Combinaison d'actions pour les ponts routiers selon l'EN 1991-2

Article technique sur le calcul de structure et l'utilisation des produits Dlubal

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Outre les règles de combinaison de base de l'EN 1990, d'autres conditions de combinaison sont définies dans l'EN 1991-2 pour les actions sur les ponts routiers. RFEM et RSTAB fournissent une combinatoire automatique qui peut être activée dans les données de base lors de la sélection de la norme EN 1990 + EN 1991-2. Les facteurs partiels de sécurité et les coefficients de combinaison en fonction de la catégorie d'action sont prédéfinis lors de la sélection de l'Annexe Nationale correspondante.

Catégories d'action

Les cas de charge peuvent être classés en différentes catégories d'actions permanentes (charges permanentes, tassements inégaux, précontrainte), d'actions variables (circulation, actions climatiques), d'actions à partir des étapes de construction et d'assemblage, d'actions accidentelles et d'actions dues aux séismes.

En particulier, lors de l'attribution des cas de charge de trafic, il est important de s'assurer que les cas de charge sont déjà assignés au groupe de charge approprié. Un exemple simple de pont routier à deux voies explique l'utilisation de la combinaison d'actions automatiques selon EN 1990 + EN 1991-2 dans RFEM.

Groupes de charge pour les charges de trafic

En regroupant les charges de trafic selon l'EN 1991-2, la probabilité d'apparition simultanée des valeurs maximales des différents composants de la charge de trafic doit être considérée. RFEM et RSTAB contiennent uniquement les groupes de charge de trafic pour le chargement des ponts routiers; il n'existe actuellement aucune combinaison automatique disponible pour le chargement des ponts ferroviaires.

Les groupes de charge de trafic 1 à 6 pour les ponts routiers représentent les situations de charge suivantes.

gr1a
charge verticale maximale due au trafic, LM1
gr1b
charge verticale maximale due au trafic, LM2
gr2
charge horizontale maximale due au trafic
gr3
charge sur sentier piétonnier et piste cyclable (sans circulation routière)
gr4
charge due à la foule
gr5
charge due aux véhicules spéciaux
gr6
charge lors du remplacement des appuis, des câbles sollicités ou similaires

En assignant les cas de charge de trafic aux catégories d'action correctes, les relations de combinaison entre ces cas de charge sont automatiquement régulées. Dans l'exemple, cela sera affiché pour les groupes de charge gr1a et gr2. Il est également possible de considérer plusieurs cas de charge par type de charge; par exemple, comme une charge surfacique appliquée par travée, comme dans l'exemple.

Charges de trafic en gr1a

Le modèle de charge 1 pour le trafic routier inclut une charge surfacique uniformément répartie (UDL) et les charges concentrées correspondantes dans le système en tandem (TS). Ces charges, ainsi que les charges sur les chemins piétons et les pistes cyclables, sont classées dans le groupe 1a. Les relations alternatives entre tous les cas de charge marqués TS sont automatiquement prises en compte; les cas de charge marqués UDL ou sentier piétonnier et piste cyclable peuvent agir simultanément.

Si vous ne souhaitez pas analyser un seul emplacement possible de la voie la plus chargée 1, vous pouvez activer l'option «Division de la chaussée en voies fictives». Les cas de charge respectifs doivent ensuite être assignés manuellement en fonction de la direction. Dans cet exemple, la position de la voie 1 sur le côté gauche du pont est analysée en premier. Pour cela, les CC10 et CC11 ont été créées comme UDL et les CL50 à CL55 comme TS. Pour l'analyse de la voie 1 sur le côté droit du pont, les CC20 et CC21 doivent être considérées comme UDL et les CC60 à CC65 comme TS. Les cas de charge CC30 et CC31 sont marqués comme une piste piétonne et une piste cyclable et sont ainsi appliqués indépendamment de l'emplacement de la première voie.

Charges de circulation en gr2

Les charges horizontales dues au freinage et au démarrage, ainsi que les forces centrifuges, doivent être disposées en gr2. Des relations alternatives entre les cas de charge d'un type de charge sont créées automatiquement. Selon les spécifications de l'EN 1991-2, les charges verticales du modèle de charge 1 sont également considérées dans le groupe de charges gr2 avec le facteur de combinaison psi 1 pour les combinaisons fréquentes.

Autres catégories d'action

Pour les cas de charge d'autres catégories d'action, l'effet simultané ou alternatif des cas de charge peut être défini manuellement à l'aide des fenêtres d'entrée habituelles. Dans le fichier d'exemple, deux cas de charge avec charge thermique ont été ajoutés (CC100 et CC101). Ces deux cas de charge sont destinés à représenter le chauffage ou le refroidissement de la surface du pont et sont donc définis comme des cas de charge alternatifs.

Combinaison d'actions en ELU

Pour l'état limite ultime, les combinaisons d'actions possibles sont maintenant générées dans l'exemple. Les groupes de charge de trafic sont toujours appliqués comme des actions variables agissant les unes aux autres. D'autres actions sont combinées avec ces groupes de charges de trafic selon l'expression de combinaison sélectionnée.

Ici, les groupes de charges de trafic ne sont pas combinés avec les charges des travaux ou les charges de vent correspondantes. De même, les différentes catégories d'action des charges de vent sont considérées comme alternatives et les charges issues des travaux de construction sont combinées uniquement avec l'action du vent correspondante.

Des options de paramétrage supplémentaires permettent un ajustement de la combinatoire défini par l'utilisateur; Par exemple, pour considérer les groupes de charges de trafic ayant des actions de neige et de vent en même temps.

Combinaisons de résultats pour l'ELU

Ainsi, dans la combinaison pour l'état limite ultime, la valeur caractéristique de la combinaison comme action dominante et la valeur réduite du facteur de combinaison sont requises de chaque groupe de charge de trafic pour la combinaison comme action d'accompagnement. Lorsque l'on considère la charge de trafic de gr1a pour les deux cas de la disposition de la voie chargée principale, cette combinaison est formée pour les deux cas. Dans cet exemple, les combinaisons de résultats RC3 et RC4 résultent pour la piste 1 à gauche et RC5 et RC6 pour la piste 1 à droite. Ainsi, quatre combinaisons de résultats sont générées pour le groupe de charge gr2 afin de prendre en compte cette division des voies. La combinaison finale est effectuée en créant les combinaisons de résultats RC11 à RC15.

Remarque

Avec la combinaison automatique d'actions disponible dans RFEM et RSTAB, vous pouvez créer des combinaisons de charges ou de résultats. L'exemple montre la création de combinaisons de résultats. Les groupes de charge et les voies sont pris en compte en créant des sous-combinaisons distinctes. Pour l'option utilisant des combinaisons de charges, les relations entre les cas de charge sont prises en compte via la fenêtre de saisie «Paramètres - Cas de charge agissant individuellement/simultanément», qui est renseignée automatiquement.

L'application du facteur de sécurité partiel pour les tassements inégaux constitue une particularité. Lorsque des combinaisons de charges sont sélectionnées, le facteur pour le calcul élastique non linéaire est utilisé automatiquement. Lors de la sélection des combinaisons de résultats, le facteur pour le calcul élastique linéaire est appliqué.

Si nécessaire, la création actuelle des combinaisons de charges et de résultats peut être étendue manuellement en ajustant les facteurs partiels de sécurité et de combinaison, ou à l'aide d'un schéma de combinaison.

Le modèle et le chargement ont été créés uniquement pour expliquer la combinatoire. Ni la taille ni la disposition des charges ne doivent être transférées dans vos propres cas d'utilisation sans vérification.

Auteur

Dipl.-Ing. Oliver Metzkes

Dipl.-Ing. Oliver Metzkes

Développement produits et assistance technique

M. Metzkes est responsable du développement des modules additionnels pour les structures métalliques et fournit un support technique à nos clients.

Mots-clés

Construction de ponts Ponts routiers combinaison d'actions Circulation routière Groupes de charges Voie de circulation

Littérature

[1]   Eurocode 0: Basis of structural design: EN 1990:2002
[2]   EN 1991-2 (2003): Eurocode 1: Actions on structures - Part 2: Traffic loads on bridges [Authority:The European Union Per Regulation 305/2011, Directive 98/34/EC, Directive 2004/18/EC]

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  • Mis à jour 27 août 2021

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