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2006-10-05 Ponts en acier 1
GCIV-5340Conception des ponts
Prof. Noyan TurkkanFaculté d’ingénierie, 119 G2
© Noyan Turkkan 2001
U. de Moncton
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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
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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.
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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
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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
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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
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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
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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
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Deux poutres maitresses
Solives
Poutre transversale
Poutre maîtresse
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Poutres-caissons multiples
Dalle
Caisson
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Poutres-caissonsmulticellulaires
Dalle
Caisson
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Construction
Composite ou
mixte
Non composite
Goujon
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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
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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
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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
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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
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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
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Sections en forme de I
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Sections en forme de I
Diaphragme
Goujons
RaidisseursDalle en BA
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Sections en forme de I
Diaphragme
Profilé
Goujons
Dalle en BA
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Sections en forme de I
Profondeur variable
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Sections en forme de I
Poutres continues, sections constantes
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Sections en forme de I
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Sections en forme de I
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Poutres-caissons multiples
Raidisseurs
Diaphragme solideavec trou d’accès
Goujons
Contreventement
Dalle en BA
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Poutres-caissons multiples
3.7 m
2.1 m
Aéroport de Toronto
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Poutres-caissons multiples
Facilité d’alignementen courbe
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Poutres-caissons multiples