Transcript action du trafic routier

Cours de Projet de Pont
Actions du trafic routier
cours de projet de pont - actions
1
EN 1991 Eurocode 1
Actions sur les
structures
Partie 2 : Charges
sur les ponts,
dues au trafic
cours de projet de pont - actions
2
EN 1991-2 - TABLE DES MATIERES
•
•
•
•
•
Préface
Chapitre 1
Chapitre 2
Chapitre 3
Chapitre 4
• Chapitre 5
• Chapitre 6
Généralités
Classement des actions
Situations de projet
Actions dues au trafic routier et autres
actions spécifiques aux ponts-routes
Actions sur les trottoirs, les pistes
cyclables et les passerelles
Actions dues au trafic ferroviaire et
autres actions spécifiques aux
ponts-rails
cours de projet de pont - actions
3
EN 1991-2 - TABLE DES MATIERES
(Suite)
• Annexe A (I)
• Annexe B (I)
• Annexe C (N)
• Annexe D (N)
• Annexe E (I)
• Annexe F (I)
• Annexe G (I)
• Annexe H (I)
Modèles de véhicules spéciaux pour les ponts
routiers
Calcul de la durée de vie en fatigue des ponts
routiers - méthode basée sur les trafics
enregistrés
Coefficients dynamiques 1+ϕ pour trains réels
Bases du calcul en fatigue des structures
ferroviaires
Limites de validité du modèles HSLM et choix du
train critique universel dérivé de HSLM-A
Critères à vérifier si une analyse dynamique n’est
pas exigée
Méthode de détermination de la réponse
combinée d’une structure et de la voie aux
actions variables
Charges sur les ponts-rails en situation
transitoire
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4
EN 1991-2 - Section 4
Actions dues au trafic routier et autres actions
spécifiques aux ponts-routes
•
•
•
•
•
•
•
•
•
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.9
Domaine d'application
Représentation des actions
Charges verticales - Valeurs caractéristiques
Forces horizontales - Valeurs caractéristiques
Groupes de charges de trafic sur les ponts-routes
Modèles de charges de fatigue
Actions pour les situations de projet accidentelles
Actions sur les garde-corps
Modèles de charges pour les culées et les murs
adjacents aux ponts
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5
ORGANISATION GENERALE POUR LES PONTS
ROUTIERS
Modèles de charges de trafic
- Forces verticales : LM1, LM2, LM3, LM4
- Forces horizontales : freinage et
accélération, centrifuges, transversales
Groupes de charges de trafic
- gr1a, gr1b, gr2, gr3, gr4, gr5
- valeurs caractéristiques, fréquentes, quasipermanentes
Combinaisons avec les actions autres que celles
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dues au trafic
6
MODELES DE CHARGES POUR LES PONTS
ROUTIERS
MODELES DE CHARGES POUR ETATS-LIMITES AUTRES
QUE CEUX DE FATIGUE
• Domaine d’application : longueurs chargées inférieures
à 200 m (longueur maximale prise en compte lors de la « calibration » Pour les très grandes longueurs, voir Annexe Nationale)
• LE MODELE N° 1
Charges concentrées et réparties (modèle principal)
• LE MODELE N° 2
Essieu unique (complément au modèle n° 1)
• LE MODELE N° 3
Ensemble de véhicules spéciaux
• LE MODELE N° 4
coursfoule
de projet de
- actions
Chargement par une
: 5pontkN
/m2
7
MODELES DE CHARGES POUR LES PONTS
ROUTIERS
MODELES DE CHARGES POUR ETATS-LIMITES
AUTRES QUE CEUX DE FATIGUE
Modèle de charges
Vérification
Générale
Locale
1
2
3
4
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Largeur de la chaussée
Largeur de chaussée w : largeur mesurée entre bordures de
hauteur supérieure à 100 mm ou entre limites intérieures des
dispositifs de retenue
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Découpage de la chaussée en voies
Largeur de
chaussée
Nombre de voies
conventionnelles
Largeur d’une
voie
conventionnelle
Largeur de
l’aire
résiduelle
w < 5,4 m
nℓ
=1
3m
w–3m
5,4 m ≤ w < 6 m
nℓ
=2
w/2
0
nℓ = E (w / 3 )
3m
w-3×
6m≤w
nℓ
1 – Voie n° 1 (3m)
2 – Voie n° 2 (3m)
3 – Voie n° 3 (3m)
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4 – Aire résiduelle10
Modèles de charges
pour les ponts routiers
Le modèle de charges principal (LM1)
qrk = 2,5 kN/m2
q1k = 9 kN/m2
q2k = 2,5 kN/m2
q2k = 2,5 kN/m2
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Le modèle de charges principal pour les ponts
routiers (LM1) : représentation schématique
Pour l'évaluation des effets
généraux, il convient de
supposer que chaque
tandem circule dans l'axe
des voies conventionnelles
Lorsque deux tandems
sont pris en compte sur
deux voies
conventionnelles
Pour les vérifications
adjacentes, ils peuvent être
locales, il convient
rapprochés, la distance
d'appliquer un tandem à
entre essieux ne devant
l'emplacement le plus
cependant pas être
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défavorable.
Modèles de charges pour les ponts
routiers
Le modèle de charges principal (LM1)
Valeurs des coefficients α
(selon EN 1991-2-NA)
α Q1
α Qi i ≥ 2
α q1
α qi i ≥ 2 α qr
1ère
classe
1
1
1
1
1
2ème
classe
0,9
0,8
0,7
1
1
1e classe : trafic international lourd
2e classe : trafic lourd « normal »
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Modèles de charges pour les ponts
routiers
Le modèle de charges n°2 (LM2)
En l’absence
d’indications
précises :
β Q = α Q1
(0,9 pour la 2e
classe)
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Modèles de charges pour les ponts
routiers
Diffusion des charges concentrées
1 – Pression de contact de la roue
2 – Revêtement
3 – Dalle en béton
4 – Fibre moyenne de la dalle
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Modèles de charges pour les ponts routiers
FORCES HORIZONTALES : Freinage et accélération (voie n°1 )
Qℓk = 0,6α Q 1 ( 2Q1k ) + 0,10α q1q1k w1 L
180αQ1kN≤ Qℓk ≤ 900kN
Pour αQ1 = αq1 = 1
Qlk = 180 + 2,7L
Pour 0 ≤ L ≤ 1,2 m
Qlk = 360 + 2,7L
Pour L > 1,2 m
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Modèles de charges pour les ponts
routiers
FORCES HORIZONTALES : Forces centrifuges
Qtk = 0,2Qv
Qtk = 40Qv / r
Qtk = 0
kN
kN
Si
r < 200 m
Si 200 ≤ r < 1500 m
Si
r > 1500 m
r : rayon de courbure en plan de l'axe de la chaussée [m]
Qv : poids total maximal des charges concentrées verticales des
tandems du modèle de chargement principal, c'est-à-dire
∑α
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i
Qi
( 2Qik )
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EN 1991-2 – Définition des groupes de charges
Groupe de charges gr1a :
LM1 + valeur « réduite »
(ou de « combinaison »)
des charges de piétons
ou de cyclistes
Groupe de charges gr1b :
LM2 (essieu unique)
Groupe de charges gr2 :
valeurs caractéristiques des
forces horizontales, valeurs
fréquentes de LM1
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Groupe de charges gr3 :
charges sur les trottoirs
et les pistes cyclables
Groupe de charges
gr4 : charge de foule
Groupe de charges gr5 :
véhicules spéciaux
(+ conditions spéciales pour
le trafic normal
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19
Tableau 4.4a – Détermination des groupes de charges de trafic
(valeurs caractéristiques de l’action à composantes multiples)
CHAUSSEE
Forces verticales
Type de charge
Référence
Système de chargement
gr1a
4.3.2
LM1
(TS et UDL)
Groupes de
charges
gr3
4.3.4
LM3
(Véhicules
spéciaux)
Forces horizontales
4.3.5
LM4
(Chargement de
foule)
Valeurs
caractéristiques
gr1b
gr2
4.3.3
LM2
(Essieu unique)
TROTTOIRS ET
PISTES
CYCLABLES
4.4.1
Forces de
freinage et
d'accélération
4.4.2
Forces
centrifuges et
forces
transversales
a
a
Valeur
caractéristique
Valeur
caractéristique
Valeur de
combinaisonb
Valeur
caractéristique
Valeurs
fréquentes
d
Valeur
caractéristiquec
Valeur
caractéristique
gr4
gr5
Forces verticales
seulement
5.3.2-(1)
Charge
uniformément
répartie
Valeur
caractéristique
Voir Annexe A
Valeur
caractéristique
Action composante dominante (appelée composante associée au groupe)
a
Peuvent être définies dans l’Annexe Nationale.
Peut être définie dans l’Annexe Nationale. La valeur recommandée est 3 kN/m2.
c
Voir 5.3.2.1-(2). Il convient de considérer qu'un seul trottoir est chargé si l'effet est plus défavorable que celui de deux trottoirs chargés.
d
Ce groupe est sans objet si gr4 est pris en compte.
b
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Tableau 4.4b – Détermination des groupes de charges de trafic
(valeurs fréquentes de l’action à composantes multiples)
CHAUSSEE
Type de charge
Référence
Système de
chargement
gr1a
Groupes
gr1b
de
charges
gr3
4.3.2
LM1 (TS et UDL)
Forces verticales
4.3.3
LM2 (essieu unique)
TROTTOIRS ET
PISTES
CYCLABLES
5.3.2(1)
Charge uniformément
répartie
Valeurs fréquentes
Valeurs fréquentes
Valeur fréquente a
a
Il convient de considérer qu'un seul trottoir est chargé si l'effet est plus défavorable que celui de deux
trottoirs chargés.
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EN 1991-2
Les modèles de fatigue pour les ponts-routes
• MODELE N° 1 (FLM1) : Il dérive du modèle principal
caractéristique
0,7 x Qik - 0,3 x qik - 0,3 x qrk
• MODELE N° 2 (FLM2) : Ensemble de camions
« fréquents »
• MODELE N° 3 (FLM3) : Véhicule
• MODELE N° 4 (FLM4) : Ensemble de camions
« équivalents »
• MODELE N° 5 (FLM5) : Trafic enregistré
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Tableau 4.5 - Nombre indicatif de véhicules lourds
prévus par an et par voie lente
(modèles FLM3 et FLM4)
Catégorie de trafic
N obs par an et par
voie lente
(EN1991-2)
Routes et auroroutes à 2 voies ou plus
dans chaque sens, avec un trafic de
camions important
Routes et autoroutes avec un trafic de
camions moyen
2,0.10 6
N obs par an et par
voie lente
(ENV1991-3 /
DAN)
1,0.106
0,5.10 6
0,75.10 6
Routes principales avec un faible
trafic de camions
0,125.106
0,5.106
Routes locales avec un faible trafic de
camions
0,05.10 6
0,25.10 6
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23
EN 1991-2
Les modèles de fatigue pour les ponts-routes
Distribution des fréquences de la position
transversale de l’axe d’un véhicule (Modèles 3 à 5)
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EN 1991-2
Les modèles de fatigue pour les ponts-routes
Coefficient de majoration dynamique pour la fatigue
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25
1
SILHOUETTE
DU CAMION
2
Espacement
des essieux
(m)
3
Charge
d'essieu
fréquente
(kN)
90
190
4
Type de
roue (voir
Tableau
4.8)
A
B
4,20
1,30
80
140
140
A
B
B
3,20
5,20
1,30
1,30
90
180
120
120
120
90
190
140
140
90
180
120
110
110
A
B
C
C
C
A
B
B
B
A
B
C
C
C
4,5
3,40
6,00
1,80
4,80
3,60
4,40
1,30
cours de projet de pont - actions
FLM2
Ensemble de
camions
« fréquents »
26
FLM2 (suite) Définition des roues et des essieux
TYPE DE ROUES /
D'ESSIEUX
DEFINITION GEOMETRIQUE
A
B
C
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27
Le modèle de charges n° 3 (FLM3)
Second véhicule possible : Q = 36 kN
Distance minimale entre véhicules 40 m
A fixer par l’Annexe Nationale
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Principe des justifications avec le modèle n° 3
• On calcule l'étendue de variation de contraintes résultant
du passage du modèle sur le pont :
∆σ LM = Maxσ LM − Min σ LM
• Cette étendue de contraintes est multipliée par un
coefficient de majoration dynamique local au voisinage
des joints de dilatation :
∆ϕ fat
• Le modèle est normalement centré sur chacune des
voies lentes définies au projet. Mais si la position
transversale a une importance, il convient de considérer
une distribution statistique de cette position
transversale. On calcule alors :
∆σ fat = λ∆ϕ fat∆σ LM
cours de projet de pont - actions
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∆σ
Etendue de variation de contrainte (MPa)
∆σc
∆σfat
Effets du
trafic réel
Nombre de
cycles
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30
TYPE DE VEHICULE
TYPE DE TRAFIC
1
2
3
CAMION
Espacement
des essieux
(m)
Charges
d'essieu
équivalentes
(kN)
4,5
FLM4
4
5
6
Longues
distances
Pourcentage
de camions
Distances
moyennes
Pourcentage
de camions
Trafic
local
Pourcentage
de camions
70
130
20,0
40,0
80,0
A
B
4,20
1,30
70
120
120
5,0
10,0
5,0
A
B
B
3,20
5,20
1,30
1,30
70
150
90
90
90
70
140
90
90
50,0
30,0
5,0
15,0
15,0
5,0
A
B
C
C
C
A
B
B
B
70
130
90
80
80
10,0
5,0
5,0
3,40
6,00
1,80
4,80
3,60
4,40
1,30
7
Type de roue
A
B
C
C
C
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Ensemble de
camions
« équivalents »
(Les
définitions
des roues et
des essieux
sont les
mêmes que
pour FLM2)
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ACTIONS POUR LES SITUATIONS DE PROJET ACCIDENTELLES
• FORCES D'IMPACT DES VEHICULES SOUS LE PONT
– Chocs contre les piles et autres éléments porteurs
Annexe Nationale + valeurs minimales recommandées (1000
et 500 kN)
1,25 m
- Collisions avec les tabliers
Annexe Nationale + référence à l’EN 1991-1-7
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ACTIONS DES VEHICULES SUR LE PONT
–Véhicules sur les trottoirs et pistes cyclables
–Forces d'impact sur les bordures de trottoirs
–Forces d'impact sur les barrières ou glissières
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