ETUDE DUN PONT A POUTRES INDEPENDANTES EN BETON
Mots clés : Pont à poutres en béton précontraint post tension
Pont à poutres précontraintes par adhérence
d'ancrage extérieurs. La précontrainte est ainsi réalisée grâce aux efforts d'adhérence exercés par les armatures sur le béton aux extrémités de la poutre.
Etude dun Pont à pouters en béton précontrainte sur la pénétrante
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Guide de conception Ponts-Routes à poutres préfabriquées précontraintes par adhérence - PRAD SETRA septembre 1996 • Fascicule 65-A Exécution des ouvrages
Comment dimensionner une poutre en béton précontraint ?
On distingue deux méthodes pour le calcul de la précontrainte par éléments finis : la méthode des forces équivalentes1 qui consiste à remplacer l'action de la précontrainte sur le béton par des forces équivalentes. Cette méthode est privilégiée pour le dimensionnement, l'étude la stabilité globale d'un ouvrage.Qu'est-ce qu'une poutre en béton précontraint ?
La poutre ou poutrelle en béton précontraint est largement associée à des entrevous, du treillis soudé ou du béton prêt à l'emploi pour réaliser des planchers à isolation intégrée (avec entrevous isolant) ou à isolation rapportée (dalle flottante), le plus souvent compatibles avec le chauffage au sol.Comment on construit un pont à poutre ?
Cette méthode consiste à ériger l'ouvrage symétriquement en porte à faux à partir des piles, par tranches successives appelées voussoirs, coulés en place ou préfabriqués, la stabilité étant assurée par la mise en tension successive des c?les de précontrainte, ancrés à l'extrémité de chaque voussoir.Le principe d'exécution est le suivant :
1pose des poutres principales sur leurs appuis définitifs avec leurs dispositifs antidéversement,2réalisation des hourdis en béton soit sur des éléments coffrants, soit avec des éléments préfabriqués,3finitions et mise en place des équipements du tablier.
LES PONTS
Illustration des défauts
PRAD 1Pont à poutres précontraintes par
adhérenceLES PONTS
Illustration des défauts
PRAD 2Morphologie
LES PONTS
Illustration des défauts
PRAD 3Morphologie
LES PONTS
Illustration des défauts
PRAD 4Morphologie
LES PONTS
Illustration des défauts
PRAD 5Morphologie
LES PONTS
Illustration des défauts
PRAD 6Morphologie
La précontrainte par adhérence consiste à tendre les armatures de précontrainte (fils ou torons), avant coulage du béton , en prenant appui sur des organes extérieurs ; après durcissement du béton, les efforts de tension sont reportés sur la poutre en désolidarisant les fils des organes d'ancrage extérieurs La précontrainte est ainsi réalisée grâce aux efforts d'adhérence exercés par les armatures sur le béton, aux extrémités de la poutre Dans certains cas, plusieurs torons peuvent être gainés à l'extrémité des poutres de façon à reporter l'ancrage plus loin et optimiser ainsi la répartition des efforts de précontrainte Les tabliers à poutres précontraintes par pré-tension sont principalement utilisés dans le domaine des ponts de portée moyenne (15 à 25 m)LES PONTS
Illustration des défauts
PRAD 7Morphologie
Dans le cas de plusieurs travées, les travées peuvent être rendues continues sur appuis de deux façons : •soit en conservant les appuis des poutres et en rendant continu le hourdis seulement (2 lignes d'appui par pile) •soit en assurant un encastrement des poutres sur une entretoise commune aux deux travées et en plaçant les appareils d'appui sous l'entretoise (1 ligne d'appui par pile)LES PONTS
Illustration des défauts
PRAD 8Morphologie
Les poutres sont généralement posées à l'aide d'une grue. Des pré-dalles (coffrages perdus en fibro-ciment ou en béton armé) sont disposées entre les poutres dans les encoches prévues à cet effet. Un hourdis en béton armé est ensuite coulé sur l'ensemble du tablier. Les pré-dalles peuventêtre participantes ou non-participantes
LES PONTS
Illustration des défauts
PRAD 9Fissuration
LES PONTS
Illustration des défauts
PRAD 10Fissuration
Cause Déficit local en flexion aggravé par des problèmes d'ancrage de barres ou de toronsCritère de classement
Fissure d'ouverture inférieure à 0,2 mm, sans venue d'eau : classe 3 Fissure avec venue d'eau ou d'ouverture supérieure à 0,2 mm : classe 3UType de défaut
Fissure de flexion (type II du
catalogue des désordres)Situation
About de poutre - Peut coïncider avec
des arrêts d'aciers passifs de continuité et/ou des arrêts de gaine de neutralisation de l'adhérence des toronsLES PONTS
Illustration des défauts
PRAD 11Fissuration
LES PONTS
Illustration des défauts
PRAD 12Fissuration
Type de défaut
Fissure ou décollement (type VII du
catalogue des désordres)Situation
A la jonction entre l'about de poutre et
l'entretoise coulée entre des coffrages perdus en béton armé CauseDéfaut de raccordement entre le coffrage
perdu de l'entretoise et l'about de poutre.Critère de classement
Dans le cas présent, ce défaut est mineur dans la mesure où il n'existe pas de fissure en face inférieure de la poutre : classe 2 Dans d'autres cas, ce défaut peut être accompagné d'une fissuration résultant de déformations différées et d'une absence d'aciers inférieurs de couture entre entretoise et poutres : classe 3 à 3U Nota : Ce type de défaut nécessite une analyse globale du comportement de l'ouvrage.LES PONTS
Illustration des défauts
PRAD 13Fissuration et
fracturationLES PONTS
Illustration des défauts
PRAD 14 CauseChoc de véhicule hors gabarit
Critère de classement
- Épaufrure avec mise à nu, ruptures d'armatures de précontrainte et fissuration de l'âme en arc de cercle autour du point d'impact : classe 3U -Risque de chute de morceaux de béton sur les usagers : mention SFissuration et
fracturationType de défaut
Épaufrure, aciers de précontrainte
apparents, fissurationSituation
Affecte généralement le talon et
l'âme des poutres de riveLES PONTS
Illustration des défauts
PRAD 15Fissuration
LES PONTS
Illustration des défauts
PRAD 16 Cause Fendage dû à une insuffisance d'armatures transversales de reprise des efforts d'éclatement provoqués par l'ancrage des torons en about et/ou à une mise en précontrainte sur un béton trop jeune Dépassivation et corrosion des armatures de précontrainteFissuration
Type de défaut
Fissures longitudinale (type V du
catalogue des désordres)Situation
Sous le talon des poutres en
partie courante et éventuellement près des aboutsCritère de classement
- sèches et d'ouverture inférieure à 0,3 mm : classe 1 -sèches et d'ouverture supérieure à 0,3 mm •en partie centrale de la travée : classe 2 à 2E •près des abouts de la poutre : classe 3 - avec venue d'eau ou efflorescences ou armatures apparentes oxydées : classe 3 à 3U (3U si des torons sont atteints par la corrosion)LES PONTS
Illustration des défauts
PRAD 17Circulation d'eau
LES PONTS
Illustration des défauts
PRAD 18Circulation d'eau
Cause Retrait gêné + défaut d'étanchéitéCritère de classement
Dans le cas présent, il y a nécessité d'améliorer l'étanchéité de l'ouvrage : classe 2EType de défaut
Fissuration verticale (type XII du
catalogue des désordres) accompagnée de calciteSituation
Sur les faces latérales de
l'entretoise, visible entre les poutresLES PONTS
Illustration des défauts
PRAD 19Circulation d'eau
LES PONTS
Illustration des défauts
PRAD 20 CauseDéfaut d'étanchéité
Critère de classement
Compte tenu du risque de corrosion des armatures de précontrainte et de l'importance des circulations d'eau : classe 2ECirculation d'eau
Type de défaut
Traces de calcite et circulation
d'eau à travers le tablier + corrosion d'armatures passivesSituation
Au droit d'une pile, à la jonction
poutre-entretoiseLES PONTS
Illustration des défauts
PRAD 21Circulation d'eau
LES PONTS
Illustration des défauts
PRAD 22Cause
Défaut d'étanchéité du tablier
Critère de classement
En l'absence d'autres défauts observés sur l'ouvrage : classe 2 Cependant, si d'autres défauts mineurs pour la structure sont observés (coulures de rouille, fissuration, corrosion d'aciers passifs...) : classe 2ECirculation d'eau
Type de défaut
Traces de calcite
Situation
Entre pré-dalles et à la jonction
entre poutres et pré-dallesLES PONTS
Illustration des défauts
PRAD 23Déformation
LES PONTS
Illustration des défauts
PRAD 24Critère de classement
Dans le cas présent, dans la mesure où aucun autre désordre de structure n'a été observé sur la poutre : classe 1 Nota : la présence d'une flèche doit conduire à un examen attentif de l'ouvrage pour y rechercher d'autres désordres : fissures de flexion, déformation de la corniche, du garde-corps Dans le cas où la stabilité de l'ouvrage est mise en cause : classe 3 ou 3UDéformation
Type de défaut
Flèche
Situation
Affecte une poutre de rive de la
travée centrale CauseDans le cas présent, déformation
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