action du trafic routier - École des ponts paristech

cours de projet de pont - actions 1

Cours de Projet de PontActions du trafic routier


EN 1991 EN 1991 --EurocodeEurocode 11

Actions sur les Actions sur les structuresstructures

Partie 2 : Charges Partie 2 : Charges sur les ponts, sur les ponts, dues au traficdues au trafic


EN 1991EN 1991--2 2 -- TABLE DES MATIERESTABLE DES MATIERES

•• PrPrééfaceface•• Chapitre 1Chapitre 1 GGéénnééralitralit ééss•• Chapitre 2Chapitre 2 Classement des actionsClassement des actions•• Chapitre 3Chapitre 3 Situations de projetSituations de projet•• Chapitre 4Chapitre 4 Actions dues au trafic routier et autresActions dues au trafic routier et autres

actions spactions sp éécifiques aux pontscifiques aux ponts --routesroutes•• Chapitre 5Chapitre 5 Actions sur les trottoirs, les pistesActions sur les trottoirs, les pistes

cyclables et les passerellescyclables et les passerelles•• Chapitre 6Chapitre 6 Actions dues au trafic ferroviaire etActions dues au trafic ferroviaire et

autres actions spautres actions sp éécifiques auxcifiques auxpontsponts --railsrails


EN 1991EN 1991--2 2 -- TABLE DES MATIERES TABLE DES MATIERES (Suite)(Suite)

•• Annexe A (I)Annexe A (I) ModMod èèles de vles de v ééhicules sphicules sp ééciaux pour les pontsciaux pour les pontsroutiersroutiers

•• Annexe B (I)Annexe B (I) Calcul de la durCalcul de la dur éée de vie en fatigue des pontse de vie en fatigue des pontsroutiers routiers -- mmééthode basthode bas éée sur les traficse sur les traficsenregistrenregistr ééss

•• Annexe C (N)Annexe C (N) Coefficients dynamiques 1+Coefficients dynamiques 1+ ϕϕϕϕϕϕϕϕ pour trains rpour trains r ééelsels•• Annexe D (N)Annexe D (N) Bases du calcul en fatigue des structuresBases du calcul en fatigue des structures

ferroviairesferroviaires•• Annexe E (I)Annexe E (I) Limites de validitLimites de validit éé du moddu mod èèles HSLM et choix dules HSLM et choix du

train critique universel dtrain critique universel d éérivriv éé de HSLMde HSLM --AA•• Annexe F (I)Annexe F (I) CritCrit èères res àà vvéérifier si une analyse dynamique nrifier si une analyse dynamique n ’’estest

pas exigpas exig ééee•• Annexe G (I)Annexe G (I) MMééthode de dthode de d éétermination de la rtermination de la r ééponseponse

combincombin éée de d’’une structure et de la voie auxune structure et de la voie auxactions variablesactions variables

•• Annexe H (I)Annexe H (I) Charges sur les pontsCharges sur les ponts --rails en situationrails en situationtransitoiretransitoire


EN 1991EN 1991--2 2 -- Section 4Section 4

•• 4.14.1 Domaine d'applicationDomaine d'application•• 4.24.2 ReprRepr éésentation des actionssentation des actions•• 4.34.3 Charges verticales Charges verticales -- Valeurs caractValeurs caract ééristiquesristiques•• 4.44.4 Forces horizontales Forces horizontales -- Valeurs caractValeurs caract ééristiquesristiques•• 4.5 Groupes de charges de trafic sur les ponts4.5 Groupes de charges de trafic sur les ponts --routesroutes•• 4.6 Mod4.6 Mod èèles de charges de fatigueles de charges de fatigue•• 4.7 Actions pour les situations de projet accident elles4.7 Actions pour les situations de projet accident elles•• 4.8 Actions sur les garde4.8 Actions sur les garde --corpscorps•• 4.9 Mod4.9 Mod èèles de charges pour les culles de charges pour les cul éées et les murses et les murs

adjacents aux pontsadjacents aux ponts

Actions dues au trafic routier et autres actionsActions dues au trafic routier et autres actionsspsp éécifiques aux pontscifiques aux ponts --routesroutes


ORGANISATION GENERALE POUR LES PONTS ORGANISATION GENERALE POUR LES PONTS ROUTIERSROUTIERS

ModMod èèles de charges de traficles de charges de trafic

-- Forces verticales : LM1, LM2, LM3, LM4Forces verticales : LM1, LM2, LM3, LM4-- Forces horizontales : freinage et Forces horizontales : freinage et accacc éélléération, centrifuges, transversalesration, centrifuges, transversales

Groupes de charges de traficGroupes de charges de trafic

-- gr1a, gr1b, gr2, gr3, gr4, gr5gr1a, gr1b, gr2, gr3, gr4, gr5-- valeurs caractvaleurs caract ééristiques, frristiques, fr ééquentes, quasiquentes, quasi --permanentespermanentes

Combinaisons avec les actions autres que celles Combinaisons avec les actions autres que celles dues au trafic dues au trafic


MODELES DE CHARGES POUR LES PONTS MODELES DE CHARGES POUR LES PONTS ROUTIERSROUTIERS

MODELES DE CHARGES POUR ETATSMODELES DE CHARGES POUR ETATS --LIMITES AUTRES LIMITES AUTRES QUE CEUX DE FATIGUEQUE CEUX DE FATIGUE

•• Domaine dDomaine d ’’application : longueurs chargapplication : longueurs charg éées infes inf éérieures rieures àà 200 m 200 m (longueur maximale prise en compte lors de la (longueur maximale prise en compte lors de la «« calibrationcalibration »» --Pour les trPour les tr èès grandes longueurs, voir Annexe Nationale) s grandes longueurs, voir Annexe Nationale)

•• LE MODELE NLE MODELE N °° 11Charges concentrCharges concentr éées et res et r ééparties (modparties (mod èèle principal)le principal)

•• LE MODELE NLE MODELE N °° 22Essieu unique (complEssieu unique (compl éément au modment au mod èèle nle n °° 1)1)

•• LE MODELE NLE MODELE N °° 33Ensemble de vEnsemble de v ééhicules sphicules sp ééciauxciaux

•• LE MODELE NLE MODELE N °° 44Chargement par une foule : 5 Chargement par une foule : 5 kNkN/m/m22


MODELES DE CHARGES POUR LES PONTS MODELES DE CHARGES POUR LES PONTS ROUTIERSROUTIERS

MODELES DE CHARGES POUR ETATSMODELES DE CHARGES POUR ETATS --LIMITES LIMITES AUTRES QUE CEUX DE FATIGUEAUTRES QUE CEUX DE FATIGUE

��44

��33

��22

��11

LocaleLocaleGGéénnééralerale

VVéérificationrificationModMod èèle de chargesle de charges


Largeur de chaussLargeur de chauss éée w : largeur mesure w : largeur mesur éée entre bordures de e entre bordures de hauteur suphauteur sup éérieure rieure àà 100 mm ou entre limites int100 mm ou entre limites int éérieures des rieures des dispositifs de retenuedispositifs de retenue

Largeur de la chaussLargeur de la chauss ééee


DDéécoupage de la chausscoupage de la chauss éée en voiese en voies

ww -- 3 3 ××××××××3 m3 m6 m 6 m ≤≤≤≤≤≤≤≤ ww

00= 2= 25,4 m 5,4 m ≤≤≤≤≤≤≤≤ ww < 6 m< 6 m

ww –– 3 m3 m3 m3 m= 1= 1ww < 5,4 m< 5,4 m

Largeur de Largeur de ll ’’aire aire

rréésiduellesiduelle

Largeur dLargeur d ’’une une voie voie

conventionnelleconventionnelle

Nombre de voies Nombre de voies conventionnellesconventionnelles

Largeur de Largeur de chausschauss ééee

(((( ))))3/wEn ====ℓ

2/w

ℓn

ℓn

ℓn

1 1 –– Voie nVoie n °° 1 (3m)1 (3m)

2 2 –– Voie nVoie n °° 2 (3m)2 (3m)

3 3 –– Voie nVoie n °° 3 (3m)3 (3m)

4 4 –– Aire rAire r éésiduellesiduelle


Le modLe mod èèle de charges principal (LM1)le de charges principal (LM1)

ModMod èèles de les de charges charges pour les ponts routierspour les ponts routiers

qq1k1k = 9 = 9 kNkN/m/m22

qq2k2k = 2,5 = 2,5 kNkN/m/m22

qq2k2k = 2,5 = 2,5 kNkN/m/m22

qq rkrk = 2,5 = 2,5 kNkN/m/m22


Le modLe mod èèle de charges principal pour les ponts le de charges principal pour les ponts routiers (LM1) : reprroutiers (LM1) : repr éésentation schsentation sch éématiquematique

Pour l'Pour l' éévaluation des effets valuation des effets ggéénnééraux, il convient de raux, il convient de supposer que chaque supposer que chaque tandem circule dans l'axe tandem circule dans l'axe des voies conventionnellesdes voies conventionnelles

Pour les vPour les v éérifications rifications locales, il convient locales, il convient d'appliquer un tandem d'appliquer un tandem ààl'emplacement le plus l'emplacement le plus ddééfavorable.favorable.

Lorsque deux tandems Lorsque deux tandems sont pris en compte sur sont pris en compte sur deux voies deux voies conventionnelles conventionnelles adjacentes, ils peuvent être adjacentes, ils peuvent être rapprochrapproch éés, la distance s, la distance entre essieux ne devant entre essieux ne devant cependant pas être cependant pas être infinf éérieure rieure àà 0,50 m0,50 m


Le modLe mod èèle de charges principal (LM1)le de charges principal (LM1)

ModMod èèles de cles de c harges pour les ponts harges pour les ponts routiersroutiers

11110,70,70,80,80,90,922èème me classeclasse

111111111111èère re classeclasse

1Qαααα 2≥≥≥≥iQiαααα 1qαααα 2≥≥≥≥iqiαααα qrαααα

Valeurs des coefficients Valeurs des coefficients αααααααα(selon EN 1991(selon EN 1991 --22--NA)NA)

11ee classe : trafic international lourdclasse : trafic international lourd22ee classe : trafic lourd classe : trafic lourd «« normalnormal »»


Le modLe mod èèle de charges nle de charges n °°2 (LM2)2 (LM2)

1QQ ααααββββ ====


En lEn l ’’absence absence dd’’ indications indications prpr éécises :cises :

(0,9 pour la 2(0,9 pour la 2 ee

classe)classe)


Diffusion des charges concentrDiffusion des charges concentr ééeses

1 1 –– Pression de contact de la rouePression de contact de la roue2 2 –– RevêtementRevêtement3 3 –– Dalle en bDalle en b éétonton4 4 –– Fibre moyenne de la dalleFibre moyenne de la dalle



FORCES HORIZONTALES : Freinage et accFORCES HORIZONTALES : Freinage et acc éélléération (voie nration (voie n °°1 )1 )

LwqQQ kqkQk 11111 10,0)2(6,0 αααααααα ++++====ℓ

kNQkN kQ 900180 1 ≤≤≤≤≤≤≤≤ℓ

αααα

ModMod èèles de charges pour les ponts routiersles de charges pour les ponts routiers

Pour Pour ααααααααQ1Q1 = = ααααααααq1q1 = 1= 1

QQlklk = 180 + 2,7L= 180 + 2,7L

Pour 0 Pour 0 ≤≤≤≤≤≤≤≤ L L ≤≤≤≤≤≤≤≤ 1,2 m1,2 m

QQlklk = 360 + 2,7L= 360 + 2,7L

Pour L > 1,2 mPour L > 1,2 m


FORCES HORIZONTALES : Forces centrifugesFORCES HORIZONTALES : Forces centrifuges

Si r > 1500 mSi r > 1500 m

Si 200 Si 200 ≤≤≤≤≤≤≤≤ r < 1500 mr < 1500 m

Si r < 200 mSi r < 200 m

r : rayon de courbure en plan de l'axe de la chaussr : rayon de courbure en plan de l'axe de la chauss éée [m]e [m]

QQvv : poids total maximal des charges concentr: poids total maximal des charges concentr éées verticales des es verticales des tandems du modtandems du mod èèle de chargement principal, c'estle de chargement principal, c'est --àà--dire dire

kNQQ vtk 2,0====

kNrQQ vtk /40====

0====tkQ

∑∑∑∑i

ikQi Q )2(αααα



Groupe de charges gr1a : Groupe de charges gr1a : LM1 + valeur LM1 + valeur «« rrééduiteduite »»(ou de (ou de «« combinaisoncombinaison »») ) des charges de pides charges de pi éétons tons ou de cyclistesou de cyclistes

Groupe de charges gr1b : Groupe de charges gr1b : LM2 (essieu unique)LM2 (essieu unique)

Groupe de charges gr2 : Groupe de charges gr2 : valeurs caractvaleurs caract ééristiques des ristiques des forces horizontales, valeurs forces horizontales, valeurs frfr ééquentes de LM1quentes de LM1

EN 1991EN 1991--2 2 –– DDééfinition des groupes de chargesfinition des groupes de charges


Groupe de charges Groupe de charges gr4 : charge de foulegr4 : charge de foule

Groupe de charges gr5 : Groupe de charges gr5 : vvééhicules sphicules sp ééciauxciaux

(+ conditions sp(+ conditions sp ééciales pour ciales pour le trafic normalle trafic normal

Groupe de charges gr3 : Groupe de charges gr3 : charges sur les trottoirs charges sur les trottoirs et les pistes cyclableset les pistes cyclables


Tableau 4.4a Tableau 4.4a –– DDéétermination des groupes de charges de trafic termination des groupes de charges de trafic (valeurs caract(valeurs caract ééristiques de lristiques de l ’’action action àà composantes multiples)composantes multiples)

CHAUSSEE TROTTOIRS ET PISTES

CYCLABLES

Type de charge Forces verticales Forces horizontales Forces verticales seulement

Référence 4.3.2 4.3.3 4.3.4 4.3.5 4.4.1 4.4.2 5.3.2-(1) Système de chargement LM1

(TS et UDL) LM2

(Essieu unique) LM3

(Véhicules spéciaux)

LM4 (Chargement de

foule)

Forces de freinage et

d'accélération

Forces centrifuges et

forces transversales

Charge uniformément

répartie

gr1a Valeurs caractéristiques

a a Valeur de combinaisonb

gr1b Valeur caractéristique

gr2 Valeurs fréquentes

Valeur caractéristique


Groupes de charges

gr3 d Valeur caractéristiquec

gr4 Valeur caractéristique


gr5 Voir Annexe A Valeur caractéristique

Action composante dominante (appelée composante associée au groupe) a Peuvent être définies dans l’Annexe Nationale. b Peut être définie dans l’Annexe Nationale. La valeur recommandée est 3 kN/m2. c Voir 5.3.2.1-(2). Il convient de considérer qu'un seul trottoir est chargé si l'effet est plus défavorable que celui de deux trottoirs chargés. d Ce groupe est sans objet si gr4 est pris en compte.


CHAUSSEE TROTTOIRS ET

PISTES CYCLABLES

Type de charge Forces verticales Référence 4.3.2 4.3.3 5.3.2(1) Système de chargement

LM1 (TS et UDL) LM2 (essieu unique) Charge uniformément répartie

gr1a Valeurs fréquentes Groupes

de charges

gr1b Valeurs fréquentes

gr3 Valeur fréquente a a Il convient de considérer qu'un seul trottoir est chargé si l'effet est plus défavorable que celui de deux trottoirs chargés.

Tableau 4.4b Tableau 4.4b –– DDéétermination des groupes de charges de trafic termination des groupes de charges de trafic (valeurs fr(valeurs fr ééquentes de lquentes de l ’’action action àà composantes multiples)composantes multiples)


EN 1991EN 1991--22Les modLes mod èèles de fatigue pour les pontsles de fatigue pour les ponts --routesroutes

•• MODELE NMODELE N°° 1 (FLM1) : Il d1 (FLM1) : Il d éérive du modrive du mod èèle principalle principalcaractcaract ééristiqueristique0,7 x 0,7 x QQikik -- 0,3 x 0,3 x qq ikik -- 0,3 x 0,3 x qq rkrk

•• MODELE NMODELE N°° 2 (FLM2) : Ensemble de camions2 (FLM2) : Ensemble de camions«« frfr ééquentsquents »»

•• MODELE NMODELE N°° 3 (FLM3) : V3 (FLM3) : V ééhiculehicule•• MODELE NMODELE N°° 4 (FLM4) : Ensemble de camions4 (FLM4) : Ensemble de camions

«« ééquivalentsquivalents »»•• MODELE NMODELE N°° 5 (FLM5) : Trafic enregistr5 (FLM5) : Trafic enregistr éé


Catégorie de trafic Nobs par an et par voie lente

(EN1991-2)

Nobs par an et par voie lente

(ENV1991-3 / DAN)

Routes et auroroutes à 2 voies ou plus dans chaque sens, avec un trafic de camions important

2,0.106 1,0.106

Routes et autoroutes avec un trafic de camions moyen

0,5.106 0,75.106

Routes principales avec un faible trafic de camions

0,125.106 0,5.106

Routes locales avec un faible trafic de camions

0,05.106 0,25.106

Tableau 4.5 Tableau 4.5 -- Nombre indicatif de vNombre indicatif de v ééhicules lourds hicules lourds prpr éévus par an et par voie lentevus par an et par voie lente

(mod(mod èèles FLM3 et FLM4)les FLM3 et FLM4)


Distribution des frDistribution des fr ééquences de la positionquences de la positiontransversale de ltransversale de l ’’axe daxe d ’’un vun v ééhicule (Modhicule (Mod èèles 3 les 3 àà 5)5)



Coefficient de majoration dynamique pour la fatigueCoefficient de majoration dynamique pour la fatigue



1 2 3 4 SILHOUETTE DU CAMION

Espacement des essieux

(m)

Charge d'essieu

fréquente (kN)

Type de roue (voir Tableau

4.8)

4,5 90 190

A B

4,20 1,30

80 140 140

A B B

3,20 5,20 1,30 1,30

90 180 120 120 120

A B C C C

3,40 6,00 1,80

90 190 140 140

A B B B

4,80 3,60 4,40 1,30

90 180 120 110 110

A B C C C

FLM2FLM2

Ensemble de Ensemble de camions camions «« frfr ééquentsquents »»


TYPE DE ROUES / D'ESSIEUX

DEFINITION GEOMETRIQUE

A

B

C

FLM2 (suite) DFLM2 (suite) D ééfinition des roues et des essieuxfinition des roues et des essieux


Le modLe mod èèle de charges nle de charges n °° 3 (FLM3)3 (FLM3)

Second vSecond v ééhicule possible : Q = 36 hicule possible : Q = 36 kNkNDistance minimale entre vDistance minimale entre v ééhicules 40 mhicules 40 mA fixer par lA fixer par l ’’Annexe NationaleAnnexe Nationale


•• On calcule l'On calcule l' éétendue de variation de contraintes rtendue de variation de contraintes r éésultant sultant du passage du moddu passage du mod èèle sur le pont :le sur le pont :

•• Cette Cette éétendue de contraintes est multiplitendue de contraintes est multipli éée par un e par un coefficient de majoration dynamique local au voisin age coefficient de majoration dynamique local au voisin age des joints de dilatation :des joints de dilatation :

•• Le modLe mod èèle est normalement centrle est normalement centr éé sur chacune des sur chacune des voies lentes dvoies lentes d ééfinies au projet. Mais si la position finies au projet. Mais si la position transversale a une importance, il convient de consi dtransversale a une importance, il convient de consi déérer rer une distribution statistique de cette position une distribution statistique de cette position transversale. On calcule alors :transversale. On calcule alors :

LMLMLM MinMax σσσσσσσσσσσσ −−−−====∆∆∆∆

fatϕϕϕϕ∆∆∆∆

Principe des justifications avec le modPrincipe des justifications avec le mod èèle nle n °° 33

LMfatfat σσσσϕϕϕϕλλλλσσσσ ∆∆∆∆∆∆∆∆====∆∆∆∆


Etendue de variation de contrainte (Etendue de variation de contrainte (MPaMPa))∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ

∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σfatfat

∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σcc

Effets duEffets dutrafic rtrafic r ééelel Nombre de Nombre de

cyclescycles


TYPE DE VEHICULE TYPE DE TRAFIC

1 2 3 4 5 6 7

Longues distances

Distances moyennes

Trafic local

CAMION

Espacement des essieux

(m)

Charges d'essieu

équivalentes (kN)

Pourcentage de camions



Type de roue

4,5 70 130

20,0 40,0 80,0 A B

4,20 1,30

70 120 120

5,0 10,0 5,0 A B B

3,20 5,20 1,30 1,30

70 150 90 90 90

50,0 30,0 5,0 A B C C C

3,40 6,00 1,80

70 140 90 90

15,0 15,0 5,0 A B B B

4,80 3,60 4,40 1,30

70 130 90 80 80

10,0 5,0 5,0 A B C C C

FLM4FLM4

Ensemble de Ensemble de camions camions «« ééquivaquiva --lentslents »»

(Les (Les ddééfinitions finitions des roues et des roues et des essieux des essieux sont les sont les mêmes que mêmes que pour FLM2)pour FLM2)


ACTIONS POUR LES SITUATIONS DE PROJET ACCIDENTELLESACTIONS POUR LES SITUATIONS DE PROJET ACCIDENTELLES

•• FORCES D'IMPACT DES VEHICULES SOUS LE PONTFORCES D'IMPACT DES VEHICULES SOUS LE PONT–– Chocs contre les piles et autres Chocs contre les piles et autres ééllééments porteursments porteursAnnexe Nationale + valeurs minimales recommandAnnexe Nationale + valeurs minimales recommand éées (1000 es (1000

et 500 et 500 kNkN))

-- Collisions avec les tabliersCollisions avec les tabliersAnnexe Nationale + rAnnexe Nationale + r ééfféérence rence àà ll ’’EN 1991EN 1991--11--7 7

1,25 m1,25 m


ACTIONS DES VEHICULES SUR LE PONTACTIONS DES VEHICULES SUR LE PONT

––VVééhicules sur les trottoirs et pistes cyclableshicules sur les trottoirs et pistes cyclables

––Forces d'impact sur les bordures de trottoirsForces d'impact sur les bordures de trottoirs

––Forces d'impact sur les barriForces d'impact sur les barri èères ou glissires ou glissi èèresres

action du trafic routier - École des ponts paristech

Documents