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Charges sur les Ponts routiers selonl'EUROCODE 1 Partie 3
Centre d'Etudestechniquesde l'Equipement
CETEde l'Est DIVISIONOUVRAGESD'ART
2
Différentes parties de l'EUROCODE 1
Partie Actions Texte National
1 Bases de calcul Directives Communes de 79
2.1 Permanentes Directives Communes de 79
2.3 Neige Fascicule 61 titre II du CPC
2.4 Vent Fascicule 61 titre II du CPC
2.5* Thermiques Fascicule 61 titre II du CPC
2.6* Construction Fascicule 61 titre II du CPC
2.7* Accidentelles Fascicule 61 titre II du CPC
3. Trafic Fascicule 61 titre II du CPC
* textes non disponibles actuellement
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Classification des actions
Trafic routier– Charges verticales– Forces horizontales– Charges de fatigue– Actions accidentelles– Actions sur les garde-corps– Actions sur les remblais
Piétons et deux-roues– Charges verticales– Forces horizontales– Actions accidentelles– Actions sur les gardes-corps– Charges sur les remblais
Groupes de charges de traficsur les ponts-routes
Trafic ferroviaire
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Trafic routier - charges verticalesNombre et largeur des voies de circulation
Largeur dechaussée
Nombrede voies
Largeurd’une voie
Largeurde l’aire
résiduellew < 5,4 m n = 1 3,0 m w - 3,0 m
5,4 m < w< 6,0 m
n = 2 w / 2 0
6,0 m < w n =E(w/3)
3,0 m w-3 x n
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Trafic routier - charges verticalesImplantation et numérotation des voies de circulation
w
voie 1 voie 2voie 3
exemple:dimensionnement du ferraillageau milieu du hourdis
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Trafic routier - charges verticalesModèles de charges
� Modèle 1 = Système principal :vérifications générales et locales
� Modéle 2 : vérifications locales� Modèle 3 : convois exceptionnels� Modèle 4 : foule
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Trafic routier - charges verticalesSystème principal de chargement
Emplacement Tandem(kN)
U.D.L.(kN/m2)
Voie n°1 2 x 300 9,0Voie n°2 2 x 200 2,5Voie n°3 2 x 100 2,5
Autres voies 0 2,5Aire résiduelle 0 2,5
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Trafic routier - charges verticalesTandem TS
1,20
2,00
0,40 x 0,40
1 essieu
axe longitudinal
>0,50
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Trafic routier - charges verticalesPositionnement des charges du système principal
voie 1 voie 2voie 3
9 kN/m2
2,5 kN/m2200 kN100 kN
300 kN
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Trafic routier - charges verticalesPondération des charges du système principal
Classe αQ1 αQi>1 αq1 αqi>1 αqr
1er 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
2e 0,9 0,8 0,7 1,0 1,0
3e 0,8 0,5 0,5 1,0 1,0
1ere classe : type périphérique parisien2eme classe : ancienne 1er classe du fasc. 61 t II du CPC3eme classe : ancienne 2e classe du fasc. 61 t II du CPC
tandem charge répartie
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Trafic routier - charges verticalesModèle à essieu unique
2,00
0,35 x 0,60
axe longitudinal
Qak = 400 kN
à pondérer parβQ = αQ1 (0,9 en général)
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Trafic routier - forces horizontalesForces horizontales de freinage
Qlk
Qlk Q k q q k w L
Q Q k kN
= ⋅ + ⋅ ⋅ ⋅ ⋅
⋅ ≤ ≤
0 6 2 1 0 10 1 1 1180 1 1 800
, ( ) , α
α
longueur du tablier
largeur voie n°1
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Trafic routier - forces horizontalesForces horizontales centrifuges
r
Qtk
Qtk r0,2 Qv r < 200 m
40 Qv/r 200 < r < 1500 m0 1500 m < r
Qv : poids total des charges concentréesdes tandems du chargement principal
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Piétons et des deux-roues - charges verticales
� en général: qfk = 5 kN/m2
– valeur réduite pour combinaisons:2,5 kN/m2
– passerelles de portées Lsj> 10 mètres:
� charge concentrée pour les vérificationslocales: Qfwk = 10 kN sur 10 cm x 10 cm
2 5 2 01 2 0
3 05 0 2, , , /≤ +
+≤
Lk N m
s j
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Piétons et des deux-roues - charges horizontales
� Dans le cas des passerelles, une forcehorizontale longitudinale doit être prise encompte simultanément à la charge verticalerépartie.
� Cete force est égale à:– 10% de la charge totale ou– 60% du poids du véhicule de service éventuel
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Pont-routesGroupes de charges
ChausséeCharges Verticales
ChausséeForces horizontales
Trottoirs
Systémeprincipal
Véhiculesspéciaux
Foule Freinage Forcescentri -fuges
Chargede
trottoirgr1 caract. Réduite
gr2 fréqu. caract. caract.
gr3 caract.
gr4 caract
gr5 (1) caract
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Ponts-routesRésumé
� 4 modèles de charges verticales pour le trafic– 1: UDL + tandems– 2: essieu unique– 3: convois exceptionnels– 4: foule
� charges horizontales de freinage et centrifuges� charges piétonnières
pris comme action principale dans 5 groupes de charges
vérificationslocales
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Traffic routier - Charges de fatigue
� 5 modèles sont définis� les modèles sont à ajuster aux
caractéristiques du trafic� le modèle 3 est comparable au camion Bf:
6,0 m 1,2 m1,2 m
2,0 m 120 kN par essieu
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Trafic routier - actions accidentellesChocs de véhicules
500kN1000kN
1,25 m
laissé au choixde l'autorité compétente
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Trafic routier - actions sur les garde-corps
+/- 1,0 kN/m
+/- 1,0 kN/m
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Ponts-RoutesAutres charges
� sur remblai� neige� vent� température
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Etats Limites
Etats-Limites Ultimesassociés à une ruptureentraînant l'effondrement– équilibre statique– résistance– fatigue– stabilité de forme– ...
Etats-Limites de serviceassociés à des dommages
limités ou à un usageimpossible
– formation de fissures– vibrations excessives– ...
Etat-Limite = Phénomène à éviter
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Vérifications semi-probabilistes
γSd E(γFFk) = Ed ≤ Rd = 1/γrd R(η.fk/γm)
si linéarité : γF E(Fk) ≤ R(fk) / γM
modèle structutal
choix de la valeur caractéristique
propriétés desmatériau
propriétés géométriques
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Valeurs des actions
PERMANENTES
G2 valeurs cara:
GsupGinf
VARIABLES
Qcara Qkquasi-perm ψ2Qfréquentes ψ1Qnon fréq. ψ1'Qcombinaison ψ0Q
ACCIDENTELLES
caractéristique
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Ponts-routesCombinaisons ELU
Combinaisons fondamentales :
Combinaisons accidentelles :
Combinaisons sismiques :
ΣγGGk+γPPk+γQQk1+ΣγQψ0Qk
ΣγGGk+γPPk+γQQk1+ΣγQψ0Qk
ΣGk+Pk+γQQk1+γIAEd+Σψ2Qk
1,35Gsup + 1,00Ginf + 1,00P +1,35 gri1,50 Tk + TS + 0,54UDL
1,00Gsup + 1,00Ginf + 1,00P + 1,00 FA + 0,75 TS + 0,4 UDL
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Ponts-RoutesCombinaisons ELS
Combinaisons quasi-permanentes :
Combinaisons fréquentes :
Combinaisons non-fréquentes : Gk+Pk+ψ'1Qk1+Σψ1Qk
Gk+Pk+ψ1Qk1+Σψ2Qk
Gk+Pk+Σψ2Qk
Combinaisons caractéristiques : Gk+Pk+Qk1+Σψ0Qk
Gk + Pk + 0,5 Τk
Gk + Pk + 0,75 TS + 0,4 UDL + 0,5 Tk0,6 Tk
Gk + Pk + 0,8 gr1 + 0,6 Tk0,8 Tk + 0,75 TS + 0,4 UDL
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Exemple d'applicationDescription de l'ouvrage
1,50 3,50 3,50 1,50
40,0 m
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Exemple d'applicationCalcul selon le fascicule 61 Titre II
2 710 KN
1,59,05 kN/m2
1,5
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Exemple d'applicationCalcul selon l'Eurocode 1 Partie 2
2 316 KN
2,56,3 kN/m2
2,5 kN/m2 2,52,5270 kN
160 kN
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Exemple d'applicationComparaison des résultats
Fasicule 61Titre II
Eurocode 1Partie 2
Variation
Chargegénérale
maximale
2 710 kN 2 316 kN - 15 %
Momentfléchissantmaximum
12 667kN.m
15 662kN.m
+ 24 %
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Conclusions simplistes
� Plus compliqué :– aire résiduelle– groupes de chargements– charges sur remblais
� Plus simple :– la charge répartie de dépend pas de la longueur chargée– pas de coefficient de majoration dynamique
� Les effets des charges peuvent être sensiblementdifférents
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Conclusions plus élaborées( selon article de JA Calgaro - Bulletin OA n°26 )
� Les différences principales proviennent :– de l'excentrement des charges– de la fatigue des structures métalliques
� Les conséquences seront :– quelques câbles ou kilos d'aciers passifs de plus
en béton armé ou en béton précontraint– une évolution de la conception des ponts à
poutres
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