LES DIFFERENTS TYPES DE PONTS A POUTRES LATERALES A TREILLIS

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LES DIFFERENTES DEGRADATIONS DES PONTS METALLIQUES A MADAGASCAR

Nombreux sont les différentes dégradations qui peuvent survenir aux ouvrages métalliques mais les principales dégradations résident au niveau de l’assemblage et de la peinture, se caractérisant par la corrosion et les effets dynamiques de certains éléments.
Remarquons que ce sont surtout les ouvrages dans les zones pluvieuses et chaudes, à forte humidité, soumises à l’ atmosphère marine qui sontles plus frappés par la corrosion.

Défaut de boulonnage

Défaut localisé essentiellement sur les élémentssemblésas par des boulons, il se manifeste par le desserrage des rondelles causés par la rouille d’une part et les efforts dynamiques de l’autre. Les effets dynamiques ainsi engendrés provoquent des contraintes supplémentaires dans les barres d’où la diminution de la résistance.

La corrosion

La corrosion se définit comme l’attaque d’un métalprovenant de sa réaction avec le milieu environnant .C’est une forme complexe de la détérioration des métaux .Elle a été définie par des multiples manières:
Destruction d’un métal par réaction chimique ou électrochimique ; Erosion des métaux ;
Destruction de matière par d’autres moyens par action purement mécanique ; Action inverse de l’élaboration en métallurgie .
La corrosion est caractérisée soit par la diminutio de la section résistante, soit par l’écaillage des éléments attaqués.
Elle se manifeste le plus souvent sur les ouvrages exposés à l’air marin des zones côtières et des zones chaudes à forte humidité du fait de la présence des éléments alcalins et des oxygènes provenant de l’ évaporation de l’ eauen absence de la peinture.

Détérioration de la peinture

Elle est caractérisée par la disparition progressiv de la peinture sur les différents parties des éléments soit par décollement soit par l’apparitionde la coloration brunâtre indiquant la perte des caractéristiques de la peinture.
Grand nombre de nos ouvrages souffrent de cette détérioration ou de cette disparition progressive. Or c’est la peinture qui assure la protection des aciers contre les agents agressifs donc la réfection est nécessaire.

Déformation des platelages

Les problèmes majeurs que rencontrent les agents chargés de l’auscultation sont dus à l’impossibilité de mesurer les différents paramètres sur les dégradations des éléments du platelage du fait de l’insuffisance en matériels deprécision et de l’état très corrodé de ces éléments, surtout les platelages métalliques.
En effet, la disparition de la peinture et la perte de la rugosité des platelages engendrent des dégradations non seulement des éléments des platelages mais aussi des diagonales provoqués par la collision.
Les éléments de platelage fléchissent car ces derniers ne peuvent plus supporter le poids des véhicules à cause de la diminution de la section résistante due à la corrosion. Ces dégradations se manifestent par des petites ondes de déflexion d’abord et finissent par la rupture.

Dégradation des appareils d’appu i

Chaque type d’appareil d’appui correspond à une dégradation. Pour les appareils d’appui mobiles, ceux-ci sont bloqués, autrement dit les parties mobiles ne peuvent plus se déplacer librement.
Pour les appareils d’appui fixes ,à articulation, quelques soient les phases intermédiaires des dégradations dont la première est un descellement partiel des fixations sur les culées, les désordres conduisent à l’ovalisation des traces contenant les axes des articulations, à des déformations visibles des embases et finalement à la disparition de ces axes.

Dégradation structurelle

Pour les ponts métalliques à treillis, la dégradation structurelle est présentée par le déversement des poutres: c’est le flambement latérade la membrure supérieure comprimée des ponts.

Dégradations des éléments de treillis

Tous les éléments de treillis sont à axe rectiligne. Leurs déformations sont expliquées par un changement de leur forme et de leur dimension. Les points de l’élément ainsi que les lignes ou sections tracées mentalement se déplacent sur le plan ou dans l’espace par rapport à leur position initiale. Ces déformations se manifestent fréquemment par le flambement des éléments comprimées.

LES DIFFERENTES CAUSES DE DEGRADATIONS

Ces dégradations, comme on a remarqué plus haut, proviennent des différentes causes que nous allons essayer d’énumérer et d’expliquer brièvement .Il y en a beaucoup mais nous n’allons citer que celles les plus fréquent tels que:

Manque de surveillance et d’ entretien

La surveillance exige une présence sur le lieu. Cete dernière est donc une visite programmée et effectuée sur terrain où il y a l’ ouvrage suivi d’une auscultation pour bien assumer l’ouvrage et de prévenir des désordres.
L’entretien est l’intervention recommandée par l’analyse de la surveillance afin de maintenir l’ouvrage en bonne état.
Alors la négligence de surveillances et l’absence de l’entretien entraînent des dégâts inévitables sur l’ouvrage d’où la nécessité de l’établissement d’un programme de visites et d’auscultation systématique et périodique. Comme ona signalé plus haut, toutes dégradations sont causées par l’absence d’entretiens.

Insuffisance des moyens d’intervention

Le plus souvent, ce n’est pas l’établissement d’unprogramme de visite et d’auscultation qui pose un problème mais ce sont les moyens qui manquent .C’est donc le facteur le plus déterminant dans la gestion des ouvrages ,car ce ne sont pas les pièces de rechange ou les matériels qui n’existent pas. On peut importer tousles éléments ou matériels nécessaires grâce à la recherche très poussée actuellement.

La corrosion

C’est la plus importante cause de dégradations desouvrages métalliques et la non intervention pour ce cas peut être dangereuse car la diminutionde la section entraînera l’augmentation des contraintes développées dans les barres Elle est surtout due à l’absence d’entretiens qui s’explique par la disparition de la peinture. La dégradation qu’elle provoque se décèle facilement et se manifeste par l’apparition soit d’une piqûre oxydée soit des plaques facilement détachables d’où la diminution de la section.

Dégradations des accès, des culées et des appuis

Elles frappent tous les ouvrages de franchissement, surtout les ouvrages lourds mais les actions sur les ouvrages métalliques plus légers nesont pas négligeables car l’affaissement ou l’inclinaison des accès se répercute sur les autreséléments de la superstructure.
Par exemple, l’existence d’une dénivellation entreculée et accès provoque un choc sur les culées car les conducteurs ne s’ y attendent pas. Surpris, ils freinent brusquement et ceci provoque la naissance des contraintes supplémentaires d’où la diminution de la résistance Cette dénivellation se fait sentir aussi dans les barres constituant la superstructure soit par l’apparition des sollicitation de flexion soit des sollicitations de torsion.
Elle est due fréquemment à l’affaissement provoquant l’affouillement des berges par le courant.
Le bouchage des gardes grèves engendre l’accumulation d’eau par rétention des saletés ce qui entraîne l’humidité favorisant la corrosion ou la ouiller des éléments d’appui.

L’abrasion

La dégradation sous l’effet de l’abrasion n’est autre que la cause du frottement entre les éléments dont le coefficient varie en fonction de ‘étatl de surface en contact selon la méthode employée pour les rendre rugueuses

Les chocs mécaniques

Ils sont dus à la limitation de la largeur de la ch aussée d’une part et à l’état lisse des éléments du platelage de l’autre car une simple inattention peut provoquer une collision.
Du fait de l’encastrement des éléments, ces chocs rovoquentp un changement des caractéristiques des matériaux si l’effort est encore faible et voire une rupture si l’énergie absorbée est supérieure ou égale à l’énergie de rupture de l’élément concerné dépendant donc de la ductilité du métal et de l’effort appliqué.

Vieillissement des éléments

A cause des chocs et des frottements, certains éléments perdent leurs caractéristiques originelles brusquement. Selon ces variations on peut avoir soit une rupture fragile ou une rupture ductile selon les éléments car ceux qui n’avaient pas subi des chocs sont plus résistantes que ceux qui ont été touchés ou courbés.Ilse présente souvent par l’apparition des stries mais il y a certains cas où l’on ne peut pas déceler des signes préventifs.

Effets dynamiques

Presque nos ouvrages sont assemblés par boulons et ce sont surtout ceux qui sont assemblés par boulons ordinaires qui subissent l’action des efforts dynamiques provoqués par le passage des véhicules et le vieillissement de certains éléments d’où création d’une zone d’accumulation de contraintes pouvant ruiner l’ouvrage.

Les dégradations des ouvrages par les usagers

Les conducteurs ont l’habitude de rouler à grande vitesse qu’ils n’arrivent quelque fois à ralentir que dans l’ouvrage et ceux qui sont familiers de la route connaissant les régions ne se soucient plus de l’existence des ouvrages d’où lescollisions pour les ponts à chaussée limitée.
Dans certaines régions, les piétons, en passant surl’ouvrage, ramassent les boulons desserrés même pour les jeter ou pour leur usage personnel.

Table des matières

INTRODUCTION
PARTIE I : GENERALITES SUR LES PONTS METALLIQUES
CHAPITRE I : LES PONTS METALLIQUES
I.1. HISTORIQUE [9] [15]
I.2. DOMAINE D’EMPLOI [5]
I.3. LES CARACTERISTIQUES DES PONTS METALLIQUES
I.3.1. Avantages
I.3.2. Inconvénients
I.4. CLASSIFICATION DES PONTS METALLIQUES
CHAPITRE II : LES PONTS A POUTRES LATERALES A TREILLIS
II.1. LES DIFFERENTS TYPES DE PONTS A POUTRES LATERALES A TREILLIS [1]
II.1.1. Les ponts à poutres simples
II.1.2. Les Ponts à poutres complexes
II.1.3. Les Ponts à poutres composées
II.1.4. Les Ponts BAILEY
II.2. LES TYPES DE PONTS METALLIQUES A TREILLIS
II.3. LOCALISATIONS GEOGRAPHIQUES [1]
II.4. LES DIFFERENTES DEGRADATIONS DES PONTS METALLIQUES A MADAGASCAR
II.4.1. Défaut de boulonnage
II.4.2. La corrosion
II.4.3. Détérioration de la peinture
II.4.4. Déformation des platelages
II.4.5. Dégradation des appareils d’appui
II.4.6. Dégradation structurelle
II.4.7. Dégradations des éléments de treillis
II.5. LES DIFFERENTES CAUSES DE DEGRADATIONS
II.5.1. Manque de surveillance et d’ entretien
II.5.2. Insuffisance des moyens d’intervention
II.5.3. La corrosion
II.5.4. Dégradations des accès, des culées et des appuis
II.5.5. L’abrasion
II.5.6. Les chocs mécaniques
II.5.7. Vieillissement des éléments
II.5.8. Effets dynamiques
II.5.9. Les dégradations des ouvrages par les usagers
II.6. LA NECESSITE DE LA SURVEILLANCE ET D’ENTRETIEN DES PONTS METALLIQUES
II.7. LES TECHNOLOGIES DE REPARATION DES PONTS METALLIQUES
II.7.1. Réfection de la peinture
II.7.2. Renforcements
II.7.3. Remplacement
CHAPITRE III : LES PONTS TYPE PAINDAVOINE
III.1. HISTORIQUE DES PONTS PAINDAVOINE [4]
III.2. LES DIFFERENTS TYPES DE PONTS PAINDAVOINE
III.2.1. Les ponts type PAINDAVOINE SE
III.2.2. Les ponts type PAINDAVOINE DE
III.3. PLATE-FORME
III.4. CONSTITUTION DE LA CHAUSSEE
III.5. STRUCTURE
III.6. CARACTERISTIQUES DES MATERIAUX
III.7. CONSTITUTION DES OUVRAGES
III.7.1. Membrures des fermes latérales
III.7.2. Membrures transversales sous chaussées
III.7.3. Appareils d’appui
SYNTHESE
PARTIE II: LES METHODES ADOPTEES
CHAPITRE IV : LES ELEMENTS LONGITUDINAUX
IV.1. CALCULS DES EFFORTS NORMAUX DANS LES BARRES
IV.1.1. Les Ponts type Simple Etage [5]
IV.1.2. Les Ponts type Double Etage [10] [15]
IV.2. CALCULS DES EFFORTS TRANCHANTS DANS LES BARRES
IV.3. LES HYPOTHESES DE BASES
IV.3.1. Les charges et surcharges à considérer [3]
IV.4. LES DIFFERENTS COEFFICIENTS
IV.4.1. Coefficient de majoration dynamique(CMD) :d
IV.4.2. Coefficient de répartition transversale(CRT) :h [14]
IV.5. EXPRESSION DES SOLLICITATIONS
IV.5.1. Effort dû aux charges permanentes
IV.5.2. Effort du aux surcharges réglementaires
IV.5.3. Effort dû aux surcharges du trottoir
IV.5.4. Effort dû aux surcharges Bc
IV.5.5. Combinaisons d’actions [7]
IV.6. CAPACITE PORTANTE DES SECTIONS [7] [12] [13]
IV.6.1. Détermination de la classe des sections transversales
IV.6.2. Résistance de la section en compression axiale
IV.6.3. Résistance de la section en traction axiale
IV.6.4. Résistance de la section en cisaillement
IV.7. ETUDE DE LA STABILITE LATERALE [5]
IV.8. METHODE DE CALCUL DES FLECHES [19]
CHAPITRE V : CALCULS DES ELEMENTS TRANSVERSAUX
V.1. CALCUL DES PIECES DE PONTS
V.1.1. Modélisation
V.1.2. Calcul des sollicitations
V.1.3. Expression des sollicitations
V.1.4. Vérification de la résistance des sections [7] [12] [13]
V.1.5. Flèche à mi-portée
V.2. VERIFICATION DU PLATELAGE
V.2.1. hypothèses de calculs
V.2.2. Calculs des sollicitations
V.2.3. Résistance des sections
V.3. FLECHE A MI-PORTEE
V.3.1. Flèche due à la charge permanente
V.3.2. Flèche due à la surcharge d’exploitation
V.3.3. Flèche admissible
V.4. LES ASSEMBLAGES
CHAPITRE VI : VERIFICATION DES APPAREILS D’APPUI
VI.1. PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT
VI.2. VERIFICATIONS [18][20]
VI.2.1. Appareil d’appui
CHAPITRE VII : LA PORTANCE RESIDUELLE DE L’OUVRAGE
VII.1. METHODE
VII.2. EVALUATION DE LA PORTANCE RESIDUELLE DES POUTRES LATERALES
VII.3. EVALUATION DES REPARATIONS
PARTIE IV : LE LOGICIEL VERPA
CHAPITRE VIII : LA CONCEPTION DU LOGICIEL
VIII.1. LES REGLES DE DEVELOPPEMENT D’UN LOGICIEL
VIII.2. LES ORGANIGRAMMES DE CALCULS
VIII.2.1. ORGANIGRAMME GENERAL DE CALCULS
VIII.2.2. Les organigrammes détaillés
CHAPITRE IX : LA REALISATION DU LOGICIEL
IX.1. PRESENTATION DU LOGICIEL VERPA 1.0
IX.2. DEROULEMENT DU PROGRAMME
CHAPITRE X : EXEMPLE D’UTILISATION DE VERPA
X.1. INTRODUCTION
X.2. EXEMPLE DE PONT TYPE SIMPLE ETAGE : PONT DE 30M
X.2.1. Les données
X.2.2. Résistance des sections initiales et résiduelles des barres avec un convoi de 30t
X.2.3. Capacité portante de l’ouvrage
X.2.4. Renforcement de l’ouvrage
X.3. EXEMPLE DE PONT TYPE DOUBLE ETAGE
X.3.1. Les données
X.3.2. Résistance des sections initiales et résiduelles des barres avec un convoi de 30t
X.3.3. Capacité portante
X.3.4. Détermination et vérification des sections de renforcement
X.4. ANALYSES ET INTERPRETATIONS DES RESULTATS
CONCLUSION GENERALE
BIBLIOGRAPHIE
ANNEXES

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