Bridge Decks in High Strength Steel and Fatigue Design

Les ponts mixtes ont été largement utilisés en raison de leurs avantages économiques, constructifs et structuraux. Par ailleurs, le marché de la construction commence à tendre vers l’utilisation d’acier à haute résistance HSS. Ce genre d’acier séduit par sa haute résistance élastique, sa meilleure soudabilité et ductilité. Mais en parallèle ils deviennent sujets à des problèmes de fatigue et d’instabilités locales dû au fort élancement des sections. Dès lors, l’étude de ponts mixtes en HSS semble être un sujet intéressant pour le futur. Ce travail s’inscrit dans le cadre du projet de Master, il fait suite à l’étude de P.Lorne [23] en 2017. Il s’agit ici de concevoir et dimensionner trois variantes différentes d’un pont mixte : - Variante A en forme de I et en acier S355. - Variante B en forme de I et en acier S690. - Variante D avec semelle inférieure en forme de delta, en acier S690. Le dimensionnement est basé sur les normes suisses SIA et les Eurocodes. Certaines hypothèses prescrites dans les normes pour un acier de construction ordinaire ont dû être adaptées pour l’acier à haute résistance. De même pour des plaques sujettes au phénomène de voilement avec des conditions de bords particulières. Cette étude, en parallèle à celle réalisée par P. Lorne [23] tendent à confirmer l’avantage de l’acier à haute résistance dans la réduction du poids de la structure métallique. Cependant, la résistance à la fatigue des détails devient critique, et leur exécution devient plus complexe. Le fait d’utiliser une semelle inférieure en forme de delta permet de limiter les problèmes de déversement des poutres métalliques qui est déterminant avec un acier HSS. La variante B réduit le poids propre des poutres métallique d’environ 30% par rapport à la variante A. Alors que la variante D le réduit d’environ 36 % toujours par rapport au design A. En effet, la semelle inférieure en forme de delta dans le design D réduit l’élancement de l’âme de la poutre, et présente un encastrement au panneau d’âme. Ce qui permet d’avoir des tôles plus élancées que dans le design B. En plus, la résistance au déversement est améliorée dans le design D, grâce à la rigidité additionnelle offerte par la semelle inférieure en Δ. Les entretoises et les raidisseurs verticaux qui présentent des appuis latéraux aux semelles comprimées le long du pont sont les mêmes pour les deux variantes B et D. Les entretoises sont disposées tous les 8 m sur appui pour la variante B, alors qu’il était nécessaire de les disposer tous les 6 m sur appui pour la variante B. D Concernant la résistance à la fatigue, L’utilisation de l’acier à haute résistance HSS augmentent les variations de contraintes dues aux charges de fatigue. Par conséquent, la vérification à la fatigue devient déterminante pour les attaches des raidisseurs verticaux au niveau de la semelle tendue en travée pours les variantes B et D. Dès lors, des techniques de parachèvement sont nécessaires pour satisfaire le critère de dimensionnement à la fatigue pour ces deux variantes.


Advisor(s):
Nussbaumer, Alain
Year:
2018
Laboratories:




 Record created 2018-03-12, last modified 2019-03-17

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