fléau. En effet, les dispositifs destabilité qui traversent verticalement le voussoirsur pile (câbles ou barres de précontrainte)interfèrent avec les câbles de fléau situés dansles goussets supérieurs, les tubes déviateurs

SetraFig. 5.15 - Tête d'une piledu pont de l'Ile de Ré

Fig. 5.16 - Clonage d'unvoussoir snr pile coulé en place

Setra

qui laissent passer les câbles extérieurs filantet le ferraillage de diffusion des ancrages decâbles extérieurs arrêtés sur pile (Fig. 5.16).

Il faut aussi traverser des zones fortementferraillées du hourdis inférieur compte tenudes problèmes de transmission des réactiond'appui provisoires et définitives vers les âmedu caisson.

Dans tous les cas, le dispositif de clouage serconçu de façon à ce que la transmission deefforts vers les cales d'appui soit la plus directpossible. En partie supérieure, les câblesdoivent être ancrés dans des zones épaisses.

Les câbles de clouage passent dans l'entretoissur pile si elle est très épaisse, ou à proximitet près des âmes si elle est plus mince(Fig. 5.17). Un système de bossages, de poutrde répartition et de montants verticaux doiégalement être prévu pour transmettre l 'efforde vérinage en fin de construction du fléau.



Fig. 5.n - Cahigedïm vciussoirpréfahriqué sur pik-

Coup* I l

5.3 - A CTIONS A PREN DREEN COMPTE

Les charges à prendre en compte pour cettephase particulière de construction du fléausont celles d'une situation d'exécution. LeBPEL91 distingue, pour cette situation,les charges pe rm ane ntes (G), les chargesd'exécution connues QpR< (en grandeur et enposition) ou aléatoires (<2PRA) ^^ enfin, desactions variables comme le vent (W) ou un

gradien t the rm iqu e (AO). Des situa tionsaccid entelle s son t aussi envisagées ; ellescomportent des charges permanentes, descharges de chantier et une action accidentelle(FA).

On notera que :

• les charges définies ci-après ne sont décritesdans aucun doc um ent réglementaire ; ellesconstituent cependant les règles de l 'art en

la matière et sont utilisées avec succèsdepuis 1975 ; il est donc indispensable de lesrendre contractuelles dans le marché ;

• les méthodes de calcul proposées dérogentaux règles de formation des combinaisonsdes Directives Communes sur le Calcul desConstructions de 1979 (DC 79), ce qui doitêtre précisé dans le CCTP.

SS 5.3.1 - CHAR GES FERMIANEN TES

tablier et notamment des entretoises,déviateurs, bossages et autres singularitésmorphologiques de la structure.

Le poids G du fléau est calculé avec un poidsvolumique y de 24,5 KN /m \ d'après les plansde coffrage (en toute rigueur, le BPEL91 fixe lamasse volumique du béton à 2,5 t/m^).

Dans le cas d utilisation de granulats à forte oufaible densité, la masse volumique du béton y,du tablier (précontraint et armé) est évaluée àpartir de la masse volumique du béton seul y,,mesurée sur éprouvette de béton sans armaturesà 1 aide de la formule suivante :

y = y H - - ^ x ( 7 , 8 5 - y )

avec p = ratio total d armatures passives etactives (en t/m^).

On prend en général p = 0,18 à 0,22 t/m^ pour

des ponts construits par encorbellementclassiques. On notera que les BHP présententdes densités plus importantes que celles desbétons traditionnels. Pour ces bétons, il fautainsi ajouter environ 50 Kg/m^ aux valeursprécédentes.

Le poids du demi-fléau situé du côté du déséquilib re es t ma joré de 2 % (Gnjj^)' alors q ue lepoids de son symétrique est minoré de 2 %(Gmin)-

L'évaluation des charges permanentes, pourcette phase particulière de construction dufléau comme pour toutes les phases deconstruction et de service de l'ouvrage, doitêtre effectuée avec la plus grande précision, entenant compte de la géométrie précise du

Pour les calculs de dégrossissage, il existe desformules simplifiées pour appréhender lepoids d'un fléau. Par exemple, si B, désigne lasection sur pile et B„ la section de clef, si lahauteur du caisson varie paraboliquement etl'épaisseur du hourdis inférieur linéairement.

Fonts en heton jirécontruint construits pur encoH x'ilenienls successifs



on peut approcher le poids du demi-fléau et laposition de son centre de gravité par lesformules suivantes (formules de Krawsky) :

( B + 2 8 ) 7 11 0^ ' f

(B +5B )11 o' f

4 x ( B + 2 B )

avec If longueur du demi-fléau.

B„

Fig. 'S. 18 - Evaluationdu poids d'un demi-fléau

-

1<

^

d

B ,

axe de la pile

(Attention, le poids propre du demi-fléaucalculé par cette formule ne comprend ni lepoids de l'entretoise sur pile, ni celui des

bossages, déviateurs et pièces annexes situésen travée).

Cette méthode simplifiée permet uneapproche manuelle, destinée aux calculs dedégrossissage de l'ouvrage. Elle est ici proposéeà titre d'illustration et ne saurait se substituerau calcul rigoureux qui reste indispensable.

Pour les ponts courbes, il faut évidemmentprendre en compte l 'excentrement du poidsdu fléau qui créé un moment transversal dansla pile.

S-

rharges de chantiei

de

connues

ou positions, on fixe des valeurs caractéristiques maximale et minimale introduites de lafaçon la plus défavorable.

Pour les ouvrages coulés en place, il s'agitprincipalement du poids de l 'équipage mobileno té QpRci, don t la valeur co ura nte varie de0,30 à 0,90 MN suivant la longueur desvous soirs et la largeur d u tablier. Au stad e du

dégrossissage, on considère parfois que lepoids de l'équipage peut être égal à la moitiédu voussoir le plus lourd. En réalité, ce poidsdépend fortement du système retenu pourrigidifier l'équipage mobile sous le poids dubé ton frais. Avec des systèmes com plex escomportant des barres de précontrainte, lepoids d'acier de charpente peut être fortementréduit.

Pour les ouvrages préfabriqués, il s'agit surtoutdes réactions des pieds de la poutre de lancementen cours de pose des voussoirs.

5.3.2 - CHARGES VARIABLESD'EXÉCUTION

Le BPEL distingue les charges de chantierconnues en grandeur et en posit ion descharges aléatoires que le projeteur doitprendre en compte de façon forfaitaire.

5-3-2.1 - Charges de chantier connues

Les charges connues sont celles dont on peutpréciser le poids et la position dans chaquephase de construction, par exemple poutresde lancement, grues servant à la mise en placedes voussoirs, équipages mobiles,... (Fig. 5.19).En cas d'incertitude importante sur les poids

Dans les calculs, ces charges doivent êtrema jorées de -i- 6 % du c ôt é du demi-fléau leplus lourd ou minorée de 4 % du côté opp osé(QPRCI max OU QpRci min) se lon le m êm eprincipe que pour le poids propre des fléaux.

53-2.2 - Charges de chantier aléatoires

Les charges de chantier aléatoires (Fig. 5.20)correspondent aux matériaux stockés sur letablier (par exemple rouleaux de câbles), auxpeti ts engins de chantier (par exemplecompresseurs), aux personnels et aux actionsclimatiques diverses et négligées par ailleurs(pression ascendante du vent sous un demi-fléau).

97 .




Fig. S.20 - Les cliargi^de chantier aléatoires

Pour couvrir les charges de chantier inconnues,on utilise :

L'effet complémentaire du vent (Q») est alorséquivalent à une charge uniforme d'u neintensité de 100 à 200 N/m^ suivant lescaractéristiques du site. Si l'on souhaite réduirecette charge pour les très grandes portées (au-delà de 200 mètres), une étude spécifiqueprenant en compte la nature du site et lesconditions climatiques locales est indispensable.

Cette charge répartie s 'applique verticalementde bas en haut sur le maître couple horizontald'un demi-fléau. Longitudinalement, cet efforts'applique depuis l 'extrémité de l 'équipagemobile jusqu'à la file de cales provisoiressituée du même coté (ou, par simplification,jusqu'à l'axe de la pile). Transversalement,la largeur d'application est celle du hourdissupérieur du caisson.

98

• une charge répartie (Qprai) de 200 N/m^ surun demi-fléau dans les cas courants (portée< 120 m) ; ce tte c har ge, qui inclu t l'effetvertical du vent sous ré.serve que le site nesoit pas exposé, s'applique sur les voussoirsterminés et sur l 'équipage mobile ;

• une charge concentrée (Q'pra2) de (50 H- 5 b) kN

appliquée en bout de fléau, à l'extrémité dudernier voussoir terminé (b désigne lalargeur du hourdis supérieur du caissonexprimée en mètres) ; celte charge représentele poids des rouleaux de câbles, descompresseurs, du petit matériel, etc.

Ces charges sont disposées de façon à produirel'effet le plus défavorable.

Pour les ouvrages de plus de 120 mètres de

portée, les intensités des charges Qp„i et Qpra2doivent être calculées en fonction du matérieleffectivement utilisé sur le chantier

5.3-2.3 - Effet vertical du vent

La charge Qprai du paragraphe précédentn'inclut l'effet vertical du vent que pour desouvrages de portée inférieure à 120 mètres.

Pour les autres ouvrages, y compris pour desouvrages de portées plus modestes maisexposés à des vents fores et fréquents, parexemple dans des vallées encaissées ou dansdes zones instables oii de fortes rafales de ventsont courantes, il convient de prendre encompte une charge complémentaire.

D'autre part , dans les cas exceptionnels(ouvrages de grande portée, de grandehauteur, avec des piles relativement souples),une étude dynamique est indispensable pourdéterminer le comportement du fléau sur sapile et les me sures néces saires à la stabilisationdu fléau avant son clavage (haubanage, tirant-buton , . . .).On se reportera au paragraphe 5.4.3

du présent chapitre.

5.3.2.4 - Effet horizontal du vent

L'effet horizontal du vent n'est à prendre encom pte qu e dans des cas particuliers, pou r desouvrages de grande hauteur dans des sitesexposés à des vents importants et irréguliersdu fait de la morphologie des lieux. Ces sitessont souvent des vallées en bord de mer ou enmontagne, ou des sites exposés à des vents

connus pour leur forte intensité (mistral parexemple).

Dans ce cas, on con sidère que l'un des de uxdemi-fléaux est soumis à une charge uniformeQ^t- Cette charge est à apprécier au cas par caspour chaque projet. En général, la charge priseen compte est issue des règles CECM.L'intensité de cette charge dépend en particulierde l'altitude du tablier et de la rugosité du site.

Ponts cil hétoii l>rccoiitraiiU construits par encurhclh'inenis successifs



On notera que :

• pour le calcul des piles et des fondations,c'est l'ensemble du fléau et de sa pile quidoit être chargé ;

5.4 - COMBINA ISONS D'A CTIONSEN CONSTRUCTION

La justification des fléaux doit être effectuéevis-à-vis de :

• pour les ouvrages de grande hauteur, l'étudedynamique prescri te dans le paragrapheprécédent devra prendre en compte cet effethorizontal du vent.

5.3.3 - ACTIONS ACCIDENTELLES

La chute de l 'ensemble ou d'une partie d'unéquipage mobile vide ou d'un voussoir préfabriqué en cours de pose (F^) est prise encompte avec un coefficient de majorationdynamique de 2 pour tenir compte de l'énergieaccumulée par la déformation du demi-fléauconcerné par la chute. Cela revient à inverserle sens du poids de l'équipage Qpro max ou dudernier voussoir préfabriqué sur l'un des demi-fléaux (Fig. 5.21).

Fig. S.21 - É(|iiipagt.' iiioliilen cours tic dOplacement

Setra

Pour un ouvrage coulé en place, toute chargemobile pendant une ou plusieurs phases dedéplacement de l 'équipage est susceptible dechuter. Dans la plup art des cas , les calculs son tmenés en considérant que l ' intégralité del 'équipage mobile peut tomber. Une valeurplus faible peut toutefois être adoptée moyennant une étude particulière de la sécurité del 'équipage établie par les concepteurs de cet

équipage au début des études d'exécution(cf. fasc. 65A).

Pour les ouvrages préfabriqués, toute piècenon brêlée par précontrainte pendant une ouplusieurs phases de la cinéma tique de po se estsusceptible de chuter.

• l'état limite ultime d'é quilib re statique , oùl'on vise à assurer la stabilité des fléaux surleur pile ;

• l'état limite ultime d e résista nce, po ur lesdifférents organes mis en place spécifiquementpour assurer la stabilité ainsi que pour lesélém ents sollicités au cours de ces phase s, enparticulier les piles et têtes de pile et leursfondations.

Pour chaque état limite, com pte tenu de lanature des actions, on distingue la situationtemporaire de construction, qui relève d'unejustification sous combinaison fondamentale,et la situation accidentelle, qui relève d'unejustification sous combinaison accidentelle.

Pendant les études d'exécution, ces vérificationsdoivent être effectuées de façon systématiquepour le coulage ou la pose de toutes les paires

de voussoirs.

Comme déjà signalé plus haut, les règlesprésentées ci-après sont moins sévères quecelles des Directives Communes sur le Calculdes Con structions de 1979, po ur lesquelles ilconviendrait de pondérer le poids propre d'uncoté par 1,1 et le poids propre de l'autre par0,9. Il faut donc les viser dans les CCTP endérog ation d es DC79, car elles ne sont pa s desrèglements au sens juridique du terme.

5.4.1 - COMBINAISONS EN SITUATIONTEMPORAIRE DE CONSTRUCTION(TYPE A)

Pour la vérification aux états limites ultimesd'équilibre statique, le fléau ne doit pas décollerde ses appuis provisoires. Si le fléau est encastrésur pile, auc une vérif ication d 'équil ibrestatique n'est requise, mais il faut vérifier larésistance de la pile.

Pour la vérification a ux états limites ultimes derésistan ce, les différents o rgane s (cales, câbles,palées, haubans provisoires, ...) ainsi que lesappuis et fondations les supportant sontvérifiés avec les coefficients de sé curité sur lesmatériaux correspondant à la combinaisonfondamentale.

99

Ponts en béton précontraint construits par encorhi'llements successifs



Pour les ouvrages coulés en place, au niveaudu predimensionnement, on peut considé rerque la phase dimensionnante est le coulage dela dernière paire de voussoirs. On s uppo se queles deux équipages ont été avancés, que l'undes deux voussoirs a été bétonné, alors quel 'autre bétonnage reste à faire ou a don né lieuà une vidange de l 'équipage provoqué par undéfaut du béton.

De même, pour les ouvrages préfabriqués, encours de dégrossissage, on étudie le fléau lorsde la pose de la dernière paire de voussoirs.L'un des deux voussoirs est supposé brêlé àl 'extrémité du fléau et libéré de l 'engin depose. L'autre voussoir n'est pas encore posé.

Le fléau est donc étudié avec un dés équilibred'un voussoir.

• pour un ouvrage c oulé en place, un incidentde bétonnage peut conduire à vider le bétonfrais de l'un des équipages, mêm e s'ils sontréalisés simultanément.

Les comb inaisons d 'action à étudier sont don cles suivantes :

Cas des ouvrages coulés en place (Fig. 5.22)

Combinaison A) : 1,1 (G „, + G „,(„) + 1,25(QpRCI max + QpRCl min + QFRAI ••" QFRA2 t+ QwD

Combinaison A. : 0,9 (G n,., + G „,j„) + 1,25(QpRC:i max + QPRCI min + QPRAI + QpRAi [•• QwD

Dans ces formules, Q^ désigne l'action supplémentaire du vent à prendre en comp te pourles ouvrages de plus de 120 mètres de portéeou exposés à des v ents forts et fréquents (voir5.3.2.3)

Il est indispensable de j^rendre en comptesystématiquement ce déséquilibre, même si lacinématique de pose ou de béton nage prévoitdes opérations simultanées. En effet :

Cas des ouvrages préfabriqués (Fig. 5.23)

Combinaison A, : 1,1 (G „, + G „,,„) + 1,25(QpRCl max + QpRCi min + Q P R M + QPRA2 [••• Qwl)

• pour un om rag e préfabriqué, la synchronisationtotale des opérations ne p eut être garantie ; Combinaison Aj : 0,9 (G ^ ^ + G „;„) + 1,25(QpRCl max + QpRCl min + Q P R A I + QpRA2 [+ QwD

Fig. T.22 -- SItiialion temporairedf conslniction à con.sidérerpour les ouvrages coulés en place

PRA2

L'équipage de gauche est vide(n - 1 vousso i r s à gauche)

L'équipage de droi te p orte un voussoir(n vousso i r s à droi te)

l'ig. 5.2. - .Situation temporairede construction à considérerpour les ouviages préfabriqués

PRA2

(n - 1 vousso i r s à gauche) (n vousso i r s à droi te)

ro:ils eu béton précontraint construits par encorbellements snccessijs



5.4.2 - COMBINA ISONS 'ACCIDENTELLESDE CONSTRUCTION (TYPE B)

Ces combinaisons sont utilisées pour la justification vis-à-vis des états limites ultimes derésistance sous combinaison accidentelle desorganes destinés à assurer l 'encas treme ntprovisoire ainsi que des appuis et fondationssupportant les fléaux.

En situation accidentelle, l 'ouvrage doitpouvoir résister à la chute d'un équipagemobile ou à la chute d'un voussoir dans le casd'un ouvrage préfabriqué.

Dans ce cas, le fléau peut décoller de ses calesd'appui provisoires mais la sécurité est assuréeen mobilisant à pleine capacité les matériaux,par exemple, dans le cas de précontrainte declouage, par surtension de ces câbles.

Cas des ouvrages coulés en placeFig. 5.24)

*B, : 1,1 (G n,^ -I- G n,in) + F^QpRAl ••• QpRA2)

•B2 :0,9 (G „, , + G î„) + F,

'A ••" (QpRCl max +

,9 (G „,, + G î„) -h FA + (QpRci m x •••IpRAl + QpRA2)

Cas des ouvrages préfabriqués Fig. 5.25)

• B l : 1,1 (G n,ax + G „i n) -I- FA -H (Q pR ci max +QpRCl min + QpRAl ••" QpRA2)

•B2 :0,9 (G „,, + G „i„) + F^ + (QPR CI m a x •••QpRCl min + QPRAI + QpRA2)

5.4.3 - RÈGLES SPÉCIFIQUESAUX OUVRAGESDE GRANDE HAUTEUR

Les ouvrages de grande hauteur sont engénéral très sensibles à l'action du vent. Desrègles spécifiques doivent leur êtreappliquées, non seulement pour ne pas lespénaliser par une pression statique équivalentetrop importante, mais aussi pour vérifier lecomportement du fléau sous les effetsdynamiques du vent.

Pour les grands fléaux, par exemple lorsque lasomme de la portée et de la hauteur de la piledépasse 180 mètres, une étude à l'état limiteultime sous vent turbulent est indispensable.Ce calcul dynamique spécifique, qui se fait àl'aide d'un ou plusieurs programmes spécialisés

dans l'effet du vent (programme PCP parexem ple), a pou r but d'évaluer l 'amplitude desoscillations induites par la turbulence du ventsur une structure souple.

Fig. 5.24 - Situation accidentelleà considérer pour les ouvragescoulés en place

F A = - QPRCl max'PRAl

'PRA2

W-If

• ^

IfQpRC

NAT1 max '

\ '

L'équipage de gauche est vide(iiy - 1 voussoirs à gauctie)

L'équipage de droite porte un voussoir(n„ - 1 voussoirs à droite)

Fig, 5.25 - Situation accidentelleà considérer pour les ouvragespréfabriqués

PRA2

(riy - 1 voussoirs à gauche) (n voussoirs à d roite)




Ce calcul nécessite :

• une description statique du vent et de sesfluctuations (vitesse de référence du vent,

rugosité du site, altitude, turbulenc e du vent,etc.) ;

• une analyse dynamique modale de la structuredonnant les déformées et les périodes desprem iers mo des pro pres, ainsi que les massesgénéralisées correspond antes ;

• les caractér is tiques aérodynamiques(coefficients de traînée, de portance et demoment ) du tablier et des piles (certains deces coefficients pour des formes simplespeuvent être déterminés par l 'applicationdes règles de l 'Eurocode 1 - Actions du ventet de la neige sur les structures, d'autres sontobligatoirement issus d'essais en soufflerie).

Le cumul de l 'effet statiq ue et de l'effetdynamique permet de déterminer et de vérifierles contraintes dans le bé ton et les armaturesdu fût de pile.

Les calculs dynamiques sont menés en

construction à l 'état limite ultime seulement eten considérant l'effet du vent décennal. Enservice, ils sont m enés avec un vent cinquan-tennal à l 'état limite ultime mais aussi à l'étatlimite de service.

5.5 - JUSTIFICA TION ETDIMENSIONNEMENT

DES ORGANES D 'ANCRAGEOn étudie ici uniquement le cas particulier dela stabilité des fléaux reposant sur deux filesde cales provisoires et cloués sur leurs pilespar deux files de câbles (Fig. 5.26). Les justifications des organes de stabilité des autresmétho des sont présentées plus som mairementdans le paragraphe suivant.

Pour ces calculs, le voussoir sur pile estsupposé indéformable. La position de chaquecale ou appui provisoire tient comp te d'un eerreur de pose de 5 centimètres (dans le sensd'un rapprochement de ces app uis provisoires).

Cales provisoires

Chevètre de la pile

fable s de c louage

Appareil d'appui défmilif

— Fût de la pile

Fig. S.26 - .Scht'iiui (.klcloi i i igc su r p i l r pa r càblt

La réglementation actuelle couvrant assezmal ce type de justifications, le CCTP doitparfaitement expliciter les actions, les combinaisons d'actions et les coefficients de sécuritéà adopter

Le lecteur pourra se reporter au document"Comportement au vent des p onts " de l'AFGC,ainsi qu'aux articles intitulés "Pont de Tanus :Les études des effets du vent" [BOU 94.3] et"Le viaduc de Bourran à R(jdez " [BOU 91] pourdes précisions supplémentaires.

Il est important de préciser qu e l 'é tudedynamique des effets du vents doit être p révueau stade du projet parce qu'elle peut reme ttreen cause la concept ion de l 'ouvrage maisaussi , parce que le recueil des donnéesindispensables à ce calcul est souvent assezlong, ce qui pénaliserait les délais des étudesd'exécution.

5.5.1 CALCUL DU NOMBREDE CÂBLES

On appelle M et N les sollicitations résulta ntesdes combinaisons de type A et B. On calcule M

et N pour chacune des quatre comb inaisonsA j, A^, B, et B2. On note e la distance entre axesdes deux files de cales d'appui provisoire et dla distance entre un câble et la file de caleopposée (Fig. 5.27).

On calcule tout d'abord l 'excentricité de larésultante des efforts : M/N.

File B de cales d'appui

Une file de eàbles de elouage

ec = 2 d - e

F'ig. î.l" - t i t ' o inê l i i cdu syslèiiK' ti c ^ 'louage

l'uiits en hcttiii pivconiraiiil CDiisIniilspar eiicorhellciiiciits successifs



Dans le cas où M/N < e /2 , le fléau ne risquepas de basculer ; les câbles de clouage ne sontdon c théo rique me nt p as nécessaires ; on dispose toutefois, par sécurité, un minimum dedeux paires de câbles (Par exemple, une pairede câbles 12T15 par file de cales). On a :

° 2 eet R = — + — + F.,

b 2 e '

avec F„ = 2 X ( 1 - p) X a . X s

(force d'u ne file de deux câbles avec p % depertes)

(T = M i n f 0 , 8 0 f , 0 , 9 0 fpO V pr g peg

fprg et fpçj, limites de rupture et élastique et ssection du câble

I ..*

a „ = M i n f o , 8 0 f , 0 , 9 0 fpO V P'9 F eg

fprj, e t fppj, l imi tes de rupture e t é las t ique e t ssec t ion du câb le

Une nie de n câbles de clouagiec = 2 d - e

Fig. 5.28 - El'forts daiLSles câbles et réactions d'appui

O n a d o nc : n x s =e 2

( l -p )xCTpQ

Les valeurs de e et de d découlen t des dimen sionsdu voussoir et de la tête de pile. Il est difficilede do nne r des conseils sur les valeurs minimumde e et de d car celles-ci dépendent beaucoupde la longueur du fléau et de la largeur du

caisson. Des valeurs de 3,00 à 3,50 m sontcourantes pour e et d, ce qui nécessite destêtes de pile de 4,50 à 5,00 m de largeur

Dans le ca s où M/N > e/ 2 , des câbles declouage doivent rétablir l'équilibre du fléau.Pour calculer le nombre de câbles à disposer,on distingue le cas des combinaisons de type Ade celui des combinaisons de type B.

5.5.1.1 - Situation temporaire deconstruction (combinaisons A)

Le fléau ne doit pas décoller. La précontraintedoit donc com pense r la réaction de soulèvementde la cale A sous l'action de M et N (Fig. 5.28).

R = N M-fF. > 0

_ N M pR, = — -I - — -(- F

b 2 e '

avec F = n x ( l - p ) x ( T x s

(force des n câbles d'une file avec p % depertes)

en estimant toujours les pertes à p %.

5-5.1.2 - Situation accidentelle(combinaisons B)

Sous l 'action de la résultante N et du momentM des charges appliquées au fléau, le voussoirsur pile reste en équilibre par surtension ATgdes câbles d'une file d'appuis provisoires etcom pre ssio n R[, des cales de l 'autre filed'appui (Fig. 5.29).

Sens dudisiquilibrc.

103

Fig. 5.29 - Basculementdu fléau avec surtensiondes câbles

Ponts en béton précontraint construits par encorbelleme)its successifs



Il est possible d'écrire l'équilibre des effortsappliqués au voussoir sur pile, lorsqu'il tourned'un angle da autour d'une file de cales et queles câbles s'allongent ou se raccourcissent :

Il faut ensuite vérifier la rotation du fléau encas d'accident, sous l'effet de l'allongementdes câbles. En effet, plus les câbles sont longs,plus la rotation sera importante.

F = F. + AT < F ,g I g ul

F, = F + AT,d I d

AT_ g . _

AT, d)

Ne-F X d - ^ + M + F, X (d - e) = 0g 2 d * '

R, - F - F^ - N = 0b g d

®

(D

(D

®

Fg et F j désigne nt les tensicjns dans c haq ue filede câbles, Fj leur force initiale, F,,, leur tensionlimite à l'ELU, AT^ et AT^, les variations detension de chaque file de câbles (positivespou r un allongement des câbles). On noteraque ATj est soit négatil', soit positif maisinférieur à AT^, suivant la position des cales parrapport aux câbles.

On tire F , et F j en fonc tion de F,,, et F | des

équations ®, (D et (D et on reporte dans ®. Onsait aussi que :

La variation de tension dans la file de câblessituée du coté du soulèvement est égale à :

fA a = -259- - (1 - p) X a ,

P

et l'allongement relatif des câbles vaut : e - Aa

Pour des câbles d e longu eur libre L, l'allongemen t

, AoAL peut être évalue a L x —— . La rotation du

voussoir sur pile est alors de :

. , , L A atan(a) = j x -E "

s

Pour des piles de grande hauteur ou présentantune grande souplesse, il faut ajouter à cettevaleur la rotation de la tête de pile sous l'effet

du mo me nt M de déséqu ilibre et des variationsde tension des câbles de clouage.

fF , = n X s X - 2 ^ e tul Y

P

F = n X (1 - p) X o X S

(avec p % de pe rte ) avec :

Yp = 1,00 pour les combinaisons accidentellesfpeg déjà défin is pl us haut

On en déduit :

. . . Nxe\ dn X s = I M z — X — avec :

n nombre de câbles

s sectio n d'im câble

fK = (1 - p ) X a X (2d - e) X (e - d ) + ^ ^ X d ^ + (d - e)

pO Y

Si la rotation du fléau est jugée trop forte parle projeteur, la solution consiste à limiter lasu rten sio n des câble s, en fixant un coefficientréducteur sur la valeur de la force ultime descâbles Fu|.

Dans les cas courants où les pertes sont de20 %, cet allon gem ent a tteint env iron 3 %o, ce

qui correspond à 6 centimètres pour descâbles non injectés de 20 mètres de longueur.Le calcul de la rotation donne 1 degréd'inclinaison pour un câble situé à 3,50 mètresde la file de cales oppo sé e, valeur qui peu t êtreconsidérée comme acceptable.

L'attention du projeteur est attirée sur le faitque les câbles de stabilisation de fléau étantprovisoires, ils ne sont géné ralem ent pas injectésau coulis de ciment. En conséquence, s'ils sontancrés dans le bas d'une pile de grandehauteur, leur allongement et donc leur élasticitésont importants, ce qui présente des risquesd'effets dynamiques aggravant le phénomènependant la rotation du fléau.

l'iiiits en hcloii />rec(>i lniiiil aoistniHgpar ciic(irl>elleiiu'uts successifs



5 5 2 - CALCUL D E LA SURFACEDES CALES

On retient le nombre maximum de câblespar file résultant des calculs précédents enarrondissant au nombre pair immédiatementsupérieur, compte tenu de la nécessité deplacer les paquets de câbles près de chaqueâme. Connaissant la force de précontrainteappliquée par chaque groupe de câbles, onpeut maintenant dimensionner les cales desfiles A et B.

D'autre part, pour les cales placées sur desbossages d'appui hauts et massifs, la contraintede compression dans le béton du bossage estlimitée po ur év iter le fendage de la pile (articleA .8.4 et ann ex e E.8 du BAEL 91). La valeur à npa s dép as se r est 4,in, = K f ^ avec :

*bu résistance limite du béton à l'ELU

, 0,85 xf ,b" e X y

fj.28 résistance caractéristique du béton àla compression

Fig. 5.30 - ("aUige provisoireréalisé par des lioiles à sable

Yb

K = l +

1,50 po ur les com bin aiso ns detype A

1,00 cha rges de long ue du réed'application

0 I 0 (-SI'4y3 b

<3,3

(Fig. 5.31)

Dans cette dernière formule, l 'obtention de lavaleur limite de 3,3 nécessite d'importantsdébords de la surface d'appui par rapport auxcales qui sont rarement compatibles avec lesdimensions de la tête de pile.

5-5.2.1 - Situation normale d'exécution(combinaisons A)

La surface des cales est telle qu'elles sontcomprimées à % sous la réaction maxim umRi,. Com me le bé ton des cales et celui duchevêtre de la pile sont frettés, leur résistancecaractérist ique en compression peut êtreaugmentée. L'article A.8.4.23 du BAEL91 fixecette contrainte à :

f < = f . xet c|

( f1 + 2 X p^ X jS

,

a

'db

Bo

bo

B

,db

bFig. 5..31 - Dimensionsen plan d'une cale etde son bossage

ao

d.

q y105

avec p, pourcentage d'acier du seul noyaufretté, borné supérieurement à 0,04.

Par exem ple avec 2 % de frettage, ce quireprésente une valeur courante, on a environ :

f,f = f,2H + 20 MPa

Futits en béton précontraint cottstrnitspar encorbellements successifs



Le tableau ci-dessous dorme des ordres degrandeur sur les valeurs limites issues de cecalcul, en fonction de la résistance du béton etdu type de vérification à effectuer :

lype de combina isonsà l'ELU

Combinaison fondamentalene comportant que desactions permanentes

Combinaison fondamentaleavec actions variables

Combinaisons accidentelles

f 1-

0,61 à 0,65 f^.j

0,72 à 0,75 f^.j

0,94 à 0,98 f^.j

La contrainte à ne pas dépasser est alors :fcmax = M i n (f^ .,i^ ; f .f)

En supposant que l 'on a deux cales dedimensions a x b par ligne d'appui, on a :

S = 2 x a x b = ^ ^ -c max

a et b sont choisis en dessinant la tête depile en vue en plan, en tenant compte desdimensions des appareils d'appui définitifs etde tous les équipements des têtes de pile.

On calcule et on dispose des frettagesidentiques à ceux des appuis définitifs en faceinférieure du voussoir sur pile et sous les calesprovisoires (cf article A.8.4, annexe E.8 duBAEL 91 ).

On vérifie tout d 'abord qu'il y a bien décollem entdu fléau avec le nombre de câbles déterminésprécédemment. Pour cela, on calcule R^ et Rf,comme si le fléau ne décollait pas :

R = ^ ^ + F.° 2 e '

R, = — + — + Fb 2 e '

Si Rj est positif, il n'y a pas décollement et onen d édu it la surface de s cales S pa r la formule :

S = 2 x a x b = |— ^

Si Rj est négatif, on résout les équations (D à®, mais avec cette fois Fj, = Fj + AT^, < Fî(Fi est ce tte fois co nn ue) .

La résolution donne :

K "1F x K + N x - i + M

4 2e

/avec :

R Lbe

^

/X

V

K=d^+{6-ey

K^ = d^ + e X (2d - e) x (d - e)

K3 = 2 x K , - e ^

K = ( 2 d - e ) x4

2

xd^

On pou rra égalem ent se reporte r à l 'annexe Ade la norme NF-EN 1337.3 (classementT 47.820-2) qui considère des surfaces B^chargées uniformément.

5.5.2.2 - Situation accidentelle(combinaisons B)

On e n dé duit la surface d es cales S par lamême formule que celle donnée dans leparagraphe précédent.

Les dimensions des cales ainsi déterminéesdoivent être augmentées de 5 à 10 centimètrespour l'enrobage des frettes.

On applique le même principe, mais souscombinaison accidentelle. On a ainsi :

5.5.3 - CALCUL DES FUTS ETDES FONDATIONS DES PILES

Y b 1,15 po ur les com bina ison s detype B

0 0,85 charg es de cou rte duré ed'application

Les combinaisons d'équilibre statique calculéesprécédemment pour l 'équilibre du fléau et lajustification des organes d'ancrage sontdirectement utilisées pour vérifier la pile et safondation, à l'état limite ultime de résistance,sans modifier les coefficients de ces combinaisons.

l'oiits en hélim précoiilrainl constriii/spar oicorhellements successifs



Les aciers verticaux du fût de pile doivent êtrevérifiés aux états limites ultimes, en flexioncom pos ée sous l 'action de N et M ; les combinaisons du type A sont considérées com me descombinaisons fondamentales, alors que cellesde type B sont des comb inaisons accidentelles( Y b = l , 1 5 , Y s = l , 0 0 ) .

L'attention du projeteur est attirée sur le faitque cette vérification n'est effectuée qu'àl'ELU. Il convient donc de limiter la fissurationdes piles en situation temporaire de construction,c'est-à-dire avec l'équivalent à TELS descom binaisons d e type A. Pour tenir com pte dece phénomène, on peut soit faire un calculcomplémentaire à TELS en transposant lescom bina ison s de typ e A, soit limiter le taux detravail des aciers à l'ELU sous ce même type decombinaisons, par exemple à 400 MPa.

D'autre part, les piles doivent aussi êtrevérifiées en service et en construction pourtou tes les autre s situa tions, à TELS et à l'ELU.

5.6 - JUSTIFICATIONS

DES AUTRES MÉTHODESDE STABILISATION

Sans être exhaustif, ce paragraphe donnequelques indications sur la justification desfléaux dont la stabilité est assurée à l'aide depalées provisoires ou de haubans extérieurs àla pile . Le détail de s justifications ne diffère pasde celles données au paragraphe précédentauquel on pourra donc se rapporter.

5.6.1 -JUSTIFICATIONS DE LA STABELITÉPAR PALÉES PROVISOIRES

Dans le cas d'une palée unique, on adopte desrègles de vérification similaires à cellesprésentées précédemment.

On commence ainsi par étudier le déséquilibredu coté de la palée (coté oii l 'on coule ou posele premier voussoir d'u ne paire). On étudie lescombinaisons de type A et B en vérifiant lesmêmes cri tères que pour un fléau cloué

uniquement par des câbles verticaux situésdans la pile. Les cales ne doivent pas décollersous combinaisons de type A ; sous comb inaisonsde type B, les surtensions des câbles de clonageet l'angle de rotation du fléau sont limités àune valeur à fixer dans le CCTP (un degréenviron).

Il faut ensuite vérifier la stabilité de la palée.Pour les palées courtes et massives, un calculen flexion composée déviée suffit, en prenanten compte une excentricité additionnelle descales dans les deux directions ou un défautd'inclinaison du fût de la palée. On pourra sereporter au BAEL9I ou au BPEL91 pour plusde détails sur les valeurs à introduire dans lescalculs. Pour les palées très élancées, un calculau deuxième ordre géométrique et mécaniqueest indispensable pour éviter le flambementde cet appui. Il est indispensable de relier lapalée au moins à la tête de la pile et, pour lespalées très hautes, à un ou plusieurs niveauxintermédiaires du fût.

On étudie ensuite le cas du déséquilibre ducôté opposé à la palée pendant la pose oule coulage du second voussoir de la paire. Onétudie alors uniquement la combinaison detype A, car l'équipa ge mob ile ou le vous soirpréfabriqué côté palée a été mis en sécurité etne peut plus chuter. Le non décollement del 'appui sur la palée permet de dimensionnerles câbles de clonage placés au droit de celle-ci.

Dans le cas de deux palées symétriques par

rapport à la pile, les calculs sont de mêmenature . Par con tre, le déco lleme nt de l 'un e despalées est autorisé sous les combinaisons detyp e A et B. Le fléau repo se alors sur un e oudeux files de cales (combinaison A ou B) et surla palée située du côté du déséquilibre.

Pour les ouvrages préfabriqués, la chute del'équipage est remplacée dans les justificationsprécédentes par la chute du voussoir en coursde déplacement.

5.6.2 -JUSTIFICATIONS DE LA STABIUTÉPAR HAUBANAGE

Les haubans doivent être disposés de façonla plus symétrique possible pour ne pas tropperturber la géométrie du fléau en cours deconstruction.

Pour ce calcul, il est nécessaire de faireles hypothèses simplificatrices suivantes(Fig. 5.32) :

• par simplification, les câbles de clonage sontsitués au droit de s cales proviso ires ; onappelle e l'entraxe des deux files de câbles ;la sec tion d' un e file de câ ble s est s ; lalongueur des câbles est 1 et leur module E ; laforce exercée par une file de câbles est notée F,




• la pile de hauteur h et d'inertie constante Iest supposée encastrée sur sa fondation ;

• cha qu e file de hau ban s a un e se ction s' ; leshaubans sont tous identiques, de module Eêt de longueur 1' ; la force initiale d'une file dehau ban s est no tée F;' (ou F ,' et F j' en tena ntcompte des variations de tension dues aubasculement du fléau) ;

• le fléau est supposé indéirormable en flexionlongitudinale (cette hypt)thèse reste valablesi les haub ans ne sont p as accroch és trop loinde la pile).

Par ailleurs, il ne faut pas oublier que leshaubans de stabilisation apportent des effortsde flexion supplémentaires que les câbles defléau doivent reprendre.

A ? "•• fïi

Pour calculer la section des haubans, ondistingue le cas des combinaisons de type A d ecelui des combinaisons du type B. Commepour les fléaux cloués par deux files de câbles,le calcul se fait en deux temps :

• on dim ensionne d'abord les sections deshaubans en limitant leurs surtensions et larotation du fléau sous toutes les combinaisons(types A et B) et en faisant en sorte que lescales de la file A ne soient pas d écom prim éessous les combinaisons de type A ;

• lorsque l'on a choisi la section des haubans,on dimensionne les cales d'appui en vérifiantla com pres sion sur la file B po ur les com binaisons de type A et B.

Le calcul présenté ci-après ne suit pas ce schémamais donne les principes permettant de lereconstituer.

5.6.2.1 - Situation temporaire deconstruction (combinaisons A)

Le fléau ne doit pas décoller. Le haubanagedoit donc compenser la réaction de soulève

ment de la cale A sous l'action de M et N :

A 2 e ' '

Fig. 5,32 - HU'oils appliquésau fléau sans décollementd'appui

En l 'absence de haubans, en supposant que lefléau n e décolle pas, les réactio ns d'ap pui surles files de cales A et B sont les suivantes :

A 2 e '

- N M cB 2 e '

De façon générale, si la réaction R^ est positive,le fléau n'a pas besoin d'être haubané. Nouséliminons ce cas peu intéressant pour lasuite et considérons que les haubans sontnécessaires.

R„ = — - I - — -i-F-i-F.'B 2 e ' '

En général, on fait travailler les haubans à 30 %de leur capacité maximum. En effet, leurssurtensions sont plus importantes que cellesdes câ bles. De plu s, cet te faible tension initialepermet leur réutilisation en tant que haubansprovisoires sur les autres fléaux de l'ouvrage.Enfin, ainsi tendus, ils ne subissent que despertes différées très faibles.

Puisque le fléau ne décolle pas de ses calesd'appui, les câbles de clonage ne subissentaucune surtension. Par contre, du fait de lasouplesse de la pile en rotation, les haubanssubissent des variations de tension et le fléautourne d'un certain angle.

On doit donc vérifier le non décollement descales et le caractère acceptable de la variationde tension des haubans et de la rotation dufléau.

l'uiila en hctoii pivcoiitniiiil cunstniilspur ciicurJx'Ueniciils successifs



Soit :

k la souplesse de la pile en rotation :

k = - (ona d = kM]El P

p

avec hp : ha ute ur de la pile

Ip : son inertie

E : mo dule instantané du béto n de lapile

6 : angle de rotation du fléau

Mp : m om ent app liqué à la tête de pile

K' la sou ples se de s hau ban s : K'I'E s'

s

On peut donc en déduire la tension dans leshaubans et la rotation du fléau :

ke'F ' = F.' + M '^^—— et F ; = F , ' - M ^^—ir

2K' + k e'2

En écrivant l'équilibre sur la cale B, on obtientles réactions d'appui :

A I , 2 e

R = F + F ' + N - R ,B i I A

f

2K' + k e'2

Ce calcul n'est cep end ant valable que si la caleA reste comprimée. Il faut donc vérifier que :

avec Es : module des haubans

On app elle AT ,' et A Tj' les variations detension des haubans sous l'effet de la rotationdu fléau. Leurs tensions valent :

F g ' = F i ' + AT g ' e t F j ' = F i ' + A T j '

fM ke 2 ^

2K' + k e '2

N< l F + F ; + ^ | e

5.6.2.2 - Situation accidentelle(combinaisons B)

Le fléau étant indéformable, on a

e = t ge = 2 — § - = - 2 — f -

Le calcul est analogue mais le décollement dufléau sur sa cale A est permis tout en limitantla rotation du fléau.

(Al'g et A l'j variations de longue ur de s hauba ns)

soit :

0 = tge = 2 K'— S - = - 2 K ' - ê e

or 9 = kM„ et donc :

e'kg p 2K'

AT ' = M et A T,' =- ^ 2 i c

Le moment Mp s'exprime par :

M = M - AT • ^ + AT ; ^ = M - AT ' e'p 9 2 'I 2 g

'=™=imrf iixre'

Fig. 5.33 - Efforts appliquésau fléau en cas de décollementd'appui du coté A

Les termes complémentaires AT^,' et ATj, ' dusau basculement du tablier autour de la cale Bs'ajoutent à l 'expression des tensions deshaubans (Fig. 5.33) :

Fg' = Fj' + AT ' + AT ,' et F j' = ¥{ + A Tj ' + A Tj, '

Ponts en béton précontraint construits par encoriK'Uements successifs



D'autre part, les câbles de la file A se surtendent.Leur tension peut s 'écrire :

En écrivant l'équilibre sur la cale B, on obtientla réaction d'appui RR :

Fg = Fi + ATg Rj, = F j ' + Fj,' + 2Fi +N + AT^

Si on note K la raideur des câbles KE s

s )

le fléau étant indéformable, les variations delongueur des câbles et des haubans sontproportionnelles :

La rotation du fléau est la somme des rotationsde flexion du fût et de basculement autour del 'appui B :

K .^ Ke = 2 f F ' - F ; l l i + AT -V 9 d 7 e 9 e

9i 9 2 e K ' di 9 2 e K '

Enfin, il faut ajouter l'effet de la surtension descâbles de la file A au moment M On a donc :

M = M - F ' ^ + F ; - | + AT -p 9 2 ^ 2 9 2

soit en remplaçant dans l 'expression de AT^,' :

ke' ke' kp' kpe'AT ' = M ^ = M ^ + ( F , ' - F ' ) ^ - A T ^^^9 4K' 9 4K'

que l'on peut introduire dans F ' :

F ' (4K' +ke' ) = 4K ' F + 2ke' M + ke' F, ' -AT9 ' d e

kee'-2K e + e ®

La somm e de Fg' et de F j ' donne

F ' + F; = 2F ' + AT ^g d 1 g K'

(D

et l'équilibre des moments sur la cale B

M + F , ' ^ - - F ' ^ -AT e - N - = 0d 2 9 2 9 2

®

10

La résolution des équations ®, (D et ® donneF,' , F,'et AT,.

Pouls en béton prêconlniinl consiruils par encoihcllcnienls successi/s



" ^ T E C H N O L O G I E

D E L AC O N S T R U C T I O

Le présent chapitre présente latechnologie nécessaire à la réalisation

des ponts en béton précontraintconstruits par encorbellementssuccessifs. La première partie traitedes ouvrages coulés en place et détailletout particulièrement la conception desouvrages provisoires (coffrages desvoussoirs sur piles, équipages mobiles,etc..) et des dispositifs de stabilisationdes fléaux. La seconde partie estconsacrée aux ouvrages à voussoirspréfabriqués. On y trouve donc unedescription détaillée des installationsde préfabrication et des engins detransport et de pose des voussoirs(lanceur, grue, fardier, etc.).

6.1 - LA CONSTRUCTIONPAR VOUSSOIRS COULÉSEN PLACE

Lorsque le nombre de voussoirs à exécuter estinférieur à 350 à 400 voussoirs, ce qui corre spo ndà la très grande majorité des ponts, le tablierde l'ouvrage est coulé en place.

Chaque an née, de nom breux ponts sontconstruits selon cette méthode tant en Francequ'à l 'étranger. Parmi les plus importantsconstruits ces dernières années, on peut citer

en France le pont sur le Rhin au Sud deStrasbourg, le viaduc du Viaur à Tanus, pour laRN88, le second viaduc de Genevilliers sur laSeine, pour A15, et le viaduc sur la Loire àCheviré. À l'étranger, on retiendra notam me ntles ponts norvégiens de Stolma et Rafsundet, lepont de Brisbane en Australie et le pont deHamana, au Japon, quatre ouvrages qui sedistinguent par leurs très grandes portées.

6.1 .1 - LES VOUSSOIRS SUR PILES

Les voussoirs sur piles sont toujours construitsà l'aide de coffrages spécifiques, dédiés à cettepartie du tablier et posés sur un plancher detravail fixé au sommet des piles (Fig 6.1).

Les coffrages extérieurs sont des coffragesfixes métalliques. Les coffrages intérieurs sontréalisés soit avec un coffrage en bois traditionnel,soit avec un outil métallique articulé. Surcertains ouvrages ne comportant qu'une oudeux piles, la longueur et donc le coût du

coffrage extérieur du VSP ont été réduits enutilisant le coffrage extérieur des équipagesmobiles pour coffrer les parties latérales deces voussoirs.

;/^|(v



Vou ssoi r sur p i le

Coffrages

Plancherde travai l

Fig. 6.1 - KxOcLitiondes voussoirs sui piles

l-'ig. 6.2 - PLinchcr de tra\ ail|-)<iur lotïragc des Noussoirs sur piles

Setra

Le plancher de travail, fixé à des inserts métalliques noyés dans le sommet de la tête de pile,présente une forme extérieure rectangulaire(Fig. 6.2). Il est ajouré e n son cen tre po urpermettre un contact direct entre la sous-facedu voussoir sur pile et le dessus des cales destabilité et des appareils d appuis.

Les voussoirs sur piles sont en g énéral e xécu tésen deux phases : la première phase com prendle hourdis inférieur, les goussets et la naissancedes âmes ; la seconde phase comporte le reste

de la section transversale et l'entretoise surpile. Le délai d'exécution d'un voussoir surpile est compris entre 6 et 10 semaines pourun ouvrage classique mais peut atteindre15 semaines pour des ouvrages très largeset/ou de grande portée.

6.1 .2 - LES VOUSSOIRS COURAJVTS

6.1.2.1 - Généralités su r les équipagesmobiles

Les voussoirs courants sont construits à l'aided'outils coffrants très complexes qu'on appelledes équipages mobiles (Fig. 6.3). Suivant lescas, ces outils sont soit construits spécifiquement pour le chantier, soit existants maisadaptés pour le chantier.

Les équipages comme de nombreux autresoutils coffrants, comportent trois élémentsmajeurs, chacim associé à une fonction à assurer :

• une charp ente métal l ique, perm et tantd'a ccr oc he r l'éq uipag e ei: le futur voussoir audernier voussoir exécuté ;

• d es parois coffrantes métalliques, perm ettan tde donner au béton la forme souhaitée ;

Hig. 6.3 - Vue géné'rale ^ 'tl'un é<|uipage mobile

• des passerelles et des plateformes de travail,permettant au personnel d'accéder et detravailler en tout point du voussoir à exécuter

Bien qu'il existe une grande variété d'équipages mobiles, il est d'usage de les classer entrois familles selon la localisation des poutresporteuses, ou poutres principales, de leurcharpente métallique. On distingue ainsi :

• les équipages don t les poutres porte use ssont situées au dessus du hourdis supérieur,

• les équipages dont les poutres porteuses setrouvent le long des âmes du caisson,

• les équipages dont les poutres porteuses setrouvent sous le hourdis inférieur.

En France, les équipages mobiles du secondtype, donc avec des poutres porteuses situéesle long des âmes, sont de loin les plus utilisés,en particulier parce que l 'absence de toutepoutre à l 'aplomb du voussoir à construireautorise la pose dans le coffrage d'une caged'armatures entièrement préfabriquée au sol(Fig 6.5).

Fi)i 'Is eu hetuii prétunlm iiil coiislniits par eiieorhelk'iiwiils successifs



Fig. 6.4 - Dégagementvers le haut d'un équipagemobile "par-dessus"

Fig. 6.5 - Dégagenienlvers le haut d'im équipagemobile "par-dessous"

Fréquemment utilisés après la seconde guerremondiale, les équipages du premier type nesont plus beaucoup utilisés en France. Ils sontpar contre régulièrement utilisés dans lesautres pays (F ig. 6.4).

Les équipages mobiles du troisième type nesont utilisés que dans des cas très particuliers.

Les équipages m obiles du second et du troisième

type sont souvent appelés équipages "pardessous", par opposition aux équipages dupremier type, dits "par dessus".

6.1.2.2 - Description simplifiée deséquipages mobiles avec poutresupérieure complète

Ces dernières années, ces équipages ontpermis la construction de nombreux tablierset en particulier ceux du second viaduc dePont S alomon [DEW 01], du viaduc d e D igoin[DIEU 00], du po nt deT anus [SER 98], e tc ..

De manière très schématique, leur charpentemétallique est com pos ée de trois grandes sous-structures (Fig. 6.6) :

Dans la suite de ce chapitre, nous avons choiside ne décrire que les équipages du secondtype, c'est-à-dire avec des poutres porteusessituées le long des âmes. Cette famille d'équipages peut encore se scinder en deux sous-familles : les équ ipag es m obiles avec po utresupérieure de même largeur que le caisson,bien adaptés aux voussoirs de largeur et dehaute ur co urante ; les équipages mobiles avecpoutre transversale réduite et poutres delancement ou poutres de transfert, courammentutilisés pour les voussoirs de largeur ou dehauteur importante.

pout re sup r ieu re

poutre pr incipale pou tre avant

poutres- t i roirs

Fig. 6.6 - Principede la charpented'un équipage mobileà poutres latérales

113 .

Ponts en béton précontraint cotistniits par encorbellements successifs



• un e grand e st ructu re e n U, située sou s letablier, supjîortant les coffrages du dessousdes encorbellements et des faces extérieuresdes âmes ainsi que le coffrage du hourdisinférieur ; cet te struc ture est com po sée elle-même de deux grandes membrures latéraleslong itudin ales en treillis, dites p ou tre spo rteu ses , et d'un e p ou tre verticale "avant" ;celle-ci, également en treillis, est située àl'extrémité de l'équipage coté voussoir n-Hl,le voussoir n étant le voussoir à couler ; danscertains cas, un contreve ntem ent horizontalsitué sous le hourdis inférieur vient compléterces deux éléments ;

• un e pou tre sup érie ure trans versale, parfoisaussi appelée poutre de translation, poséesur le hourdis s up érieu r du vou ssoir n-1 , àson extrémité libre (la figure 6.6 représentele cas particulier d'une poutre supérieureen C) ;

• des poutre s-tiroirs, situées sous la partiecentrale du hourdis supiîrieur, supportant lecoffrage des surfaces intérieures du v oussoir n.

6.1.2.3 - Fonctionnem ent des équipages

mobiles avec poutre supérieurecomplète

Les différents éléments que nous venons dedécrire sont con<;us en tenant compte de deuxsituations très différentes correspondant auxsituations de déplacement d 'une part , deferraillage, de câblage et de bétonnage d'autrepart.

En phase statique, les liaisons entre les troissous-structures sont les suivantes :

• la poutre supérieure repose toujours sur lebéton ;

• la structure en U est suspendue à la poutresupérieure soit par des tiges situées de partet d'autre du caisson, donc ne traversant pasle hourdis supérieur déjà exécuté, soit parl'intermédiaire de consoles prolongeant lapoutre supérieure sous les encorbellements(on parle alors de poutre supérieure en C),soit encore par d'autres méthodes ; le cen trede gravité du U étant situé très en avant duplan de suspension, le U a tendance à plongercoté clef mais ce mouvement est bloqué pardes roues fixées à l 'arrière des poutresporteuses et mises en butée sur les encorbellements déjà exécutés (Fig. 6.8).

• les poutres-tiroirs sont en consoles.

Poutres principales fixées aux extrémitésde la poutre supérieure

• la poutre supérieure repose sur le hourdissupérieur du voussoir n-1 ;

• la stru ctu re en U est fixée à la p ou tresupérieure par des tiges traversant le hourdissup érieu r déjà ex écu té ; afin de limiter laflèche du U sous le poids du béton, ces tigessont fortement précontraintes ;

• les poutres-tiro irs so nt a pp uy ées sur lapoutre avant coté voussoir n-Hl et fixéesau hourdis supérieur par des suspentestraversantes c oté v oussoir n-1.

En phase de dé plac em ent (Fig. 6.7), lesconditions d'appui de ces éléments évoluentcomme suit :

Poutres principales posées sur le fond de coffrageou fond de moule

Fig, 6.7 - Schémastatiquf de l'cquipageen cDLirs tic lian.slalion

Le déplacement de la poutre supérieure et duU est assuré par des vérins horizontaux àlongue course situés sur le hourdis supérieuret poussant la poutre supérieure (Fig. 6.9).Selon les cas, les poutres-tiroirs sont, elles,dé pla cé es soit pa r des tire-fort (Fig. 6.10), soitpar un second jeu de vérins à longue course(Fig. 6.11).

Po'ils eu bétail l>récoiitiaint conslniits/itir eiicorbelleiiieuts successifs



Setra

Hig. 6.8 - l'outres pfirteuses en appui sur l'extrémité de poutres supérieures en C

Fig. 6,9 - Poutre supérieureavec vérin à longue course(en bas de la photo)

Fig. 6.10 - Poutre-liroirdéplaçable manuellement

Fig. 6.11 - Poutre-tiroirdéplai,able grâce à unvérin longue course

Setra

a 115



6.1.2.4 - Cinématique de constructiond'un voussoir courant

Avec les équipages que nous venons de décrire,les grandes étapes de la cinématique deconstruction du voussoir courant n sont lessuivantes :

8

9

10

11

enfilage et mise en tension des câbles defléaux du vo ussoir n - 1 ;

démontage des tiges fixant la structure enU au b éto n du v oussoir n - 2 ; le U estalors entièrement suspendu à la poutresupérieure ;

ripage de la pou tre sup érieure et donc du Uqui lui est suspendu ;

mise en place des tiges fixant la structureen U au bé ton du vou ssoir n - 1 ;

réglage des coffrages extérieurs et ducoffrage du hourdis inférieur ;

mise en place de la cage d 'armatures

inférieure du vou ssoir N , avec ses gaines etses ancrages ;

démontage des tiges fixant les poutres-tiroirs et ripage de celles-ci ;

ripage et réglage du coffrage intérieur ;

mise en place des tiges fixant les poutres-tiroirs au béton du voussoir n - I ;

mise en place de la cage d'armaturessupérieure du voussoir n avec ses gaines etses ancrages ;

bétonnage du voussoir n.

Les voussoirs courants de dimensions et deforme classiques sont presque toujours béton nésen une seule phase, avec un cycle de réalisationcompris entre 48 et 72 heures par paire.

6.1.2.5 - Équipages mobiles avec poutresde tranfert ou poutresde lancement

Lorsque le voussoir est important, suspendrela partie inférieure de l'équipage mobile auxextrémités de la poutre supérieure conduit àdes poutres supérieures très importantes etdonc très coûteuses. Pour la construction destabliers de grande largeur, on utilise donc, deplus en plus souvent, des équipages quiroulent sur une charpente dite de transfert,située elle même transversalement très prèsdes âmes.

De manière très schématique, on peut considérerque ces équipages comportent :

• une pou tre supé rieure sans conso les,appuyée au droit des âmes (Fig. 6.14),

• des poutres supérieures de transfert, longitu

dinales, présen tes uniqu eme nt en phase dedéplacement (Fig. 6.15),

• une cha rpen te métall ique principa le,sensiblement identique à celle des équipagesdu type précédemment décrit, avec deuxgrandes poutres porteuses et une poutreavant, en général en treillis,

• des po utr es tiroirs situées sou s la partiecentrale du hourdis supérieur, comme pour

les équipages du premier type,• des po utr es in férieures de transfert, ou

poutres tiroirs, situées le long des deuxpoutres porteuses.

poutre tupèrjeure

poutres litétalesFig. 6.12 - Équipageen pli:ise statique

poutre avant

poutres-tiroira

poutre de transfert supérieure

poutre de transfert inférieure Fig. 6.13 - Équipageen cours de cléplaeement

Pouls cil hélou prccuutiïiiul cousiruits l>ar ciicorhcllciiieiils successifs



En phase statique (Fig. 6.12), les conditionsd'appui et de fonctionnement de l 'équipagesont sensiblement identiques à celles deséquipages du premier type. La principaledifférence concerne la présence des poutresinférieures de transfert, dans cette phasefixées aux deux poutres porteuses.

En phase d e dép lac em en t (Fig. 6.13), leschoses sont plus différentes. En effet, danscett e pha se, il faut :

• pose r les deu x poutre s supérieures de transfertsur le voussoir qui vient d'être exécuté,

• libérer les poutres inférieures de transfert etles suspendre aux deux poutres supérieuresde transfert, de ma nière à constituer un cadrecapable de recevoir la charpente principalede l 'équipage,

• libérer la cha rpen te principale (les deu xpoutres porteuses et la poutre avant), ladescendre sur le cadre constitué par lesquatre poutres de transfert et la faire glisser,en général à l 'aide de vérins longue course,jusqu'à sa nouvelle position,

• fixer la charpente principale au béton et à lapoutre supérieure,

• avancer la partie centrale du coffrage,

• refixer les po utre s inférieures de transfertaux poutres porteuses, les séparer despoutres supérieures de transfert puis enlevercelles-ci.

Les équipages mobiles du viaduc du Pays deTulle, sur l 'autoroute A89, sont de bonsexemples de ce type d 'équipages mobiles[LAC 02 ].

6.1.2.6 - Autres remarques concernantles équipages mobiles

Autres types d'équipages

Comme nous l 'avons écrit au début du 6.1.2.1.du présent guide, il existe une grande variétéd'équipages et la présentation qui vient d'êtrefaite ne doit en aucune manière être considéréecomme exhaustive. Des équipages spéciauxsont régulièrement construits pour permettrela construction de tabliers à bracons ou àvoiles latéraux voire hybrides (pont sur le Brasde la Plaine, pont du Vecchio, pont de laCornic he à Dole, et c. .) [CHU02], [PAU 00].

Modifications d'équipages en vuede leur réutilisation

Compte tenu du coût de fabrication très élevéd'une paire d'équipages mobiles, il est fréquentqu'on souhaite réutiliser sur un chantier deséquipages conçus pour un chantier préc édent.Les tabliers des grands ponts ne bénéficiantmalheureusement d 'aucune standardisation,des modifications importantes doiventsouvent être apportées aux équipages pour

leur permettre de construire le nouveautablier. Compte tenu des risques encourus, laconception, les calculs et la mise en œuvre deces modifications doivent être traités avec lemême soin que la conception et la fabricationinitiale des équipages.

Poids des équipages

Le poids des équipages mobiles conçus surmesure pour un ouvrage donné est en général

assez pro che de la moitié du poids du voussoircourant le plus lourd. Ce ratio est cependantparfois dépassé, en part iculier lorsque

Fig. 6.14 - Poutre supéiiciiie.san.s con.sole

Setra

i

f

^$im \ ~ —

••••• ^ m

Fig. 6.] S - Poutre .supérieurede tran.sfert

jMI




l 'équipage est réutilisé et qu'il a été conçu àl'origine pour un tablier plus large que celuiqu'on cherche à construire.

6.1 .3 - LES VOUSSOIRS DÉVIATEURS

Les voussoirs-déviateurs des ponts à précontrainte mixte sont dans leur très grandemajorité exéc utés en deux phases : la sectioncourante est réalisée avec l'équipage mobileutilisé po ur les voussoirs co uran ts ; la p ou trebasse et les voiles-déviateurs sont exécutés àl'aide d'un coffrage e n bois, le beto nn ag es'effectuant par des lumières laissées dans lehourdis supérieur au droit des voiles(Fig. 6.16). Dans cette méthode, les aciers en

attente des voiles doivent être repliés puisdépliés - ce qui nécessite d'avoir recours à desaciers Adx - sous peine de gêner le ripage dunoyau intérieur des équipages. Pour éviter cesmanipulations, des dispositifs de raboutagesont de plus en plus utilisés à la liaison âmes /voiles-déviateurs. Il est désormais égalementpossible d'utiliser des aciers HA spéciauxpouvant subir un cycle pliage-dépliage sansaltération de leur résistance.

Fig. 6.1() - KxC'culion en.st'conck' phast' tics voilfsdéviaU'urs

Il existe quelques ouvrages dont les voussoirs-déviateurs ont été exécutés en une seulephase. Pour certains d'entre eux, un noyaumétallique spécifique a même été construitpour ces seuls voussoirs.

6.1 .4 - LES VOUSSOIRSEN SURENCORBELLEMENT

Les voussoirs exécutés en surencorbellementsont, sur le plan constructf, a.ssimilables à desvoussoirs courants. Ils sont donc exécutés àl 'aide des équipages mobiles prévus pour cesvoussoirs.

6.1.5 - LES VOUSSOIRS DE CLAVAGE

Les voussoirs de clavage sont en généralexécutés en une seule phase, à l 'aide d'un deséquipages mobiles servant à la réalisation desvoussoirs courants. S'il est possible d'extrairesimplement le noyau central une fois le clavageexécuté, on coffre les parties intérieures duclavage avec le noyau d'origine, comme pourles voussoirs co uran ts. Si ce n'e st pas le cas, cequi constitue la situation de loin la plusfréquente, il faut concevoir et utiliser un noyauintérieur spécifique, qui puisse être démontéen petits morceaux facilement transportables.Il faut noter que l'utilisation des équipagescourants pour réaliser les voussoirs de clavageest la situation la plus courante mais qu'ellen'est pas systématique. Sur certains chantiers,les entreprises préfèrent construire des outilsde clavage spécifiques, pour récupérer au plusvite leurs équipages mobiles.

Pendant les opérations de clavage, l 'outilcoffrant est en appui simple sur chacune desdeux extrémités des fléaux car il ne serait pas

assez solide pour reprendre les effetsthermiques qui se développeraient dans latravée rendu e con tinue . Lorsque l 'outi lcoffrant est un outil spécial, ces conditionsd'appui ne posent pas de problèmes. Lorquel'outil est l'un des équipages mobiles coffrantles voussoirs courants, des précautionsparticulières doivent être prises car ces outilssont conçus pour travailler majoritairement enporte-à-faux.

Sur certains chantiers, il convient de compléterl'outil de coffrage que nous venons de décrirepar un dispositif empêchant certains mouvements parasites des fléaux et notamment leurrotation autour de l'axe des piles sous l'effetdu vent. Ce dispositif est en général constituéde poutres longitudinales fixées aux encorbellements du dernier voussoir courant dechaque fléau.

L'heure du betonnage d'un voussoir de clavagedoit être choisie avec précaution. Il convienten effet d'éviter que des effets thermiquesimportan ts ne se développen t en tre la prise dubéto n - mo me nt à partir duq uel la travéedevien t co ntin ue - et la mise en tensio n despremiers câbles éclisses. Un betonnage en finde soirée est ainsi recommandé pendant lespériodes très ensoleillées.

l'outs en hctoii prccoiilraiiil coiistntilspar eucoihelleDtciits successifs



Le délai d'exécution d'un voussoir de clavageest compris entre deux et trois jours selon leschantiers.

6.1 .6 - LES TRO NÇO NS D'EXTRÉMITÉ

Dans la majorité des cas, le profil en long duterrain naturel au voisinage des culées oblige àconstruire les tronçons d'extrémité sur unétalement horizontal reposant d'une part surle chevêtre de la culée, et d'autre part, sur uneou plusieurs palées provisoires métalliques(Fig. 6.17). Sur cet étalement, le tablier estalors coffré et bétonné par plots de 3 à 4 m.

SetraFig. 6.17 - CÀ)n.struclion

sur étaiement du tronvond'extrémité d'une travée de rive

Lorsque le profil du terrain naturel le permet,il est toutefois possible de construire lestronçons d'extrémité du tablier sur des toursd'étalement, cette technique étant dans ce casplus économique.

Il est aussi arrivé que les zones d'extrémitéssoient construites directement à l 'aide deséquipages mobiles ayant coffré les voussoirscou ran ts. Afin de limiter le déséqu ilibre dufléau, une palée provisoire est placée sous ledernier voussoir courant coté culée puismatée après mise en tension des câbles defléau associés à ce voussoir. Cette paléepermet également de limiter la flexion dans lazone d 'extré mité du tablier (Fig. 6.18) [DEM 02]

6.1 .7 - LA STABIUSATION DES FLÉAUX

On trouvera dans ce qui suit des élémentstechnologiques concernant la stabilisation desfléaux et complétant le chapitre 5 du présentguide.

6.1.7.1 - L a précontrainte de clonage

La précontrainte de clouage généralementutilisée est constituée de câbles. En partiebasse, selon les piles, ces câbles peuvent êtreancrés soit en sous-face du chevêtre, soit dansle fût en formant une boucle, soit encore dansles semelles de fondation. En partie haute, ilsdevraient être ancrés grâce à des plaques

d'ancrage logées dans le hourdis supérieur duVSP. Ce tte dispos ition ét ant im poss ible e nraison de la densité de ferraillage régnant dansces pièces, les ancrages sont logés dans desblocs en béton préfabriqués posés sur ledessus du VSP et déposés après détension descâbles de clouage. Afin d'ass urer u ne bon netransm ission des efforts e ntre le VSP et ce sblocs, une résine ou un mortier est interposéentre ces éléments.

Fig. (). 18 - CoiisUuctionà l'équipage et avec paléeprovisoire du tronçon d'extrémitéd'une travée de rive

Quelques entreprises ont également utilisédes barres pour réaliser la précontrainte declouage. Cette disposit ion est cepe nda ntvivement déconseillée car toute erreur depositionnement des gaines de précontraintepeut induire des flexions parasites dans lesbarres, voire em pêch er purem ent et simplementl'enfilage des barres.

6.1.7.2 - Les cales en béton

Quand la tête de pile est assez grande pour

accueil l ir en même temps les appareilsd'appuis, les cales, les câbles de clouage et lesvérins, le système de stabilisation le pluséconomique est consti tué d 'une précontraintede clouage et de cales en béton fretté parallé-lépipédiques posées directement sur la tête depile (Fig. 6.19).

Ponts eu hctoii précontrain t constniils par encorbellem ents successifs



Pendant la construction, les fléaux reposentsur les cales en béton, les appareils d'appuiéta nt en p lac e m ais sans co nta ct avec le V'SP.Après clavage, on procède à la mise sur appuisdéfinitifs, qui s'effectue comme suit :

1 - on soulève le tablier à l'aide de vérins,

2 - on mate le vide au-dessus des appa reilsd 'appui,

3 - on re pos e l'ouvrage sur le matag e durc i.

Une fois ces opérations effectuées, les cales nesont plus en c onta ct avec le VSP et p euv entalors être retirées avec unt grue.

ou p ar d'au tres moy ens (Fig. 6.21). Ce faisant,on transfère progressivement et sans aucunvérin la réaction d'appui du tablier des calesde stabilité vers les appareils d'appui définitifs.

Il existe une grande variété de boites à sable.Sur les chan tiers les plus simples, celles-ci son trectangulaires et au nombre de quatre par pile.Sur les chantiers les plus complexe s, les boitesà sable sont de véritables appareilsd'appui à pots cylindriques, et leur nombrepeut a tteindre un e douzaine par pile. Quel quesoit leur type, ces boites doivent être dimen-sionnées et calculées pour être indéformables.Dans le cas contraire, on risque une mauvaiserépartition des réactions d'appui entre lesboîtes à sable et, donc, des désordres structurelset/ou géométriques.

Fig. 6.19 - Calftif .stahililé en Ix'Ion

On notera également que ce dispositif nécessiteune bonne maîtrise de la géométrie des fléaux.En effet, la boite à sable ne pouvant que sevider, il ne per m et pas de soulever le tablier encas de problèmes.

6.1.7.4 - Les vérins

6.1.7.3 • Les cales en béton sur boitesà sable

Lorsque les dimensions des têtes de piles nepermettent pas de prévoir côte à côte desvérins et des cales, les fléaux sont ex écu tés surdes cales en béton posées sur des boites àsable constituées d'une enveloppe métalliquedémontable, remplie de sable calibré(Fig. 6.20). Une fois les opérations de clavageterminées, on procè de comm e p récédem men tau matage du vide entre k dessous du VSP etle dessus des appareils d'appui, puis on retirele sable contenu dans les boites par soufflage

\'\^. (i.i<i - Cale tic .Mahllilécil héton posée sur unehoîle à sable

Bien que cette technique soit rarement utilisée,il est également possible d'exécuter un fléauentièrement sur vérins. Les avantages de cettetechnique sont de regrouper dans un seuldispositif les fonctions de vérinage et de calageet donc de limiter la taille des têtes de pilenécessaires. En contrepartie, les vérins, quidoivent être impérativement pourvus d'écrousde sécurité, sont immobilisés pendant toute ladurée de construction des fléaux.

I-ig. 6.21 - Déiail duneboîte à sable ouverte

Setra

Ponts en t>éton précontraint constrnitspar encorl)ellenients successifs



6.1.7.5 • Autres méthodes

Lorsque l 'ouvrage présente une hauteur faibleau dessus du terrain naturel et que la tête depile a des dimensions insuffisantes pourrecevoir des cales, par exe mp le parc e q u'ils'agit du doublement "à l ' identique" d 'unouvrage de conception ancienne, i l estpossible de stabiliser les fléaux grâce à despalées provisoires situées de part et d'autredes piles (Fig. 6.22). Ces palées, généralementconstituées par des tubes métalliques remplisde béton, sont fixées en bas sur le dessus de lasemelle des piles et, en haut, sous le hourdisinférieur des voussoirs sur piles ou despremiers voussoirs courants.

Fig. 6.22 - Stabili.siilii)ii Setratl'iin fléau par paléestiibulaires métalliques

Pour le second v iaduc d e Saint-André d eCubzac, toujours e n raison d e t ê tes d e piletrop pet i tes , d e s systèmes mixtes avec cales e thaubans on t é té utilisés pour stabiliser lesfléaux QAEOO].

Pour être tout à fait complet, il faut ég alem entci ter le second v iaduc d e Gennevil l iers sur laSeine, pour l 'autoroute A l5 , qu i a é té équipéd 'appare i l s d 'appui à po t auto-vérinables parinject ion d e caoutchouc si l iconé [CHA 94 ] .

Aujourd 'hu i , d e s blocs rectang ulair es so ntencore utilisés lorsque plusieurs câbles doiventêtre ancrés t rès près les uns des autres . Parcont re , lorsque les câble s sont isolés, d e plusen plus d 'entreprises ut i l isent d e s blocs préfabriqués de forme cylindrique, comportantcomme seule armature une frette hélicoïdale àspires jointives constituant par ailleurs lecoffrage extérieur du bloc préfabriqué(Fig. 6.23 et 6.24).

Fig. 6.23 - Blocs d'aboutscylindriques

Setra

Fig. 6.24 - BluL daboulcylindrique en placedans l'équipage

6.1 .9 - INFLUENCE DES ÉQUIPAGESSUR LE DIMENSIONNEMEN TDU TABLIER

Setra

6.1.8 - LES BLOCS D'ABOUTSPRÉFABRIQUÉS

Afin de permettre une mise en tension trèsrapide des câbles de fléaux, les entreprisespréfabriquent parfois le béton qui entoure les

plaques d'ancrage de ces câbles.

Sur les premiers ouvrages, les câbles de fléauxétant souvent ancrés assez bas du fait d'untracé devant réduire l'effort tranchant, cesélém ents étaient situés dans les âmes du caissonet présentaient une forme rectangulaire.

En flexion longitudinale, le poids des équipagesmobiles doit impérativement être pris encompte dans les calculs car il conduit à uneaugmentation des efforts dans la structure, enparticulier pendant la construction des fléaux.

Les équipages mobiles peuvent égalementinfluencer le positionnement des câbles defléaux et des câbles éclisses, car leur fonctionnement fait appel à des barres de précontraintequi traversent les hourdis près des âmes,là où sont situés les câbles de précontrainteintérieure. Lorsqu'on étudie un projet faisant

Ponts en héton précontraint coftstmits par encorbe llements successifs



appel à des équipages mobiles réutilisés, iln'est pas possible de choisir la position de cesbarres et il faut en tenir compte pour le dessindu câblage de fléau.

En flexion transvers ale, il y a égale me nt lieu detenir compte des efforts induits par leséquipag es m obiles. Ces efforts condu isent leplus souvent à renforcer localement leferraillage du hourdis supérieur et de la partiehaute des âmes (Fig. 6.25)

En conclusion, une collaboration très étroiteentre le service des méthodes et le bureaud'études est indispensable pendant les étudesd'exécution d 'un ouvrage construit parencorbellements successifs.

6.2 - LA CONSTRUCTION PARVOUSSOIRS PRÉFABRIQUÉS

On considère en général que la préfabricationd'un tablier est plus économique que saconstruction in situ lorsque le nombre devoussoirs à construire dépasse 350 à 400 unités.

Des difficultés particulières peuvent cependantdéplacer ce seuil, à la hausse comme à labaisse. A insi, un délai co ntrac tuel très cou rt oudes conditions climatiques difficiles augmententl'intérêt de la préfabrication. Au contraire,l 'absence de place disponible près du chantierou des conditions d'accès difficiles peuventimposer la construction en place d'un ouvragepourtant assez long.

Parmi les ouvrages français construits récemment selon cette technique, on retiendra lepo nt de l'Ile de Ré, le viaduc de Saint-A ndrépour l 'autoroute A43 en Maurienne, le viaducde R ogerville sur A 29 [JAC 98], le s eco ndviaduc d'A20 sur la Dordogne, à Saint-André deCu bzac UAE 00] , et, enfin, les v iaduc sd'Avignon po ur le TGV M éditerranée.

6.2 .1 - L'ATEUER DE PRÉFABRICATIONDES VOUSSOIRS

L'atelier de préfabrication est installé sur unterrain d'environ deux hectares de superficie,qui est en général situé au bord du franchissement, mais qui peut aussi être situé à plusieurskilomètres. Il peut être décomposé en deuxgrands secteurs, le premier dédié à la cons tructiondes voussoirs, le second à leur stockage(Fig. 6.26).

iI Réaction de l'appui suppor t de l a

pout re supér ieure

^rrécont ra in te des suspen tes \ \des poutres latérales \ \

Fig . 6.2S - E.xfinpk- d'(.'ffi)in>locaux exercés LMI tonslrutlionpar l'équipage moliile sur le lais.son

Fig. 6.26 • Vue généraled'une installationde préfabrication par cellules

Fig. 6.27 - l'relaliricationsur doudne

Depuis une dizaine d'années, la constructiondes voussoirs s'effectue toujours à l'aide decellules de préfabrication. Bénéficiant desprogrès importants accomplis dans le domainede la maîtrise de la géométrie, cette méthodes'est définitivement imposée sur la méthodedu ba nc long avec d ou cine (Fig. 6.27), pluscoûteuse et plus encombrante.

Ponts en bélon prccontm inl constniilspar eucurlK 'Uemcn ts sncccssifs



COUPE LONGITUDINALE

F i g . 6 . 2 8 - S c h é m a autum surrmr wj IIQVAU wnwKuii

a une ct'llule depréfabrication

CtmsBULDt TmVAIL \

COUPE TRANSVERSALE

Nor*u MfTwirim - vom ciwtMATiw

/''f•J'fVVfY'i'fV'i "^ ""• """ ""^ vs ^v 'is'^ """ "" " '^^ ^^ -•

Fig. 6.29 - Cx'llulc;de préfabrication

Setra

Fig. b..W Détail d'un e cellule de préfabrication(de gauche à droite, le voussoir contremoule,les coffrages extérieurs, les coffrages intérieurs)

Une cellule de préfabrication est un atelier detravail de la longueur de deux à trois voussoirsco ura nts , sur leque l sont effectuées lesopérations de coffrage et de bétonnage d'unvoussoir (Fig. 6.29 et 6.30). Latéralement, lecoffrage est assuré par deux joues métalliques ;longitudinalement, cette fonction est assuréecôté clef par un m asque m étallique et côté pilepar le voussoir n-1, ce qui pe rme t d'assurerune parfaite conjugaison entre les différentsélém ents (Fig. 6.28). Une cellule bien con çueproduit un voussoir courant par jour ou unvouss oir sur pile tou s les deux jo urs. Afin detenir des cadences aussi élevées, les cellulessont équipées de mâts de bétonnage alimentés

en béton par des canalisations ou desconvoyeurs reliés à une centrale de chantier.Elles reçoivent également des cages d'armatures complètes, préfabriquées sur des gabaritspar des ateliers spécialisés et équipées de tousleurs inserts (gaines, plaques d'ancrage, railsd'ancrage).




Selon le nombre de voussoirs à exécuter, lenombre de cellules peut varier de trois àplus ieurs dizaines . Une part ie de ces cellulessont dédiées aux voussoirs sur piles et surculées, les autres se consacrant aux voussoirscourants.

Les voussoirs sur piles sont toujours coupés endeux, de manière à ne pas surdimensionner lematériel de transport et de levage. Les demi-voussoirs sur piles sont exécutés côte à côtedans des cellules spécialisées ; après séparation,ils sont acheminés vers les cellules dédiéesaux voussoirs courants pour servir de contre-moules aux premiers voussoirs courants dechaque fléau. Selon les chantiers, les voussoirs-dcviateurs sont soit exécutés dans des cellulesspécialisées, soit exécutés dans les cellules desvoussoirs courants, l 'exécution des voiless'effectuant alors en seconde phase et horscellule pour ne pas modifier le cycle desvoussoirs courants. Des cellules spécialiséessont également dédiées aux voussoirs d'articulation, lorsque le tablier en comporte.

Compte tenu des erreurs qu'ils doivent rattraper,les clavages ne sont pas préfabriqués mais

coulés en place. Leur longueur est égalementréduite à quelques dizaines de centimètres.

Fig. 6,31 - Fardiur deiranspoil des xou.ssoirs

Setra

chargement est effectué à l'aire de préfabricationen général par un portique de manutention,son déchargement étant réalisé par l'engin depose (voir 6.2.3 ci-dessous).

6.2.2.2 - Le transport par barge

Lorsque l'ouvrage franchit une voie d'eaunavigable ou pouvant être rendue navigablepar exemple par dragage, il est aussi possiblede déplacer les voussoirs à l'aide de bargesLJAEOO].

6.2 .3 - LA POSE DES VOUSSOIRSPRÉFABRIQUÉS

Les voussoirs sont stockés sur l 'aire depréfabrication pendant un délai compris entreun et trois mois. La résistance du béton aumoment de la pose des voussoirs est donc trèsélevée, ce qui permet de se passer des blocsd'ancrage préfabriqués décri ts précédemment(voir 6.1.8). Le stockage s'effectue en généralsur un seul niveau. Si nécessaire et moyennantune justification des voussoirs par le calcul, ilpeut aussi s'effectuer sur deux, voire troisniveau x. Les vouss oirs soni: tran spo rtés à l'aidede grands portiques roulants, d'abord depuisles cellules vers leur emplacement de stockage,puis depuis ce lieu jusqu'à un engin detransport (barge, fardier, etc.).

6.2.2 - LE TRANSPORT DES VOUSSOIRSPRÉFABRIQUÉS

6.2.2.1 - Le transport par fardier

Le mode de déplacement des voussoirs le plusutilisé est le transport par fardier sur pneus(Fig, 6.31). Selon les chantiers et le mode depose retenu, le fardier se déplace soit sur letablier déjà exécuté soit sur une piste tracéeau sol le long de l'ouvrage à construire. Son

6.2.3-1 - La pose à la poutre de lancement

Généralités

La méthode la plus couramment utilisée pourposer des voussoirs préfabriqués par encorbellements successifs fait appel à une poutrede lancement. Cet outil, souvent appelé aussilanceur, est un engin de manutention auto-déplaçable, qui s'appuie sur le tablier et sur lespiles, et qui s'affranchit do nc de p res qu etoutes les contraintes du franchissement(Fig. 6.32). Son coût initial est très élevé mais lapoutre est en général conçue pour êtreutilisée sur plusieurs chantiers successifs, cequi permet d'amortir son coût sur une longuepériode.

De nombreux ouvrages ont été construits cesdernières années selon cette méthode. EnFrance, les plus marquants sont les ouvragesde Sylans et Glacières sur l'autoroute A40[BOU 90], le pont de l'Ile de Ré, les ouvragesdu Boulonnais et le viaduc de RogerviUe surl'autoroute A29 [JAC 98] et l'ouvrage de Saint-A ndré sur l 'autoroute de la Maurienne (A 43).Àl'étranger, il faut citer les viaducs d'accès du

l'unts eu hélou précoutrciiiit coustruilspar eucorhelleiiieuts successifs





poutres pr incipales pont rou lantbéquille

Hig. 6.34 - l'i'inc'ipLiux élémentsconstitutifs cl'tinc poutrt' tie lancement

Cinématique de pose des voussoirs

^ Posi t ion de pose des 1/2 VSP(en appu i sur la béquille avant et sur les pylônes)

II

(?) Schém a de translation des pylônes(en appui sur les béquilles)

(3 ) Translation des poutres princ ipales et des béquilles(en appui sur les pylônes)

(4) Posi t ion de pose des vou ssoirs courants(en appui sur les pylônes)

Fig. 6.3T - Différentes étapesde la cinématique d'unepoutre de lancement

Poiits en béton prêcoiitrciinl constn/its [x ir oicurhcllcnienls successifs





l'ig. o..-i/ - l'ose ;ila gaïf tlu\ialt'

Campcnon lieinard

position proche de leur position finale, ce quinécessite des palonniers beaucoup plus élaborés, avec réglage transversal et/ou longitudinal.

Plusieurs ouvrages ont été réalisés selon cettetechnique ces dernières années. Les plusmarquants sont le viaduc d'Arcins sur laGaronne à Bordeaux [ABE 94], le second viaducsur la Dordogne à Saint-André de CubzacLJAE 00], pour l'autoroute AlO, et les viaducs"central" et E xpo" du po nt sur le Tage, à

Lisbonne.

6.2.3-3 - Autres méthodes de pose

Outre la poutre de lancement et la grue,d 'autres méthodes de pose des voussoirspréfabriqués sont envisageables.

Quand on peut amener chaque voussoir àl'aplomb de son emplacement final, il estpossible de lever des voussoirs ou des partiesde voussoirs "au treuil", cest-à-dire avec despoutres métall iques légères hissant lesvoussoirs jusqu"au tablier. Cette méthode a étéutilisée au moins sur quatre chantiers enFrance : sur le viaduc des Falaises de l'autorouteA20 et sur le pont d'Ottmarsheim, pour leverdes vou ssoirs ent iers ; sur le viaduc deSermenaz et sur le viaduc de l'Arrêt-Darré([SER 90], Fig. 6.39), pour lever des morceauxde voussoirs.

Sur le chantier du West Kow loon Expressway,à Hong Kong, le site accueillant louvrage étanttotalement vierge, les voussoirs ont été posés àl'aide d'un portique de pose roulant de part etd'autre du tablier (Fig. 6.40), à l'instar de cequi avait été fait po ur les viaducs de la KhuraysR oad, à Riyad et, plus près de nous, sur le pontde l'A lO franch issant la Loire, à To urs.

Fig. 6.38 - l'ose àla grue terresire

Campc'non Bernard

m II WUTIM

Fig. 6.39 - Prineipe dela po.se au treuil (iei leehanlier du viaduc del'Arrêl-Dané)

Fig. 6.40 - l-'o.seau portique

Setra

6.2.4 - LE BRÊLAGE PROVISOIRE

Afin de libérer aussi vite que possible l'enginde pose, les entreprises procèdent à un brêlagedes voussoirs en cours de pose avant demettre en œuvre la précontrainte de fléau. Cebrêlage, qui est démonté une fois les câblesdéfinitifs tendus et la colle époxy durcie, est

Pouls cil hctoii prccontm iiil coiislniils par ciicorhcllcniciils successifs

http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_4/po.se





Fig. 6. il - Ancragepar sabot d'uneliarre de l.irC'lage

Bouygues Fig. 6.-12 - Exécutiond'un clavage avec descoffrage.s bande.s

Bouygues

constitué de barres, en général 0 36 mm,ancrées soit dans des bossages situés en hautet en bas des âmes, soit dans des montantsd'âmes, soit dans les hourdis (Fig 6.41). Lacontrainte normale exercée par ces barres doitêtre d'env iron 0,2 MPa, ce qui pe rm et un bo nétalement et la prise de la colle époxy et évitetoute décompression des fibres extrêmes.

6.2.5 - LES CLAVAGES

Les clavages entre fléaux sont exécutés demanière traditionnelle, en coulant en place unjoint d'une vingtaine de centimètres. Comptetenu de cette très faible longueur, les entreprises utilisent souvent pour cette tâche descoffrages bandes (Fig. 6.42).

6.2.6 - LES TRONÇ ONS CÔTÉ CULÉESDES TRAVÉES DE RIVE

Comme pour le coulage en place, les extrémités

côté culées des travées de rive sont en généralconstruites sur cintre. Dans le cas desvoussoirs préfabriqués, les voussoirs correspondants sont posés et assemblés sur uncintre. Afin de perm ettr e les mo uve me ntsnécessaires à une parfaite conjugaison desclefs, des cales ou des vérins sont interposésentre le dessous des voussoirs et le dessus ducintre.

6.2 .7 - LE COLLAGE DES VOUSSOIRS

Avant pose, une colle époxydique est mise enplace sur la face côté pile du voussoir en coursde pose. Cette colle est étalée juste avant lapose, à la main, et son épaisseur doit êtred'environ 1 mm .

6.2 .8 - LA STABIUSATION DES FLEAUX

Comme nous l'avons écrit dans la partie de cechapitre consacrée aux voussoirs coulés enplace, le système de stabilisation des fléauxest en grande partie conditionné par lesdimensions des têtes de pile. Dans cesconditions, les techniques de stabilisationpossibles sur les ponts à voussoirs préfabriquéssont les mêmes que celles que nous avonsdé crite s au 6 .1.6 ci-dessus. Toutefois, laconjugaison des voussoirs ne permettant pasde corriger facilement la géométrie des fléaux,ces derniers sont souvent construits en appuisur un ensemble de vérins équipés d'écrous desécurité. Lorsque, au contraire, des calesclassiques sont utilisées, un matage doit êtreréalisé entre le dessus de celles-ci et la sous-face des voussoirs sur pile, pour corriger lesdéfauts d'exécution et de pose de ces pièces.

Pour être tout à fait com plet, nous précise ronsenfin que les fléaux sont parfois stabilisés parla poutre de lancement elle-même, comme cefut le cas sur les chantiers des viaducs deBaldwin, aux États-Unis [FUZ 94], et de B3Sud,au Nord-Est de Paris.

6.2 .9 - VITESSE DE CONSTRUCTION

La vitesse instanta née d 'un c han tier faisantappel à la préfabrication varie de manièreimportante. Au début du chantier, la vitesse deprogression ne dépasse pas 3 m par jour ;lorsque le rythme de croisière est atteint, elleatteint au contraire 12 m, soit quatre voussoirs,par jour En moyenne, la vitesse est ainsi de6 m par jour.




6.2 .10 - INFLUENCE DES MÉTH ODESSUR LE DIMENSIONNEMENTDES OUVRAGES

Les poses à la grue ou au portique n'eng endre ntque très peu d'efforts longitudinaux sur letablier, les charges appliquées aux fléaux selimitant au poids des éventuelles passerellesde travail. Lorsque les voussoirs son t po sés à lapo utr e de lanc em ent ou au treuil, des effortsplus imp ortants, dus aux p oids de ces dispositifset des voussoirs manu tentionnés, se d éveloppen tdans le tablier et doiveni: donc être pris encompte .

En flexion locale, quelle (jue soit la méthodede pose utilisée, il convient de vérifier que leferraillage des voussoirs est capable dereprendre les moments transversaux qui sedéveloppent pendant le stockage et la manutention des voussoirs. Lorsque la constructionse fait au moyen d'une poutre de lancementet/ou prévoit le passage d'un fardier, ilconvient également de prendre en compte lesefforts locaux engendrés par ces engins dansle dimensionnement du ferraillage passif desvoussoirs.

Comme pour la construction par voussoirscoulés en place, il y a lieu de bien étudierconjointement le posi t ionnem ent dessuspentes de manutention et des câblesintérie urs, afin d'év iter toute interfé renc eentre ces éléments.

En conclusion, comme pour la constructiondes tabliers avec des voussoirs coulés enplace, le calcul et la construction des tabliers

à voussoirs préfabriqués construits parencorbellements successifs nécessitent unecollaboration très étroite entre ingénieurs dubureau d 'études et ingénieurs du serviceMéthodes.

Pouts eu l)étou pivcoiitmiul construits par eucorhellemeuts successifs



I E ~7 C O N T R O L E S

SU R C H A N T IE R

Ce chapitre traite des contrôles etprécautions particulières à mettre enœuvre pendant les travaux. Il s'attacheà aborder et à développer les sujetsconcernan t la construction des pontsconstruits par encorbellement.Ce faisant, il s'intéresse plus largementaux contrôles et précautions particulièresauxquels il convient d'être attentif lorsde la réalisation de tous les types degrands ouvrages.

''5,W --

7.1 - GENERALITES

Les contrôles sur un chantier concernentprincipalement la qualité, les quantités et lesuivi des délais. Seuls les contrôles qualitatifsseront abordés dans le présent chapitre.

Les contrôles avant exécution visent essentiellement à faire le point sur les méthodesqui sont susceptibles d 'être uti l isées parl 'entreprise et qui vont en partie permettre depréciser certaines des spécifications du marché.

Certains de ces contrôles ne seront pas abordésdan s ce c hap itre ; il s'agit en particulier del 'agrément des entreprises, du contrôle desplans et des notes de calcul, du contrôle duSOPAQ et du PAQ.

D'autres contrôles avant exécution feront parcontre l 'objet de développements dans lessous-chapitres qui suivent ;il s'agit en pa rticulierdu contrôle et de l 'agrément des matériaux, du

contrôle des matériels utilisés et du contrôledes processus.

Les contrôles pendant l 'exécution des travauxsont une vérification de la bonne applicationdes spécifications techniques et du bon respectdes règles de l'art. Ils sont développés selondivers aspects dans les sous-chapitres suivants.

Les contrôle s après exécu tion de s travaux son tplutôt une constatation d'atteinte des objectifsfixés. Si les deux types de contrôles précédentsont été appliqués, ils ne sont qu'une formalisation des résultats. Ils ne seront donc abordésque de façon accessoire dans le présentchapitre.

1 3 1 .



7.2 - LE CONTRÔLEDE LA GÉOMÉTRIE

• l'axe Oy suivant la normale à l'axe long itudinaldu tablier,

La qualité et la précision de tous les travaux

de topométrie à réaliser avant l'exécution del'ouvrage, pendant les travaux et après laconst ruct ion, dépendent pour une par timportante du soin qui a été apporté dansl 'élaboration du canevas géométrique.

Le fascicule 4 intitulé instruction techniquesur la surveillance et l'entretien des ouvragesd'art : top om étrie " est actuellem ent enpréparation au Setra. Son annexe 3 précise uncertain nombre de définitions qui permettent despécifier le vocabulaire à utiliser pour clarifierles échanges dans ce domaine.

Les notions de point de mesure, de repère, deréférentiel et de réseau sont ainsi définies ;elles sont explicitées ci-dessous.

Point de mesure

• l'axe Oz vertical ascendant.

Référentiel

Un référentiel est un système d'axes ortho norm é(Ox, Oy, Oz) associé à un point origine O,permettant le repérage de la position de toutpoint de l 'espace.

Ce système conven tionnel, constituant le rep èrede travail du géomètre qui l'a fixé lors de lapremière opération de topométrie, permet d'ycalculer la position des points de mesure.

Réseau

Un réseau est une figure constituée de pointsgénéralem ent matérialisés sur le site, déterm inésgrâce à un ensemble de mesures, en planimétrieet/ou en altimétrie.

Un point de mesure est un point auquel serontattribuées des coordonnties pour suivre lesdéplacements relatifs ou absolus.

Trois catégories de points de mesure peuventêtre définies :

• un po int m atériel d'ou vrage : tête d e rivet,trou, marquage à la peinture, coup depointeau ;

• un point d'une pièce fixée ou scellée sur unestructure : cible, plot de nivellement ;

• un point défini par rapport à une pièce fixéeou scellée sur une structure, conçue pourrecevoir des accessoires posit ionnés encentrage forcé.

Repère

Un repère est l 'association d 'un systèmed'axes orthonormé et d'un point dont onsouhaite mesurer les déplacements et quiconstitue l 'origine du système d'axes.

En règle générale, le repère orthonormé estdéfini comme suit :

• l'axe Ox suivant la tangente à l'axe longitudinaldu tablier.

Dans le cadre de la surveillance topométriquedes ouvrages d'art, deux types de réseaux sontutilisables : à repère absolu ou à m esu resrelatives.

Les opérations de topométrie consistent àdéterminer la position de certains points donton veut suivre l'évolution, par rapport à unréseau préalablement défini.

7.2.1 - LE CONTRÔLEDE LA GÉOMÉTRIE DES PILES

L'obtention d'une bonne géométrie du tablier

passe, entre autres, par la prise en considérationde l 'ensemble des données pouvant intervenirsur la géométrie des piles, et par la mise enœuvre de contre-flèches permettant desupprimer les dérives que ces données sontsusceptibles de provoquer

7.2.1.1 - La prise en compte des tassementsverticaux

Les effets suivants doivent être estimés avecsoin :

• le tassement des fondations sous l'action dupoids propre de la pile et du fléau,

• le raccourcissement élastique de la pile dûaux mêmes actions.

fonts cil l>ctoii jiivcoiitniiiit construits /lar ciicoiiK'Ik'iiieiits siicccssijs



• l'effet du retrait et du fluage sous l'action dupoids du fléau.

Le tablier repose généralement sur ses appuis

par l'intermédiaire d'appareils qui sont misen œuvre entre des bossages en béton. Unemauvaise estimation du tassement vertical dela pile peut être compensée par un ajustementde l'épaisseur de ces éléments ; cette opérationreste néanmoins délicate et doit être soigneusement préparée.

Dans le cas des ouv rages mo destes, il peu t êtrepossible de ne considérer que le tasseme nt d esfondations.

• po ur les prem iers v ousso irs, d'amplifier lapré-déformation, puisque le poids de cesvoussoirs reste excentré par rapport au plancontenant l'axe de la pile et tangent à la

courbe du tracé en plan du tablier,• pour les voussoirs suivants, de redresser la

pile progressivement jusqu'à la verticale, sil 'anticipation a été correcte.

La précision du résultat suppose une bonneconnaissance de la rhéologie du béton utilisé,et une constance de ses caractéristiques et deses conditions de mise en œuvre tout au longdes phases de construction du fût de pile.

Cette approche permet de garantir un clavageréussi. Les effets ci-dessus, peu importantspour des ponts de dimensions réduites, sontd'autant plus importants que les piles sonthautes et les travées de grande portée. Despiles d'une centaine de mètres de haut, desportées de l'ordre de 180 m et un tablier de20 m de large peuvent correspondre à desdescentes de charge de l'ordre de 20 000 tonneset des raccourcissements verticaux y comprisfluage avoisinant les 4 centimètres.

7.2.1.2 - La prise en compte des autresphénomènes

Dans le cas d'un tablier rectiligne, seules lestolérances de réalisation inhérentes à touteconst ruct ion peuvent conduire à desdécalages en plan entre fléaux.

Il convient cependant de se souvenir qu'ungradient thermique peut agir sur un fût de pile

et provoquer un déplacement horizontal de latête de pile affectant les mesures de déplacementlors de construction des fléaux.

Il apparaît donc très utile de réaliser des essaisde fluage sur la formule de béton retenue pourestimer au mieux les déformations de l'ouvrage.

7.2.1.3 - Les points de mesure pourle contrôle de la géométrie

Plusieurs types de points de mesure peuventêtre implantés dans l 'ouvrage pour permettreau géomètre de contrôler la géométrie. Ils ontchacun leur spécificité.

Le rivet

Il s'agit d'un dispositif de mesure en forme declou à tête hémisphérique. Il est utilisé poureffectuer le contrôle de nivellement d'un planhorizontal. Son coût est peu élevé. Il doitêtre conçu dans un matériau inaltérable etindéformable pour résister aux agressions dutemps et du chantier. On doit en prévoir unnombre suffisant pour permettre un suivi

efficace de la déformée.Le médaillon

Dans le cas de tabliers courbes, il est nécessaired'exam iner l'effet du couple de torsion ap pliquéau voussoir sur pile par le fléau en construction. Cet effet est d'autant plus sensible que lapile est haute ou/et souple.

En effet, lorsque l 'on construit un fléaucourbe, le couple de torsion appliqué auvoussoir sur pile a pour effet une flexion dufût de pile et donc un déplacement de latête de pile. Il con vient d onc d 'antic iper cedéplacement en construisant la pile non pasvert icalement mais en lui donnant unepré-déformation contraire. La construction dufléau aura alors pour conséquence :

Il se présente sous la forme d'une pièceen métal inoxydable que l'on scelle et quicomporte une surface supérieure d 'appuihémisphérique. C'est le plan tangent horizontalement au-dessus de la sphère qui supporterala mire.

Il est utilisé pour réaliser le contrôle de nivellement d'un plan vertical. Son coût est dumêm e ordre que celui du rivet. Com me po urce dernier, il est indispensable d'en prévoir unnombre suffisant pour obtenir des informationsinterprétables, en particulier quand o n ch ercheà acquérir des données sur un phénomènebidirectionnel.

l'onts en hcton précontraint construits par encorbellements successifs



La cible m temps d'intervention du géomètre réduit,

La cible autocollante se fixe, suivant le modèle,soit sur un élément métallique scellé, soit

directement sur le béton. Il s'agit d'une pastillesur laquelle figurent des cercles concentriques. Elle est surtout utilisée pour réaliserdes contrôles de verticalité.

Elle permet de mesurer les deux anglesd'orientation d'un axe de visée à partir d'uneborne d'implantation connue. Répétée à partirde trois bornes, l 'opération permet d'obtenirune bonne approximation de la position dupoint visé.

La cible peut être rétro-réfléchissante, cequi donne alors dans l 'espace une troisièmecomposante qui est la distance du pointd 'observation au point de mesure. Cettecomposante permet dans cer ta ins casd'augmenter la précision des calculs dans lamesure où cette distance ne dépasse pas unecentaine de mètres. Il est alors important des'assurer de la cohérence entre le modèle dethéodolite utilisé et la constante de la cibleconsidérée, celle-ci pouvant varier suivant lemodèle.

Les limitations d'utilisation de la cible s'expliquent par la précision moyenne des mesureset la durabilité dans le temps de son collage,limitée à quelques années. En outre, dans dessites accid ent és, il pe ut s 'avérer difficiled'implanter trois bornes visibles entre elles.

Le prisme

Son coût est un peu pilus élevé. Il s'agitd'un prisme placé, de manière à le rendreorientable, sur un support en forme d'équerre,scellé. Il pe rm et un e mesure; en direct définissantles angles de la visée et la distance au point demesure, à partir d'une borne connue uniquevers laquelle il est définitivement orienté.

• unicité d e la me sure réduisan t le risqued'erreur

Comme pour la cible, il est important des'assurer de la cohérence entre le modèle dethéodolite utilisé et la constante du prismeconsidérée, celle-ci pouvant varier suivant lesmodèles.

7.2 .2 - LE CONTRÔLE DELA GÉOMÉTRIE DU TABUER

Un fléau est constitué de plusieurs voussoirs,fabriqués, posés et mis en charge à des âgesdifférents, avec un matériau dont les caractéristiques varient dans le temps et parfoismême dont la composition peut varier II estimportant de prévoir avec précision quellesera la déformation de la console de façon àme ttre en œuvre la contre-flèche adé quate quece soit dans la cellule de préfab rication po ur laconstruction en voussoirs préfabriqués, oudans les équipages mobiles pour les voussoirscoulés en place.

Quand la structure est isostatique, la déforméede l 'encorbellement est due :

• au poids de la poutre en béton,

• au poids de l'équipage mobile ou de l'équipement de pose,

• à la précontrainte de fléau (Fig. 7.1).

À la déform ée ins tantan ée s'ajoutent l'effet du

fluage du béton et celui des pertes différées dela précontrainte.

Après le clavage des différents fléaux, quiréalise la continuité de la structure et la rendhyperstatique, le tablier de l'ouvrage continueà se déformer sous l'effet :

Il convient d'implanter et d'orienter le prismede manière à limiter l 'action néfaste despoussières et des intempéries et à éviter lesnuisances dues aux volatiles.

L'intérêt de ce type de point de mesure estmultiple :

• meilleu re précis ion de la me sure p ou r unpoint de mesure par ailleurs difficilementaccessible.

• de la précontrainte de continuité intérieureet/ou extérieure,

• de la dé po se de l'équipa ge m obile ou durepli de l 'équipement de pose,

• de la dép ose des palées p rovisoires et dela suppression des dispositifs de stabilitéprovisoire des fléaux,

• de la mise en place des superstructures.

Pouls en hcloii précoiitniiut construits par encorbellements successifs



Câbles de fléau

Profil en long spécifié

^ 3 1 4 15 '

Cou i te de be tonnagepour u rte con sole

unique

Défbnmation due à laprécontrainte de fléau

Déformation due aupoids prop re

Profil finalspécifié

Déformation due aupoids p ropre et à laprécontrainte

Fig. 7.1 - Courbe de betonnaged'une console unique

Par la suite, des déformations dues au fluagedu béton et aux pertes différées de la précontrainte continuent à se développer.

Il est donc nécessaire de prévoir une contre-

flèche pour compenser ces différents types dedéformations (Fig. 7.2).

Le calcul de cette contre-flèche doit être réaliséen prenant en compte les valeurs probablesdes différentes charges appliquées :

• la densité du béton devra être réaliste pour lecalcul du poids propre,

DéfbnmalJon à long term e due à laconstoiction, au phasage, au

fluage, au retrait etc.

Con treflèche = - Dôfomn alion

Court» de préfabrication =Profil souhaité + contreflèche

Fig. 7.2 - Courbe de betonnaged'un pont en encorbellement type

Il convient, pour aborder plus en détaille contrôle géométrique, de dist inguer lebetonnage en place des voussoirs et leurpréfabrication. En effet, à chacune de ces deuxméthodes de const ruct ion correspondl'utilisation d'un référentiel spécifique.

Dans le cas de voussoirs coulés en place dansun équipage mobile, le référentiel est absolu ;il est en fait lié à la pile, elle-même repéréeglobalement. La construction d'un nouveauvoussoir rend nécessaire le réglage de l'équipage mobile en prenant en compte sa positiondans l 'espace par rapport à l 'ensemble de lagéométrie du fléau.

• les coefficients de frottement en ligne et encourbe des câbles de fléau ne seront que trèsfaiblement majorés,

• le poids de l'équipage mobile et des matérielsde chantier présents en extrémité de fléauseront considérés avec le plus de précisionpossible.

Le module d'élasticité du béton varie à la foisen fonction de l'âge du chargement mais ausside la durée d e ce chargement. Il est donc toujoursdélicat de prévoir avec précision et de contrôler

de façon adéquate les déformées correspondantà la construction d'un fléau. Ce problèmedifficile suppose évidemment que la positionréelle dans l'espace du voussoir sur pile soitparfaitement connue et aussi proche quepossible de la position théorique.

Dans le cas de voussoirs préfabriqués dans unecellule, le référentiel est lié exclusivement auvoussoir pré céd ent . La con struc tion d 'unnouveau voussoir rend nécessaire le réglage dela cellule de préfabrication par rapport àl 'extrémité du voussoir placé en contre-mo ule.

7.2.2.1 - Tabliers coulés en place à l'aided'équipages mobiles

Le contrôle du nivellement

Le contrôle du nivellement des voussoirs en

construction repose sur un document établipar le bureau d'études, appelé "pyramide deconstruction " et indiquant pou r chaque phased'avancement du fléau et pour chaque joint devoussoir les cotes théoriques à obtenir Cescotes intègrent l'ensemble des effets influantsur le fléau en construction.




Cette pyramide permet de connaître les cotesde réglage de quatre points clés de chaquejoint de voussoir : les de ux ext rém itésd'encorbellement et les deux extrémités

du hourdis inférieur, soit les points PI à P4représentés sur la figure 7 3-

P 2 ^ ^ P 3

Fig. 7.3 - Points clésdu réglage en nivellemenl

Le chantier considérera deux points supplémentaires choisis sur site dans les zones apriori les moins soumises à déformationsecondaire, c'est-à-dire au voisinage des âmes,soit les points P5 et P6 représentés sur lafigure 7 .3, qui cons titue ront en fait la prem ièreréférence de mesure sur site. La vérificationdes autres points s 'en déduira.

• contrôle et réglage en nivellement et en plandes points P5 et P6,

• contrôle du nivellement des encorbellements

et réglage éventuel des points PI et P4,• réglage et contrôle du nivellement des points

P2 et P3 définissant la hauteur du voussoirV„,

• contrôle de l'écartement des points P2 et P3,c'est-à-dire de la largeur du hourdis inférieur.

Une fois l'équipage réglé, on met en placel'ensemble des armatures du voussoir.

Deux cornières sont boulonnées sur le masque ;elles sont marquées au pointeau et sontsolidaires du béton du hourdis supérieurau voisinage des points P5 et P6. La facesupérieure de ces cornières est horizontale etsituée à 20 mm sous l'extrados, de façon êtreprotégée. Lors du bétonnage, on préservecette face supérieure de l'arrivée du béton.

On réalise enfin un contrôle de nivellementsupplémentaire au niveau du masque.

Le seul effet non pris en compte par le calculdu bureau d'études est la déformation deséquipages. Ce phénomène doit intégrer ladéformation des barres de suspension del'équipage. L;i fabrication du premier voussoirsera réalisée en faisant une hypothèse dedéformation cjui sera ensuite ajustée en fonctiondes relevés après bétonnage. Cette hypothèsede déformation peut int<îgrer la flèche despoutres principales de l 'équipage lorsque desessais de chargement de ces poutres ont étémenés dans le cadre de la réception de l'outil.

Le réglage iie l'équipage mobile

Le réglage de l'équipage mobile est réalisépar implantation en repère local par rapportau voussoir sur pile, lui-même réimplantéglobalement.

Lorsque l'équipage a été a^âncé pour fabriquerle vouss oir V^, et ava nt le serra ge d éfinitif deson b rêlage au vousso ir V^.,, on con trôle authéodolite l'alignement de l'outil coffrant et leréglage en plan de l'équipage.

L'équipage est alors considéré comme réglépar rapport au voussoir \^. et on réalise lesopérations suivantes :

Le coffrage intérieur de l'équipage mobile estréglé :

• à l'arrière, par plaqu age sur le béton duvoussoir précédent,

• à l'avant, par ajustem ent en altim étrie p arrapport au coffrage extérieur au niveau despoutres porteuses (points P7 et P8).

Le suivi de la géométrieUne fois le bétonnage du voussoir ¥„ réalisé,il est nécessaire de procéder à un contrôlegénéral de nivellement du fléau. Pour ce faire,on intervient le lendemain matin le plus tôtpossible. Ce moment de la journée est le plusjudicieux pour éviter les effets parasites liés àla température. Un fléau soumis à un gradientde température se comporte en effet commeun bilame très sensible. L'opération doit êtremenée à bien dans un délai assez bref.

On déboulonne la cornière du masque pourpouvoir enlever ce dernier. La cornière devientle point de m esure p our suivre les déformationsdu fléau.

Pu)Us eu hcloii préc(>i lnii)il c<.iiistniitspcir eiicoi'bellements successifs



Le relevé de nivellement est réalisé depuis levoussoir Vn que l 'on vient de bét onn erjusqu'au VSP, et ce , à chaq ue joint de voussoir.Les valeurs relevées sont reportées sur lesdocuments de suivi et sont comparées auxvaleurs fournies par la pyramide de construction.

L'analyse des écarts constatés, opérationtoujours délicate, perm ettra d'app orter unecorrection au réglage de l 'équipage pourfabriquer le voussoir Vn+p

7.2.2.2 - Tabliers construits parvoussoirs préfabriqués

Le réglage de la cellule de préfabrication

Lors de l'implantation et de la mise en opérationdes cellules de préfabrication dans l'atelier oudans l 'usine de préfabrication, un certainnombre de précautions peuvent être prisespour faciliter et fiabiliser le travail dugéomètre.

Les relevés de nivellement sont menés à bienavant avancement de l 'équipage et avant miseen tension de la précontrainte. Une attentionparticulière doit être apportée en cas deprésence de matériel lourd sur le fléau déjàconstruit, grue mobile par exemple, de façonque les mesures soient réalisées dans desconditions de charges identiques. Des relevéssupplémentaires dans d'autres phases peuventêtre réalisés si nécessaire.

Il s'agit de vérifier :

• que les axes longitudinaux des cellules sontimplantés sur un même alignement qui estappelé axe de préfabrication,

• que les points de mesure d'alignement quipermettent d'assurer la matérialisation del'axe de préfabrication sont suffisammentéloignés et parfaitement visibles des cellules,

Il convient d'être très attentif à la cohérenceentre les mesures faites sur le chantier etles éléments fournis par la pyramide decons truction. Toute correction d e mesure doit

être faite après examen des hypothèses et desdonnées qui ont permis l 'élaboration de lapyramide de construction. Le risque de dériveest d'autant plus élevé, si l 'on ne réalise pas lepremier fléau, que l 'on approche du clavageavec le fléau déjà construit.

Le suivi simultané de la géométrie de l'appuiest indispensable pour que le géomètre soittoujours en mesure de rattacher la pyramideaux cotes absolues de l'objectif à atteindre.

Il faut enfin mentionner que la cinématiquede construction de voussoirs coulés en placeen équipage mobile prévoit en général decommencer toujours par le même côté dufléau. Il n'est pas utile de prendre en comptecette dissymétrie dans les calculs si leséquipages sont réglés à partir de la mêmemesure faite le matin. Sur chantier, cettecinématique pourra toutefois être aménagéepar inversion de l 'ordre de bétonnage desvoussoirs si les relevés de nivellement font

apparaître un écart systématique entre lesdeux encorbellements du fléau.

• que le sup port du théod oli te n 'e st passoumis à l 'ensoleillement, ce qui limitel ' importance des corrections d'alignement,

• que le support du théodolite et du niveau estbien sur l'axe de préfabrication et que cesappareils sont placés légèrement au-dessusde l 'arase supérieure du béton des voussoirs,

• que le point de mesure origine de nivellementest distinct du masque ; ce peut ê tre un po intde mesure sur la charpente métallique de lacellule, ou une règle graduée fixée à demeuresur un poteau en béton.

Le réglage du voussoir en contre-moule

Il s'agit d 'un problème topographiquecomplexe puisqu'il consiste à construire ausol les éléments indépendants que sont lesvoussoirs de telle manière que leur assemblagedans l'espace se fasse dans le respect desdonnées géométriques fixées (Fig 7.4).

fonts en héton précontraint construits par encorbellements successifs





Deux précautions doivent être prises pendantces opérations :

• le géomètre doit intervenir avant tout travail

de décoffrage pour éviter tout choc quirisquerait de compromettre la valeur desmesures réalisées,

• il est prudent de viser systématiquement lesdeux points de mesure d'alignement avant etaprès chaque opération : il arrive en effet quede légères déformations affectent le supportdu théodolite (ensoleillement ou instabilité).

Le dernier contrôle à effectuer est alors lerelevé des mesures de longueur

Le réglage du voussoir sur pile

Le voussoir sur pile est part iculièrementdélicat à régler. Il est important d'être préciscar de ce réglage dépend la qualité de lagéométrie du futur fléau.

Pour obtenir dans l'espace un réglage fin, il estpossible d'utiliser des cales biaises, des coins,des boulons, . . . , calant le voussoir avec

précision.

Il convient également de prévoir, lors de lafabrication du voussoir en cellule, des pointsde mesure secondaires d'alignement matérialisant l'axe transversal du voussoir sur toute salargeur (Fig. 7.6).

Déterminer e t met t re enoeuv re ce t angle dans lacel lule de préfabricat ion

Axe de la cel lule

Masque de la cel lule

Repères de l'axelongitudinal principal

Fig. 7.6 - Repères d'alignementdu vous.soir .sur pile

Repères secondai resd 'axe transversal

Ces points de mesure permettent d 'opérerdepuis le sol un réglage par observation desdeux axes du voussoir (Fig. 7.7).

Mode de suivi de l'évolutionde la géom étrie

Pour suivre et contrôler l 'évolution de lagéométrie, on utilise les courbes de base quesont la courbe d 'al ignement et les deuxcourbes de nivellement, c'est-à-dire les profilsen long à l 'emplacement des rivets.

Les effets du poids du béton et de soncomportement, de la précontrainte et dessuperstructures sont anticipés par la prise encompte de contre-flèches calculées par lebureau d 'études. Si celles-ci doivent êtreimpérativement intégrées, il est néanmoinscertain que le calcul effectué ne peut êtrerigoureux et qu'une incertitude subsiste dansla maîtrise de la géométrie.

Pour contrôler l 'évolution de la géométrieréelle du fléau, on effectuera en parallèle unsuivi numérique et un suivi visuel sous formede graphique, des courbes de base, de même

qu'un suivi de l 'évolution des longueurs. Cessuivis intègrent bien sûr les cotes de réglagerésultant des mesures des voussoirs déjàpréfabriqués que l 'on applique aux voussoirs àfabriquer.

Il peut arriver que le suivi fasse apparaître unedérive latérale systématique, dans le cas où lamise en tension des câbles de fléau se faittoujours en com men çant p ar la mêm e âme. Onalternera donc l 'ordre des mises en tension

des câbles de fléau.

Contrôle de l 'a l ignement horizontalpar observa t ion de l'axe t ransversa lp r é m a t é r i a l i s é

Fig. 7,7 - Réglage du vou.ssoirsur pile depuis le .sol




Actions correctives exceptionnelles

Il peut arriver qu'une erreur de préfabricationne soit pas constatée sur l'aire de préfabrication

et conduise à une dérive de la géométrie dufléau en cours d'assemblage.

En cas de dérive impo rtante, une solution p eutêtre de déconjuguer un ou plusieurs voussoirsen intercalant des cales judicieusementpositionnées dans les joints, les voussoirs étantbrêlés entre eux. L'espace subsistant entre lesjoints doit alors être maté avant mise enprécontrainte, en prenant bien soin d'évitertoute création de bouchons dans les gainesfranchissant le joint repris.

On mesure bien ici tout l'intérêt d'une réellemaîtrise de la géométrie d e préfabrication desvoussoirs.

7.2.2.3 - Concernant les deux techniques

Comparaison des déformées

Que ce soit pour la construction de voussoirscoulés en place ou préfabriqués, il est doncnécessaire d 'analyser chaque phase deconstruction du fléau, et de déterminer lacourbe de déformation pour chaque longueurde console, phase par phase.

Un exemple avec un fléau de cinq voussoirsest traité par la figure 7.8 ci-après.

V O U S S O I R S N *

E N V E L O P P E D E SCOURBES DE DEFORMATION

Fig. 7.8 - Déformations

phase ]iar phase

V O U S S O I R S N "2 3 4

Fig. 7.9 - CxjiTcction duprofil pour compen.ser

La ligne 1-2-3-4-5 représente l 'enveloppe desdifférentes déformées, ou la trajectoire suiviedans l'espace par l'extrémité de l'encorbellement

à chaque phase de la construction.En modifiant les positions angulaires desvoussoirs de petits angles a,, a2, .., le fléaupourrait être construit de telle manière qu'unefois terminé, son profil en long soit satisfaisant,comme indiqué sur la figure 7.9 ci-après pourle cas considé ré ; dans c haqu e se ction, leprofil visé compensera au mieux la futuredéformation.

Il est intéressant de comparer l ' importancerelative des déformées et des contreflèchesdans le cas de voussoirs préfabriqués oucoulés en place. La figure 7.10 ci-dessousmontre ces valeurs relatives pour une structurequi a été calculée selon les deux méthodes.

Les hypothèses de calcul données sur cettefigure m ont rent que , dans la plupart des cas, ladifférence sera d'autant plus significative si un

cycle de moins d'une semaine est utilisé pourcouler en place le voussoir et si les voussoirspréfabriqués sont stockés pendant plus dedeux semaines.

En tout état de cause, on doit normalements'attendre à ce qu'un fléau coulé en place soitsoumis à des déformations deux ou trois foisplus grandes qu'un fléau équivalent préfabriqué.

Le contrôle de la géométrie du fléauterminé

Le fléau une fois terminé doit être contrôlé engéo mé trie ; ce con trôle sera effectué le matinà la première heure. Il s'agit de tracer lescourb es corre spo nda nt à l 'ensemb le despoints de mesure pour obtenir un figuré de lasurface obtenue.

Ponts en béton précoiilniint construits par encorhellenients successifs



BETONNAOE EN PtACE : Bétonnage : un vouMolr par sem ainePrécontraint» : 3 lour t «prM bMonnige

Fig. 7.10 - Comparaison des déforméespour la fabrication et le coulage en place

Le fléau coulé en place présente l 'avantaged'avoir été soumis à des corrections à chaquecoulage. Il est donc moins fréquent d'avoir àapporter des corrections en fin de fléau.

En cas de décalage d'ensemble du fléau, et sicelui-ci repose simplement sur sa pile, il estpossible d'agir dans une certaine mes ure sur laposition du voussoir sur pile pour améliorer lagéométrie, par mise en œuvre de vérinshydrauliques, après desserrage des câbles declonage. Ceci peut conduire à modifier lapyramide de réglage du fléau adjacent s'iln'est pas encore construit. Si les erreurs sontimportantes, il faut alors prévo ir un e rectificationdu profil en long général.

Si le fléau est encastré sur sa pile, le décalagene peut être rattrapé que sur la longueur duclavage. Le brêlage du dernier voussoir dufléau avec le fléau en vis-à-vis, ou le charg em entde l 'encorbellement le plus haut, permet decom pen ser en p artie ce décalage ; une tellemanœuvre est cependant peu recommandéecar elle présente l ' inconvénient de modifierl 'état de contrainte prévu dans l 'ouvrage.

Lorsque les courbes correspondant à l'ensembledes points de mesure font apparaître desirrégularités locales, les actions suivantespeuvent être envisagées après mise en con tinuitéde l'ouvrage :

• il est possible de raboter les bosses à conditionde s'assurer que l 'enrobage des aciers restesuffisant,

• si des creux existent, leur traitemen t nécessiteimpérativement de les délimiter par undécaissé de 10 mm minim um ; ils po urro ntensuite ê tre remplis de résine. A près la pose

de l'étanchéité, une prem ière couche d'enrobé ssera appliquée, puis rabotée pour affiner leprofil, ce qui suppose que l'on a de ce profilune connaissance suffisamment précise,intégrant notamment les effets thermiques.Une seconde couche sera enfin appliquée.Un tel procédé a pour inconvénient de limiterle rechargement de chaussée ultérieur.

• une couche d 'enrobés supplémentaire peutsuffire à gommer les irrégularités mais cettetec hn iqu e limite aussi les possib ilités derechargement de chaussée ultérieur

7.2 .3 - LE CO NTRÔLEDE LA GÉOMÉTRIEDE L'OUVRAGE TERMINÉ

7.2.3-1 - Le compromis entre miseen service et temps infini

Entre la mise en service de l'ouvrage et unedate située 15 ou 25 ans plus tard, le fluagecon tinu e d'agir dans la structu re. A u-delà,l'évolution des déformations différées n'est, engénéral, plus significative. Dans la premièrepartie de la vie de l'ouvrage, la déformée dutablier évolue donc, ce qui se traduit dans laplupart des cas par un abaissement de la lignerouge plus ou moins important suivant lessections considérées.

La ligne théorique à viser lors de la fabricationreste donc à définir

Considérer que le profil en long théorique doitêtre obtenu à la mise en service conduirait àune dégradation progressive du confort del'usager au fil des années, au fur et à mesureque le fluage se développerait dans la structure.

À l'opposé, viser le profil en long théorique àlong terme conduirait à mettre en service unouvrage qui pourrait être inconfortable et quis'améliorerait progressivement au cours de savie.

On opte do nc pou r un com prom is : onconsidère le profil à atteindre comme situé àmi-distance entre le profil à la mise en serviceet celui à long terme. Le confort de l'ouvrage




est optimisé en jouant sur l'épaisseur desenrobés que l'on pourra éventuellement adapterau cours des décennies de la vie de l'ouvrage.

des camions. Dans tous les cas, les mesures nepourront commencer qu 'après l ' a r rê t desmoteurs de tous les camions.

Il est indispensable que le profil choisi et leprofil effectivement obtenu soient parfaitementdéfinis dans un document dûment référencé.Ces deu x éléme nts feront impérativement partiedu dossier de récolement et seront intégrésdans le dossier du point zéro de l'ouvrage.

7.2.3.2 - Le contrôle de la déformée del'ouvrage soumis aux épreuvesde chargement

Pour les ouvrages non courants, les essaisconduiront à éprouver de manière systématique toutes les sections remarquables del'ouvrage, à savoir, au minimum, les sectionssur appuis et les sections de plus grandeflexion en travée.

Lorsque l 'ouvrage comporte un grand nombrede travées presque identiques, les épreuvesdes sections d'appui peuvent être limitées àquelques appuis. En revanche, il convient demaintenir un chargement d 'épreuve pourchaque milieu de travée.

Bien que les épreuves de chargement nesoient qu'un simple constat , un certainnombre de précautions particulières sont àprendre.

Réalisation des mesures

Lors de la mobilisation des camionsd'épreuves, il convient de commencer par

charger les appuis. Les mesures topographiques correspondantes sont effectuées àtitre d'information. On réalisera ensuite unpoint zéro permettant de déterminer précisément les dénivelées entre appuis et milieux detravée.

Le tablier de l 'ouvrage étant une poutrecaisson, il peut être intéressant de réaliser lenivellement de précision à l ' intérieur ducaisson ; on bénéficie ainsi de bonn es conditionsde mesure et on évite les interférences avecles camions.

Avant de réaliser les mesures sous chargementil convient d'observer un temps d'attente destabilisation de la structure que l'on peutestimer à 10 mn après la fin du positionnement

Les mesures sont réalisées en des pointsmatérialisés par des spits ou des rivets à têtehémisphérique soigneusement mis en place etassurant un point de contact unique avec letalon de la mire. Des visées au laser peuventégalement être pratiquées.

Analyse des résultats

L'analyse précise des résultats suppose qu'uneconnaissance suffisante du comportementthermique à vide de l'ouvrage a été acquise etpermettra de dissocier les effets thermiquesdes effets bruts des charges d'épreuves.

Les valeurs de flèches obtenues lors desépreuves sont considérées comme satisfaisantes lorsque les valeurs mesurées, en tenantcompte de l'incertitude de la mesure, respectentla fourchette autorisée sur les valeurs calculées(1,1 fois les valeurs probables / 0,8 fois lesvaleurs probables). Cette fourchette, conformeà la valeur recommandée par le "Guide desépreuves des ouvrages routiers" en préparationau Setra, corre spon d à une ap proc he p ar le calcul plus précise que ce qui est habituellementpratiqué aujourd'hui.

Les hypothèses de calcul n'ont pas à êtreconservatrices, mais à être les plus réalistespossible dès lors que la mesure des grandeursphysiques s ' impose. I l est nécessaire enparticulier de prendre en compte :

• la déform ation d'effort tranc han t dan s lespoutres,

• la participation des superstructures dans larigidité de la structure,

• la loi de comportement réelle des matériauxissue des essais sur éprouvettes,

• la rigidité des appuis principalement vis-à-visde la rotation,

• le biais des ouvrages,

• la courbure des structures,

• la fissuration d es partie s foncti onn ant enbéton armé et la réduction des inerties detor sio n due à la fissuration.

Po)its en béton précontraint construits par encorlKik'inenls successifs



• la largeur participante du hourdis sur appuis,

• la valeur prob able de la préc ontra inte(utilisant les résultats des mesures descoefficients de transmission) pour lesouvrages en précontrainte partielle,

7.3 .1 - LE CONTROLE D 'UN EQUIPAGEMOBILE

Les différentes phases de contrôle d 'unéquipag e mobile, depu is sa con cep tion jusqu'àson utilisation, s'articulent de la façon suivante :

• la géo mé trie réelle de l 'ouvrage , si desincidents de chantier ont conduit à desmodifications.

• con trôle e xte rne de la note de calcul d edimensionnement de l 'équipage portant plusparticulièrement sur les éléments porteurs,

Si les valeurs des flèches ne sont pas satisfaisantes, les résultats doivent être examinés avecun e sprit critique, afin d 'expliqu er les anomalies :non-linéari té du comportement, évolutionanormale des f lèches mesurées dans unesection remarquable, etc.. Un nouveau calculdoit établir une fourchette des valeursthéoriques à contrôler sur l 'ouvrage, à partird'hypothèses hautes et basses réalistes faitessur les grandeurs physiques significatives.

• contrôle externe des poutres porteuses paressais de charge, pour examen de leurcomportement élastique et évaluation deleurs déformations rémanentes, pourexamen des soudures après chargement, etpour mesure et contrôle des flèches.

Ces contrôles sont réalisés par un organismeagréé par le Ministère du Travail du typeAPAVE,VERITAS, SOCOTEC,...

Dans tous les cas, le bureau d'études, à l'issued'une analyse globale, établit une note desynthèse. La décision de déclarer ou non lesvaleurs de flèches conformes est du ressort duMaître d'ouvrage sur proposition du Maître

d'œuvre.

• con trôle e xté rieu r du maître d'oeuvre q uivérifie que tous les documents assurant latraçabilité des différents contrôles existentconformément aux procédures du systèmequalité de l 'entreprise,

• contrôle du fabricant de l'outil ayant pourbut de vérifier la conformité des différentesétapes de la fabrication,

7.3 - LE CONTR OLEDES OUVRAGES PROVISOIRES

• contrôle externe de la conformité du montagede l'équipage sur le voussoir sur pile, réalisépar un organisme agréé une fois le montageterminé et avant bétonnage.

Les ouvrages provisoires, hormis échafaudages,

plates-formes de travail et gabarits deprotection, sont de plus en plus fréquemmentclassés en première catégorie au sens del'article 41 du fascicule 65A.

Ce fascicule définit dans son article 42 le rôledu COP, le Chargé de s Ou vrages Provisoires.

Il convient de souligner ici qu'en aucun cas, leCOP ne se substitue à l 'organisme de contrôleexterne, agréé par le Ministère du Travail, quece soit au niveau des études ou de l'exécutionsur le site. Ce point im porta nt m érite d'ê treclairement explicité dans les CCTP.

Il faut souligner ici que le contrôle exercé

par l 'organisme agréé ne se résume pas à unexamen visuel de l'état apparent de l'outil. Cecontrôle doit donner un avis global, assurantque l 'ensemble des contrôles permettant laréception a été effectué, et garantissant lacohérence entre les études et la réalisation ;il doit se solder par un procès-verbal deréception concluant sur la conformité del'outil, c'est-à-dire son aptitude à l'usage.

• con trôle p ar le COP de la confo rmité dumontage de l 'équipage sur le voussoir surpile, réalisé une fois le montage terminé etavant bétonnage.

Ponts en bét(»i précontraint construits par e)icorhellements successifs



• con trôle pa r le COP d e la validité de laprocédure d 'avancement de l ' équipage.Cette opération sera complétée par uncontrôle interne systématique du respect

de la procédure lors de chaque phased'avancement.

Avant utilisation proprement dite de l'équipage,il est indispensable de définir un nombremaximum de réutilisation des barres à hauterésistance consti tuant les suspentes. Cenombre sera fixé préalablement au démarragedu chantier (voir paragraphe 7.5).

Enfin, bien que cela ne concerne pas l'outil lui-même mais plutôt l'usage qui en est fait, ilconvient d'ajouter que l'entreprise effectuera,après avancement de l'outil et avant pose desarmatures, un contrôle interne du réglage del 'équipage.

L'essai à la plaque fournit un module, mais lesjustifications de calcul des étalements sontexprimées sous forme de pressions exercéessur le sol. On peut considérer pour les cas

courants de sem elles d'étaleme nt de 1 m x 1 mayant un tassement limité à 3 mm et pour unsol ne présentant pas de couches molles sous-jacentes, que le contrôle de portance seraréalisé en supposant que la valeur du moduleà la plaque Ev2 est 350 fois supérieure à lapression admissible du sol.

Dans le cas d'étalement de type vertical, ilconvient d'être particulièrement attentif auxrisques de tassements différentiels qui existentdu fait de la présence d'un nombre notabled'appuis, et à l'effet des tassements successifssur la géométrie et les sollicitations.

7.3.3.2 - Contrôle du matériel

7.3 .2 - LE MONTAGE A BLANCD'UN ÉQUIPAGE MOBILE

Il ne s'agit pas ici du montage effectué par lefabricant de l'outil en usine, mais d'un mon tage"test", réalisé généralement sur chantier,pour éprouver les éléments principaux de lastructure que sont les poutres porteuses.

Ces poutres sont montées à plat, en opposition,en intercalant des vérins. On vérifie les flèchesprises par ces éléments sous des chargesatteignant progressivement la charge nominalereprésentant les efforts subis en service.

7.3 .3 - LES ÉTAIEMENTS

Le fascicule 65A traite des ouvragesprov isoire s pa r son cha pitre IV, et p luspart iculièrement des étalements par sonarticle 45.

7.3-3-1 - Contrôle de la portance du sol

Le contrôle de la portance des étalements doitêtre traité dans le PAQ de l'entreprise.

Un contrôle du sol devant supporter l'étalement

est indispensable. Pour cela, on peu t pratiquerl'essai sous chargement statique à la plaquedéfini par la no rm e N F P 94-117-1 d'avril 20 00.Il s'agit de déterminer une valeur de moduledu sol en le soum ettant à l'action d'une plaquede diamètre et de rigidité normalisés selon unmode opératoire normalisé, puis en mesurantson enfoncement.

Le contrôle du matériel consti tuant lesétalements doit être traité dans le PAQ del'entreprise.

Il convient de souligner ici le danger quereprésente un certain laxisme en matière decontrôle du matériel utilisé. La pratique du"bricolage " peu t con duire rap ideme nt à descatastrophes. Le COP doit ainsi certifier quel'ensemble des éléments qui constituent lesétalements est fonctionnel.

Pour le contrôle des étaiements, il faut tenircompte de deux paramètres, l 'usure dumatériel et son état de corrosion.

L'usure du matériel correspond au fait que

celui-ci a déjà été utilisé sur d'au tres cha ntiers .Le fascicule 65A (article 4 de l'annexe B, encomplément de l'article 44) prévoit la prise encompte d'un coefficient a, réduisant sa capacitépo rtan te. La valeur de ce coefficient pe utdescendre jusqu'à 0,75 pour un nombred'usages successifs supérieur à 10.

La corro sion à laquelle a été soum is le matérieldu fait de ses différents emplois et despériodes de stockage est prise en compte dansles calculs, selon la même démarche, par uncoefficient minorateur P égal à :




Ftat de con-Dsion \] :

Absence de corrosion

C orro sio n lég ère ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ B(présence d'oxyde modifiant la teintede l 'élément)

Corrosion notable(particules d'oxyde de faibledimension et de faible épaisseur)

Corrosion importante : l 'élémentne peut être utilisé

1

0,95

0,85

Les deux coefficients a et P se cumulent.

7.3.3.3 - Contrôle de la mise en œuvre

Le contrôle de la mise en œuvre des étalements doit être traité dans le PAQ de l'entreprise.

Les contrôles doivent être ciblés là oii sesituent les risques majeurs dans la constitutiondes étalements. Il convient ainsi :

en pied d 'é ta iement :

• de co ntr ôle r qu e les sorties de vérin sdonnées par le fabricant ne sont pasdépassées,

• de vérifier que la plate-forme a été assainiepour canaliser les ruissellements,

• de s'assurer que les rallonges et calages de

fortune ont été évités.

en par t ie intermédiaire :

• de contrôler le contreventement des tours,des m âts, des poutrelles,

• de vérifier la convergence des nœuds de lastructure du cintre,

• de s'assurer de la reprise correcte des effortshorizontaux.

• de vérifier le bon centrage des madriers oupoutrelles dans les fourches,

• de s'assurer que tout risque de déplacement

relatif intempestif est évité au droit descontac ts métal-métal.

au niveau des pla te lages :

• de contrôler que les zones de transmissiondes charges ont été raidies,

• de vérifier que tout empilage irrégulier et/oucomplexe a été évité,

• de s'assurer de la fiabilité des con dition sd'appui,

• de vérifier l'existence de butées latérales encas de risque de glissement,

• de s 'assurer que des con trev ent em entsexistent dans toutes les directions.

7.3-3-4 - Contrôle des déformations

Il convient de contrôler les déformationsde l 'étalement pendant toute la durée dubétonnage, et de surveiller l 'évolution destassements du sol support . Une solutionsimple permettant à un ouvrier de surveillerles tassements peut consister à fixer sous lecintre des barres verticales qui viennent,au niveau du sol, deva nt un ma rquag e fixeindépendant.

Le contrôle des flèches permet :

• de vérifier si l'on ob tie nd ra b ien le profilfînal recherché,

• de déc eler tou te anom alie qui pou rraitconstituer les prémices d'un accident.

7.4 - LE CONTRÔLE DES BÉTONS

L'article 76 du fascicule 65A du CCTG détailletous les éléments relatifs au contrôle de lafabrication et de la mise en œuvre du béton.

en tê te d 'é ta iement :

• de respecte r les mê me s précaution s qu 'enpied.

7.4.1 - LE CONTRÔLEDES CONSTITUANTS

L'article 23 du fascicule 65A décrit les modalitésdu contrôle des con stituants ; on peu t cependant y apporter quelques compléments.




7.4.1.1 - Le contrôle de l'eau de gâchage

L'eau de gâchage doit être conforme à lano rm e P 18-303 d'aoû t 1999. Celle-ci prescrit

des tests d'aspect et des essais chimiques etdéfinit les méthodes d'essais, la fréquence deces essais et une évaluation de la conformitéde l'eau testée.

• po ur les sables : ES, granu lomé trie, finesse,hygrométrie,

• pour les gravillons et cailloux : granulom étrie

et propreté,• po ur les granulats : ten eu rs en sulfates,

sulfures et chlorures.

Une eau potable est en général conforme à lanorme. Dans certaines conditions climatiquespart iculières, notamment tropicales, lesexigences de la norme peuvent cependant nepas être respectées par l 'eau potable.

L'eau de mer est strictement interdite.

7.4.1.2 - Le contrôle des ciments

Le contrôle de réception réalisé à partir del'essai d'identification rapide défini par lanorm e P 15-466 d'août 1983, perm et à l 'entrepreneur de s'assurer de la conformité desciments au moment de chaque livraison. Desprélèvements conservatoires sont alorsopérés.

Des essais de contrôle externe réalisés dans lecadre de la norme P 15-300 de décembre 1981per me tten t à l 'entre pren eur de confirmercette conformité. Ces essais peuvent être parexemple :

• la mesure de la surface spécifique,

• la déte rm inatio n de la résistan ce à d euxjours,

• la teneur en anhydride sulfurique SO3, ou enéquivalent Na20, ou essai de retrait, pourles ciments soumis à l'action des sels dedéverglaçage,

• la mesure de la chaleur d'hydratation, de laten eu r en alum inate tricalc ique C3A, ou essaide retrait si ces caractéristiques sontsensibles,. . .

Des essais de contrôle extérieur sont effectuéspar le maître d'œuvre et son laboratoire.

7.4.1.3 - Le contrôle des granulats et desadditifs

Le contrôle interne doit s 'appliquer à deuxniveaux : celui du prod ucte ur et celui del 'entrepreneur. Ses éléments essentiels sont :

• po ur les additions : date de pér em ptio n,caractéristiques spécifiées par les normes.

Le contrôle externe de l 'entrepreneur estconstitué par un contrôle de réception quipourra être complété éventuellement par descontrôles par sondage correspondant auxessais prévus par la norme P 18-540 d'octobre1997. On peut y ajouter le contrôle desconditions de stockage des granulats et desadditifs.

7.4.1.4 - Le contrôle de la potentialitéde réaction alcali des granulats

Les grands ouvrages sont le plus souventclassés en genre C. En conséquence, seulsseront utilisés pour leur construction desgranulats NR, c'est-à-dire non réactifs, ou PRPc'est-à-dire potentiellement réactifs à effet depessimum.

Le contrôle de la potentialité de réaction alcalides granulats est un sujet complexe qui estabordé de façon détaillée dans les"Recommandations pour la prévention desdésordres dus à l'alcali-réaction" du LCPC,et dans le document annexe "Guide pourl'élaboration du dossier carrière".

Le "Guide pou r la rédaction de s pièces écritesdes marché s" du Setra con cern ant la"Prévention d es déso rdres d us à l'alcali-réaction"donne par ailleurs les clauses à insérer dans lespièces écrites des DCE et des marché s.

7.4.1.5 - La réaction sulfatique du béton

Présentation

La dégradation des bétons par les sulfates estconnue depuis le début du siècle. Elle peutavoir une origine externe ou interne.

D'origine extern e, elle est due aux émana tionsindustrielles, à la présence d'eau de mer, ou àl'action des constituants du sol en contactavec le béton (c'est le cas du gypse par

Ponts en béton précontraint construits par e>icorlicllemeuts successifs



exemple). Elle est connue et les recommandations de la norme NFP 18-011 de juin 1992permettent de la maîtriser par le choix destypes de ciment et de la formulation desbétons.

D'origine interne, elle fait intervenir lessulfates du ciment, dont la présence est detoute manière né cessaire pou r ralentir la prise.Elle est moins connue car d'apparition assezrécente. C'est en effet en 1986 que l'onrapporte l 'existence, dans des pièces préfabriquées , de désordres qui extér ieureme ntprése ntent un aspect similaire à ceu x p rovoqu éspar l'alcali réaction, mais qui ne relèvent pasde cette pathologie.

Cette activité sulfatique d'origine endogène,modifiant les réactions d'hydratation dubéton, a été observée dans de nombreux pays,alors que l'intérêt qu'y porte la France estassez réc ent. 11 est vrai que ce ph én om èn ereste limité, puisqu'il ne con cern e aujourd'huidans notre pays que seulement une dizained'ouvrages. Cependant, certaines conditionsde mise en œuvre et certaines tendancesactuelles semblant favoriser son apparition, il

apparaît nécessaire de résumer l'état actueldes connaissances sur ce point ([DIV 98] et[DIV 00 ]).

Les paramètres

Si l'alcali réaction du béton est régie par lestrois paramètres principau x qu e sont l'humidité,la teneur en alcalins et la teneur en siliceréactive, la réaction sulfatique du bétonapparaît comme plus complexe.

L'humidité est indispensable. Les parties destructure soumises à une alternance d'humidification et de séchage, comme celles qui sontexposées au marnage, sont encore plusvulnérables.

La composition du ciment intervient donc parla ten eu r de trois de se s cons tituan ts ; il s'agitde l'aluminate tricalcique, des sulfates et desalcalins.

La nature des granulats doit enfin être évoquée.En effet, avec un granulat calcaire, la pâte deciment a une meilleure adhérence, ce quisemble défavoriser les dissolutions interstitielles.

On constate que le nombre de paramètres estplus important que dans le cas de l'alcaliréaction. 11 s'agit donc d 'un phénomène pluscomplexe, dont la fréquence d'occurrence estmoindre.

Les désordres, analyses et précautions

Les désordres constatés ont pour origine troiscauses :

• une construction systématiquement réaliséeen pé riode estivale, pério de durant laquellela température du béton est plus élevée,

• le choix de ciments trop riches en c omp osantsà risques,

• l 'utilisation de ciments très exothermiques.

On constate donc l ' importance qu'il convientd'accorder au choix des ciments. On disposeen effet aujourd'hui de ciments dont lesclinkers sont broyés de plus en plus finement,qui sont donc particulièrement nerveux et quimontent fortement en température.

Ce risque apparaît d'autant plus important quela piè ce c ons idéré e est massive ; dans ce cas,on aura donc soin de retenir des cimentsmoins exothermiques.

Il existe quelques textes réglementaires quitraitent au moins partiellement de ce prob lème :

L'élévation de la température est égalementimportante. La limite à ne pas dépasser variesuivant les auteurs, leurs recommandationsrelevant davantage du principe de précautionque d 'études objectives. Cependant, cettetempérature limite est liée à la nature duciment, une faible teneur en sulfates et enalcalins autorisant une température limite plusélevée.

• la norme ENV 13 670-1 de septembre 1999(exécution des ouvrages en béton), dont leparagraphe 8.5 "Cure et protection desbétons coulés " limite à 65° C la températuredans les pièces massives ;

• la pré-norme européenne Pr EN 13 369 de1999, qui impose des essais et conseille destempératures limites très basses.

Ponts en béton précontraint constniitspar encorbellements successifs



La France est, dans ce domaine, en retard surbeaucoup d'autres pays industrialisés. Dansl'état actuel de nos connaissances, il apparaîtraisonnable de vérifier l'humidité du milieu : s i

celui-ci est sec, les risques sont naturellementtrès faibles ; si le milieu est h um ide , il fautprendre toutes les dispositions nécessairespour que la température du béton ne dépassepas 65 à 70° C et préférer des ciments à faibleteneur en alcalins. En effet, accepter destempératures de béton pouvant s 'éleverjusqu'à 80 ou 90° C ne serait pas raisonnableet risquerait de réduire la durée de vie de nosouvrages.

7.4.1.6 • L'épreuve de convenanceet l'épreuve de contrôle

L'épreuve de convenance permet de vérifierque la formule nominale du béton et les conditions de mise en œuvre permettent de satisfaireavec une grande probabilité aux exigences dumarché en matière de résistance et deconditions de mise en place. Elle permet enparticulier de vérifier la capacité du bétonà résister au gel et à l'action des sels dedéverglaçage, lorsque cela s'avère nécessaire.L'article 77.1 du fascicule 65A renseigne surles implications de cette épreuve.

L'épreuve de contrôle permet de s'assurer dela conformité d'un lot de béton. La procédurede contrôle est détaillée par l'article 77.2 dufascicule 65A.

7.4 .2 - LES ÉPREUVES D'INFORMATION

Ces épreuves concerneront par exemple :

• le décoffrage des levées de piles,

• le décoffrage des chevêtres de piles,• le décoffrage des encor belle me nts latéraux

de la section du tablier,

• l'enlèvement de l'outil coffrant l'intérieur ducaisson,

• le décintre me nt des part ies d 'ouvrageréalisées sur cintre,

• la mise en te nsion de certain s câbles (engén éral les câble s de fléau) : la valeu r de fprésente alors autant d'intérêt que celle de

• une opération de mise en charge provisoireou définitive.

L'épreuve d'information peut aussi avoird'autres buts comme par exemple de vérifierque la compacité du béton, véritable garantiede pérennité, est conforme à ce qui étaitattendu.

7.4.2.2 - Les épreuves d'informationcomplémentaires

Des essais complémentaires sont en généralpratiqués dès le 7^""^ jour pour s'assurer que larésistance à la compression requise à 28 jourssera bien obtenue.

7.4.2.1 - L'épreuve d'information

principale

L'épreuve d'information a pour but de vérifierque dans les conditions réelles de durcissement, notamment du point de vue de latemp érature ambian te, la résistance atteinte aujeune âge j , corre spon dan t à une phase deconstruction très précise, est supérieure à unevaleur f^-j prédéterminée.

Ce tte vale ur f^ est fixée a prè s é tud e,pour assurer que la résistance du béton estcompatible avec les modaUtés d'exécutionpré vu es au PAQ, en part iculie r dans leprogramme de bétonnage ou dans le programmede précontrainte.

Un troisième type d'épreuves d'information

peut éventuellement être réalisé pour acquérirdes renseignements sur d'autres caractéristiques du béton que celles spécifiées aumarché, comme le module d 'élast ici té, larésistance à la traction (si elle n'était pasl'objet de l'épreuve d'information principale),la résistance à long terme, les effets dufluage,... Ces épreuves peuvent être considéréesdans ce cas comme des épreuves de contrôle.

7.4.2.3 - Les conditions de réalisation

Les éprouvettes destinées aux épreuvesd' information seront confectionnées etconservées conformément aux prescriptionsde la no rm e P18-405, ainsi qu'à celles de sarticles 1.5 et 6.3 du fascicule de documentationP18-504.

Ponts en béton prccontraittt construits par encorhe/lentetits snccessi/'s



Pour exploiter les mesures, il convient alors de :

La cure du béton sera réalisée conformémentaux recommandations de l 'article 74.6 du

fascicule 65A.7.4 .3 - LA MATUROMÉTRIE

7.4.3-1 - Le principe de la tnaturométrie

Le princ ipe de base de la matu rom étrie reposesur l'existence d'une relation entre la quantitéde chaleur dégagée par un béton au momentde la prise et ses propriétés mécaniques.

Ainsi, si l 'on fait subir à un même béton deshistoires thermiques différentes mais si lesquantités de chaleur totales dégagées depuisl'origine de la fabrication sont les mêmes, alorsles résistances mécaniques seront égales.

En terme physique, cela traduit le fait que ledegré d'hydratation du béton sera identique.

La loi d 'Arrhénius permet d 'élaborer uneexpression de l'évolution de la résistance d'unbéton en fonction d'un paramètre temporel, leconcept d'âge équivalent, indépendant de latempérature. Le béton est alors caractérisé defaçon intrinsèque par une courbe dite "courbede référen ce ".

7.4.3.2 - Évaluation pratiquedes résistances

La co urb e de référen ce est établie eneffectuant à des dates précises des mes ures derésistance sur des éprouvettes normalisées

cons ervée s à 20° C. Un suivi thermiq ue dubéton de ces éprouvettes permet alors decalculer un âge équivalent de ce béton, à latem pératu re de référence désirée, pou r chac unedes dates de casse.

Cette dernière opération nécessite la connaissance de l 'énergie d'activation apparente dubéton, liée à la nature du ciment et à corrigeren fonction de la température.

Par ailleurs, des thermistances reliées à unecentrale de mesure sont mises en place dans lebéton de la partie d'ouvrage que l'on vient decouler, et les valeurs de la température sontenregistrées à intervalles réguliers.

• transform er l 'âge réel du bé ton en âgeéquivalent (temps nécessaire au béton en

conditions isothermes à 20° C pour développer le même degré d'hydratation),

• lire sur la courbe de référence du béton lavaleur de résistance correspondant à cetemps équivalent.

Cette évaluation peut être effectuée directeme ntpar le maturomètre qui affiche la résistanceatteinte par le béton aux différents points oùles thermistances ont été implantées.

7.4.3.3 • Intérêt de la maturom étrie

Les éprouvet tes expér imentées lors desépreuves d'information présentent dans lapratique des historiques de température quisont fort différents de ceux du béton del'ouvrage. Les mesures de résistance obtenuesà partir de ces éprouvettes sont donc entachéesd'un risque de mauvaise représentativité.

De plus, la validité de l'essai de compressionpratiqué au laboratoire est altérée par le modede démoulage des éprouvettes.

L'intérêt de la maturométrie est de ce fait misen relief, puis que ce pro cé dé s'affranchitd'une évolution différente de la températurepour se référer uniquement à la quantitéglobale de chaleur. Elle présente aussi l'utilitéde mesurer la température maximale atteinteau cœur du béton.

La réduction importante du nombre d'éprouvettesest aussi une retombée intéressante de ceprocédé, même s'il est indispensable d'enmaintenir une quantité suffisante pour garantirune validité correcte des mesures. Onmaintiendra par exem ple, pou r cinq informationspar maturométrie, une éprouvette p our épreuved'information classique.

7.4.3.4 - Les choix nécessairespour l'utilisation

Dans le domaine théorique, il convient dechoisir une valeur d'énergie d'activation quicorresponde à la nature du ciment, aux ajoutséventuels effectués (ajout de filler parexemple), et à la température ambianteextérieure. Cette énergie d 'activation sera

Ponts en hcton précontraint constniils par encorbellements successifs



ensuite confirmée ou ajustée par les courbesrésistance/âge équivalent obtenues à partirdes essais sur éprouvettes.

Ces essais sont réalisés sur des éprouvettescons ervée s à différentes te mp érature s : parexemple à l'extérieur, dans le laboratoire, dansune caisse isotherme placée dans le laboratoire,...

L'étalonnage peut s'avérer assez long ; on auradonc soin de prévoir un délai suffisant à partirdu moment où la formule du béton est arrêtée(3 à 4 mois peuvent être nécessaires). Onnotera que le maturomètre est un appareil quidoit être ré-étalonné régulièrement (voirdonnées constructeur) .

7.4.4 - LE CONTRÔLE DE LA MISEEN ŒUVRE DES BÉTONS

7.4.4.1 - La mise en œuvre

Pour la réalisation des voussoirs coulés enplace, la cinématique de construction prévoiten général de commencer toujours par lemê me cô té du fléau. Cette cinématique pourraêtre aménagée par inversion de l'ordre debétonnage si les relevés de nivellement fontapparaître un écart systématique entre lesdeux encorbellements du fléau.

Le contrôle de la mise en œuvre du béton doitporter sur les points suivants :

En ce qui concerne les mesures elles-mêmes,le premier choix à faire est de déterminer lesendroits critiques de la structure où l'évolutionde la résistance est représentative de l'opérationque l'on souhaite contrôler.

Si l'on désire connaître l'âge auquel il va êtrepossible d'avoir la résistance nécessaire audécoffrage, on instrumentera la zone recevantla dernière gâchée de béton mise en place. Ilconvient également de posit ionner lesthermocouples dans le béton de façon àobtenir des renseignements représentatifs desdifférentes parties de la poutre caisson dutablier par exemple.

Pour tenir compte d'une part de l'effet demasse dans les âmes, bénéfique pou r la maturitédu béton, mais aussi de l ' influence desdéperdit ions calorif iques dans le hourdissupérieur près des bords, on placera les

sondes de prise de température par exempleselon le schéma 7.11 proposé ci-dessous.

• la propreté du fond de coffrage,

• la disponibilité et l'état du matériel nécessaire,

• la mise hors pression des vérins de réglagedu contre-moule, dans le cas d'un voussoirpréfabriqué en cellule,

• la confo rmité de la com pos ition du bé tonlivré sur le bon de livraison. Il est nécessaired'insister ici sur les informations que doitap po rter le bon de livraison : celui-ci doitindiquer les écarts en pourcentage entrepoids théorique et poids réel des constituants ; il doit également fournir la teneur eneau des granulats afin que la quantité d'eautotale puisse être recalculée ,

• le slump test et l'estimation de l'air occlus.Lorsque le béton est fluidifié, le slump testdevien t délicat à utiliser ; les enregistrements

wattmètriques des efforts du moteur dumalaxeur sont alors un outil précieux etseront joints aux bons de livraison. Laprésence de cette indication fera partie descontrôles lors de la livraison.

Posi t ionnement dessondes de tempéra ture

Fig. 7.11 - Maturométrie :exemple d'implantationdes sonde.s

lors de la mise en œuvre du béton, le respectdu plan de bétonnage (fascicule 65A article75.3) : tem ps maxima l en tre la fin de lafabrication du béton et la fin de sa mise enœuvre, phases de bétonnage, hauteur dechute, vibration, talochage de la surfacesupérieure du hourdis inférieur non coffrée,

en fin de bétonnage, l'état de surface, la miseen place des protections thermiqueséventuelles, le nettoyage des attentes, letraitement des surfaces de reprise.

Pouts eu hétcni précoiilniijit amstniitspar encorbellements successifs



tCouler le béton du hourdnInfé i te j r par les im es n 'pas uns bonne m éthode .peut défome r la cagecf arma tures, déplacer les

gaines de précon trainte epravoquer des bouchons

Ne pas util iser le vfcraurpour déplacer le béton,cela prxwoquaralt lacréation de nids de cail loux.

Mettre en place le bétondirectement s r le hourdis Inférteur

Ouver ture avec t rappepour l 'aiguille vibrante

Laisser 15 é 3 0 o n l ibrespour les deuxièmes e t

troisiénies couches

Placer u ne quanti té de ~

béton dans le gousset etcompacter so igneusement

Fig. 7.12 - Précautions à prendre pour le bétonnage des voussoirs

• le bon fonctio nnem ent des éventu elsdispositifs thermiques.

Il convient d'insister particulièrement sur les

précautions à prendre concernant le suivi duplan de bétonnage. La figure 7.12 ci-dessus enrappelle l'essentiel.

Ces précautions peuvent être complétées,dans le cas du bétonna ge d e voussoirs de grandehauteur, par l 'utilisation de tube s, dém onté s aufur et à mesure de l'opération, qui limitent lahauteur de chute du béton et réduisent ainsi lerisque de ségrégation.

L'obtention d'un bétonnage de qualité, c'est-à-dire sans ségrégation ni existence de vides,passe par une vibration contrôlée du béton.Les précautions principales à prendre sont

réca pitulé es sur la figure 7.13 c i-dessous. Lanécessité de contrôler que les ouvriers nevibrent pas au voisinage immédiat des gainesde précontrainte est à souligner particulièrement. On peut compléter ces précautions enprévoyant la mise en place de conduits deguidage de l'aiguille vibrante, constitués demétal déplo yé façonn é en cylindre , bien fixésaux armatures.

N s p a s v i b r s r la b â t u ns a n s d i s c e iTi e m e n t , c e l a

p e u t e n t r a î n e r f a c i l e m e n tla aéa6on d e v i d e s

U n î t e sde coulées

E v i t e r d e l a i s s e r a l l e r r a i g u i l l e v i b r a n t e t r o pp r o f o n d . C e l a p e u t p r o v c x ] u e r l a c r é a t i o n d ev i d e s d a n s l e b é to n p r é c é d e m m e n t m i s e n p l a c eq u i a p e u t - ê tr e d é j à c o m m e n c é s a p r i s a .

L ' a i g u i l l e v i b r a n t e p e u t b d i e i n e n t r e s t e r b l o q u é e .

E v H e r d e t r o p ê t r e e n o o t t t a c t a v e c l e s g a i n e se t l e s a r m a t u r e s .

Ut i l i se r l ' a lgu l i le v ibran tep o u r t r a i t e r r i n t e r f a c e

e n t r e l e s c o u l é e s d e b é t o ne t c o m p a c t e r s o l g n e u s e r n a n t

P r e m i è f e c o u l é e

D e u x i è m ec o u l é e

151P o u r c o m p a c t e r l e b é t o n , d e s c e n d r e l e v i b r e u rv e r t i c a l e m e n l d a n s l e b é t o n à u n e p r o f o n d e u rn e d é p a s s a n t p a s 0 . 6 0 m e t le r e t ir e r l e n t e m e n t ,p a r p a l i e r s , a u m ê m e e n d r o it .

R e t i r e r l e v i b r e u r d u b é t o n p o u r l e dé p l a c e r. N ep a s l e d é p l a c e r à t r a v e r s l e b é t o n .

Vi b r e r t o u s l e s 3 0 à 5 0 c m .

Fig. 7.13 - Précautions à prendre pour la vibration du béton




Les derniers contrôles de mise en œuvre dubéton consistent à :

• vérifier que la résistance requise a été atteinteavant d'autoriser le décoffrage,

• effectuer un e vérification gén érale duvoussoir, que ce soit en extrémité de fléau ousur l 'aire de réception pour un voussoirpréfabriqué.

En ce qui conc ern e les voussoirs préfabriqués,l 'opération de contrôle sur l 'aire de réceptionse termine par l'identification du voussoir parun numéro spécifique peint sur le béton del'âme à l'intérieur du caisson du côté du masque.

Des précautions particulières doivent êtreprises pour la fabrication et la mise en œuvredu béton lorsque la température mesurée surle chantier est inférieure à 5° C ou supérieureà 25° C. Il s'agit alors de mettre en place lesdispositions nécessaires pour obtenir un bétondont la température sera de l'ordre de 15 à20° C sans descendre en dessous de 5° C nidépasser 40° C pendant sa fabrication.

On pourra ainsi en particulier :

• s 'assurer de la convena nce des p arem ents(couleur, asp ect,. . .),

• vérifier la méthodologie de bétonnage (miseen place, vibration, séchage),

• vérifier la tenue du béton frais dans les hourdisinférieurs dont le dessus n'est pas coffré,

• vérifier la faisabilité de la mise e n œ uv redes gaines in tér ieures , des monotoronstransversaux et des armatures passivesparticulièrem ent dans les points singuliers,

• vérifier que les référen ces phy siqu es deréglage du tracé des gaines de précontraintesont réalistes, non am biguë s et biencomprises par les acteurs du chantier

Cette mise en œuvre pourra être accompagnéed'enregistrements de températures pour enmesurer les différences et l'évolution dans letemps ; elle pourra être suivie de prélèvementd'éprouvettes pour contrôle ultérieur

Pour de plus amp les détails, on pou rra consulterles livres "Procédés générau x de c onstru ction -to m e 1" de J. M athivat et C. Bo iteau, et"Le béton hydraulique - mise en œuvre" de

J.M. Geoffray [GEO 96 ], qui pré sen ten t demanière détaillée ces différentes dispositions.

La réalisation du voussoir d'essai doit fairel 'objet d'une procédure spécifique.

7.4.5 - LA MISE EN ŒUVREDES BÉTONS HAUTESPERFORMANCES

En ce qui concerne le traitement des reprisesde bétonnage, on respectera les recommandationsde l'article 74.3 du fascicule 65A.

7.4.4.2 - Le voussoir d'essaiDans tous les cas, il est absolument indispensable de réaliser un voussoir d'essai, qui peutd'ailleurs être réduit pour des raisonsd'économie à un demi voussoir d'essai.

Cet élément sera fabriqué dans les conditionsréelles du chantier pour être réellementreprésentatif des difficultés de bétonnage desvoussoirs.

Cet élément doit être le reflet des différentesdifficultés que l'on prévoit de rencontrer surle chantier et celles-ci y seront donc artificiellement cumulées. Le voussoir d'essai aura ainsien général une longueur minimale de deuxmètres de façon à pouvoir comporter unbossage d'ancrage de précontrainte.

Concernant la fabrication et la mise en œuvred'un béton à hautes performances, un certainnombre de précautions part iculièresspécifiques doivent être prises.

La centrale à béton doit être équipée pourgérer la fumée de silice, ce qui nécessite unebonne formation du centraliste.

Lors de son transport, le béton se comportedans la toupie comme un fluide, avec lesrisques de déversement que cela comporte. Ilconvient donc d'être vigilant.

Co m pte ten u d e la fluidité des BHP, lesmesures de consistance du béton frais surchantier doivent être réalisées par mesuresd'étalement à l'aide de la table à chocs conformément aux normes P 18-432 et NF EN 12350-5.En effet, les mesures de slump ne sont niadaptées, ni significatives pour les bétonsfluides.

Pu)its eu hcloi préconlniiiit cmis/niH spur eiicorhellemcuts sticcc'ssifs



La mise en œuvre du béton nécessite uncoffrage p articulièrem ent étanch e, la moindreperte de laitance pouvant se traduire par uneségrégation. Le talochage et le réglage dessurfaces doivent être réalisés par des équipessensibilisées au comportement visqueux etcollant de ce type de béton.

Dans le cas d'ouvrage à inertie variable,l'inclinaison du hourdis inférieur des voussoirsau voisinage des piles peut être telle que lebéton tende à glisser dans la sens de la pente.Il est donc nécessaire de coffrer l'extrados duhourdis. Il peut être alors intéressant d'utiliserdes bétons de consistances différentes pourles âmes et les hourdis ; dans ce cas, des essaisen vraie grandeur sont nécessaires.

La cure du BHP doit également être plussoignée et plus intense que celle d'un bétonord ina ire. Le BHP est en effet dav ant agesoumis au phénomène de dessication car l 'eauinterne au béton ayant été consommée parhydratation, il n'y a pratiquement plus d'eaulibre. Si cette contrainte présente un avantagepou r la durabilité du b éton, elle risque c epe nda ntde provoquer une fissuration dans les zones où

le retrait peut être gêné. On sera donc dans cecas attentif au ratio de ferraillage passif àmettre en œuvre et à sa conception qui doitprivilégier des diamètres modérés et unentraxe réduit. Ceci est vrai en particulierpour la construction en encorbellement devoussoirs coulés en place.

7.5 - LE CONTRÔLE DU COFFRAGE

Les contrôles du coffrage de l'équipage mobile,ou celui de la cellule de préfabrication, sontessentiellement les suivants :

• contrôle des numéros et indices des plansutilisés (qui doivent impérativement être desplans visés),

• contrôle de la propreté de la zone de travailet soufflage des fonds de coffrage avant miseen place des armatures.

• con trôle de l'état du m atériel : état de lastructure, planéité des panneaux, non déformation des bords formant joints, étanchéitédes différents cordons et bandes de mousse,état, propreté, élimination des traces delaitance et d'oxydation, et huilage de la peau,

• contrôle des tolérances de désaffleurementdes panneaux et de la conformité des dimensions par rapport aux plans,

• contrô le des vérins hydrauliques sous levoussoir en con tre-moule : rectitude , appuifranc, fonctionnement des écrous de sécurité,

• con trôle de la confo rmité aux plans desinserts et des fixations prévus : im plantation,dimensions, type et nombre.

Concernant la construction de voussoirscoulés en place, il est essentiel d'insister sur lanécessité de respecter scrupuleusement lesprocédures de déplacement des outi ls decoffrage, et d'assurer un contrôle systématiquedes éléments de support et de fixation.

Les accidents sont évités par la rigueur dans

l 'action de contrôle.

On assurera en particulier un contrôle visuelsystématique des suspentes pour vérifier leurrectitude, l 'absence de trace de choc ou depoint de soudure.

On vérifiera aussi que le vissage des écrousreste aisé et que les contacts d'appui desécrous sur les platines sont francs. En cas dedoute, la suspente sera mise au rebut - ou

mieux, débitée en morceaux d'un mètre - etremplacée.

De plus, on définira un n om bre d e réutilisationmaximum de 30 à 40 pour les suspentes, quiseront systématiquement remplacées une foisce nombre atteint. Une possibilité de suivi dunombre d'utilisations peut être l 'appositiond'une marque à l'aide de peinture pour chacuned'entre elles. Il va sans dire que les suspentesdoivent être neuves au démarrage du chantier.

• contrôle avant chaque fermeture du coffrageque les surfaces de reprise sont purgées etnettoyées de tout dépôt de laitance.

• contrôle de la stabilité des étalements, destiges de serrage, de la rigidité d'ensemble.




7.6 - LE CONTRÔLEDU FER RAILLAGE

Les principaux contrôles à effectuer sur le

ferraillage d'un voussoir à couler sont lessuivants :

Le contrôle du ferraillage sera accompagné ducontrôle des inserts prévus dans l 'élément destructure considéré.

• contrôle des num éros et indices des plansutilisés ;

• contrôle de ré cep tion d es aciers : existencede la fiche d'homologation, état des aciers(recti tude, rouil le profonde, salissure),conformité à la nomenclature, soudure ;

• con trôle de la confo rmité au plan d'armatures : diamètre, longue ur et façonnage ;

• con trôle de la mise en œu vre : positio n,enrobage et calage, solidité du ligaturage descales qui seront propres et en béton, absencede contact entre ces ligatures et la paroiproche, longueur de recouvrement des acierset attentes ;

• contrôle de la stabilité, de la rigidité et de latenue de l 'ensemble de la cage en vue du

bétonnage. L'uti l isat ion de chaises pourrigidifier une cage trop souple est à éviter.On préférera l 'utilisation de cadres quipourront permet t re la const i tu t ion depoutres de rigidité.

Il convient d'être particulièrement vigilant ence qui concerne les armatures de frettagenécessitées par l'application d'efforts concentrés.A insi, la pos ition des frettes des a ncrages deprécontrainte devra-t-elle être contrôlée avec

précision : centrage a utour de la tromp laqueconforme à l ' implantation théorique, écart depositionnement réduit au minimum. Dans ceszones, on sera attentif à disposer de plansélab orés à un e éch elle suffisante p ou rune gestion précise des positions et desenc om brem ents des armatures ; dans certainscas particulièrement critiques il pourra êtrefait ap pel à une m odélisation tridimensionnelle.Le voussoir d'essai (voir 7.4.4.2) donnera deprécieuses indications à propos de la faisabilitédes dispositions pressenties.

7.7 - LE CONTROLEDE LA PRÉCONTRAINTE

La mise en précontrainte est effectuée sousla direction d'un responsable spécialementqualifié, dit CMP, c'est-à-dire Chargé de la Miseen Précontrainte, dont la compétence, reconnuepar l 'entreprise distributrice du procédé depré con train te utilisé, est justifiée au près duMaître d'œuvre. L'article 95.1 du fascicule 65Adétaille la mission du CMP.

7.7.1 - LE CONTR ÔLE DE S MATÉRLVUX

7.7.1.1 - L'approvisionnement

Les conditions de livraison des armatures deprécontrainte sont conformes à l'article 5 dufascicule 4 Titre IL Le renou vellem ent de laprotection se fait en respectant les stipulationsde l'article 66.2 de l'additif au fascicule 65A.

L'ensemble des pièces consti tutives desancrages est livré en assurant des conditionsde protection conformes aux prescriptions del'article 92.1.2 du fascicule 65A et de l'article71.2 de son additif. Elles respec tent égaleme ntles prescriptions de l'article 3-5 de la circulairen° 86-64 du 4 septembre 1986 sur les conditions de livraison des pièces et les vérifications

à effectuer.7.7.1.2 - Le stockage

Ses mod alités son t définies par le fascicule 65A(article 92.1.3 du fascicule et article 76.2 del'additif au fascicule, complétés par les articles4.1 à 4.3 de la circulaire 94-34 du 19 avril1994). Le contrôle des conditions de stockagedes fournitures de précontrainte doit êtreassuré avec vigilance. On vérifie en particulierque :

On sera également attentif, dans le cas depièces dont le coffrage présente un ou deuxaxes de symétrie mais dont le ferraillage estdissymétrique, à ce qu'il n'y ait pas d'inversionde la cage d'armatures.

• les bobines d'acier dur de précontrainte, quiont été huilées en usine, sont entrep osée sdans un local clos et ventilé, les couronnesétant isolées du sol par des bastaings ou despalettes ;

Ponts eu hêlou précontraint construits par encorbellements successifs



• les stockage s prov isoires avant m ise e nœuvre sont réalisés sous bâches ventilées enévitant le contact bâche-métal, ou sous abriavec toit amovible ; on évite d'interposer des

pièc es de bois chargé en tanin qui pe ut affecterle huilage ;

Ceci est vrai pour les câbles éclisses, ou câblesde clavage, qui, s'ils sont mal fixés, sedéplacent au cours du bétonnage et peuvententraîner un éclatement du hourdis inférieur

par feuilletage sous la poussée au vide parasiteainsi gén éré e (Fig. 7.14 et 7.15).

• les ancrages sont entreposés sous abri ventilé,les caisses ou emballages étant isolés du solpar des bastaings ou des palettes, et lesclavettes sont maintenues dans leur emballaged'origine jusqu'à leur utilisation ;

• les cond uits sont stockés sous des bâche sventilées en fagots isolés du sol par desbastaings.

7.7 .2 - LE CONTRÔLE DE LA MISEEN PLACE

La précision de la mise en place des composantsde la précontrainte ne peut être que celle d'unchantier : il est difficile d'exiger une précisionsupérieure à 5 mm. Les calculs et les dispositions constructives doivent en tenir compte.

7.7.2.1 - La géométrie des conduits

Le contrôle de la mise en place des conduitsest un sujet sensible. Des désordres ont eneffet lieu régulièrement sur les chantiers àcause d'un positionnement insuffisammentassuré.

Fissures Feuilletage

Fissures du Joint duesi la f lexion

Empreintede la gaine

Feuil letage ave cdésagrégation

Position d'originedu câble

Fissures

Armature déformée Posit ion du câbieaprès rupture

Fig. 7.14 - Ri.squt'S liés àune mauvai.se maîtri.se dela géométrie des conduits

Il convient donc d'être vigilant, lors del'élaboration des plans d'armatures, sur lesdisposit ifs permettant de s 'assurer de laposition des conduits des câbles éclisses, etlors de la réalisation, sur la mise en œuvreeffective de ces dispositifs. L'espacement entreles dispositifs supports de conduits doit êtred'environ 0.75 mètre.

Le but de ces dispositifs est de s'assurer qu'unparfait tracé des conduits est effectivementréalisé conformément aux plans de précontrainte.De façon à assurer la continuité de ce tracé audroit des joints de voussoirs, on peut exiger lamise en œuvre de tronçons rigides.

Les mêmes précautions doivent être prisespour les câbles de fléau, placés au voisinagedes parements du hourdis supérieur.

Des désordres dus à un mauvais positionnementgéométrique des conduits sont égalementconstatés sur les câbles extérieurs. Cesdésordre s sont en général de d eux types : deséclatements locaux du béton dus à des effortsparasites provoqués par des déviateurs malpositionn és ; un nom bre anorm alem ent élevéde ruptures de torons à la mise en tension,lorsque des cassures angulaires parasites ontété introduites à proximité des ancrages.

i lVvf

. 'LccSMe sts t dcchmissé cl t i béioi is mise cil tension et a provtHiuéRci t i en t du hourd i s

Fig. . I r> - hciatenicnt duhourdis inférieur/Vue debiais par-dessous

JMI

Fonts en héton précontraint constniits par encorbellem ents successifs

http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_4/mauvai.se





Violent effort parasite dû à uneerreur d'orientation du conduit

Fig. 7,16 - Éclatementd'un deviateur à lamise en tension

JMIFig. 7.17 - Le deviateuraprès nettoyage

Pour prévenir ces désordres, il convient enpremier lieu de s'assurer de la mise en œuvred'une procédure efficace de réglage de l'orientation des tubes déviateurs. De nombreuseserreurs grossières étant encore constatées surles chan tiers - par exem ple l ' interversion desfaces d'un deviateur - il convient c epe nda nt dene pas négliger les contrôles généraux et deprendre régulièrement du recul.

On s 'assurera également que les poutressituées à la base des voiles déviateurs sontcorrectement ferraillées, y compris à leursarêtes, malgré l'utilisation de barres de grosdiamètres impliquant des rayons de cintrageimportants. Sur les figures 7.16 et 7.17, on voitles désordres provoqués par le mauvaisferraillage d'une de ces arrêtes sur un voiledeviateur, désordres qui auraient pu être limitéspar l'ajout d'aciers passifs de petits diamètresplacés près des parements.

Il faut enfin rappeler que la conception d'untube deviateur doit être telle que l'appui ducâble sur le béton se fasse dans la masse etcesse à l 'approche des parements dans leszones d'enrobage. Pour cela, les tubes coffrantle béton doivent être évasés en trompette desorte que la courbure du câble ne commenceeffectivement qu'à une dizaine de centimètresdes parements (Fig. 7.18). On se référerauti lement au document du Setra inti tulé"Précontrainte extérieure" de février 1990.

Le respect de la géom étrie des cond uits est unenjeu d'im portan ce. Il y a donc lieu de d ésignerdans les pièces du marché de l'ouvrage unresponsable du contrôle de la géométrie desconduits de précontrainte avant et aprèsbétonnage.

Trompette d'extrémité

Po in ts de t ang en c e d e la c ou i t e -de dévia t ion p lacés en -deçàde la zone d 'enrobage

Fig. ^.18 - Coupe d'un tube deviateur

Ponts eu hclou précontraint construits par encorbellem ents successifs



7.7.2.2 - La mise en place des composantsde la précontrainte

Les contrôles suivants sont donc effectuéslors de la mise en œuvre des éléments deprécontrainte :

• contrôle du bon vissage des manchons desgaines en feuillard : le préfaçonn age desgaines à longueur incluant les surlongueursde manchonnage permet de vérif ier auniveau du masque que l 'emboîtement estsatisfaisant ;

• contrôle de la conformité au plan du tracédes ga ines et d e leurs fixations (Fig. 7.19) ;

• contrôle du bo n état des co nduits et del 'absence de déformation importante oud'ovalisation ;

• réglage éventuel des supports de gaines parrapport au coffrage ;

• contrôle de l'attache effective de l'ensembledes gaines aux armatures passives ;

• contrôle précis du tracé des gaines, notam men tdans les zones de déviation au voisinage desancrages des bossages (Fig. 7.20).

C hangement local de p osition de l'armature.L'esp acement de s aciers e st à aménager.

Le tracé de la gaine e st plus importantque la régularité du p as de s annatures.

Déplacer l'amiatune

Bon»de réservationpour ancrage

L'ancrage sera dans sa p ositondéfinrtive quand il sera boulonnéau coffrage et que le coffragesera correctement placé

Projection du tracésur ie coffragede ia sous-fece

Vérif ier ies décalages aux pointsprincipaux de la cou rbe et à desinten/ailes inférieurs a u m ètre

Fig. 7,20 - Vérificationd'un tracé de gaineclans l'ospace

Fig. 7.i9 - Conflit entrearmatures pa,s.sives et gaine-s

De manière générale, ce contrôle doit êtreréalisé à partir de références physiques nonambiguës et bien comprises par les acteurs duchantier. Il suppose que les plans indiquentdes cotes rattachées à des objets concretsexistants ou des lignes matérialisées surchantier.

Dans les zones de fortes déviations (sortiede câble en bossage, zone de déviation auvoisinage d 'un ancra ge, ...), dan s lesquelles ilest préférable d'utiliser des tubes rigides plutôtque des gaines en feuillard, il est possible dematérialiser le plan de la courbure de la gaineen pratiquant un léger trait de scie sur lessections d'extrém ité du tube . Cette astucepeu t être généralisée pour les tubes d e déviationde la précontrainte extérieure.

Une fois achevée, la mise en place desconduits et des ancrages devra être vérifiéepar un bon géomètre. Celui-ci doit contrôler :

• la mise en œ uv re d es dispositifs rigidesgarantissant une bonne continuité, sanscassure angulaire, du tracé des gaines auxjoints : ces dispositifs raidisseurs pe uv en téventuellement intéresser les gaines surtoute la longueur du voussoir à bétonner ; lesangles de sortie des gaines dans les sectionsde reprise sont contrôlés à partir des valeursqui sont indiquées sur les plans ;

• la mise en place des manchons de raccordementet de l'étanchéité par l'adhésif centré sur lesjoints du manchonnage ;




• les fixations de la tromplaque au coffrage :contrôle de l'orientation, de la rigidité de lafixation, de l'orientation du trou d'injection ;

• l 'emb oîtem ent de la gaine dans l 'extrémitéde la tromplaque par l ' intermédiaire d'unmanchon de raccordement ;

• l'absence de cassures angulaires, c'est-à-direde la coaxialité des divers éléments, etl'étanchéité par adhésif ;

Dans le cas où la précontrainte chemine dansles âmes, les efforts exercés lors du bétonnageimposent de contrôler attentivement la natureet la fréquence des dispositifs de support descâbles ; ceci est éga leme nt valable pou r lesconduits vides laissés en secours (Fig. 7.23).

Il convient également de vérifier la démonta-bilité effective des dispositifs censés l'être, enparticulier dans le cas où il existe un doublegainage sur déviateurs.

• la répartition des évents et le positionnementdes débouchés de ces évents dans lesparements.

Dans le cas de la précontrainte extérieure, ilest nécessaire de prendre la précaution deréaliser un supportage provisoire des gainesde façon à assurer le respect du tracé définitifdu câble avant sa mise en tension (Fig. 7.21).Le nom bre et l 'espa cem ent des su ppo rtsseront fonction du nombre et de la puissancedes unités de précontrainte. Dans les cascourants, un espacement de 4 à 5 m convient.

Dans le cas où de la préc ontrain te transversaledoit être mise en œ uvre, il est particulièrem entimportant, compte tenu de la faible épaisseurdes pièce s, de con trôler la qualité du tracé desgaines et la mise en plac e des dispositifs garantissant ce tracé (Fig. 7.22). En outre, unferraillage transversal constitué de barres defaible diamètre pouvant présenter une grandedéformabilité lors du bétonnage, on n'hésiterapas à rigidifier les cages d'armatures afind'assurer un positionnement précis des conduits.

Il est enfin fortement recommandé de vérifieravant bétonnage que les gaines mises en placen'ont pas été encombrées de façon intempestive par un objet qu elco nqu e : boute ille,canette, outil, ... Le cheminement d'une ballesoufflée à l 'air comprimé permet ce contrôle.

7.7.2.3 - Le contrôle visuel des torons

Il convien t ici d'attirer l'attention sur la nécessitéde ne pas accepter de torons présentant despiqûres d'oxy dation, des rayures, des enc och esou autres défauts pouvant altérer leurrésistance mécanique.

Il a été constaté qu'une table de corrosiondéfinissant jusqu'à cinq niveaux de corrosion,dont seul le cinquième serait inacceptable,existait dans certaines procédures d'entreprise.Nous considérons que cette table estbeaucoup trop laxiste. Il n'y a en effet pas lieud'accepter des armatures corrodées.

Contrôler env irontous les m dtres

Contreier la présencedes aciers d e surfaceet d 'éclatement de rlère

les ancrages

Fig. 7.21 - Supportagede.s gaines en PEHDdes câbles extérieurs

Setra

Utiliser des chaises, des écartsurset des étriers pour m aintenir l esgaines dans leur position e t les lierau ferraillage

Fig. 7.22 - Contrôle des supportsde gaines de précontrainte transversale




Cetlo solution p o jrrai t provoquer unsdéformation de la cage (f armatures enrabsan ca d« contr«v«ntom«nt transvwaal

A éviter

La distance correcte entre supports dépend de lacourbure de la gaine, de sa pos iton, des efforts dusau béton rtage, de la rigidité des gaines . L'espacen wntvariera en tra Q,40 e t 0,80 m

Fig. 7.23 - Supports des gainesde précontrainte dans les âmes

7.7.2.4 - L'enfilade

Le poussage toron par toron est la méthoded'enfilage la plus utilisée sur les chantiersde ponts const rui ts par encorbel lementssuccessifs. Pendan t c ette o pération, il conv ienten particulier de :

• s 'assurer que la protection par huilage destorons est suffisante pour réduire les effortsde frottement dans les phases ultérieures ;

• contrôler que le toron n'est pas marqué parles galets du pouss oir ; ceci est particulièrementvrai pour les derniers torons enfilés pourlesquels la pression des galets à tendance àêtre augmentée ;

• vérifier avant pou ssag e du pre mi er toro nqu'un masque en bois épais a bien étéimplanté du côté de la sortie du toron pourassurer la sécurité des intervenants ;

• être particulièrement vigilant lors de la miseen place des deux derniers torons du câblequi sont toujours les plus difficiles à fairepasser dans le conduit (pour les câbles longs,c'est-à- dire de longueur supérieure à 50 m,on privilé giera la vites se à la force d'enfilagede façon à éviter les coincements desderniers torons à l 'approche de la sortie) ;

• s'assurer qu'après mise en place de tous lestorons d'un câble de précontrainte extérieureet positionnement des ancrages, l 'ensembledu câble peut bouger dans le conduit (ceciaide à la mise en place des torons les uns parrapport aux autres et permet de vérifierl 'absence de blocage).

7.7 .3 - LE CONTRÔLEDE LA MISE EN TENSION

7.7.3.1 - Contrôles avant la miseen tension

Pour assurer une mise en œuvre correcte d'unancrage classique à clavettes, il convient debien maîtriser les conditions de lubrification,l 'oxydation et la propreté.

• s'assurer que la distance entre le dévidoir etle poussoir est réduite au minimum et que,sur cette distance, le toron est effectivementprotégé par un tube ou une gaine ;

• contrôler que la bobine a été placée dans ledévidoir statique de telle façon que le pas dela spire en cours de déroulement soit demê me sens que le pas de toronnage, afin quele toron ait tendance à se resserrer sur lui-même lors de son extraction ;

• s 'assurer que chaque câble sera constitué detorons d'un même fournisseur ;

Les conditions de lubrification permettant unfonctionnement correct de l 'ancrage doiventêtre définies par les procédures internes desentreprises distributrices spécialisées. Le typeprécis de lubrifiant à utiliser éventuellementdoit être précisé.

L'oxydation ne doit pas être considéréecomme un composant normal de l 'assemblagemécanique que constitue l 'ancrage.

Enfin, la propreté est indispensable, l 'absencetotale de laitance devant en particulier être larègle.

• contrôler avant coupe du toron à longueurque la surlongueur requise pour la mise entension a bien été prise en compte ;

Ces trois paramètres sont la clé du bonfonctionnement du coincement conique de laclavette dans la pièce d'ancrage.

Ponts en béton précontrain t construits par encorbellem ents successifs



Outre le fait qu'une mise en tension réussie estconditionnée par un bétonnage soigné de lazone d'ancrage, il convien t de contrôler lorsde la mise en place de la tête d'ancrage sur lecâble :

7.7.3-3 - Les précautions lors de la miseen tension

Lors de la mise en tension, quelques pointsméritent une attention particulière :

• que les torons sont propres,

• qu'ils sont éventuellement démêlés afin queles croisements près de l 'ancrage ne risquentpas de provoquer une rupture de toron,

• que les trous coniques de la tête d'ancragesont propres et exempts de rouil le nedisparaissant pas au chiffon.

Il convient enfin de s'assurer que le vérin estmis en place de façon concentrique à la têted'ancrage et coaxiale avec le câble.

7.7.3-2 - Le plan de contrôle

Un plan de contrôle doit être établi avant ledébut des opérations de mise en tension. Ilpermet de préciser les types de contrôles, leurfréquence et d'identifier les câbles à contrôler.

Ces contrôles peuvent être systématiques :

• mes ure d'allongem ent et de pression parpaliers,

• pos ition d es câbles lors de l'enfilage po urdétecter tout r isque de croisement desgaines.

Il peut s'agir de contrôles par sondages,comme pour la mesure des coefficients detransmission dont la détermination est systématique pour chaque famille de câbles audébut des mises en tension puis devientaléatoire.

Avant l'enfilage des vérins, il est conseillé derecéper tous les torons à la même longueur ;cela permet de vérifier qu'il n'y a pas deproblème dans les clavettes outils et mettra enévidence l 'éventuelle rupture accidentelled'un toron. Le marquage des torons à l 'arrièredu vérin, quoique moins efficace, est aussi unesolution.

Avant le début des opérations, il convientenfin de vérifier que le bureau d'études a tenucompte des sur longueurs de préhensiondu câble dans les vérins pour le calcul del 'allongement.

- contrô ler que les frottements internes pou rles vérins et les ancrages ont bien été pris encompte pour l ' interprétation des pressionslues au manomètre ;

- ne p as oublie r de faire un e co rrectio n delecture de pression en fonction de la fiched'étalonnage du manomètre de la pompe ;c'est la mesure de la pression qui sert deréférence et non celle de l'allongement quiest indicative ;

- con trôle r à la lecture de l'allong eme nt sur lepiston du vérin que la correction de tassement des clavettes outils a bien été prise encompte.

7-7-3-4 - Les coefficients de frottement

Le contrôle des coefficients de frottement estréalisé par la mesure du coefficient de trans

mission. Le principe de cette mesure est décriten détail dans l'article 95.4.2 du fascicule 65Aet par l'annexe I de son additif.

Avant de procéder à cette mesure, il est indispensable de s'assurer que les vérins ont étécorrectement tarés (fiche d'étalonnage). Ilconvient également de vérifier la fiche d'étalonnage des manomètres sur pompes (date decontrôle).

7.7-3-5 - Les précautions à prendre vis-à-vis du béton

Lors de la construction d'un fléau avec desvoussoirs coulés en place, il est indispensable,avant la mise en tension, de vérifier que lavaleur f^- j du béton qui figure sur l'agrémentCIP de l'ancrage de précontrainte et dans lesnotes de calculs d'exécution est bien atteinte.L'usage du scléromètre pour effectuer cettevérification est totalement à proscrire.

Il est parfois envisagé de ne mettre en tensionles câbles de fléau qu'après avancement del 'équipage mobile. Cette opération, qui a pourbut de réduire le cycle de réalisation d'unvoussoir, conduit à faire fonctionner le derniervoussoir coulé en béton armé vis-à-vis descharges de l 'équipage. Ceci ne po se en général

Ponts en béton précontraint construits par e)tcorhcllements successifs



pas de problème en flexion d'ensemble, maismérite une attention particulière en ce quiconcerne les contraintes locales appliquées aubéton jeune. Cette opération doit être prévueet détaillée par une procédure travaux et doitfaire l'objet de notes de calcul spécifiques dela part du bureau d'études.

7.7 .4 - LE CONTRÔLE DE L'UNJECTION

7.7.4.1 - L'injection

L'injection des conduits de précontrainte etdes ancrages a pour but :

• le remp lissage com ple t des vides d'unconduit,

• la passivation par enrobage des aciers avecles produits utilisés,

• la pro tec tion des aciers co ntre les ag entscorrosifs extérieurs.

Ces trois actions fondamentales conjuguéespermettent d 'établir une barrière permanentecontre la corrosion et assurent la pére nnité de

la précontrainte.7.7.4.2 - Le coulis de ciment

On distingue deux types de coulis :

• le coulis traditionnel, fluide ap rès fabrication,

• le coulis th ixo tro pé , qui est u n coulistraditionnel auquel est ajouté en fin defabrication un agent thixotropant.

La propriété essentielle de ce second type decoulis, qui se pré se nte au repo s sous form ed'un gel, est sa capacité à devenir fluide dèsqu'il est mis en agitation. Deux avantages endéc oule nt : les con dition s d'injection resten tles mêmes que pour le coulis traditionnel, et lefront de coulis reste quasi perpendiculaireau conduit, sans effondrement au passagedes points hauts. Cette propriété dép endnéanmoins, pour une pente donnée, du seuilde cisaillement du coulis et, pour un coulis

donné, du degré d'inclinaison de la pente.

Le coulis doit faire l 'objet de nombreuxcontrôles qui sont définis par des normeseuropéennes et référencés dans l 'article 92.3du fascicule 65A. Il s'agit :

• du co ntrô le de fluidité qui cara ctéris el 'écoulement,

• du con trôle d'ex sudation qui exprim e lastabilité du coulis,

• du co ntrôle de variation de volum e quicaractérise le volume de remplissage,

• du contrôle de résistance en compression.

L'essai au tube incliné transparent réalisé selonla méthode exposée dans l 'annexe 3.1 de lacirculaire n° 99-54 du 20 août 1999 est cep end antindispensable compte tenu de sa représentativitéet de l'insuffisance des autres essais pourcaractériser la stabilité in situ du coulis.

Toutefois, les coulis qui ont fait l'objet d'unavis technique favorable ou d'un avis provisoirefavorable de la CIP peuvent être mis en œuvresans essai préalable, sauf demande spécifique

du maître d 'œuvre, pour autant que lescomposants du coulis, le matériel utilisé pourl 'injection et les conditions de température demise en œuvre soient conformes à ceux portésdans l'avis technique. Si une seule de cesconditions n'est pas respectée, il est indispensable de pratiquer sur le site un nouvel essai autube incliné.

7.7.4.3 - Les contrôles et précautionsparticulières lors de l'injectionau coulis de ciment

Précaution prise lors de l'étudede l'injection

Des essais d'injection ont m ontré qu e l'apparitionde poches d'air dues à l'effondrement du frontde coulis au passage des points hauts pouvaitêtre évitée en optimisant la vitesse de progressiondu coulis en fonction des tracés et des unitésmises en œuvre.




Il convient donc de retenir une vitessed'injection adéquate, en général de :

Câbles horizontaux ouondulés avec conduits(|) < 100 mm

Câbles horizontaux ouondulés avec conduits(j) > 100 mm

Câbles verticaux oufortement inclinés

8 à 14 m par mn

16 à 20 m par mn

3 à 8 m par mn

En outre, le phasage de l'injection doit êtreadapté au tracé du câble considéré. Cetteréflexion a dû avoir lieu en amont de façon àce que la position des évents soit cohérenteavec ce même phasage.

Précautions prises en cours de travaux

La prép aratio n de l'injection doit égalem enttenir compte des prévisions météorologiques.La rhéologie du coulis doit en effet tenircompte de la température et de l 'hygrométrieambiantes.

Enfin, il ne faut pas négliger de vérifier le matérielet de s'assurer que les matériaux nécessairessont approvisionnés en quantité suffisante.

Contrôles en cours d'injection

En cours d'injection sous pression, le contrôlede la pression d'injection est un paramètrefondamental pour la conduite des opérations.La valeur de base à retenir est celle de lapression dans la gaine qui ne doit pas dépasser1,5 MPa.

On contrôlera également de façon systématiquela purge des capots d'ancrage et des éventsaux points hauts.

Les purges et les évents sont repérés parmarquage ou étiquetage à partir du pland'évents qui doit impérativement être fournipar l'entreprise. En cours de réalisation de

l'ouvrage, ces évents doivent être maintenusfermés afin d'éviter les infiltrations d'eau dansles conduits . Les purges sont maintenuesouvertes.

Précautions prises lors dela préparation de l'injection

Il faut veiller à ce que les malaxeurs et cuvesde stockage soient protégés des entrées d'eauet de la déshydratation due au rayonnementdirect du soleil.

Les essais de fluidité et d'exsudation sontpratiqués selon les recommandations del'article 95.5.l.B du fascicule 65A.

Contrôles après injection

Après injection, des contrôles de différentsniveaux peuvent être réalisés pour s'assurerdu bon remplissage des conduits :

• un contrôle visuel des gaines,

• un contrôle statistique par démon tage descapots,

• un contrôle par sondage acoustique,

Un compresseur d'air et une arrivée d'eausous pression doivent être opérationnels surl 'ouvrage pour permettre une interventionrapide en cas d'anomalie en cours d'injection.

Contrôles préliminaires à l'injection

Avant toute injection, il est obligatoire deréaliser un contrôle d'étanchéité des conduitspour détecter les anomalies potentielles. Cecontrôle peut se faire soit à l'air comprimé,soit en réalisant un vide partiel. Il permet enoutre de s'assurer de la concordance entre lanumérotation des conduits et celle des évents.Dans le cas où l'essai mettrait en évidence descom mu nicatio ns en tre gaines, les câblesconcernés seraient injectés simultanément.

• un con trôle gamm agraphique si l 'épaisseurde béton le permet (e < 0,50 m).

7.7.4.4 - L'injection de la précontrainteextérieure

La circulaire n° 2001-16 du 28 février 2001"relative à la conception de la précontrainteextérieure au béton" définit les solutionspossibles pour concevoir la précontrainteextérieure au béton en tenant compte desrisques inhérents à son démontage. Celaconduit dans les faits, compte tenu destechniques disponibles, soit à privilégier lesmonotorons protégés-gainés placés dans unconduit général injecté au coulis de ciment.

Pouls eu hétou précoiitraiut cousiniits par oicorhellenietits siiccess{/'s



soit à choisir des torons clairs placés dans unconduit général injecté à l'aide d'un produitsouple, en général de la cire pétrolière.

7.7.4.5 - Les produits souples

La cire

Pour les unités autoprotégées comme cellessouvent utilisées pour exercer une précontrainte transversale, la protection à la graissedes ancrages doit être exécutée sur le chantieravec le plus grand soin, de manière à aboutir àune protection assurant une étanchéité totale.

7.8 - AUTRES POIN TS SEN SIBLES

La cire est un solide malléable cristallisé préféréà la graisse du fait de l'absence de phénomènede ressuage et, donc, d'une plus grande stabilitédans le temps.

L'injection à la cire devant se faire au-delà deson point de fusion, entre 90 et 120° C,certaines précautions importantes doiventêtre prises.

Il est tout d'abord capital de tenir comptedes échanges thermiques avec les matériauxen contact au cours de l'injection et de latempérature ambiante. Lors du refroidissement, la contraction de la cire est importante,de l'ordre de 5 à 10 %, et peut pro voq uerdes vides. Il convient donc de prendre desprécautions particulières comme la réinjectiondes points hauts. Cependant, dans le cas de laprécontrainte extérieure, le retrait de la cireest compensé en grande partie par le refroidissement du conduit en PEHD, précédemmentréchauffé par le passage de la cire chaude.

Il est ensuite absolument indispensable d'évitertoute fuite de cire pendant les injections. Eneffet, des compagnons pourraient être brûléset le bét on im bibé loc alem ent - et de façondésa streus e - de cire . Pou r limiter ce risq ue aumaximum, il convient de n'employer quedes matériaux ayant une bonne tenue auxtempératures élevées et de s'assurer, par descontrôles et des essais rigoureux, de la parfaiteétanchéité des conduits et des ancrages(le risque zéro n'existant pas, il convient deprotéger les personnes présentes contre lesrisques de brûlures par la cire).

7.8,1 - LA COLLE ETSA MISE EN ŒUVRE(VOUSSOIRS PRÉFABRIQUÉS)

7.8.1.1 - Caractéristiques

La colle mise en œuvre sur les chantiers àvoussoirs préfabriqués est consti tuée derésines époxydiques mélangées à un durcisseurdont les principales caractéristiques sont :

• densité voisine de 1,50 ;

• résistance à la compression comprise entre15 à 25 MPa ;

• module d'élasticité instantané compris entre

1500 et 2500 MPa, donc faible.Il est vivement recommandé d'adopter descolles titulaires soit de la marque "NF-Produitsspéciaux destinés aux constructions en bétonhydraulique" dans la catégorie des produitsde collage structural, soit d'un marquageeuropéen équivalent.

7.8.1.2 - La colle et son rôle

Le terme colle est impropre. En effet, ladispersion des essais de collage béton-bétonen laboratoire, les démolitions d'ouvrage et lesexamens de comportement d 'ouvragesconduisent à considérer que, dans les conditionsnormales de réalisation sur chantier, il n'y apas véritablement collage du joint, car il n'y apas création d'une résistance à la traction dansle joint.

Les graisses

Du fait de leur important ressuage, les graissessont interdites pour la protection des unitésde précontrainte non auto-protégées.

La colle remplit néa nmo ins plusieurs fonctionsimportantes :

• remplissage des ouvertures entre joints duesau retrait différentiel des diverses partiesde la section du caisson ; l 'ordre de grandeurde ces ouvertures peut atteindre 3/10*^""^de mm,

Po)its en béton préco ntraint constiTiits par encorbellements successifs





7.8.2.1 - La qualité du béton

C'est dès l'étude de la formulation du bétonqu'il convient de se soucier de ce que sera lerendu des parements des voussoirs. En effet, lateinte va dép end re de la rhéologie du béton etla quantité d 'eau, les prop ortion s d'adjuvantset la température sont les trois facteurs clefs àcontrôler Ils sont interdépendants. En particulier,le rôle de l'adjuvantation et son incidence surl 'eau et la température sont fondamentaux.

Il est aujourd'hui indispensable d'admettrequ'une condition pour obtenir un parementde qualité est l'adaptation de la formulationdu béton au cours de l'année. En effet, leschantiers de construction de pont en encorbellement ont une durée telle que la fabricationdu béton s'étend sur plusieurs saisons. Uneformulation de référence qui correspond auprintemps et à l 'automne devrait être ajustéeen été pour tenir compte de l 'augmentation dela température et de la baisse de l'humidité, etrecalée en hiver pour intégrer les variations ensens inverse de ces mêmes paramètres. Ilconvient en particulier de tenir compte de lavariation de la teneur en eau des constituants.

Seule une étude rhéologique détaillée permetde répondre à cette nécessité.

Une double peau coffrante par contre répondmieux à ce souci. Il s'agit d'une épaisseurinférieure ou égale à 10 mm de contre-plaquéordinaire appliquée contre le coffragecourant. Dans ce cas, pour éviter le buUage,une des précautions à prendre est de disposerles fibres du bois dans le sens du coulage dubéton.

L'inconvénient de ce type de dispositif résidedans le temps nécessaire au montage et audémontage de la peau coffrante à chaqueremplacement, plus que dans le coût dumatériau. En effet, des planchettes de bois brutbiseautées et disposées verticalement ont déjàété utilisées dans ce but.

Aujourd'hui apparaissent sur le marché despeaux coffrantes en matériaux compositesqui permettent au moins 300 réemplois. Cesmatériaux sont cependant très chers et ne seprêtent pas à toutes les formes.

Un rôle important de la peau coffrante dansl 'obtention d 'un parement de quali té estl 'amortissement des vibrations transmises aucoffrage, lors de la vibration du béton, par la

lame d'air séparant la peau coffrante ducoffrage proprement dit.

La maturométrie qui globalise l'évolution desparamètres d'hydratation du béton est unmoyen de mieux maîtriser la qualité du béton.C'est aussi un indicateur intéressant pour ledécoffrage ; la du rée de coffrage de la piè ce ,qui est un des éléments clefs de l'homogénéitédu parem ent, peu t ainsi être gérée avec précision .

Ce facteur est particulièrement importantpour la préfabrication de voussoirs en cellules.Le cycle journalier qui conduit à décoffrer lematin, s'accommode en effet assez mal del'interruption du travail en fin de semaine.

7.8.2.2 - Le coffrage et sa peau coffrante

Les coffrages les plus couramment utilisésaujourd'hui sont soit en acier, soit en contre-plaqué bakélisé (le contre-plaqué filmé, moinscher, peut provoquer des problèmes en

fonction des granulats utilisés). Ce choix estessentiellement économique, la nature de cesmatériaux n'étant par ailleurs pas idéale pourl 'obtention d'un parement de qualité.

7.8.2.3 - La vibration

Un nombre important de défauts proviennentd'une vibration mal pratiquée. Deux écueilssont à éviter :

• la survibration, qui correspond à un tempsde vibration trop important d'une partie dela pièce, qui s 'accompagne à cycle constant,donc le plus souvent, d 'un manque devibration d'une autre partie de la pièce,

• la post-vibration, qui cons iste à cr éer desvibrateurs secondaires consti tués desarmatures ou de la structure coffrante parl'intermédiaire de ses points durs.

L'imp ortance d e la natu re de la pea u coffranteest ici mise en évidence puisque son choixva faire varier la capacité d'absorption des

vibrations.

Ainsi la vibration à plat, d'une dalle parexemple, conduit-elle le plus souvent àsurvibrer ponctue lleme nt, les armatures jouantle rôle de vibrateur secondaire dès que lebéton est serré.

Ponts en béton préconiraini co nstruits par encorbellements successifs



Pour vibrer suffisamment la partie supérieured'une passe de bétonnage, il convient devibrer pendant une à deux minutes après queles bulles d'air aient cessé de sortir du béton.

Enfin, il convient de respecter le plan devibration établi par un spécialiste ou avec sonaide en fonction de la forme de la pièce (voirle 7.4.4 concernant le contrôle de la mise enœuvre).

La variabilité du parement peut être réduitepar utilisation de ciment blanc ou de cimentplutôt clair. Le clinker est un élémentnettement teinté ; l 'emploi d'additions perm etde gom me r cet imp act. A insi les cim entsCHF-CEM III/A et B, et CPJ-CEM Il/A et Bpermettent-ils l 'obtention de parements clairs.

Le voussoir d'essai, après prise en compte del 'ensemble des élém ents évoqués ci-dessus, vapermettre d'apporter une réponse globale à laquestion du parement. I l faut cependantanticiper l'évolution de la qualité de la peaucoffrante. Ainsi, lorsque la peau est constituéed'une tôle peinte, cette peinture va disparaîtrepetit à petit, faisant évoluer le rendu obtenu.

Le fascicule 65A ne traitant pas complètementle problème des parements, le maître d'œuvrepeut s'aider du rapport du Projet NationalQualibé pour compléter ses prescriptions.

Ponts e)i lictoii préco)Umint coiistni/tspar encorheHeiiieiits successifs



I• ^ PAT H O L O G I E S

ET R É PA R AT IO N

Le présent chapitre propose toutd'abord un rapide rappel de l'évolutiondes règlements applicables auxouvrages construits par encorbellementssuccessifs, puis présente les principalespathologies dont ces ouvrages ont faitl'objet et les techniques de réparationscorrespondantes.

m

8 . 1 - H I S T O R I Q U E D E L AR E G L E M E N TAT I O N

Ce paragraphe rappelle quelques pointsimportants de l 'évolution des règlementsfrançais, et plus généralement, des textestechniques relat ifs aux ponts en bétonprécontraint construits par encorbellementssuccessifs.

8.1 .1 - LA PÉRIODE 1946-1952 :LES PREMIERS PONTSPRÉCONTRAINTS

À cette époque, il n'existait pas de réglementation française concernant le béton précontraint

8.1 .2 - LA PÉRIODE 1953-1964 :LES PREMIERS RÈGLEMENTSDE BÉTON PRÉCONTRAINT

C'est le 1" octobre 1953 qu'apparaît lepremier règlement français de béton précontraint(circulaire n° 141 du ministère des TravauxPublics, des Transports et du Tourisme,instruction provisoire relative à l'emploi dubéton précontraint) qui préconisait essentiellement un béton to ta lement comprimé(compression minimale sur une fibre au moinségale à 8 % de la compres sion maxim ale), touten laissant une ouverture vers les constructions partiellement précontraintes.

Cette instruction recommandait de prévoirdans les cahiers des prescriptions spéciales(CPS) certaines clauses sur la composition

des bétons (dosage minimal en béton de400 kg/m^) et la qualité des armatures deprécontrainte. Elle imposait également pourla mise en précontrainte par post-tension,l'utilisation de gaines métalliques étanches etrésistantes.



8.1 .3 - LA PÉRIODE 1965-1975 :ÉVOLUTION CONTINUELLEDE LA RÉGLEMENTATION

Cette période a été extrêmement fertile enchangements avec une continuelle évolutionde la réglementation.

En 1965, la circulaire n° U du 12 aoû t 1965relative à l'instruction provisoire sur l'emploidu béton précontraint, dite IPl, remplace lacirculaire de 1953- La pré con train te totalerestait de rigueur, mais sans réserve decom pres sion (a^jn > 0). La résistan ce su rcylindre à 28 jours remplaçait la résistancesur cube à 90 jours. Il est à noter que cettecirculaire avait été essentiellement rédigéedans l 'optique du calcul des ponts à poutrespréfabriquées. Elle tenait compte de l'évolutiondes connaissan ces d epuis 1953, en particulierpour le calcul des pertes de tension (formulesdes pertes par relaxation par exemple).

En 1966 paraît la directive provisoire surl 'exécution des ponts en béton précontraint.Elle avait pour but d'éviter des incidentsconstatés en cours de construction ou sur des

ouvrages en service. Elle modifiait la partie"exécution " de l'IPl et insistait sur :

• l 'obligation d'une chape d'étanchéité ;

• l 'utilisation de cim ent CPA 325 , voireCFA 400, dosé à 400 kg/m^ pour la fabricationdes bétons afin de limiter les risques decorrosion (le recours à un ciment CPAL étaitsubordonné à l'avis du LCPC) ;

• la quasi interdiction des adjuvants suite à larupture d'une poutre du viaduc de Guerville,oij un adjuvant mal dosé avait perturbé ledurcissem ent du béton, provo quant l 'écrasement du talon de la poutre pendant la miseen précontrainte ;

• les précautions de stockage des armatures deprécontrainte sur le chantier, pour limiter lesrisques de corrosion sous tension ;

• les contrôles lors des mises en tension afinde réduire les pertes de précontrainte ;

• les soins à ap po rte r aux injections desconduits et le délai maximal de 8 jours àrespecter entre la mise en tension et l'injection, toujours pour limiter les risques de

corrosion sous tension (seul un cimentCPA 325 devait être utilisé pour les coulisd'injection et le mortier de cachetage).

En 1971 paraissent les Directives Communesrelatives au Calcul des Constructions (DC71),prem ier docum ent traitant de la notion d'états-limites. Elles étaient destinées à servir de baseà la rédaction des futures règles de calculs desouvrages en métal, en béton armé et en bétonprécontraint.

La même année, le règlement de charges dei960 est remplacé par le titre II du fascicule61 du Cahier des Prescriptions Communes quiest encore en vigueur en 2 002. Ce règlement aréduit sensiblement l ' intensité des chargesréparties A(l) pour les ponts de moyenneportée (entre 15 et 80 m) et a introduit descoefficients de dégressivité fonction dunombre de voies chargées et de la classe del'ouvrage.

Le 28 mars 1973 parait la directive provisoiresur les injections des gaines des ouvragesen béton précontraint . Ce document trèsdidactique traitait des spécifications que

devaient respecter les coulis (traditionnels etspéciaux), de la consistance des épreuvesd'étude et de convenance, des conditions defabrication des coulis, de la réahsation et ducontrôle des injections, des incidents... Cettedirective a permis de faire sur les chantiers deréels progrès dans la maîtrise de la qualité dela protection des câbles de précontrainte.

En décembre 1972, le Setra fait paraître la première version du bullet in technique surles ponts construits par encorbellementssuccessifs dit BT7. Ce doc um ent traitait del'historique, de la conception, du calcul et del 'exécution de ces ouvrages. Son annexe 1exposait un exemple de calcul intégrantl 'adaptation par fluage et les gradientsthermiques. Son annexe II était un recueil de55 monographies d'ouvrages construits entrei960 et 1972 en France et à l'étranger.

En 1973 , la circu laire n° 73-153 du 13 août1973 introduit l'instruction provisoire n° 2(dite IP2) relative à l'emploi du béton précontraint. Il s'agissait d'un règlement de calculsuivant les méthodes dites "aux états-limites".L'IP2 a introduit :

• la résistance caractéristique des bétons à laplace de la résistance nominale ;

Ponts en />élon prc'contniinl construits par encorbellements successifs



• les genres (classes) de préc ontra inte (dugenre I, abse nce de décom pressio n du b éton,au genre III, limitation de l'ouv erture desfissures) ;

• les valeurs caractéristiques des actions duesà la précontraintes (notées PI et P2) ;

• les règles partic ulière s relatives aux zone sd'about ou d'appui et aux efforts concentrésen post et pré-tension ;

• des règles po ur la prise en com pte desdéformations différées des bétons par retrait,fluage...

À cette époque, les bureaux d'études privés oupublics n'étaient pas prêts à faire face auxdifficultés pratiques soulevées par la mise enapplication de ce nouveau règlement (refontetotale des programmes de calcul, difficultésd'application de la fourchette sur les valeurscaractéristiques de la précontrainte lorsqu'il yavait redistribution des efforts par déformations différées gênées...)- L'IPl, qui restaitautorisée, a donc continué à être employéesauf po ur la pré-ten sion, pou r la diffusion desefforts concentrés, et pour la déterminationprécise des effets des déformations différées.

La circu laire n° 74-60 du 23 avril 1974 m odifiales articles suivants de l 'IPl en coh éren ce avecles nouveaux titres II du fascicule 4 du C.P.C.du 5 mars 1971, puis du 26 mars 1973 :

• l'article 10 relatif au calcul des pertes parrelaxation des armatures de précontrainte,introduisit la relaxation à 3 000 heures ;

• l'article 12 réduisit la tens ion initiale desarmatures ;

• les valeurs des coefficients de frottement f et9 ont été transférées de l'IPl dans les arrêtésd'agrément, sauf pour les ouvrages avec denombreux joints où elles devaient être fixéespar le CPS (cahier des prescriptionsspéciales).

• la redistrib utio n des e fforts du e auxdéformations différées ;

• la diffusion de la pré co ntr ain te (effortsconcentrés) et le cumul des contraintes decisail lement avec ou sans précontraintetransversale ou verticale (étriers actifs) ;

• les efforts d'entraîn em ent exercé s par descâbles ancrés dans un hourdis d'une poutre-caisson ;

• les gradients thermiques (5° C sous combinaisons rares et 10° C sous combinaisonquasi permanente au sens du BPEL91, entenant compte du module de déformationinstantané du béton) ;

• la pous sée au vide dans les hourdis co urbe s ;

• la continuité du ferraillage au droit des joints...

En introduisant des règles de prise en comptedu fluage et du gradient thermique, cettecirculaire met fin aux ponts de la secondegénération (voir chapitre 1) et ouvre la voie àune nouvelle génération de ponts, beaucoup

mieux dimensionnés.8.1 .4 - LA PÉRIODE 197 5-1 982

Cette période voit l 'arr ivée de nouveauxrèglements qui, d'une part, intègrent la notionde qualité, et, d'autre part, abandonnent lescalculs aux contraintes admissibles au profitde calculs aux états limites.

L'année 1979 voit la parution des quatrecirculaires importantes suivantes :

• la circulaire n° 79-23 du 9 mars 1979 qui adiffusé l'instruction du 15 janvier 1979 sur lecontrôle de la qualité des bétons (conditionsd'exécution et d'interprétation des épreuvesd'étude, de convenance et de contrôle qui nefiguraient ni dans le fascicule 65 du 13 août1969 visé par la circulaire n° 69-92, ni sousune forme utilisable dans l'annex e B de riP2 ) ;

En 1975, l 'étude et la détermination des causes

de fissuration constatées sur un certainnombre de ponts const rui ts par phasessuccessives ont conduit la Direction desRoutes et de la Circulation Routière à fairepara ître le 2 avril un e circulaire com plé tan tl'IPl sur :

• la circulaire n° 79-78 du 16 août 1979

relative à la mise en œuvre des unités depréco ntrain te, qui a fixé :

- les valeurs des coefficients de frottem entf et (p (en fonc tion du rayon d e c ou rbu re,du nombre des joints traversés et de lanature des armature s, fils lisses ou torons ) ;

Ponts en hâton précontraint construits par encorbellements successifs



les modu les d'élasticité des fils (200 000 MPa)et torons (190 000 MPa) ;

8.1.5 - LA PERIODE DE 19 83À NOS JOURS

- les con ditio ns de me sure de s coefficientsde transmission ;

- le cho ix des co ndu its (gaines et tube s)ainsi que les diamètres, les rayons decourbure et la continuité des conduits ;

- la limita tion de la co ntr ain te initiale à0,7 Frg pour les armatures à faible rayonde courbure (étriers actifs) ;

- la résistan ce du b éto n au voisinage de sancrages et la définition des distancesminimales aux parements des plaquesd'ancrage ;

- les condition s d'exé cution de la mise entension ;

- la néc essité et les con dition s de m ise enoeuvre de la protection provisoire et descachetages ;

• la circulaire n° 79-121 du 14 décembre 1979

relative à la réimpression de l'IPl déjà citéequi a intégré les modifications apportées parles circulaires n° 74-60 du 23 avril 1974 etn° 77-67 du 25 avril 1977 ;

• la circulaire n° 79-25 du 13 mars 1979 relativeaux nouvelles Directives Communes pour leCalcul des Constructions (D.C.C.C.79). Cesdirectives ont servi de base pour l'élaborationdes règles BAEL et BPEL ainsi que des règlesde calcul des fondations.

En avril 1979 parut également un complémentau BT7 qui introduisit les prescriptions de lacirculaire du 2 avril 1975 et ses conséquencessur les quantités de matières, les nouveauxprogrammes de calcul, la stabilité des fléauxen cours de construction, des exemples decalcul, des conseils sur l'exécution (voussoirspréfabriqués, mesure des coefficients detransmission, équipages mobiles, étriers actifs,ségrégation des bétons et maniabilité, protection des ancrages, etc.) .

Cette période se caractérise par la généralisationdes règlements de calculs aux états limites.L'introduction de "l'Assurance de la Qualité " e tle développement de la normalisation (françaiseet européenne) ont provoqué une net teévolution des règles relatives à l'exécution desstructures.

Le développement de la "précontrainte extérieure" a eu une incidence forte su r l 'évolutiondes procédés de précontrainte, nettementmoins sur l 'évolution des armatures deprécontrainte.

Le domaine des grands ouvrages en bétonprécontraint a été marqué par une netteévolution de leur conception, mais les techniquesd'exécution ont peu changé.

À noter le début des effets de la circulaire82-50 du 24 mai 1982 relative aux contrôles dequalité oii ont été définies les notions dequalité d'usage, d'organisation de la qualité,de contrôle interne et externe, de contrôle

extérieur au producteur.. .Toutes ces notions relatives à la qualité ont étéensuite introduites dans tous les textes traitantde l 'exécution des ouvrages.

La réglementation relative au calcul des pontsen béton précontraint a été marquée par laparution en 1983 du fascicule 62 titre l^'section 11 du CCTG (règles tec hn iqu es deconception et de calcul des ouvrages etconstructions en béton précontraint suivant lam éth od e des états limites, dites BPEL83). 11est à noter q ue le BPEL83, l'IPl et l'IP2 ontcoexisté jusqu'au 31 décembre 1985 suivantcertaines modalités fixées par décret.

Les règles BPEL83 ont introduit :

• la précontrainte extérieure ;

• la not ion de classe d e vérification desstruc tures (la classe 1, qui n'au torise pas detraction, surtout uti l isée pour les pontspréfab riqués ; la classe 11, où les c ontraintesde traction du béton sont limitées, utiliséepour les grands ponts ainsi que pour lesponts courants importants ou situés en atmosp hè re agres sive ; la classe 111, dite deprécontrainte partielle, a été admise pour

Ponts en béton précontrain t construits par encorbellen ieiits successifs



certains types de ponts courants situés enatmosphère peu agressive (pont routier de2èmc et 3* "" classe) et pou r les hou rdis deponts précontraints transversalement ;

• une valeur ca ractérist iqu e de gradientthermique de 12° C pour les vérifications vis-à-vis des états limites de services ;

• pour le béton, la résistance caractéristiquecomme résistance spécifiée ;

• la possibilité de faire les vérifications avec laprécontrainte probable Pm, au lieu des calculsen fourchette avec PI et P2 (valeurs caractéristiques) ;

• une réduc tion de la contrainte limite d ecisaillement de 1983 qui avait été jugée troplibérale ;

• la réduction du taux de travail des étriersactifs ;

• l 'augmentation de 4 à 5 cm, sauf protectionparticulière, de l 'enrobage des armaturespassives pour les ouvrages à la mer ;

• l'annexe 3 qui donne des valeurs numériquesdes coefficients de frottem ent f et (p po ur lescâbles intérieurs au béton, pour les toronsgainés protégés et pour les câbles extérieursau béton.

En 1984, deu x notes d ' informations sontpubliées par le Setra :

On notera que les règles BAEL83 ont, simultaném ent, été rem placée s p ar les règles BAEL91

• la première traite de la résistance à l'ancragedes câbles de précontrainte extérieure en casde surtension de façon que les clavettes nerestent pas bloquées par le coulis de ciment,

• la seconde traite du fonctionnement des coupleurs multi et monotorons, des précautions

à prendre avec les ancrages à clavettes et desproblèmes liés à l 'utilisation des torons"super".

À la fin des années 90, le BPEL83 a encore étémodifié pour devenir le BPEL91 révisé 1999.Dans cette nouvelle version, on trouve uneannexe supplémentaire, l 'annexe 14, relativeaux bétons de résistance caractérist iquecomprise entre 40 et 60 MPa.

La fin des années 90 est également marquéepar deux circulaires relatives à la technologiede la précontrainte par post-tension :

En février 1990, le CTOA du S etra pub lie unguide inti tulé "Précontrainte extérieure"complétant les clauses du BPEL83 sur différentsaspects et, en particulier, sur celui de latechnologie de la précontrainte extérieure.

Les règles BPEL83 ont été remplacées début1992 par les règles BPEL91. Parmi les principales modifications introduites par cettenouvelle version, on notera :

• l'extension de s règles aux béton s de résistancecaractéristique comprise entre 40 et 60 MPa ;

• des améliorations concernant les vérificationsvis-à-vis des ELS pour les différentes classes I,II e t III ;

• l 'introduction d'un coefficient "0", fonction

de la durée d 'application des charges, dans laformule donnant la valeur de la contraintelimite de compression du béton vis-à-vis desELU ;

• la première, datée du 20 août 1999, interdit lelavage à l'eau des gaines lorsque les câbless'y trouvent, fixe un certain nombre d'exigences nouvelles sur les tubes en PEHD etencourage les injections à la cire des câblesextérieurs ;

• la seco nd e d ate du 28 février 20 01 ; elleimpose de nouvelles exigences sur l'injectiondes câbles de précontrainte extérieure (voirparagraphe 7.7.4.4).

8.2 - LES PA THOLOGIES PROPR ESÀ LA CONSTR UCTION PARENCORBELLEMENT

Comme la plupart des autres types de ponts,les premiers ouvrages en béton précontraint

construits par encorbellements successifs ontprésenté des désordres spécifiques.

L'objet du présent paragraphe est de rappeler,brièvement et sans rentrer dans les détails, lesprincipaux désordres spécifiques qui ont étéconstatés sur ces ouvrages et les leçons qui en




ont été tirées pour la conception des ouvragesactuels. Dans un souci d'efficacité, nousn'aborderons que les problèmes d 'originestructurelle, les désordres ayant d 'autresorigines (matériaux, exploitation, entretien,etc.) ne relevant pas de la construction parencorbellements successifs.

Pour de plus amples informations sur lesdésordres des ouvrages en béton précontraint,le lecteur pourra utilement consulter le sous-fascicule 32.2 de la deuxième partie del 'Instruction technique pour la surveillanceet l'entretien des ouvrages d'art de 1979,modifiée en 1995.

8.2 .1 - RAPPEL CONCERNANTLES FISSURES DES OUVRAGESPRÉCONTRAINTS

Les désordres structurels sur un ouvrageen béton précontraint se manifestent parl 'apparit ion de déformations importanteset/ou de fissures.

Les fissures que l'on peut rencontrer sur unouvrage en béton précontraint ne traduisent

pas toutes un fonctionnement pathologique.Dans le cadre du diagnostic d'un ouvrage, ilconvient en effet de prendre en compte toutesles caractéristiques des fissures observées.

8.2.1.1 - L'ouverture et le souffledes fissures

L'ouverture de la fissure, et son souffle si elleest active, sont évidemment les premierséléments à connaître mais ces informationssont en général insuffisantes pour apprécierl'état de l'ouvrage.

Les ouvrages en béton précontraint construitspar encorbellements successifs ne sontsouvent précontraints que dans le senslongitudinal. Ils travaillent donc en béton armédans le sens transversal. Des fissures fines etlongitudinales, traduisant le plus souvent unfonctionnement transversal normal de flexionen béton armé, peuvent alors se produire.C'est le cas des fissures fines que l'on peut

observer dans les hourdis supérieurs. C'estaussi le cas des fissures fines que l'on peuttrouver dans les déviateurs des ouvrages àprécontrainte extérieure.

Pour fixer les idées, on pourra considérer quedans les élém ents fonctionnant e n béton armé ,l'ouverture des fissures ne doit guère excéder :

-0,1 mm en cas de fissuration systématique(fissures nombreuses et réparties) en considérant la largeur moyenne de l 'ensemble deces fissures,

- 0,2 mm p our la largeur moyenn e d'un e fissureindividuelle,

- 0,3 mm localem ent po ur la largeur d'u nefissure individuelle.

Ces ouvertures sont des valeurs sous chargespermanentes qui ont été déterminées par desconsidérations liées à la pénétration dans lebéton des agents agressifs. Pour les ouvragesou parties d'ouvrages situés en atmosphèrepeu agressive, ces valeurs peuvent donc êtreaugmentées.

8.2.1.2 - Les hypothèses de calcul etl'influence des règlements

Les ouvrages construits selon l 'Instruction

Provisoire n° 1 ou selon le BPEL en classe I ontété dimensionnés en précontrainte totale,aucune traction n'étant théoriquement admiseen service vis-à-vis de la flexion. Il en résulteque le ferraillage longitudinal mis en œuvre estminimal et s'avère insuffisant pour équilibrerd'éventuels efforts de traction non prévus initialement. Pour ce type d'ouvrage, des fissurestransversales traduisent le plus souvent unfonctionnement anormal de flexion longitudinale. En particulier, dans le cas de fissurestraversées par des câbles de précontrainte sepose le problème de la fatigue des armaturesde p récontrainte.

Au contraire, pour les ouvrages dimensionnésselon le BPEL en classe II ou III, des tractionsdans le béton sont admises au niveau de laconception. Des dispositions sont donc prisespour rendre le souffle et l'ouverture des éventuelles fissures acceptables, afin :

- d'éviter les risques de fatigue des câblestraversant des zones susceptibles d 'êtretendues,

- de limiter la pén étra tion des age nts agressifspar les points faibles que constituent desfissures trop ouvertes.

Ponts eu béton précoiilmiiil construits par eucorbellemeuts successifs



Pour cela, les contraintes ou variations decontraintes sont limitées dans le béton et lesarmatures, et des aciers passifs longitudinauxsont mis en oeuvre pour maîtriser la fissuration.

Ces ouvrages ont été construits plus récemmentet bénéficient de l 'expérience acquise. Unefissuration transversale fine, fermée à vide,traduit en général un fonctionnement normalen béton précontraint, conforme au règlement.Une fissuration excessive (fissures ouvertesà vide, etc.) traduit bien évide mm ent unfonctionnement anormal.

8.2 .2 - LA STABIUTÉ DES FLÉAUX

8.2.2.1 - Les désordres observéset leurs causes

Certains des premiers ouvrages construits enencorbellements successifs ont donné lieu àdes désordres pendant l 'exécution des fléaux.Ainsi, un spectaculaire accident s'est produitle 13 novembre 1970 sur le chantier du viaducde la Viosne. Ce jour là, le premier fléau abasculé , heure usem ent sans con séqu encegrave (Fig. 8.1).

8.2.2.2 - Incidence sur la conception

Des règles de calculs sur la stabilité des fléauxen cours de construction ont été mises aupoint et diffusées dans le complément auBulletin Technique n° 7 du Setra édité en 1979.Ces règles, qui sont reprises et complétées dansle prése nt guide, don nen t satisfaction depuismaintenant plus de vingt ans. A ucune chute defléau n'a en effet été déplorée depuis leurpublication et ce, malgré plusieurs chu tesd'équipages mobiles.

8.2 .3 - LES FISSURES DUES À UNERÉSISTANCE LONGITUDINALEINSUFFISANTE


La plupart des ouvrages construits par encorbellements successifs avant 1975 ont présentéune fissuration transversale ou une ouverturedes joints dans le hourdis inférieur, vers lemilieu des travées centrales ou dans les zonesdites "de mo me nt nul" (Fig. 8.2).

I''ig. 8.1 - Basciilfiiicnt dupremier fléau du viaduc.sur la Viosne

Setra

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SetraFig. 8.2 - Fi.s.sureNde flexion

On peut également c i ter les accidents provoquéspar la chute de voussoirs préfabriqués oud'équipages mobiles, par exemple pour lespo nts de Calix, en 1975, et de B ellegarde, en

1982.

Ces fissures traduisent une insuffisance derésistance à la flexion longitudinale. Cettefissuration est d'autant plus critique que lesfissures ou les joints ouverts sont souvent

traversés par les câbles de continuité intérieursau béton et que se pose donc la question de lafatigue de ces armatures.

Ponts en bétoji précontraint construits par encorhellements successifs



Ces fissures ont plusieurs causes qui souventse cumulent et notamment :

• la non prise en compte dans les calculs desredistributions d'efforts dues aux déformations différées gênées des matériaux, souventappelées par simplification "redistributionpar fluage" (en général, cette omissionconduit à une surestimation de la contraintenormale en fibre inférieure à la clef de 2 à3 MPa) ;

• la non pris e en c om pte dans les calculsdu gradient thermique (en général, cetteomission conduit également à une surestimation de l'ordre de 2 MPa de la contraintenormale en fibre inférieure à la clef pour ungradient thermique de 6° C) ;

précontrainte additionnelle (ancrages, tubesdéviateurs, etc.) qui permettra de réparer oude renforcer facilement l'ouvrage en cas debesoin (voir les recommandations du chapitre3 du présent guide).

8.2 .4 - FISSURES ET DÉSOR DRESDUS À DES POUSSÉESAU VIDE EXCESSIVES


Deux types de désordres peuvent traduire despou ssé es au vide excessive s : des fissureslongitudinales du hourdis inférieur dans lazone de clef et des fissures locales, feuilletagesou éclatements du béton.

• la surestimation de l'effet de la précontrainte,du fait de coefficients de frottement optimistes ou de sous-évaluations des pertes parrelaxation ;

• des efforts paras ites en ferm és dans lastructure au moment du clavage du faitd'improvisations sur chantier (réalignement

des fléaux, correction de contre flèches,charges de chantier non prévues, poidsd'équipag e mal maîtrisé, etc.).

8.2.3.2 - Les incidences sur la conception

Les fissures longitud inales du h ourdis inférieurrésultent de la poussée au vide des câbles decontinuité intérieurs au béton dans lesouvrages à hauteur variable. Elles affectent leplus so uven t la travée c entrale (Fig. 8.3 et 8 .4).

La circulaire du 2 avril 1975 puis le complémentau BT7 d'avril 1979 ont défini les règles decalculs à adopter vis-à-vis des redistributionsd'efforts dues aux déformations différéesgênées des matériaux et vis-à-vis du gradientthermique. Pour un ouvrage dimensionnéselon l'IPl, il en résulta une diminution importante de l 'élancement recommandé à la clef,du l/SO^me au 1/40'' =, soit un épaississementsensible du tablier dans cette zone.

En ce qui concerne les coefficients de pertespar frottement, les valeurs retenues par leBPEL sont plus sévères que celles des anciensagréments. Celui-ci distingue en particulier lecas des câbles traversant de nombreux joints,ce qui est le cas des câbles des ponts

construits par encorbellements successifs. Deplus, des gaines vides permettent la mise entension d 'une précontrainte complémentaire,en cas de frottements réels supérieurs auxfrottements pris en compte dans les calculs.Enfin, des dispositions sont prises dès l'originepour permettre la mise en œuvre d 'une

* ^ • r

aig. 8.3 - Fi.ssure de poussée

au vide à la jonction âme hourdis

Setra

Fissurts tv»ntu«llesdts amas y

Fissur» vertical» àl'enracinamvnt de l'âme

ÎO 10Fissures en sous-face/ \ Côbl

\ tnf»Câbl«s dans (• hourdistnf»rj«ur

Fig. 8.4 - Fissures tiepoussée au \ ide

Ces désordres ont affecté les ouvrages despremières générations, car les câbles decon tinui té - de faible puis sanc e - y étaie ntnombreux et répartis sur toute la largeur duhourdis inférieur, essentiellement en travéecentrale. De même, de nombreux ouvrages decette génération étaient construits sansgoussets à la liaison âme / hourdis inférieur.

Fonts en l)étoii précontraint construits par encoriK'lk'inents successifs



Les fissures locales, feuilletages o u écla tem en tsdu béton sont liés à des défauts de positionnement des gaines qui provoquent des pousséesau vide des câbles. Ces défauts pe uv ent être deplusieurs natures : festonnage des gaines entredeu x joints, erreu rs de pos itionne me nt descâbles, cassure angulaire au droit des joints,e tc . .

8.2.4.2 - Les incidences sur la conception

La réalisation de goussets à la liaison âmes /hourdis inférieur des caissons est maintenantsystématique. D'autre part , la disposit ionconstructive consistant à répartir les câblessur toute la largeur du hourdis inférieur a étéabandonnée, en particulier pour les tabliersd'épaisseu r v ariable. Les câbles sont désorm aisgénéralement placés dans les goussets ou àleur proximité immédiate, ce qui est d'autantplus facile que dans le cas d'u ne préc on traintemixte, le nombre de câbles de continuitéintérieurs est très réduit.

Bien évidemment, les ponts construits parencorbellements successifs sont aussi concernés par les problèmes rencontrés de façonplus générale par les ouvrages en bétonprécontraint (diffusion des efforts concentrésde précontrainte, défauts d'injection, corrosiondes câbles, etc.). Il est à noter que la disposit ion constructive, spécifique aux pontsconstruits par encorbellements successifs ,ayant consisté à placer les câbles de fléau surl 'extrados dans des rigoles mal protégées s'estavérée particulièrement mauvaise vis-à-vis dela corrosion des câbles et a été rapidementabandonnée.

Pour être tout à fait complet, signalons enfin

que quelques ruptures de câbles de précontrainte extérieure ont eu lieu ces dernièresannées. Il s'agissait de câbles dont les gainesétaient injectées par un coulis de ciment qui,localement et à cause de phénomènes dedécantation, n'avait pas fait prise correctement(coulis humide).

En ce qui concerne maintenant les désordresdus à des défauts de posit ionnement desgaines, l ' Instruction Technique pour la

Surveillance et l'Entretien des Ouvrages d'Artpréconise une disposit ion de ferrai l lagepermet tant de reprendre les éventuel lespoussées au vide parasites dues aux cassuresangulaires au droit des joints.

Cadr*i poor reprendre la pousséeau vide conceritrée au droit des jomts

3 ^V > 1

Conduits rectllignat

Fig. 8.5 - Propo.sition deferraillage reprenant lespou.s.sées au vide accidentellesau droit des joints

8.2.5 - LES AUTRES PATHOLOGIES

Citons également pour mémoire deux autresimportantes pathologies rencontrées sur les

ponts en béton précontraint construits parencorbellements successifs :

8 . 3 - LES PRIN CIPAL EST E C H N I Q U E S D ER É PA R AT I O N

En France, les premières réparations significatives de ponts en béton précontraintconstruits par encorbellements successifs ontété effectuées au début des années 70 (pontde Bussang, etc.). Depuis, une soixantained'ouvrages ont déjà fait l 'objet de réparationsstructurelles importantes selon diversestechniques q ue no us allons maintenant présenter.

8.3.1 - L'AJOUT OU LA SUBSTITUTIONDE PRÉCONTRAINTE

La technique de réparation la plus courammentutilisée consiste à rajouter de la précontrainteou à remplacer la précontrainte initiale. Dansce dernier cas, la précontrainte initiale doitêtre démontée, ce qui est très délicat, enpart iculier pour des câbles intérieurs aubéton. Il faut noter que ces techniques sontégalement uti l isées pour le renforcementd'ouvrages.

• les joints mal con jugu és dans le cas devoussoirs préfabriqués.

• les flèches des fléaux au droit des articulations.




Fig. 8.6 - Précontraintelongitudinale additionnelle

La précontrainte longitudinale

Setra Fig. 8.7 - Mas.sif dancragepour précontraintelongitudinale additionnelle

• M aintenance et réparation des ponts (Pressesde l'ENPC - 1997) ;

Le câblage peut être rectiligne ou polygonal.Dans ce dernier cas, il est dévié par des dévia-teurs ajoutés à la structure initiale (Fig. 8.6).

Les massifs d'ancrages additionnels peuventêtre situés au-delà de la culée, comme sur lepont de Corbeil, en Essonne, ou plus classiquement, à l'intérieur du caisson (Fig. 8.7ci-dessus).

La précontrainte transversale

• N orme NF P 95-104 - R éparation et renforcement des ouvrages en béton et en maçonnerie- Spécifications relatives à la technique deprécontrainte additionnelle ;

• Ponts en béton précontraint par post-tension(HA, S etra, TRL,LCPC) ;

• Annales de l'ITBTP n° 501 de février 1992 :

Journées réparation et renforcement desstructures de bâtiments et d'ouvrages d'art.

La préc ontra inte transversale peu t co nce rnerle hourdis inférieur (Fig. 8.8), les âmes, ou lesdeux (Fig. 8.9).

On lira utilement dans ce domaine les articles[RIC 93], [DEL 94], [BAR 94], [PER 94],[JEH 94], [DEL 98], [BAR 98], [POI 99],[TAV 00], [BOUT 1] et [GIA 01] portés dans labibliographie annexée au présent guide.

8.3 .2 - LES AUTRES TECHNIQUES

D'autres techniques sont également utilisées.Citons pour mémoire les dénivellat ionsd'appui et le collage de matière additionnelle,tôles ou matériaux composites (cf. l 'article[POI 92]).

8.3.3 - LES CALCULS

Il existe peu de textes traitant des calculs deréparation des ouvrages d 'art en bétonprécontraint . Le lecteur intéressé par laréparation des ponts en béton précontraintpourra cependant uti lement consulter lesdocuments suivants :

Fig. 8.8 - Précontrainte tran,s\ersaleadditionnelle du hourdis inférieur

Setra

Fig. 8.9 - Précontrainte additionnelle \erlicale d'une âme et transversale du hourtlis inférieur

Ponts en béton précontraint construits par encorhcllenien ts successifs

http://erlicale/

http://erlicale/



I « ^

D I S P O S I T I O N S

FAV O R I S A N TL A M A I N T E N A

Le présent chapitre détaille lesdispositions à prendre dès laconception d'un ouvrage à tablier encaisson pour en faciliter la maintenance.Ces dispositions concernent les pontsen béton précontraint construits parencorbellements successifs mais sontégalement applicables aux ouvrages enbéton à tablier en caisson construitspar d'autres méthodes (sur cintre, parpoussage, par haubanage provisoire).

9.1 - PRIN CIPES GE NE RA UX

D'une manière générale, il convient d'adopterpendant la conception et la construction del'ouvrage toutes les mesures nécessaires pourqu'il soit possible d'examiner et d'entretenirtoutes les parties de l 'ouvrage, y comprisl'intérieur des parties creuses, sans que celanécessite la mise en oeuvre de moyens lourds.

Cette possibilité étant offerte, l'ouvrage doitêtre équipé de manière à ce que les opérationsde gestion et de surveillance puissen t s'effectuer

dans le respect de la législation du travailet notamment de la loi n° 93-14-18 du31 décembre 1993, loi qui a notamment instituéla notion de Dossier d'Intervention Ultérieursur Ouvrage (DIUO).

Enfin, ces possibilités d'accès doivent existersans soumettre l 'ouvrage à des risques devandalisme.

9.2 - TABLIER9.2.1 - PRÉCONTRAINTE

9.2.1.1 - Dém ontabilité de la précontrainteextérieure

La très grande majorité des grands pontsrécents adopte une précontrainte mixte, c'est-à-dire comportant un certain nombre decâble s exté rieu rs au bé ton . Afin de tirerpleinement parti des qualités de ces câbles,ceux-ci doivent être démontables, c'est-à-direqu' i ls doivent pouvoir être changés sansaucune démolition de la structure.



On trouvera les dispositions à prévoir sur lescâbles et leur tracé dans le guide publié enFévrier 1990 par le Setra et intitulé"Précontrainte extérieure". On notera qu' unegrande partie des dispositions explicitées parce guide ont été reprises dans le chapitre 7 del'additif au fascicule 65A du CCTG et que,sauf dispositions contraires du CCTP, cesdispositions sont obligatoires.

En ce qui concerne les dispositions à prévoirpour l'injection de ces câbles, celles-ci sontdéfinies par la circulaire de février 2001 relativeà l ' injection des câbles de précontrainteextérieure au béton. Rappelons que cettecirculaire n'autorise que les produits nonadhérents (graisse mise en usine, cire), saufsi une technologie part iculière capabled'absorber l 'énergie du câble en cours dedémontage est mise en œuvre.

9.2.1.2 - Dispositions pour miseen œuvre d'une précontrainteadditionnelle

Il arrive qu'à un moment donné de la vie d'unouvrage, ses gestionnaires aspirent à renforcer

sa précontrainte. Ceci peut survenir à la suited'une pathologie mais aussi d'un changementde programme fonctionnel. Dans le cas d'unouvrage en caisson, il convient de prendre encompte cette exigence en prenant quelquesdispositions permettant de tendre des câblesextérieurs supplémentaires. Ces dispositionsconsistent à réserver le passage d'une pairede câbles supplémentaires au travers desentretoises et des déviateurs par des tubescoffrants, à mettre dans les entretoises destrompettes d'ancrages supplémentaires, et àdimensionner le ferraillage des déviateurs etdes entretoises en tenant compte des effortsengendrés par cette paire de câbles. Celle-ciest du même type que les câbles qui seronttendus pendant les travaux et son tracé suit lesmêmes règles. Elle sera tendue selon lesmêmes modalités que les câbles extérieurs deremplacement. (On trouvera d'autres indicationssur ce point dans l'article 64 de l'additif aufascicule 65A du CCTG et dans son com men taire).

9.2,2 - CHEMINEMENTDANS LE CAISSON

9.2.2.1 - Épaisseur minimale du tablier

Afin de permettre un cheminement aisé àl'intérieur du caisson (Fig. 91), il convient deprojeter des tabliers dont la hauteur dépasseun certain seuil. Lorsque le tablier est dehauteur constante, la gêne occasionnée parune hauteur insuffisante affecterait l 'ensembledu pon t ; il est donc recom man dé d e ne p asdescendre sous une hauteur totale extérieurede 2,20 m. Lorsque le tablier est de hauteurvariable, la gêne est plus ponctuelle et neconcerne que les zones au centre des travéesou proches des culées : une hauteur minimalede 2 m peut alors être acceptée. 11 convient denoter que ces hauteurs sont données pour descaissons sans nervures transversales. Lorsquele tablier en comporte, il convient de majorerces valeurs de la hauteur intérieure desnervures, en général de 0,75 m à un mètre.

^Setra'ig. 9.1 - i^xL'iiipIt' de

cai.s.son très petit

9.2.2.2 - Circulation couranteDans la majorité des ouvrages, il est possiblede marcher confortablement sur le béton duhourdis inférieur car la place disponible entreles câbles extérieurs les plus au centre ducaiss on est suffisante - au moin s 0,75 m .Lorsque cela n'est pas le cas, soit parce que lehourdis inférieur est très étroit, soit parce queles câbles extérieurs sont trop nombreux, ilne faut pas hésiter à prévoir un passage encaillebotis métalliques au dessus des câbles. Cepassage peut être limité au centre des travées,les câbles se relevan t au voisinage de s piles. (Ilest à noter que si l'étroitesse du caisson nepermet pas une maintenance normale, onpeut revenir à une précontrainte totalementintérieure au béton, moins encombrantequ'une précontrainte mixte.)

Ponts en béton précontraint construits par encorhetlements successifs



G A I A R I T D EC i n C U L AT l O N

S y n t t f r i q u * e t c * n t t f lu

G A I A K I T O CTRAVAIL

Fig. 9.2 - Gabaritsde passage

9.2.2.3 - Passage au travers desentretoises et des déviateurs

Les ponts en caissons modernes comportenttoujours des entretoises que le personnel deconstruction puis de surveillance traversegrâce à des trous d'ho mm es. Afin q ue cettetraversée s'effectue sans difficultés et surtoutsans risques, il convient que les gabarits de

circulation portés sur la figure 9.2 puissents'inscrire dans les trous d'hommes. Il est ànoter que cette exigence s'applique égalementà l 'espace qui sépare les deux voilessupérieurs des déviateurs.

Par ailleurs, lorsque ces déviateurs et entretoisescomportent des poutres basses qui gênent lacirculation des per son nes et des matériels - cequi est très souve nt le cas - il est rec om m an déde prévoir, de part et d'autre de ces éléments,des escaliers métalliques ou en béton, voiredes ra mp es e n b éto n (Fig. 9.3). A ttention, si lahauteur de franchissement dépasse 1,50 m, ceséléments doivent être équipés de garde-corps.

9.2.2.4 • Accès aux têtes de piles

Il y a lieu de prévoir au droit de chaque pile untrou permettant à un homme de passer dutablier aux piles et vice versa. Pour des raisonsévidentes, ce trou doit être placé à l'aplombdes fosses de visite prévues dans les têtes de

piles (voir 9.3.2.1 ci-de ssou s). Afin de lim iterles effets de ce trou sur le bon fonctionnementmécanique du hourdis ou de la traverseinférieure de l 'entretoise, il est recommandéde prévoir un trou circulaire, de 80 cm à 1 mde diamètre. Pour supprimer tout risque dechute de personnes, il est indispensable qu'en

Fig. 9.3 - Rampe de franthissenientde la poutre basse d'un déviateur

Setra

situation normale, ce trou soit fermé par uncaillebotis métallique qui ne puisse être enlevéet qui se referme automatiquement. Unebonne disposition consiste à prévoir un caillebotis carré placé dans une feuillure carréeréalisée au dessus du trou cylindrique.

9.2.2.5 - Installation électrique

Tous les grands ponts en béton précontraintdoivent comporter une installation électriquepermettant, d'une part, d'éclairer l ' intérieur du

tablier et, d'autre part, d'alimenter les outilsqui peuvent être nécessaires pendant lesopéra t ions de maintenance (projecteurs ,pe rceuses , e t c . ) .

L'éclairage du caisson doit être suffisammentpuissant pour qu'on puisse y circuler en toutesécurité (Fig. 9.4). Il est assuré par desappl iques const i tuées soi t d 'ampoulessphériques, soit plus généralement, de tubesnéons ou de réglettes fluorescentes. Fixées engénéral au milieu de la sous-face du hourdissupérieur, ces appliques sont implantéeslongi tudinalement pour que leur ent raxen'excède pas une quinzaine de mètres et pourque les points à risques que constituent lesentretoises et les déviateurs soient suffisamment éclairés. Lorsque la longueur totale del 'ouvrage n'excède pas 400 à 500 m, toutes lesappliques sont actionnées simultanément pardeu x télé rup teurs "va et vient" situés aux deu xextrémités du tablier Lorsque la longueur dupo nt exc ède 50 0 m, il est reco mm and é d el'éclairer par tronçons de 300 à 400 m. Dans cecas, outre les deux interrupteurs sur culées, ily a lieu de prévoir aux extrémités de chaquetronçon N des interrupteurs "va-et-vient"permettant d 'al lumer et d 'éteindre lest ronçons N I e t N+1 . Toujours par souci d'économie, il est également possible de prévoir

Ponts en béton précon traint construits par encorhclleinents successifs



Fig. 9.4 - Éclairageintérieur d'un caisson

Setra

une minuterie sur le système d'éclairage maiscelle-ci doit être réglée sur un temps assezlong (au moins une dizaine d'heures) pour nepas risquer de plonger dans l 'obscurité desagents se trouvant encore dans le caisson.

L'alimentation en courant électrique est assuréepar des prises de couran t situées en général audroit des appliques d'éclairage, à un mètre dudessus du hourdis inférieur. Afin que des outilsdu commerce puissent être utilisés dans lecaisson, le courant distribué doit présenter unvoltage de 220 volts et une fréquence de50 Hertz. Dans certaines installations, cesprises sont doublées par des prises de sécuritédistribuant un courant en 24 volts. Dans tousles cas, le circuit de ces prise s de co uran t esttotalement indépendant de celui de l'éclairage,de façon à ce qu'un problème survenantsur un outillage ne coupe pas brutalementl'éclairage intérieur du caisson.

L'installation électrique doit être conformeaux normes générales en vigueur concernant

les installations électriques à basse tension (àla date de pub lication de ce guide, cette norm e

Po int d* hissag* Eclairag* et p ri iis d* courant

Dorma nt »e«llé _

' """ ^ 0.80ftvlini I

cableMatir icl -

Gorniturts amovibles

d« trappe

1.00mmini MttQl diployt ou eailleboli»

pour la ventilation

est la NF C 15-100). A près m ise en place , elledoit être réceptionnée par un organismehabilité.

Elle doit également être mise en œuvre sansrisquer d'endommager les aciers passifs et lescâbles de précontrainte.

9.2 .3 - DIVERS

9.2.3-1 - Trappes d'introductionde matériel

Comme cela est expliqué dans le guidePrécontrainte Extérieure édité par le Setra, il ya lieu d'examiner les modalités d'amenée dansle tablier des câbles additionnels ou de remplacement et du matériel nécessaire àleur mise en oeuvre. Si cet examen conduit àl'impossibilité d'amener les câbles en passantpar les culées, il convient de laisser dans lehourdis inférieur, si possible à l'aplomb d'unevoirie, im tro u d e 1 m x 0,80 m, fermé e n situationnormale par une trappe en acier galvanisé(Fig. 9 5 et 9-6). Pour de plu s amp les informations sur ce point, le lecteur pourra consulterle 5.45 du guide cité ci-dessus. Bien évidemment, ces trappes peuvent être utilisées pourl 'amenée de tout autre matériel.

Par le passé, certains ouvrages en caisson ontété exécutés avec des trappes d'accès situéesdans la partie centrale du hourdis supérieur.Ces trappes posant d'importants problèmes demain tenance et de durabilité, cette dispositiondoit être totalement bannie.

9.2.3.2 - Drainage du hourdis inférieur

Il arrive fréquemment que de l 'eau pénètre àl'intérieur du caisson, soit en raison de fuites,soit pendant des opérations de maintenance.Afin que cette eau puisse s'évacuer rapidement,il est indispensable de laisser dans le hourdis

Fig. 9.5 - Trappe d'accèspour amenée des câbles

Fig. 9.0 ' l'ercenienl d'un lumrdisinférieur rendu nécessaire parl'absence de trappe d'accès




inférieur des trous de 10 à 15 cm de diamètremunis d 'un tube biseauté dépassant del ' intrados pour former goutte d 'eau.Longitudinalement, leur implantation doitêtre arrêtée en tenant compte du profil enlong du de ssus du h ourd is inférieur - qui esttrès différent du profil en long de la voie pourun ta blier de ha ute ur variable - et de laposition des entretoises et des déviateurs, quifont obstacle à l 'écoulement des eaux. Onveillera également à ce que cette implantationne conduise pas à des coulures sur lespare me nts des piles. Transversalement, il y aégalement lieu de tenir compte du dévers dudessus du hourdis inférieur et des câbles quipourraient s'y trouver.

9.2.3.3 - Rails de fixation pour réseauxà venir

Lorsqu'on souhaite se réserver la possibilité defixer des réseaux à l'intérieur d'un tablier encaisson, il est d'usage de disposer des railsd'ancrage ou des douilles en sous-face duhourdis supérieur. Ces dispositifs, en généralen acier galvanisé ou en inox, constitueront lemoment venu l 'ancrage supérieur des barresauxquelles sera suspendu soit une canalisation,soit un bâti métallique supportant les réseaux.Les dispositifs situés près des ancrages surpiles pourront également servir de palans àvérins, sous réserve que leur charge nominalesoit supérieure à 20 kN.

Afin que ces rails ou ces douilles remplissentcorrectement leur office le moment venu, ilest indispensable de fixer leurs principalescaractérist iques ( implantation, orientation,

longueur, charge nominale ou section, etc..)sur la base d'un cahier des charges précis desréseaux qu'ils sont susceptibles de supporterun jour.

9.2.3.4 - Repérage et orientation

9.3 - PILES -

9.3 .1 - ESPACE ENTRE DESSOUS DUTABUER ET SOMMET DES PILES

Afin de faciliter les opérations de surveillanceet d'entretien, il est recommandé de laisser unespace minimum de 0,50 m entre le dessus destêtes de piles et le dessous du tablier.

9.3.2 - CONCEPTION DES TÊTESDE PILES

9.3.2.1 - Fosse d'accès et de surveillance

Dés que la hauteur des piles dépasse 8 à 10 m,il est recommandé de prévoir une fosse dansles têtes de piles. Cette fosse, souvent appeléebaignoire en raison de sa forme allongée,permet de travail ler "confortablement"au niveau des têtes de piles, malgré le peud'espace qui sépare le sommet des piles dudessous du tablier (Fig. 9.7 et 9.8). La profondeurnormale d'une baignoire est de 0,80 à 1 met sa largeur d'un mètre, sa longueur étantfonction de l 'entraxe des appareils d'appuis.Un trou de vidange 0 100 mm est prévu dansla fosse pour évacuer les eaux susceptibles d'yentrer, en particulier pendant la construction.

9.3.2.2 - Emplacements de vérinagedu tablier

Il arrive fréquemment qu'un tablier doive êtrevériné après sa mise en service, pour changerses appareils d 'appui, pour recaler leursplaques de glissement ou encore pour corrigerles effets d'un tassement d'appui accidentel

ou d'u n défaut de géo mé trie. Afin qu e lesopérations de vérinage s 'effectuent sansdifficultés et sans risques pour la structure, ilconvient de définir, dès le stade du projet, lespoints oîi seront placés les vérins pendant cesopérations.

Il est recommandé de faire numéroter lesvoussoirs à la construction, conformémentaux plans d 'exécution, avec une peintureindélébile et au pochoir. Ce marquage évite eneffet d'avoir des rapports de visite utilisant desnumérotations différentes selon les époques.Dans certains très grands ouvrages, il peutégalement être utile d'apposer des marquessur les entretoises sur piles indiquant le nu mé rode la pile franchie, ce repérage facilitant lerepérage de certains travaux.

Ces points, appelés emplacements de vérinage,sont arrêtés en tenant compte de la placedisponible sur la tête de pile et en cherchant àminimiser leur distance à l'axe de l'âme la plusproche. En général, on prévoit deux emplacements de vérinage pour chaque appareild'a pp ui. Toutefois, lorsq ue la tête d e pile esttrop courte pour retenir cette disposition, onpeut prévoir deux emplacements entre lesdeux appareils d'appui, soit un emplacementpar appareil, le plus près possible des âmes.Une fois ces emplacements arrêtés, il faut bien






Fig. 9.10 - Echelles à crinolines

et paliers à l'intérieur d'une pile

Profiléssupports

Fig. 9.12 - Aménagement minimalde l'intérieur d'une pile

Fig. 9.11 - Porte d'accès à un e pileou une culée avec cinq points d'ancrage

Dans la majorité des cas, on prévoit égalementun second accès consti tué par une portemétallique située en bas des piles. Comptetenu des risques de vandalisme, il convientd'utiliser des portes du même type que cellesque nous préconisons pour les culées (voir9.4.2 et Fig. 9-11). On p eu t égale me nt plac erces portes à trois ou quatre mètres au-dessusdu terrain naturel, ce qui nécessitera l 'amenéed'un e éche lle. On notera que ces po rtessont rarement très esthétiques et qu'il fautrechercher une architecture des piles qui lesintègre au maximum.

coût de l'investissement initial et garantit quela visite s 'effectue avec des équipementsrécents, parfaitement contrôlés. En contre

partie, elle augmente sensiblement les moyenset délais à mettre en œuvre pour visiter lespiles, ainsi, bien sûr, que le coût de cetteopération.

9.3-3-2 - Accès

Quel que soit le contexte, il convient deprévoir un accès aux piles creuses depuis letablier Celui-ci s'effectue généralement depuisla fosse de visite que nous avons évoquée au9.3.2.1 ci-dessus, par le biais d'un trou réservéau fond de ce volume. Comm e précéd emm ent,ce trou doit être fermé en situation normalepar un caillebotis ou une plaque métallique. Ildoit également être décalé en plan par rapportau trou réservé dans l'entretoise sur pile, afinqu'une personne chutant du tablier ne puissepas tomber plus bas que le fond de cette fosse.

Lorsqu'il n'est pas possible de prévoir desportes à la base des piles (piles en mer,risque de vandalisme trop important, résistance

insuffisante, etc.), il convient de dimensionnerassez confortablement le passage des pilesau tablier En effet, ce trou d'homme devrapermettre l 'entrée et la sortie du matériel demaintenance. En cas d'accident pendant uneopération de maintenance, c'est aussi par cetunique passage que devra être évacuée lavictime.

9.3.3.3 - Éclairage

Les piles creuses doivent bénéficier d'unéclairage. Pour la conception de celui-ci, ons'inspirera de celui prévu dans le tablier del 'ouvrage.

Ponts en héton précontraint construits par encorbellem ents successifs



9 . 4 - CULÉES

9.4.1 - DESSERTE DES CULÉES

Il convient d'étudier et de réaliser avec soinles accès aux culées. En général, les accès sefont depuis la voie portée, le long des murs enretour de la culée mais ils peuvent aussi sefaire depuis une voie passant sous l'ouvrage,le long de la culée, si celle-ci dispose d'emplacements de stationnement. Ces accès doiventêtre réalisés avec soin (revêtement en béton,escalier en béton ou en bois, si nécessairegarde-corps, etc.) . I ls doivent cependant êtreaussi discrets que possible, afin de ne passusciter l'intérêt de p ersonn es mal intentionnées.

9 .4 .2 - LIMITATION DES ACCÈSDANS LES CULÉES

Sur les grands ponts récents, la face avant desculées est en général fermée par un mursouvent appelé mur-cache, l'accès se faisantpar une porte métallique installée dans l 'un deces murs. N ous recomman dons vivement cettedisposit ion, car el le empêche l 'entrée depersonnes non autorisées, et par là-même, lesactes de malveillance sur les appareils d'appui,la précontrainte de continuité extérieure ouencore les chêneaux sous les joints. Cettedisposition est également intéressante sur leplan esthétique car ces murs cachent l'intérieurdes culées qui est rarement très soigné. Nousattirons l'attention du lecteur sur la nécessitéd'éq uipe r les portes de serrure s de qualité. Surce dernier point, des serrures de sécurité àcinq points certifiées "A2P trois étoiles"par l 'Assemblée Plénière des Sociétés

d'Assurances Dommage (APSAD) semblentbien adaptées (Fig. 9 1 1 pages précéd entes).

En complément de cette disposition importante,on veillera à ce que le jour entre le muretcache et les bords extérieurs du caisson soit leplus faible possible. À cet égard, un vide de15 cm sem ble un ma ximum , y com pris entre lasous-face du tablier et le dessus de la partiecentrale du muret cache.

9 .4 .3 - INSTALLATION ÉLECTRIQUE

Bien que de superficie beaucoup plus modeste,les culées doivent bénéficier des mêmes

fonctionnalités électriques (éclairage, prisesde courant) que le tablier de l'ouvrage. Onveillera à ce qu'un interrupteur soit installé auvoisinage immédiat de la porte dont nousavons parlé au 9-4.2 ci-avant.

9 .4 .4 - PROFONDEUR DES CULÉES

Cas courant des culées avec chambrede tirage

Une des conditions indispensables au changement de la précontrainte extérieure est lapossibilité d'accéd er aux ancrages et de tendredes câbles neufs. Comme l'indique le 5.42 duguide "Précontrainte extérieure " publié par leSetra, une culée doit être conçue avec unechambre de tirage chaque fois que des câblesextérieurs comportent des ancrages actifs surl'entretoise située au droit de cette culée. Pourdéterm iner la profondeur utile L de cettechambre, c'est-à-dire la distance entre le nuintérieur du mur garde-grève et l'extrémité dutablier hors corbeau, il convient de considé rerla phase la plus encombrante du processus deremplacement des câbles extérieurs. Pour descâbles extérieurs injectés à l'aide d'un produitsouple (cire ou graisse), la phase dimension-nante est celle oîi les câbles neufs étant dansleur gaine, on plac e le vérin de m ise en te nsio nau bout des torons, pour qu'il puisse les"avaler" (Fig. 913). En effet, dans cette phase,on doit disposer du cumul de la longueur duvérin Lv avec la longueur des torons nécessaire

à la prise du vérin Lt.

< L< Lv >

>< Lt >

U• 1="^

Fig. 9.13 - Phase dimcasionnantla profondeur L minimale dela chambre de tirage




Le tab leau c i -dessous donne l es longueurs Lv,Lt e t (Lv+Lt) pour des câbles de type 19T15S,27T15S e t 37T15S i s sus de que lques sys tèmesde p ré co n t ra in te f rança is .

Uni té 19T15S

Fournisseur

Freyssinet

SEEE

SpiePrécontrainte

Système

C avec vérinCl 000F

FUT

SB

Lv

1,28

1,07

1,14

Lt

1,11

1,25

1,20

Lv + Lt

2,39

2,33

2,34

27T15S

Lv

1,29

1,18

1,16

Lt

1,12

1,40

1,25

Lv + Lt

2,41

2,58

2,41

Lv

37T15S

Lt

1,25 1,08

1,20 1,40

1,18 1,38

Lv + Lt

2,33

2,60

2,56

Au stade d'un projet, on peut donc considérerque la profondeur utile L des cham bres doitêtre au moins de 2,40 m pour un câblagecomposé de 19T15S et de 2,60 m avec des27T15S ou des 37T15S.

Cas particuliers de culées sans chambrede tirage

Dans certains cas très particuliers, une culéepeut ne pas comporter de chambre de tirage.Dans ce cas, les conditions de recul que nousveno ns de préciser ne s'ap pliquent pas. Il nefaut cep end ant pas réduire excessivem ent ladistance entre l'about du tablier et le murgarde-grève. Une distance minimale de 0,80 mà 1 m est en effet indisp ensa ble p ou r visiter etentretenir correctement ces parties d'ouvrage.

9.4 ,5 - RECUEIL DES EAU X SOUSLE JOIN T D E CHAUSSÉE

La quasi-totalité des grands ponts modernessont équipés de joints de chaussée à leursextrém ités, don c à l 'aplomb des culées. Malgréle soin en général accordé à leur conceptionet à leur pose, ces joints ne sont pas jamaistotalement étanches. I l convient donc decollecter les eaux qui les traversent, sous peinede souiller les chevêtres des culées, les appareilsd 'appui et les ancrages de précontrainteextérieure situés aux abouts de l 'ouvrage.

Les dispositions les plus satisfaisantes sontportées sur les figures 914 à 9.l6.Elles consistentà placer sous le joint un chêneau métalliqueformant gouttière. Supporté par des équerresen acier galvanisé, ce chêneau doit être centré

sous le joint de chaussée, ce qui impliquel'existence d'un corbeau de 30 à 40 cm cotétablier. Afin d 'évite r les éclab ous sure s, ilconvient de canaliser l'eau par des bavettesverticales en Néoprène fermant l 'espace entrele joint et le chêneau. Ces bavettes, qui sontdans la majorité des cas différentes de cellesqui sont livrées avec le joint, doivent être lestées

pour être aussi insensibles que possibleau souffle d es cam ion s. Afin de fac iliterl 'entretien du chêneau, il est recommandé deprévoir un robinet d'eau dans la culée, si biensûr l 'ouvrage peut être raccordé au réseaud'eau potable pour un coût raisonnable et sonalimentation protégée contre le gel.

• ^ ^ larmier

chêneau

Fig. 9.14 - Collecte des eauxsou.s les joints de chaussée

Fonts e)i béton précontraint conslniits par encorbellements successifs



Fig. 9.15 - Chèneau sous joint(la distance au hourdis autoriseun nettoyage facile)

Setra Fig. 9.16 - Fi.xationd'un cliêneau

Setra

9.4.6 - ESPACE ENTRE DESSOUSDU TABLIER ET DESSUSDES CHEVÈTRES

Afin de faciliter les opérations de maintenance,comme pour les piles, il est recommandé delaisser un espace minimum de 0,50 m entre ledessus des chevêtres des culées et le dessousdu tablier.

9.4 .7 - EMPLACEMENTS DE VÉRINAGEDU TABUER

Les culées, comme les piles, doivent comporterdes emplacements de vérinage du tablier.Ceux-ci sont définis comme indiqué au 9.3-2.2ci-dessus.

186

Pouts eu hétou précoiitniiiit coustniilspar encorhellem ents successifs



I -TO R E C O M M A N D A

P O U Rl É TA B L I S S E M ED ' U N D C E

On trouvera dans ce qui suit un certainnombre de recommandations etd'indications pour établir le Dossier deConsultation des Entreprises (DCE )d'un pont en béton précontraintconstruit par encorbellementssuccessifs et notamm ent, pour rédigerles pièces écrites de ce dossier. Comptetenu de l'impossibilité d'être exhaustif,ces recomm andations portent surtoutsur les articles fortement influencéspar cette méthode de construction etles structures de tablier qu i lui sont

associées.

10.1 - NATURE DELA CONSULTATION

En France, la très grande majorité des pontsconstruits par encorbellements successifs sontexécutés dans le cadre d'un appel d'offresrestreint, c'est-à-dire avec sélection préalabledes candidats.

Dans la majorité des cas, le marché n'estdéc oup é ni en tranch es, ni en lots. Dans le casd'ouvrages très importants, un découpage entranches est cependant parfois prévu, afin de

permettre un étalement du financement destravaux. Cette disposit ion est cep end antpeu recommandée car chaque tranche estrarement fonctionnelle par elle-même.

10.2 - CONSTITUTION DU DCE

Sauf cas très particuliers, les DCE sont con stituéde trois sous-dossiers ou bordereaux.

Le sous-dossier 0 est limité au règlement de laconsultation (RC).

Le sous-dossier I contient les pièces quiconsti tueront le marché. I l comporte lescadre s de l 'acte d 'enga gem ent (AE), dubo rde reau des prix (BP), du détail estimatif( D E ) , les pro jets de CCAP et de CCTP, etparfois, des cadres de décomposition et desous-détails des prix. Il comporte aussi unesérie de documents annexés au CCTP etnotamment :

• le plan de situation,

• la vue en plan,

• la coupe longitudinale.



• des coupes transversales du tablier, • un avant-metre,

• le plan de détails des e ntreto ises et d esdéviateurs,

• le plan de détails des su perstru ctures dutablier,

• les plans de coffrage des piles,

• les plans de coffrage des culées,

• la partie contractuelle de l'étude géotec hnique ,c'est-à-dire, en général, les résultats dessondages.

Dans certains cas, le sous-dossier I contientégalement des études spécifiques influençantdirectement la conception de l 'ouvrage :études hydrauliques, étude des effets du vent,etc. Dans d'autres cas, une partie des étudesarchitecturales peut aussi être incluse dans lesous-dossier I, pou r rend re contractue lles d esinformations portées uniquement sur lesdocuments de cette étude (référence d 'unematrice de fond de coffrage, granulats, etc.).Enfin, si l 'ouvrage doit être construit au-dessusou près d'une voie circulée, le sous-dossier Idoi t comporter un document recensantles contraintes d 'exploitat ion routières,ferroviaires ou fluviales qui seront opposées àl 'entrepreneur pendant les travaux.

Le sous-dossier II est constitué par desdocuments n 'ayant qu'un caractère informatif.Pour un ouvrage construit par encorbellementssuccessifs , ce sous-dossier comporte engénéral :

• un pla n des terrain s pouv ant accueillir lesinstallations de chantier,

• un plan des accès possibles au chantier,

• un plan de câblage longitudinal,

• un p lan de câblage transve rsal (p ou r lesouvrages précontraints transversalement),

• un plan d e déc oup age en voussoirs dutablier,

• une cinématique de construction,

• un p lan d u dispositif de stabilisation desfléaux,

• l 'étude architecturale,

• la part ie non contra ctuelle de l 'étudegéotechnique, c'est-à-dire en général lepré-dimensionnement des fondations effectuépar le laboratoire en charge de cette étude.

Il arrive aussi que le sous-dossier II comportedes plans de principe du ferraillage du tablier,des notes de calcul ou encore des étudesdiverses portées à la connaissance desentreprises.

Ces dernières années, certains DCE comp ortaientégalement dans le sous-dossier II une noterelative à la formulation des bétons, notedonnant le résultat d'études effectuées enamont par le maître d'œuvre sur des pointspart iculie rs (BHP, alcali-réaction, fo rmulesG-i-S, etc.).

1 0 . 3 - R E G L E M E N T D EL A C O N S U LTAT I O N

10 .3.1 - COMPLÉMENTS À APPORTERAU CCTP / PROPOSITIONSTECHNIQUES

Les proposit ions techniques sont desprécisions que les entreprises sont astreintes àfournir dans leur offre et qui complètent ladéfinition de la solution de b ase. L'article 2.3 bisdu RC précise les éléments d'ouvrage devantfaire l'objet de propositions techniques de lapart des candidats. Pour ce qui concerne le

tablier d'un pont construit par encorbelleme nts successifs, ces propositions, qui doiventêtre jointes à l'offre, portent en général sur :

• l'origine des constituants, la composition etla mise en œuvre des bétons,

• les appareils d'appui,

• les procédés de précontrainte,

• le procédé de chape d'étanchéité,

• les joints de chaussée.

Ponts cil hétoii [nvcoiitraiitt cunstniilspar eiicorhellemeiits successifs



10 .3.2 - VARIANTES TECH NIQUES 10.4.2 - PÉRIODE DE PRÉPARATION

Afin de favoriser la concurrence, le maîtred'ouvrage peut autoriser les entreprises àpro po ser des variantes. Con trairemen t auxpropositions techniques, ces variantes, si ellessont acc epté es, peu ven t nécessiter desretouches du bordereau des prix, du détailestimatif et bien sûr du CCTP et des plans quilui sont joints.

Les variantes techniques non interdites sontlistées dans l'article 2.3 du R C. Parmi lesvariantes les plus fréquemment admises, onrelève :

• le découpage en voussoirs,

• les unités de précontrainte utilisées,

• la forme intérieure des goussets du tablier,

• la cinématique de construction,

• le dispositif de stabilisation des fléaux.

Parfois, des variantes plus ouvertes sont

autorisées. On peut ainsi citer :

• la substitution des âmes en béto n par desâmes métalliques légères (pour les ponts degrande portée),

• le remplace men t de la cons truction parencorbel lement par la const ruct ion parpoussage, avec ou sans palées selon les cas(pour les ponts de portées moyennes et dehauteur constante),

• le changement du mode d'exécution des fondations d'un ou des appuis.

10.4 - ACTE D'EN GAGE MEN T

10.4 .1 - DÉLAI DE VA UDITÉDES OFFRES

La ph as e de juge me nt des offres po urun ouvrage construit par encorbellementssuccessifs est souvent bien plus longue quecelle d'un ouvrage courant. Il convient doncde prévoir dans l'article premier de l'acted'engagement un délai de validité des offresassez long (180 jours minimum), voire plus siles entrepr ises peuvent présenter desvariantes importantes.

Comme nous l'avons vu, les études d'exécutiondes ouvrages construits par encorbellementssuccessifs et leur contrôle par le maîtred'œuvre sont longs et complexes. Sur certainsouvrages, le chantier progresse même àcertains m om ents "plus vite" que les étude sd'e xé cu tion . Afin d'év iter qu'il ne soitinterrompu par l ' insuffisance de plansd'exécution visés par le maître d'œuvre, il estindispensable de prévoir une période depréparation suffisamment longue, pendantlaquelle les bureaux d'études prendront uneavance significative sur le chantier. Le délai estvariable selon les ouvrages mais sera d'autantplus long que le délai d'exécution des piles estfaible.

1 0 . 5 - C A H I E R D E S C L A U S E SA D M I N I S T R AT I V E SPA RT I C U L I È R E S

10.5.1 - PIÈCES GÉNÉRALESCONSTITUTIVES DU MARCHÉ

Pour un ouvrage construit par encorbellementssuccessifs, la liste des pièces généralesconstitutives du marché comprend au moinsles documents suivants :

• le fascicule 61 titre II du CPC : "Programmede charges et ép reuve s des po nts-routes" ;

• le fascicule 61 titre IV section II du CCTG :Actions de la neige sur les constructions(DTU P 06-006 de septembre 1996) ;

• le fascicule n° 62 titre l" - S ection I du CCTG :"Règles techniques de conception et decalcul des ouvrages et constructions enbéto n armé suivant la mé thod e des étatslimites" (BAEL 91 révisé 99) ;

• le fascicule n° 62 titre 1er - Section II duCCTG : "Règles tech niqu es de conc eptio n etde calcul des ouvrages et constructions enbéton précontraint suivant la méthode desétats limites" (BPEL 91 révisé 99) ;

• le fascicule n° 65-A du CCTG et son additif :"Exécution des ouvrages de génie civil enbéton armé ou précontraint", dans leursmises à jour d'août 2000 ;




• le fascicule n° 62 titre V du CCTG : "Règlestechniques de conception et de calcul desfondations des ouvrages de génie civil " ;

• le fascicule n° 68 : "Exécution d es travaux defondation des ouvrages de génie civil ' .

• les délais que le maître d'œuvre s'engage àrespecter, dans le cadre du premier examendes documents puis des suivants.

Le texte ci-dessous, bien que probablementimparfait, peut servir d'exemple pour ce texte :

Pour les ouvrages supportant des convoisexceptionnels, il convient de citer également :

• la circulaire n° R /EG3 du 20 juillet 1983intitulée "Transports exceptionnels, définitiondes con vois types et règles po ur la vérificationdes ouvrages dart" publiée par la Directiondes R outes, po ur les ouvrages suppo rtant cetype de véhicules ;

En zone sismique, il convien t en ou tre d'ajouterles documents particuliers suivants :

• guide AFPS 92 pou r la protection parasismiquedes ponts, édité par l'Association Françaisedu G énie Parasismique, publié aux p resses del'École Nationale des Ponts et Chaussées ;

• norm e hom ologuée NF P 06-013, p luscouramment appelée "Règles de constructionparasism ique - règles applicables auxbâtime nts - PS92", po ur ce q ui conc erne lesfondations ;

• décret n° 91-461 du 14 mai 1991 relatif à laprévention du risque sismique et à l 'arrêtédu 15 septembre 1995 relatif à la classificationet aux règles de constructions parasismiquesapplicables aux ponts de la catégorie dite "àrisque normal".

Délais d'exam en et de visades documents d'exécution

L'entrepreneur doit présenter les étudesd'exécution au visa du maître d'œuvrepar partie d'ouvrages et sous forme degroupes homogènes de documents (parexemple, plans de coffrage, plans deferraillage et note de calculs de la partieconsidérée), en joignant les procéduresd'exécution correspondantes.

Le maître d'œuvre fait part de sesobservations au titulaire par écrit et dansun délai maximal de quarante-cinq (45)jours ouvrables pour ce qui concerne lepremier examen des groupes "flexionlongitudinale du tablier" et "flexiontransversale du tablier" et vingt-cinq(25) jours ouvrables pour ce qui concernele premier examen des autres groupes dedocuments. Ces délais sont ramenés àquinze (15) et cinq (5) jours ouvrablespour ce qui concerne les examensultérieurs de ces groupes de documents.

Il est à noter qu'en cas d'arrivée échelonnéedes documents d'un même groupe, cesdélais courent à partir de la date d'arrivéedu dernier document.

10.5.2 - PERIODE DE PREPARATIONL'article 8.1 du CCAP précise la durée de lapériode de préparation et indique si celle-ciest comprise ou non dans le délai du marché.Sur ce point, nous renvoyons le lecteur àl'article 10.4.2 du présent chapitre.

10.5.3 - DÉLAI DE CONTRÔLEDES ÉTUDES D'EXÉCUTION

10.5.4 - SUJÉTIONS D'EXPLOITATIONDU DOMAINE PUBUC

La cons truction de nomb reux po nts s 'effectueau voisinage immédiat voire au-dessus de voiescirculées. Dans ces conditions et pour desraisons de sécurité, il y a lieu d'attendre que lacirculation sur ces voies soit neutralisée poureffectuer certains travaux.

Le respect des délais de visa étant très souventà l'origine de conflits entre l'entreprise et lemaître d'œuvre, il est recommandé d'introduiredans l'article 8.2 du CCAP un texte fixantclairement :

• les docu men ts que le maître d'œuv re considèrecomme formant un ensemble indissociable.

Ces interruptions ne pouvant en général avoirlieu qu'à certains moments de la journée, il enrésulte une gêne pour la progression duchantier On prendra soin de bien faire état deces contraintes dans les articles 8.4 et 8.5 duCCAP, soit en listant dire cte me nt lescontraintes dans ces articles, soit en renvoyantà un autre document contractuel du DCE.

Ponts en béton précontraint construits par encor/x'llorients successifs



10.5.5 - LEVÉE DES POINTS D'ARRÊT

L'article 9 1 du CCAP rappe lle les prin cip auxpoints d'arrêt du chantier ainsi que le délainécessaire au maître d'œuvre pour lever cespoints d'arrêt. Le tableau ci-dessous comporteune liste non exhaustive de points d'arrêtpouvant concerner le tablier d 'un pontconstruit par encorbellements successifs ainsique le délai moyen nécessaire à leur levée.

Points d ' a r r ê t s Délai

Bctonnagcs et décoffrages

Acceptation de l 'élément témoin de convenanceAutorisation de bétonnage d'une partie d'ouvrageAutorisation d'avancement des équipages mobiles

Autorisation de décintrement d'un tronçon de tablier

Précontrainte

Autorisation de mise en tension de la précontrainteAcceptation de la mise en tension avant la coupe des armatures

Autorisation d'injection des gaines de précontrainte

Appareils d'appui

Acceptation des bossages des appareils d'appuiAcceptation au moment de la livraison

Acceptation de la pose des appareils d'appui (réglage et implantation)

Équipements

Acceptation du support de l 'étanchéitéAcceptation de l 'étanchéité ; autorisation de mise en œuvre des enrobés

Acceptation d'un élément témoin de corniche préfabriquée en bétonAcceptation du calage des corniches avant scellement

Acceptation des joints de chaussée avant fixation ou scellementAcceptation des dispositifs de retenue avant scellement

Épreuves

Autorisation de réaliser les épreuves de chargement

i

1 journée1 journée1 journée1 journée

1 journée1 journée1 journée

1 journée1 journée1 journée

1 journée1 journée1 journée1 journée1 journée1 journée

1 journée




10.6 - CAHIER DES CLAUSESTECHNIQUESPARTICULIÈRES

10.6.1 - PRÉAMBULE

On trouvera ci-dessous un certain nombrede points devant être parfaitement précisésdans le CCTP du dossier de consultation desentreprises.

Ces points peuvent être classés en deuxcatégories. La première catégorie est constituéepar les éléments qui apportent des compléments aux fascicules du CCTG et aux normesapplicables, soit parce que ces doc um ents sontincomplets, soit parce qu'aucun d'entre euxne couvre le domaine concerné. La secondecatégorie est constituée par les points quilèvent des options proposées par ces textes.

À l'instar de ce qui a été fait dans le CCTP-typedu logiciel CAPT-DCE-OA du SETRA, aucunde ces points ne rappelle les exigences desfascicules du CCTG et des normes, car ellessont opposables de fait à l 'entrepreneur

Pour être tout à fait exhaustif, nous précisonsque ces points concernent des caissons deforme classique construits par encorbellementssuccessifs , des compléments pouvant êtrenécessaires pour des caissons plus sophistiqués.

10.6 .2 - PROGRAMME DES ÉTUDESD'EXÉCUTION DE L'OUVRAGE

Comme nous l'avons écrit dans ce qui précède,il faut accorder une très grande importance à

la qualité des études et à leur déroulement. Surce dernier point, il est recommandé d'inclureau CCTP un article intitulé "Programme desétudes d'exécution" et libellé comme suit :

Programme des études d'exécution

L'entrepreneur doit fournir un programmedes études d'exécution comprenant la listeet le calendrier prévisionnel des documentsà établir

La liste énumère les documents dont lafourniture est nécessaire à la réalisationdes ouvrages provisoires et des ouvragesdéfinitifs. Elle est dressée en conformitéavec le cadre des études tel qu'il est fixépar le marché.

Le calendrier prévisionnel comportel'échéancier d'envoi des documents et lesdates prévues ou souhaitées pour l'obtentiondes visas du maître d'oeuvre, dans lerespect des délais minima fixés parl'article 8.2 du CCA P.Il est représenté sousla forme d'un diagramme à barres faisantressortir clairement les tâches critiques etles marges.

10.6.3 - ÉTUDES D'EXÉCUTION

DE L'OUVRAGE

10.6.3-1 -Actions

Le CCTP de l'ouvrage doit rappeler l'ensembledes actions à prendre en compte dans lescalculs justificatifs de l'ouvrage.

Une grande partie de ces actions sont définiesdans le fascicule 61 titre II du CPC et dans leBPEL 91 révisé 9 9. Ces ac tions, qu'il est d'usage

de ra ppe ler et de pré cise r dan s le CCTP, sont :• le poids propre du caisson (préciser la masse

volumique du béton),

• le poids des équipements du tablier,

• les effets de la précontrainte,

• le retrait et le fluage du béton (préciser dansquelle zone se situe l'ouvrage),

• les effets ther mi que s génér aux (gradien t etvariation uniforme),

• les effets thermiques (variation uniforme) àprendre en compte pour les joints.




• les surcharges routières et piétonnières prévuessur l 'ouvrage, y compris les éventuelscamions de fatigue,

• les chocs sur les dispositifs de retenue.

Ces actions doivent être complétées parquelques actions spécifiques aux tabliers encaisson et à la méthode de construction,actions qu'il est nécessaire de préciser dans leCCTP. Il s'agit :

• du po ids pro pre des ouvrages provisoires(équipages mobiles, poutre de lancement,...),

• des surcharges de chantier définies dans leschapitres 3 et 5 du présent guide, à utiliserdans les seuls calculs en construction, ensituation de fléau non clavé,

10.6.3-3 -Justification du tablier

Le CCTP doit préciser :

• les classes de vérification, au sens de l'article1.3 du BPEL91 révisé 99 , po ur la ju stificationde la flexion longitudinale du tablier et, pourles ouvrages précontraints transversalement,de la flexion transversale de son hourdissupérieur (voir le 3.3-2) ;

• la classe de fissuration au sen s de l 'articleA 4.5.3 du BAEL91 révisé 99, pour la justification des parties en béton armé (flexiontransversale, déviateurs, entreto ises,.. .) ;

• le grad ient th erm iq ue et les dilatatio nsthermiques à retenir en phase de construction(voir le 3.3.3.2).

• des actions part iculiè res de chan tier(déséquilibre d'u n voussoir, chu te de l 'un deséquipages mobiles, efforts transmis par lesappuis du lanceur, etc.) également évoquéesau chapitre 5 du présent guide.

Selon les cas, il y a lieu également de préciser

certaines actions complémentaires telles que :

• des chocs sur certains appuis,

• la poussée due aux eaux ou aux glaces,

• le vent et/ou la neige à prendre en comptedans certains sites très exposés,

• le séisme,

• etc.10.6.3-2 - Com binaisons d'actions

Le CCTP rappelle en général les différentescombinaisons d 'actions à envisager. Lescombinaisons à utiliser pour la justification enservice de l'ouvrage sont celles définies par leBPEL91 révisé 99. Celles à utiliser pour justifierl'ouvrage vis-à-vis des risques d'instabilité desfléaux sont données dans le chapitre 5 duprésent gu ide . N ous rappelons qu 'e l lesdérogent aux Directives Communes de 1979-

Certaines différences d'appréciation existantentre les maîtres d 'œuvre, on préciseraégalement si l'article 6.1.23 du BPEL 91 révisé99 est applicable stricto sensu ou si descontraintes admissibles différentes doiventêtre adoptées. (Le paragraphe 3.3.3 du présentguide recommande par exemple l 'application

du commentaire de l'article 6.1.23 en situationd'exécution.)

Le CCTP doit également indiquer si un calculen fourchette sur les effets de la précontrainteest oblig atoire. Dans la négative, le CCTP devrapréciser les valeurs de k et k' à prendre encompte pour l 'application de l 'article 4.10 duBPEL 91 révisé 99, ces valeurs étant directement reliées aux exigences formulées par lemaître d'œuvre en matière de gaines vides et

de mesure des coefficients de transmission(voir nos recommandations au 32.3).

Le BPEL 91 révisé 99 ne comportant aucunerègle de cumul des aciers passifs issus de laflexion transversale d'une part, des effortstangents de flexion générale et de diffusiond'autre part, il est indispensable de porter unerègle de ce type dans le CCTP (voir chapitre 4du prés ent guide). Ce dernie r sera aussiutilement complété par une règle de prise encompte du phasage de construction dans lecalcul des sollicitations à l'ELU (voir nospropositions au 3.3-5).

Conformément au paragraphe 3-2.5, il y a lieude préciser qu'un calcul de récolement doitêtre effectué apr ès la fin des travaux. Ce calculprend en compte le phasage réel des travaux

Ponts en béton précontraint construits par encorhclleinents successifs





dispositifs anti-vibratoires. Il doit enfin préciser les exigences du maître d'ouvrage enmatière de précontrainte additionnelle, et plusprécisément, la capacité de cette précontrainte.

10 .6. 6 - ÉQUIPEMENTS PARTICU UERSDU CAISSON

Ces équipements n'étant pas toujours bienrep rés enté s su r les plans d u DCE, le CCTP doitdécrire aussi précisément que possible leséquipements de maintenance que le maîtred'ouvrage souhaite voir mis en place dansl 'ouvrage. Parmi ces équipements, on citeranotamment :

• l'installation électrique du caisson, notammentl'éclairage intérieur.

Le DCE (CCAP, CCTP) doit m ettre en évid enc eces contrôles qui constitueront la plupart dutemps un point d'arrêt pour les entreprises.

Il arrive en outre que certaines opérations decontrôle ne puissent être assurées par lemaître d'œuvre et son laboratoire et qu'ondoive les confier à l'entreprise sous forme decontrôle externe. Dans ce cas, il convient dedéfinir parfaitement ces contrôles et de lesrémunérer par des prix spécifiques.

10.7 - BORDEREAU DES PRK

On trouvera annexé au fascicule 65A du CCTGun bordereau des prix type bien adapté à laconstruction de tous les ouvrages courants.

• les escaliers ou ram pes de franchissem entdes entretoises et des déviateurs,

• les dispositifs (portes, caillebotis, tôles, etc.)de fermeture des points d'entrée dans letablier (trou d'hommes des entretoises surculées, trous d 'ho mm e réservés dans lehourdis inférieur, sur pile ou près des

culées),

• les rails d'ancrag e é ven tuelle me nt fixés auhourdis supérieur ou aux âmes, pourpermettre la pose immédiate ou ultérieurede réseaux dans le caisson,

• les rails de manutention mis en œuvre dansle hourdis supérieur, à l 'aplomb des trappeséventuellement réservées dans le hourdisinférieur,

• les rails facilitant la mise en œuvre des vérinsde mise en tension des câbles de précontrainte extérieure,

• les équipements de visite des piles creuses.

On trouvera dans le chapitre 9 du présentguide de nombreuses indications pour larédaction des clauses correspondantes.

10.6.7 - CONTRÔLE DES TRAVAUX

Com me on a pu le lire au chapitre 7, le contrôledes travaux d'un ouvrage construit parencorbellements successifs est une tâcheimportante et complexe que le maître d'œuvredoit organiser assez longtemps à l'avance.

Outre les prix habituels de cette annexe, lebordereau des prix d'un ouvrage en bétonprécontraint construit par encorbellementssuccessifs avec des voussoirs coulés en placedoit comporter des prix :

• de dispositifs de stabilisation des fléaux,

• d'équipages mobiles,

• d 'out il coffrant des VSP,

• d'étalement des tronçons de rive.

Le prix du dispositif de stabilisation des fléauxest en général un prix "au forfait" ou un prix"au forfait par pile". Il rémunère la fourniture,la mise en œuvre et la dépose en fin dechantier des cales de stabilité provisoire, de lapréco ntrain te d e clonage et, le cas échéant, despalées provisoires ou des hauban s. Il rému nèreégalement les opérations de vérinage qui sontnécessaires pendant le chantier, en particulierau moment du passage sur les appuisdéfinitifs.

Le pr ix d 'équipages m obi les co mp rendgénéralement la conception, la construction,l 'amenée, les réglages, les déplacementssuccessifs et la dépose finale des équipagesutilisés sur le chantier ainsi que les frais liésau contrôle externe. Il s'agit soit d'un prixforfaitaire, soit, sur les très grands ouvrages,d 'un prix "par paire". Compte tenu dessommes en jeu, ce prix est en général réglé parfractions, en fonction de l 'avancement duchantier.




Le prix d'outil coffrant pourVSP est forfaitaireou "forfaitaire par pile". Il comprend généralement la conception, la construction, l 'amenée,les réglages, les déplacements successifs et la

dépose finale des structures utilisées pourétayer et coffrer les voussoirs sur pile ainsique les frais liés aux opérations de contrôleexterne.

Le prix d'étaiement des tronçons de rivecomprend la conception, le montage puis ledémontage de l 'étalement (tours ou cintre)uti l isé pour les tronçons de tablier nonconstruits à l'aide d'équipages mobiles ainsique les frais liés au contrôle externe. Larémunération est souvent au forfait ou auforfait par culée mais peut aussi s'effectuer aumètre carré de surface de tablier étayée.

P())ils cil héloii Im-cuiitmiut cciiislri/ils pur eiicorhcllciiieiils siicccssi/s



I A ImA

E X E M P L E D E

D É T E R M I N AT I

Cette annexe présente un exemple dedétermination du tablier d'un ouvrageconstruit par encorbellementssuccesst/s. Il apporte égalem entquelques précisions sur des pointsparticuliers du calcul

' ^

E X E M P L E

D E D É T E R M I N AT I O

D U TA B L IE R D 'U N

O U V R A G E C O N S T R

PA R E N C O R B E L L E MS U C C E S S I F S

1 9 7 .



Annexe 1

Al.O - OBJET DE LA PRÉSENTE ANNEXE

La présente annexe décrit, sur la base d'un exemple concret, une méthode simplifiée permettant de dle coffrage et la précontrainte du tablier d'un pont construit par encorbellements successifs et coplace. Compte tenu de la complexité des calculs à mener, cette méthode n'a pas pour objectif de déun coffrage et un câblage définitifs. Elle permet plutôt de disposer des informations minimales (cdéco upag e en voussoirs, câbles de fléaux) nécessaires à la préparation d'un mo dèle de calculs infoplus sophistiqué.

Comme le reste de ce guide, cette annexe est établie en respectant le BPEL91 révisé 99 et le fasctitre II.

A l . l - QUELQUES RA PPELS

A l.1.1 - NOTATIONS

La figure Al-1 précise les notations utilisées ; nous désignons par :

G le centre de gravité de la section,

V la distance de G à la fibre supérieure,

v' la distance de G à la fibre inférieure,

h = V + v' la hauteur totale de la section,

CQ l 'exce ntrem ent du câble moyen.

eo (>0)

Fig. Al.l - iVotations

d la distance minimale du câble moyen à la fibre supérieure pour que l'enrobage des câbles soit su

d'la distance minimale du câble moyen à la fibre inférieure pour que l'enrobage des câbles soit su

En outre, nous désignons par :

B l'aire de la section,

I son moment d'inertie par rapport à un axe horizontal passant par G,

p le rend em ent géom étrique de la section,

c = pv l'ordonnée (par rapport à G) du point le plus haut du noyau central,

c'= pv' l'ordonnée du point le plus bas du noyau central,

Mg les moments dus au poids propre,

Mq les moments dus aux équipements,

Mji et Ms2 les mo me nts extrê mes ( com ptés alg ébriquem ent) resp ectivem ent m aximal et minimal charges d'exploitation,

Ml et M2 les mo me nts ex trême s respective men t m aximal et minimal appliqués sur une sec tion,

M = M, - M2,

F l'effort de préco ntra inte (trac tion utile).

Ponts eu hctoi précontraint construits par cucorhellements successifs



Notons enfîn que nous utilisons pour les efforts tranchants (T) les mêmes indices que pour les m

Al.1.2 - QUELQUES RAPPELS DE PRÉCONTRAINTE

Al. 1.2.1 - Contraintes limites

En classe II du BPEL, les limites de co ntra intes sont :

- en com pres sion o, = 0,6f - kf avec k = 0,02 po ur un tel ouvra ge

- en tra ct ion - o = - f. - kft Wi c

Dans la mesure où on néglige les efforts hyperstatiques dus à la précontrainte, on doit avoir en chaqp Pe + M -

s o u s M ^ = M2 % = B + I ^ v ^ - < ^ , (1)

p P e . + M —o. , = - 5- -y'<o, (2)

p P e . + M —sous M „,î = M, "sup = B ^ I ^ ~ ^b '^^^

p Pe. + M, -a . . = - - ^ v ' > - a ( 4)

inf B I t

Ceci revient à écrire :M

- c ' - zrê„ < c - — i + — - -P V P 0 P v' P

Al.1.2.2 - Sections sous-critiques

Ce sont celles po ur lesquelles on n'es t pas limité par les con dition s d'enro bag e de s câbles ; on choisir P de telle sorte que :

M I o M I a- c - = c +

P V P p v ' pA M — M, I o M^ I a , .\

d'où P ~ - B a et e „ = c - - i + l - L = - c ' - - I - l - L avec - (V - d') < e^ < vc + c p v ' p p V p

Dans la mesure où l 'on est maître des épaisseurs des deu x me mb rures, on peut les choisir de telle

/ / AA^ , . . , , ' . . . . . . X— = — = (Aa étant re te nd ue de variation de contrainte ). a, + oV v' ACT h 1

On atteindrait alors sous les cas de cha rge ex trêm es les qua tre co ntra intes limites (Fig. A 1.2amembrure surabondante est imposée a priori (par exemple membrure supérieure pour laque

g é n é r a l e m e n t — > ), on ne peut plus atteindre que trois contraintes limites (F ig.A l.2b).V A(T

199

l'unts en hétori précontraint construits par encorbellements successifs



Annexe 1

- 0 , 0

f b

Fig. Al.2 - Diagramnifs des ctjntraintes limites pour une section sous-eritique

Al.1.2.3 - Sections sur-critiques

Ce sont celles pour lesquelles on est limité par les conditions d'enrobage des câbles, ce qui entpartir du respect de la contrainte minimum :

c + c ph

P devra être alors au moins égal à la plus élevée des deux valeurs (suivant le moment qui est prépondM, M„

etc +v ' - d '+ - 0 c ' + V - d+ a

« ' t

Le nombre des contraintes limites qu'il est possible d'atteindre dépend, comme dans le cas précéla possibilité de jouer sur l 'épaisseur des m em brures . Prenons le cas d'une section essentiellement à des m om ents négatifs (section sur appu i interméd iaire), donc M2 (minimal en valeur algéprépondérant. Si on peut jouer sur l 'épaisseur de la membrure supérieure, on pourra atteindrcon train tes limites (Fig. A 1.3a) a vec :

M j ^yViP = : et — = (res pec t de la variation de con traint e Ci^, sur la fibre supérieure).

c +v-6 + I — V Aa

Si la me mb rure supé rieure est impo sée (sura bond ante), ce qui est en général le cas, on ne peu t atteide ux con train tes limites (Fig. A 1.3b) avec :

c' + v - d + — 0

sous Ml

sous M2

Fig. Al.,^ - Diagrammes des contraintes limites pour une section sur-critique

Ponts eu hétoii précoiiti-aiiil cuiistrnilspar encorbellem ents SKCc essifs



A l. 1 .3 - METH ODE D ES FOYERS POUR LE CALCUL D'UNE POUTRE CONTINUE

R eprenan t les notations de M. COURBON, la méth ode des foyers co nsiste à calculer à partir desmé caniq ues ai, bi, ci de chaqu e travée, les rapp orts focaux de gauc he, (pj, et de droite, (p'j. Les deux group esd'équations sont les suivants :

( p - 0 ( p ' = 01 ^n

b b- ^ = a , + c , - b , (p, - 7 - ^ = c , + a - b cp'(Q 2 I I ^ I m ' n -1 n n n

b. b.-^ -a. +c. -b. (D. — - = c. + a. , - b. , (p',m 1+1 I I I m I i+l i+l i+l

b b^^ = a + G - b , (p , ^ = c, + a - b (p;(P n n-1 n-1 n-1 m 1 2 2 2

n 1Connaissant les rapports focaux et les rotations co'j et co "j d'extrémité de la travée i supposée indépendantet sous le cas de charge considéré, on calcule ensuite les moments fléchissants sur les appuis Aj.i Aj lorsquela travée Aj., Aj est charg ée.

0) '

M ^

M.Cû'. + '-

b.(-L-i)

M i _ 2 - - 9 i _ , M . _ ,

M. =-(p ' . ,M .1+1 1+1 1

M. , =-(p . „ M.c-3 1-2 1-

M. =-(p ' . , M , ,1+2 ^ i+2 1+1

Les moments sur les autres appuis se déduisent par les rapports focaux :

etc.

etc.

A l.1 .4 - UNITÉS

Dans le présent exemple, nous utilisons systématiquement comme unités (sauf précisions contra

- po ur les longueurs, le mè tre (m ),

- pour les masses, la tonne (t),

- pour les forces, le MégaNewton (MN),

- pour les contraintes, le MégaPascal (MPa), qui vaut aussi 1 N/mm^ ou encore 10^ kN/m^.

Nous adoptons par ailleurs comme accélération de la pesanteur g = 9,81 m/s^.




Annexe 1

A 1 . 2 - D O N N E E S D E B A S E

A l. 2. 1 - PORTÉES ET HAUTEUR DU TABUER

214.50 m

Fig. Al.4 - Coupe longitudinale de l'ouvrage

Il s'agit de déterminer un ouvrage à trois travées dissymétriques de 214,50 m de longueur entre axappuis extrêmes de rive, composé de deux travées de rive de 53,375 m et 63,375 m et d'une travée de 97,75 m. Compte tenu de sa faible longueur, le tablier est coulé en place (Fig.Al.4).

Compte tenu de la présence d'un gabarit à respecter, la hauteur de caisson varie paraboliquement e

- sur pile h, = 5,30 m (renformis inclus) soit un élan cem ent d'en viron 1/18,

- à la clé ho = 2,30 m soit un élan cem ent d'env iron 1/43 (*).

Les voussoirs sur piles ont une longueur de 8,00 m et le voussoir de clavage de la travée centralongueur de 2,00 m.

(*) Cet élancement est assez faible mais il nous est imposé par le fait que cet ouvrage double un existant.

Al.2.2 - PROFIL EN TRAVERS FONCTIONNEL

La plate-forme p or tée e st schém atisée sur la figure A l.5 , étant en ten du qu'il ne s'agit là que de l'un des sensde circulation, l 'ouvrage complet se composant de deux ponts accolés.

2,20

ff2 X 3,50 0,95

bande d'arrêt d'urgence bande dérasée de gauche f\Fig. A 1.3 - Profil en travers de l'ouvrage

L'application du fascicule 61 titre II don ne p ou r la surcharge répa rtie A :

largeur roulable = 10,15 m pon t de prem ière classe

largeur chargeable = 10,15 - (2 x 0,50) = 9,15 m

nombre de voies chargeables - part ie entière (9,15/3) = 3 voies

^1 = 0'9 puisque le pont comporte trois voies

Ponts en béton [»vc(nitmi)it construits par oicorhellemcnts successifs



largeur de voie = 9,15 / 3 = 3,05 m

32 = 3 ,5 /3 ,0 5 = 1,15

Com pte ten u du troisième com me ntaire de l 'article 4 ,21, on trouve po ur la charge linéique s elongueur chargée :

^ < 2 0 0 m s = 9,15 A 2(^) = 9,15 x 0,90 x l ,15A (é;) = 9,45 A (^)

avec A (^) = 230 + (A (^) en kg/m^ et ^ en m - unité s utilisées dan s le fascicule 61 tit II)

Al .2 .3 - POIDS DES ÉQUIPEMENTS

Le poids linéique probable des équipements s 'établit à q = 47,4 kN/ml.

Al.2.4 - CARACTÉRISTIQUES DES MATÉRIAUX

Les caractéristiques des matériaux utilisés sont :

- po ur le béton, résistance à la comp ression ^28 = 35 MPa, soit une contrainte de com

admissible e n servic e o = 0,6 x 35 = 21 MPa ;b

- pou r les câbles de fléau et éclisses,nous p reno ns des unités 12T15S perm ettan t d'o btenir une moyenne en service évaluée à 1,95 MN ; le diamètre d'encombrement des gaines est de 80 mm ;

-pour les câbles extérieurs, nous prenons des unités 19T15S permettant d'obtenir une fomoyenne en service évaluée à 3,1 MN ; le diamètre d'encombrement des gaines est de 100 mm.

Al.2.5 - SECTIONS TRANSVERSALES DU TABUER

Coupe sur appui

10.95

203 .




Annexe 1

Coupe à la clé et dans les zones de hauteur constante

10.95

4*

2.5% «

v/;////////A

0.36Fig. Al.6 - Coupes transversalesdu tablier

; t

"///////////X/A/////////,

5.75T

La largeur totale du hourd is étant égale à 10,95 m, y com pris les longrines d'ancrage des barrières desécurité, il est logique de concevoir un caisson à deu x âmes dont l ' implantation résulte d'une étudesommaire du comportement transversal. Cette dernière a permis également de fixer à 25 cm l 'épaishou rdis supér ieur entre âm es, tandis que l 'épaisseur des âmes (36 cm) résu he des cond itions de bétcompte tenu du diamètre des gaines. Le choix de faire des âmes verticales est d'ordre esthétique. L'édes enco rbellem ents v arie de 25 cm coté BN4 à 30 cm coté âmes. L'épaisseur moye nne du h ourdis sest don c de 27 cm. La figure A l.6 do nn e les coupe s transversales servant de base aux p remier s cadégrossissage.

N ous savons enfin qu'il faut prévoir des goussets dans les hourdis, goussets don t nou s ne pouv onsfixer précisément le coffrage mais que nous prenons en compte dans nos calculs. En première approxno us p ren dr on s ce ux définis par la figure A 1.7.

Fig. Al.^ - Détail des gous.sets du caisson

11

^ ^ • ^ ^ ^

/ \R = 0,60 / '

1 caisson

k ' '• '* < o - » ,

0,40

0,40

1

10.25

0,08r

0,40

,I1

,. _ 1

0,20

€(X)

La surface transversale représentée par les goussets est

S = 2 x 1,20-;rxO,60 , 0,40 , 0,40x0,08 0,40x0,20 ^ , ^^ + — Y~ ^ 2 ^ 2 + 0 ,4 X 0 ,08 0,4905m^

Vunts en béton précoiitmiiit construits par enco rhellemon ts .siicccssifi



Dans les travées centrales, la hauteur totale du caisson varie paraboliquement suivant la loi

2 x

considérée avec les notations de la figure Al.8 ci-dessous :

AxeclavBge Axe pile

Fig. Al.8 - Variation de la hauteur du tablier dans la travée centrale

Dans les travées de rive (Fig.Al.9), la hauteur totale est d 'abord variable paraboliquement (partie prola pile) p uis dev ient con sta nte et égale à h,, près de CO et C3.

CO PI P2214.50 m C3

Fig. Al.9 - Variation de la hauteur du tablier

On peut schématiser les sections ainsi qu'i l est fait sur la figure Al. 10.

10,95r 11 1

r

0,72

1

"n^x). 5,75 J

10,23

Hx)

@

0,72

[ = F ^SURFACE

GOUSSETSI PI im5,03

Fig. A 1.10 - Calcul des caractéristiques mécaniques du tablier

Ponts eu béton précontraint construits par en corhcllenieiits successifs



Annexe 1

Il no us res te à fixer l'épaisse ur e (x) du hou rdis inférieur ; en fait, nou s ado pto ns p ou r celle-ci unvariation parabolique analogue à celle de h(x), soit avec EQ et e, les épaisseurs à la clé et sur pile :

iA = ô^[^y-ô]2 x

Nous adoptons en première approximation EQ = 24 cm, valeur imposée par les conditions d e beton nage, etEl = 45 cm, valeur choisie au regard des portées et des élancements.

Al.2.6 - CARACTÉRISTIQUES DES SECTIONS

Un calcul informatique nous donne les caractéristiques mécaniques des sections sur pile et à la clé. sont récapitulées dans le tableau ci-dessous.

h ( x )

e(x)

B

V

v '

I

p

Sect ion à la clé

2,300 m

0,240 m

6,0965 m2

0,860 m

1,440 m

4,620 m<

0,612

Section sur pile

5,300 m

0,450 m

9,3129 m2

2,420 m

2,880 m

, ^ ^ 41,5 32 m'*

0,640

Al.2.7 - CINÉMATIQUE DE CONSTRUCTION

Dans les calculs qui suivent, nou s ado ptons la ciném atique de con struction suivante :

Construction du fléau sur PI

Construction de la partie coulée sur cintre près de CO

Clavage CO-Pl, mise en tension des câbles éclisses de CO-Pl et passage sur appuis définitifs

Construction du fléau sur P2

Construction de la partie coulée sur cintre près de C3

Clavage P2-C3, mise en tension des câbles éclisses de P2-C3 et passage sur appuis définitifs de

Clavage P1-P2 et mise en tension des câbles éclisses de Pl-P,

Mise en tension des câbles extérieurs

Pose des équipements et mise en service

Ponts en béton précuntraiirt construits pa r encorhcilcinents successifs





Annexe 1

On retiendra donc : Mg = - 186,34 - 18,55 - 2,51 - 4,70 = - 212,10 MN m. L'allure d e la cou rbe de mo me nle fléau Mg est d on né e à la figure A l. 12 ci-dessous.

M g = - 2 1 2 , 1 0 M N . m

Fig. Al.12 - Moment de llexion dans le fléausons poids propre + é(|uipage

axe pile

Al 3.2 - CALCUL D U CÂBLAGE DE FLÉAU

R appel : câbles de fléau 12T15 S

force utile 1,95 MN

diamètre gaine 81 mm

béton B35

On considère que le tablier est coulé en place en prenant certaines précautions (présence de gaine

me sure de s coefficients de transmission ) et on ado pte co mm e résistance du bé ton des VSP au mo mbétonnage de la dernière paire de voussoirs f^j = 35 MPa. La contrainte admissible en fibre supériedonc :

a^ = 0,7 ft| - k f j avec k = 0,02

o^ = 0,7 X (0,6 + 0,06 X 4|) - 0,02 x 4 j = 0,7 x (0,6 + 0,06 x 35 ) - 0,02 x 3 5 = 1,19 MPa

L'effort N développé par les câbles de fléau dans la section sur pile doit satisfaire la condition suivaN Mv N e V -— + — + — > - aB I I '

avec B = 9,3129 m2,I = 41,532 m4,v = 2,420 m,M = -212,10 MNm

CQ = 2,258 m O position du câble moy en en sup pos ant un e répartition su r deu x lits

e,) = v - 2 (})g avec (t)g = 0,081 m

N >

/VUI

-1,19 + 2 1 2 , 1 0 x 2 , 4 241,532

1 e . VB ^

1 2,258x2,42= 46,74 MN

n >cables ] 9 5

r 9,3129

46,74

41,532

= 24 cables

auxquels nous ajoutons deux câbles pour précontraindre la dernière paire de voussoirs.

Pouls en hétaii précontminl construits par e)icorhellcnieuls sitccessijs



N ous re t ien dro ns do nc 13 paires de câbles 12T15S, ce qui no us con du i t à dé co up er le f léau en 2 x 13co ur an ts de 3 ,375 m d e long ue ur (voir f igure A 1.13 c i -desso us) .

axe clavage axe pile axe clavage

13 voussoirs de 3,375 m

• I • '

1/2 = 48,875 m J / 2 - 48,875 m

Fig. Al.13 - Découpage en voussoirs des fléaux

L'a l lure de la courbe de moment dans le f léau sous poids propre e t précontra inte es t donnée à la f iguci-dessous .

M g ^ p = - 6 2 , 8 3 M N . m

axe pileFig. A l.14 - Moment fléchissant dans les fléaux

A l , 3 . 3 - V E R I F I C AT I O N P E N D A N T L E B E T O N N A G E D U C LAVA GE P 1 - P 2

À ce s tad e du calcu l , i l es t bo n de s 'assurer q ue les câb les de f léau sont suff isants p o u r rep re nd re du t ab l i e r e t de l ' équ ipag e pe nd an t la con s t ru c t io n du c lavage cen t ra l . Pour ce la , on app l iqu e deuver t i ca les o r i en tées ve rs l e bas à chaque ex t rémi té des f l éaux ( f igure A 1.15), forces qui re pr és en te nt l 'e ffetdu po ids de l ' équ ipa ge mo bi le e t du bé to n de clavage enc ore mo u . Ces fo rces s ' exe rcen t su r de ux sind ép en da n te s e t i sos ta t iques , pu i squ e , à ce s t ade , l e s de ux m oi t i é s du pon t ne son t pas en co re l i é

M = -16,84MN.m M = -16,84MN .m

2 0 9

Q " pokU de l'équipage mobileVc = poids du clavage (béton m ou)

Fig. Al.15 - Effets du poids de l'équipage mobile et du clavage




Annexe 1

Dans cette nouvelle phase, les efforts et la contrainte en fibre supérieure dans l'axe des piles sont

M = - 186,34 - (18,5 5/2) - 16,84 = - 212,45 MN .m

Nfiéau = 2 X 13 X 1,95 = 50,7 MNM,sofléau 50,7 X 2,258 = 114,48 MN .m

N M.v_ 50,7 (-212,45+11 4,48)x2,42B I 9,3129 41,532

a = -0 ,2 6 MPa > - a = - l ,1 9 M P a ==> Le dimensionnement est donc correct .i t

A l. 4 - CALCUL DE LA PRÉCON TRA INTE DE CLAVAGE

A l . 4 . 0 - PRÉAMBULE

Nous avons vu au Al.2.7 que les clavages étaient exécutés dans l'ordre suivant :

- clavage de CO-Pl et mise en tension des câbles eclisses de CO-Pl,

- clavage de P2-C3 et mise en tension des câbles eclisses de P2-C3,

- clavage de P1-P2 et mise en tension des câbles eclisses de P1-P2.

La détermination des câbles eclisses doit se faire dans l'ordre inverse. Commencer par le dernier permet en effet de ne pas avoir comme inconnue l 'effet hyperstatique des câbles eclisses tendus les précédents clavages.

Al.4.1 - CLAVAGE ENTRE PI ET P2

Les câbles eclisses de la travée P1-P2 doivent re pre nd re le poid s prop re du clavage, l'effet de l'enlde l'équipa ge m obile, l'effet du gradient the rm iqu e. Co ntrairem ent au x autres câbles eclisses, ils dévà la fois des m om en ts isostatiqu es et des m om en ts hyp erstatiq ues . La figure A l. 16 ci-dessous reprstructure au moment du clavage P1-P2.

axe pile PI axe clavage PI -1 '2clava ge (It- ngueur ~ 2.0 0 m )

axe pile P2

îéi I I i n :

» / 2 =48,875 m I /2=48,875m

Fig. Al .16 - Détai l du clavage central

Pour déterminer le nombre de câbles nécessaires au clavage de la travée centrale, nous allons étudiephase du clavage et déterminer son effet sur la structure.

Pcmls en héloii précontrai ni construits pa r encorhcllemenis successifs



Al.4.1.1 - Effet du poids propre du clavage et de l'équipage mobile

Comme nous l 'avons écrit précédemment, la première étape du clavage peut être simulée par deverticales orientées vers le bas à chaque extrémité des fléaux (figure A 1.15). Dans cette phase, le tablier estencore constitué de deux structures indépendantes et isostatiques. Cette phase n'influence doncalcul des câbles de continuité.

Al.4.1.2 - Effet de l'enlèvement de l'équipage mobile

Cette phase p eut être dé com pos ée en d eux p arties. En premier lieu, on applique deux forces orie nté es vers le haut à cha que e xtrém ité des fléaux (figure A l. 17). Ces forces rep rés en ten t l'effet del 'enlèvement de l 'équipage mobile et du béton de clavage (béton mou) que nous remplaceronsdeuxième temps par une charge uniformément répartie orientée vers le bas représentant le bé(figure A l. 18). Dans cette p hase , la structure est h yperstatique .

M = - / , /MyiN. in

Q = poids de l'iquipage mobileVc - poids du clavage (béton mou)

Fig. Al.17 - Diagramme des moments dus à l 'enlèvement de l'équipage mobile

M = -4,30 MN .m M = -3,57 MN .m

^ f t e = longueur de clavagep = -;— avec <

IQ l VC = poids du clavage (béton dur)

Fig. Al. 18 - Diagramme des moments dus au poids du clavage

Au terme de ces deux dernières étapes, le moment à considérer pour le calcul des câbles eclistravée P1-P2 est :

MG = -7,75 + 3,40 = - 4,35 MN.m

Ponts en béton précontraint constniits par encorbelleme nts successifs



Annexe 1

A 1.4.1.3 - Effet du gradient thermique

La figure A l. 19 ci-dessous r ep rés en te le moment de flexion dû à un gradient thermique de 12° C.

97,75 m

M = 1 2 , 9 4 M N . m

63,375 m

2IA50m

Gradient thennique41 =12°C ^

Fig. Al.1 9 - Diagramme cle ,s moment .s du.s à \m g rad ien t t l i e rn i ique de 12° C

La valeur du moment à la clé pris en compte pour le calcul des câbles eclisses de P1-P2 est donc :

M,herm = 12 ,65 MN.m

Al.4.1.4 - Moment isostatique des câbles eclisses de P1-P2

Le moment isostatique est une inco nnu e. Celui-ci est en effet proportionnel à la précontrainte mise enœuvre (figure A 1.20). Le mo men t isostatique se calcule de la manière suivante :

M iso = N . e,) av ec N = effort n orm al dans la section dû aux câbles et e,, = excentrement du câble m oyen

Dans notre exemple : N = 1,95 x n -âbics ^t CQ à la clé = 1,318 m

MIso

Sjcg = aire du diagramme .

JA"co

"2rPi

l " paire de dbl es

^ 2 " " paire de câbles

" " ^ 3 ""'paire de câbles

""^ 4 ™' paire de câbles

-A"n -AC3

53.375 m 97.75 m 63.375 m

214.50 m

f N = effort de précontrainteM ;«„ = N . e avec { " ,'*" ( e = excentrement de la précontrainte

Fig . Al .20 - D i a g r a m m e de.s mo me nt s i .sostat iques de.s câble.s éclis.ses

Pouls eu béton précontraint construits par cncorhc llements successifs



A 1.4.1.5 - Mom ent hyperstatique des câbles éclisses de P1-P2

La structure étant hyperstatique au moment de leur mise en tension, les câbles éclisses dévelopla travée centrale un moment hyperstatique de signe contraire à celui du moment isostatiqdéveloppent. Ce moment hyperstatique est une inconnue qui dépend de l ' intensité et de la distrla précontrainte dans la travée (tracé, longueur des câbles) mais aussi des caractéristiques de laétudiée (variation d'inertie ou pas). Son diagramme est repré senté sur la figure A l.21 ci-dessous.

M|j est fonction du nombre de câbles et de la structure

Fig. Al.21 - Oiagramme des moments dus au seul effet hyperstatique des tables éclisses de P1-P2

Au stade du predimensionnement, on peut admettre la simplification qui consiste à considérer un ede la travée sur ses appuis (figure Al.22). Dans ce cas, le moment hyperstatique peut être évalué desuivante :

Mhyper aire du diagramme du mo me nt isostatiquelongueur de la travée

A?

PI

53,375 m

Mhyper

97.75 m

P2

63,375 m

AC3

214,50 m

Mhyper"Siso ( l

avec <longueur de la travée

iso aire du diagramme du moment isostatique

Fig. Al.22 - Diagramme des moments dus au seul effet hyperstatique des câbles éclisses selon calcul simplifié

Fonts en hôton précontraint construits par encorbellem ents successifs



Annexe 1

Al.4.1.6 - Calcul des câbles éclisses de P1-P2


force utile 1,95 MN


béton B35

Comme précédemment, on considère que le tablier est coulé en place en prenant certaines préc(prés ence de gaines vides, mesu re des coefficients de transmission) et on ado pte co mm e résistance au m om en t de la dé po se d e l'équ ipag e de clavage f -j = 16 MPa. La con train te adm issible en fibre iest donc :

o - 0 , 7 f . - k f . a v e c k = 0,02f ' t| C|

ô^ = 0,7 X (0,6 + 0,06 X f .) - 0,02 X r = 0,7 X ( 0,6 + 0,06 X 16) - 0,02 X 16 = 0,77 MPa

L'effort N développé par les câbles éclisses au droit du clavage doit satisfaire la condition suivante

N M ^ v' N e„ v' M ,, v' M v' _£ 2 _ __G 0 Therm Hyper > _ (^B I I I I " *

avec B = 6,0965 m2 I = 4,620 m^ v '= 1,440 m M = 13,57 MN .m

CQ = -1,318 m O position du câble moyen CQ = - (v - 1,5 (t)g) avec (t)g = 0,081 m

Comme on ne connaît pas le nombre de câbles nécessaires, on ne connaît pas non plus leur impldans le caisson et don c leur diagramme de mo me nt isostatique. N ous proc édo ns d onc à un calcul itcommençant avec une seule paire de câbles de 22,25 m de longueur régnant sur 6 voussoirs de 3,3le voussoir de clavage de 2 m.

La répartition de la précontrainte conduit à un moment isostatique distribué presque uniformémentcas d'une seule paire (à la variation de e,, près et à la variation d'inertie de la section). Le momenstatique est alors :

'câbles ^ 'il

F,

e,

L

le

W

M

Ob = - 0,71 MPC

3

)

'iso

'hypei

l

-

=

=

=

=

-

=>

1,95 MN

3,90 MN

-1,318 m à la clé

97,75 m

22,25 m

Fp X Co

- (1,- X Mi,„) / L

b t

-5 ,14 MN.m

1,17 MN.m

à la clé

Nous retiendrons donc une paire de câbles 12T15S.

J'onts en hctou ptvcoittraiiii cunstniilspar encorbellements successifs



Dans le cas où une paire aurait été insuffisante, nous aurions repris le calcul avec deux paires de cprenant bien soin de recalculer le moment hyperstatique avec la nouvelle implantation des câble

Al.4.2 - CIAVAGE ENTRE CO ET PI

Les câbles eclisses de la travée CO-Pl doive nt re pre nd re le poids p rop re d e la partie co ulée surfigure Al.23 ci-dessous représente la structure au moment du clavage.

axe culée CO a.\e pile PI a.\e clavage PI - K

Fig. Al.23 - Détail de la structure en cours de clavage côté CO

Al.4.2.1 - Calcul des réactions d'appui, de l'effort tranchant et du mom ent fléchissant

Le tablier ayant un e sectio n de 6,096 5 m^ prè s des culée s (h = 2,30 m), la charge rep rés ent anpropre de la partie coulée sur cintre est égale à Q = 6,0965 x 0,02453 - 0,14955 MN/m.

La structure étudiée étan t isostatique, nous po uvo ns calculer simplemen t les réactions d'ap pui et de flexion longitud inale par les éq uatio ns de la statique (fig. A 1.24) :

,5,50 m^

Qaii i ly^ 1

47,875 m

CO PIft

53,375 m

Fig. A 1.24 - Déterm ination des efforts dus au clavage c ôté CO

Réactions d'appui :

IM = 0Rpi = 0,04238 MN et Rco = 0,78015 MN

Diagramme de l'effort tranchant :

.T = 0,78015 MN

^ i T = - 0,04238 MN ^PI

| * = 5,217m|

Fig. Al.25 - Oiagranime des efforts tranchants dus au clavage côté CO

215




Annexe 1

Diagramme du moment fléchissant :

Pour la part ie de 5,50 m de lon gue ur co mp rise entre CO et le clavage, le mo m ent fléchissant vaut

Q x^M (x)= R ^Q .X — soit pou r X = 5,217 m => M = 2,03 MN.m

540 m

M = 2,03 MN.mFig. Al.26 - Moment iléchi.ssant dû au clavage côté CO

Al.4.2.2 - Calcul des câb les écUsses entre CO et PI


force utile 1,95 MN


béton B35

Comme précédemment, on considère que le tablier est coulé en place en prenant certaines préc(prés enc e de gaines vides, mes ure des coefficients de transmission) et on adopte com me résistance dau moment du décintrement fj,, = 16 MPa. La contrainte admissible en fibre inférieure est donc :

o^ = 0,7 f,i - k f j avec k = 0,0 2

a = 0,7 X (0,6 + 0,06 X 4P - 0,02 x f^j = 0,7 x (0,6 + 0,06 x 16) - 0,02 x 16 = 0,77 MPa

L'effort N développé par les câbles éclisses au droit du clavage doit satisfaire la condition suivante :

N M v' N e v' -0 — > - o

B I I 'avec B = 6,09 65 m2, I = 4,62 0 m^, v' = 1,440 m , M = 2,03 MN.m

eo = -1,318 m ^ positio n du câble moy en CQ = - (v - 1,5 (])„) avec isf = 0,081 m

N >

— M v '

1 e^v'

2,03x1,4404,620

1 1,318x1,440, ^^,^ +-—. ,'0,19 MN

B 6,0965 4,620

En principe , aucun câble n'est nécessaire. Afin de p révenir tou te fissuration liée à des ph éno mè nes (retrait gêné, etc.), nous prévoyons cependant une paire de câbles 12T15S.

Fonts eu hctoii prêanitmiiil cunsiniilspar cncorhellements successifs



Al.4.2.3 - V érification des contraintes après clavage de P1-P2

Le calcul que nous venons de faire détermine un câblage éclisse qui permet à la structure de résdecintrement de la partie coulée sur cintre. Des efforts un peu plus élevés se développent toutce tte zo ne apr ès le clavage de P1-P2. En effet, la structu re éta nt dev enu e hy pers tatiqu e, le tablisensible aux effets des gradients thermiques, effets auxquels nous devons ajouter l'effet hyperstcâbles éclisses de P1-P2.

Dans cette nouvelle phase, les efforts et la contrainte en fibre inférieure sont

Mg = 2,03 MN

Néciissescopi = 2 x 1,95 = 3,9 MN

Méciissescopi = 3,9 X -1 ,3 18 = - 5 ,l 4 M N . m

Méciiss£sPiP2 = 1,17 M N .m x 5 ,5 0 /5 3 ,3 7 5 = 0,12 1 MN .m

MAt = 0,5 X 12,65 MN.m x 5,50 / 53,375 = 0,65 MN.m

_ A^ A/.v' _ 3,9^'~ B I ~ 6,097

(/ \ 1 44(2 ,0 3-5 ,14 + 0 ,12 +0 ,65) j c ^ —

1^ ' 4,62G. = - 0, 09 MPa > - a = - 2,0 MPa (avec j = 28 jours )

Le câblage éclisse est donc suffisant.

Al.4.3 - CLAVAGE ENTRE P2 ET C3

Les câbles éclisses de la travée P2-C3 doiven t re pre nd re le poids p rop re d e la partie c oul ée su rfigure Al.27 ci-dessous représente la structure au moment du clavage.

(xe c lavage PI - P 2 « x e p i k P 2 axe culte C3

1 1

»

1 1 1 1 1 1 1 1

1/2-48,873 m

\

11

»*«47.87Sm

ptitie codée lur cintre

, 1

»

•s r<»2t5 C i s e * C*»I<*S C»>I*Oi •H'K'K loS

J5.J0» ,

F i g . A l . 2 7 - D é t e r m i n a t i o n d e s e f fo r t s d u .s au c l a v a g e c ô t é C 3

Al.4.3.1 - Calcul des réactions d'appui et des mom ents fléchissants

Un calcul similaire à celui effectué pour le clavage de CO-Pl nous donne les réactions d'appui et

fléchissant :

5 :F = O

IM = 0 Rp2 = 0,28374 MN et R^j = 2,03456 MN

M = 13,57 MN.m




Annexe 1

Al.4.3-2 - Calcul des câbles écUsses de la travée P2-C3

L'effort N développé par les câbles éclisses au droit du clavage doit satisfaire la condition suivante :

N M v' N e v' -

— > - o6 1 1 'avec B = 6,0965 m , I = 4,620 m^, v' = 1,440 m, M = 13,57 MN.m

CQ = -1,318 m O position du câble moyen e,, = - (v - 1,5 (()„) avec <Sf = 0,081 m

N >

Mv'

1 «QV

-0,74 +13,57x1,440

4,6201,318x1,440

- 6,07 MN

6,0965 4,620

6,07n >cables 1 9 5

= 3

Nous retiendrons donc deux paires de câbles 12T15S.

A 1.4.3.3 - Vérification des contraintes après clavage de P1-P2

Comm e précé dem men t, nous allons nous assurer que ce câblage est bien suffisant après clavage de la travéeP1-P2 et mise en tension des câbles éclisses de P1-P2, avant la mise en tension des câbles extérieurs. D anscette nouvelle phase, les efforts et la contrainte en fibre inférieure sont :

M„

N ,cclissesP2C3

M,clissesP2C3

M,clissesPlP2

MAt

= 13,57 MN

= 4 x 1,95 = 7,8 MN

= 7,8 x - 1,318 = - 10,28 MN.m

= 1,17 MN.m X 15,50 / 63,375 = 0,286 MN.m

= 0,5 X 12,94 MN .m x 15,50 / 63,375 = 1,58 MN.m

N M.v' 7,8o , = - —B I 6,097

(l 3,57 -10 ,28 + 0,29 + 1,58)x 1,444,62

a. = - 0,33 MPa > - a = - 2,0 MPa (avec j = 28 jours)

Le câblage éclisse est do nc suffisant.

A l . 5 - C A L C U L DE LA P R É C O N T R A I N T E E X T É R I E U R E

A l . 5 . 0 - PRÉSENTATION DE LA M É T H O D E DE CALCUL

Les câbles de préco ntrain te extérieure doivent reprendre les efforts dus aux équipements, aux chargesroutières A(l), au gradient thermiqu e et au fluage. Pour déterminer le nombre de câbles nécessaires, nousallons procéd er par étapes :

- détermination de la géomé trie du câblage,

- calcul informatique de l 'enveloppe des momen ts longitudinaux dus àA (l),

Ponts en bcloii précoiU niiiit cunstniils, par encorlhdlements successifs



-.VK^KlfW'-

- choix des sections critiques à dimensionner ou à vérifier,

- calcul informatique des effets du gradient thermique,

- calcul des effets du fluage,

- détermination de la précontrainte.

A l . 5 . 1 - D É T E R M I N AT I O N D E S E F F O R T S

Al.5.1.1 - Préambule sur la géométrie des câbles extérieurs entre CO et C3

En première approximation, on peut définir un tracé moyen des câbles de précontrainte extérespectant quelque règles de base.

Longitudinalement, nous choisissons de placer les deviateurs intermédiaires de la travée centralde travée, soit à 32,583 m de l'axe des piles. Dans les travées de rive, nous plaçons aussi un également à 32,583 m de l'axe des piles (Fig .Al .28). On rappellera que les deviateurs sur pile positionnenles câbles de précontrainte extérieure au plus près de la fibre supérieure du tablier (moment dlongitudinale négatiO, tandis que les deviateurs intermédiaires placent ces mêmes câbles verinférieure (moment de flexion longitudinale positif).

CO davage clavage davageC 3

I

3rv^.;.

d é v w a u "

20.792 m

.^•i- iî i i

32.583 m

Mvlateur

30.792 m

53.375 m 97.750 m 63.375 m

Fig. Al.28 - Géométrie longitudinale de.s câbles extérieurs

tracé câbles e xtérieurslimites d es vous soirs

Transversalement, nous prévoyons dans lasection sur pile une distance minimale ducâble moyen à la fibre supérieure égale àl'épaisseur du hourdis supérieur, soit 0,25 m, etdans la section à la clé, une distance minimaledu câble moyen à la fibre inférieure égale àl 'épaisseur du hourdis inférieur augmentée de0,15 m, cette valeur permettant de laisser unespace de 0,10 m entre la gaine du câble depréco ntrainte et le dessus du hourdis inférieur(Fig. A l.29).

Fig. Al.29 - Géométrie transversalede s câbles extérieurs

POSmON DES CABLES SUR PILE

•..0- O

câbles 19 T 15•

O- - O »../..câbles 19 T 15 I-:

|0.25

_ 1 o , l 5

| 0 .24

posrrioN DES CABLES A LA C LE

Punts en héton précontraint construits par encorbellements successifs

http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_4/Fig.Al.28





Annexe 1

Al.5.1.2 - Surcharge A(l)

Un calcul informatique nous donne l 'enveloppe des moments longitudinaux dus aux charges d'explA(l)(Fig.A1.30).

f-45,71-43,50

21.6223,63

Fig. Al.30 - Diagramme des moments dus à la charge d'exploitation A(l)

La courbe enveloppe ci-dessus nous permet grâce à ses valeurs caractéristiques de déterminer les de dimensionnement et les sections de vérification de la précontrainte extérieure (Fig.Al.31)-

ciavig*CO / /

cl«v*ge davageP2 \

le ', •

C3

7S" -A5,50 ^ ;^ 6,8 75 ^:^ 31,000 - 46.875 ^'^ 48,675 ->^ 37,775 i10,10: 15,50

53,375 ->K- 07,75 - > ^ 63,375

214,50

Fig. Al.31 - Position des sections d'études de la précontrainte extérieure

Pu)its cil héloii précoiitmint coiislniUspar encorhellem cnls successifs



Le tableau ci-dessous r écapitule les efforts dus à A(l) ainsi que le type de calcul à effectuer dansection.

Sect ions Moments Type de calcul

2 ,

^2

23

^4

^ 5

5^6

^7

Clavage CO-Pl

Pile PI

Clavage P1-P2

Pile P2

Clavage P2-C3

- 4,75 MN.m

- 19,23 MN.m

- 45,71 MN.m

- 6,36 MN.m

- 43,50 M N.m

- 15,50 MN.m

- 9,42 MN.m

8,39 MN.m

19,87 MN.m

11,41 MN.m

21,62 MN.m

6,40 MN.m

23,63 MN.m

19,59 MN.m

dimensionnement

vérification

vérification

dimensionnement

vérification

vérification

dimensionnement

Al.5.1.3 - Équipements

Nous obtenons par un calculinformatique la courbe du

moment fléchissant dû auxéquipements (on rappelleque le poids linéiquedes équipements vautq = 47,4 kN/ml).

-45,16

CO 1,94

12,97

2:,

^2

^ 3

24

I ,

^6

^ 7

Sect ions

Clavage CO-Pl

Pile PI

Clavage P1-P2

Pile P2

m mlavage P2-C3

.'Vh)ments

1,94 MN.m

-0,98 MN.m1

-41,25 MN.m

12,97 MN.m

-45,16 MN.m

4,44 MN.mi

6,37 MN.m

c lavage

4,44 6,37

Fig. Al.32 - Diagramme des moment.sdus au poids des équipements

Le tableau de gauche récapitule les effortsdus aux équipem ents dans chaque section.




Annexe 1

Al.5.1.4 - Gradient thermique

Toujours par calcul informatique, nou s obteno ns la cou rbe du m om ent fléchissant àû au gradient thermiquede 12° C.

clavage davage

12.36 12,65 12,94

Fig. Al.33 - Oiagranimt; d e s m<iment,s tins à u n gradient tlierniiqiie de 12° C

Oradienl thenniquei t = 1 2 ^

Le tableau ci-dessous récapitule les efforts dus au gradient thermique dans chaque section.

S e c t i o n s M o m e n t s

S .

Z,

^^

^4

I s

^6

I.J

Clavage CO-Pl

Pile PI

Clavage P1-P2

Pile P2

P .Slavage P2-C3

1,27 MN.m

5,18 MN.m

12,36 MN.m

12,65 MN.m

12,94 MN.m

5 ,2 3 M N .m ^ ^

3,16 MN.m

Al.5.1.5 - Fluage

En première approximation, on se réserve une marge de 2 MPa sur la contrainte en fibre inférieurréserve nous conduit à calculer un moment de fluage dans la travée centrale :

b v '

4 62soit pour la section Zx : v' = 1,44 m I = 4,62 m^ M„ = 2 x —— = 6,42 MN.mu g e ] 44

Dans les travées de rive, le mo me nt co rrespo nda nt à cette réserve de compres sion sera déterminterp olan t liné airem ent e ntre M = 0 MN.m sur culée et M = 6,42 MN .m sur pile

Al.5.2 - DIMENSIONNEMENT DE LA PRÉCONTRAINTE EXTÉRIEURE

Les calculs étant similaires et répétitifs, nous dime nsionn erons les câbles extérieurs u nique me nt au sections de clavage.

Ponts en hétu)i précontrai)it co)istniits par eiicorlKik'}iients success ifs



Al.5.2.1 - Calcul dans la section E^ (clavage entre PI et P2)

V aleur des moments longitudinaux :

Moment Mî (état après construction, voir figures Al.17,18) O M^ = - 4,35 MN.m

Equipements

Fluage

Surcharge A(l)

^ Mcéquip^ 12,97 MN.m

•^ Mfiuagç = 6,42 MN.m

M^d) min - -6,36 MN.m et M^d) m ax = 21,62 MN.m

Gradient therm ique O M t = 12,65 MN.m

Calcul de M Q :

M Q = 1 ,2 M^d) + 0,5 M , ou M Q = M^t ^^ lu i d onne avec les valeurs ci-dessus :

M Q min = -7,63 MN.m M Q max = 32,27 MN.m

Calcul de Mmin et Mmax :

M min = M Q min + M Q min = (MG\ + M Q équip) + ' ^ Q i"i"

= -4,35 -1- 12,97 - 7,63 = 0,99 MN.m

M m a x = M ( ; m a x + M Q m a x = M Q J + M Q ^ q ^ j p + M f i ^ g g ^ ) -i- M Q m a x

= -4,35 + 12,97 + 6,42 + 32,27 = 47,31 MN.m

Calcul des mom ents isostatiques et hyperstatiques des câbles éclisses :

f„ = 1,95 MN force utile pour 1 câble 12T15S

C Q = - 1 , 3 1 8 m pour les câbles de clavage

n = 2 nombre de câbles de clavage 12T15S

M i so = N . Co = fu . n . e„ = 1,95 X 2 X -1,318 = - 5,14 MN.m

Mhyper

5,14x[(6x3,375) + 2,00]

" 9775 "^ '^^MN.m

M„ =M . + M , = -5 ,1 4 + 1,17 =- 3, 97 MN.mP . ISO hyp er

Calcul des mom ents isostatiques ethyperstatiques des câbles extérieurs

2.420

F i g . A l . 3 4 - G é o m é t r i e lo n g i t u d i n a l e d e s c â b l e s e x t é r i e u r sd a n s la t r a v é e c e n t r a l e

2 2 3 .

Ponts en béton précontraint construits par encorhdlements successifs



Annexe I

^01

1^02

M l

M,2

= - (1,440 - 0,24 - 0,10 - (0,10 / 2)) = -1,05 m

= 2 ,420-0 ,25 = 2,17 m

= 3,1 MN force utile po ur un câble 19T15S

= nombre de câbles extérieurs 19T15S

= n . fu . Cl = n . 3,1 . (-1,05) = -3,26.n M N.m

= n . f . 62 = n . 3,1 . (+2,17) = 6,73.n MN.m

-3 .26 n -3 ,26 n

6,73 n

Fig, A1.3'î - Diagramme du moment isostaliqiie des câbles extérieurs dans la travée centrale

X =6,73

6,73-^3,26

X 32,583 = 21,958 m

2 X S, = 6,73 . n . 21,958 = 147,712 . n

2 X S2 = 3,26 . n . 10,625 = - 34,584 . n

S, = 3,26 . n . 32,584 = - 106,06l . n

Moment hyperstatique

M,7 , 0 6 7 . n

hyper" 97 75 0 , 0 7 2 . n

7 , 0 6 7 . n

Mpext = îso + ^^hyper = 3,26 . n - 0, 07 = -3 ,33 . n

Calcul de la contrainte :

N M v P i + P , M .y [M, +M \.y_ _ • — ec/ ext mgx V ecl ext_

B I B I I

( 2x l, 95 ) + 3,l.n 47,31x1,44 [(-5,14+1,1 7) + (-3,33 . n)] x 1,44

6,0965 4,620 4,620

(T, = (1,546 .n)- 12,87

pour n = 6

pour n = 8

a, =-3,60MPa<-a^ =-2,0MPa

o , =-0, 50 MPa >-ô = -2 ,0 MPa

Nous retiendrons donc 4 paires de câbles 19T15S.

Ponts en héton précontrain t construits par encorhcllcnietits successifs



Al.5.2.2 - Calcul dans la section El (clavage entre CO et PI)

Valeur des moments longitudinaux :

M ome nt M^jj (état ap rès con stru ctio n - voir figures A 1.17,18) ' Mî = 0,58 MN .mÉq uip em en ts O Mg^quip = 1,94 MN .m

F luage O Mnâge = 6,42 x 5,50 / 53.3 75 = 0,66 MN .m

S urcharge A (l) O M^y, min =-4 ,75 MN .m M^^, max = 8,39 MN .m

Gradient the rm iqu e O M^j = 1,27 MN .m

Calcul de MQ :

My = 1 ,2 Mj (i) + 0 , 5 M^t f'" '^Q = Ât ^^ Qui donne avec les valeurs ci-dessus :

M Q max = 10,70 MN.m et M Q min = -5,70 MN.m


M m in = M min + MQ min = (Mî + MQ équip) + MQ min

0,58-1- 1,94 - 5,70 =-3,18 MN.m

M m ax = MQ m ax + MQ max = (Mg, + M quip + Mûag^) + MQ max

0,58 H- 1,94-t-0,66 + 10,70 = 13,88 MN.m

Calcul des mom ents isostatiques et hyperstatiques des câbles de clavage :

f„ = 1,95 MN force utile po ur 1 câble 12T15S

C Q =-1 ,318 m pou r les câbles de clavage

n = 2 nom bre de câbles de clavage 12T15S

Miso = N .eo = fu .n . e o = 1,95 x 2 x - 1,318 = -5 ,1 4 MN .m^hyper = ^ pour k s câblcs de la travée de rive

M yper = 1,17 5 50 5 50—'- 0 ,576—' - =0 ,06 A ^N .m pour les câbles éclisses et extérieurs de 53 ,37 5 53 ,37 5 travée Pi-P2

Mp ^ 1 = Mj,,, -i- Mhyper = -5,14 + 0,06 MN.m = -5,08 MN.m

Calcul des mom ents isostatiqueset hyperstatiques des câbles extérieurs :

clavage

1.440

Fig. Al.36 - Géométrie longitudinaledes câble.s extérieurs dans la travée CO-Pl

2,420

Ponts en béton précontraint construits par encorhellemetits successifs



Annexe 1

^01

=^02

M,e l

Me2

= - (1,440 - 0,24 - 0,10 - (0,10 / 2)) = -1,05 m

= 2 ,420-0 ,25 = 2,17 m

= 3,1 MN force utile pour 1 câble 19T15S= nombre de câbles extérieurs 19T15S

= n .fu .Cl = n .3,1 .(-1,05) =-3,26.n MN.m

= n . f„ . 62 = n . 3,1 . (-1-2,17) = 6,73.n MN.m

Fig. A 1.37 - Diagramme du mijment i.sostatiqiiede.s tâble.s extérit'urs dan.s la travce (::0-l'l

clavage

-3,26 n i -3,26 n;

CO

5.50 m;. 15,292 m 32,583 m 6,73 n

53.375 m

3,26

3,26+6,73X 32,583 =10,625 m

Si =(6,73 . n . 2 1 , 9 5 8 ) / 2 =

52 = ( 3 , 2 6 . n . 1 0 , 6 2 5 ) / 2 =

53 = ( 3 , 26 . n .15,292)

54 = (3,26 . n . 5,500) / 2 =

73,856 . n

- 17,292 .n

- 49,755 . n

- 8,951 .n

-2 ,163 . n

hyper \ 1/

Moment hyperstatique sur appui :

M = ^ - l t l - ^ = 0,08T.n' yp- 53,375

0,081. 5,50. n

53,3750,008.n

^ Hcxt = iso + Mhyp r = -3,255 . n + 0,008 . n = -3,25 . n

Calcul de la contrainte en L, :

N M y P : + P , M .v [M + M \ .v^ — _ _ • — ec/ ext rnax V ecl ext_

B I B I I

(2x 1, 95) + 3,1.n 13,88x1,44 [(-5,1 4+0,09) + (-3,25 . n)] x 1,44

6,0965 4,620 4,620

Ponts en IxHon précontraint construits par encorhcllciiierils successifs



C T; = ( l , 5 2 4 . n ) - 5 , 2 6

p o u r n = 2 a . = - 2 , 2 0 MPa < -CT = - 2 , 0 0 MPa

p ou rn = 4 a , = 0 ,8 4 MPa > - o = - 2 , 0 0 MPaNous retiendrons donc deux paires de câbles 19T15S.

Al.5.2.3 - Calcul dans la section Ij (clavage entre P2 et C3)

V aleur des moments longitudinaux :

Mom ent M^, (état après construction - voir figures Al. 17 et A l.18) O MQJ = 1,11 MN.m

Équipements

Fluage

S urcharge A(l)

O

O

O

MG equip

Mluage

= 6,37 MN.m

= 6,42 X 15,50 / 63.375 = 1,57 MN.m

M^m min = - 9,42 MN .m M^d) max = 1 9 ,5 9 MN .m

Gradient thermique O

Calcul de M„

MAt = 3,16 MN.m

M Q = 1 , 2 M ^ ( I ) + 0,5 M^t ou M Q = M^t ce qui do nn e avec les vale urs ci-dessus :MQ max = 25,09 MN.m et Mg min =-11 ,30 MN.m


M m in = M^ min + MQ min = (M ji + M équip) + MQ min

1,15 H-6,37 - 11,30 =-3,78 MN.m

M max = M(; max + MQ max = (M^ji -i- MQ q jp -)- Mû^j^p) + MQ max

1,15-H 6,37-H 1,57-H 25,09 = 34,18 MN.m

Calcul des moments isostatiques et hyperstatiques des câbles de clavage :

f„ = 1,95 MN force utile po ur 1 câb le 12T15S

eo =-1,318 m pou r les câbles de clavage

n = 4 nombre de câbles de clavage 12T15S

Miso = N e,) = 1,95 x 4 x -1,31 8 = - 10,2 8 MN .m

Mhyper = 0 pou r les câble s de rive

M227_

*hyper15 50 15 50

= 1,17 —— 0, 57 6 ' — = 0,1 45 MN.m po ur les câbles éclisses et extérieurs de P1 -P2.3,375 63 ,375

MPecl = Miso + Mhyper = -10,28 -1-0,15 MN.m = -10,13 MN.m










• 1 1 2 M O N O G R A P H I

A -

\;:.

O U V R A G E S F R A N Ç A#

C O U L É S E N P L A C E

2 3 1



Annexe 2

NOM DE L'OUVRAGE

E m p l a c e m e n tEnt repr i ses

Dates d ' exécu t ionP o n t d e B e a u m o n tsu r O i se

Ent repr i se Dragages e tTravaux Pub l ics

Fév. 1986-Dec. 1987

COUPE LONGITUDINALE SCHEMATIQUE

Al

RevueTravauxOct. 1988

Les piles reposent sur 6 pieux de 1,40 m de diamètre ancrésdans le substratum calcaire.La culée rive droite est appuyée directement sur le sol.La culée rive gauche, du fait de la présence d'une épaissecouche de tourbe, est fondée sur 4 pieux de 1,10 m de diamètre.

Vi a d u c d e P o n c i n( A 4 0 )

G r o u p e m e n t :- DTP (D raga ges e t Travaux

Publ ics )- C I T R A

Mai 1984 - Sept. 1986

RevueTravaux

Oct. 1988

RevueGénéraledes Routeset desAérodromesOct. 1989Juin 1986

COUPE LONGITUDINALE(S ) (S) (S) (S) (g)

A2

Les appuis sont tous fondés dans le substratum rocheux soitdirectem ent par semelles superficielles (CO, PI, P3 , P4 , P5, C6 -1 3 m x l 4 m x 3 m), soit par l'intermédiaire de fondations profondes :P2 : caisson de 12,5 m de diam ètre formé d'élém ents de parois

moulées.P3 : 4 barrettes en H de 5 m x 3 m

Viaduc du Champ duC o m t e(RN 90)

Groupement :- S O G E A- GTM-BTP

Dec. 1986-Janv 1989

RevueTravauxAvr. 1989

RevueGénéraledes Routeset desAérodromesFév 1990

Vi a d u c d u C h a m p d u C o « n t« (1 0 4 0 m )

© @ © ® ® ® © ® @ © © @ @'M , , M , , M , IW ,, ' » M » I

T "

^-

A3

Appuis et fondations : configuration endouble portiqueFondations par puits marocains de 4 à5,60 m de diamètre et de profondeurvariant de 6,00 à 22,00 m

^ ^

• ^

1

Ponts en lycton précontraint construits par encorbellements successifs



COUPES TRANSVERSALESDU TABLIER

MODE HAUTEURS QUANTITES REMARQUES)'EXÉCUTION DU TABLIER DEet poids des Élancements MATÉRIAUXvoussoirs MISES EN

• Épaisseur des â m e s en travée centrale : 0,36 m• Épaisseu r des â m e s en t ravée de rive : 0,36 msu r les tro i s p remie r vousso i r s pu i s 0,50 m,0,70 m et enf in 1,00 m avan t d ' a t t e indre lasec t ion p le ine

• Sec t ion rec tangula i re p le ine à l ' i n té r ieur dela cu lée con t repo ids

vousso i r s

Voussoirs coulésen placeLongueur desvoussoirscourants 3,53 m

Travées de riveréalisées surcintre

- Sur appui :h = 6,60 me = 1/18

- À la clef :h = 3,00 me = 1/40

CEUVREPour le tablier :- Surface dutablier :1 950 m^

- Béton :1793 m* dont585 m * debéton léger

- Aciers passifs :225 860 kg(126kg/m-^)

- A ciers

précontrainte72 650 kg(41 kg/m3)(37 kg/m2)

- Épaisseurmoyenne dutablier : 0,92 msur l 'ensemblede l'ouvrage,0,77 m entravée centrale.

- Précontraintedu tablier : lamoitié encâbles 9T15et 12T15intérieurs,l'autre moitiéen câbles19T15extérieursremplaçables

-Travée de rives'accrochant à

une culée lestée servant decontre poids etdont l'extrémitées t une sectionrectangulairepleine sur9,00 m.

SUR APPUIP 1 e t P 2

HAUTEUR CONSTANTEA LA CLÉ P I - P 2

ato.

Voussoirs coulésen place de haut.variableLongueur desvoussoirscourants3,30 m (poids :120 à 220 tonnes)Poussage desparties extrêmes(haut, constante)

- Sur appui PIou P2 :

h = 10,00 me = 1/15.5

- En clef detravéeprincipale :

h = 4,00 me = 1/39

Épaisseur des

âmes au

voisinage de

P3, P4et P5 respectivement : 1,20 - 1,10 - 0,90 m

Pour le tablier :- Coffrage :

27 850 m2- Béton :11 270 m"*

- Aciers passifs :1 266 900 kg(112 kg/ m- )

- Aciersprécontraintelongitudinale :516 400 kg(45,8 kg/ m^)

- A ciersprécontraintetransversale :77 450 kg

Précontrainteintérieure :

- de fléau : 2x27câbles 19T15- de continuité :

2x7 câbles12T15

Précontrainteextérieure :2x10 câbles19T15

Vi a d u c c o n s t i t u é de 2 t ab l i e r s sé par és

.«t

Voussoirs coulésen place

Sur appui :h = 5,80 me = 1/17

En clef de travéeprincipale :h = 2,90 me = 1/34,5

Principalesquantités- Béton B30 :8 500 m^

- Béton B45 :17 000 m"*

- Aciers passifs :3 800 000 kg

- A ciers deprécontraintelongitudinale

850 000 kg

Précontrainteintérieure :- de fléau :

2x13 câbles12T152x1 câbles19T15

- de continuité :2x5 câbles12T15

Précontrainteextérieure :2x3 câbles19T152x1 câbles12T15

Coupe t ransversa le d '1 ca isson

Fonts en héton précontraint construits par encorbellem ents successifs



Annexe 2

NOM DE L'OUVRAGE

E m p l a c e m e n tE n t r e p r i s e s

D a t e s d ' e x é c u t i o n

Viaduc de Nan tua(A40)

G r o u p e m e n t :- G T M- C a m p e n o n B e r n a r d

Juin 1983 - Nov. 1986


A4

RevueTravauxJanv. 1986

RevueGénéraledes Routeset desAérodromesOct. 1989Juin 1986

^MACON

Î.50 ,, 113.50 , , 104.00, , 93.70, ,

1.5%

\ , 90.144 I M.40f ^ . y

Gndms calcw*(Mte cmucétl

P7 PB P9

L'hétérogénéité des terrains rencontrés a imposé une grandediversité dans les fondations :P7 et P9 : 4 puits marocains de 2,20 m de diamètreP8 : un puits marocain de 6 m de diamètrePI , P2 et P3 : enceintes de 10 m de diamètre en parois mouléesP4, P5 et P6 : semelles superficielles d'environ 10 m x 10 m x 2,5 m

Viaduc de Lalleyriat(A4())

RevueGénéraledes Routeset desAérodromes

Nov. 198

L'ouvrage est constitué de deux tabliers décalés verticalementde 5 à 7 m, de long ueurs différentes,* tablier Nord : 130 m, 3 travées* tablier Sud : 194 m, 4 travéeset de largeurs également différentes :

* tablier N ord : 8,75 m* tablier Sud : 11,75 m

Longueu r de la travée centra le po ur les deux tabliers ; 58 m

Les fondations sont, pour la majorité d'entre elles, constituéespar des semelles appuyées sur le rocher sain.

A5

Viaduc du TaconE n t r e p r i s e C I T R AF r a n c e

34

RevueGénéraledes Routeset desAérodromesNov. 1989

RevueTravauxJanv. 1986

è è

L'ouvrage est constitué de deux viaducs indépendants décalésverticalement d'environ 6 m.Fondations par puits marocains (P5 : 4 puits de 2,40 m dediamètre) ou par pieux forés (P2, P3 , P4 et P6 : 4 pieux de 1,20 mà 1,50 m de diamètre)

A6

/'unis cil Ijctoii prccoiitraiiil construits par eucorhcllemciits successifs




MODE HAUTEURS QUANTITÉS REMA RQUED'EXÉCUTION DU TABLIER DEet po ids des Él an ce m en ts MATÉRIAUX

vou sso i r s MISES EN

^2 Coi/p « swr pil* ' /2 C o u p «

tt.H

#..«.»N . M . «P7.M:M

hL UlÂXL»

•«11"•1

Voussoirs coulésen place.Longueur desvoussoirs : 2,50 à3,50 m (60 à 85 t).Précontrainteintérieure parcâbles 12T15

- Sur appui :h = 6,65 me = 1/17

- Encastrementdu demi fléau :h = 8,44 m

- A la cléh = 3 me = 1/38

CELrVRE

Pour le tablier :- Béton :9 800 m^

- Aciers passifs :1 250 000 kg(126kg/m'*)

- Aciers actifs :430 000 kg(44 kg/m^)

Le viaduc setermine par unetravée de 124 mprenant appuidans le tunnel.Pour construireet équilibrercelle-ci, unetravée contrepoids de 3000 tenviron a étéconstruite surun étalement.

Ce contrepoidsest mobile surdeux appuisglissants de1 500 t decapacité chacun.

^ ^ . « J •.» j » " |

Voussoirs coulésen place(les difficultésd'accès auchantier ontimposé laméthode desvoussoirs coulésen place).

La préc ontrainteest intérieureavec la possibilitéde rajouter uneprécontrainteadditionnelleextérieure.

Hauteurconstante de2,80 me = 1/21

A la c lé

/

4 1.00^

1

1.841

3.50 j

A "Wvr^R.oM i.Ui *4.875 ,

Voussoirs coulésen place.Chaque voussoirmesure 3,50 mde longueurLa précontrainteest intérieure(câbles 12T15)avec la possibilitéde rajouter uneprécontrainteadditionnelleextérieure etintérieure.

- Sur appui :h = 6 me = 1/15

- À la clé et pourles voussoirsde hauteurconst. :

h = 3me = 1/30

Pour le tablier :- Béton :

4 820 m^- A ciers passifs

554 000 kg(115 kg/m^)

- Aciers actifs :185 000 kg(38 kg/m3)

235.

Sur appui (pour l es t r avées de hau t ,var iable) :- ha ut eu r du tabl ie r = 6 m- épa i sseu r du t ab l ie r = 0 ,55 m

Fonts en héton précontraint construits par encorbellem ents successifs



Annexe 2

N O M D E L ' O U V R A G E


Dates d ' exécu t ion

P o n t d e C h e v i r ésur la Loire

G r o u p e m e n t :Lot béton :Qui l lery e t VezinLot métal :Baud in - Ch â teau neu f e t ACP

Dec. 1987-Oct, 1990

C O U P E LO N G I T U D I N A L E S C H É M AT I Q U E

A7


• 1*1 ff I * * 1 ^ i " * " . " ; " l - I - '. M . »'^ J*« > W . « . » ^W • W • « I • , • iwT ,

PH.ES

N I e i S 1N 2. S2 à S6

S7 é S9SIO à S12

N3 à N6N4 à N5N7 i N9

Nomfer*

2 62 32 32 3

000

PIEUX

DtamAtre

2 , 1 0 m2.00 m1.90 m1,70 m

LongiMur

de 29,6 â 31,Sd« 7 ,3 à 32,2

d e 2 9 , 3 à 3 5 , 8d e 2 4 , 6 i 29 ,6

S E M E L U S

D i m e n s i o n s a n m é t r a s

1 0 , 0 0 - 2 9 , 0 0 2 , 8 010,00 29,0 0 • 2 ,80

9,50 15,20 2 ,668,50 13,60 2 ,387,26 • 15 .00 • 2 ,607,50 • 16 .00 • 2 .507.00 14.00 2 .50

Présence d'articulations entre N5 et N6 et entre S5 et S6

Vi a d u c d e P o n t à M o u s s o nsur la Moselle

G r o u p e m e n t :

Pe r tuy-Bouygues

1982

RevueTravauxJanv 1985

A8

Le viaduc est com pos é de deux ouvrages indép end ants :- l 'ouvrage p rincipal de franchissement de la Moselle et de soncanal latéral,

- l'ouvrage de franchissement des voies SNCF.

Fondations par pieux forés :P2, P3, P7 :4 pie ux d e 1,30 m d e d iamètreP4, P5, P6 :6 p ieux de 1,30 m d e diamè tre

PI : 6 pieux de 0,80 m de diamètre

P o n t d e C h i n o nen Indre-et -Loire

Ent repr i se GTM

Sept. 1984

Journéed'étudesde l'AFPC du12 Juin 1986

RevueTravauxJ a n v 1 9 8 6

} , Ami» sw cliitti

Les piles sont co nstruites, à l 'abri d'un batardeau , sur d essemelles.Les culées sont construites sur 4 pieux de 0,80 m de diamètrechacune.

A9

Ponts eu béton préanitraiiit constniilspar eitcorhellements successifs




MODE HAUTEURS QUANTITES REMA RQUED'EXÉCUTION DU TABLIER DEe t po ids des É lancements MATÉRIAUX

vousso i r s MISES EN

« ^

Voussoirs coulésen placeLongueur desvoussoirscourants : 2,70 m(111 t)Longueur desvoussoirs sur pile :8,70 m.Les voussoirs surpiles sont couléshorizontalementpuis basculés

suivant la penterequise avant ledébut deconstructiondu fléau.

- Sur appui :h = 9,00 mau niveau deN I et SI

- Travéescourantes(hauteurconstante) :h = 4,55 me = 1/14

- En extrémité

de consoleau-dessus dela Loire :h = 5,20 m

ŒUVRE

Pour le tablieren béton :- Béton B35 :

27 500 m3-Aciers passifs :

3 850 000 kg(140 kg/ m-^)

-Armaturesactives(longitudinalesettransversales) :1 216 000 kg

(4 4 kg/ m-^)

• Les 6 premiersm des travéesde rive sontcoulés surcintre. Latravée centralemétal esthissée en unefois sur sesappuisdéfinitifs.

• Précontrainte :int. : (fléau et

continuité)19T15ext. : 27T15

1/2 c o u p e en t r a v é eVoussoirs des 3grands fléauxcoulés en place.Le reste del'ouvrage estconstruit sur

cintre.

- Sur appuis4, 5 et 6 :h = 4,50 me = 1/17

-Au-delà de la

longueur dela variationparabolique(1 8 m) de partet d'autre deces appuis :h = 2,75 me = 1/27,5

L'avant-projet ini t ia l n e p r é v o y a i t pas dep r é c o n t r a i n t e e x t é r i e u r e . Il a été c o m p l é t ép a r une é t u d e s o m m a i r e de c â b l a g e m i x t emais , f au te de t e m p s , les d i m e n s i o n s de

l'ouvrage n ' o n t pas été modi f iées .

Pour la totalitédu tablier(y compris lesparties couléessur cintre) :- Béton B35 ;

3 437 m^- Aciers passifs :466 000 kg(136 kg/m )

- Arm aturesactives :int. : 71 600 kgext. : 6 3 000 kg(en tout :39 kg/m3)

Remarque :L'ouvragesupporte lesconvoisexceptionnelsde classe E.

Grandes travées :12T15fléau : 24 ucontinuité : 6 uextérieur :8 x 19T15

Vu le tracé enplan complexedes câbles etla minceur desdéviateurs, defortes pousséesau videhorizontalesdans lesdéviateursproches despiles ontcondui t à unrenforcement deces derniers.

1/2 c o u p e à la clé 1/2 c o u p e sur p i le

h-

Voussoirs coulésen place.L'extrémité destravées de riveest construite surcintre.

• Sur appuih = 4,50 me = 1/15,5

• À la clé :h = 2,80 me = 1/25

C e p o n t au x d i m e n s i o n s p eu c o u r a n t e sa é té p r é v u p o u r p e r m e t t r e le passaged ' u n c o n v o i EDF de 650 t o n n e s r é p a r t i e ss u r 30 m.

Pour le tablier :- Béton B35 :

1 385 mi- Armaturespassives ;205 000 kg(150 kg/mi)

- Armaturesactives :intérieures :28 500 kgextérieures :21 500 kg(en tout : 50 t,soit 36 kg/m-')

Épaisseuréquivalente :75 cm

Précontraintemixte :- câbles int. :fléau2 x 9 12T15continuité2 x 4 12T15

- câbles ext. :2 x 7 12T15

Remarque :

puissance unpeu limitéedes câblesextérieurs

Ponts en béton précontraint construits par encorheU ements successifs



Annexe 2

N O M D E L ' O U V R A G E C O U P E LO N G I T U D IN A L E S C H E M A T I Q U E

E m p l a c e m e n tFi i t repr ises

Dates d ' exécu t ionPon t su r l e Loch d 'Auray

G r o u p e m e n t :- C a m p e n o n B e r n a r d- E .TRO.

Nov. 1986 - Mars 1989

AlO

La TechniqueFrançaisedu BétonPrécontraint

XI congrèsde la FIPHambourg1990

RevueTravauxJuin 1991

»W • " V» - -m—•—»w wn

-X»—^

Vi a d u c d e B o u r r a n ,à Rodez

E n t r e p r i s e D O D I N S u d

Août 1989-Juin 1991


XII congrèsde la FIPWashington1994

RevueTravauxOct. 1991Juil. 1992

Géotechnique : risque de glissement de terrainFondations par puits marocains : un puits unique (pour chaquepile) de 3 ou 4 m de diamètre et de 11 à 15 m de profondeur.

A i l

Pon t de l a r i v i è r eS a i n t - D e n i sà la Réunion

Ent repr i se SBTPC

Août 1989-Août 1991


XII congrèsde la FIPWashington1994

RevueTravauxJuil. 1992

A12

La culée CO, située à l 'aplomb d'un éper on roch eux souterrainnoyé dans le sable, est fondée sur deux puits marocains de 2 mde diamètre dont l 'un est prolongé par des micropieux.Les trois piles sont fondées sur semelles superficielles.Des injections de sol ont dû être réalisées sous PI.

Ponts en hélo)i précuntrûint construits [mr e)icurhclk'menls successifs




MODE HAUTEURS QUANTITES REMA RQUED'EXÉCUTION DU TABLIER DEet po id s des É la nce me nts MATÉRIAUX


1 0 2 0

A la clé ^5s o

JâiSL

Au droit des b équilles

La grande travéeest construiteen 2 fléaux(voussoirs de3 m) à l'aided'équipagesmobiles.Deux paléesprovisoiressupportent lesbéquilles avantclavage.

Le reste del'ouvrage estconstruit surcintre.

• Sur ap pui :h = 5,20 me = 1/16

• À la clé :h = 2,50 me = 1/33,5

ŒUVREPour lesparties enencorbellement :Précontraintemixte- Câbles

intérieursnéau :12T15continuité :2 x 6 12T15

- Câblesextérieurs(de béquille àbéquille)2 x 2 12T15

Les nervuressontprécontraintestransversalement.

Dans les travéesde rive, outre lescâbles habituels,une précontrainteextérieure,rectiligne etfilante de culéeà béquille,a été mise enœuvre pourreconstituer uneffort normalsensiblementégal à celui créépar la pousséedes béquillesdans la grandetravée.

Epais , âm es vou sso irs sur PI e t P4 : 60 cm .Pe t i t e d i s symé t r ie du ca i s son : l e s pe n te st ransversa les débu ten t à l'axe de la chausséerou t iè re qu i n ' e s t pas confondu avec l'axedu ca i s son . Pour év i te r un e d i ffé rence deh a u t e u r d e s â m e s l'ensemble du caisson aété basculé t ransversalement (pente à 0 ,69 %).

Constructionà l'aided'équipagesmobiles du type«par en-dessous».Longueur des

voussoirscourants 3,70 m,des voussoirs surpile 9 m.Les deuxextrémités dutablier sontconstruites surcintre (17,70 men travée Tl et6,00 m en travéeT5).

• Sur ap pui :h = 6,00 me = 1/16,5

- À la clé :h = 3,00 m

e = 1/33

Pour le tablier :- Béton :3 000 m'

-Aciers passifs :365 000 kg(122 kg/m3)

- Aciers actifslong.119 190 kg(40 kg/m^)

Grands fléaux :- fléau

2 X 16 12T15- continuité

2 x 3 12T15- câblesextérieurs2 x 4 19T15

- épaisseurmoyennede béton :0,71 m

• 11 est prévu depouvoir ajouterdes câbles.

• Précontrainteverticale duvoussoir sur PI

• Étant don née lasouplesse enrotation despiles (2 voilesplies pour P2et P3), leseffets du ventont étécalculés trèsprécisémentmais aucunentretoisementn'a finalementété prévu.

Constructionà l'aided'équipagesmobiles du type«par en-dessous».Longueur :voussoirscourants 3,45 m(poids max. :120 t) voussoirssur pile 7,80 m.

Les deuxextrémités dutablier sontconstruites surcintre.

• Sur ap pui :h = 4,50 me = 1/17

• À la clé :h = 2,50 me = 1/31


3 100 mi- Aciers passifs :

437 100 kg(141 kg/m-i)

- A ciers actifslong. :59 t 12T1562 t 19T15(en tout39 kg/m3)

Précontrainte duhourdissupérieur parmonotoronsgainés graissés :20 000 kg(6,5 kg/m3)

• Précontrainte :fléau2 x 14 12T15continuité2 x 2 12T15câblesextérieurs2 x 6 19T15

• Entretoisementprovisoire desvoiles courbesdes piles pourreprendre lesefforts dusaux ventscycloniques

• Réalisation desfondations trèsproblématique.




Annexe 2

NOM DE L'OUVRAGE

E m p l a c e m e n tE n t r e p r i s e s


Viaducs du P iou e td u R i o u l o n g

G r o u p e m e n t :- Qui l lery- C h a n t i e r s M o d e r n e s- Borie SAE

COUPE LONGITUDINALE SCHÉMATIQUE

A13

La Techn iqueFrançaisedu BétonPrécontraint

Xll congrèsde la FIPWashington1994

Boordii ÎB£ ^ ~ 20Ronds B dp. - 25 QUmt*T\imn

Fondations : par semelles pour PI, P2 et P5 (avec un renforcementpar clouage de la semelle de la pile de grande hauteur P2), parpuits de 7 m de diamètre pour P3 et P4

Viaduc du Rioulong : 5 travées (45 , 72, 81 ,81 , 63 m), pente à 6 %

Viaduc de L imayen Yve l ines

G r o u p e m e n t :- Nord France TP- H o l z m a n n

1992


*- |- M.00 , 90,00 »,M 1 _njo j

A14

Fondations par pieux forés :- 6 pieu x d e 1,40 m de diam ètre p ou r P2, P3, P6, P7- 4 pieux de 1,40 m de diamètre pour P4 et P5- 4 pieux de 1,20 m de diamètre pour C8- 8 pieux de 0,80 m de diamètre pour Cl

Viaduc de la Val léedu Viaur(RN 88)

G r o u p e m e n t :- SPIE T.R- D O D I N S u d- S O G E A

Fév 1995 - Dec. 1997


XIII congrèsde la FIPAmsterdam1998

A15

- PI et P2 sont fondées superficiellement. Leurs semelles sontancrées provisoirement au rocher au moyen de 10 tirants actifs12T15 pour reprendre les effets du vent pendant la construction.

- P3 et P4 reposent sur des semelles ancrées aux rochers par4 puits de 3 m de diamètre excavés à l 'explosif

- Le tablier est encastré sur P3 et P4.

Ponts en hêlou précontraint construits par encorhe llements successifs




MODE HAUTEURS QUANTITÉSD'EXÉCUTION DU TABLIER DEet po ids des Él an ce m en ts MATÉRIAUX


REMARQUES

Demi coupesection couraotc

Demi coupe sectionsproche des piles

^

îllOO

p - 1 5 %

'_T OUI .^^ •

_roo 1 z k ^, 100 ^

Equipagesmobiles du type"par en-dessous"

Long, voussoirs :3 m (6,8 m sur

pile) avec undécalage de laréalisati{)n desencorbellementspour pouvoirintégrer lesbraconsmétalliques.

Hauteurconstanteh = 5 me = 1/18

CEUVREViaduc du Piou :- Béton :6 500 m^

-Aciers passifs :819 000 kg(126kg/m^)

- Aciers actifslongitudinaux228 000 kg(35 kg/m3)int. (fléauxet clés)19K15 super

ext. :27K15supertransversaux :92 000 kg(14 kg/m^)3C15

- épaisseuréquivalente :0,73 m

Intégration desbracons :- Au bétonnagedu voussoir n,on scelle 4douilles defixation dansle talon del'âme en seservant d'unfaux braconpour avoirla précisionrequise.

- Au voussoirn-l-1, on fixe levrai bracon parboulonnage enpartie basse etpar bétonnageen partiehaute.

Ui | ï , : '." • l w

Constructionà l'aided'équipagesmobiles

Longueur desvoussoirs sur pile9,60 m

Longueur desvoussoirscourants3,90 m.

• Sur ap pui :h = 5,30 me = 1/17

• À la clé et dansles travées dehauteurconstante :h = 2,70 me = 1/33

Pour le tablier :- Béton :4 680 m^

- Aciers passifs :769 000 kg(164 kg/m^)

-Aciers actifslongitudinauxintérieurs :119 000 kgextérieurs :103 000 kg(en tout47 kg/m^)

Précont. mixte :- câbles fléau :20 (piles dansl'île) à 30 (pilesen rivière)12T15Séclisses : 14(dans lestravées de90 m) à 2(pour lestravées dansl'île) 12T15S

- câbles ext. :12 (à mi-travée) à 8(sur pile)19T15S

Constructionà l'aided'équipagesmobiles.

Longueur desvoussoirscourants2,76 m.

Les extrémitésdes travées derive sontconstruitessur cintre.

- Sur ap pui :h = 1 2 me = 1/16

- À la clé etdans lestravées dehauteur const.h = 4,50 me = 1/42

Principalesquantités :- Béton :

21 000 m^- Aciers passifs :

3 900 t- Précontrainte :650 t

• Précon t. mixte :int. câbles19T15ext. câbles27T15

• Précontraintetransversale parmonotorons

• Déplacementsdes grandsfléaux sousl'effet du venten cours deconstructionlimités par lamise en œuvrede câbles deprécontrainteverticaux.




Annexe 2

N O M D E L ' O U V R A G E


Dates d ' exécu t ion

C O U P E LO N G I T U D I N A L E S C H E M A T I Q U E

D o u b l e m e n t d u p o n t d ug é n é r a l A u d i b e r tsur la Loire , à N ant es

Ent repr i se ETPO

Jan. 1987-Mars 1989

RevueTravauxAvril 1989

l<3.00in

A16

««n:*.

Deux tabliers indépendants mais jointifs, réalisés en poutrescaissons de hauteur variable en béton précontraint.Longu eur : 163 m (3 travées : 51 m + 67 m + 45 m).Largeur : 17,40 m.

P o n t s u r l a Tr u y è r eà Garabi t

G r o u p e m e n t :

- GTM-BTP- Dumez

Juil , 1990-Fév 1993

RevueOuvragesd'art n° 16Nov 1993

82.003 0 ^ 0 0144.00 82.00

A17

Ouvrage à béquilles constitué d'une poutre caisson en bétonprécontraint.Tablier encastré sur les béquilles et en appuis simples sur lesculées.Longueur : 308 m (3 travées : 82 m + 144 m + 82 m).Largeur :21m.

Vi a d u c s d ' A u x o n n e e td e s M a i l l y sen Côte d 'Or

G r o u p e m e n t d ' e n t r e p r i s e s- Do din Sud- SOGEA- Dod in Oue s t

Sept. 1991 - N ov 1993

RevueTravauxJuil./Août1994

y 52.00 Y 77.00 Y •^•M f ""W ^K M *f WM ff.OO ^JfM^.

,-.. I \-.,?^kr*ziRftiOuvrage à deux tabliers séparés.Largeur utile de chacun des deux tabliers :11m.8 trav ées : 52 m + 77 m + 136 m + 77 m + 3 x 55 m + 45 m.

A18

Pouls en heloii précuiitminl conslriiils [xtr encorbellements successifs




MODE HAUTEURS QUANTITES REMA RQUE^'EXÉCUTION DU TABLIER DEet po ids de s Él an cem en ts MATÉRIAUX


VOUSSOIRS SUR PILES

A M O N I AVAL

1 IEIILEJl i a ] .__bJML_ - l ' ^ i ' ' ' ^•"O 1 - ^ ^ " - -

VOUSSOIRS DE C L E

A M O N T AVAL

voussoirs

Voussoirs coulésen place.

Voussoirs sur pilelong, de 9 m.Voussoirscourants long,de 3,50 m.

Voussoirs de cleflong, de 2 m.

Voussoirscourants de

45 tonnes.

• Sur app ui :h = 3,80 me = 1/18

• À la clé :h = 1,80 me = 1/37

ŒUVRE

Pour le tablier:- Béton :

2 150 m-^- Précontrainte :85 190 Kg

- Aciers passifs :338 000 Kg

Surface utilede l'ouvrage :2 840 m3

Précontrainteintérieureau béton :câbles 12T 13

20.50 Voussoirs coulésen place.

- Sur les a ppuisculées : 10 m.

- À la clé : 3 m.-Au niveau desbéquilles : 8 m.

- Béton :16 000 m l

- Aciers passifs :13 700 m \

- Précontrainte :362 t.

Le ca i s son compor te :- un ho urd i s su p . de 20 ,50 m, p réc on t ra in t

t r a n s v e r s a l e m e n t p a r d e s 4 T 1 5 e s p a c é sde 0,60 m ;

- de ux â me s inc l inées à 30 % d 'épa i ss eurdroite de 0,60 m (1,20 m vers les béquilles) ;

- un ho urd is inf. d 'ép aisse ur variable de 1,20 m

au droi t des béqui l les à 0 ,25 m à la clef.

- Précontrainteint. : fléau(2 X 35 parfléau) etcontinuité(2 X 7 entravée de riveet 2 X 2 entravée centrale) :câblesFUC 19-620

- Précontrainteext. : câblesFUC 19-620démontablessur travéesde rive

- Précontraintetrans. duhourdissupérieur :FUC 4-620

ilâUPE SURTLEAU P3-P4 J „Sur appui En t ravé»

Grande travée et2 demi travéesadjacentes :encorbellementssuccessifs coulésen place aumoyen de 2 x 2équipagesmob iles. Travéesde rive réaliséessur cintre.

Pour lesvoussoirsconstruits parencorbellements- Sur app ui :h = 6,50 me = 1/21

- À la clé :h = 3,20 me = 1/42

Pour les partiesconstruites surcintre :h = cte = 3,20 m

e = 1/17


10 300 m\• Précontrainteint. :260 tonnes.

- Précontrainteext. :325 tonnes.

- Aciers passifs :1 520 tonnes.

- Câbles defléaux 12 T 15.

• Câbles éclisses12T15.

- Câbles decontinuitéextérieurs aubéton : 19T 15.

Ponts en béton précontraint construits par encorhellemen ts successifs



Annexe 2

NOM DE L'OUVRAGE

r.n ip laccmcntlùi t rcpr iscs


P o n t d e l a C o r n i c h eà Dole

G r o u p e m e n t :- C a m p e n o n B e r n a r d R é g i o n s- Roux SA

Fév. 1993-Avril 1995


A19

RevueOuvragesd'artNov. 1994

RevueGénéraledes Routeset desAérodromesNov 1995

Longueur : 496 m (4 8 m + 5 x 80 m + 48 m ).Largeur : 14,50 m.

Viaduc de l a R ivo i r een Isère

G r o u p e m e n t :- Razel- Fougerol ie-Bal lot

- R oyans Travau x

Juil . 1995-Nov. 1996

RevueTravauxJuil./Août1997

A20

Deux ouvrages indépendants.Deux tabliers concentriques avec rayons en bord gauchede 984,50 m et 1001,15 m ; entre axes de 24,10 m.Longueur : 247 m ( 64 m -^ 113 m -i- 70 m).

P o n t d u Ve c c h i oen Corse

Ent repr i se Raze l

RevueOuvragesd'artDec. 1998

VIVARIO VENACO

222.00

42.25 137.50 42.25

Ouv rage à 3 travées (42 ,25 m -t- 137,50 m -i- 42,2 5 m ) en bé tonprécontraint, de 10m de largeur.

A21

PotUs cil béton précontraint construits par encorl?ell('iiienls siiccessi/s




MODE HAUTEURS QUANTITESD'EXÉCUTION DU TABLIER DEet po ids des Él an ce m en ts MATÉRIAUX


REMARQUES

H . »

Voussoirs coulésen place.Voussoirscourants de3,20 m de long.Voussoirs sur pilede 6,40 m delong.

- Surh =e =

-Àhe

appui := 5,50 m= 1/14la clé := 2,50 m= 1/32

(EUVREPour le tablier :- Béton B35 :4 100 m \

- Précontrainte :190 tonnes.

Premier pont àâmes plisséesconstruit parencorbel lementssuccessifs enFrance.

Voussoirs sur pilelongs de 8,50 m.Voussoirscourants16 X 3,20 m delong côté travéecentrale et17 X 3,20 m côtétravée de rive.

Voussoirscourants réalisésavec deséquipagesmobiles dits paren-dessous.


4 000 m^- Coffrages :

15 200m2-Armatures :690 t

- Précontrainte :174 t

Réalisation pardemi-fléau de latravée centraleen encorbellementssuccessifs de3,60 m à l'aided'équipagesmobiles danslesquels sontplacées les âmespréfabriquéesde hauteur maisaussi d'inclinaisonvariables du faitde la variation de

largeur duhourdis inférieur.

- Sur appui :h = 11 me = 1/12

- À la clé :h = 3,50 me = 1/39

Précontrainte :- câbles d e fléaudans le hourdissupérieur,

- câbles decontinuitéextérieure aubéton allant deculée à culée,

- câbles éclissesintérieurs entravée centrale,

- barre deprécontraintedans lespanneauxd'âmes.

245.

Ponts en hcton précontraint construits par encorbellem ents successifs



Annexe 2

NOM DE L'OUVRAGE COUPE LONGITUDINALE SCHÉMATIQUE


Dates d'exécution

Pon t su r l e Rh inà S t rasbourg

G r o u p e m e n t :- Bilfinger- Ber ger e t M ax F ri ih

2001 - 2002

A22

RevueTravauxN° 783Fev. 2002

a » on

« M A L I C M A O N I

jaiss S*• 1 1 1 " " " i i i i i i i i i i | | | * | | i | i i i i i i i i i i i

\r- t — = ^ - = — 1

iiiiiii ' y

Longueur : 457 m (121 m + 205 m + 131 m).Largeur : 14,75 m.

Pon t su r l a Se ineGennevi l l i e r s

G r o u p e m e n t :- SPIE Bat ignol les- G T M

- Fougerol les

1 9 9 0 - 1992

m CM

Longu eur : 568 m (110 m + 169 m + 96 m + 169 m + 114 m).Largeur : 18,06 m.

A23

Ponts en Ix'ton précoiitrainl construits par encorlx'l/enicnts sncccs sifs




MODE HAUTEURS QUANTITES REMA RQUED'EXÉCUTION DU TABLIER DEet po ids des É la nce me nts MATÉRIAUX



Voussoirscourantslongueur variable3,50 à 5.00 mde long.

Voussoirs sur pile9,50 m de long.

- Sur pile :h = 9,00 me = 1/23

- À la clé :h = 4,50 me = 1/45

- Sur culée :h = 3,20 m

Variation suivantune courbeparaboliquepour la travée

centrale etcubique pourles travéesde rive.

ŒUVRE


7 750 m \- Aciers passifs :913 000 kg(118 kg/m-*)

- Précontrainte :598 000 kg(77 kg/m3)

SECTION SUR PILE SECTION A LA CLE18,06


Voussoirscourantslongueur 3,30 mpour la travée de96 m et 3,60 mpour les autres

travées.

• Sur p ile :h = 9,00 m

- À la clé :h = 3,50 m

Pour le tablier :

- Béton :13 900 m^

- Aciers passifs :1 711 000 kg(124 kg/m*)

- Précontrainte :Extérieure 241 tIntérieure 728 tProvisoire 22 t

3,7S

Ponts en héton précontraini construits par encorbellem ents successifs






I m M O N O G R A P H I

B -

O U V R A G E S F R A N Ç A

AV EC V O U S S O IR S

P R É FA B R I Q U É S

fi

2 4 9 .



Annexe 2

NOM DE L'OUVRAGE


D a t e s d'exécution

Vi a d u c d e N e y r o l l e s(A 40)

G r o u p e m e n t :- G T M- C a m p e n o n B e r n a r d

Juin 1983 - Dec. 1985


Bl


RevueGénéraledes Routeset desAérodromesJuin 1986Oct. 1989

Travies var iab les de 23 .68 m i 51 ,10 m

J-4- -M — H-»- -^ « i 1 i t i i—t 1 "

Fondations par puits marocains (un puits de 4,50 m de diamètrepar pile) dans des pentes d'eboulis à la limite de l'équilibre.

Ouvrage de f r a nch i s sem en tde la Se ine ,à Choisy-le-Roi (A 86)

E n t r e p r i s e C a m p e n o nBernard

1982


Fondations semi profondes par pieux.Piles à terr e : 5 pieu x de 1,60 m de diam ètrePiles en rivière : 6 pieux de 1,60 m de diamètre disposésen cercle.

B2

P o n t d e R u m i l l y

E n t r e p r i s e C a m p e n o nBernard

1983


B3

Fonts en béton préconlraiiil construits par encorhelleiiients successifs




MODE HAUTEURS QUANTITES REMA RQUED'EXÉCUTION DU TABLIER DEet po ids des Él an ce me nts MATÉRIAUX


V2 coupe a la clé I /2 coupe sur pl l i^rÉci i t t i iMt l •Hi t i tHnal l i

i H IT 13

Voussoirs dehauteur constantepréfabriqués etposés à la poutrede lancement- longueur desvoussoirs :2,10 m à 2,44 m

- poids : 35 à 44 tPrécontrainteintérieure aubéton par câbles12T13

(avec la possibilitéde rajouter uneprécontrainteadditionnelleextérieure).

Hauteurconstanteh = 3,02 me = 1/17

(EirVREPour le tablier :- Béton :

5 000 mS- Aciers passifs700 000 kg(140 kg/m^)

-Aciers actifs :170 000 kg(34 kg/mn

Voussoirspréfabriquésposés à la poutrede lancement- longueur desvoussoirs :3,16 m à 3,35 m.

Précontrainte

longitudinaleintérieure aubéton par câbles12T15(avec la possibilitéde rajouter uneprécontrainteadditionnelleextérieure)

- Sur ap pui :h = 5,50 me = 1/17

- À la clé :h = 2,80 me = 1/34

Dévers de - 4,5 % à + 4,5 %

Pour le tabliersud :- Béton :

5 075 mS-Aciers passifs :495 000 kg(98 kg/m-^)

-Aciers actifs

long. :224 500 kg(44 kg/m<)Transversaux :43 600 kg(9 kg/m<)Verticaux :10 700 kg(2 kg/mS)épais, équiv :0,69 m

Pour le tabliernordrespectivement :5 193 m3 , 508 t,272 t,45 t, 10 t,0,70 m)

• Le hou rdissupérieur estprécontrainttransversalementet les âmesverticalement(tracé droit descâbles long.).

• De multiplesprécautionsont du êtreprises pour lepassage au-dessus desvoies SNCF.

Voussoirspréfabriquésposés à la poutrede lancement- longueur desvoussoirs :2,35 m

Précontraintelongitudinaleintérieure au

béton par câbles12T15etextérieure parcâbles 19T15.

Hauteurconstanteh = 3,18 me = 1/14

Pour le tablier :- Béton : 630 m^- Aciers passifs :82 000 kg(1.30 kg/m ^)


Précontrainteverticale auvoisinage desappuis.

251

Fonts eti béton précontraint construits par encorbellem ents successifs



Annexe 2

NOM DE L'OUVRAGE


Dates d'exécution

Vi a d u c d e S e r m e n a zdans l e Rhône (A 46)

Ent repr i se GFC

1983


B4


0 9 9 ,,. ? 9 ^^ ^

Fondations par caissons havés de 6 m de diamètre pour P3 et P5et de 7 m de diamètre pour P4.

Vi a d u c d e l 'Arrêt Da r r éH a u t e s P y r é n é e s

Ent repr i se Ci t ra

1986

B5

Supplémentde la revueTravaux deJanv. 1986

Journéed'études del'AFPC du12 Juin 86

La techniqueFrançaise duBétonPrécontraintXI congrèsde la FIPHambourg1990

^ Jatbes

J90_812.00 m

L9n9sp9d9 p

H. W ]xiik

4«,rii*'*«>s«si,

Fondations par semelles ou pieux de 1,20 m ou 1,50 m dediamètre.

Viaduc de Bra s s i l l yHaute Savoie

Ent repr i se Dragages e tTravaux Publ ics

Juin 1986


RevueTravauxOct. 1986

($) e <5> e

; .

P3 fondée sur 9 pieux de 1,40 m de diamètre.

B6

Puuts en béton [>rcc(» ilniint construitspcir encorhe llemcnts successifs



C;OUPES TRANSVERSALESDU TABLIER

MODE HAUTEURS QUANTITES REMA RQUED'EXÉCUTION DU TABLIER DEet po ids des Él an ce m en ts MATÉRIAUX


i/ t am t m niMi | lit cMPf w nu

L ' 1

Préfabricationdes âmes,coulage en placedu hourdis inf. aufur et à mesurede la constructiondes fléaux, puiscoulage duhourdis sup.

Mise en placedes âmes parpotence de pose.

• Sur app ui :h = 6 me = 1/15

• À la clé :h = 2.80 me = 1/32

ŒUVRE


10 250 m^-Aciers passifs :

1 520 000 kg(148 kg/m-^)

- Aciers actifs(dontprécontraintetransversale) ;665 000 kg(65 kg/m^)

Précontrainteentièrementextérieure parcâbles galvanisés12T15.

• La présencedans unemême sectionde bétonsd'âges trèsdifférentspose desproblèmesde retraitdifférentiel.

• La vitess e deconstructionest inférieureà celle d'unouvragepréfabriquémais supérieureà celle d'unouvrage couléen place.

» W

Préfabrication dunoyau central.Les porte-à-fauxsont coulés enplace à l'aided'un équipagemobile après

clavage.Voussoirs : 2,22 m(sauf pour ceuxproches des piles1 = 1,90 m) . Miseen place desvoussoirshorizontalementà l'aide d'unepotence mobileet basculementavant clavage.

• Sur ap pui :h = 6,30 me = 1/16

• À la clé :h = 2,90 me = 1/34,5

Principalesquantités pourl'ouvrage :- béton des

appuis :5 000 m<

- béton du

tablier :7 680 m^- Arm aturespassives :1 900 t

- Arm aturesactives :393 t

(Remarque :chaque piles estprécontraintepar 4 câbles19T15)

Épaisseurmoyenneéquivalente :72 cm

Précontraintemixte :- câbles int. :de fléau2x 20 12T15de continuité2 x 5 12T15

- câbles ext. :2 x 7 19T15

Le tablier estprécontrainttransversalement(2 x7T15par nervure).

"•«-UL.

Les voussoirs (de3,50 m) sontpréfabriqués ausol sur doucine.Le voussoir surpile (6,70 m) estcoulé en place.Les voussoirssont ensuitelevés à la verticalede leur

emplacement etassemblés.Les 2 fléaux (800 tchacun) sont misen place dansleur positiondéfinitive parrotation (50°).

• Sur ap pui :h = 6,62 me = 1/16,5

• À la clé et surculées :h = 3me = 1/36,5


2 450 m^-Aciers passifs :

320 000 kg(131 kg/m^)

- Aciers actifs :125 000 kg(51 kg/mJsoit 41 kg/m2de surfaceutile)

Précontrainteentièrementintérieure parcâbles 12T15

Intérêt de larotation :- pas deconstructionau-dessus desvoies SNCF ;

- conditionsde travailoptimales (enparticuliervis-à-vis de la

sécurité) ;- moyens etmatérielssimples.

Ponts en béton précontraint construits par encorhelleme nts successifs



Annexe 2

NOM DE L'OUVRAGE


Dates d exécu t ion

Viaducs de Sy l ans e td e s G l a c i è r e s(A 40)

Ent repr i se Bouygues

Pour le viaduc de Sylans :Avr. 1986-Avr. 1989


B7

- RevueGénéraledes routes :Juin 1986-Fév. et Oct.1989TechniqueFrançaisedu BétonPrécontraintHambourg1990

- Journéed'études del'AFPC du12 Juin 86

- RevueTravauxMars 1986

, - i ^

} Q M))CK)«OX)MK)XX)XXHM.ff

t ravée courante

i l I f ~ 4 ^

Coupe du viaduc de SylansLongu eur du viadu c de Sylans : 1268 m, long ueu r du viaduc desGlacières :215mChaque viaduc est constitué de deux ouvrages parallèles.Fondations difficiles dans des éboulis par puits marocains de4 m de diamètre (par pile).

Viad uc de Ro ge rv i l l e

(A 29)


1995

La Technique

Française duBétonPrécontraintXIII congrèsde la FIPAmsterdam1998

RevueTravauxAvr 1996

( | ) ( « ) ( M ) ( = ) ( S ) ( « ) { ^ ( ^ ( S ) ( S ) ^

B8

Viaduc constitué de deux tabliers séparés, décalés de 5 m enaltitude, encastrés sur les branches d'une même pile en forme de V.

Les piles sont fondées sur deux puits marocains de 5 m dediamètre.

Pont de l ' I l e de Ré


1987 - 1988

54

B9

Longueur : 2926,5 mètre s. Le pont est com posé de 6 viaducssuccessifs.Les 4 viaducs centraux comportent chacun 4 travées de 110 mde portée.Les viaducs de rive ont des travées de portées variables de37,20 m à 110 m.Il y a 28 piles de 5,50 m de diamètre. Chaque pile est fondée sur4 pieux forés en béton armé de 2 m de diamètre inclinés de 20° surla verticale et encastrés de 12 m dans le substratum mamo-calcaire.





MODE HAUTEURS QUANTITES REMA RQUED'EXÉCUTION DU TABLIER DEe t po ids des É lancements MATÉRIAUX

vousso i r s MISES EN

5.375

J i Z i

C o u p e d'un demi-vousso i r

Voussoirspréfa. posés à lapoutre delancement.Voussoir : 4,66 m(58 t). La struc tureen treillis apporteun allégement dupoids du tablierde l'ordre de 15%Assemblage de2 fléauxconsécutifs par

clavage à jointsconjugués, ce quiimplique unedénivellationd'appui et uneinclinaison defléau.

Hauteurconstanteh = 4,17 me = 1/14,5

ŒUVRE

Tablier de S)lans :- Aciers actifs :

716 tCâbles longitu. :-4T15provisoiresextérieursde fléau,

-12T15extérieursde fléau,

- 4T15 intérieursen partie

supérieure etinférieure,-12T15

extérieurs decontinuité,

- des âmes (X) :de hourdis àhourdis.

- Structure trèsinnovanteimpliquant unegrande précisiondans lafabricationdes voussoirs.

• Manipulationdes fléaux pourl'accostage.

- L'emboîtagedes joints declé conduit à

une distributiondes efforts quiest celle d'unpont construitsur cintre.

nMI»Êtt:1lMfoi1

Voussoirspréfabriquésposés avecune poutre delancementautorisant une

pose en symétriede deuxvoussoirs.Longueur d'unvoussoir courant :3,65 m (poids :entre 65 et120 t)Le voussoir surpile est coulé enplace.

Hauteurconstante sur lapartie centraledes travées :

h = 3,70 me = 1/20,5

Sur appui :h = 4,25 mc = 1/18


11 000 m^

- Aciers passifs :2 000 000 kg(182 kg/m3)


- Précont. mixtetablier 19T15.

- Les piles sontprécontraintes.

- Utilisationd'une poutremétalliqued'articulation auniveau des jointsde dilatation.

Le choix de lastructure estpurementesthét ique. Dustrict point devue technique,un caissoncourant àdeux âmesinclinées etencorbellementssimples auraitsuffi.

C o u p e t r a n s v e r s a l e à la clef

Voussoirspréfabriqués àjoints conjugués.munis de finesclefs multiples,poses avecpoutre delancementhaubanée de275 m de long.Voussoirscourantsde 3,80 m.

- Sur appuih = 7 me = 1/16

- À la clé :h = 4 me = 1/28

Câblage mixte.




Annexe 2

NOM DE L ' O I J V R A G E

K m p l a c c m c n tHnt rep rise s


Viaduc de Sa i n t -André

G r o u p e m e n t :- Bouygues- O l i v a T P- G F C- Intrafor- DTP Ter rassements

Oct . 1997-Dec. 1999

COUPE LONGITUDINALE SCHÉMATIQUE

BIO

RevueTravauxSept. 1998

Longueur : 904 mètres.Travées : 48,6 m + 89,45 m + 7 x 95 m + 61,05 m + 39,40 m.Largeur du tablier : 21,20 m en section courante, variable jusqu'à27,36 m près des échangeurs.Rayon minimum en plan : R = 500 m.Fondations par pieux forés.Les piles sont courtes : la plus haute ne dépasse pas 15 m et

trois d'entre elles sont limitées au seul chevêtre.

Vi a d u c s d e Q u é h e n ,d ' H e r q u e l i n g u e e td ' E c h i n g h e n ,d i t s v i aducsd u B o u l o n n a i s

G r o u p e m e n t :- Bouygues- De m ath ieu e t Bard- N o r p a c

Janv. 96 - Janv 98

RevueTravauxNov. 1997

Quéhen : long de 474 m (7 travées : 44,50 m + 5 x 77 m + 44,50 m)Herquelingue : long de 259 m (4 travée s ; 52,50 m + 2 x 77 m +52,50 m)Echinghen : long de 1301 m (15 travées : 44,50 m + 3 x 77 m +93,50 m + 5 x 110 m + 93,50 m + 3 x 77 m + 44,50 m).Largeur : 19,24 m.

Bll

Ponts en béton précontraint construits par encurix'itenients successifs








I 1 M O N O G R A P H I

O U V R A G E S E T R A N G

2 5 9 .

à



Annexe 2

NO M DE L'OUVRAGE COUPE LONGITUDINALE SCHÉMATIQUE



P o n t su r le K i s h w a u k e eIl l inois (USA)

E d w a r d K r e a m e r andS o n s Inc., P la in ,Wiscons in

C l

RevueIndustriaItaliana delCementoJanv 1988

J 3 2 i î 4 n i

3 § M B

P o n t de l ' a u t o r o u t e H3

Hawai i (USA)

J . Mu ller In tern at io nale t le g r o u p e m e n t SCI et

EE Black

Nov 1989-Jui l . 1993

RevueTravauxF é v 1 9 9 2

La TechniqueFrançaise

du BétonPrécontraintXII congrèsde la FIPWashington1994

ELEVATION PARTIELLE

LONQUEUfl TOTALE DE L ' O U V N A O E 2016 m

4 TRA Vm CONTINUE» 341 m I movl

TWAVtl COUHANTl B7 w

porté mumwta: 92 m

VUE EN PLAN

C2

L'ouvrage comporte deux tabliers parallèles.Chaque tablier est por té par 23 piles.Fondations par pieux forés : en général, 6 p ieux de 1,50 m dediamètre par pile.

L e s v i a d u c s de F r e n c hC r e e kC o l o r a d o (USA)

Ent repr i se F la t i ron( p o s e des tabl iers sou st ra i t ée à Pres con , f i lia le USd e C a m p e n o n B e r n a r d )

1988

RevueTravauxMai 1989

C3

Le chantier portait sur deux viaducs :

- Le premier viaduc, long de 402 m, comprend 7 travées dont lesportées varient de 44 m pour les travées de rive à 64 m pourles travées courantes.

- Le second viaduc, long de 955 m comprend 16 travées et2 joints de dilatation placé s au quart de la portée . Les portée svarient de 41 m pour les travées de rive à 64 m pour les

travées courantes.

Fondations : semelles ou pieux (métalliques ou forés) suivant leterrain rencontré.

Po>its en béton précontraint construits par encorbellements successifs




MODE HAUTEURS QUANTITES REMA RQUED'EXÉCUTION DU TABLIER DEet po ids des Éla nc em ent s MATÉRIAUX


12.50 6,30 .

a ) Co up e su r p i l e b ) Co up e en t r avée

Voussoirspréfabriqués de3,04 m mis enplace par poutrede lancement.La précontrainteest effectuée àpartir de barresde diamètre32 intérieures(46 barres defléau, 38 barresde continuité)Voussoirspréfabriquésavec 2 grossesclés uniques surles âmes.

ŒUVRE

Hauteur const.h = 3,55 me = 1/21

Premier pontconstruit auxUSA:- à l'aide d'unepoutre delancement,

- avec uneprécontraintetransversale.

COUPE A LA CLEvor. a» \2S20 à 5830

2 J 9

COUPE SUR PILE

v a r .M IZS20 ô IS<30

Voussoirspréfabriqués depoids maximum(hors voussoirssur pile, coulésen place) 70 t.Voussoirs delongueur variable :2,44 m, 3,05 m,3,36 m mis enplace par poutrede lancement.

• Sur ap pui :h = 4,88 me = 1/18

• À la clé :h = 2,44 me = 1/35.5

Pour le tablier :- béton :

36 000 m^-Aciers passifs :4 030 000 kg( 11 2 k g / m n

-Aciers actifs(dontprécontraintetransv. :1 810 000 kg(50 kg/m^)

Précontrainteintérieure :de fléau :32 câbles 19T13de continuité :18 câbles 19T13.La précontrainteextérieure (saufprovisoire)n'était pasautorisée.Le projet initial(voussoirscoulés en place)aurait nécessitéau moins4 pairesd'équipagesmobiles.

Voussoirspréfa. mis enplace par poutrede lancement.L'un des viaducspossédant danssa partie centraleune courbure enplan avec unrayon de 232 m,l'ingénieurconseil a optédans cette partiepour une pose à

l'avancementavec appuisprovisoires.

hauteur const.h = 2,44 me = 1/26

La précontrainten'étant pasrelevée du toutsur appuis, ona du placer desbarres deprécontrainteverticales dansles voussoirsprès des piles.

Ep. des âmes : 35,5 cm

Ponts en hcton précontraint construits par encorbellemen ts successifs

http://2s20/

http://2s20/

http://2s20/






I T R B I B L I O G R A P H

La présente annexe dresse toutd'abord la liste de tous les textesofficiels concernant la conceptionet le calcul des ponts construits parencorbellements successifs. E lle listeensuite un grand nom bre de documentset d'articles consacrés à cette technique.

2 6 3 .



Annexe 3

A 3 - 1 - T E X T E S O F F I C I E L S

TEXTES CONCERN AN T TOUS LES OUVRAGES

- le fascicule 6l titre II du CPC : "Programm e de ch arges et épreu ves de s ponts-routes " ;

- la circulaire n° R/EG3 du 20 juillet 1983 intitulée "Transports exceptionnels, définition des convoet règles po ur la vérification des ouvrages d'art" pub liée par la Direction d es R outes, po ur les osupportant ce type de véhicules ;

- le fascicule 6 l titre IV sec tion II du CCTG : "Actions de la neige sur les constructions" (DTU P 06-006 deseptembre 1996) ;

- le fascicule n° 62 titre 1" - Section I du CCTG : "Règles techniques de conception et de calcul des ouvrageset cons truct ions en béto n arm é suivant la mé tho de des états limites" (BAEL91 révisé 99) ;

- le fascicule n° 62 titre 1= - S ection II du CCTG : "Règles techniques de conception et de calcul des ouvrageset cons truc tion s en bé ton préc ontra int suivant la m éth od e des états limites" (BPEL91 révisé 99) ;

- le fascicule n° 65-A du CCTG et so n add itif : "E xécution des ouv rages de génie civil en bé ton arm é ouprécon traint" ;

- le fascicule n° 62 titre V du CCTG : "Règles techn ique s de con cep tion et de calcul des fondatioouvrages de génie civil ;

- le fascicule n° 68 : "Exécu tion de s travaux de fondation des ouvrages d e génie civil" ;

- la norme NFP 95-104 :"Réparation et renforcement des ouvrages en béton et en maçonnerie ; spéc ificationsrelatives à la technique de précontrainte additionnelle ".

Textes concernant uniquem ent les ouvrages situés en zone sismique

- le décret n° 91-461 du 14 mai 1991 relatif à la prévention du risque sismique et à l'arrêté du 15 sep1995 relatif à la classification et aux règles de constructions parasismiques applicables aux pontcatég orie dite "à risque norm al" ;

- le guid e AFPS 92 pou r la protec tion parasism ique de s ponts , édité pa r l'A ssociation F rançaise dParasismique, publié aux presses de l'École Nationale des Ponts et Chaussées ;

- la norme hom ologué e NE P 06-013, plus couram men t appelée "Règles de con struction parasismique - règlapplicab les aux bâ timen ts - PS92", po ur ce qui con ce rne les fondations.

Po)7ts Cil béton précoiilraiiil cuiistniiis fjnr encorbellements successifs





Annexe 3

A 3-4 - AR TICLES DE REVUES DIVERSES

On trouvera ci-dessous une liste d'articles co nce rnan t la constru ction par encorb elleme nts sucessifsde 1990 à mi - 2002 dan s les princ ipale s revues françaises de travaux pub lics et dans quelqu es étrangères. Chacun de ces articles est suivi d'un code indiquant le ou les thèmes abordés. La significces codes est la suivante :

yAAn^

Recherche, calculs

Conception et exécution d'un pont à voussoirs coulés en place

Conception et exécution d'un pont à voussoirs préfabriqués

Conception et exécution d'un projet de réparation ou de renforcement

Matériaux

PUBUCATIONS DE L'AFPC/AFGC POUR LES CONGRES DE LA FIB

- [VIR 90.1] M. Virlogeux : La résistance à l'effort tranchant des ouvrages constitués de voussoirs préfabriqLa technique française du béton précontraint, Hambourg (1990) SI

- [MOS 90] J. Mossot : Le viaduc du C ham ps du Com te, La tec hni que française du b éton préc oHambourg (1990) A

- [BOU 90] J. Bo udo t : Le viaduc de Sylans et des Glacières - Les struc tures triangulée s en bé ton préc ontrLa techn ique française du béto n précon traint, Ham bourg (1990) A

- [SER 90] C. Servant, R Gallet, Ph. Lecroq, R Barras : Le viaduc de l'Arrêt-Darré, La tech niq ue frabéton précontraint, Hambourg (1990) A

- (VIR 90.2] M. Virloge ux, G. La coste, M . Legall, RY. Bot , J-R Runigo.J. Combault, M. Duviard, G. Suinot etP. Fraleu : Le pont sur le Loch d Auray, La technique française du béton précontraint, Hambourg (19

- [VIR 94] M. Virloge ux, E . Bo uch on, J.C. Martin, J. Lefevre,Y. M aury.T. Guy ot, M. Pottier,A . Heu sse, J. R yckaert, J. Mathivat, B. Lenoir : Pont de C heviré, La tech niq ue française du b éto n préc onWashington (1994) A

- [FUZ 94] J-R Fuzier, C.A dib : Poutres de lan cem ent : le pont de Baldw in, La tech niq ue française dpréco ntraint, Washington (1994) A

- [BOU 94.1] E. Bou chon , D. Leco intre, M. Virlogeux, R. Gachiteguy, G. Viossang es, R . Gai, M. Boy, P. Ballester,M. R ouda nes, P. Fraleu : Le viaduc d e Bourran à Rodez, La tech niq ue française du bé ton préc oWashington (1994) A

- [BOU 94.2] E. Bou chon , E. Conti, D. de Matteis, E Pero, M. Virlogeux, R. Damour, A. A bastado,M. Tasson e, A. D emozay, P. Jacques, F. Veyres, C. Lavigne : Le po nt de la rivière S aint-Denis à la R éun io

(Océan Indien), La techn ique française du béto n préco ntraint, Washington (1994) A

- [CHA 94] P. Ch assag nette, J.J. Lagane : Do ublem ent du p on t sur la Seine à G ennevilliers, La tefrançaise du béton précontraint,Washington (1994) A

- [CRO 94] A. Croch erie, G. Gillet, B. C anitrot, F. Edon, P. Kirschner, B. F ournier, F. R enaud,T.Thibaux, P. Doguet :Les viaducs du Piou et du Rioulong, La tech niq ue française du béton préc ontr aint, Wa shington (19

P(j)its eu hcloii prâcoutraiiil coustruitspar l'iiciirhellemcuts successifs



- [CAN 94] B. Can itrot, G. Gillet, B. Bouvy,A . Palacci, B. R aspaud : Le pon t de l'aut oro ute A 75 su rGarabit, La tech niqu e française du bét on pré contrain t, Washington (199 4) A

- [LEB 94] J-D. Lebon.A. Leveille : Le pont de la Corniche à Dôle, La technique française du bétonWashington (1994) A

- [COM 94] J. Combault, J.P Teyssandier, N.D. Haste, P Richard, M.S. Fletcher, Y. Maury, J. MaLe secon d po nt sur la Severn, La techn ique française du béton préco ntraint, Washington (19 94)

- [MUL 94] J. MuUer, G. Causse : Le po nt à voussoirs préfab riqués de l 'auto rou te H3 à Hawaï, Lfrançaise du béton préco ntraint, Washington (1994) A

- [GAS 94] C. Gasaigne s, J. Bou dot, O. Martin : Pon ts à voussoirs pré fabriq ués en A sie - L'exem ple d udu Kw unT ong By Pass, La techn ique française du b éton préc ontrain t, Washington (1994 ) A

- [ABE 94] H. A bel, G. Causse, C. Ou tteryc k, D. de Matteis, H. Capde ssus , J. Bouillot, B. Greze

J. Comba ult,A . Leveille,Y. F aup, F. Zirk : Le pont d'Arcins sur la Garonne à Bordeaux, La technique frandu béton préco ntraint, Washington (1994) A

- [BAR 94] P. Barras, D. Poineau : R éparation du pon t de Blagnac - Études, projet et suivi d es tech niqu e française du bé ton p récon traint, Washington (19 94) JC

- [VIR 96] M .Virlogeux, J.M. Laco mb e,A . Le Bo urd onn ec : Practical design of cantilev er ten do nbuilt by the balanced cantilever method, FIP Symposium, Londres (1996) 121

- [SER 98] C. S ervant (S erf), E. Bou cho n (Setra), R. Gac hiteguy (DDE de l'Aveyron), J.J. Lagane, P. Chassagn ette,V. Preyssas (Spie-BatignoUes TP) : Record de portée dans la vallée du Viaur, La technique française du

préco ntraint, A msterdam (1998) A- [COM 98] J. Com bault (Dumez-GTM) : Le po nt de la Confédé ration (Ile du p rin ce E douard -

technique française du béton précontraint , A msterdam (1998) A / A

- [JAC 98] P Jac que t, M. Duviard : Le viaduc de R ogerville, La tec hn iqu e française du b éto n prAmsterdam (1998) A

- [MEU 98] P. Me urisse, X. Pham , K. Gharbi, J.P. Viallon : Une nouv elle gén ératio n de po nts mviaducs du Boulonnais, La techn ique française du béton préco ntraint, A msterdam (1998) A

- [BOUS 98.1] C. Bou squet,J.M . Cussac,A . Fauvelle, B. R adiguet :TGV M éditerran ée - Lot 2H -VR hône, La tech niqu e française du béto n préco ntraint, A msterdam (1998) A

- [BOUS 98.2] C. Bous que t, J.P. Ju ng , F. Valotaire : Le viaduc TGV de Vernegue s, La tech niq ue françaisebéton précontraint , A msterdam (1998) A A

- [DEWI 98] M. De Wissoc q, L. Paulik, M. Placidi, J. Vassord : Pon t du Vec chio, La tech niq ue frbéton précon traint , A msterdam (1998) A

REVUE TRAVAUX

- [VIR 91.2] M. Virlo geux , G. Lac oste , P F raleu, M. Legall, PY. Bot , J.P R unig o, J. Com bau lt, MG. Suinot, M. Le Corre : Le pont sur le Loch d'Auray (juin 1991) A

- [JOU 91] A. Jouanno, G. Gillet, B. Bouvy, J.C. Foucriat, J. Goyet : A utorou te A 75 dans le Cantal : Les étud esdu pont sur laTruyère (octobre 1991) A

Fonts en béton précontraint construits par encorbellements successifs



Annexe 3

- [BOU 91] E. Bo uc ho n, D . Lec ointre , M. Virlogeu x, R. Gach iteguy, G. Viossa nges, R. Gai, M. Boy, R M. R oudanes, R F raleu : Le viaduc de Bourran à Rodez (octobre 1991) A

- [BOU 92] E. Bouch on, E. Conti, D. de Matteis, E Vacher, M. Virlogeux, R. Dam our, A. A bastado,M.Tassone, M. Bustamante, A. Demozay, P.Jacques, E Veyres, C. Lavigne : Le pon t de la rivière Saint-Denisà la Réunion (juillet-août 1992) A

- [RIC 93] C. R icard, J.Jou ves, B. Bouvy, Ph. Dhive r : Remise en état du pont de la RD220 sur le canal d'amenéede la chute de Bourg-lès-Valence (novembre 1993) ^

- [HUM 93] E. Humbert, J. Ho ogh e, X. Du rand , Y. Picard : Le viadu c d e Limay, Yvelines (19 93 ) A

- [BER 95] A. Bern ardo : Le po nt du R ambler Chan nel à Hong Kong (avril 1995) A

- [CON 95] E. Con ti, H. Oudin-H ograindleur : Passerelle tou rné e sur l'au toro ute A4 à N oisy-le-Gra1 9 9 5 ) A

- [RIC 96] D. Richard, G. Frantz, R Jacquet : Le viad uc de Roge rville (avril 1996) •

- [COM 96] J. Combault,J. Hervet,V.Vesval : Le second franchissement de l'estuaire de la Severn (avril 1996•

- [BOI 96] A. Boisset, J. Combault, M. Lefebvre, D. Maire : Le pont de l'île du Prince-Edouard (juillet et août1 99 6) A / A

- [MAG 97] H. Magnon-Pujo, B. De berle : Le viaduc de la R ivoire (Isère). Une con struc tion anticipfaciliter la circulation de chantier (juillet-août 1997) A

- [DEL 98] G. Delfosse, P. E aure, G. Perez : Confortement par précontrainte additionnelle du pont de la Seudren Charente-Maritime (février 1998) K

- [QUI 98] : D. Quivy,Y. Dele porte , B.V incent : A39 - Les viaducs sur le Doubs et la Loue (février 1998) A

- [DOG 98] P. Doguet : Un grand ou vrage sur l'Agout - Le viaduc d e Castres (février 1998) A

- [MON 99] J.Y. M ond on : Le Hung H om by-pass à Hong Kong (janvier 1999) A

- [ROI 9 9] D. Poineau ,J.M. L acom be, G. Desg agne, C. Creppy, H. Marneffe, L. Duflot, R R ibolzi, B. Vandep utte,R Zanker : La réparation du pont de Châlons-en-Champagne (avril 1999) X

- [PAU 00] L. Paulik : Le pont du Vecchio en Corse (janvier 2000) A

- [DIEU 00] R Dieuaide : Le viaduc de Digoin (janvier 2000) A

- [DEM 00] A. Demare, G.Tréffot : Le projet du second pont sur le Rhin au Sud de Strasbourg (janvier 200A

- LJAE 00] J.M.Jaeger, S. N un ez .JJ . B lanchi, D. Rrimault : AH) - Le viaduc d e la Do rdog ne (janvier 20 00) A

- [DEW 01] V. Dev^îlde, E Dallot, ETavakoli, D. Guio, D. de Matteis : Passage à rEuro(code) pour l

viaduc de Pont Salomon (janvier 2001) A

- [DEM 01.1] A. Dem are, G.Tréffot : S econd po nt sur le R hin au Sud d e S trasbourg : Les travacommencés (mai 2001) A

- [GIA 0 1] D. Giacom elli, L. Marraci : Co nce ption de la réhab ilitation du po nt de Saint-André-de(novembre 2001) )C

Ponts eu béton pivcontraint construits par eucorhelleitients successifs



- [POR 01] T. Portefaix, C. R oud e, L. R osset : Le viaduc sur la Medway (décembre 2001) A

- [BOUT 01] L. Bo uton net : Kingston Bridge à Glasgow (décembre 2001) IC

- [CAY 01] F. Cayron, P. Cote : Un nou veau viaduc ferroviaire dan s les no uve aux territoire s d e H(décembre 2001) A

- [LAC 02 ] JJ . La caze, D. Giacom elli, M. Du viard, V. Vesval, P. Cha rlon, C. Sandre : A 89 - Le viadu c d u Pays deTulle (janvier 2002) A

- [CHU 02] J.R Chu niaud,T . Jam et, J.M.Tanis, F. M enue l, E. Barlet, R Chatelar d, J.R Viailon : Le po nt sur le Bde la Plaine (Ile de la Réunion) : un ouvrage d'exception dans un site grandiose (janvier 2002) A

- [DEM 02] A. Dem are, G.Tréffot : Second pont sur le Rliin au Sud de Strasbourg : La grande travée au-dessusdu fleuve est achevée (février 2002) A

BULLETIN OUVRAGES D'ART DU Setra

- [CON 91] E. Conti, EVacher : Le pont sur la rivière Saint-Denis à la Réunion (juillet 1991) A

- [ABE 91] H. A bel-Michel, C. Ou ttery ck , B. Grè zes, G. F erez : L'exécution du pont d'Arcins (juillet 1991) A

- [LEC 92] D. Lecointre, D. Lefaucheur : Ferraillage passif des bossages (janvier 1992) S]

- [VIO 93] P.Vion : L'exécution du pont de Villeneuve-sur-Lot (juillet 1993) A

- [COM 93] J. Com bault, B. F lourens : Le po nt de la co rnic he à Dole, de no uve aux plis dans le Jura (m ars A

- [BAR 93] R Barras : La réparation du pont de Blagnac : études, projet et suivi des travaux (novembre 1993

n- [GIL 93] G. Gillet, B. Canitro t,A . Palacci, D. F roissac, P. Gernigon, B. Bouvy,J. Goy et : Le pont sur laTruyère àGarabit (novembre 1993) A

- [PER 94] G. Ferez, B.Taimiot : Le renforcement du pont de Bergerac (juillet 1994) It

- tJEH 94] J.C.Jeh an,J.L. Bernard : La dém olition d u po nt d e Beauca ire sur le R hône (juillet 1994

- [BOU 94.3] E. Bou chon , J. Lefevre : Pont deTa nus , les effets du vent (nove mb re 19 94) y

- [REl 94] J.M. Reinhard : Le Pont de la corniche à Dole (novembre 1994) A

- [DEL 94] G. Delfosse, G. Fe rez : R enforcem ent par préc on train te ex térie ure (n ove mb re 1994) K

- [GIL 96] G. Gillet : Co nto urn em ent de Marvejols : les viaducs du Piou, du R ioulong et d e la (juillet 1996) A

- LJAC 96] R Jacquet : Le viaduc de R ogerville sur l'auto rou te A 29 (juillet 1996 ) A

- [TAV 96] F.Tavakoli : Modélisation STl d'un po nt construit par enco rbellem ents successifs (novem brI S I

- [GAC 9 8] R. Gachiteguy, G.Viossanges : Le viaduc du Viaur, des fléaux sous haute surveillance (mars 19A

Ponts en béton précon traint construits par encorbellements successifs












se rv ice d 'É

t e chn iques

d es r ou t e s

e t a u t o r o u t .

46 avenue

Aristide Briand

Documents

Ponts en Béton Précontraint Construits Par Encorbellements Successifs. Gc (Jui 2003)