����� ����������� �� ������� �� �������� ������� : ��� ��������� �����������, ��������� �����+ �����, 24 ������� 2012
ETAT DE L’ART DES PONTS MÉTALLIQUES ET MIXTES EN FRANCE La������ Da�a��� I������ E��������� �� S���������
PART DE MARCHÉ E�������� E�������� �� �a �a�� �� �a���� �� ����a�� ��� ����� ���a������� �� ������ �� F�a��� (�������� �� �������a����, ������� ������� ��� �ab����� � ���������� ����b���) R��������� R��������� 30 000 0 00 � 40 000 ������ ��a���� ��a���� �a� a� 50%
40%
30% % e c a f r u S 20%
10%
0%
19 7 6
1 9 81
1 9 86
19 9 1
1996
2 00 1
2 00 6
Year
(������ : S�a��������� OA S���a)
Pa������ �� �a ������a��� 81�63 2
PART DE MARCHÉ R��a������� �� �������� �� �a ������ �������a�� ���� ��� ����� ���������� ����� 1998 �� 2005
E���� 40 �� 65 � �� ������ �������a��, 85% ��� ����� ����� ���������� ���� ��� b��������� ������ a�����b����. T��� ��� ��a��� � �a��� ����� (������ > 400 �, ��������� �� � �a�ba��) ���� a���� ������ �� �� a����. a����. 3
PART DE MARCHÉ ��� �� ������� TGV
Pa����L��� �� Pa����L� Ma��: Pa� �� ����� ���a�������
TGV N���: 13 000 � (3600 �)
TGV
L����Ma�������:
42 000 � (9500 �) TGV
E��: ���� ��� ��a��� ����� ���� ������
26 000 � (5790 �) ��� �� ������ (2017)
BPL, SEA S����� : ���.���.��
4
PART DE MARCHÉ L�� LGV �� ������ (2017) : ��� L� Ma�� � R����� (180 ��) T��� ��� ��a��� ����� ���� ������: • 8 b��������� ������ (L���a� = 1254 �) • 2 RAPL (L���a� = 315 �) • 3 b��������� � ���b�� a����� ����� (L���a� = 980 �)
��A T���� � B����a�� ( 340 ��)
�� ������ �� ����
�������
������ ���������� (�)
�������� (�)
RAPL ��� A81
3
41.4
115.7
DOM ��� �� V�����
7
52
339.1
OM ��� �a Ma�����
4
68
223.5
DOM ��� �� Q�a�����
6
46
264.5
RAPL ��� A81
5
48.7
199.7
OM ��� �a J��a���
4
34
119.4
OM ��� �a Va���
3
38
105.4
OM ��� ��E���
4
39
145.4
OM ��� �a V����
2
35
54.7
OM ��� A81
5
32
105.6
DOM ��� �a C���b�
8
50
376.1
OM ��� A28
3
31
62.3
OM ��� �a Sa����
9
68
435
• 13 b��������� ������
L���a� = 2365 � • 7 VIPP (� 37/47 � �� ������) L���a� = 3257 � • 1 ��a��� BP � �a����� �a��ab�� ��� �a D������� 63.6+86.4+5*100+86.4+63.6 = 800 � 5
QUELQUES RAISONS DU SUCCÈS DES OSSATURES MIXTES P����
������� �� ����������� S��������� ������� ����������� ������� S��������� ������� �a�����a�� �a ���� �� ��a�� �� �ab���� �� �������a�� ���
��������� ��� ��� a����� �� ����a����� D���� �� ��a����� ������� (��a������ �� �����, �a���� ����ab�������) Ga�a���� �� ������� : • ��a�a�� �� a������ ����� • ��������� �� �ab���a���� (EN 1090�2 + �����a� �a��. 66 �� CCTG) �� ����� �� ��� ���� M������� �� ���� �� ��a�� �a�����, � �a�b�� ���a�� ��� ��� ����� ��a������ : • ������� a��� �������� �� ��a��� ��� ��� ����� ��a������ (����� �� �a��) �������� ����� �������a���� • ������ ��a������a� (�����a������ ������� ���� ���� �������a��� �� 2 ����� �������������� �� ��a��� �����) • ���� ���� ���������� �� F�a��� (���� 2012: 2,2 �/�� ���� b��������� A150!) C���� ����������� ������� �� �������b��� ���� ��� MOA ���������� (�a� �� �a�������� ������a��� �����a��� � �� ����) Ma����a� a���� 100% ������ab�� 6
ET AUSSI… D�� �a������, ������, ���a�������, a��� �� �a�� b�a����� � SETRA
V�a��� �� V�������� ��� A75 (L�a� = 144 �)
V�a��� �� Va�����
D�� ����� �� a���
V�a��� LGV �� �a Ga��� A����a�
P��� ����� �� b�a� �� P����� (Na����, 2009) (L = 300 �, b = 17.5 �)
Pa�������� �� S��������
7
ET AUSSI… D�� ����� � ��b����
D�� ���������
L� ���� � �a�ba�� �� �ab���� ���������� �� b�a� �� La Ma������� (Na����, 2009)
V�a��� LGV �� ��A��
V�a��� �� C�a�a��� ��� A89 (P����� 300 �, L������� 360 �)
� S�������a�
8
DIMENSIONNEMENT DE SECTION TYPE (PONT RAIL)
P������ �������a���
Da��� BA 40��
ba��a�� D�a���a��� a��� ���� ������� C�������������� ��������� (�������� ���a������ �� �a��� BA ����ab������ �����������) C����� ������������ (�a����b���� ��� ��������)
������
����������
Va���� ����
30 � 60 �
1/14
Va���� �a�
80 �
1/18 (220 ��/�) 9
CONTREVENTEMENT INFÉRIEUR T������� ���a������ b������� ����a�� �� �a����b���� ������������
Tab���� �� M���a� M����a���
Da��� BA ����ab������ ����������� ����a�� ����������� �� ������ ������������
P��� � M������ (LGV E��)
R��ab��������� TGV E��
10
DOUBLE ACTION MIXTE �������� : A������ �a ���������� �� ��������������� ��������� �� b���� �a�� �a ���� ��
������ ���a��� ���� ��������� �a ������a��� ��a������ �� �a ������� ���b������ �����
• • •
P���a�� �� ����� �� ��a���a��� ���� �a��a�� ��� a��a����� ����������a��� (����������) Da��� ����ab������ ���������� (15 ��) ����a�� �� �����a�� ���� �� ����a�� �� ��a�� ����� ��a������ �a��ab�� �� b���� (40 �� ��� ����) �� �a������a�� � �a ������a��� C�������� �a� ������� ��� �������� ����������� �� ���� ��� ������� �������a��� �� ��� ��a���a���� 11
DOUBLE ACTION MIXTE D�� ����a�� �� �a �������a���� ���� �� �������� ��������� �� V�a��� �� �a C���b�
S�� a����, ������� ��� ����ab��a�� C40/50, ��. �a��ab�� �� 30 � 55 ��
E� ��a���, ������� ��� ����������, ����ab�����, C40/50, ��. 15 �� (A�����a���� �����b��: C�������������� ���a������)
• Gain d’environ 25% sur le tonnage d’acier S355 (sur les semelles, âme inchangée) • Recherche des zones fissurées dans les 2 hourdis pour l’analyse globale fissurée selon EN 1994-2 • Calcul plastique de la résistance des sections • Mieux pour le bruit et la dynamique (LGV) 12
BI-POUTRE À POUTRES LATÉRALES (RAPL)
Tab���� � ���������� ����b��� ��a������a���
Portée 30 à 70 m pour âme pleine, 60 à 120 m pour treillis ou bowstring Elancement 1/12 (max 1/15) Couvert par l’Annexe Nationale de l’EN 1994-2
13
POUTRELLES ENROBÉES LONGITUDINALES � � E V G T � � � � � b � � � � � P A R
Couvert par l’EN 1994-2 ���
25 � (��� 30 �)
1/20 (��� 1/24)
�����
30 � (�a� 35 �)
1/20 (�a� 1/24)
• Structures lourdes • Nombreux appareils d’appui 14
DIMENSIONNEMENT DE SECTION TYPE (PONT ROUTE)
� T��� 1 : E���������� ��� ���������� � �a �a��� b < 13 ou 14 m Encorbellement de dalle 3 m max Portée max 90 m en iso, jusqu’à 125 m en hyper Espacement des entretoises : 6 à 8 m Elancement iso : 1/22 Elancement hyper : 1/28 (h=Cte), 1/25 sur appui et 1/40 à 1/50 en travée (si h variable) Pont de Redon
P��� �� S��� � SETRA
© SETRA
15
DÉTAILS CONSTRUCTIFS
�
S������ ������ ��a���� (150�� �� S355), ���a��a�� 1/4, ���� �� ������ � Ra�������� �� T a��� ������� ��� ������ ��� ������� �������a�� (���� a����) � Ra�������� ����� ���������� �� ������ ��a� b���a��� � C����� �� �a�����, a�������
16
DIMENSIONNEMENT DE SECTION TYPE (PONT ROUTE)
� T��� 2 : ������ �� ���� (�� ��������) ���������� � �a �a��� T���a��� a������� a�� b��������� ���� �a���� (2 � 2 �����, b = 22 � = 3.5 + 15 + 3.5) D����������� �a� �a �������a���� EC3�2 �� ��a�b����� �a���a� �� ���� ��a���� Ob���a���� �� �a���a�� � NF A���� � ��� ������ � 122 �� �� S460ML, � 150 �� �� S355NL => L�a� = 90 � ������� => R������ a�� �������� a������������� �� S460
V�a��� ��� �a D��a��� , LEO A������ � SETRA, 2009
L��� = 36.6 + 60 + 64 + 80 + 84.4 + 4� 88 + 64 = 741 � S460 ��� 33 � a����� ��� a����� S������ ���������� 1500 � (80 + 45) ��� S������ ���������� 1500 � (70 + 40) ��� ��� 3265 � 25 ��� �a���� ����������a������
P����� ��a�������� A150 (N���a����) O���a�� � ��� ��a���� 60.8 � 4 � 87.5 � 60.8 = 471.6 � P���� ��a����� �� 40� �� �a����� S460 ��� 26 � a����� �� ��a��� ����, � = 3.8 � �� � = 150 �� (������� a������������ ������a���)
17
ACIERS UTILISÉS EN FRANCE C�a����������, a���� S355 a��� �a���a�� ����a���a��: � �355�2 ���� � ≤ 30�� (40J a� �20�C) � �355� Partie centrale du caisson du Viaduc de Millau (2004) – S460M/ML ���� � ≤ 80�� (40J a� �20�C) D����� ���� �� 15 a��, ������a���� ��������� � �355�� ��a���� ���������a����� M/ML (���� ���� � > 80 (27J a� �50�C) ����ab�����) �� ��a��� 355 / 420 / 460 : � � �� S460ML ≤122 �� a��� NF a���� � La����� S460 QST (� = 1000 ��)
Pont de Remoulins (1995) – 1er pont français en S460 Source: Structurae Pont de Normandie (1994) – S420M Source: N. Janberg, Structurae
18
MATÉRIAUX DANS LES EUROCODES �����
� E���� C20 �� C60 ���� �� ���� ����� ����� EC4�2 (������� C90 ���� �� ���� �� b���� � ��EC2�2) A����
� � � � � �
J������ S 460 (EC4�2) J������ S 700Q/QL/QL1 (EC3 �a���� 1�12) E�������� �� ���a���� �� �� ��a���� Z ����� ��EC3 �a���� 1�10 A���� � ��a��� ���� (N,M,Q) �� � > 30 �� (EC3 �a���� 2) T27J �20 �C �� � 30 �� (EC3 �a���� 2) ���� a� ����� J2 EC3 ������ ����������� �� ������������ ��a������a������ ��� ������� ��b����� ( EC3�1�5, 4.3 : � �� � �� 2 � �� ) �� �����������a�� �� ��������� ��a��a�� 19
ACIER THLE ET POUTRES HYBRIDES Objectif: Tirer partie des possibilités offertes par l’EC3 pour repousser les limites de portée (> 90 m) et de largeur (> 21 m) du bi-poutre mixte autoroutier
�������:
S������ ���������� S460M �� S690Q ��� S355N �� S460N S������ ���������� S460M �� S690Q
P��� R�����a�a �� S����, ������� ��b����� S355/S460 �a������� a��� �� ��������� �������
L�������a���� �� b���� � �a��� �������a��� (C90) �� ���� �� � �a���� � BFUP ���� MIKTI (�a�� ���� : 1400 �/�3) ��� ������a��� ���� ����� ���������� �a���� ��� a����� THLE. 20
ACIER THLE ET POUTRES HYBRIDES S����� : ������ �������� �� ��������� RFCS C��B��+, �a���� �� �a����� ����� (�a = 4 �, b�� = 1.5 �, b�� = 6.5 �) ��a���� a� S���a
� (��)
��������� �355
�������
� (��)
��������� �355
�������
S������ ���
50
20 �� S460M
S������ ���
190
70 �� S690QL1
���
18
19 �� S460M
���
27
24 �� S460M
S������ ���
25
20 �� S460M
S������ ���
75
50 �� S460M
• • • • •
R�������� �� 25 � 40 % �� ����� ��a���� D��������� �� ������ ��� a���� (Ia����/I��a��� ���� �a�b��) S������ a������������ ������ +25% ���� ��� ������� ���� ��a��� � ��������� P��� : �20% ������� ��� �a ��a������ (���������� : +0,4 �/��)
A ����� : • C������ ELS ���� ���� ����������a�� ���� ����� (�a� �� ��a������a���� ����a�� �����������a���� ��a��a��� �� ��EC) • Pa� �� S690Q/QL/QL1 �������b�� �� NF A���� 21
EXÉCUTION DES CHARPENTES DE PONT • C������� ����� ��� ������������� ��� EC, �� ��EN 1090�2, �� ������� ��������� 66 �� ���� (�a� 2012) �� ��� ������ �� ��a�� • C������� �a� ������ �a���� (������ �� �ab���a����) • C�a��� ����������� EXC ������� �a� F66: ��� 3
�� ����� �������� ���� ���� ��� �������� �� ����������
EXC 4
J����� ��a������a�� (������� �������a���) ������ ���� ELS S������� �� ��� �������� ������ ��a������a�� ��� ��� ������� �������a���
EXC 2
A���� ���� a����b�a��� ������ ������ a����������
• S����� < 0.015% ���� ��� ����� ������ • Ma���a�� NF A���� ����� (�����a���� ��������������, a��� �������� �a� ������ �a���� �� ��������� ���� 3.2)
• A���� a�����a���ab�� S355WP �� ��EN 10025�5 �������� 22
DÉVELOPPEMENT DURABLE ET ACIER W A���� � ���������� ��������� � �� ��������� �������������
Caisson à dalle mixte du Tram T7 sur A86 (Rungis): - Travées : 63 + 55 + 44 m � S 355 K2W +N � ��a������ �a����������� �� 2 �� (a��������� ��ba���) � � =16+2 �� (���) � ��a� = 98+2 �� (������� ���) � T���� ���ab���a�� �� W
� ����� �a �������� �� �a �a�����a��� (����� a�������� �� A86) � La ����a���� �� �a �a���� (2 �� 3 a�� a��� ��������� �� �a ������� �� ������� ��a��� � ����� b��� �����) ��������� ��� a�����a��� �����/����� ���, ��� b���� ������a���� �� ��a�� �� �a� ���a� ��a��a���. � U�����a���� ������ ��� a����� 1970 a��� 37 OA (22 ����� �� 15 �a���������) �������� �� F�a��� (60% ��� OA �a� R���a�� D����� �a�� �� S��) � Pa� �� �a�������� ��a�� �����a��� => U� ����a�� ������� ����������, ���������� �� a����������a� ��� a����� W 23
LA SITUATION ACTUELLE DES ACIERS W EN FRANCE ���������� ����� �� 1985:
� �a����� ���a�� ������ ����� ��a������ �a����������� ����
2 ����� �� ������� ���� ������������
1 ���� �� ������� ���� ������������
���a�� � = 1 ��
����� = ���� � 2� ≥ 8 ��
����� = ���� � � ≥ 6 ��
��ba��� � = 2 ��
����� = ���� � 2� ≥ 8 ��
����� = ���� � � ≥ 6 ��
� �a� �� ��������� (���� �a� ��a���� W �� b��� �� ���, ���� ��� �� �������a�a�� �� �� a��������� �������) � a����b�a�� ���������� �a� ����a�� a��� ��� �������� �a��� �� ���� ����������� ��� ��a���� ��� ����� ��������� �� �� 10025�5 (a����� W/WP �� ��a���� J0, J2 �� K2):
� EC3�2 + AN : ��� a����� W ���� ��������� ���� � > 30 �� � �a�� �a ������ EN 10025�5: ��� ��a���� S420 �� S460, �� �a ��a���� J4 (27J � �40�C) ���������:
� 4 ������������ NF A���� ���� ��� ����� ������� 80, 100 �� 150 �� �a�� (�������) � �� �������� �� b������ , �� �������� �a�����, �a����� NF �� a���� W � a���� S355WP ������ �� F�a��� (�a� ��������� < 0.04 �a��) 24
LES ÂMES PLISSÉES V�a��� �� M�a��, 2001
P��� �� C�a������, 1987
T�a��� �a� : 93 �
Ma����� ��a� ������ : 53 �
��� ��a�����b��a���
R�������� �� �a�����a�� ����� T�������� ���a�������� ����a��� � �����a���� D�������������� ��a��� �a� ��EN 1993�1�5, a����� D
25
LES PETITES PORTÉES EN PROFILÉ LAMINÉ ������� ��� �������� �� �460 Acier
S 235
S 355
S 460
S 460
Profil
HE 1000 M
HE 700 M
HE 700 B
HE 550 M
Hauteur de construction
1.38 m
1.09 m
1.08 m
0.95 m
Variation de poids d’acier
+ 16 %
base
- 20 %
-8%
• Ga�� �� ����� • Ra�����a�� ������ • P��������� ������� 32 � �� ���� (����a��), ������� 40 � (������������) • A������ �� 40 �, �ab���a�� • P�a���� ������ a�� ab���� • Pa� �� �����a���a�� • H�a� 1100 �� 26
LES PETITES PORTÉES EN PROFILÉ LAMINÉ L�� �a��a��� ���������� ��� a�������� A16 (1991)
8350 1175
6000
1175
3 6 3
DALLE EN BETON ARME PREFABRIQUEE
9 5 2
3 5 3 1
0 9 9
HL 1000 A S 460 M 1675
DEMI-COUPE SUR PILE
5000
1675
DEMI-COUPE EN TRAVEE
27
LES PETITES ET MOYENNES PORTÉES EN PROFILÉ LAMINÉ
D� ���b������ ���������� �������� : • L�� ������� PREFLEX �� ������ M���� • L�� ������� PRECO • L� ������ INTAB (����� ������a�� �a�� ������ �� ��a����� �� a��a����� ��a����) • L� ������� a����a�� VFT
• U�� ����� ���������� ��� �� ��a����� • P���ab���a���� ��� ������� ���a������� • P��� �a���� a�������� �� ����� ��������� • E������������� ���������� 28 • B�����a�� ��� �����a����
CONCLUSIONS
• D������������ �����a�� �� ��������� ���������� �� ������������ ���a�� � ��������� �a �a����� �� ������� ��� ����� • T���a���� �� �����a����� ���� ��� ������ ����� ���a������� �� ������ �� F�a��� : R�������� �� �a�����a�� (���������� �a������, ���� ��������) Ma����a�� ���� �������a��� (a���� � ���� �a��� ������ ����a�������, BHP, BFUP) U� �����a� ���� �� �a����� �������� ��� ������ �� ��� ��������� (������� ��b�����, ���b�� a����� �����)
29