Formation Eurocodes 1 Ponts à haubans Réglages des haubans et contrôles géométriques Florent Imberty Club OA Méditerranée – Ponts à haubans – Page 2 - 30 mars 2006 Sommaire • Typologies de ponts à haubans • Réglages des haubans en phase études • Réglages et contrôles en phase de chantier • Conseils pour la gestion ultérieure de l’ouvrage
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Ponts à haubans - piles.setra.developpement …€¦ · métal (mais utilisation très rare pour ponts à haubans) – Plus difficile avec un pont en béton coulé en place : construction
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Formation Eurocodes 1
Ponts à haubans
Réglages des haubans et contrôles géométriques
Florent Imberty
Club OA Méditerranée – Ponts à haubans – Page 2 - 30 mars 2006
Sommaire
• Typologies de ponts à haubans
• Réglages des haubans en phase études
• Réglages et contrôles en phase de chantier
• Conseils pour la gestion ultérieure de l’ouvrage
Formation Eurocodes 2
Club OA Méditerranée – Ponts à haubans – Page 3 - 30 mars 2006
Les typologies de ponts à haubans
• Typologie de la nappe– Centrale / Latérale– Harpe / éventail– Haubans réduits / Haubans multiples répartis
• Matériau et section transversale– Béton précontraint– Mixte– Caisson orthotrope
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Typologie de la nappe
• Nappe axiale :– en cas de TPC– généralement, en cas de tablier large– possible jusqu’à 400-500m de portée– nécessite un tablier rigide en torsion⇒esthétiqueTablier de faible largeur : problème de croisement des véhiculesExceptions : Pont de l’aire de Farge… et pont de Volonne !
Acceptable pour petites portées
• Nappe latérale :– toujours possible– obligatoire pour les très grandes portées (stabilisation au vent)
Formation Eurocodes 3
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Forme de la nappe
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Typologie de la nappe
• Nombre de haubans :
– Haubans réduits et tablier rigide (école allemande)
– Haubans multiples répartis et tablier souple (tendance moderne)
– Travées haubanées multiples
• Suite de l’exposé : haubans multiples, travée principale unique
Formation Eurocodes 4
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• Résistance (composants et système)• Tenue en fatigue
– Étanchéité du système– Tenue dans le temps
• Vieillissement des gaines• Tenue des couleurs
• Garanties contractuelles particulières à spécifier au projet :– protection anti-corrosion des pièces métalliques (fascicule 56 du
CCTG)– durabilité des gaines de haubans– stabilité des couleurs– bon fonctionnement des amortisseurs (le cas échéant)
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Réglage des haubans en phase étude
• Cas général : nécessité d’un préchargement
(exceptions : bowstring)
Formation Eurocodes 10
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Réglage des haubans en phase étude
• Les règles pour définir la tension des haubans en service :– efforts et contraintes sous surcharges (général pour tout
ouvrage)=> dimensionnant notamment pour les tabliers minces, les
caissons à nappe axiale et les travées multiples (Millau)
– minimiser les flexions dans le tablier et les pylônes sous charges permanentes (notamment précontrainte)
=> critère important notamment ponts béton : fluage, et ponts à faible inertieExemple de reports de charges par de la précontrainte
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Réglage des haubans en phase étude
• Appréciation de la qualité d’un réglage :– moments à vide dans le tablier et le pylône– régularité des tensions dans les haubans
Exemple de réglage médiocre : courbe de moment dans le tablier
Formation Eurocodes 11
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Réglage des haubans en phase étude
• Les règles pour définir la tension des haubans en service(suite) :– respect de la géométrie finale du tablier, en tenant compte de
toutes les charges permanentes (notamment précontrainte)Nécessité de définir la géométrie de référence
• Choix des charges de superstructures (valeur à la mise en service)• Cas des ponts en béton : choix du temps de référence(fluage => évolution de la flèche) en fonction des retensions
éventuelles…• Cas des ponts mixtes : choix du coefficient d’équivalence
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Détermination tension haubans
• Règle dite du pendule (valable pour tabliers souples)
Formation Eurocodes 12
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Détermination tension haubans
• Tension maximale sous ELS rare (en général dimensionnante) : – FELS ≤ 0,45 FGUTS force de rupture garantie
– FELS ≤ 0,50 FGUTS
si dispositions pour filtrer et minimiser les flexions parasites aux ancrages
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Détermination tension haubans
• Exemple – Haubans de puissance continue ou discontinue
Formation Eurocodes 13
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Détermination tension haubans
• Sections des haubans près des pylônes
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Étude des phases de construction
• Les règles pour définir la tension des haubans en construction :– Phases de construction => efforts de flexion parasites dans le
tablier :• poids équipage mobile• présence ou non dalle pour un pont mixte• absence des superstructures
⇒solution : tension des haubans en plusieurs phasesAutre avantage : meilleur respect géométrie…
Définition des phases de mise en tension : selon les méthodes, àl’exécution
Formation Eurocodes 14
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Les paramètres de calcul / de contrôle
• Longueur à vide des haubans– Intrinsèque– Non mesurable
• Prédéformation des haubans– Intrinsèque– Non mesurable
• Tension– Non intrinsèque– Mesurable
• Géométrie– Non intrinsèque– Mesurable
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Réglage des haubans sur chantier
• Objectif : obtenir les tensions / prédéformations / géométrie prévues par le calcul
• Règle générale : mesures redondantes
• Trois problématiques :– Bonne géométrie relative (pas de droit à l’erreur)– Bonne géométrie d’ensemble (correction possible par réglage
haubans)– Bon réglage des haubans (correction toujours possible)
Formation Eurocodes 15
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Géométrie du tablier – Contre-flèches
• En général : construction sans contreflèches⇒ Construire un tablier correspondant exactement à la
géométrie finale
• Procédures différentes pour les ponts en béton et ponts en métal
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Géométrie du tablier – Contre-flèches• Cas des ponts métalliquesRéglage « facile » avec un pont métallique. Fait lors de la
préfabrication en usine. Indépendant de la tension des haubans
Technique de conjugaison des joints :- montage à blanc- repérage de part et d’autre des joints de soudure – mesure des
distances entre repères- lors du montage : on reproduit ces repères
Erreur en usine non rattrapable sans introduire des efforts parasites => précision !
Pont de Volonne : cintre « souple » => attention à la géométrie !
Formation Eurocodes 16
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Géométrie du tablier• Cas des ponts en béton
– Ponts coulés sur cintre : facile si cintre suffisamment rigide
– Voussoirs préfabriqués : même principe que pour les ponts en métal (mais utilisation très rare pour ponts à haubans)
– Plus difficile avec un pont en béton coulé en place : construction en géométrie relative. Principe : ne pas enfermer de cassures angulaires => réglage de l’équipage mobile en géométrie relative par rapport aux voussoirs précédentsDifficultés : poids du béton frais qui vient perturber la géométrie… D’où des haubans de travail sur l’équipage mobile
– Attention : erreurs en géométrie non rattrapables. Erreurs sur les tensions des haubans rattrapables
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Géométrie du tablier
• En cas d’écart avec la géométrie finale :– Pas de retensions inconsidérées !– Imperfections locales de géométrie sans conséquence => il vaut
mieux les cacher après coup (corniches)– Si erreur systématique (par exemple, due à une erreur sur le
poids propre ou sur les vérins), corriger les tensions après recalcul et vérification structure
Formation Eurocodes 17
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Méthode de tension d’un hauban
• Tension initiale– Les possibilités et difficultés :
⇒ à utiliser pour les structures très raides (haubans réduits)• Pilotage en flèche du tablier (encorbellements)
– nécessite un tablier très souple– non applicable aux premiers haubans près des pylônes (rigidité)– gradient thermique– erreurs trop grandes – risque d’écarts de tensions entre haubans
successifs
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Méthode de tension d’un hauban
• Tension initiale– Les possibilités et difficultés (suite) :
• Tension en 2 fois : meilleure solution– Première tension à 70-90% tension théorique– Mesure simultanée tension hauban et déplacements aux nœuds
(tablier, pylône). (A faire au petit matin…)– D’où la prédéformation introduite– Par différence, on en déduit le complément de prédéformation
encore nécessaire– 2ème phase : retension avec pilotage en déplacement (cf ci-après)
Formation Eurocodes 18
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Méthode de tension d’un hauban
• Tension initiale– Assurer une isotension entre torons d’un même hauban
• Difficulté :– poids gaine porté par le premier toron– la tension d’un toron détend ceux tendus précédemment
⇒procédés brevetés par les fabricants.⇒Exemple : Isotension (Freyssinet)
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Méthode de tension d’un hauban
• Retension :– pilotée en déplacement– mesure du déplacement de l’ancrage par rapport à la plaque
d’appui sur la structure : plusieurs possibilités• course vérin• repère sur le hauban• nombre de tours de l’écrou sur la vis
– contrôler la force pour déceler des anomalies éventuelles• Exemple : retension haubans de Brotonne (7 ans après mise
en service) :– Tension le plus long : +120t– Après retension des autres : +12t
Formation Eurocodes 19
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Matériel de mise en tension
• Recommandations CIP : – Matériel conforme aux indications de la notice technique du
procédé de haubanage– Tarage des vérins au moins 2 fois par an– Sur chantier :
• 1 manomètre étalon, précision relative 0,5%, étalonné au moins une fois par an par un laboratoire compétent
• au moins 2 manomètres avec fiche d’étalonnage datant de moins de 3 mois, servant aux mesures
• vérification des manomètres servant aux mesures à l’aide du manomètre étalon :
– avant première mise en tension– au moins tous les 4 haubans ou 300 torons
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Conseils pour la gestion ultérieure de l’OA• Connaître l’état initial de la structure (au moment de la
réception)– géométrie du tablier et des pylônes– tensions dans les haubans– ouverture des joints de chaussée– position des appuis– température extérieure à laquelle ces mesures ont été faites –
par gradient thermique nul si possible (petit matin)– les courbes enveloppes des contraintes sur la fibre supérieure
(à vide à la mise en service et au temps infini, à l'ELS rare (ou fréquent))
– les courbes enveloppes des contraintes sur la fibre inférieure pour les mêmes cas de charge
– le tableau des sollicitations (N, M) et des contraintes dans lessections les plus sollicitées
– corrections à appliquer pour température
Formation Eurocodes 20
Club OA Méditerranée – Ponts à haubans – Page 39 - 30 mars 2006
Conseils pour la gestion ultérieure de l’OA
• Garantir l’accessibilité des haubans :– accès aux ancrages– dispositifs d’accrochages pour vérins de retension
• Disposer des procédures fournies par l’entreprise :– instructions de maintenance– remplacement hauban (partiel ou complet)
Club OA Méditerranée – Ponts à haubans – Page 40 - 30 mars 2006
Conseils pour la gestion ultérieure de l’OA• Définir un programme de surveillance :
• Contrôles à effectuer :– géométrie (tablier, verticalité pylônes, appuis, joints)– surveillance des sections les plus sollicitées– haubans, partie courante :
• aspect de la gaine générale : fissuration de la gaine, coulures (rouille, eau, cire), traces de chocs de véhicules hors gabarit ; une déformation locale de la gaine peut la marque due à la rupture d'un toron ou d'un fil.
• lors des inspections détaillées, démontage partiel d’un hauban possible
• vérification tension : au vérin, ou méthode vibratoire– haubans, ancrages : coulures, fissuration structure (béton ou
métal) ; aspect tube guide et anti-vandalisme éventuel
Formation Eurocodes 21
Club OA Méditerranée – Ponts à haubans – Page 41 - 30 mars 2006
Bibliographie et crédits photos
• Bulletin Ponts Métalliques n°21 (2002) : article de Michel Virlogeux
• Recommandations CIP Haubans (2001), Ed. Sétra• Conférence Deauville 1994 « Ponts suspendus et à
haubans » (Ponts de Normandie, de Chalon-sur-Saône, sur l’Elorn…)