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Ministère de l'Écologie, du Développement durable et de l’Énergie
Crédit photo : Arnaud Bouissou/MEDDE
Efficacité et limites de la méthode LPC n°35
A. Houel, M. Valade, L. DiengCETE de Lyon / DL de Lyon
LUNAM Université, IFSTTAR Nantes
27/11/2012
27 et 28 novembre 2012 2Câbles 2012, Nantes
Introduction
La méthode d'essai LPC n°35 (janvier 1993)
Applications à 2 études :
● Haubans
● Suspentes d'un pont suspendu
●
27 et 28 novembre 2012 3Câbles 2012, Nantes
Principe de la méthode
Hypothèse : Raideur négligée : module de rigidité EI << T*L²
Équation de la corde vibrante :
La tension est déduite directement par :
Précision de l'ordre de 5%
Les fréquences propres sont issues de mesures accélérométriques
Vérification de l'hypothèse : linéarité de fréquence en fonction du numéro de mode (7 premiers modes)
fn=n2L
⋅TµT=4⋅L²⋅ f²⋅µ
27 et 28 novembre 2012 4Câbles 2012, Nantes
Pont Caquot : Pont à haubans
165 m sur 5 travées
Profil en travers :
● Chaussée 5,70 m
● Trottoir amont 0,30 m
● Trottoir aval 0,65 m
72 haubans
(36 câbles continus bridés sur les selles de déviation)
Câbles :
● 61 fils de 4,7mm de diamètres
● Diamètre extérieur : 42,4 mm
● Masse linéique (hypothèse 1993) : 8,307 kg/m
● Longueurs variant de 16,8 à 38 m
27 et 28 novembre 2012 5Câbles 2012, Nantes
Pont Caquot : Pont à haubans
Instrumentation :
● Accéléromètres
● Excitation manuelle
● Fréquence d'échantillonnage 600 Hz
● Filtre analogique passe-bas 100 Hz
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Pont Caquot : Pont à haubans
Résultats – Signal temporel
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Pont Caquot : Pont à haubans
Résultats – DSP
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Pont Caquot : Pont à haubans
Résultats – Vérification linéarité fréquence / numéro de mode
0 1 2 3 4 5 6 7 8
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Mode
Fré
qu
en
ce (
Hz)
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Pont Caquot : Pont à haubans
Résultats – Tensions dans les haubans
kN 1993 2002 2011Différence2002/2011
Nappes amont
14270 14241 13297 -944 -6,6%
Nappes aval
14230 14253 13542 -711 -5,0%
Total 28500 28494 26839 -1655 -5,8%
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Pont Caquot : Pont à haubans
Résultats – Tensions dans les haubans :
● Baisse globale de 6% :
– Diminution de l'épaisseur de la couche de roulement (-5 cm)
– Démontage des passerelles et de leurs éléments de fixation
● Nappes équilibrées de part et d'autre des pylônes : écarts < 1%
● Nappes Aval > Nappes Amont : dissymétrie du profil en travers
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Pont du Teil : Pont suspendu
317 m dont 235 m pour la travée centrale suspendue
2 * 16 Câbles Porteurs
2 * 43 suspentes
● Barres pleines pour suspentes courtes
● Câbles 47 mm (80 fils) pour suspentes longues
27 et 28 novembre 2012 12Câbles 2012, Nantes
Pont du Teil : Pont suspendu
Résultats – Tensions dans les haubansNuméro de suspente
Longueur entre culots faces
intérieures (m)
Fréquence 1er mode (Hz)
Tension calculée (kN)
30 3,65 22,284 268,5
31 4,57 19,299 315,7
32 5,63 15,601 313,1
33 6,77 12,836 306,5
34 8,03 10,510 289,1
35 9,41 8,990 290,5
36 10,90 7,764 290,6
37 12,49 6,482 266,0
38 14,20 5,695 265,4
39 16,02 4,779 237,9
40 17,96 4,486 263,5
41 20,00 3,900 246,9
42 22,04 3,699 269,7
43 24,30 2,765 183,2
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Pont du Teil : Pont suspendu
Résultats – Tensions dans les haubans
● Dispersion importante entre 240 et 315 kN
● Moyenne sur les 13 suspentes : 279 kN
● Tension théorique (ouvrage à vide) : 262 kN
– Différence expliquée par des surcharges sur l'ouvrage
● Limite de la méthode : hypothèse de linéarité non vérifiée jusqu’au 7ème mode
– Suspentes courtes ou peu tendues– Rigidité liée aux ancrages–
– ==> correction : en prenant en compte la rigidité à la flexion
≈…
2
2
2421
2 TL
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TL
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L
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Conclusions / Perspectives
Investigations simples, rapides
Importance de l'hypothèse de linéarité
Possibilité de « Point zéro » de structures à câbles
Excellent indicateur de suivi
Perspectives
● Traitement plus approfondi en partenariat avec l'IFSTTAR
● Modélisation plus fine nécessaire si l'hypothèse de linéarité n'est pas vérifiée
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