CLASSIFICATION DES VEHICULES POUR L’ETUDE DE TRAFIC

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ANALYSES DE L’OUVRAGE EXISTANT

DESCRIPTION DE L’OUVRAGE

L’ouvrage permettant de franchir la rivière de « Rongaronga » est un pont métallique à poutres latérales à treillis de type « PAINDAVOINE ».

Caractéristiques de l’ouvrage :

La superstructures de l’ouvrage existant est composée de :

Poutres latérales à treillis ( profilés en I ou L) qui présentent d’une part des membrures longitudinales supérieures et inférieures jouant le rôle de semelle, et d’autre part des âmes qui sont remplacées par des treillis constitués par un ensemble de figures triangulaires stables et indéformables en résistances des matériaux ;

Membrures transversales (profilé en I, U ou cornière)

Ce sont les entretoises, les longerons et les contreventements (supérieurs et inférieurs) qui constituent les membrures transversales ;

Platelage en bois ;

Appareils d’appui (fixe) ;

Pièces d’assemblage :

– Les pièces d’attaches : boulons, rondelles et ou rivets ;

– Les pièces annexes : les goussets et les plats de liaison.

Les infrastructures sont constituées de :

Culées : murs en béton armé ;

Pile hémicylindrique ;

Fondation superficielle sur rocher ;

Caractéristiques fonctionnelles

Types d’ouvrage : pont métallique « PAINDAVOINE »

Longueur totale du tablier : 109 m

Nombre de travées : 2

Une travée de 33 m en Paindavoine simple étage ;

Une travée de 75 m en Paindavoine double étage.

Largeur utile de tablier : 4,15 m

Largeur de la chaussée : 3,75 m

Garde corps : en acier de diamètre 25mm

Biais de l’ouvrage : 0°

Nombre de voies de circulation : 1

Dalle de transition : aucune

ANALYSES ET DIAGNOSTICS :

Relevés de dégradations :

Les descentes sur terrain nous permettent de relever les désordres suivants :

Routes :

La route d’intérêt provincial RIP 11 est généralement constituée d’une route en terre,

état contraignant, de largeur moyenne de 4,00 m. Particulièrement, les accès du pont sont en macadam clouté en mauvais état sur une longueur de 50 m. Les fossés latéraux, non maçonnés, ne sont plus fonctionnels dont les crues envahissent directement sur la chaussé et provoquent des ravinements.

• Superstructure de l’ouvrage :

Envahissement des végétations à l’accès du pont ;

Tablier du pont envahis par des végétations, faute de canalisation ;

Corrosion massive des éléments de l’extrados : contreventement supérieur, membrures supérieures, diagonales, montants etc.

– Pertes de section des éléments de l’intrados : longerons, membrures inférieures, goussets de liaison etc.

Disparition des plusieurs éléments de l’ouvrage : des madriers du platelage en bois, des contreventement inférieurs due à la perte de section, des pièces d’assemblages (boulons et plat de liaison), des aciers de garde corps…

Apparition des fissures sur la pile et les culés ;

Les appareils d’appui ont subi des pertes de section qui tendent à déformer sa forme géométrique suscitant la non fonctionnalité.

Eboulements progressifs des talus surtout la rive gauche

L’analyse de ces diverses dégradations et les enquêtes menées aussi bien au niveau du DRTP de Brickaville qu’aux riverains de l’ouvrage nous permet de tirer que le manque de surveillance et d’entretien est la principale origine de dégradation. De plus la condition climatique de la région, l’humidité et l’agressivité de l’air marin favorise l’enrouillement des éléments métalliques.

Il est à noter que l’ensemble de ces dégradations entraîne une diminution progressive de la résistance de l’ouvrage. Par conséquent, le responsable est obligé de limiter la charge que doit supporter le pont. Actuellement, la charge totale admissible pour ce pont est de 5 Tonnes. Ce qui conduit à la diminution de l’intensité de trafic.

Conclusion :

L’évolution rapide des dégradations des certains éléments porteurs de la structure du pont due au manque d’entretien, à la vétusté de l’ouvrage et à l’environnement climatique très agressifs met le pont actuel à un état très critique qui peut être arrivé jusqu’à la ruine de ce dernier.

D’autre part, la potentialité économique (richesses minières et production agricole énorme), l’accroissement et le dynamisme de la population des zones d’influence ainsi que l’étendue de la surface exploitable nécessite l’amélioration des infrastructures routières.

Enfin, tous ceux-ci sont des preuves pour justifier la réhabilitation convenable du pont d’Ambinaninony.

ETUDES PRELIMINAIRES

Cette partie concerne, les études hydrologiques et hydrauliques qui permettent de définir le calage de l’ouvrage. Ainsi, dans cette même partie qu’on va étudier les différentes variantes afin de choisir celle qui correspond aux caractéristiques du site.

Pour tout travaux d’ouvrage d’art, plus particulièrement les ponts, l’étude hydrologique du bassin versant recueillant toutes les eaux pouvant s’écouler sous cet ouvrage est primordiale. En fait, cette étude permet d’estimer les débits maximums de crue du projet correspondant aux averses journalières maximales de la région pendant une période bien définie. De plus, c’est à partir de ces débits qu’on vérifie le calage et le dimensionnement du futur ouvrage.

Pour ce faire, on se propose de déterminer les averses journalières pour des périodes de retour différentes à l’aide des lois statistiques puis on en déduit les valeurs des débits correspondants.

FACTEURS GEOMORPHOLOGIQUES DU BASSIN VERSANT

Les caractéristiques du bassin versant sont obtenues soit par une délimitation sur une carte à l’échelle du FTM soit par une délimitation à l’aide du logiciel « Mapinfo » en traitant les différentes données nécessaires.

I.1- Surface:

S = 1030 Km²

I.2- Périmètre :

P = 221 Km

I.3- Forme :

La forme du bassin versant est définie à partir de la valeur de K, son coefficient de compacité de GRAVELIUS :

K 0.28 SP1/2

Avec P : périmètre du bassin versant

S : surface du bassin versant

Soit K = 1,93

Le rectangle équivalent :

Le bassin versant est assimilé à un rectangle de même surface de longueur L, de largeur l et de même périmètre appelé « rectangle équivalent ». En effet, l’écoulement d’un bassin donné est approximativement le même que ce dernier.

ESTIMATION DES DEBITS DES CRUES :

Généralité :

Une crue est un épisode pendant lequel, le débit est fortement variable et atteint à un certain moment des valeurs excessivement élevées surtout en période cyclonique. Elle est définie par l’évaluation du niveau d’eau provoqué par les pluies. Tout d’abord, les caractéristiques d’une crue de fréquence donnée peuvent se déterminer par les méthodes statistiques.

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Table des matières

INTRODUCTION
Partie I : JUSTIFICATION DU PROJET
Chapitre I : LE PROJET ET SON CONTEXTE
I . LOCALISATION
I I. HISTORIQUE
I II. DELIMITATION DE LA ZONE D’INFLUENCE
I II.1- Zones d’influences directes
I II.2- Zones d’influences indirectes
C hapitre II : ETUDES SOCIO-ECONOMIQUES
I . DEMOGRAPHIE
I .1- Population
I .2- Prévision démographique
I I. SERVICES SOCIAUX
I I.1- Santé publique
I I.2- Infrastructures sanitaires
I I.3- Enseignements
I II. LES RESOURCES ECONOMIQUES
I II.1- Agriculture
I II.2- Elevage
I II.3- Débouchés des produits
I II.4- Ressources minières
C hapitre III : ETUDES DE TRAFIC
I . OBJECTIF DE L’ETUDE DE TRAFIC
I I. CLASSIFICATION DES VEHICULES POUR L’ETUDE DE TRAFIC
I II. METHODE DE COMPTAGE
I II.1- Trafics passés
I II.2- Trafics actuels
I II.3- Trafics futurs
I II.4- Interprétation des résultats
C hapitre IV : ANALYSES DE L’OUVRAGE EXISTANT
I . DESCRIPTION DE L’OUVRAGE
I .1- Caractéristiques de l’ouvrage
I .2- Caractéristiques fonctionnelles
I I. ANALYSES ET DIAGNOSTICS
I I.1- Relevés de dégradations
C hapitre I : E TUDES HYDROLOGIQUES
I . FACTEURS GEOMORPHOLOGIQUES DU BASSIN VERSANT
I .1- Surface
I .2- Périmètre
I .3- Forme
I .4- Le rectangle équivalent
I .5- Pente moyenne du bassin versant
I I. ESTIMATION DES DEBITS DES CRUES
I I.1- Détermination de l’averse journalière pour une période de retour donnée
I I.1.1- LOI DE GIBRAT- GALTON
I I.1.2- LOI DE GUMBEL
I I.1.3- LOI DE FRECHET
I I.1.4- LOI DE PEARSON
I I.2- TEST DE VALIDITE DES AJUSTEMENTS
I I.2.1- PRINCIPE DU TEST DE
I I.2.2- TEST DE LA LOI DE GIBRAT – GALTON
I I.2.3- TEST DE LA LOI DE GUMBEL
I I.2.4- -TEST DE LA LOI DE FRECHET
I I.2.5- TEST DE LA LOI DE PEARSON III
I I.3- INTERVALLE DE CONFIANCE
I I.4- DEBIT MAXIMUM DES CRUES
C hapitre II : ETUDES HYDRAULIQUES
I . DETERMINATION DE LA COTE NATURELLE DE L’EAU
I I. DETERMINATION DE LA SURELEVATION DU NIVEAU DE L’EAU
I I.1- Calcul de la perte due aux caractéristiques hydrauliques
I I.2- Calcul de la hauteur d’eau correspondant à la pression dynamique en amont
I I.3- Calcul de la perte de charge due au frottement
I II. TIRANT D’AIR
I V. PHEC
V . HAUTEUR SOUS POUTRE: Z
V I. CALCUL DE LA PROFONDEUR D’AFFOUILLEMENT
VI.1- DETERMINATION DE LA PROFONDEUR DUE A LA REDUCTION DE SECTION DU
C OURS D’EAU, DUE AUX REMBLAIS D’ACCES
V I.2- CALCUL DE LA PROFONDEUR NORMALE D’AFFOUILLEMENT
V I.3- CALCUL DE LA PROFONDEUR D’AFFOUILLEMENT D UE A LA PRESENCE DE LA PILE:
V I.4- PROTECTION DE LA PILE CONTRE L’AFFOUILLEMENT
C hapitre III : ETUDES GEOTECHNIQUES
I . Généralités
I .1- Les essais aux laboratoires
I .2- Les essais in-situ
a – Objectifs
b – Travaux à effectuer
I I. INTERPRETATION DE L’ESSAI
I I.1- Généralités sur l’essai pressiométrique
I I.2- Prescription de l’essai
C hapitre IV : ETUDES DE VARIANTES
I . CARACTERISTIQUES GENERALES
I I. CRITERES DE COMPARAISON
I II. PROPOSITION DES VARIANTES
I II.1- Etudes sommaires de réhabilitation de l’ouvrage existant
I II.1.1- Caractéristiques des aciers
I II.1.2- Caractéristiques des matériaux : [Cf. partie1 ; chapitre IV]
I II.1.3- Inspection de l’ouvrage
I II.1.4- Relevé des dégradations
I II.1.5- Interprétation d es résultats
I II.1.6- Récapitulation des éléments à remplacer
I II.1.7- Evaluation financière de la réhabilitation
I II.2- NOUVELLE CONSTRUCTION
I II.2.1- Comparaison des variantes
a . Hypothèses et données de base
a .1- Prix unitaires
a .2- Ratios des armatures
a .3- Poids volumiques des matériaux
a .4- Surcharge d’exploitation
a .5- Combinaison d’action
a .6- Capacité portante
b . Etudes des variantes
b .1- Variante n°1
b .1.1 – Détermination de la travée de calcul
b .1.2 – Pré dimensionnement de la superstructure
b .1.3 Estimation des quantités des matériaux
b .1.4 Descente des charges
b .1.5 Dimensionnement de l’infrastructure
b .2- Variante n°2
b .2.1 Estimation des quantités des matériaux
b .2.2 Descente des charges
b .2.3 Dimensionnement de l’infrastructure
b .3- Devis quantitatifs et estimatifs de l’ouvrage
b .4- Critères de comparaison
b .5- Analyses multicritères d es variantes proposées
b .6- Synthèse
C hapitre I : NOTION DE PRECONTRAINTE
I . DESCRIPTION
I I. PRINCIPE DE PRECONTRAINTE
I II. PROCEDE DE PRECONTRAINTE
I V. PHASES DE PRECONTRAINTE
C hapitre II : HYPOTHESES DE CALCUL
I . REGLEMENT DE CALCUL
I I. ACTIONS ET COMBINAISONS D’ACTIONS
I I.1- Actions
I I.2- Combinaison d’actions
I II. CARACTERISTIQUES PHYSIQUES ET MECANIQUES DES MATERIAUX
I II.1- Béton précontraint
I II.2- Béton armé
I II.3- Armatures de précontrainte
I II.4- Armatures passives
C hapitre III : ETUDES DE LA SUPERSTRUCTURE 7
I . DIMENSIONNEMENT DE LA DALLE EN BETON ARME
I .1- Hourdis centrale
I .2- Hourdis console
I .2.1- Efforts dus aux charges permanentes
I .2.2- Efforts dus aux surcharges d’exploitation
a . Surcharge Bc30
b . Surcharge de 450KG/m² sur le trottoir
c . Surcharge de 3T sur le trottoir
I .2.3- Combinaisons d’actions (pour l’hourdis console)
I .2.4- Sollicitations de calcul de la dalle
I .2.5- Calcul des armatures
I .2.6- Vérification du poinçonnement de la dalle
I .2.7- Vérification de l’effort tranchant
I .3- Prédalle
I .3.1- Détermination des efforts
I I. DIMENSIONNEMENT DES ENTRETOISES
I I.1- Entretoise d’about
I I.1.1- Caractéristiques des entretoises
I I.1.2- Calcul des sollicitations dues aux charges permanentes
I I.1.3- Calcul des sollicitations dues aux surcharges d’exploitation
I I.1.4- Calcul des armatures
I I.1.5- Vérification des sections et des armatures vis-à-vis de l’effort tranchant la plus défavorable
I I.2- Entretoise intermédiaire
I I.2.1- Caractéristiques des entretoises
I I.2.2- Calcul des sollicitations
a . Calcul des sollicitations dues aux charges permanentes
b . Calcul des sollicitations dues aux surcharges d’exploitation
c . Sollicitations de calcul
I I.2.3- Calcul des armatures
I II. ETUDES DES POUTRES PRINCIPALES
I II.1- Caractéristiques géométriques des poutres
I II.1.1- Section des poutres en travée
I II.1.2- Section des poutres aux appuis
I II.2- Calcul des actions
I II.3- Répartition des actions sur les poutres
I II.3.1- Choix de la méthode
I II.3.2- Répartition des charges permanentes
I II.3.3- Répartition des surcharges d’exploitation
a . CRT correspondant au système Bc
b . CRT correspondant aux piétons
c . CRT correspondant aux surcharges A(L)
I II.4- Calcul des sollicitations
I II.4.1- Tracé des fonctions d’influence
I II.4.2- Efforts tranchants dus aux charges permanentes
I II.4.3- Efforts tranchants dus aux surcharges d’exploitation
I II.4.4- Combinaison d’actions en phase d’exploitation
I II.4.5- Moments fléchissant dus aux charges permanentes
I II.4.6- Moments fléchissant dus aux surcharges d’exploitation
I II.5- Combinaison d’action
I II.6- Vérification de la section du béton
I II.7- Calcul de la précontrainte
I II.7.1- Valeur minimale de la précontrainte
a . Précontrainte sous critique
b . Précontrainte sur- critique
I II.7.2- Détermination du nombre total des câbles de précontrainte
I II.7.3- Nombre de câbles d e la première famille
I II.7.4- Nombre de câbles d e la deuxième famille
I II.7.5- Tracé des câbles
a . Disposition constructive
b . Tracé d’un câble
I II.7.6- Tracé de fuseaux limites
a . Premier fuseau limite
b . Deuxième fuseau limite
I II.7.7- Calcul des pertes et chutes de tension
a . Pertes de tension instantanées
b . Pertes de tension par frottement
c . Pertes de tension dues à l’ancrage
d . Pertes de tension par déformation instantanée du béton
I II.7.8- Pertes de tension différée
a . Pertes de tension due au retrait du béton
b . Pertes de tension due jà la relaxation des aciers
c . Pertes de tension due au fluage du béton
I II.8- Justification des sections vis-à-vis des contraintes normales a L’ELS
I II.8.1- Définition des phases de justification
I II.8.2- Section de référence pour le calcul des contraintes normales
a . Section nette
b . Section homogénéisée
I II.8.3- Calcul des contraintes limites
a . Contraintes normales limites
b . Contraintes normales de compression dans le béton
I II.9- Justification des contraintes tangentes a l’ELS
I II.9.1- Vérification de la section d’about
I II.10- Détermination des armatures passives
I II.11- ETAT LIMITE DE SERVICE VIS-A-VIS DES DEFORMATIONS
I II.11.1- Calcul des flèches et contre flèches
I II.11.2- Calcul et vérification des rotations
I II.12- Vérification de section à l’état limite ultime de résistance
I II.13- Vérification de section à l’état limite ultime de résistance
C hapitre IV : ETUDES DE L’INFRASTRUCTURE
I . PREDIMENSIONNEMENT DES ELEMENTS DE L’INFRASTRUCTURE
I .1- Dimension des appareils d’appui
I .1.1- Distribution des efforts horizontaux
a . Calcul des coefficients de souplesse de chaque appui (culées, piles)
b . Distribution des efforts de freinage
c . Distribution des efforts horizontaux de longue durée dus au raccourcissement du tablier
I .1.2- Vérification des appareils d’appui
a . Descente des charges
b . Vérification des appareils d’appui
I .2- Dimensionnement de piles
I .2.1- Inventaire des forces
I .2.2- Etudes de stabilité de la pile
I .2.3- Dimensionnement du chevêtre
a . Calcul des sollicitations
b . Calcul des armatures
I .2.4- Dimensionnement de la colonne
I .2.5- Dimensionnement de la semelle de liaison
I .3- Etudes de culées
I .3.1- Mur garde grève
I .3.2- Mur en retour
a . Calcul du centre de gravité d e l’ensemble
b . Calcul des sollicitations aux différents états limites
b .1- Sollicitations dues aux charges verticales
b .1.1 Effort tranchant dû aux surcharges verticales
b .1.2 Moments fléchissant dû aux surcharges verticales
b .2- Sollicitations dues aux charges horizontales
b .2.1 Effort tranchant dû aux surcharges verticales
b .2.2 Moment fléchissant dû aux charges horizontales
b .3- Détermination des armatures
Armatures destinées à assurer la prise des moments dus aux charges verticales
I .3.3- Mur de front
a . Calcul des poids propres
b . Calcul des poussées de terres
c . Stabilité de la culée
On a =2,94 > 1,5. Donc, la condition de non renversement est vérifiée. La culée est stable
d- Sollicitations d e calcul
d . Calcul des armatures
C hapitre I : DESCRIPTIFS DES TRAVAUX
C hapitre II : DEVIS QUANTITATIFS DES MATERIAUX
C hapitre III : SOUS DETAILS DES PRIX
I . CALCUL DU COEFFICIENT DES DEBOURSES
I I. SOUS DETAILS DES PRIX
C hapitre IV : DEVIS ESTIMATIFS
Partie V : Partie Informatique
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE
ANNEXES