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EN 1991 - Eurocode 1 Actions sur les structures Partie 1-5 : Actions thermiques.

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1 EN Eurocode 1 Actions sur les structures Partie 1-5 : Actions thermiques

2 Section 1généralitésSection 1généralités Section 2classification des actionsSection 2classification des actions Section 3situations de calculSection 3situations de calcul Section 4représentation des actionsSection 4représentation des actions Section 5bâtimentsSection 5bâtiments Section 6pontsSection 6ponts Section 7cheminées et pipelinesSection 7cheminées et pipelines AnnexesAnnexes

3 10 ans 50 ans Changement de la période de retour pour les situations transitoires

4 composante verticale (2 cas : sup > inf et sup inf et sup < inf ) composante horizontale + ou - 5°Ccomposante horizontale + ou - 5°C T T N T N T M T M T E T E Effets thermiques dans les ponts Température dans les poutres

5 T N induit une variation de longueur T N induit une variation de longueur –dimensionnement des joints de chaussée –dimensionnement des appareils dappui –efforts hyperstatiques dans certaines structures (portiques hyperstatiques, etc.) –efforts dans les rails continus des ponts ferroviaires

6 T M induit une rotation dans chaque section T M induit une rotation dans chaque section –dans une poutre isostatique courbure mais pas deffortcourbure mais pas deffort –dans une poutre hyperstatique courbure et efforts hyperstatiquescourbure et efforts hyperstatiques T E induit une distribution auto- équilibrée de contraintes dans la section (contraintes résiduelles) T E induit une distribution auto- équilibrée de contraintes dans la section (contraintes résiduelles)

7 Type 1métalType 1métal 1a caisson 1a caisson 1b poutre 1b poutre Type 2mixte caisson ou poutreType 2mixte caisson ou poutre Type 3bétonType 3béton –3acaisson –3bpoutre –3cdalle TYPES DE PONT

8 T max T min T e.max T e.min Type 1 Type 2 Type 3 PONT BETON Détermination des effets thermiques

9 T e,min T e,max T0T0 S S S = 20°C si T 0 est inconnue S = 10°C si T 0 est connue SOUFFLE TOTAL CALCUL DU SOUFFLE DES JOINTS

10 T M + T E peuvent être traités par une distribution linéaire T M T M + T E peuvent être traités par une distribution linéaire T M T M + T E peuvent être traités par une distribution non linéaire T M + T E peuvent être traités par une distribution non linéaire Traitement de T M

11 Valeurs caractéristiques des gradients linéaires de température pour différents types de tabliers de ponts (ponts routiers, passerelles et ponts ferroviaires)

12 Coefficients (multiplicateurs) k sur à prendre en compte pour différentes épaisseurs de revêtement

13 Les tableaux suivants sont valables pour une certaine épaisseur du revêtement: sinon annexe BLes tableaux suivants sont valables pour une certaine épaisseur du revêtement: sinon annexe B la résultante d effort normal est négligéela résultante d effort normal est négligée T M + T E traités par une distribution non linéaire T M + T E traités par une distribution non linéaire

14 PONTS METALLIQUES

15 Ponts mixtes

16 Différence de températures entre parois internes et externes dans le cas de grands caissons en béton : valeur recommandée 15°C Simultanéité entre composantes uniforme et gradient de température : Différences de composantes uniformes de température entre éléments structuraux : - 15°C entre éléments structuraux principaux - 10°C et 20°C entre câbles (suspension, haubans) et tablier (ou pylône) selon la couleur, claire ou foncée. Règles complémentaires

17 Actions thermiques sur les piles de ponts en béton, pleines ou creuses 5°C 15°C Axe du tablier porté

18 EN 1991 : Eurocode 1 Actions sur les structures Partie 1-7 : Actions générales – Actions accidentelles

19 Chocs de véhicules sur les piles de ponts Chocs de véhicules sur les piles de ponts Chocs de véhicules et chocs divers sur les tabliers de ponts Chocs de véhicules et chocs divers sur les tabliers de ponts Chocs de bateaux sur les piles de ponts Chocs de bateaux sur les piles de ponts Chocs de véhicules sur les dispositifs de retenue (NF EN ) Chocs de véhicules sur les dispositifs de retenue (NF EN ) Actions dues aux séismes (p.m.) Actions dues aux séismes (p.m.)

20 Avant-propos Section 1Généralités Section 2Classification des actions Section 3Situations de projet 3.1Généralités 3.2Situations de projet accidentelles – actions accidentelles identifiées 3.3Situations de projet accidentelles – Stratégie en cas de défaillance localisée 3.4Situations de projet accidentelles – Utilisation de classes de conséquences Section 4 Chocs 4.1Domaine dapplication 4.2Représentation des actions 4.3Actions accidentelles dues aux véhicules routiers 4.4Actions accidentelles dues aux chariots élévateurs 4.5Actions accidentelles dues au déraillement du trafic ferroviaire sous ou au voisinage de structures 4.6Actions accidentelles dues au trafic de navigation 4.7Actions accidentelles dues aux hélicoptères

21 Section 5Explosions internes Annexe ARobustesse des bâtiments – dimensionnement tenant compte des conséquences dune défaillance localisée due à une cause non spécifiée (I) Annexe BEléments pour une analyse de risque (I) Annexe CMéthodes avancées de dimensionnnement vis-à-vis des chocs (I) C.1Généralités C.2Dynamique des chocs C.3Chocs dus à des véhicules routiers incontrôlés C.4Chocs dus aux bateaux Annexe DExplosions internes (I)

22

23 Chocs de véhicules routiers sur piles de ponts EN & EN Largeur de laire dimpact : largeur de lobstacle limitée à 1,50 m 0,25 m (voitures) 0,50 m (camions) 0,5 m (voitures) 0,50 à 1,50 m (camions) Tableau 4.1 : Valeurs indicatives des forces de calcul statiques équivalentes dues à des impacts de véhicules sur des éléments porteurs de structures ou en bordure de routes

24 EN Actions accidentelles Chocs de véhicules routiers sur les tabliers de ponts Tableau 4.2 : Valeurs indicatives des forces de calcul statiques équivalentes dues à des impacts de véhicules sur des éléments structuraux horizontaux au dessus des routes Ces valeurs sont applicables pour h h 0 (h 0 donné par Annexe Nationale – Valeur recommandée 5 m)

25 Chocs de véhicules routiers sur les tabliers de ponts Possibilité de réduction des valeurs de F pour h 0 h (h 0 + b) r F : coefficient de réduction b : valeur recommandée 1,0 m

26 LES CHOCS DE BATEAUX SUR LES PILES DE PONTS

27 CHOCS DE BATEAUX - EN Valeurs indicative des effort statiques équivalents Voies navigables et caractéristiques des bateaux CEMT : Conférence Européenne des Ministres des Transports (19/06/92), approuvée par le Conseil de lUE le 29/10/93 Annexe C Seine

28 b 1,0 m ou b 0,50 m F dx F dy R=0,4F dy (P.H.E.N.) 1,50 m Dans les ports, les précédentes valeurs sont divisées par 2. Si analyse dynamique non prévue, coefficients damplification dynamique recommandés (voir Annexe Nationale) : - 1,3 selon F dx - 1,7 selon F dy

29 CHOCS DE BATEAUX (site maritime) - EN La force dimpact est appliquée entre - 0,05L et + 0,05L par rapport aux niveaux deau spécifiés. La surface dimpact est haute de 0,05L et large de 0,1L si cette dimension est inférieure à celle de lélément. Elle est multipliée par 1,3 selon x et 1,7 selon y en labsence danalyse dynamique (voir Annexe Nationale). Des indications sont données pour dautres conditions dimpact.

30 ACTIONS DES VEHICULES SUR LE PONT –Véhicules sur les trottoirs et pistes cyclables –Forces d'impact sur les bordures de trottoirs –Forces d'impact sur les barrières ou glissières

31 EN Eurocode 1 Actions sur les structures Partie 2 : Charges sur les ponts, dues au trafic EN disponible: sept NF EN : mars 2004 Annexe Nationale en cours de rédaction

32 EN TABLE DES MATIERES PréfacePréface Chapitre 1GénéralitésChapitre 1Généralités Chapitre 2Classement des actionsChapitre 2Classement des actions Chapitre 3Situations de projetChapitre 3Situations de projet Chapitre 4Actions dues au trafic routier et autres actions spécifiques aux ponts-routesChapitre 4Actions dues au trafic routier et autres actions spécifiques aux ponts-routes Chapitre 5Actions sur les trottoirs, les pistes cyclables et les passerellesChapitre 5Actions sur les trottoirs, les pistes cyclables et les passerelles Chapitre 6Actions dues au trafic ferroviaire et autres actions spécifiques aux ponts-railsChapitre 6Actions dues au trafic ferroviaire et autres actions spécifiques aux ponts-rails

33 EN TABLE DES MATIERES (Suite) Annexe A (I)Modèles de véhicules spéciaux pour les ponts routiersAnnexe A (I)Modèles de véhicules spéciaux pour les ponts routiers Annexe B (I)Calcul de la durée de vie en fatigue des ponts routiers - méthode basée sur les trafics enregistrésAnnexe B (I)Calcul de la durée de vie en fatigue des ponts routiers - méthode basée sur les trafics enregistrés Annexe C (N)Coefficients dynamiques 1+ pour trains réelsAnnexe C (N)Coefficients dynamiques 1+ pour trains réels Annexe D (N)Bases du calcul en fatigue des structures ferroviairesAnnexe D (N)Bases du calcul en fatigue des structures ferroviaires Annexe E (I)Limites de validité du modèles HSLM et choix du train critique universel dérivé de HSLM-AAnnexe E (I)Limites de validité du modèles HSLM et choix du train critique universel dérivé de HSLM-A Annexe F (I)Critères à vérifier si une analyse dynamique nest pas exigéeAnnexe F (I)Critères à vérifier si une analyse dynamique nest pas exigée Annexe G (I)Méthode de détermination de la réponse combinée dune structure et de la voie aux actions variablesAnnexe G (I)Méthode de détermination de la réponse combinée dune structure et de la voie aux actions variables Annexe H (I)Charges sur les ponts-rails en situation transitoireAnnexe H (I)Charges sur les ponts-rails en situation transitoire

34 EN Section 4 4.1Domaine d'application4.1Domaine d'application 4.2Représentation des actions4.2Représentation des actions 4.3Charges verticales - Valeurs caractéristiques4.3Charges verticales - Valeurs caractéristiques 4.4Forces horizontales - Valeurs caractéristiques4.4Forces horizontales - Valeurs caractéristiques 4.5 Groupes de charges de trafic sur les ponts-routes4.5 Groupes de charges de trafic sur les ponts-routes 4.6 Modèles de charges de fatigue4.6 Modèles de charges de fatigue 4.7 Actions pour les situations de projet accidentelles4.7 Actions pour les situations de projet accidentelles 4.8 Actions sur les garde-corps4.8 Actions sur les garde-corps 4.9 Modèles de charges pour les culées et les murs adjacents aux ponts4.9 Modèles de charges pour les culées et les murs adjacents aux ponts Actions dues au trafic routier et autres actions spécifiques aux ponts-routes

35 ORGANISATION GENERALE POUR LES PONTS ROUTIERS Modèles de charges de trafic - Forces verticales : LM1, LM2, LM3, LM4 - Forces horizontales : freinage et accélération, centrifuges, transversales Groupes de charges de trafic - gr1a, gr1b, gr2, gr3, gr4, gr5 - valeurs caractéristiques, fréquentes, quasi- permanentes Combinaisons avec les actions autres que celles dues au trafic

36 MODELES DE CHARGES POUR LES PONTS ROUTIERS MODELES DE CHARGES POUR ETATS-LIMITES AUTRES QUE CEUX DE FATIGUE Domaine dapplication : longueurs chargées inférieures à 200 m (longueur maximale prise en compte lors de la « calibration » - Pour les très grandes longueurs, voir Annexe Nationale)Domaine dapplication : longueurs chargées inférieures à 200 m (longueur maximale prise en compte lors de la « calibration » - Pour les très grandes longueurs, voir Annexe Nationale) LE MODELE N° 1 Charges concentrées et réparties (modèle principal)LE MODELE N° 1 Charges concentrées et réparties (modèle principal) LE MODELE N° 2 Essieu unique (complément au modèle n° 1)LE MODELE N° 2 Essieu unique (complément au modèle n° 1) LE MODELE N° 3 Ensemble de véhicules spéciauxLE MODELE N° 3 Ensemble de véhicules spéciaux LE MODELE N° 4 Chargement par une foule : 5 kN/m 2LE MODELE N° 4 Chargement par une foule : 5 kN/m 2

37 MODELES DE CHARGES POUR LES PONTS ROUTIERS MODELES DE CHARGES POUR ETATS-LIMITES AUTRES QUE CEUX DE FATIGUE Modèle de charges Vérification GénéraleLocale

38 Largeur de chaussée w : largeur mesurée entre bordures de hauteur supérieure à 100 mm ou entre limites intérieures des dispositifs de retenue Largeur de la chaussée

39 Découpage de la chaussée en voies Largeur de chaussée Nombre de voies conventionnelles Largeur dune voie conventionnelle Largeur de laire résiduelle w < 5,4 m = 1 3 m w – 3 m 5,4 m w < 6 m = m w 3 m w - 3 w – Voie n° 1 (3m) 2 – Voie n° 2 (3m) 3 – Voie n° 3 (3m) 4 – Aire résiduelle

40 Le modèle de charges principal (LM1) Modèles de charges pour les ponts routiers q 1k = 9 kN/m 2 q 2k = 2,5 kN/m 2 q rk = 2,5 kN/m 2

41 Le modèle de charges principal pour les ponts routiers (LM1) : représentation schématique Pour l'évaluation des effets généraux, il convient de supposer que chaque tandem circule dans l'axe des voies conventionnelles Pour les vérifications locales, il convient d'appliquer un tandem à l'emplacement le plus défavorable. Lorsque deux tandems sont pris en compte sur deux voies conventionnelles adjacentes, ils peuvent être rapprochés, la distance entre essieux ne devant cependant pas être inférieure à 0,50 m

42 Le modèle de charges principal (LM1) Modèles de c harges pour les ponts routiers 1ère class e ème class e 0,90,80,711 3ème class e 0,80,50,511 Valeurs des coefficients (selon ENV /DAN) 1 e classe : trafic international lourd 2 e classe : trafic lourd « normal » 3 e classe : trafic lourd « faible » et/ou occasionnel

43 Le modèle de charges n°2 (LM2) Modèles de c harges pour les ponts routiers En labsence dindications précises : (0,9 pour la 2 e classe)

44 Diffusion des charges concentrées 1 – Pression de contact de la roue 2 – Revêtement 3 – Dalle en béton 4 – Fibre moyenne de la dalle Modèles de c harges pour les ponts routiers

45 FORCES HORIZONTALES : Freinage et accélération (voie n°1 ) Modèles de charges pour les ponts routiers Pour Q1 = q1 = 1 Q lk = ,7L Pour 0 L 1,2 m Q lk = ,7L Pour L > 1,2 m

46 FORCES HORIZONTALES : Forces centrifuges Si r < 200 m Si 200 r < 1500 m Si r > 1500 m r : rayon de courbure en plan de l'axe de la chaussée [m] Q v : poids total maximal des charges concentrées verticales des tandems du modèle de chargement principal, c'est-à- dire Modèles de c harges pour les ponts routiers

47 Groupe de charges gr1a : LM1 + valeur « réduite » (ou de « combinaison ») des charges de piétons ou de cyclistes Groupe de charges gr1b : LM2 (essieu unique) Groupe de charges gr2 : valeurs caractéristiques des forces horizontales, valeurs fréquentes de LM1 EN – Définition des groupes de charges

48 Groupe de charges gr4 : charge de foule Groupe de charges gr5 : véhicules spéciaux (+ conditions spéciales pour le trafic normal Groupe de charges gr3 : charges sur les trottoirs et les pistes cyclables

49 Tableau 4.4a – Détermination des groupes de charges de trafic (valeurs caractéristiques de laction à composantes multiples)

50 Tableau 4.4b – Détermination des groupes de charges de trafic (valeurs fréquentes de laction à composantes multiples)

51 EN Les modèles de fatigue pour les ponts-routes MODELE N° 1 (FLM1) : Il dérive du modèle principal caractéristique 0,7 x Q ik - 0,3 x q ik - 0,3 x q rkMODELE N° 1 (FLM1) : Il dérive du modèle principal caractéristique 0,7 x Q ik - 0,3 x q ik - 0,3 x q rk MODELE N° 2 (FLM2) : Ensemble de camions « fréquents »MODELE N° 2 (FLM2) : Ensemble de camions « fréquents » MODELE N° 3 (FLM3) : VéhiculeMODELE N° 3 (FLM3) : Véhicule MODELE N° 4 (FLM4) : Ensemble de camions « équivalents »MODELE N° 4 (FLM4) : Ensemble de camions « équivalents » MODELE N° 5 (FLM5) : Trafic enregistréMODELE N° 5 (FLM5) : Trafic enregistré

52 Tableau Nombre indicatif de véhicules lourds prévus par an et par voie lente (modèles FLM3 et FLM4)

53 Distribution des fréquences de la position transversale de laxe dun véhicule (Modèles 3 à 5) EN Les modèles de fatigue pour les ponts-routes

54 Coefficient de majoration dynamique pour la fatigue EN Les modèles de fatigue pour les ponts-routes

55 FLM2 Ensemble de camions « fréquents »

56 FLM2 (suite) Définition des roues et des essieux

57 Le modèle de charges n° 3 (FLM3) Second véhicule possible : Q = 36 kN Distance minimale entre véhicules 40 m A fixer par lAnnexe Nationale

58 FLM4 Ensemble de camions « équiva- lents » (Les définitions des roues et des essieux sont les mêmes que pour FLM2)

59 ACTIONS POUR LES SITUATIONS DE PROJET ACCIDENTELLES FORCES D'IMPACT DES VEHICULES SOUS LE PONTFORCES D'IMPACT DES VEHICULES SOUS LE PONT –Chocs contre les piles et autres éléments porteurs Annexe Nationale + valeurs minimales recommandées (1000 et 500 kN) - Collisions avec les tabliers Annexe Nationale + référence à lEN ,25 m

60 EN TABLE DES MATIERES DU CHAPITRE 5 5.1Domaine d'application 5.1Domaine d'application 5.2Représentation des actions 5.2Représentation des actions 5.3Modèles statiques de charges verticales - Valeurs caractéristiques 5.3Modèles statiques de charges verticales - Valeurs caractéristiques 5.4Modèles statiques de forces horizontales – Valeurs caractéristiques 5.4Modèles statiques de forces horizontales – Valeurs caractéristiques 5.5 Groupes de charges dues au trafic sur les passerelles 5.5 Groupes de charges dues au trafic sur les passerelles 5.6 Actions pour les situations de projet accidentelles relatives aux passerelles 5.6 Actions pour les situations de projet accidentelles relatives aux passerelles 5.7 Modèles dynamiques de charges dues aux piétons 5.7 Modèles dynamiques de charges dues aux piétons 5.8 Actions sur les garde-corps 5.8 Actions sur les garde-corps 5.9 Modèles de charges pour les culées et les murs de soutènement adjacents aux ponts 5.9 Modèles de charges pour les culées et les murs de soutènement adjacents aux ponts Charges sur les trottoirs, les pistes cyclables et les passerelles

61 EN CHARGES SUR LES PONTS DUES AU TRAFIC MODELES DE CHARGES POUR LES TROTTOIRS ET LES PASSERELLES LE MODELE N° 1LE MODELE N° 1 Charge uniformément répartie q fk LE MODELE N° 2 Charge concentrée Q fwkLE MODELE N° 2 Charge concentrée Q fwk (10 kN recommandé) LE MODELE N° 3 Véhicule de service Q servLE MODELE N° 3 Véhicule de service Q serv

62 Valeur caractéristique recommandée pour : -les trottoirs et pistes cyclables de ponts routiers, -Les passerelles de portées faibles ou moyennes : Expression recommandée pour les passerelles de grandes portées : L est la longueur chargée en [m] EN CHARGES SUR LES PONTS DUES AU TRAFIC

63 Sa valeur caractéristique, ajustable dans lAnnexe Nationale, est égale à la plus grande des deux valeurs suivantes : 10% de la charge totale correspondant à la charge uniformément répartie définie en , 10% de la charge totale correspondant à la charge uniformément répartie définie en , 60% du poids total du véhicule de service sil y a lieu ( (1)P). 60% du poids total du véhicule de service sil y a lieu ( (1)P). La force horizontale est concomitante avec la charge verticale, mais en aucun cas avec la charge concentrée. Pour les passerelles seulement, il y a lieu de considérer une force horizontale appliquée selon laxe du tablier au niveau de son revêtement Q flk. EN CHARGES SUR LES PONTS DUES AU TRAFIC

64 EN – Groupes de charges pour les passerelles Type de chargement Forces verticales Forces horizontal es Système de chargement Charge uniformément répartie Véhicule de service Groupes de gr1 q fk 0 Q flk Chargesgr20 Q serv Q flk

65 EN – Groupes de charges pour les passerelles Groupe de charges gr1 Groupe de charges gr2


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