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22ème Colloque Le Pont – Toulouse 11 et 12 octobre 2017
Daniel BITAR - CTICM
Remise en état des dalles orthotropes
1- Introduction
2- Pathologie des dalles orthotropes
3- Remise en état
4- Recommandations
PRESENTATION
3
1) IntroductionViaduc du Grand Canal du Havre
1) Platelage
2) Raidisseur / Auget
3) Entretoise / Pièce de pont
4
8000 m² de dalle Orthotrope
12 km d’augets
24 km de soudures augets / platelage
5
6
caissons
Sur pile
Sur culée
7
500 kg/m²
Tôle de platelage 12 mm
Auget : h=175 mm, b=300 mm ép. 6 mm
Esp 600 mm
200 mm
Dalle BA Platelage orthotrope
135 kg/m²
Légèreté
Ponts mobiles
François 1er
8
Pont Rouge
Hode
9
10
Grandes portées
Pont de Revin
Tôle de platelage 14 mm
Augets : h=250, b=300 ép. 6 mm
Esp 600 mm
160 à 175 kg/m²
Platelage orthotrope
11
12
Ponts Bow-String / tablier suspendu
Pont Raymond Barre
Pont de la Citadelle - Strasbourg
Pont de la Citadelle - Strasbourg
16
- Fissures : Auget / Pièce de pont
- Fissures : Auget / Tôle de platelage
2-Pathologie des dalles orthotropes
17
• Pont sur le Haseltal (RFA – 1960)
7 travées continues (76 m – 5x102 m – 76 m)
Tablier orthotrope
Tôle de platelage 13 mm
Augets en V de 6 mm
Pièces de pont tous les 2,3 m
Augets discontinus
18
• Pont sur le Sinhtal (RFA – 1960)
8 travées continues (60 m - 80 m – 5x100 m - 80 m)
Tablier orthotrope
Tôle de platelage 13 mm
Augets en V de 6 mm
Pièces de pont tous les 3,2 m
Augets en forme de « verre à vin »
Augets discontinus
• Premier franchissement de
la Severn (Angleterre – 1966)Quatre ouvrages :
- Viaduc d’accès bipoutres
- Pont suspendu de 988 m
- Pont caisson
- Pont à haubans de 235 m
Tablier orthotropeTôle de platelage 11 mm
Augets trapézoïdaux de 8 mm
Pièces de pont tous les 4m60
Augets discontinus
20
• Viaduc de Richemont (France – 1966)
– Bi-poutre à dalle orthotrope de 164 m (53-58-53m)
– Conception inspirée du viaduc sur la Severn
Tablier orthotrope
Tôle de platelage 12 mm
Augets Trapézoïdaux de 6 mm, h= 185 mm , Esp 0,6m
Pièces de pont tous les 3,2 m
Augets discontinus
21
Fascicule 61-Titre V
Pas de vérification à la fatigue
Limitation des contraintes à 1,2 ou 1,3 fy
L
Effet global
Effet local
Platelage 10 à 13 mm
Auget discontinus
Esp 600 mm – Ep 6 mm
- H < 200 mm
Revêtement mince
maximum 70 mm
1970 voire 1975
22
Torsion
Distorsion
Rotation de
l’auget
FissuresAuget / Pièce de pont
23
1
1
Flexion localeFlexion différentielle
- Fissures : Auget / Tôle de platelage
1
t
a
b)
a)
e
Revêtement Souple : mastic asphalt, epoxy asphalt
3-Remise en état
Revêtement monocouche
Revêtement multicouche Premier franchissement de
la Severn
25
Réparation locale des fissures
26
Plaque additionnelle Remplacement tronçon auget
PROCEDE ORTHODALLE
SOLUTION MIXTE ACIER BFUP par connexion mécanique
Goujons Nelson f =13 mm , H =25 mm
ESSAIS PUSH-OUT - EN1994-2
Acier : S355BFUP : 150 MPa compression et 8.8 MPa traction
Ptest maximum = 50 kN par goujon
Ptest minimum = 49 kN par goujon
Glissement maxi = 3,2 mm.Glissement mini = 1,2 mm.
PRk = 44,1 kN par goujon
ESSAIS : F1 = 392 kN ; F2 = 402 kN ; F3 = 396 kNEN1994-2 : PRk = 0,9 * min (F1 ; F2 ; F3) = 0,9 * 392 =353 kN pour 8 goujons
ANALYSE – RESISTANCE SELON EN 1994-2
1
d
h2.0 sc
v
cmck2
v
2u
Rd
Efd29.0;
4df8.0MinP
hsc = 25 mmd = 13 mmfu = 450 MPafck = 150 MPaEcm = 60 000 Mpaγv = 1.25
PRd = 38 kN avec γv
PRk = 47,8 kN sans γv
PRk essai = 44,1 kN.
ESSAIS PULL-OUT
35 mm
200 mm
Slab 60x60x14 hole 18 mm
Slab 80x80x20 mm
S355
Concrete slab
200x200x35
Stud
Load
Support
Measured resistance
Average Deviationfrom average
Characteristic resistance
F1 = 19,4 kN
20,65 kN
-6 %
15,9 kNF2 = 26,1 kN +26 %
F3 = 17,7 kN -14 %
F4 = 19,1 kN -7,5 %
ECCS RECOMMANDATIONms
y2
mc
ct2
sp
d
fd4fhCC
T
Calcul basé sur l’arrachement du BFUP 14,4 kN.Calcul basé sur la rupture de l’acier 47,1 kN.
Td = 14,4 kN (comme observé)TRk = 15,9 kN
Nœud B (extrémité connecteur côté dalle
béton)
Nœud A (Dalle)
Nœud C (extrémité connecteur côté
platelage)
Maillage dalle béton
Maillage platelage acier
ZX
Y
PRd = 47.8/1.25 = 38.24 kN PELS = 0.6*38.24 = 23 kN
Modèle pour le calcul à la fatigue
Intensité du Trafic : c = 1
Calculs à la fatigue – Durée de vie
Principaux résultats Comparaison Etat initial / Etat renforcé (hors fatigue)
Contraintes (Mpa) Pont initial Pont renforcé Ecart
sx platelage 263 163 38%
sy platelage 390 154 61%
sx auget 398 298 25%
sx âme auget 252 107 58%
sxz âme auget 122 59 52%
sy entretoise 243 210 14%
sxz entretoise 120 104 13%
Détail Dsc 36 Mpa
DsD 26.64 Mpa
DsL 14.58 Mpa
DsBf-Ini-1 44
DsBf-Ini-2 7.97
p 2.712
DsBf-Ini-total 44.307
Mf 1
Mf*DsBf-Ini 44.307
D annuel 0.920
Durée de vie 1.09 ans
DsBf-Renf-1 20
DsBf-Renf-2 8.7
p 2.712
DsBf-Ini-total 20.578
Mf 1
MfDsBf-Ini 20.578
D annuel 0.056
Durée de vie 17.86 ans
Détail 1 - Auget sur entretoise
Pont initial
Pont renforcé
DUREE DE VIE SUPPLEMENTAIRE DE 20 ANS
Soudure Auget - Entretoise
Détail Dsc 125 Mpa
DsD 92.5 Mpa
DsL 50.625 Mpa
Ds1Bf-Ini-1 55.5
Ds1Bf-Ini-2 1
p 2.712
DsBf-Ini-total 55.528
Mf 1
Mf*DsBf-Ini 55.528
D annuel 0.016
Durée de vie 62.99 ans
DsBf-Renf-1 17.5
DsBf-Renf-2 4.11
p 2.712
DsBf-Ini-total 17.676
Mf 1
MfDsBf-Ini 17.676
D annuel 0.000
Durée de vie >100 ans
Pont renforcé
Détail 2 - Auget sur platelage-Contrainte aile auget
Pont initial
Soudure Auget - Platelage
Fatigue
ORTHODALLE Un nouveau procédé de remise enétat des dalles orthotropes (ou renforcement), misen œuvre avec succès sur le pont d’Illzach
Pour le Pont d’Illzach (68)
Réduction appréciable des contraintes dans le platelageorthotrope de près de 50%
Elimination de problème de fatigue pour le détailAuget/Platelage
Amélioration de plus de 20 ans de la durée de vie pour ledétail Auget/Entretoise
42
Favoriser la Continuité des augets
Revoir la hauteur des augets et Epaisseur du platelage
Vérifier à la fatigue les différents détails
Appliquer un référentiel reflétant l’exécution
Eurocodes : EN 1993-2 ; EN 1993-1-9 et EN 1090-2
Soigner l’exécution des soudures
Auget/Etretoise
Auget/Tôle de platelage
Entretoise/Tôle de platelage
4) Recommandations
Continuité des augets
(EN1993-2 – Annexe C)
Exemple Pour les ponts routiers
platelage ≥ 14 mm pour revêtement 70 mm Esp. entre
appuis tôle ≤ 300 mm, Raidisseurs ≥ 6 mm
Rigidité IB
Voie de circulation
hT
Pont route
h
Pont ferroviaire
0
3
4
5
1000 5000 15000 2000010000
AB
hauteur des augets et Epaisseur du platelage
soudures
Auget/Entretoise
Auget/Tôle de platelage
Entretoise/Tôle de platelage
EN 1993-2 / Annexe C
1
453
2
Ép. tôle platelage ≥ 14 mm (ou ≥
16 mm selon ep. asphalte)
Esp. entre appuis tôle ≤ 300 mm
Ép. raidisseurs ≥ 6 mm
2mm
2mm
t
a t
50°2mm
2mm
t
a t
50°
Vérification à la fatigue EN 1993 – 2
EN 1993-1-9
Détail 1 – Soudure de l’auget sur
l’âme de l’entretoiseDétail 2 – Soudure de l’auget sur le platelage
Détail 1 - Catégorie de détail : 36
Ds
Détail 2 - Catégorie de détail : 50Ds1
Ds2