U. de Moncton GCIV-5340 Conception des ponts...Arrangement des travées Profondeur des poutres Espacement des poutres Épaisseur de la dalle Dimensions de l’âme et des semelles

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2006-10-05 Ponts en acier 1

GCIV-5340Conception des ponts

Prof. Noyan TurkkanFaculté d’ingénierie, 119 G2

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© Noyan Turkkan 2001

U. de Moncton


Conception de la superstructure

Ponts en acier

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Ponts en acier

Acier utilisé est normalement

• Type AT, WT, QT• Acier soudable à résilience améliorée• Bonne résilience à basse température• Utilisé pour les ponts• Fy= 260 ~ 480 Mpa


Acier de construction

� Norme CAN/CSA-G40.21� Es = 200 000 MPa

� Gs = 77 000 MPa

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Acier coulé

L’acier coulé doit être conforme à l’une des normes suivantes :

a) ASTM A 27/A 27M ;b) ASTM A 148/A 148M ;c) ASTM A 486/A 486M.


Acier - goujons

Les goujons de cisaillement doivent être conformes à la norme ASTM A 108 (nuance 1015, 1018 ou 1020).

Les propriétés mécaniques des barres après étirage ou des goujons finis plein diamètre, déterminées selon des essais effectués conformément à la norme ASTM A 370 doivent être conformes aux critères suivants :

a) résistance minimale à la traction : 410 MPa ;b) limite élastique minimale (2%) : 350 MPa ;c) réduction minimale de surface : 50 %;d) allongement minimal pour 50 mm : 20% .

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Économie

240 - 600

100 – 270

45 – 75

24 – 75

15 – 24

L (m)Type de poutre


Avantages

� Acier est le matériau idéal pour la construction. Qualité supérieure, homogène, isotrope, haute résistance en tension et en compression. Grande ductilité.

� Rapidité de construction, coûts minimum� Poids léger, avantageux sur mauvais sols

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Avantages

� Profondeur minimum, avantageux pour les restrictions de gabarit

� Facile à réparer� Les ponts en acier existent depuis

longtemps, des méthodes d’analyse et de constructions sont développées dans le temps


Désavantages

� Corrosion, coûts de maintenance� Corrosion, structures faibles

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Types

Dalle sur poutres� les poutres peuvent être

� En forme de I (assemblées ou laminées)

� Poutres-caissons


Poutres en forme de I

Avantages vs poutres-caissons� Facile à fabriquer

� Facile à manipuler en usine� Prix moindre� Poids léger

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Poutres-caissons

Avantages vs poutres en forme de I� Meilleure répartition des charges due à une

grande rigidité en torsion

� Efficace où la profondeur doit être minimisée� Meilleure alignement en courbe� Peu de surfaces horizontales sur lesquelles

produits corrosifs peuvent s’accumuler

� Meilleure esthétique


Types d’ossature

� Poutres multiples� Deux poutres maîtresses avec poutres

de plancher� Poutres-caissons multiples

� Poutres-caissons multicellulaires

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Poutres multiples

Dalle

Poutres


Deux poutres maitresses

Solives

Poutre transversale

Poutre maîtresse

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Poutres-caissons multiples

Dalle

Caisson


Poutres-caissonsmulticellulaires

Dalle

Caisson

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Construction

Composite ou

mixte

Non composite

Goujon


Composite vs non-composite

� Non-composite� Travée simple < 15 m� Travée continue < 20 m� Économie en fabrication (par exemple, soudure

des goujons)

� Composite ou mixte� Travées < 25 m avec des WWF� Travées > 25 m il faut considérer des poutres

assemblées avec dalle participante

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Design préliminaire

� Arrangement des travées� Profondeur des poutres

� Espacement des poutres� Épaisseur de la dalle� Dimensions de l’âme et des semelles


Arrangement des travées

-50.0

-40.0

-30.0

-20.0

-10.0

0.0

10.0

20.0

30.0

0 5 10 15 20 25 30 35

Span

Mom

ent

L 1.33 L L

Cet arrangement permet dans le cas des charges mortes d’avoir des moments de flexion positifs approximativement égaux dans toutes les travées.

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Profondeur des poutres

h ~ L / 30h ~ L / 29Continue

h ~ L / 28h ~ L / 27Simple

h ~ L / 28h ~ L / 27Continue

h ~ L / 26h ~ L / 25Simple

Sans piétonsAvec piétonsType d’ossature


Espacement des poutres

Dalle sur poutres

SS/2 S/2SS

W

N ~ W / 4, S < 3.7mN = nombre de poutres

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Espacement des caissons

N ~ W / 6.5

W (m)

S


Épaisseur de la dalle

� Méthode empirique (8.18.4.1)� Dalle forme un ensemble mixte avec les

poutres� t > 175 mm� S < 18 × t� S < 4 m

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Dimension des semelles(approx.)

� Poutres en I� 18 mm < t < 75 mm� bs > 350 mm

� Caissons� 18 mm < t < 75 mm� zones de tendues, bi / t < 170


Épaisseur de l’âme (approx.)

� L < 45 m, t(mm) = L(m) / 2.5, tmin=12mm� L < 60 m, t(mm) = L(m) / 3.8, tmin = 12 mm� 60 m < L < 100 m, tmin = 16 mm

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Ponts en acier

Exemples typiques


Sections en forme de I

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Diaphragme

Goujons

RaidisseursDalle en BA



Diaphragme

Profilé

Goujons

Dalle en BA

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Profondeur variable



Poutres continues, sections constantes

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Raidisseurs

Diaphragme solideavec trou d’accès

Goujons

Contreventement

Dalle en BA



3.7 m

2.1 m

Aéroport de Toronto

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Facilité d’alignementen courbe



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