Dimensionnement et vérification des dalles de roulement des ponts routiers

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Dimensionnement et vérification des dalles de roulement des ponts routiers

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   Résumé

Ce rapport présente une étude sur le dimensionnement et la vérification des dalles de roulement des ponts routiers en béton armé. L’étude commence par une description des modes de ruptures possibles dus aux charges agissantes sur la dalle et notamment dus aux charges concentrées. Suite à cette description, les différents modes de rupture sont analysés en détail. Ces modes correspondent à des ruptures par cisaillement de la dalle: poinçonnement autour des charges concentrées ou ruptures par effort tranchant proche des encastrements de la dalle. 

Dans la SIA 262 (2003), la résistance tant au poinçonnement qu’à l’effort tranchant d’une dalle sans armature transversale est estimée sur la base de la théorie de la fissure critique. En travaillant sur les hypothèses de cette théorie, une série d’adaptations de la formulation contenue dans la SIA 262 (2003) sont proposées pour son application au cas des dalles de roulement. Ceci s’avère nécessaire car la formulation de la théorie contenue dans la norme n’est applicable directement que pour des planchers-dalles. 

Une comparaison de la méthodologie proposée avec des résultats d’essais effectués dans le cadre de cette recherche ainsi qu’avec des résultats des simulations numériques effectués à l’aide de la méthode des éléments finis confirment la pertinence de l’approche. La précision des résultats obtenus peut aussi être améliorée si des étapes supplémentaires de calcul sont effectuées afin de raffiner certaines hypothèses prudentes. 

Le rapport est complété par trois annexes, deux contenant des abaques afin de simplifier le processus de dimensionnement ou la vérification d’une dalle de roulement et la troisième avec un exemple d’application pratique.

   Introduction:

Le dimensionnement transversal des dalles de roulement des ponts routiers en béton armé ou précontraint (voir figure 1.1) est normalement contrôlé par les charges concentrées appliquées sur la dalle. L’estimation des efforts de dimensionnement dus aux charges concentrées était traditionnellement effectuée avec des méthodes simplifiées, comme la diffusion des charges dans la dalle selon un angle de 45° ou l’utilisation d’abaques. Ces méthodes sont devenues obsolètes avec l’introduction et la généralisation de la méthode des éléments finis, permettant des estimations plus précises des moments de flexion et des efforts tranchants agissants dans la dalle. Néanmoins, par rapport à la résistance, les vérifications à effectuer (poinçonnement autour des charges concentrées, rupture par effort tranchant) ne sont pas toujours clairement établies dans les normes ou recommandations de dimensionnement.

Dans la littérature scientifique, il existe un grand nombre de travaux portant sur l’effort tranchant et sur le poinçonnement des planchers-dalles (voir figures 1.2a et b respectivement). Des ruptures à l’effort tranchant sont associées typiquement aux dalles appuyées linéairement et soumises à charges uniformément réparties (où l’effort tranchant est transmis dans une seule direction, voir figure 1.2a), tandis que des ruptures au poinçonnement sont associées aux charges ponctuelles comme par exemple les colonnes d’un plancher-dalle (où l’effort tranchant est transmis de façon radiale, voir figure 1.2b). Les recherches effectuées dans ce domaine ont permis d’établir une série de modèles théoriques qui peuvent être utilisés pour le dimensionnement et la vérification de tels éléments avec une grande généralité.

 

   Au sommaire:

Introduction et but de la recherche

Introduction

Objectifs de la recherche

Actions et modes de rupture des dalles de roulement

Actions

Transmission des charges dans les dalles de roulement

Modes de rupture d’une dalle de roulement

Mécanisme de flexion

Rupture par poinçonnement

Rupture à l’effort tranchant

Surface d’application des charges concentrées

Autres vérifications

Résistance à l’effort tranchant et au poinçonnement d’une dalle de roulement selon SIA 262 (2003) 

Résistance à l’effort tranchant

Résistance au poinçonnement
Comparaison avec les résultats d’essais
Calcul par étapes

Résistance à l’effort tranchant

Résistance au poinçonnement
Conclusions
Annexe A. Abaques de dimensionnement des porte-à-faux

Annexe B. Abaques de dimensionnement de la zone entre âmes

Annexe C. Exemple pratique

Références

Symboles

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