Transcript étude du pont de Savines - IFSTTAR Actions incitatives

Journées Techniques
Ouvrages d’Art
2014
Déformations différées des
structures en béton:
Étude du pont de Savines
Cerema: DTecITM
J-P. Sellin, J-F. Barthélémy, G. Bondonet
IFSTTAR: MAST
J-M. Torrenti
© DIR Méditerranée, 2010
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2014
Déformations différées
Les faits
Flèches importantes
–
–
Relevées à mi-travée depuis la construction
Pont Beaucaire (structure similaire) détruit
Les objectifs
Examiner si les codes permettent de modéliser
correctement les déformations différées
Comparer les résultats numériques aux mesures in-situ
11/06/2014
Sellin, Barthélémy, Torrenti, Bondonet
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Le pont de Savines
Vue actuelle
Crédit photo: Jean-Michel Torrenti
11/06/2014
Sellin, Barthélémy, Torrenti, Bondonet
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© Patron-Solares et al., 1996
Le pont de Savines
La structure
Construit en 1960
Par encorbellements successifs
11 travées de 77 m
22 voussoirs / travée
© IGN, 2011
2 travées de rives
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Le pont de Savines
La structure
Articulation à mi-travée
–
–
© DIR Méditerranée, 2010
Rotation & déplacement horizontal
Ne transfère que les efforts de cisaillement
Symétrie
–
Structure isostatique
© DIR Méditerranée, 2010
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Le pont de Savines
Historique rapide
Mai 1960: mise en service
Été 1961: premières flèches observées
1966:
–
–
Ajout d’enrobé à mi-travée
Pour contrebalancer la surcharge
pré-contrainte externe
1986: re-nivellement de la route
2003:
–
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Comme les couches d’enrobé augmentent la charge, il a été
décidé d’accepter un nivellement de la route non plan
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Mesures
Mesures topo
Ajustement des mesures
–
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Perte des zéros lors du changement de contractant
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Mesures
Ajustement manuel des courbes
2 tendances sont imaginées
–
–
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Stagnante
Croissante
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Modélisation
Demi-travée « f »
Logiciel St1
–
Calcul avec fluage incrémental
Modèle poutre
–
–
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11 poutres pour les 11 voussoirs
Liaison encastrement parfaite
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Modélisation
Demi-travée « f »
Géométrie de
l’ouvrage
36 m
Historique de
Chargement
Phases de
construction
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Sellin, Barthélémy, Torrenti, Bondonet
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Modélisation
Paramètres principaux
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Modélisation
Paramètres incertains
Relaxation des aciers à 1000 heures
–
–
Agréments techniques: 9%
Selon DTecITM: 10-12%
Effets thermiques
Type d’agrégats inconnu
–
Comme le permet l’EC2, le module d’Young est minoré de
30%
Hygrométrie: en moyenne 75%
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Simulation
Résultats de flèche
Calcul selon:
–
–
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EN1992-1-1
EN1992-2
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Simulation
Pourquoi de telles disparités ?
Modèle choisi?
Paramètres matériaux?
Paramètres des lois de fluage et retrait?
Les lois elles-mêmes?
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Analyse de sensibilité
Pour l’EN1992-2
Les paramètres les plus influents sont :
–
–
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La masse volumique
La relaxation des aciers à 1000 heures ρ1000
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Analyse de sensibilité
Adaptation des lois de fluage et de retrait
Par des coefficients pondérateurs
–
Les déformations sont:
Avec pour l’EN1992-2
–
–
ε delayed = kasε as + kdsε ds + kbcε bc + kdcε dc
ε bc ( j0 ) = ϕb ( j − j0 ) ⋅
Ki: coefficients pondérateurs;
Kkc: coefficient permettant ϕ b ( j − j 0 ) = ϕ b0 ( j −
de jouer sur la cinétique de fluage
f ( j − j0 ) =
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σ c ( j0 − jb )
Ec
j0 ) ⋅ f ( j − j0 )
j − j0
j − j 0 + k kc ⋅ β c
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Analyse de sensibilité
Sensibilité des coefficients pondérateurs
EN1992-1-1 et EN1992-2
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Analyse de sensibilité
Sensibilité des coefficients pondérateurs
Le fluage propre est le plus sensible
Le retrait de séchage et le fluage de
dessiccation sont plus importants pour
l’EN1992-2
L’EN1992-2 permet de jouer sur la cinétique de
fluage
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Optimisation
Optimisation au sens de l’EN1992-2
Paramètres à optimiser
–
–
–
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Coefficients de fluage kbc, kdc et kkc
Relaxation des aciers
Masse volumique du béton
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Optimisation
Résultats d’optimisation
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Conclusions
Est-ce que les déformations continuent à
croître?
Pourquoi le comportement asymptotique des
Eurocodes ou du BPEL n’est pas visible?
Dans le MC2010 de la fib:
–
Pour cette échelle de temps, les déformations évoluent
selon une loi logarithmique:
f ( j − j0 ) =
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j − j0
j − j 0 + k kc ⋅ β c
f ( j − j0 ) = ln((
30
t0, adj
+ 0.035) 2 .(t − t 0 ) + 1)
Sellin, Barthélémy, Torrenti, Bondonet
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Conclusions
Pourquoi le comportement asymptotique des
Eurocodes ou du BPEL n’est pas visible?
500
400
3000 ans et toujours pas d’asymptote
Flèche (mm)
300
Avec les câbles
200
Sans les câbles
100
0
1
10
100
1000
10000
100000
1000000
10000000
Temps caractéristique: t = t(f = 95%*flèche_finale)
-100
Date (années)
11/06/2014
Sellin, Barthélémy, Torrenti, Bondonet
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Conclusions
Sous estimation systématique des codes
Lois de fluage
–
Basées sur des essais en labo : 3-5 ans
Insuffisant pour prédire le comportement dans 50 ans
Il est possible de prédire les déformations
11/06/2014
–
En adaptant les lois avec des coefficients
–
Prévisions uniquement sur quelques années
Sellin, Barthélémy, Torrenti, Bondonet
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Dernier mots
Formidable cas d’étude pour le fluage
Retour d’expérience de 55 ans
Il faut continuer à instrumenter les ouvrages
afin de mieux définir les lois fournies par les
normes
–
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Seul moyen de connaître le comportement à long
terme
Sellin, Barthélémy, Torrenti, Bondonet
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Autre cas
Pont de Cheviré
Crédit photo: DTecITM
0
100
1000
10000
-5
Flèche (cm)
-10
Mes ures topo
-15
Mes ures Inclino 2001-2008
Mes ures Inclino 2009-2013
-20
-25
-30
T e m p s (jou r s )
11/06/2014
Sellin, Barthélémy, Torrenti, Bondonet
25
Merci de votre participation
Jean-Philippe Sellin
Jean-François Barthélémy
Jean-Michel Torrenti
Gaël Bondonet
(Cerema / DTecITM / CTOA / DIM)
(IFSTTAR / MAST)
[email protected]
http://www.cerema.fr/
© DIR Méditerranée, 2010