Conception des ponts: liste de contrôle 14
Les charges, forces et contraintes suivantes doivent être prises en compte et vérifiées lors de la conception des ponts: - 1. Charge morte 2. Charge vive 3. Chargement de la chaussée 4. Résistance aux impacts 5. Charge du vent 6. Force horizontale due aux courants d'eau 7. Forces longitudinales 8. Forces centrifuges 9. Flottabilité 10. Pression de la Terre 11. Effets de la température 12. Effets de la déformation 13. Effets secondaires 14. La pression des vagues et peu d'autres.
Poids mort:
Les poids unitaires de divers matériaux doivent être pris en compte dans la conception, comme indiqué dans le tableau 5.1:
Tous les nouveaux ponts routiers en Inde doivent être conçus conformément aux chargements du Indian Roads Congress, qui se composent de trois classes de chargement, à savoir, IRC classe AA, IRC classe A et IRC classe B. Pour que des ponts soient construits dans certaines limites municipales, zones industrielles et sur certaines autoroutes spécifiées, une voie à voie unique de la classe AA ou à deux voies de la classe A doit être prise en compte.
Tous les autres ponts permanents doivent être conçus avec deux voies de chargement de classe A tandis que deux voies de chargement de classe B sont applicables aux ponts situés dans des zones spécifiées ou au type de structure temporaire tel que les ponts en bois, etc. Lorsque la classe 70-R est spécifiée, doit être utilisé à la place du chargement IRC de classe AA. Les Fig. 5.1 et 5.2 montrent les chargements IRC.
On suppose que ces charges se déplacent le long de l’axe longitudinal des ponts et peuvent être placées n’importe où sur le pont pour tenir compte du pire effet produit dans la section, à condition que les distances entre la roue et le bord de la route, les distances entre essieux ou roues et la distance entre les véhicules adjacents, comme indiqué dans le diagramme de chargement, n'est pas gênée.
Tous les essieux d’un véhicule ou d’un train standard doivent être considérés comme agissant simultanément et l’espace laissé non couvert par le train standard ne doit pas être considéré comme soumis à une charge supplémentaire. Les remorques attachées à l'unité motrice ne doivent pas être considérées comme détachables.
Tous les nouveaux ponts doivent avoir une largeur de une, deux ou quatre voies. Les ponts à trois voies ne seront pas pris en compte. Pour les ponts à quatre voies ou les ponts multiples à deux voies, une marge centrale d'au moins 1, 2 m de large doit être prévue.
Réduction des contraintes dues au fait que LL est sur plus de deux voies de circulation simultanément:
L'intensité de la charge peut être réduite de 10% pour chaque voie supplémentaire au-delà des deux voies, sous réserve d'une réduction maximale de 20% et sous réserve également que les intensités de charge ainsi réduites ne soient pas inférieures aux intensités résultantes. d'un chargement simultané sur deux voies.
Méthode d'application de la charge vive pour la conception de la dalle de plancher:
1. Pour les dalles s'étendant dans une seule direction:
A. Dispersion de la charge perpendiculairement à la portée:
a) dalle pleine s'étendant dans une direction:
(i) Pour une charge concentrée unique, la largeur effective doit être calculée selon la formule ci-dessous. Toutefois, la largeur effective ne doit pas dépasser la largeur réelle de la dalle.
Où b e = la largeur effective de la dalle sur laquelle agit la charge.
L = portée effective en cas de portée simplement supportée et étendue en cas de durée continue.
X = distance entre le centre de gravité de la charge concentrée et le support le plus proche.
W = dimension de la zone de contact du pneu dans une direction perpendiculaire à la plage plus deux fois l'épaisseur de l'usure du manteau.
K = un coefficient ayant les valeurs indiquées dans le tableau 5.2 en fonction du rapport b / L, où b est la largeur de la dalle.
(ii) Pour deux charges concentrées ou plus alignées dans une ligne dans la direction de la travée, le moment de flexion par mètre de largeur doit être calculé séparément pour chaque charge en fonction de sa largeur utile appropriée.
(iii) Pour deux charges ou plus sur la travée, si la largeur effective de la dalle pour une charge chevauche la largeur effective de la dalle pour une charge adjacente, la largeur effective résultante de la dalle pour les deux charges doit être prise égale à la somme de la largeur effective respective pour chaque charge moins la largeur de recouvrement, à condition que la dalle soit contrôlée pour les deux charges agissant séparément.
b) Porte-à-faux en dalle pleine:
(i) Pour une charge unique concentrée, la largeur effective de la dalle résistant au moment de flexion (mesurée parallèlement au bord supporté) doit être la suivante:
b e = 1, 2x + W (5.2)
Où b e, x et W ont la même signification que précédemment.
À condition que la largeur utile ne dépasse pas le tiers de la longueur de la dalle en porte-à-faux mesurée parallèlement au support et que la largeur utile ne dépasse pas la moitié de la valeur ci-dessus, plus la distance de la charge concentrée à l'extrémité la plus proche lorsque le la charge concentrée est placée près de l’une des deux extrémités de la dalle en porte-à-faux.
ii) pour deux charges concentrées ou plus:
Si la largeur effective d'une dalle pour une charge chevauche la largeur effective d'une charge adjacente, la largeur effective résultante pour deux charges doit être prise égale à la somme des largeurs utiles respectives pour chaque charge moins la largeur de recouvrement, à condition que la dalle ainsi conçu est testé pour les deux charges agissant séparément.
B. Dispersion de la charge le long de la travée:
La longueur effective de la dalle sur laquelle agissent une charge de roue ou une charge d'adhérence doit être considérée comme égale aux dimensions de la zone de contact du pneumatique sur la surface d'usure de la dalle dans le sens de la portée plus deux fois la profondeur totale de la dalle, y compris: l'épaisseur de la couche d'usure.
2. Pour les dalles s'étendant dans deux directions et pour les dalles s'étendant dans une direction avec une largeur supérieure à 3 fois la portée effective:
Adoptez un champ d’influence, la méthode de Piegeaud ou toute autre méthode rationnelle avec la valeur du coefficient de Poisson égale à 0, 15.
3. Pour une dalle nervurée ou à travers une dalle autre qu'une dalle pleine:
Lorsque le rapport entre la rigidité en flexion transversale et la rigidité en flexion longitudinale est égal à 1, les largeurs effectives peuvent être calculées comme pour une dalle pleine. Lorsque le rapport est inférieur à l'unité, une valeur proportionnellement plus petite sera prise.
4. Dispersion des charges à travers les remplissages et la couche d'usure:
La dispersion des charges à travers les remplissages et la couche d'usure doit être effectuée à 45 degrés le long de la travée et perpendiculairement à celle-ci.
Chargement de la passerelle:
Pour une portée effective de 7, 5 m ou moins, 400 kg / m 2 . Cette charge doit être portée à 500 kg / m 2 pour les ponts situés à proximité d'une ville ou d'un centre de pèlerinage ou de grandes foires de congrégations.
Pour une portée effective supérieure à 7, 5 m mais inférieure à 30 m, l'intensité de la charge doit être calculée selon l'équation suivante:
Pour des portées effectives supérieures à 30 m, l'intensité de la charge de la chaussée doit être déterminée selon la formule suivante:
Où P '= 400 kg / m 2, selon le cas
P = Charge de la chaussée en kg par m 2
L = portée effective de la poutre principale en mètres
W = largeur de la voie en mètres
La passerelle doit être conçue pour supporter une charge de 4 tonnes, y compris les impacts répartis sur une zone de 300 mm de diamètre. Dans ce cas, les contraintes admissibles peuvent être augmentées de 25% pour satisfaire à cette disposition. Lorsque les véhicules ne peuvent pas monter sur le trottoir, cette disposition n’est pas nécessaire.
Allocation d'impact:
La tolérance d'impact, exprimée en pourcentage des charges actives appliquées, doit être autorisée pour l'action dynamique des charges vives, comme indiqué ci-après:
Pour un chargement de classe A ou de classe B:
Le pourcentage d'impact doit être tel qu'indiqué à la Fig. 5.3. La fraction d'impact doit être calculée à partir des formules suivantes pour les portées comprises entre 3 et 45 m:
a) Pour les ponts en béton armé:
Fraction d'impact = 4, 5 / 6 + L
b) Pour les ponts en acier:
Fraction d'impact = 9 / 13, 5 + l
Où L = longueur de la portée en mètres, comme indiqué
Pour le chargement de classe AA et de chargement de classe 70R:
Le pourcentage d'impact doit être pris comme indiqué ci-dessous:
A. Pour une portée inférieure à 9 m:
i) Pour les véhicules à chenilles - 25% pour des portées jusqu’à 5 m linéairement, réduction à 10% pour des portées de 9 m.
ii) Pour les véhicules à roues - 25%.
B. Pour des portées de 9 m ou plus:
a) ponts en béton armé:
i) Véhicules à chenilles: 10% jusqu'à une portée de 40 m et conformément à la courbe de la figure 5.3 pour des portées supérieures à 40 m.
ii) Véhicules à roues: 25% pour des portées inférieures à 12 m et conformément à la courbe de la figure 5.3 pour les portées supérieures à 12 m.
b) ponts en acier :
i) Véhicules à chenilles: 10% pour toutes les travées.
ii) Véhicules à roues: 25% pour des portées inférieures à 23 m et conformément à la courbe indiquée à la figure 5.3 pour des portées supérieures à 23 m.
Aucune tolérance d’impact n’est autorisée pour le chargement de la voie piétonne. Pour la structure de pont dont le remblai ne doit pas être inférieur à 600 mm, croute de route comprise, le pourcentage d'impact doit être égal à la moitié de ceux spécifiés ci-dessus pour les chargements de classe A ou de classe B, les chargements de classe AA et 70R.
Les pourcentages d’impact dans les proportions suivantes sont autorisés pour le calcul des contraintes en différents points des piliers et des culées depuis le dessus du bloc de lit:
(i) Pression sur les roulements et la surface supérieure du bloc-lit Valeur totale
(ii) Surface inférieure de la moitié de la valeur du bloc de lit
(iii) De la surface inférieure du bloc de lit jusqu’à 3 m de la structure sous le bloc de lit, diminuant uniformément de moitié à zéro
(iv) 3 m sous le bas du lit Zéro
La longueur de la portée, L, à prendre en compte dans le calcul des pourcentages d’impact spécifiés dans les chargements de classe A ou de classe B, les chargements de classe AA et les chargements de classe 70R doit être identique à celle indiquée ci-dessous:
(a) Pour les portées simplement supportées ou continues ou pour les arches, L = la portée effective sur laquelle la charge est placée.
b) Pour les ponts ayant des bras en porte-à-faux sans travée suspendue, L = le porte-à-faux effectif du porte-à-faux réduit de 25% pour les charges sur le bras en porte-à-faux et L = la portée effective entre les appuis des charges sur la travée principale.
(c) Pour les ponts ayant des bras en porte-à-faux avec des travées suspendues, L = le porte-à-faux effectif du bras en porte-à-faux plus la moitié de la longueur de la portée suspendue pour les charges sur le bras en porte-à-faux et L = la longueur effective de la portée suspendue pour les charges sur les charges suspendues. span et 'L = la portée effective entre les supports pour les charges sur la travée principale.
Charge de vent:
La charge de vent doit être supposée agir horizontalement sur toute partie exposée de la structure du pont. La direction de la charge du vent peut être telle que les contraintes résultantes soient maximales pour le membre considéré.
On suppose que la force du vent agit sur la surface de la structure comme suit:
(a) Pour la structure du pont - la surface de la structure telle qu’elle est vue en élévation, y compris le système de plancher et le rail, moins la surface de la perforation dans les mains courantes ou les murs du parapet.
(b) Pour une structure traversante ou semi-traversante - la superficie de l'élévation de la ferme au vent comme spécifié en (a) ci-dessus plus la moitié de la surface d'élévation au-dessus du niveau du pont de toutes les autres fermes ou poutres.
L'intensité de la pression du vent doit être conforme au tableau 5.3 ci-dessous. L'intensité peut être doublée dans certaines zones côtières telles que les côtes de la péninsule de Kathiawar, du Bengale et de l'Orissa, comme indiqué sur la carte (Fig. 5.4).
Où
H = La hauteur moyenne en mètres de la surface exposée au-dessus de la surface de retardement moyenne (sol ou lit ou niveau de l'eau).
V = vitesse du vent en km / h
P = Intensité de la pression du vent en kg / m 2 à la hauteur H
La charge de vent sur la charge vive en mouvement est supposée agir à 1, 5 m au-dessus de la chaussée à raison de 300 kg par mètre linéaire de charge vive dans le cas de ponts ordinaires et de 450 kg par mètre linéaire pour les ponts transportant un tramway.
La force totale du vent ne doit pas être inférieure à 450 kg par mètre linéaire dans le plan de la corde chargée et à 225 kg par mètre linéaire dans la corde non chargée sur des travées traversantes ou demi-traversées, en treillis ou similaires, et pas moins de 450 Kg par mètre linéaire sur la plage du pont.
Une pression du vent de 240 kg par mètre sur la structure non chargée doit également être prise en compte si elle produit des contraintes plus importantes que les charges de vent mentionnées précédemment.
Force horizontale due aux courants d'eau:
L’effet de la force horizontale due aux courants d’eau doit être pris en compte lors de la conception de toute partie de la structure du pont immergée dans les eaux courantes.
L'intensité de la pression de l'eau due au courant d'eau peut être calculée à l'aide de la formule:
Où:
P = intensité de la pression en kg / m2
U = la vitesse du courant d'eau au point considéré en mètres par seconde.
K = Une constante ayant les valeurs pour différentes formes de piles, comme indiqué dans le tableau 5.4
On peut supposer que la variation de U 2 est linéaire avec une valeur nulle au niveau de l'affouillement maximal et au carré de la vitesse maximale à la surface (Fig. 5.5). La vitesse maximale de surface V peut être prise comme V m √2, c’est-à-dire que V 2 s = 2 V 2 m, où V m est la vitesse moyenne.
Par conséquent, U 2 dans l'équation 5, 7 à une profondeur X du niveau d'affouillement maximal est donné par:
Afin d'éviter toute variation possible du sens du courant d'eau par rapport au sens normal d'écoulement, il est possible de prendre des dispositions dans la conception en supposant une inclinaison du courant d'eau de 20 degrés par rapport au sens normal d'écoulement.
Dans ce cas, la vitesse doit être résolue en deux composantes, à savoir. un parallèle et l'autre normal à la jetée. Les valeurs de K pour la composante normale doivent être prises à 1, 5 sauf pour les piles circulaires où K peut être pris à 0, 66.
Forces longitudinales:
L'effet des forces longitudinales dues à l'effort de traction ou au freinage (ce dernier étant supérieur au précédent) et la résistance au frottement offerte par le roulement libre au mouvement dû à un changement de température ou à toute autre cause doivent être pris en compte dans la conception du portant, sous-structures et les fondations.
La force horizontale due à la traction ou au freinage est supposée agir le long de la chaussée et à 1, 2 mètre au dessus de celle-ci.
Effets du freinage et de la température sur le pont Les structures sans paliers, telles que des arches, des cadres rigides, etc., doivent être prises en compte conformément à la méthode approuvée d’analyse des structures indéterminées.
Pour les structures en béton armé et précontraint simplement soutenues, les roulements à plaques ne peuvent pas être utilisés pour des portées supérieures à 15 mètres.
Pour les portées simplement supportées jusqu'à 10 mètres où aucun roulement (à l'exception de la couche de bitume) n'est fourni, la force horizontale au niveau du roulement doit être de:
F / 2 ou µ Rg, selon la valeur la plus élevée
Où F = force horizontale appliquée
µ = Coefficient de frottement comme indiqué dans le tableau 5.5
Rg = réaction due à une charge morte.
La force longitudinale exercée sur tout palier libre (coulissant ou rouleau) pour un pont simplement appuyé doit être prise égale à µR, où i est le coefficient de frottement et R est la somme de la réaction des charges morte et vive. Les valeurs de p. comme indiqué dans le tableau 5.5 sont généralement supposés dans la conception.
La force longitudinale exercée sur tout palier fixe pour un pont simplement appuyé doit être la suivante:
F - µR ou, F / 2 + µR selon la valeur la plus grande
Où F = force horizontale appliquée
µ = Coefficient de frottement comme indiqué dans le tableau 5.5
R = réaction due à une charge morte.
La force longitudinale à chaque extrémité d’une structure simplement supportée ayant des appuis en élastomère identiques est donnée par F / 2 V δ où V r est l’estimation du cisaillement de l’appareil en élastomère et 8 est le mouvement du tablier dû à la température, etc. aux forces appliquées.
Les efforts longitudinaux sur les supports d'une structure continue doivent être déterminés sur la base de l'indice de cisaillement des supports individuels et du point de déplacement nul du tablier.
Les forces longitudinales et toutes les autres forces horizontales doivent être calculées jusqu'au niveau où la pression terrestre résultante du sol sous le niveau d'affouillement le plus profond (ou le niveau du sol dans le cas d'un pont comportant un plancher de pucca) équilibre ces forces.
On suppose que l'ampleur de l'effet de freinage a les valeurs suivantes:
(i) Pour un pont à une voie ou à deux voies, l'effet de freinage doit être égal à vingt pour cent pour le premier train du véhicule plus dix pour cent pour les trains suivants ou une partie de ceux-ci.
Une seule voie de charge de train doit être prise en compte dans le calcul de l’effet de freinage, même lorsque le tablier de pont supporte deux voies de charge de train. L'effet de freinage doit être égal à vingt pour cent de la charge effectivement sur la travée lorsque le premier train entier ne se trouve pas sur la travée.
(ii) Pour les ponts ayant plus de deux voies, l'effet de freinage doit être considéré comme égal à la valeur indiquée en (i) ci-dessus pour deux voies plus cinq pour cent des charges sur les voies dépassant deux.
Forces centrifuges:
Pour un pont courbe, l’effet de la force centrifuge dû au mouvement des véhicules dans une courbe doit être dûment pris en compte et les éléments doivent être conçus pour supporter les contraintes supplémentaires induites par l’action centrifuge.
La force centrifuge doit être calculée selon la formule:
C = WV 2 / 127R (5.8)
Où: C = La force centrifuge en tonnes
W = charge vive totale en tonnes sur la travée
V = vitesse de conception en km / h
R = Rayon de courbure en mètres
La force centrifuge doit être supposée agir à une hauteur de 1, 2 m au-dessus de la chaussée. Aucune augmentation pour effet d’impact ne sera requise. On suppose que la force centrifuge agit au point d’action des charges sur les roues ou uniformément répartie sur la longueur sur laquelle agit une charge uniformément répartie.
Flottabilité:
L’effet de la flottabilité doit être pris en compte lors de la conception des membres de la structure du pont si cette considération produit les effets les plus défavorables pour le membre. En raison de la flottabilité, le poids de la structure est réduit.
Si la fondation repose sur des couches imperméables homogènes, aucune disposition relative à l'effet de flottabilité n'est nécessaire, mais si, au contraire, la fondation repose sur des couches perméables telles que sable, limon, etc., la flottabilité doit être prise en compte. Pour les autres conditions de fondation, y compris la fondation sur un rocher, un certain pourcentage de la flottabilité totale doit être supposé comme effet de flottabilité, à la discrétion du concepteur du pont.
15% de la flottabilité totale doivent être considérés comme l’effet de flottabilité des structures en béton immergé ou en maçonnerie en brique en raison de la pression interstitielle.
L'effet de la flottabilité totale doit être dûment pris en compte dans la conception de la superstructure des ponts submersibles, s'il produit des contraintes plus importantes.
Dans le cas de fondations profondes déplaçant l'eau ainsi que la masse du sol, telles que le sable, le limon, etc., la flottabilité entraînant une réduction du poids doit être prise en compte de deux manières:
(i) La flottabilité due au déplacement de l'eau doit être considérée comme le poids du volume d'eau déplacé par la structure depuis la surface libre de l'eau jusqu'au niveau des fondations.
(ii) pression ascendante due au poids du sol immergé, calculée conformément à la théorie de Rankine.
Pression de la terre:
La pression de la terre pour laquelle les structures de retenue de la terre doivent être conçues doit être calculée conformément à toute théorie rationnelle. La théorie de la pression terrestre de Coulomb peut être utilisée sous réserve de la modification selon laquelle la pression terrestre résultante est supposée agir à une hauteur de 0, 42 H à partir de la base, H étant la hauteur du mur de soutènement.
L'intensité minimale de la pression terrestre horizontale doit être supposée être au moins égale à la pression exercée par un fluide pesant 480 kg par cum. Tous les piliers doivent être conçus pour une surcharge de charge vive équivalant à 1, 2 m de hauteur de terre. Pour la conception des murs en battants et de retour, la surcharge de charge vive doit être équivalente à 0, 6 m de hauteur de terre.
Les remplissages situés derrière les culées, les murs en aile et les murs de retour exerçant une pression exercée par la terre doivent être composés de matériaux granulaires. Un média filtrant de 600 mm d'épaisseur, de plus petite taille vers le sol et de plus grande taille vers le mur, doit être placé sur toute la surface des culées, des murs en battants ou de retour.
Un nombre adéquat de trous d'évacuation des eaux de suintement doivent être prévus dans les culées, les murs en battants ou les murs de retour au-dessus du niveau de la marée basse pour permettre l'évacuation de l'eau accumulée derrière les murs. L'espacement des trous de drainage ne doit pas dépasser un mètre dans les directions horizontale et verticale. La taille des trous d'évacuation des eaux usées doit être suffisante pour assurer un drainage adéquat, et les trous d'évacuation des eaux d'égout sanitaire doivent être placés en pente vers la face extérieure.
Effets de la température:
Toutes les structures doivent être conçues pour supporter les contraintes résultant de la variation de température. La plage de variation doit être judicieusement fixée pour la localité dans laquelle la structure doit être construite.
Le décalage entre la température de l'air et la température intérieure d'éléments massifs en béton doit être dûment pris en compte. La plage de température indiquée dans le tableau 5.6 doit généralement être supposée dans la conception.
Le coefficient de dilatation par degré Celsius doit être pris comme suit: 11, 7 x 10 -6 pour les structures en acier et en béton armé et 10, 8 x 10 -6 pour les structures en béton armé.
Effets de déformation (pour les ponts en acier uniquement):
La contrainte de déformation est provoquée par la flexion de tout membre d'une poutre à âme ouverte due à la flexion verticale de la poutre combinée à la rigidité des joints. Tous les ponts en acier doivent être conçus, fabriqués et construits de manière à ce que les contraintes de déformation soient réduites au minimum. En l'absence de calculs de conception, les contraintes de déformation ne doivent pas être inférieures à 16% des contraintes de charge morte et de charge vive.
Effets secondaires:
Structures en acier:
Les contraintes secondaires sont des contraintes supplémentaires causées par l'excentricité des connexions, des charges de poutre de plancher appliquées à des points intermédiaires dans un panneau, des charges de vent latérales sur les poteaux extrêmes des treillis traversants, etc., ainsi que des contraintes dues au mouvement des supports.
Structures en béton armé:
Les contraintes secondaires sont des contraintes supplémentaires provoquées par le déplacement des supports, par la déformation de la forme géométrique de la structure ou le retrait restrictif des poutres de plancher en béton, etc. Pour les structures en béton armé, les coefficients de retrait doivent être pris à 2x10 -4 . Tous les ponts doivent être conçus et construits de manière à ce que les contraintes secondaires soient réduites au minimum.
Pression des vagues:
Les forces des vagues doivent être déterminées par une analyse appropriée en tenant compte des forces de traction et d'inertie, etc., exercées sur des éléments structuraux uniques, sur la base de méthodes rationnelles ou d'études sur modèles. En cas de groupe de pieux, piles, etc., les effets de proximité doivent également être pris en compte.
Impact dû à des corps ou des navires flottants:
Les membres tels que les piliers de pont, les chevalets de pile, etc. soumis à des forces d'impact de corps ou navires flottants doivent être conçus en tenant compte de l'effet de l'impact sur ces membres. Si la force d'impact frappe les éléments de biais, l'effet des forces qui la composent doit également être dûment pris en compte.
Effets d'érection:
Le bureau d’études doit être informé du programme de montage et de la séquence de construction que les ingénieurs en construction souhaitent adopter et le concepteur doit tenir compte dans sa conception des contraintes dues aux effets de montage. Cela doit inclure une travée en cours d'achèvement et la travée adjacente non en position.
Force sismique:
La Fig. 5.6 montre la carte de l’Inde indiquant les zones sismiques de la zone I à la zone V. Tous les ponts de la zone V doivent être conçus pour les forces sismiques spécifiées ci-dessous. Tous les grands ponts d'une longueur totale supérieure à 60 mètres doivent également être conçus pour les forces sismiques des zones III et IV. Les ponts des zones I et II ne doivent pas nécessairement être conçus pour les forces sismiques.
La force sismique verticale doit être prise en compte dans la conception des ponts à construire dans les zones IV et V, dans lesquels la stabilité est un critère de conception. Le coefficient sismique vertical doit être pris égal à la moitié du coefficient sismique horizontal indiqué ci-après.
Lorsque l’effet sismique est pris en compte, l’affouillement pour la conception de la fondation doit être basé sur la crue de conception moyenne. En l’absence de données détaillées, l’affouillement peut être pris à 0, 9 fois la profondeur maximale de l'affouillement.
Force sismique horizontale:
La force sismique horizontale doit être déterminée par l'expression suivante, qui est valable pour les ponts d'une portée maximale de 150 m. Dans le cas de ponts de grande portée ayant des portées supérieures à 150 m, la conception doit être basée sur une approche dynamique.
F eq = α. Β. Ƴ. g
Où F eq = force sismique
α = Le coefficient sismique horizontal en fonction de l'emplacement est donné dans le tableau 5.7 (pour la partie située en dessous de la profondeur d'affouillement, il peut être pris à zéro).
β = Un coefficient dépendant du système de fondation du sol, comme indiqué dans le tableau 5.8.
α = Un coefficient dépendant de l'importance du pont comme indiqué ci-dessous. L’importance est déterminée en fonction des conditions locales telles que l’importance stratégique, le lien de communication vital, etc.
(a) Pont important 1.5
b) Autres ponts 1, 0
G = Charge morte ou mort plus charge vive
Les forces sismiques horizontales doivent être prises pour agir au centre de gravité de toutes les charges considérées. La direction de la force sismique doit être telle que l'effet résultant de la force sismique et d'autres forces produise des contraintes maximales sur la structure.
La force sismique pour les charges vives ne doit pas être prise en compte lorsqu’elle agit dans le sens de la circulation, mais elle doit l’être dans le sens perpendiculaire à la circulation.
La partie de la structure incrustée dans le sol ne doit pas être considérée comme produisant des forces sismiques. Dans les sables meubles ou mal classés avec peu ou pas de fines, les vibrations dues aux effets sismiques peuvent provoquer une liquéfaction du sol ou un tassement excessif total et différentiel. Par conséquent, la création de ponts sur ces couches dans les zones III, IV et V doit être évitée à moins que des méthodes appropriées de compactage ou de stabilisation ne soient adoptées.
Les ponts en maçonnerie ou en béton non armé ne doivent pas être construits dans la zone V.
Diagrammes de lignes d'influence:
Tous les éléments structurels doivent être conçus avec des charges, des forces et des contraintes pouvant agir ensemble. La plupart de ces charges et forces ont un point d'application plus ou moins fixe, à l'exception des charges vives et des forces provenant de charges vives telles que la force d'impact, la force de traction ou de freinage et la force centrifuge.
Étant donné que les charges actives sont des charges en mouvement, leurs points d'application doivent être soigneusement déterminés afin d'obtenir un effet maximal. Ceci est réalisé à l'aide des diagrammes de lignes d'influence décrits dans les paragraphes ci-dessous.
Une ligne d'influence est une courbe qui indique la réaction, le moment, le cisaillement, la poussée, etc. sur une section d'une poutre ou d'autres membres en raison du déplacement d'une charge unitaire concentrée le long de la longueur de la poutre ou de l'élément.
La procédure de tracé du diagramme de lignes d’influence est illustrée dans les paragraphes suivants. Diagrammes linéaires d’influence pour certaines structures spéciales telles que les ponts continus RC et les ponts d’arcade RC. La méthode d'utilisation de ces diagrammes de lignes d'influence pour la détermination des valeurs maximales des moments, des cisaillements, des réactions, etc.
Diagramme de la ligne d'influence pour le moment:
Section de pont simplement prise en charge à 0, 25 L et 0, 5 L:
Dans la Fig. 5.7 (a), quand une unité de charge est placée entre A et X (c’est-à-dire la section considérée), R B = a / L et M x = (axe 0, 75L) / L mais lorsque l’unité de charge est comprise entre X et B, R A = (La) / L et M x = (La) 0, 25 L / L. La valeur de M x sera maximale lorsque l'unité de charge est à X, c'est-à-dire la section considérée et la valeur de M x = 0, 1875L. Le diagramme des lignes d'influence pour M x à 0, 25 L est présenté à la figure 5.7 (c).
De même, sur la figure 5.7 (b), lorsque la charge unitaire est placée entre A et X, M x = ax 0, 5 L / L mais lorsque la charge unitaire est placée entre X et B, M x = (La) x 0, 5 L / L La valeur de M x maximum lorsque l'unité de charge est placée en X, auquel cas M x = 0, 25L. Le diagramme des lignes d'influence pour M, à 0, 5 L, est présenté à la figure 5.7 (d).
Pont cantilever équilibré - Section au centre de la travée principale et au support:
Les diagrammes de lignes d'influence peuvent être dessinés de la même manière que celle illustrée à la Fig. 5.8.
Diagramme de lignes d'influence pour le cisaillement:
Pont simplement soutenu - Section à 0, 25 L et 0, 5 L:
En vous référant à la Fig. 5.7 (a), lorsque la charge unitaire est placée entre A et X (c'est-à-dire la section considérée), R B = a / LS x (c'est-à-dire un cisaillement en X) = R B = a / L. Conformément aux conventions habituelles, ce cisaillement, c'est-à-dire les forces résultantes agissant vers le haut à droite de la section et vers le bas à gauche de la section est négatif.
Lorsque la charge unitaire est comprise entre X et B, R A = (La / L) et S x (cisaillement en x) = (La / L). Ce cisaillement est conforme à la convention normale. Le cisaillement change de signe lorsque la charge unitaire est à X. Par conséquent, le diagramme de la ligne d'influence pour le cisaillement à la section 0.25L sera celui illustré à la Fig. 5.9 (a). L'ordonnée de cisaillement négatif à X = 0, 25L / L = 0, 25 et l'ordonnée de cisaillement positif = L - 0, 25L / L = 0, 75
En se référant à la Fig. 5.7 (b), on peut trouver la même chose qu'avant lorsque la charge unitaire est comprise entre A et X, S x = a / L et lorsque la charge unitaire est comprise entre X et B, S, = (La / L). . Le cisaillement change de signe lorsque la charge unitaire est au niveau de la section, c'est-à-dire à 0, 5 L et que les ordonnées pour le cisaillement positif et le cisaillement négatif sont de 0, 5. Le diagramme de la ligne d'influence est présenté à la Fig. 5.9 (b).
Pont cantilever équilibré - Section au centre de la travée principale et au support:
i) Section au centre de la travée principale:
En référence à la Fig. 5.8 (a), lorsque la charge unitaire se déplace de A à G (c’est-à-dire la section considérée), la réaction en D sera la suivante:
Mais lorsque la charge unitaire passe de G à F, la réaction en C sera comme ci-dessous:
Les réactions R c ou R D correspondent au cisaillement de la section G. En utilisant la convention de signe normale, le diagramme de la ligne d'influence du cisaillement de la section G est celui présenté à la figure 5.10 (a).
ii) Section à gauche du support C:
En vous référant à la Fig. 5.8 (a), le cisaillement à gauche du support C sera la charge en C lorsque la charge unitaire passera de A à C et à zéro au-delà de C. Par conséquent, le diagramme de la ligne d'influence de cisaillement sera celui illustré à la Fig. 5.10. (b).
iii) Section du droit de soutien C:
En vous référant à la Fig. 5.8 (a), lorsque la charge unitaire passe de A à C, le cisaillement est numériquement égal à Rd et lorsque la charge unitaire dépasse C, le cisaillement est numériquement égal à Rc. Le diagramme de la ligne d'influence de cisaillement est présenté à la Fig. 5.10 (c).
Contraintes permises:
Membres concrets:
Les contraintes admissibles pour le béton de différentes qualités doivent être conformes au tableau 5.9:
Remarque:
Pour calculer les contraintes en section, un rapport modulaire (E s / E c ) de 10 peut être adopté
Les contraintes admissibles dans les armatures en acier doivent être conformes aux indications du tableau 5.10.
Les contraintes de traction admissibles de base dans le béton brut doivent être conformes au tableau 5.11:
Les éléments en béton armé peuvent être conçus sans armature de cisaillement en cas de contrainte de cisaillement, x <Xc où Xc est donné par l'expression suivante:
La contrainte de cisaillement nominale τ = V / bd ne doit jamais dépasser le cisaillement maximal admissible τ max indiqué ci-dessous:
τ max = 0, 07 f ck ou 2, 5 MPa le moins élevé des deux montants. Où fck est la résistance caractéristique du béton.
Membres en béton précontraint:
Grade de béton:
La résistance à la compression caractéristique du béton ne doit pas être inférieure à 35 MP, c'est-à-dire de la nuance M 35, sauf pour les constructions composites où le béton de la nuance M 30 pourrait être autorisé pour les dalles de plancher.
Contraintes temporaires admissibles dans le béton:
Ces contraintes sont calculées après prise en compte de toutes les pertes, sauf en raison du retrait résiduel et du fluage du béton. La contrainte de compression temporaire ne doit pas dépasser 0, 5 f Cj qui ne doit pas dépasser 20 MPa, où f Cj est la résistance du béton à ce moment-là, avec une valeur maximale de f ck .
En cas de transfert complet, la résistance en cube du béton ne doit pas être inférieure à 0, 8 f tk . La contrainte de compression temporaire dans la fibre extrême du béton (y compris la précontrainte de la scène) ne doit pas dépasser 0, 45 fck sous réserve d'un maximum de 20 MPa.
La contrainte de traction temporaire dans la fibre extrême ne doit pas dépasser 1/10 ème de la contrainte de compression temporaire admissible dans le béton.
Contraintes de béton autorisées pendant le service:
La contrainte de compression dans le béton en service ne doit pas dépasser 0, 33 fck . Aucune contrainte de traction n'est autorisée dans le béton pendant le service.
Si des éléments segmentaires préfabriqués sont assemblés par précontrainte, les contraintes dans la fibre extrême du béton en service doivent toujours être en compression et la contrainte de compression minimale dans une fibre extrême ne doit pas être inférieure à 5% de la contrainte de compression permanente maximale. peut être développé dans la même section. Cette disposition ne s’applique toutefois pas aux dalles de tablier précontraintes en travers.
Contrainte de roulement admissible derrière les ancrages:
La contrainte maximale admissible immédiatement derrière les ancrages dans des blocs d'extrémité renforcés de manière adéquate peut être calculée à l'aide de l'équation:
f b = 0, 48 f cj √A 2 / A 1 0r 0, 8 f cj selon ce qui est le plus petit
Où f b = la contrainte de contact en compression admissible dans le béton, y compris toute contrainte dominante comme dans le cas des ancrages intermédiaires.
A 1 = la surface portante de l'ancrage converti en forme d'équerre de surface équivalente
A 2 = la surface maximale du carré qui peut être contenue dans la membrure sans chevaucher la surface correspondante des ancrages adjacents et concentrique à la surface d'appui A 1.
La valeur ci-dessus de la contrainte d'appui n'est admissible que s'il existe une projection de béton d'au moins 50 mm ou inférieure ou égale à 1/4, selon la plus proche de l'ancrage, où bi correspond à la Fig. 5.11.
Contraintes permises dans l'acier de précontrainte:
La contrainte temporaire maximale dans l'acier de précontrainte à n'importe quelle section, compte tenu des pertes dues au glissement des ancrages et du raccourcissement élastique, ne doit pas dépasser 70% de la résistance à la traction minimale ultime.
Une surtension pour compenser le glissement des ancrages ou pour obtenir une extension calculée peut être autorisée sous réserve que la force de levage soit limitée à 80% de la résistance à la traction ou à 95% de la limite d'élasticité (0, 2%) de l'acier de précontrainte. Le plus petit.
