Pfe Berkane -Nedjar 2014

Rpublique Algrienne Dmocratique et Populaire

Ministre de lEnseignement Suprieur et de la Recherche Scientifique

Projet de Fin dtudesPour l'Obtention du Diplme

dIngnieur dEtat en Travaux Publics

Propos par : Prsent par :

Dr. KIBBOUA Abderrahmane BERKANE Sofiane Ahmed

Matre de recherche A au CGS NEDJAR Abd Elghani

Promotion 2014

Ecole Nationale Suprieure des Travaux Publics. Garidi. Kouba.

Application des Rgles parasismiques applicables audomaine des ouvrages dart (RPOA-2008) pour ltude

dun pont poutres en bton prcontraint

Ecole Nationale Suprieure des Travaux Publics

Dpartement Matriaux & Structures

CODE :

RESUME

Le but de ce prsent travail est de contribuer la comprhension du nouveau rglement parasismique des ouvrages dart RPOA 2008 et lapplication des grands chapitres de ce rglement ainsi que le RCPR. Un cas dtude : pont poutres multiples en bton prcontraint traves indpendantes dans une zone de forte sismicit est pris comme application afin dillustrer les principes de la conception parasismique des ponts et les mthodes danalyse dynamique.

Dans ce rsum, nous allons rdiger un bref rcapitulatif, qui englobe lensemble des chapitres qui constitue ce projet de fin dtude.

En premier, nous avons cits et dvelopps lensemble des dgts que peut subir louvrage en question, sous les effets des actions sismique dynamique appliqus directement. Le but est de faire une analyse sur ces dommages et de prendre en compte tout ses risques, cest la raison pour laquelle les rglements parasismiques ont t tablis.

En second lieu, on a consacr le deuxime chapitre la prsentation de louvrage et aux hypothses de calculs en dfinissant les notions de base dune tude dynamique de cet ouvrage et citer les diffrentes mthodes et tapes de calculs dynamiques. Suivi dune valuation des charges et surcharges appliques sur louvrage.

Aprs, vient ltude du tablier, o on a dimensionn la prcontrainte ainsi que toutes les vrifications ncessaires et en outre celles relatives lhourdis.

Pour le chapitre de ltude sismique, aprs avoir propos le modle du systme soit de manire analytique ou automatique et aussi formuler le systme dquation, on a propos 2 types danalyse pour rsoudre ces quations, soit lanalyse modale ou lanalyse spectrale.

Les mthodes danalyse proposes par le RPOA seront compares aux rsultats calcules automatiquement laide de logiciels, telle que le SAP2000.

Enfin, les derniers chapitres regroupent tous les calculs pour ltude de linfrastructure (Piles et fondations).

ABSTRACT

The aim of the present work is to contribute to the understanding of the new seismic regulation structures RPOA 2008 and the implementation of the main chapters of this Regulation and the RCPR. A case study: multiple bridges prestressed concrete beams with independent spans an area of high seismicity is taken as an application to illustrate the principles of seismic design of bridges and methods of dynamic analysis.

In this summary, we will write a brief summary, which includes all the chapters is the final project study.

First, we developed cities and all damage that may undergo the work in question, under the dynamic effects of seismic action applied directly. The goal is to make an analysis of the damage and take into account any risks; this is why seismic regulations were established.

Secondly, it was the second chapter devoted to the presentation of the work of calculations and assumptions defining the basic concepts of a dynamic study of this book and includes different methods and steps of dynamic calculations. Followed by an assessment of loads and loads applied to the structure.

After comes the study of the deck, where it was sized preload and any necessary investigations and further profiles.

For the chapter of the seismic survey, after the model of the proposed system is analytically or automatically and also make the system of equations was proposed two types of analysis to solve these equations, or modal analysis or spectral analysis.

Proposed by the RPOA analytical methods will be compared with the results calculated automatically using software, such as SAP2000.

Finally, the last chapters include all the calculations for the study of the infrastructure (Piles and foundations).

8002

.

.

.

RPOA

.Sap2000

. ' '

Nous tenons tout d'abord remercier DIEU le tout puissant et misricordieux qui nous a donn la force, le courage et la volont d'aller jusqu'au bout pour

achever ce modeste travail.

Un grand merci sadresse particulirement nos familles qui nous ont soutenus Pour nos tudes et qui nous ont toujours encourags dans

chaque pas de notre parcours de la vie. Nous souhaitons exprimer, tout particulirement, nos remerciements et notre

profonde reconnaissance notre encadreur Dr KIBBOUA ABDERRAHMANE

matre de recherche A au centre de recherche applique en gnie parasismique, de nous avoir fait confiance et accepter de diriger notre mmoire ainsi que pour

sa grande disponibilit tout le long de ce travail.

Nous exprimons notre grande reconnaissance Mr ZOURGUI NADJIB pour sa gnrosit, ses orientations et son encouragement.

Que toute personne qui a contribu de prs ou de loin la ralisation de ce

travail, trouve ici toute notre reconnaissance.

Nous exprimons aussi notre plus grande reconnaissance tous les enseignants

de l'ENTP et aussi tout le personnel du CGS.

Que Mesdames et Messieurs les membres de Jury trouvent ici, l'expression de

notre profonde gratitude pour l'honneur qu'ils nous ont fait en acceptant

d'examiner ce travail.

EDICACES

D

Avant tout, je remercie Dieu de mavoir donn le courage et la volont durant tout mon cursus des tudes et davoir ralis mon travail, que je ddie :

A ma famille en premier, ma Mre, mon Pre, mon Frre et mes grands

parents que jaime plus que tout au monde, sans eux je naurai pas abouti ce stade dtude, que dieu maide les honorer, les servir et les combler

A tout ce que jaime et que jadore : Mon oncle Lounes et ma tante Karima en particulier, tous mes cousins et

cousines et le reste de ma grande et fabuleuse famille

Aux enfants que jai vu natre et grandir aux prs de ma chre mre, ma petite chrie Yasmine, mon grand Sofiane, ma douce Sarah et ma charmante Thami

que jaime normment

A mon binme Ghano et toute sa famille A mon encadreur Dr. Kibboua Abderrahmane

A mon cher et fidle ami denfance Ben Aissa Beldjouheur que je considre

comme mon second frre qui me conseille et qui maide surmonter tout mes problmes

A mes chers amis que je noublierai jamais Mahmoud et Hichem Ainsi, qu tous mes amis qui mentoure

Sans oublier Amina, Karima et Feriel que jadore normment, avec qui je passe toujours de bons moments. Enfin, tous ceux qui maiment

MERCI

Berkane Sofiane Ahmed

Ddicace

Abdelghani Nedjar

Avant tout, je remercie premirement Dieu tout Puissant, de mavoir donn

la force, le courage et la volont durant tout mon cursus des tudes et davoir

ralise mon travail, ensuite je remercie infiniment mes parents, qui mont

encourag et aid arriver ce stade dtude, que Dieu maide les honorer,

les servir et les combler.

Je ddie :

ceux que jaime jusqu la frontire de limagination : Mes frres et mes surs do je minspire le courage.

ma grande mre et pre, mes oncles et mes tantes, mes cousins et mes cousines et le reste de ma grande et fabuleuse famille.

A mon cher cousin Nasreaddine que je considre comme mon second frre qui me conseille et qui maide surmonter tous mes

problmes

mon binme Sofiane et toute sa famille ;

A Tous mes enseignants de lENSTP. mon encadreur Dr. Abderrahmane KIBBOUA ;

mon cher ami Djihad pour son aide prcieuse;

tous mes amis(es), en particulier, Hanane, Younes, Kacem, Abdelmadjd, Bahmed, Mohamed, Chakib, Yassin, Vessaou, Ali, Salah,

Ilyas, Ayoub, et toute ma promotion (2014)

tous ceux qui ont contribu de loin ou de prs la ralisation de ce mmoire.

Enfin, tous ceux qui maiment.

Merci

Table des matires

INTRODUCTION GENERALE ...1

Chapitre I SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE SUR LEFFET DU SEISME SUR LES PONTS ....2

I.1 Introduction .3

I.2 Classification des dommages 3

I.3 Les dommages des ponts sous leffet su sisme 4

1. Pont poutres 4

1.1 Endommagement par chute de tablier ..41.2 Endommagement des piles/cules 5

2. Ponts-cadres et ponts bquilles .63. Ponts-arc 64. Ponts haubans .75. Appuis et joints de chausse 76. Cules 87. Fondations profondes ..98. Effet de site 10

I.4 Conclusion ..11

Chapitre II PRESENTATION DE LOUVRAGE ET HYPOTHESES DE CALCUL ..12

II.1 Introduction .13

II.2 Situation de louvrage ..13

II.3 Les donnes de projet ..14

II.3.1 Les donnes fonctionnelles ..14

a) Profil en long .14b) Trac en plan .14c) Profil en travers 15

II.3.2 Les donnes naturelles 16

a) Les donnes gotechniques 16b)Les donnes sismologiques .17c) Donnes climatiques 18

II.4 Les hypothses de calculs ..18

Les principaux D.T.R

1. RCPR (rgles dfinissant les charges appliquer pour le calcul et les preuves des ponts routes) Version 2008

A. Les actions hors trafic .19B. Les actions dues au trafic .19 Les actions accidentelles ..22 Les combinaisons des actions ..22

1. Etats limites ..222. Ecriture des combinaisons dactions 22

RN 63

2. RPOA-2008 (rgles parasismiques applicables au domaine des ouvrages dart)

A. Prambule .....................23B. Contenu du RPOA-2008 23

1. Ponts neufs ...............232. Tunnels .....................243. Ponts existants .........24

C. Application du RPOA pour les ponts neufs .24i. Principes du calcul lastique .24ii. Principes du calcul inlastique 25iii. Dmarche de lanalyse sismique des ponts 25

a. Classification des zones sismiques 26b. Classification de louvrage .26c. Classification du site ..27d. Coefficient dacclration de zone ..27e. Dduction du spectre de rponse .28

1) Spectres de rponse lastique ..28a. Composante horizontale 28b. Composante verticale ..29

2) Spectre de dimensionnement 29f. Modlisation .................30

i. Masse .....................30ii. Raideur ...................30

iii. Amortissement .......30g. Choix de la mthode danalyse 31

i. La mthode monomodale spectrale ..31ii. La mthode multimodale spectrale 31

iii. Analyse par le spectre de puissance ..31iv. Analyse temporelle 31v. Analyse temporelle non linaire ..32

h. Dtermination des efforts provenant des pousses dynamiques du Sol ..32

3. BAEL (rgles techniques de conception et de calcul des ouvrages et constructions en bton arm suivant la mthode des tats limites) 91 rviss 99

A. Domaine dapplication .................................................33B. Principe des justifications ............................................33C. Caractristiques des matriaux ....................................34

ii. Bton .......................34iii. Aciers .......................36

4. BPEL A. Domaine d'application ..38B. Prcontrainte 38

1) Tension l'origine .382) Valeur maximale de la tension l'origine .383) Pertes de tension dans le cas de la prcontrainte par post-tension ..39

a. Pertes de tension instantanes .39i. Perte de tension par frottement de l'armature 39

ii. Perte de tension l'ancrage ..40iii. Perte de tension par dformations instantanes du bton .40

b. Pertes de tension diffres .40i. Perte de tension due au retrait du bton ...40

ii. 3.2.2 Perte de tension due au fluage du bton .40

Chapitre III CALCUL DES CHARGES ET SURCHARGES ROUTIERES SELON LE RCPR .42

III.1 Partie dfinitions ............43

1. La Poutre .......................432. Les goussets ..................433. La dalle (lhourdis) .........434. Les trottoirs ...................435. Les corniches .................436. Les gardes corps ............447. Les glissires de scurit ..448. Chausse .......................449. Tablier ...........................44

III.2 Calcul des charges ..........44

III.2.1 Calcul des charges permanentes (CP) ..45

III.2.2 Calcul des complments de charge permanente (CCP) 46

a) Le Poids du (Revtement + tanchit) ..46b) Le poids de la corniche ...46c) Le poids du trottoir ...46d) Le poids de la glissire de scurit .46e) Le poids du garde-corps .46

III.3 Calculs des surcharges ...47

III.3.1 Classe de pont .....47III.3.2 Largeur chargeable ...47III.3.3 Nombre de voies ....47III.3.4 Surcharges tudier .48

a) Systme A(L) ..........48b) Systme B ......51c) Surcharge militaires Mc120 .54d) Charge exceptionnelle D240 55e) Surcharges sur trottoirs St 56f) Leffet du vent ........56g) Temprature .......56h) Autres surcharges .....56

III.4 Les combinaisons des charges ..57

1. Les coefficients de majoration .572. Les combinaisons ..58

Chapitre IV : ETUDE DU TABLIER 59

IV.1 Caractristiques gomtriques des sections de la poutre .60IV.2 Calcul des lments de rduction ..66

IV.2.1 Calcul des lments de rduction dus aux charges permanentes .66IV.2.2 Calcul des lments de rduction dus aux surcharges 67

a) Moments flchissant 67b) Effort tranchant ..72

IV.2.3 Tableau rcapitulatif des lments de rduction max ...75

IV.3 La rpartition transversale des moments flchissant (selon la mthode GUYON-MASSONNET) 77 IV.3.1 Dtermination des paramtres de calcul 77 IV.3.2 Calcul des moments flchissant longitudinaux ..81 IV.3.3 Combinaisons de charge pour dterminer la poutre la plus sollicite 87

IV.4 La rpartition transversale des efforts tranchants .88IV.4.1 Combinaison de charge pour dterminer la poutre la plus sollicite 92

IV.5 Etude de la prcontrainte .93I. Introduction ...93

I.1. Principe du bton prcontraint ..93I.2. Procd de la prcontrainte ..93I.3. Calcul de la prcontrainte ...93I.4. Mise en uvre des cbles et ancrages ..94I.5. Programme de mise en tension des cbles .94I.6. Montage de la prcontrainte 94I.7. Injection des cbles .95

II. Calcul du nombre de cbles .95III. Vrification des contraintes normales .99IV. Disposition et trace des cbles 103V. Calcul des pertes de prcontrainte .112

A. Les pertes instantanes .112B. Les pertes diffres ..118

VI. Vrifications des contraintes 123VII. Ferraillage passif 132

IV.6 Calculs des dformations ..1381 Introduction 1382 Calcul des flches 1383 Calcul des rotations 1404 Calcul des dplacements 141

IV.7 Etude de lhourdis ..1441. Introduction 1442. Etude de la flexion transversale 1443. Etude de la flexion longitudinale .1464. Rcapitulatif pour le ferraillage gnral de la dalle 149

IV.8 Calcul des quipements .1501. Appareils dappuis ..1512. Les joints de chausses ..1593. Les gargouilles 161

Chapitre V ETUDE SISMIQUE SELON LE RPOA 2008 162

I. Introduction ..163II. Mthodes danalyse sismique des ponts ..163

II.1 Analyse monomodale spectrale 163II.1.1 Principe 163II.1.2 Domaine dapplication .163II.1.3 Sisme longitudinal .164II.1.4 Sisme transversal ..165II.1.5 Sisme vertical 166

II.2 Lanalyse multimodale spectrale ..166II.2.1 Dfinition 166II.2.2 Principe 166II.2.3 Etapes de modlisation 166

II.2.4 Modes significatifs ..169II.2.5 Combinaison des rponses modales ..170II.2.6 Combinaison des composantes sismiques .170

III. Etude dynamique de louvrage 170III.1 Modlisation du systme .170

III.1.1 Modle analytique .170a) Sens longitudinal .170

a.1. Modle mathmatique 171a.2. Formulation du systme dquation .171

b) Sens transversal ..172b.1. Modle mathmatique 173

III.2 Analyse modale du systme ..174III.2.1 Sens longitudinal .174

a) Les pulsations propres du systme .175b) Les priodes propres .175c) Les modes de vibrations du systme .175d) La masse gnralise de chaque mode 175e) Le facteur de contribution modale de chaque mode .175f) Le taux de contribution modale de chaque mode .175

III.2.2 Sens transversal ..176III.2.2.1 Rsolution du systme dquation .176

a) Les pulsations propres du systme .176b) Les priodes propres .176c) Les modes de vibrations du systme .177d) La masse gnralise de chaque mode 177e) Le facteur de contribution modale de chaque mode 177f) Le taux de contribution modale 177

III.2.2.2 Modle automatique (SAP2000 - V14) .178a) Hypothses de lanalyse automatique ....178b) la masse prise en compte dans lanalyse ..178c) Lanalyse modale dans les deux directions 178d) Priodes et participation massique des modes .178e) Quelques modes propres de louvrage 181

III.3 Comparaison des rsultats ..181III.3.1 Priodes propres .181

III.4 Conclusion ..181IV. Evaluation des sollicitations sismiques ..181

IV.1 Evaluation des efforts sismiques par la mthode monomodale ..181IV.1.1 Domaine dapplication 181

III.1.2 Sens longitudinal ..183III.1.2.1 Dtermination de la masse du systme .183III.1.2.2 Dtermination de la raideur du systme ..183

III.1.2.2.1 Raideur de lappui (k app) 183a. Raideurs des appareils dappui (k) 183b. Raideur des piles (k1) .183

b.1 Raideur sans angle de biais 183b.2 Raideur avec angle de biais ...184

c. Raideur de la cule (kC) ...185d. Raideur total du systme (KT) ....185

III.1.2.3 Evaluation de lamortissement ..185

III.1.2.4 Priode propre de louvrage 185III.1.2.5 Evaluation de la force sismique longitudinale ...186III.1.2.6 Rpartition des efforts sismiques sur les appuis 186

a. Effort sur la cule .186b. Effort sur appui ....186

III.1.2.7 Evaluation des dplacements .186a. Dplacement du tablier par rapport au sol 186b. Dplacement de la tte de pile par rapport au sol ..187

III.1.2.8 La mthode multimodale (analyse par le spectre de rponses) 187III.1.2.8.1 La force sismique dans chaque DDL 187

III.1.2.9 Comparaison des deux rsultats ..188III.1.3 Sens transversal ..188

III.1.3.1 Priode propre de louvrage 188III.1.3.2 La mthode multimodale (analyse par le spectre de rponses) .190III.1.3.3 Comparaison des deux rsultats ..191

III.1.4 Sisme vertical 191III.1.5 Conclusion 193

Chapitre VI ETUDE DES APPUIS (Piles et cules) ..194

VI.1 ETUDE DE LA PILE 1951. Introduction ..1952. Pr dimensionnement des lments de la pile .1973. Implantation des piles .1974. Rpartition des charges et surcharges sur la pile (calcul des ractions max) ..1985. Etude et ferraillage de la pile .204

5.1 Le chevtre ..204A. Etude et ferraillage du chevtre la flexion ..204B. Etude et ferraillage du chevtre la torsion .210

5.2 La pile 2135.2.1 Ferraillage de la pile .2145.2.2 Vrification au flambement ...218

VI.2 ETUDE DE LA CULEE ..2191. Introduction 2192. Implantation des cules .2193. Le dimensionnement de la cule .2194. valuation des efforts sollicitant la cule ..2215. Vrification de la stabilit .2256. Etude et ferraillage de la cule .226

Chapitre VII ETUDE DES FONDATIONS .243

VII.1 Etude de la fondation sous pile ..244I. La semelle 244II. Les pieux .252

VII.2 Etude de la fondation sous cule ..257I. La semelle 257II. Les pieux 264

CONCLUSION GENERALE 268

ANNEXE ..269

BIBLIOGRAPHIE .282

Liste Des FiguresFigure I.1 : Chute du tablier dun pont lors du tremblement de terre de Kobe en 1995 4

Figure I.2 : Dplacement latral du tablier et chute des appuis sur la pale dun pilier Kobe. 1995 .4

Figure I.3 : Ruine de piles de pont en bton arm "Kobe en 1995" ..5

Figure I.4 : Voilement dune pile mtallique ronde "Kobe en 1995" 5

Figure I.5 : Ruine leffort tranchant dune pile de pont en bton arm "Kobe en 1995" 6

Figure I.6 : Pont-arc en pierres naturelles endommag "Turquie 1998" 7

Figure I.7 : Appui longitudinal cras, sur la cule dun pont-poutre, Boumerds 2003 8

Figure I.8 : Joints de chausse endommags "Taiwan 1999" .8

Figure I.9 : Tassement derrire la cule dun pont Boumerds, "Algrie 2003" ..9

Figure I.10 : Dommage observ sur une tte de pieux 10

Figure I.11 : Tassements gnraliss causs par la liqufaction du sol autour de la dalle de fondation sur pieu dune pile de pont, Kobe, 1995 .10

Figure I.12 : Effondrement du tablier du la liqufaction du sol (Hyogoken-Nanbu, Japon, 1995) 11

Figure II.1 : carte de la rgion de louvrage .13

Figure II.2 : Coupe longitudinale de louvrage 14

Figure II.3 : Vue en lvation de louvrage 14

Figure II.4 : La vue en plan 15

Figure II.5 : Profil en travers de louvrage .16

Figure II.6 : Carte de zonage de lAlgrie 26

Figure II.7 : Diagramme contrainte-dformation du bton ..35

Figure II.8 : Diagramme contraintes dformations de lacier ....37

Figure III.1 : les dimensions de la poutre ..45

Figure III.2 : Systme Bc longitudinalement, transversalement et en plan .....52

Figure III.3 : systme Bt longitudinalement, transversalement et en plan ...53

Figure III.4 : systme Br .54

Figure III.5 : Surcharge militaires Mc 120 ..55

Figure III.6 : Systme D240 longitudinalement .55

Figure IV.1 : coupe transversale de tablier ..60

Figure IV.2 : Section de la poutre labout + la dalle ...61

Figure IV.3 : section intermdiaire de la poutre + la dalle .62

Figure IV.4 : section mi trave de la poutre + la dalle ..64

Figure IV.5 : Charge permanente du poids de la poutre .66

Figure IV.6 : Surcharge du au camion Bc au milieu de la poutre .....68

Figure IV.7 : Surcharge du camion Bt au milieu de la poutre ....69

Figure IV.8 : Surcharge du camion Br au milieu de la poutre ..69

Figure IV.9 : Surcharge du convoi militaire Mc120 au milieu de la poutre 70

Figure IV.10 : Surcharge du convoie exceptionnel au milieu de la poutre .70

Figure IV.11 : Surcharge dun trottoir sur la poutre .71

Figure IV.12 : Surcharge de deux trottoirs sur la poutre ...71

Figure IV.13 : Surcharge du camion Bc labout de la poutre 72

Figure IV.14 : Surcharge du camion Bt labout de la poutre 73

Figure IV.15 : Surcharge du convoi militaire labout de la poutre ...74

Figure IV.16 : Surcharge du au convoi exceptionnel labout de la poutre .74

Figure IV.17 : position des poutres transversalement .77

Figure IV.18 : coupe longitudinale de la dalle ...79

Figure IV.19 : Schma reprsentant la section simplifie de la poutre ..80

Figure IV.20 : Ligne dinfluence du au chargement concentr ..85

Figure IV.21 : Ligne dinfluence du au chargement surfacique ..85

Figure IV.22 : La ligne dinfluence par Autocad de la poutre n1 ....86

Figure IV.23 : La ligne dinfluence par Autocad de la poutre n2 .......86

Figure IV.24 : La ligne dinfluence par Autocad de la poutre n3 .86


Figure IV.26 : La ligne dinfluence par Autocad de la poutre n2 ....91


Figure IV.28 : cble 12T15 ...97

Figure IV.29 : Disposition des cbles .104

Figure IV.30 : Disposition des cbles dans la section mdiane ...104

Figure IV.31 : Disposition des cbles section dabout .105

Figure IV.32 : Schma montrant le repre R pour les cbles 1 et 2 .105

Figure IV.33 : Schma montrant le repre R pour le cble 3 (extrados) .....107

Figure IV.34 : Les angles de relevage .109

Figure IV.35 : Disposition des cbles de la prcontrainte 110

Figure IV.36 : Diagramme des tensions 114

Figure IV.37: Reprsentation graphique de la section hachure ..129

Figure IV.38 : Diagramme des contraintes mi- trave poutre + hourdis ..133

Figure IV.39 : La partie tendue du bton 133

Figure IV.40 : Zone de concentration des contraintes ..135

Figure IV.41 : Schma montrant le ferraillage de la 1re zone de rgularisation ..137

Figure IV.42 : Diagramme de Mp ....139

Figure IV.43 : Diagramme de Mp pour toute la poutre ...141

Figure IV.44 : Rsultat obtenu par le robot pour la flexion transversal vis--vis lELU ..144

Figure IV.45 : Ferraillage de la fibre suprieure de lhourdis ...145

Figure IV.46 : Ferraillage de la fibre infrieure de lhourdis ....146

Figure IV.47 : Rsultat obtenu par le robot pour la flexion longitudinal vis--vis lELU 147

Figure IV.48 : Ferraillage de la fibre suprieure de lhourdis ...148

Figure IV.49 : Ferraillage de la fibre infrieure de lhourdis ....149

Figure IV.50 : Schma reprsentant le ferraillage de lhourdis ..149

Figure IV.51 : Appareil dappui en lastomre frett .151

Figure IV.52 : Dfinition gomtrique d'un appareil d'appui .....151

Figure IV.53 : Dimension en plan de lappareil dappui 153

Figure IV.54 : Ferraillage des ds dappuis 159

Figure IV.55 : Joint de chausse dun pont 160

Figure V.1 : Sisme Longitudinal .....164

Figure V.2 : Sisme Transversal ....165

Figure V.3 : Sisme vertical ..166

Figure V.4 : Exemple de discrtisation en masses concentres .167

Figure V.5 : Modle mcanique de louvrage .171

Figure V.6 : Modle mathmatique de louvrage ....171

Figure V.7 : Modle tablier flexible .173

Figure V.8 : Modle mathmatique de louvrage ....173

Figure V.9 : Reprsentation en plan du voile ..184

Figure V.10 : Ractions dappui pour le cas de 3 traves 191

Figure VI.1 : La charge du poids propre sur la pile 198

Figure VI.2 : La surcharge de A(L) sur la pile pour 1 trave 198

Figure VI.3 : La surcharge de A(L) sur la pile pour 2 traves .199

Figure VI.4 : La surcharge du camion Bc sur la pile pour le cas 1 ..199

Figure VI.5 : La surcharge du camion Bc sur la pile pour le cas 2 ..200

Figure VI.6 : La surcharge du camion Mc120 sur la pile pour le cas 1 ...200

Figure VI.7 : La surcharge du camion Mc120 sur la pile pour le cas 2.200

Figure VI.8 : La surcharge du convoi D240 sur la pile pour le cas 1 .201

Figure VI.9 : La surcharge du convoi D240 sur la pile pour le cas 2 .201

Figure VI.10 : La surcharge de trottoir sur la pile pour 1 trave .201

Figure VI.11 : La surcharge de trottoir sur la pile pour 2 traves ..202

Figure VI.12 : Diagramme du moment flchissant lELU..205

Figure VI.13 : Diagramme de leffort tranchant lELU 205

Figure VI.14 : Diagramme du moment flchissant lELS ..206

Figure VI.15 : Diagramme de leffort tranchant lELS .205

Figure VI.16 : Partie de la section hachure .212

Figure VI.17 : Le ferraillage du chevtre .213

Figure VI.18 : Schma de la pile 214

Figure VI.19 : Efforts sur pile 216

Figure VI.20 : Diagramme du moment sur pile ..216

Figure VI.21 : Croquis du ferraillage de la pile (voile) 218

Figure VI.22 : La dalle de transition 220

Figure VI.23 : Le corbeau 220

Figure VI.24 : Coupe de profil de la cule ..221

Figure VI.25 : Charges horizontales sur le mur garde-grve .227

Figure VI.26 : Pousse de la charge locale situe en arrire du mur ..228

Figure VI.27 : Le ferraillage vertical du mur garde-grve 229

Figure VI.28 : Ferraillage du M GG (Vue en plan)..231

Figure VI.29 : Ferraillage de la dalle de transition 234

Figure VI.30 : Ferraillage du corbeau 235

Figure VI.31 : Le mur frontal 235

Figure VI.32 : Ferraillage du mur frontal .239

Figure VI.33 : Ferraillage du mur en retour ..242

Figure VII.1 : Disposition des pieux au niveau de la cule ..246

Figure VII.2 : semelle sous pile-mthode des bielles .247

Figure VII.3 : Ferraillage de la nappe infrieure de la semelle sous pile ..250

Figure VII.4 : Ferraillage de la nappe suprieure de la semelle sous pile .251

Figure VII.5 : Diagramme du moment en fonction de la profondeur cas normal .255

Figure VII.6 : Diagramme du moment en fonction de la profondeur cas sismique .255

Figure VII.7 : Ferraillage du pieu (2D) ...256

Figure VII.8 : Ferraillage du pieu (3D) 257

Figure VII.9 : Ferraillage du pieu (coupe transversale) .257

Figure VII.10 : Disposition des pieux au niveau de la cule 260

Figure VII.11 : Ferraillage de la nappe inferieure de la semelle sous cule 262

Figure VII.12 : Ferraillage de la nappe suprieure de la semelle sous cule .263

Figure VII.13 : Actions sur pieux 264

Figure VII.14 : Diagramme du moment en fonction de la profondeur ..265

Figure VII.15 : Diagramme du moment en fonction de la profondeur .266

Figure VII.16 : Ferraillage du pieu (2D) .267

Figure VII.17 : Ferraillage du pieu (3D) ...267

Figure VII.18 : Ferraillage du pieu (coupe transversale) ..267

Liste Des Tableaux

Tableau II.1 : Valeurs du coefficient A .28

Tableau II.2 : Valeurs de T1, T2 et S pour la composante horizontale .28

Tableau II.3 : Valeurs de T1 eT2 pour la composante verticale .29

Tableau III.1 : Tableau des charges (pour poutres de rive et intermdiaire) 47

Tableau III.2 : Tableau des coefficients de dgressivit transversale de A(L) ..48

Tableau III.3 : Valeurs de V0 ..49

Tableau III.4 : Valeurs de A (L) ..49



Tableau III.7 : Valeurs de A (L) pour les diffrentes traves charges ..50

Tableau III.8 : Valeurs des coefficients de majoration .57

Tableau III.9 : Les combinaisons de charges 58

Tableau IV.1 : Caractristiques gomtriques de la section labout de la poutre + la dalle .61

Tableau IV.2 : Les caractristiques gomtriques de la section dabout 62

Tableau IV.3 : Caractristiques gomtriques de la section intermdiaire de la poutre + la dalle ..63

Tableau IV.4 : Les caractristiques gomtriques de la section intermdiaire ..63

Tableau IV.5 : Caractristiques gomtriques de la section mdiane de la poutre + la dalle .64

Tableau IV.6 : Les caractristiques gomtriques de la section mi trave ...65

Tableau IV.7 : poids total de tablier ..66

Tableau IV.8 : Les lments de rduction du la poutre seule .66

Tableau IV.9 : Les lments de rduction du la dalle 67

Tableau IV.10 : Les lments de rduction du la superstructure (CCP) ..67

Tableau IV.11 : Les lments de rduction du au poids total de tablier .67

Tableau IV.12 : Rcapitulatif du Moment flchissant max du A(l) ..67

Tableau IV.13 : Rcapitulatif du Moment flchissant max du au camion Bc 68

Tableau IV.14 : Rcapitulatif du Moment flchissant max du au camion Bt 69

Tableau IV.15 : Rcapitulatif du Moment flchissant max du au systme militaire Mc120 .70

Tableau IV.16 : Rcapitulatif du Moment flchissant max du au charge exceptionnelle D240 ..71

Tableau IV.17 : Rcapitulatif du Moment flchissant max du au surcharge sur trottoirs ..72

Tableau IV.18 : Rcapitulatif de leffort tranchant max du A (l) 72

Tableau IV.19 : Rcapitulatif de leffort tranchant max du au camion Bc .73

Tableau IV.20 : Rcapitulatif de leffort tranchant max du au camion Bt ..73

Tableau IV.21 : Rcapitulatif de leffort tranchant max du au systme militaire Mc120 74

Tableau IV.22 : Rcapitulatif de leffort tranchant max du au charge exceptionnelle D240 .75

Tableau IV.23 : Rcapitulatif de leffort tranchant max du au surcharge sur trottoirs .75

Tableau IV.24 : Rcapitulatif des lments de rduction max 76

Tableau IV.25 : Valeurs de K pour = 0.55 et = 0 ..81Tableau IV.26 : Valeurs de K pour = 0.55 et = 1 ..82Tableau IV.27 : Valeurs de K pour = 0.60 et = 0 ..82Tableau IV.28 : Valeurs de K pour = 0.60 et = 1 ..82Tableau IV.29 : Valeurs de K pour = 0.56 et = 0 ..82Tableau IV.30 : Valeurs de K pour = 0.56 et = 1 ..83Tableau IV.31 : Valeurs de K pour = 0.56 et = 0.13782 ..83Tableau IV.32 : Valeurs de K pour chaque position des poutres 84

Tableau IV.33 : Valeurs du moment rel pour les diffrentes positions des poutres 87

Tableau IV.34 : Combinaison de moment flchissant rel vis--vis lELU et lELS ...87

Tableau IV.35 : Valeurs de 0 pour = 0.50 88Tableau IV.36 : Valeurs de 1 pour = 0.50 ..88Tableau IV.37 : Valeurs de 0 pour = 0.60 89Tableau IV.38 : Valeurs de 1' pour = 0.60 ..89Tableau IV.39 : Valeurs de 0 pour = 0.56 89Tableau IV.40 : Valeurs de 1' pour = 0.56 ..89Tableau IV.41 : Valeurs de pour = 0.56 90Tableau IV.42 : Valeurs de pour les diffrentes positions des poutres .90

Tableau IV.43 : Valeurs de leffort tranchant rel pour les diffrentes positions des poutres 91

Tableau IV.44 : Combinaisons de leffort tranchant rel vis--vis lELU et lELS 92

Tableau IV.45 : Valeurs des contraintes pour ltape 1 ...101





Tableau IV.50 : Vrification des contraintes 103

Tableau IV.51 : Les positions et les angles du cble N 1 106

Tableau IV.52 : Les positions et les angles du cble N 2 107

Tableau IV.53 : Les positions et les angles du cble N 3 ...108

Tableau IV.54 : Les trajectoires des cbles 110

Tableau IV.55 : Caractristiques gomtriques de la section P+les gaines 0.00L ...110

Tableau IV.56 : Caractristiques gomtriques de la section P+D+les gaines 0.00L ....111

Tableau IV.57 : Caractristiques gomtriques de la section P+les gaines 0.50L .....111

Tableau IV.58 : Caractristiques gomtriques de la section P+D+les gaines 0.50L .112

Tableau IV.59 : Diffrents valeurs de en rad 113

Tableau IV.60 : Diffrents valeurs de la longueur du cble L 113

Tableau IV.61 : Les valeurs des pertes par frottement diffrentes sections .113

Tableau IV.62 : Les valeurs de d pour diffrents cbles ..114

Tableau IV.63 : Pertes dues au recul d'encrage dans diffrentes sections .114

Tableau IV.64 : Pertes moyennes dues au recul dancrage 115

Tableau IV.65 : Les pertes dues leffet de la 1re famille au 28me jours .116

Tableau IV.66 : Les pertes dues leffet de la 2me famille sur la 1re famille au 56me jours 117

Tableau IV.67 : Les pertes dues leffet de la dalle sur la 1re famille au 56me jours ..117

Tableau IV.68 : Les pertes dues leffet des charges complmentaires sur les deux familles .117

Tableau IV.69 : Rcapitulatif des pertes instantanes ..118

Tableau IV.70 : Les pertes dues au retrait du bton pour la 1re famille 7 jours .119

Tableau IV.71 : Les pertes dues au retrait du bton pour la 1re famille 28 jours ..119

Tableau IV.72 : Les pertes dues au retrait du bton pour la 2me famille 28 jours 119

Tableau IV.73 : Les pertes dues la relaxation pour la 1re famille ..120

Tableau IV.74 : Les pertes dues la relaxation pour la 2me famille 120

Tableau IV.75 : Pertes de tensions dues au fluage pour la1re famille 121

Tableau IV.76 : Pertes de tensions dues au fluage pour la 2mefamille .121

Tableau IV.77 : Rcapitulatif des pertes diffres 122

Tableau IV.78 : Rcapitulatif des pertes totales 122

Tableau IV.79 : Valeurs en % des pertes diffres ..123

Tableau IV.80 : Valeurs en % des pertes instantanes .123

Tableau IV.81 : Les diffrentes phases de construction ..123

Tableau IV.82 : Les valeurs de f et f aux diffrents ges du bton .124Tableau IV.83 : Justification des contraintes LELS ..124

Tableau IV.84 : Les valeurs des contraintes sup et inf dans diffrentes section pour la 1re famille 7 jr..124

Tableau IV.85 : Les valeurs des contraintes sup et inf dans diffrentes section pour la 1re famille 28 jr ..125

Tableau IV.86 : Les valeurs des contraintes sup et inf dans diffrentes section 30 jours ...125

Tableau IV.87 : Les valeurs des contraintes sup et inf dans diffrentes section 56 jours ...126

Tableau IV.88 : Les valeurs des contraintes sup et inf dans diffrentes section 60 jours 127

Tableau IV.89 : Les valeurs des contraintes sup et inf dans diffrentes section en service vide 127

Tableau IV.90 : Les valeurs des contraintes sup et inf dans diffrentes section en service en charge 128

Tableau IV.91 : Valeurs des contraintes de cisaillement pour la phase 1 129




Tableau IV.95 : Valeurs des contraintes de cisaillement pour la phase 5 ...130

Tableau IV.96 : Valeurs des contraintes de cisaillement pour la phase 6 ...130

Tableau Erreur ! Il n'y a pas de texte rpondant ce style dans ce document.IV.97 : Contre flche de la prcontrainte ..139

Tableau IV.98 : Les valeurs du moment statique .140

Tableau V.1 : Les pulsations propres du systme .175

Tableau V.2 : Les priodes propres du systme 175

Tableau V.3 : Les modes de vibrations du systme .175

Tableau V.4 : Les masses gnralises de chaque mode 175

Tableau V.5 : Le facteur de contribution modale de chaque mode .175

Tableau V.6 : Le taux de contribution modale 176

Tableau V.7 : Les pulsations propres du systme .177

Tableau V.8 : Les priodes propres du systme 177

Tableau V.9 : Les modes de vibrations du systme .177

Tableau V.10 : Les masses gnralises de chaque mode .177

Tableau V.11 : Le facteur de contribution modale de chaque mode .177

Tableau V.12 : Le taux de contribution modale .177

Tableau V.13 : Valeurs des priodes et participations massique des modes 179

Tableau V.14 : Les priodes propres dans le sens longitudinal ..181

Tableau V.15 : Les priodes propres dans le sens transversal 181

Tableau V.16 : Raideurs longitudinales du systme ..182

Tableau V.17 : Rigidit de lappui dans le sens longitudinal .185

Tableau V.18 : Rigidit totale du systme dans le sens longitudinal ..185

Tableau V.19 : Priodes propres de louvrage 186

Tableau V.20 : Les dplacements pour chaque mode ..187

Tableau V.21 : La force sismique par chaque degr de libert 187

Tableau V.22 : comparaison entre les efforts sismiques par les deux mthodes ..188

Tableau V.23 : Les dplacements pour chaque mode ..190

Tableau V.24 : La force sismique par chaque degr de libert 190

Tableau V.25 : Comparaison des efforts sismiques par les deux mthodes pour chaque mode 191

Tableau VI.1 : L'implantation des piles 197

Tableau VI.2 : Rcapitulatif des surcharges ..202

Tableau VI.3 : Combinaisons lELS et lELU 202

Tableau VI.4 : Limplantation des cules 219

Tableau VI.5 : Le coefficient de pousse .222

Tableau VI.6 : Valeurs des moments et efforts agissant sur la cul selon les 4 cas .223

Tableau VI.7 : Valeurs des moments et efforts dues aux pousses des terres 224

Tableau VI.8 : Valeurs des moments et efforts dues aux pousses des surcharges 225

Tableau VI.9 : Valeurs des moments et efforts globaux selon les cas 225

Tableau VI.10 : Vrification de la stabilit .225

Tableau VI.11 : Vrification au renversement 226

Tableau VI.12 : Vrification au glissement 226

Tableau VI.13 : Valeurs des efforts sur la dalle de transition ..231

Tableau VI.14 : Valeurs des moments et efforts agissants sur le mur frontal ..235

Tableau VI.15 : Valeurs des moments et efforts globaux agissants sur le mur frontal ..236

Tableau VII.1 : Valeurs des coefficientsX ; X 254Tableau VII.2 : Valeurs des moments en fonction de Z 254

Tableau VII.3 : Valeurs des moments et efforts agissants sur la semelle 257

Tableau VII.4 : Valeurs des coefficientsX ; X 265Tableau VII.5 : Valeurs des moments en fonction de Z ...265

ECOLE NATIONALE SUPERIEUR DES TRAVAUX PUBLICS PROMOTION : 2014

1

INTRODUCTION GENERALE :

Dans le cadre de lamlioration de sa vie, lhomme a toujours cherch denrichir son environnement

par des constructions ncessaires pour son quotidien. Parmi les constructions les plus rpandues, on

trouve la grande famille des ouvrages dart.

Tout simplement, un pont est un ouvrage de franchissement, il permet de franchir un obstacle qui

peut tre un Oued, une Route, une Voie Ferre,etc.

Le souci de lingnieur est de rpondre la question : comment construire un ouvrage qui assure

parfaitement son service avec un cot optimal ? Il est galement essentiel de veiller la ralisation des

ouvrages dart ayant des formes et proportions permettant une intgration satisfaisante dans le site.

Tout comme dautres catastrophes naturelles, les sismes ont des manifestations violentes et

dvastatrices. Il est difficile dapprcier le risque sismique tant la prvision est incertaine et leurs

apparitions alatoires. On ne connat les phnomnes sismiques que de manire imparfaite et seuls des

sismes majeurs incitent la population une prise de conscience gnrale.

Ces phnomnes provoquent lendommagement, voir mme leffondrement des ouvrages dart, cest

surtout parce que les charges sismiques agissent de faon trs particulire, bien diffrente de celle des

autres charges.

De ce fait, la plupart des nations ne sont pas protges contre les tremblements de terre et de leurs

consquences conomiques et humaines. La solution parasismique semble tre une solution de protection

efficace.

Devant limportance de linvestissement ralis en ouvrages dart en Algrie, ainsi que les graves

tremblements de terre survenus au cours de cette dernire dcennie (sisme de Zemmouri du 21 Mai

2003), les autorits publiques algriennes dsignes par le Ministre des Travaux Publics se sont

rsolument engages pour la mise en place dun rfrentiel parasismique national en matire de

conception et de ralisation des ouvrages dart : Rglement Parasismique des Ouvrages dArt (RPOA 2008),

afin d'assurer la vrification des ouvrages vis--vis des actions sismiques de calcul, de sorte que le risque de

dfaillance sous sisme potentiel soit suffisamment faible.

Le but de ce travail est de faire une tude technique dun ouvrage dart selon les rglements en vigueur et aussi de contribuer la comprhension du rglement RPOA-2008, en illustrant les principes de la conception parasismique des ponts, les tapes de calcul sismique ainsi que lapport de ce rglement par rapport aux mthodes empiriques utilises avant son dition. Un cas dtude : pont poutres multiples en bton prcontraint isostatique est pris comme application.

Ce travail sarticule autour de sept chapitres :

Le premier chapitre consiste en une synthse bibliographique sur leffet du sisme sur les ponts.

Le deuxime chapitre est consacr la prsentation de louvrage et les hypothses de calcul.

Le troisime chapitre prsente lvaluation des charges permanentes et charges dexploitation

selon le RCPR algrien.

Le quatrime chapitre est consacr ltude du tablier.

Le cinquime chapitre est rserv ltude sismique selon le RPOA - 2008.

Le sixime chapitre consiste faire une tude des appuis (piles et cules).

Enfin, le septime chapitre consiste faire une tude des fondations.

CHAPITRE ISYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE SUR LEFFET DU SEISME SUR LES PONTS


3

I.1 INTRODUCTION :

Le sisme est un phnomne imprvisible et alatoire. Il est certainement mieux matris de nos jours mais nous chappe trs souvent.

Lingnieur concepteur aura beau utiliser des mthodes de calcul avec une probabilit minimale de dpassement dun tat de dommage, mais le risque de dpassement est toujours envisageable.

Parfois, leffondrement des ponts est d, non pas cause des erreurs de calcul ou de dpassement de forces ou de contraintes, mais des dfauts de ralisation; soient des vices de construction lors de la ralisation ou du manque de moyens, ou parfois une combinaison des deux. Dans tous les cas, les vies humaines ne sont pas labri contre un vnement sismique.

Malheureusement, cest partir dobservations post sismiques que les calculs sont amliors et de nouvelles techniques sont dveloppes, car chaque sisme majeur ramne avec lui son lot de cas de dommages et de pathologies.

En raison des mouvements rapides du sol au cours dun sisme, les ponts peuvent tre amens osciller dans le sens vertical ou horizontal. Si la sismicit est faible moyenne, lexcitation verticale est en gnral absorbe sans problme car les ponts sont conus en premier lieu pour les charges verticales (poids propre et charge dexploitation). Lexcitation horizontale, quant elle, conduit souvent des sollicitations nettement plus grandes que toutes les autres actions; la vulnrabilit dans le sens longitudinal est plus grande que dans le sens transversal, particulirement pour les ponts poutres.

Lanalyse des vnements sismiques passs montre que les structures des ponts peuvent tre

sollicites par deux chargements sismiques. Le premier chargement tant sous forme dune sollicitation

directe provenant des mouvements du sol (acclration, vitesse, amplitude des dplacements,

amplification, dure dvnement), tandis que le deuxime chargement se manifeste comme tant une

sollicitation indirecte (glissement de terrain, liqufaction de sol).

I.2 CLASSIFICATION DES DOMMAGES :

Les renseignements tirs partir des sismes prcdents, qui ont secou ces dernires annes une

partie du globe terrestre permettent de classer les dommages et dsordres, subits par les ponts, comme

suit :

D1 : Effondrement

- Rupture des appareils dappuis.

- Perte dappuis.

D2 : Dommages majeurs

- Eclatement du bton des colonnes ou flambement des armatures sur une longueur excdant le

diamtre de la colonne.

- Svres dommages aux appuis articuls.

- Perte dappuis articuls.

D3 : Dommages modrs

- Eclatement du bton des colonnes ou fissuration par cisaillement produite sans flambement

darmatures.

- Dommages dans la zone bute-pilier.

- Dommages substantiels des joints.

D4 : Dommages mineurs

- Aucun dommage deffondrement structural ou rparation facile des dommages.


4

- Lger clatement du bton des colonnes.

- Fissures troites dans les colonnes.

- Fissures dans les zones dappuis articuls.

D5 : Aucun dommage

I.3 LES DOMMAGES DES PONTS SOUS LEFFET SU SEISME :

1. Pont poutres

1.1 Endommagement par chute de tablier :

Le cas typique de dommage des ponts poutres est la chute du tablier en raison de zones dappui

trop courtes dans le sens longitudinal. La figure I.1, prise aprs le tremblement de terre de Kobe au Japon

en 1995, en montre un exemple. Les ponts constitus dune poutre simple, comme les ponts poutres

prfabriques, sont particulirement sujets leffondrement du tablier lors de sismes.

Figure I.1 : Chute du tablier dun pont lors du tremblement de terre de Kobe en 1995.

Les poutres continues peuvent galement seffondrer aux cules et aux joints de dilatation sur des

piles intermdiaires (Figure I.1). La figure I.2 montre des lments porteurs dplacs latralement

lendroit dun joint de dilatation, et tombs depuis les appuis sur le banc dappui constitu par la pale des

piles, sans scrouler compltement.

Figure I.2 : Dplacement latral du tablier et chute des appuis sur la pale dun pilier (Kobe,1995)


5

Leffondrement de tabliers conduit en gnral des dommages corporels et la ruine totale du pont

occasionnant une longue interruption du trafic jusqu ce que le pont soit rpar ou remplac. Si les

poutres ne tombent que des appuis sur le banc dappui (Figure I.2), le pont peut souvent tre remis en

place avec des moyens limits. Il peut surtout dans ce cas tre remis en fonction assez rapidement avec des

appuis provisoires.

1.2 Endommagement des piles /cules :

Le deuxime cas typique de dommage des ponts poutres est lendommagement des piles, allant

jusqu leffondrement. Cela concerne particulirement les piles en bton arm dimensionnes de manire

conventionnelle, avec une armature transversale faible, un grand espacement des triers par rapport aux

sections de larmature longitudinale.

Figure I.3 : Ruine de piles de pont en bton arm "Kobe en 1995".

Pour les piles en acier, des instabilits dangereuses peuvent survenir dans le pourtour de la pile. Elles

peuvent conduire une rupture fragile sans dissipation dnergie significative par dformation plastique.

Figure I.4 : Voilement dune pile mtallique ronde "Kobe en 1995"


6

Des piles intermdiaires relativement courtes sont particulirement exposes au danger. En raison de

leur grande rigidit elles encaissent dune part les forces horizontales des lments porteurs du pont, et

dautre part elles prsentent, en raison de leur faible hauteur, un rapport dfavorable des sollicitations

entre efforts tranchants et moments flchissant conduisant souvent une rupture fragile par cisaillement.

Figure I.5 : Ruine leffort tranchant dune pile de pont en bton arm "Kobe en 1995".

2. Ponts-cadres et ponts bquilles

Les ponts-cadres monolithiques se caractrisent par un comportement parasismique en gnral

favorable. Ils nont pas les points faibles typiques des ponts-poutres tels quappuis, zones dappui

insuffisantes. Les dommages possibles sont dus des dplacements des fondations ou des torsions, ainsi

qu des tassements des remblais de chausse de part et dautre du pont. Les ponts-cadres dont les parois

latrales sont relativement hautes peuvent tre menacs par la pression accrue du sol de la mme manire

que les grands murs de soutnement.

Les ponts bquilles peuvent tre classs sur le plan du comportement parasismique entre les ponts-

poutres et les ponts-cadres.

3. Ponts-arc

Les ponts-arc sont dots dune rigidit longitudinale relativement leve et ragissent de manire

sensible aux dplacements relatifs des naissances des arcs. Sous secousses sismiques, les deux fondations

sont stimules de manire asynchrone. Lallongement et le raccourcissement cycliques de la trave de larc

peuvent provoquer des dommages, allant de la chute des pierres en clef de vote, (Figure I.6), jusqu

leffondrement de larc. Pour les ponts-arc avec tablier surlev, il y a danger deffondrement du tablier

comme pour les ponts-poutres.


7

Figure I.6 : Pont-arc en pierres naturelles endommag "Turquie 1998".

4. Ponts haubans

Les ponts haubans prsentent en gnral, des formes de loscillation fondamentale caractrises

par des priodes de vibration relativement grandes dans les sens longitudinal et transversal. Ils peuvent

tre amens osciller avec une grande amplitude lors de sismes importants. Cela conduirait la chute du

tablier aux cules ou lendroit de joints intermdiaires. De plus, le tablier peut heurter les pylnes.

Plusieurs ponts haubans de grande envergure ont t soumis de trs importants mouvements de

terrain lors du tremblement de terre de Kobe en 1995. Ils ont rsist au sisme sans grands dommages,

tant placs dans une classe douvrage suprieure. Ils ont t dimensionns et construits selon les

concepts modernes du gnie parasismique. Dans certains cas, il y a eu des dommages aux appuis et aux

ancrages des haubans.

Lors du sisme de Chi-Chi Taiwan en 1999, le premier cas mondial de dgt majeur sur un pont

hauban suite un sisme a t observ. Llment porteur du pont de Gi-Lu long de 240 m a heurt la

cule, provoquant des dommages majeurs; en particulier, un hauban a t dtruit.

5. Appuis et joints de chausse

Des dommages ont souvent t observs aux appuis fixes lorsque la structure porteuse dun pont est

fixe dans le sens longitudinal. Le va-et-vient dans le jeu de lappui fixe provoque des forces de choc trs

importantes qui peuvent facilement endommager lappui.


8

Figure I.7 : Appui longitudinal cras, sur la cule dun pont-poutre, Boumerds 2003.

En cas dappui longitudinal fixe, il faut sattendre en gnral leffondrement du tablier, aprs

destruction de lappui longitudinal dans la phase initiale du tremblement de terre. Si la chute du tablier

peut tre vite, les dommages restent faibles. La figure I.8 montre des joints de chausse dun pont-

poutre endommag aux cules, du fait des dplacements horizontaux importants entre le tablier et la

cule. Selon lampleur des dgts, le pont peut encore tre utilis immdiatement aprs un sisme (cas de

gauche sur la figure I.8), ou il peut tre muni dun lment adquat, par exemple une plaque mtallique

provisoire, comme droite sur la figure I.8.

Figure I.8 : Joints de chausse endommags "Taiwan 1999".

6. Cules

Les cules peuvent tre endommages par tassement des fondations, du remblai arrire et de la

dalle de transition. Des tassements dans la zone de transition larrire des cules peuvent tre

rapidement galiss comme le montre la figure I.9 de Boumerds en 2003 (Magnitude Mw = 6,7).


9

Figure I.9 : Tassement derrire la cule dun pont Boumerds, "Algrie 2003".

Les rotations de cules suite laugmentation des pousses des terres pendant le tremblement de

terre, ou des tassements diffrentiels, sont plus dangereuses. Les cules leves, partir dune hauteur

libre denviron 7 m, sont particulirement vulnrables, car de petites rotations peuvent engendrer de

grands dplacements horizontaux du banc dappui.

Des tassements et des rotations de cule permanentes peuvent galement tre provoqus par une

liqufaction du sol. Les sols contenant des couches tendues de sable meuble en zone immerge sont

particulirement sensibles la liqufaction. Une fondation sur pieux ne suffit en gnral pas, car le remblai

derrire la cule peut seffondrer tout de mme par suite de la liqufaction du sol. Les mesures

envisageables sont le remplacement, le compactage ou le drainage des couches sensibles du sol.

7. Fondations profondes

Lors dun vnement sismique majeur, les fondations profondes absorbent presque toute lnergie

cause par les mouvements sismiques; ces lments structuraux peuvent avoir une augmentation des

sollicitations dues la rduction de la capacit portante du sol. Cela met en vidence lintrt pour ces

lments structuraux capables de supporter plusieurs cycles de dformations.

La figure ci-dessous montre une tte de pieux endommage suite des efforts sismiques trs

importants. Ce type de rupture peut tre d une insuffisance de rsistance en cisaillement, ou un

ancrage inadquat, entranant une diminution de la capacit en traction des pieux.


10

Figure I.10 : Dommage observ sur une tte de pieux.

8. Effet de site

En plus de la liqufaction du sol, les sismes peuvent galement provoquer des glissements de terrain

et des boulements. Ce sont surtout les fondations dans les zones actives de glissement qui sont mises en

danger. Lors du sisme de Chi-Chi Taiwan en 1999 (magnitude Mw= 7.6), il a t observ plus de 10 000

glissements de versants. La plupart dentre eux ont eu lieu dans les rgions soumises une acclration

maximale du sol suprieure 0,15 g et sur des pentes suprieures 30. Ltude des effets de sismes sur

les sols de fondation se limite aux combinaisons les plus leves des zones dala sismiques et des classes

de sol de fondation.

Figure I.11 : Tassements gnraliss causs par la liqufaction du sol autour de la dalle de fondation sur

pieu dune pile de pont, Kobe, 1995


11

Figure I.12 : Effondrement du tablier du la liqufaction du sol (Hyogoken-Nanbu, Japon, 1995).

I.4 CONCLUSION :

Ce chapitre a prsent un bref historique sur quelques dgts causs par des sismes passs, sur les

ouvrages darts. Ces diffrents dgts peuvent prendre beaucoup de forme, selon le mouvement des

terres, la configuration totale et les dtails spcifiques du pontetc. En dpit de ces complexits, le dossier

est clair, La chute des tabliers (rencontr frquemment dans le cas des ouvrages traves indpendantes),

lendommagement voir mme la rupture des piles et des dommages complexes qui peuvent affectes les

fondations des ouvrages, sont les principaux dommages quon peut rencontrer dans les ouvrages darts. A

cet effet, la prise en compte de risque sismique parait primordiale dans lvaluation de la scurit

structurelle des ouvrages darts.

CHAPITRE IIPRESENTATION DE LOUVRAGE ET

HYPOTHESES DE CALCUL


13

II.1 INTRODUCTION :

Aprs une tude de la rgion proximit de Mahelma, la Dara de Zeralda a signal la ncessit de raliser un amnagement dune nouvelle ville de Sidi Abdallah, environ 1km au nord de la commune de Mahelma, et pour accder la nouvelle ville, la Dara a propos de raliser une autoroute qui la relie avec la ville de Zeralda. Une solution technique qui permet de passer directement et viter le passage par Mahelma, dans de meilleures conditions de circulation.

Ce projet dtude a pour but, de franchir cette autoroute qui relie la nouvelle ville de Sidi Abdallah et la ville de Zeralda, galement un chemin de fer qui est en cours de ralisation en parallle avec lautoroute qui relie la ville de Zeralda et la ville de Birtouta.

Il est donc recommand de raliser un ouvrage (viaduc) dune longueur de 98.85 ml, trois traves avec 2 fois 2 voies pour les 2 sens, 12 poutres en bton prcontraint pour chaque trave.

Louvrage qui nous t confi ltude est considr comme une voie secondaire VS1-2 qui relie la commune de Mehalma et une caserne militaire qui se trouve au priphrique Nord.

Ltude du trac routier a t termine au niveau du passage suprieur, le pont ne mne nulle part,

ce stade la ralisation dune nouvelle ville se fera ultrieurement.

II.2 SITUATION DE LOUVRAGE:

Ce projet se trouve au Cyber Park de Sidi Abdallah, environ 1 Km au nord du chef-lieu de la commune

de Mahelma, environ 4 Km au sud-est de la ville de Zralda. Laccs au site se fait en empruntant la route

nationale N 63 jusqu lentre de la localit de Mahelma, puis via une piste goudronne.

Du point de vue morphologique:

Louvrage projet se situe en contrebas dune colline pente douce qui slve une altitude denviron

185 m.

Du point de vue hydrologique:

Le site se trouve, environ 180 m, en rive droite de loued SAFSAF, un cours deau au rgime intermittent,

qui draine les collines aux alentours de la localit de Mahelma.


14

Figure II.1 : Carte de la rgion de louvrage.

II.3 LES DONNEES DE PROJET :

Ltude dun pont ne peut commencer que lorsque toutes les donnes relatives au franchissement

sont runies, notamment les donnes relatives la voie porte telle que le trac en plan, le profil en long

et le profil en travers.

II.3.1 Les donnes fonctionnelles :

Les donnes fonctionnelles rassemblent des caractristiques permettant au pont dassurer sa

fonction douvrage de franchissement sa mise en service et terme compte tenu de phasage

fonctionnelle ventuel, pour cela il est ncessaire de dfinir les caractristiques des voies portes et des

voies ou obstacles franchis.

a) Profil en long :

Le profil en long est la ligne situe sur laxe de louvrage, dfinissant en lvation du trac en plan, il

doit tre dfini en tenant compte de nombreux paramtres lis aux contraintes fonctionnelles de lobstacle

franchit ou aux contraintes naturelles, en gnral il convient dviter les ouvrages plats et horizontaux.

La longueur de cet ouvrage est de 100.4 m de longueur, compos de trois traves identiques

isostatique de 33.4 m chacune, il est compris entre le PK 0+302.067 au PK 0+402.417.

Louvrage en question a pour but de franchir une voie ferr ainsi quun ddoublement routier.

Figure II.2 : Coupe longitudinale de louvrage.

Figure II.3 : Vue en lvation de louvrage.

b) Trac en plan :

Le trac en plan est la ligne dfinissant la gomtrie de laxe de la voie porte, dessin sur un plan de

situation et repr par les coordonnes de ces points caractristiques.

RN 63

32.95 m 33.5 m 32.95 m


15

Laxe en plan de louvrage est inscrit dans un alignement droit de longueur totale de 98.85 m.

En plan, louvrage tudi est caractris par un biais.

Le biais :

Le biais gomtrique ou plus simplement le biais de l'ouvrage correspond l'angle , habituellement

exprim en grades, form entre l'axe longitudinal de l'ouvrage et les lignes d'appui. Cet angle peut varier

d'un appui un autre.

Compte tenu de cette dfinition, un ouvrage est considr comme :

- droit lorsque l'angle de son biais gomtrique est de 100 grades ;

- peu biais lorsque l'angle de biais gomtrique est compris entre 70 et 100 grades ;

- de biais biais trs accentu, pour un angle plus faible, inferieure 70 grades.

Louvrage tudi prsente un angle de biais gomtrique de 71.20 grade, ce quil fait de lui un ouvrage

peu biais, il sera considr comme un pont droit lors des calculs.

Figure II.4 : La vue en plan.

c) Profil en travers :

Le profil en travers est lensemble des lments qui dfinissent la gomtrie et les quipements de la

voie dans le sens transversal.

Le profil en travers de la chausse est dfini par:

- Largeur roulable Lr = 6.25 m

- Nombre de voies de circulation = 2 voies.

- La pente: 2.5 %.

La largeur du tablier est de 10 m avec une largeur roulable de 6.25 m borde dun trottoir de 3.25m dun

ct et 0.5 m de lautre ct.

Le tablier constitu de six poutres en bton prcontraint de 33.40 m de longueur et de 1.50 m de hauteur

espaces de 1.8 m entre eux, surmontes dune dalle en bton arm de 25 cm dpaisseur.

Les appuis extrmes du pont sont des cules massives ancres dans le sol au moyen de fondations

profondes, les appuis centraux du pont sont constitus dun chevtre recevant les appareils dappuis en


16

lastomres fretts et deux piles de type voile arrondi de 7.20 m de longueur et 1.20 de largeur prenant

appuis sur le sol au moyen de fondations profondes.

Figure II.5 : Profil en travers de louvrage.

II.3.2 Les donnes naturelles :

Les donnes naturelles sont rcoltes directement sur le site du projet, elles sont fixes et inchanges,

et ncessaires pour ltude de linfrastructure de louvrage ainsi que louvrage lui-mme.

a) Les donnes gotechniques :

Les donnes gotechniques sont videmment primordiales dans ltude dun ouvrage en contact

avec le sol, elles sont indispensables pour la dtermination du type de fondation des appuis, et de choisir

un bon emplacement dans le but davoir un bon comportement mcanique de louvrage en question.

Elles sont obtenues partir dune reconnaissance qui doit donner des informations ncessaires sur le

terrain naturel, le niveau de la nappe et limplantation possibles des fondations.

La connaissance des caractristiques gotechniques du sol, entrane de meilleures conditions de

stabilit et de rigidit.

Daprs le rapport gotechnique :

En effet, Pour connaitre le sol de fondation, la compagne de reconnaissances gotechniques in-situ a

consist en la ralisation de sondages carotts avec essais SPT et de sondages pressiomtriques avec essais

intervalle de 2m aux emplacements des quatre appuis.

Sur la base des rsultats gotechniques, nous pouvons conclure que le site du projet se trouve au

cyber parc, dans la commune de Mahelma, dans la wilaya dAlger est.

Du point de vue gologique :

10 m

0.5m 6.25 m 3.25 m

0.5m 1.8m 1.8m 1.8m 1.8m 1.80m 0.5m


17

Les coupes lithologiques, obtenues avec les quatre sondages, mettent en vidence une couche de

limon-sableux en surface, denviron 0.4 1.6m dpaisseur, recouvrant des sables argileux et argiles

sableuses de 4 5m dpaisseur, eux mme surmontant une puissante formation conglomratique,

reprsente par une alternance de sables pass argileuse et pass grsifies et de niveaux de grs

grossiers fin denviron 8 12m dpaisseur. Lensemble de ces formations repose sur une marne grise,

ferme rencontre partir de 16-17m de profondeur.

Il na pas t relev de niveau phratique dans aucun des quatre sondages.

Cependant, les conglomrats qui reposent sur la marne grise peuvent constituer un aquifre lors de la

priode humide. On doit prvoir une protection pour le bton constitutif des pieux et un drainage

superficiel autour de la structure de louvrage projet.

Lessai de pntration au carottier S.P.T conclue que les sols rencontrs sont de consistance moyenne

trs leve.

Du point de vue fondation :

En se basant sur les rsultats des calculs de fondation, la nature du sol rencontre ainsi que limportance

de louvrage projet, le bureau dtudes INZAMAC Algrie recommande de fonder louvrage sur des pieux

de 14m de longueur ancrs dans les conglomrats.

Ce choix a t dict par la nature lithologique des formations rencontres en surface et qui sont

susceptible dengendrer des phnomnes de tassement diffrentiel si le choix de fondations superficielles

ancres 3m tait envisag.

Les calculs de portance ont donns des valeurs variant entre 289 et 320 tonnes pour un diamtre de 1m

et des valeurs variant entre 347 et 384 tonnes pour un diamtre de 1.2m.

Les charges prconises pour lensemble du site sont :

260 tonnes pour un diamtre de 1.0 m (charge limite dun pieu).

310 tonnes pour un diamtre de 1.2m (charge limite dun pieu).

La solution de fonder toujours sur pieux, dans la marne grise ferme, situe au-del de 17m de

profondeur est envisageable. Lavantage de fonder sur un tel terrain est motiv par lhomognit de ce

sol, son extension en profondeur et sa bonne portance (en terme de pointe et en terme de frottement

latral).

b) Les donnes sismologiques :

Un sisme est une succession de dplacements rapides imposs aux fondations dun ouvrage. En

gnral, le sisme est caractris par un spectre de rponse en termes de dplacements, vitesses ou

acclrations.

Sur un ouvrage rigide, les efforts sont identiques ceux dune acclration uniforme prsentant une

composante horizontale de direction quelconque et une composante verticale.


18

La vrification des ouvrages vis--vis des actions sismiques de calcul doit tre telle que le risque de

dfaillance sous sisme potentiel soit suffisamment faible.

La wilaya dAlger sinscrit entirement dans la Zone III , de sismicit trs leve (classification

sismique des wilayas et commues dAlgrie du R.P.O.A 2008). Le R.P.O.A 2008 classe les ponts en trois (03)

groupes selon leur importance.

Louvrage dart projet dans le cadre du projet est reporter au Groupe 3 (pont dimportance

moyenne).

Pour les besoins du projet, le coefficient dacclration de zone A prendre en considration dans

les calculs, dfini en fonction de la zone sismique et de limportance du pont est A = 0.25 (voir la partie

R.P.O.A 2008 COEFFICIENT DACCELERATION DE ZONE A (SELON LE R.P.O.A 2008).

c) Donnes climatiques :

La temprature :

Les effets de la temprature sont bien videment pris en compte dans le calcul des constructions,

elle a son effet au niveau des joints de chausse et des appareils dappui (gnralement comprise entre

-10 et +25)

La neige :

Les effets de la neige ne sont pas pris en considration dans le calcul des ponts mais ils peuvent

intervenir dans certains cas particuliers (ouvrage en phase de construction)

Le vent :

Les efforts engendrs sur les structures par le vent, sont fixs par le RCPR, on prend une surcharge du

vent rpartie de 125 Kg/m soit 0.125 t/m.

II.4 LES HYPOTHESES DE CALCULS :

Dans ce prsent mmoire, nous allons essayer dexaminer ce projet qui porte sur ltude dun pont

poutre multiples en bton prcontraint situ la nouvelle ville de Sidi Abdallah, dans la commune de

Mahelma la wilaya dALGER.

Afin de pouvoir raliser cette tude, nous allons prendre en compte toutes les hypothses de calcul en se

basant sur des D.T.R (documents techniques rglementaires) tablis par les autorits algriennes, en

dsignant le Ministre des Travaux Publics ; en matire de calcul, de dimensionnement et de vrification.

Les principaux D.T.R :

1. RCPR (rgles dfinissant les charges appliquer pour le calcul et les preuves des ponts routes) Version 2008

Le transport routier a connu ces dernires annes un dveloppement rapide tant en nombre de convois

quen poids. Cette situation est due en particulier au redploiement de lindustrie engendrant

laugmentation du transport du lieu de production au lieu dutilisation ou au lieu dexportation.


19

Pour amliorer la rentabilit, les dimensions et le poids des masses ont tendance augmenter avec tout

ce que cela suppose comme risque de dgradation des ouvrages dart qui se trouvent parfois, sollicits

leur limite admissible sous leffet des convois lourds.

Aujourdhui, lenjeu est tellement considrable que la t jug utile dlaborer ce rglement des

charges et surcharges applicables aux ponts routes qui permettra duniformiser la rglementation et les

documents contractuels concernant les tudes et lexcution des ouvrages dart.

Ce prsent document vise les trois objectifs suivants:

Dfinir les convois types qui serviront tant pour les tudes de tracs que pour les tudes douvrages

dart.

Donner des rgles de vrification des ouvrages dart sous les diffrents cas de charges.

Dfinir le contenu et le droulement du programme des preuves (oprations pralables la

rception de louvrage).

Dans la premire partie de ce rglement, on trouve les gnralits contenant le domaine et les

conditions dapplication, les units et notations utilises ainsi que des termes et dfinitions gnraux.

Ensuite vient la partie suivante o est dfinie la classification des actions.

Les actions appliques sur un pont sont de deux types :

Les actions hors trafic.

Les actions dues au trafic.

A. Les actions hors trafic :

Les actions hors trafic sont composes dactions permanentes et actions variables.

i. Les actions permanentes :

1. Poids propre

2. Actions thermiques

3. Actions dues la prcontrainte et aux variations linaires du tablier (retrait, fluage)

4. Tassement , etc.

ii. Les actions variables :

1. Actions dues au vent.

2. Actions dues leau.

B. Les actions dues au trafic.

1. Charges considrer

Les charges dfinies ci-dessous sont valables pour les ponts-routes supportant une ou plusieurs


20

chausses.

Deux systmes de charges civiles A et B peuvent tre disposs sur les chausses des ponts. Ces systmes

sont distincts et indpendants, en ce sens que pour le calcul d'un effet donn les deux systmes ne

peuvent tre appliqus simultanment.

Dans certains cas, dautres types de charges peuvent tre pris en compte, notamment pour les ponts ayant

supporter la circulation d'engins de chantier lors de la construction d'une section de route ou autoroute;

le CCTP fixe alors les caractristiques des vhicules prendre en compte, ainsi que les modalits du calcul.

2. Largeur roulable, largeur chargeable, nombre de voies.

3. Classe des ponts.

Les ponts routes sont rangs en 3 classes, en fonction de la largeur roulable et de leur destination.

4. Systme de charge A

5. Systme de charges B

Le systme de charges B comprend trois systmes distincts dont il y a lieu d examiner indpendamment

les effets pour chaque lment des ponts :

Le systme Bc se compose de camions types.

Le systme Br se compose d'une roue isole.

Le systme Bt se compose de groupes de deux essieux dnomms essieux tandems.

Les deux premiers systmes Bc et Br, s'appliquent tous les ponts quelle que soit leur classe, le systme Bt ne s'applique quaux ponts de premire ou de deuxime classe.

6. Coefficient de majoration dynamique

Les charges du systme B sont frappes de majorations dynamiques et le coefficient de majoration

applicable aux trois systmes Bc, Bt, Br est le mme pour chaque lment d'ouvrage. Le coefficient de

majoration dynamique relatif un tel lment est dtermin par la formule :

7. Efforts de freinage

Les charges de chausse des systmes A et Bc sont susceptibles de dvelopper des ractions de

freinage, efforts s'exerant la surface de la chausse, dans l'un ou l'autre sens de circulation.

L'effort de freinage correspondant la charge A est gal :


21

8. Forces centrifuges

Les forces centrifuges sont calcules uniquement partir du systme Bc sur les ponts o la chausse est

en courbe.

9. Charges sur les remblais

En vue de la justification des lments ou structures susceptibles d'tre soumis des efforts de la part

des remblais d'accs aux ponts, on considre que ces remblais sont susceptibles de recevoir une charge de

10 KN/m2 rpartie sur toute la largeur de la plate-forme, les talus tant exclus.

10. Charges militaires

Chaque classe se compose de deux systmes distincts Mc et Me.

10.1. Systme Mc

10.1.1. Convoi Mc 80

10.1.2. Convoi Mc 120

10.2. Systme Me

10.2.1. Convoi Me 80

10.2.2. Convoi Me 120

11. Charges exceptionnelles

Sur les itinraires classs pour permettre la circulation de convois lourds exceptionnels de l'un des types

D ou E, les ponts doivent tre calculs pour supporter le vhicule-type correspondant dcrit ci-aprs

susceptible dans certains cas d'tre plus dfavorable que les charges des systmes A et B.

11.1. Convois types D

Les ponts doivent tre calculs pour supporter les convois types D280 ou D240, susceptibles dans

certains cas d'tre plus dfavorables que les surcharges des systmes A et B.

11.1.1. Convoi type D280

Le convoi type D280 comporte deux remorques supportant chacune 1400 KN.

11.1.2. Convoi type D240

Le convoi type D240 comporte une remorque de trois lments de quatre lignes deux essieux de

2400 KN de poids total.

11.2. Convois types E

Les ponts doivent tre calculs pour supporter les convois types E400 ou E360, susceptibles dans

certains cas d'tre plus dfavorables que les surcharges des systmes A et B.


22

11.2.1. Convoi type E400

Le convoi-type E400 comporte deux remorques supportant chacune 2000 KN.

11.2.2. Convoi type E360

Le convoi type E360 comporte une remorque de trois lments de quatre lignes trois essieux de 3600

KN de poids total.

12. Charges sur les trottoirs

13. Charges sur les garde-corps

Les actions accidentelles :

Les actions prendre en compte :

- L'impact d'un vhicule routier contre les piles, lintrados ou les tabliers de ponts l'impact d'un

vhicule contre les bordures, les barrires pour ouvrages d'art et les composants structuraux.

- Choc dun train.

- Choc dun bateau etc.

Le sisme et lincendie sont considrs comme actions accidentelles et traites par des rglements

spcifiques.

Les combinaisons des actions :

Il convient de combiner les diffrentes actions qui peuvent sexercer sur louvrage, pour obtenir les

sollicitations correspondantes aux diffrents tats limites a considrer.

1. Etats limites

On distingue conventionnellement deux tats limites : Les Etats Limites de Service et les Etats Limites

Ultimes.

1.1. Les tats limites de service

Les tats limites de service sont des tats correspondant des conditions au-del desquelles les

exigences daptitudes spcifies (scurit de la circulation) pour une structure ou un lment structural

ne sont plus satisfaites.

1.2. Les tats limites ultimes

Les tats limites ultimes sont des tats limites associes a la ruine des structures, cest dire son

effondrement ou dautres formes de dfaillances structurales ; ils correspondent latteinte de la

capacit structurale de la structure (rsistance, stabilit de forme) ou une perte dquilibre statique.

2. Ecriture des combinaisons dactions

2.1. Valeurs caractristiques des actions


23

Elles sont multiplies par des coefficients, pour les actions permanentes et les actions dues au trafic.

2.2. Formes gnrales des combinaisons dactions

2. RPOA-2008 (rgles parasismiques applicables au domaine des ouvrages dart)

A. Prambule :

Les ponts du rseau routier algrien ont t construits avant lentre en vigueur du nouveau rglement

parasismique pour les ouvrages dart (RPOA 2008). Ils ont t dimensionns de manire empirique pour

supporter des tremblements de terre. En consquence, certains dentre eux se caractrisent par une

scurit aux sismes insuffisante selon les critres actuels notamment en termes de ductilit et de

dispositions constructives.

Aujourdhui le RPOA est devenu un rfrentiel spcifique pour les diffrents acteurs de la construction

(Matres douvrage, Matres duvre, ingnieurs, projeteurs, entreprises), dans ltablissement et la

ralisation des projets douvrages dart. Son application a t impose par larrt ministriel du 14

octobre 2010.

B. Contenu du RPOA-2008 :

Le Rglement Parasismique Algrien est compos essentiellement de 03 parties :

Partie 01 : ponts neufs.

Partie 02 : tunnels.

Partie 03 : ponts existants.

1. Ponts neufs

Le RPOA-2008 donne les principes de conception et de dimensionnement, les critres et les dispositions

constructives pour les ponts neufs, dans un souci de rduire au minimum leur susceptibilit aux dommages

dus aux actions sismiques.

Ce rglement couvre essentiellement la conception parasismique des ponts pour lesquels les actions

horizontales sismiques sont principalement reprises, soit par les cules, soit par la flexion des piles, c'est--

dire les ponts composs d'un systme de piles sensiblement verticales, supportant le tablier. Il peut tre

appliqu galement pour le dimensionnement sismique d'autres types de ponts, comme les ponts en arc,

les ponts portiques, les ponts bquilles, et les ponts haubans ainsi que les ponts cadre. Les ponts

suspendus, les ponts mobiles, ou les cas de ponts de configuration extrme (par exemple les ponts

fortement biais ou les ponts avec une courbure horizontale importante) ne sont pas compltement

couverts par les dispositions contenues dans ce rglement.

La dmarche de dimensionnement de ce rglement est base sur lexigence gnrale daprs laquelle les

communications durgence doivent tre maintenues, avec une fiabilit approprie, aprs lvnement

sismique de calcul et sur lexigence que les dommages que pourraient provoquer leur dfaillance sur les

constructions et installations environnantes soient matriser. Aussi, il est admis que certaines structures

puissent subir des dformations qui se situent dans le domaine post lastique entranant des

dtriorations : fissurations, destruction de certains lments non structuraux.


24

Les ouvrages, objets du prsent rglement, sont calculs laide dun spectre de rponse lastique dans

le cas d'un calcul lastique, les efforts ainsi obtenus sont directement utiliss pour dimensionner les

sections. Pour certains systmes d'appui et sous rserve d'adopter des dispositions constructives

particulires, il est possible de procder un calcul inlastique qui rduit forfaitairement les efforts, en

utilisant le spectre de dimensionnement et des coefficients de comportements. Dans tous les cas, le tablier

est dimensionn de faon ce qu'il reste lastique.

2. Tunnels

Ce rglement vise aussi les ouvrages souterrains linaires (tunnels, galeries, descenderies, puits, trmies)

superficiels ou profonds, quelle que soit leur mthode de ralisation.

Pour les ouvrages souterrains gomtrie plus complexe (stations, usines, cavits), certaines parties du

rglement peuvent servir de guide au projeteur, notamment en ce qui concerne la dfinition de l'action

sismique, les mthodes de calcul utiliser sont dfinir au cas par cas et sortent du cadre du RPOA.

3. Ponts existants

Le RPOA dfinit les conditions et les critres dvaluation et de renforcement des ponts. Il souligne les

aspects structuraux du comportement sismique, en mettant laccent sur les effets rsultant de la

liqufaction et des dformations du sol induites par le sisme.

Plusieurs options de renforcement sont disponibles pour protger les ponts contre l'effondrement et les

dommages majeurs causs par les tremblements de terre. En gnral, le niveau du renforcement est choisi

selon l'importance de l'itinraire et de la structure, de la zone de sismicit du pont, et de lexigence

laptitude au service post sismique de la structure en termes de trafic et dommages acceptables.

Le projet dvaluation et de renforcement des ouvrages existants doit se baser sur un sisme de

rfrence, en combinant les critres dimportance de louvrage avec les indices de risque sismique

permettant ainsi dtablir un niveau de priorit de renforcement du pont.

C. Application du RPOA pour les ponts neufs :

Contrairement aux codes parasismiques de premire gnration qui sappliquaient en Algrie depuis

1955 o on effectuait un calcul empirique, le RPOA class comme un rglement de troisime gnration

apporte quelques lments supplmentaires la conception parasismique des ponts. Ils portent

principalement sur la prise en compte de la ductilit travers lintroduction dun facteur de comportement

(q) et les dispositions constructives dans les diffrents lments de la structure du pont afin de dissiper

lnergie provenant du sisme sans dommages majeurs. Ce rglement offre aux projeteurs deux

possibilits majeures de conception pour les appuis :

Concevoir des appuis dont le comportement sera lastique.

Concevoir des appuis dont le comportement sera inlastique.

i. Principes du calcul lastique :

La conduite du calcul lastique passe par les points suivants :

a) Dfinition des masses de la structure.


25

b) Dfinition des raideurs des appuis. c) Evaluation de la priode propre de l'ouvrage et de sa dforme sous sollicitation dynamique. d) Evaluation de l'amortissement structurel. e) Evaluation des forces statiques quivalentes laide de spectre de rponse lastique. f) Dtermination des sollicitations lastiques.

ii. Principes du calcul inlastique :

On admet la formation de rotules plastiques par plastification des aciers longitudinaux pour des efforts

infrieurs ceux qu'une structure parfaitement lastique aurait subis. On applique la dmarche du calcul

lastique avec le spectre de dimensionnement, puis on divise les efforts obtenus par un coefficient dit de

comportement, qui permet de tenir compte des capacits de ductilit de la structure.

Il faut toutefois bien vrifier que, sous les sollicitations rduites obtenues, il y a effectivement formation

de rotules plastiques et, qu'en dehors des rotules plastiques, la structure reste bien lastique. La

vrification de ce critre de cohrence assure au projeteur que, sous les sollicitations ainsi dtermines, les

parties fragiles (i.e. non ductiles) de la structure sont bien protges par la formation de rotules plastiques

ductiles.

En somme, on dicte la structure les seuls endroits o elle peut dissiper de l'nergie par

endommagement et plastification des aciers.

Coefficient de comportement :

Ce coefficient est unique pour lensemble de louvrage et fix par le RPOA (Article 4.4 page 34) en

fonction du matriau utilis et du type de structure. Il tient compte forfaitairement de la capacit plus ou

moins grande des lments rsistant au sisme (piles) supporter des dformations plastiques par

formation de rotules plastiques dans des endroits prcis.

La dmarche modifie et complte le calcul lastique par les points suivants :

a) Evaluation des forces statiques quivalentes par le spectre de dimensionnement.

b) Dtermination des sollicitations partir des forces prcdentes.

c) Division des sollicitations par un coefficient de comportement ; les dplacements ne sont pas

diviss par ce coefficient.

d) Vrification du critre de cohrence : les aciers longitudinaux plastifient bien dans les rotules

plastiques et pas ailleurs.

e) Ferraillage convenable des rotules plastiques de faon liminer le risque de rupture fragile par

cisaillement lorsque les rotules plastiques se sont dveloppes.

iii. Dmarche de lanalyse sismique des ponts :

Lanalyse sismique est conduite en suivant les tapes suivantes :

Classification des zones sismiques.

Classification de louvrage.


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Classification du site.

Dtermination du coefficient dacclration de zone.

Dduction du spectre de rponse.

Choix de la mthode danalyse.

Dtermination des efforts provenant de la mise en mouvement du tablier.

Dtermination des efforts provenant des pousses dynamique

Documents

Pfe Berkane -Nedjar 2014