itsetisis Ami

156 Pages·2006·7.85 MB·French

MINISTE E L' URBANISME DU LOGEMENT ET DES TRANSPORTS
itsetis
is Ami
PONTS DALLES PRECONTRAINTS D' INERTIE CONSTANTE
Programme de calcul PSIDP,EL
Notice d ' utilisation du programme . Note de calcul modèle
Guide de calcul
OCTOBRE 85
SERVICE D ÉTUDES TECHNIQUES
DES ROUTES ET AUTOROUTES
Page laissée blanche intentionnellement
Le présent document a été rédigé au sein du
Département des Ouvrages d'Art du S .E .T .R .A.
par V . LE KHAC, Ingénieur E .N .P .C.
-§-
Sa présentation a été assurée par .
Mme Elisabeth FAURE
Mme Mari annic' k VINCENT
M. Bruno CECCON
Ce document est propriété de l'administration et ne peut être
reproduit même partiellement sans l'autorisation du Service
d'Etudes Techniques des Routes et Autoroutes ou de son repré-
sentant autorisé .
PONTS DALLIES PRECONTRAINTS D'INERTIE CONSTANTE
Programme de calcul PSIDP,EL
Notice d ' utilisation du programme . Note de calcul modèle
Guide de calcul
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SERVICE D ÉTUDES TECHNIQUES 0 0
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DES ROUTES ET AUTOROUTES
NOTE DE PRESENTATION
Les ponts-dalles faisaient jusqu'ici l'objet de deux dossiers-
pilotes du SETRA, assortis des programmes de calcul automatique correspon-
dants :
- PSIDA pour les dalles en béton armé
- PSIDP pour les dalles en béton précontraint.
L'établissement de ces dossiers-pilotes et programmes a eu pour
conséquence de vulgariser la conception et le calcul de ces types d'ouvra-
ges, à telle enseigne que ceux-ci ont connu un grand essor parmi les ponts
types du SETRA, puisqu'ils représentent près de 50% de la surface des ponts
construits en FRANCE ces dernières années . Depuis la création des program-
mes jusqu'à fin 84, 4425 calculs PSI-DP et 1712 calculs PSI-DA ont été ain-
si effectués au SETRA.
Ces programmes de calcul et dossiers-pilotes étaient conformes à
la réglementation française en vigueur : Instruction Provisoire n°1 relative
au calcul de béton précontraint, règles CCBA relatives au calcul de béton
armé et Titre II du Fascicule 61 concernant les charges d'exploitation des
ponts-routes.
L'avènement de la réglementation de calcul aux états-limites a
nécessité la refonte de ces programmes et des dossiers techniques corres-
pondants et a donné lieu à la publication:
- du document PSIDA .EL en Septembre 1984 pour les tabliers-dalles
en béton armé,
- du présent document PSIDP .EL relatif aux tabliers-dalles en bé-
ton précontraint.
Ces dossiers contiennent essentiellement les éléments nécessaires
au calcul automatique de ces tabliers . Leur publication répond ainsi à un
besoin urgent des projeteurs d'ouvrages d'art en matière de calcul, compte
tenu de l'échéance d'application des règles BAEL (1er Janvier 1985) et BPEL
(1er Janvier 1986) . Ces dossiers seront ultérieurement complétés par un
dossier général de conception des ponts-dalles.
Tous les tabliers usuels en dalle pleine à inertie constante peu-
vent donc maintenant être calculés suivant la nouvelle réglementation . De
plus, les nouvelles versions des programmes PSIDA et PSIDP voient leur do-
maine d'emploi s'élargir tant en ce qui concerne les charges d'exploitation
(ponts-routes, ponts-rails, passerelles piétons, tranchées couvertes . . .)
qu'en ce qui concerne les règles de calcul, ces dernières pouvant être
étendues à certaines réglementations étrangères basées sur des principes
comparables .
L'ingénieur en Chef des Ponts et Chaussées
Directeur du Département des Ouvrages d'Art
SOMMAIRE
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Présentation du programme 7 *
Application des règles BPEL à la justification des
ponts-dalles 11
Acquisition des données 21
Note de calculs commentée 45
Annexe 1 . Prédimensionnement 95
Annexe 2 : . Correction de l ' épaisseur dans le cas
de dalles bombées
Calcul du poids des équipements fixes 101
Annexe 3 : Calcul des encorbellements 109
Annexe 4 : Calcul des renforcements locaux 123
Annexe 5 : Note sur le ferraillage des zones d'about . . . . 137
Annexe 6 : Méthode de Guyon-Massonnet-Barès 139
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* Nota Cette pagination qui est bien entendu
continue et valable pour tout le docu-
ment, est doublée d'une autre pagina-
tion, non continue, qui est celle de
la note de calculs (extrait) avec com-
mentaires.
Page laissée blanche intentionnellement
PRESENTATION DU PROGRAMME
Le programme PSIDP-EL est conçu pour le calcul automatique de
tabliers-dalles continus à inertie constante, de section pleine, de forme
assimilable à un rectangle mais pouvant comporter des encorbellements
latéraux . Cette structure présente, dans les cas courants d'emploi, des
portées de 9 à 20 mètres en travées de rive et 15 à 25 mètres, voire 30
mètres, en travées intermédiaires.
La dalle est construite sur cintre et précontrainte par des câ-
bles filants régnant sur toute sa longueur.
Dans le sens transversal, les efforts sont en général suffisam-
ment modérés pour être repris par un ferraillage passif, plus économique
qu'une précontrainte transversale.
La précontrainte longitudinale peut être soit recherchée et opti-
misée par le programme dans une dalle à coffrage prédimensionné, soit véri-
fiée, à partir d'un câblage (nombre et tracé) introduit en données.
Le calcul et la vérification de la précontrainte sont effectués
conformément aux Directives Communes de Calcul des Constructions (DC .1979)
et aux règles BPEL de calcul de béton précontraint aux états-limites.
Le calcul des ferraillages longitudinal et transversal est con-
forme aux règles BAEL de béton armé aux états-limites.
L'avènement de ces nouvelles réglementations aux états-limites a
nécessité, pour ce qui concerne les tabliers-dalles précontraints, la re-
fonte du programme PSIDP. Ce dernier présente par rapport à l'ancienne ver-
sion les principales modifications et améliorations suivantes :
1 - NOMBRE DE CHARGES D'EXPLOITATION ADMISES SUR L'OUVRAGE
Il est possible de prendre en compte dans un calcul PSIDP-EL plu-
sieurs charges d'exploitation :
- charge A (charge répartie),
- charges B (charge roulante de type camion),
- charges CE de caractère particulier (convoi militaire, convois
exceptionnels)
- charge sur trottoirs.
Leurs conditions d'admission sont les suivantes :
- Charge A : Une seule charge A (soit A(i) réglementaire soit A
généralisée) peut être admise sur l'ouvrage.
- Charge B : Les charges B réglementaires suivantes peuvent être
admises sur l'ouvrage :
-8-
. le camion Bc quelle que soit la classe de l'ouvrage (F 61,II,
Art . 5.1).
. le tandem Bt pour les classes 1 et 2 (F 61, II, Art . 5 .1 .).
En plus de ces charges B réglementaires, une charge B générali-
sée (semblable au camion Bc mais pouvant comporter plus d'es-
sieux) peut également être admise . Cette possibilité permet, en
particulier, la prise en compte de la charge apportée par des
engins de terrassement si la circulation de ceux-ci doit être
prévue sur l'ouvrage . Cette prise en compte s'effectue dans des
conditions qui seront exposées ultérieurement.
- Charges CE : En plus des charges d'exploitation réglementaires
de caractère particulier telles que le convoi militaire Mc 80
ou Mc 120, les convois exceptionnels D et E, des charges géné-
ralisées de caractère particulier peuvent être admises . Ces
charges de caractère particulier, réglementaires et générali-
sées, ainsi admises doivent être limitées à quatre, eu égard
aux limites du programme de calcul automatique.
Pour les charges d'exploitation réglementaires, les caractéristi-
ques géométriques et mécaniques (dimensions, poids et répartition des es-
sieux pour le système B, des chenilles pour le char, coefficients de dé-
gressivité transversale (B et A(Q)), etc .) sont directement définies et
prises en compte par le programme . Les coefficients de majoration dynamique
des sytèmes B et charges militaires sont directement calculés, travée par
travée, par le programme.
Pour les charges d'exploitation généralisées de type A, B ou
char, les caractéristiques de celles-ci, si leur circulation est à prévoir
sur l'ouvrage, doivent être définies en données.
- Charge sur trottoirs : La densité en t/m 2 de cette charge est
désignée par PSTROT dans le bordereau des données . La charge des
trottoirs est considérée par le programme, dans le cas général,
comme une charge d'accompagnement de chacune des charges A, B et
CE définies précédemment . Cette règle de cumul, si elle est
vraie pour les charges réglementaires A(Q), B (Bc , Bt ) et les
convois Mc, ne l'est plus pour les convois exceptionnels D et E,
et également, sauf exception, pour les charges généralisées.
Elle va cependant dans le sens de la sécurité et reste encore
acceptable, dans le dernier cas, si la part de la charge des
trottoirs est faible.
Les engins de chantier, lorsqu'ils sont introduits en données
sous forme de charge B généralisée sont (au même titre que les charges
d'exploitation) pris en compte, avec superstructures mises en place, dans
les études aux états-limites, aux seuls stades de service de l'ouvrage
(c'est-à-dire à sa mise en service d'une part et en service définitif
d'autre part) . Il convient en conséquence de s'assurer de la portance de
l'ouvrage sous ces engins lorsque leur circulation doit être prévue à un
stade antérieur à la mise en service . Consulter en ce cas le S .E .T .R .A.
ainsi que dans le cas où cette circulation doit s'effectuer après mise en
place d'un remblai sur l'ouvrage .
-9-
Outre les caractéristiques définies ci-dessus, à chacun des sys-
tèmes de charges A, B, CE et PSTROT correspondent un coefficient YQc aux
états-limites de service et un coefficient YQc (ou YF1) aux états-limi-
tes ultimes . La détermination des combinaisons d'actions et de sollicita-
tions aux états-limites relatives aux charges d'exploitation s'effectue se-
lon la règle de cumul des charges exposée plus haut.
2 - CALCUL DE BÉTON PRÉCONTRAINT
En ce qui concerne le calcul de béton précontraint, le programme
PSIDP-EL est conforme aux règles BPEL de béton précontraint aux états-limi-
tes, à savoir .
2 .1 . - La prise en compte des valeurs caractéristiques pour les actions .
en particulier pour le poids propre de la structure, le poids des équipe-
ments fixes et la précontrainte . Cette prise en compte est matérialisée
dans le programme par diverses valeurs qui figurent en bordereau des don-
nées ou qui sont initialisées au début du calcul.
2 .2 . - Les diverses combinaisons d'actions et contraintes limites asso-
ciées : elles correspondent aux différentes combinaisons d'actions d'une
part et aux différentes classes de justification d'autre part (étude aux
états-limites de service).
2 .3. - La recherche de la précontrainte en intensité et en tracé : Les con-
traintes limites h respecter plus nombreuses qu'avec 1'I .P . n° 1 ont con-
duit à modifier fondamentalement la logique de la recherche de la précon-
trainte .Cependant, comme dans la version antérieure, les contraintes limi-
tes de compression du béton, qui ne sont pas déterminantes dans le cas des
dalles pleines, ne sont pas prises en compte dans le dimensionnement de la
précontrainte.
2 .4 . - Le principe de justification aux états-limites ultimes de résistance
est plus précis dans le BPEL que dans 1'I .P .1, puisqu'il prend en compte
l'état de déformation de la section, ceci à partir des sollicitations agis-
santes d'une part et des diagrammes de contrainte-allongement des matériaux
constitutifs de la section d'autre part.
2 .5 . - La règle du calcul du ferraillage passif, ainsi que les dispositions
constructives sont mieux détaillées dans les règles BAEL et BPEL, que dans
les règles CCBA-IP1.
En conclusion, le programme PSIDP-EL est conçu pour la justifica-
tion de tabliers-dalles routiers en béton précontraint conforme à la règle-
mentation française . Toutefois, la souplesse de sa structure de données lui
ouvre la possibilité de calcul et de vérification de tabliers-dalles selon
d'autres règlements de charges et de calcul de béton précontraint . Le pro-
gramme peut être ainsi utilisé dans la justification des ponts-dalles fer-
roviaires, des passerelles pour piétons ou des tranchées couvertes dans le
cadre de la réglementation française ou, dans une certaine mesure, dans le
cadre d'autres règlements assimilables .