Évaluation de la capacité portante des ponts
La plupart des innovations uniques ont été introduites du fait qu'un homme est paresseux et veut se faciliter la vie. Sans aucun doute, l'évaluation de la capacité portante des ponts est un processus itératif manuel laborieux, surtout lorsqu'il s'agit de ponts en béton armé et/ou précontraint. L'ingénieur peut passer des jours et des semaines à procéder par essais et erreurs pour estimer la capacité portante du pont. Le problème réside dans la détermination de la capacité portante de la section transversale soumise à la combinaison d'efforts normaux et de cisaillement, de moments de flexion et de torsion. En raison des effets différents des charges permanentes et des charges variables et du comportement non linéaire du béton, le problème devient non linéaire et sa résolution nécessite l'utilisation d'une méthode itérative appropriée.
C'est probablement pourquoi mon ami, excellent ingénieur en ponts et utilisateur d'IDEA StatiCa, est venu me demander de l'aider, lui et ses collègues, dans cette tâche fastidieuse…
Une solution itérative optimisée a été implémentée dans le logiciel IDEA StatiCa et aboutit à un nouveau module disponible dans la version 7.
L'évaluation de la capacité portante des ponts est le calcul permettant de déterminer la capacité portante sûre sous charges variables du pont. Du fait que les schémas de charge diffèrent généralement des charges de trafic définies dans les codes de calcul et que les matériaux peuvent être affectés par la dégradation, des coefficients partiels de sécurité différents pour les matériaux et les charges ainsi que des coefficients de combinaison différents sont utilisés.
Exemple de référence
Un exemple de référence d'évaluation de la capacité portante a été réalisé sur un pont à poutres-caissons préfabriquées en béton précontraint KA61 côte à côte, simplement appuyé, avec une portée de 12 m et la section transversale illustrée ci-dessus.
L'analyse des charges mobiles sur les poutres du pont a été effectuée dans le logiciel SCIA Engineer. Sur la base de cette analyse, l'effet critique des charges mobiles sur une poutre de pont particulière a été identifié et les efforts internes dans les cas de charges mobiles critiques ont été exportés vers IDEA StatiCa. Le modèle structurel de la poutre de pont a été créé dans l'application IDEA Beam, incluant la conception du câble de précontrainte et du ferraillage.
Les combinaisons pour l'analyse de la capacité portante du pont sont générées automatiquement sur la base des groupes de charges du pont. Le programme effectue un calcul itératif automatique en respectant les paramètres de l'analyse. Les résultats de l'analyse apparaissent automatiquement après le calcul. Les résultats de l'analyse sont présentés sous forme de synthèse pour les vérifications et sections critiques, ainsi que pour chaque type de capacité portante de l'analyse d'évaluation du pont - Vn – normale, Vr – réservée, Ve – exceptionnelle.
Retenue dans le plan de la flexion hors plan
L'option peut être activée/désactivée dans les Phases de construction – paramètres.
Résultats de l'analyse structurelle (TDA)
Déformation de la poutre sous poids propre en phase Aire de stockage (Appuis aux extrémités)
uy – extrême 0,424 mm
uz – extrême -0,605 mm
Déformation en phase Appuis définitifs sous charge uniforme -10 kN/m
Uniquement la déformation uz
La déformation uy et la rotation jx sont bloquées
uy = 0
uz – extrême -1,124 mm
Résultats dans RCS – vérification des sections
Les paramètres des Phases de construction dans RCS reflètent les paramètres du module Beam.
Les effets des efforts internes extrêmes calculés en phase Aire de stockage :
- Flexion 3D
- La rotation rx et jz ne sont pas nulles
Les effets des efforts internes extrêmes calculés pour la phase Appui définitif :
La flexion hors plan est empêchée à partir de cette phase de construction. Par conséquent, les vérifications de la section transversale ne tiennent pas compte des incréments du moment Mz apparus depuis cette phase de construction. Bien entendu, les effets totaux peuvent résulter en une flexion hors plan apparue dans les incréments avant que la retenue dans le plan ne soit appliquée.
- Flexion 3D
- L'incrément de jz est nul
Les effets des efforts internes extrêmes calculés pour la phase Fin de vie utile de calcul :
- Flexion 3D
- L'incrément de jz est nul
Tableaux de relaxation
La relaxation totale de l'acier de précontrainte à temps infini et l'évolution de la perte par relaxation dans le temps ont souvent été fournies par le fabricant du ferraillage de précontrainte sous la forme de ce que l'on appelle des tableaux de relaxation. Et nous avions toujours travaillé avec des tableaux de relaxation dans notre vie professionnelle avant que l'Eurocode n'introduise une formule à la place. Cela semblait être un grand progrès – programmation facile, travail facile. Le problème est que la formule ne correspond pas au comportement réel du ferraillage de précontrainte fabriqué par différents producteurs. C'est également pourquoi l'utilisation de cette formule simple n'est pas autorisée en Allemagne. Et c'est pourquoi nous avons introduit des tableaux de relaxation définis par l'utilisateur dans IDEA StatiCa version 7.
Générateur de combinaisons de charges pour ponts dans le module BIM
Les utilisateurs d'IDEA StatiCa ont salué le générateur de combinaisons de charges pour ponts, qui avait été implémenté dans IDEA StatiCa Beam en version 6. Ils ont répété à plusieurs reprises qu'il est meilleur que dans les programmes de nos concurrents. C'est pourquoi ils ont demandé l'implémentation du générateur dans le module BIM afin de pouvoir l'utiliser après avoir importé les résultats des cas de charge depuis des programmes 3D liés.
C'est pourquoi la possibilité de définir des groupes de charges pour ponts et de générer des combinaisons de charges a été implémentée dans le logiciel IDEA StatiCa en version 7. De plus, les combinaisons peuvent être exportées vers Midas Civil via un fichier mct.
Structures de rétention et de confinement de liquides – améliorations
La vérification des fissures selon EN 1992-3 est améliorée de sorte que le programme détermine automatiquement si les profondeurs de la zone comprimée en béton des côtés opposés se chevauchent ou non. Cela se produit dans le cas où la section transversale est chargée des deux côtés (alternativement pour différentes combinaisons).
Section transversale sollicitée unilatéralement
Section transversale sollicitée des deux côtés, les profondeurs de la zone comprimée en béton se chevauchent
Section transversale sollicitée des deux côtés, les profondeurs de la zone comprimée en béton ne se chevauchent pas
RCS - possibilité de vérifier un seul extrême de la section
Rigidité - améliorations
De nouvelles possibilités de calcul de la rigidité et des courbures des sections transversales précontraintes ont été introduites dans la version 7 – La rigidité à court terme et à long terme peuvent toutes deux être calculées. Les courbures dues au retrait peuvent également être calculées.
Lien avec SAP 2000
Interface utilisateur simplifiée de RCS
La nouvelle interface utilisateur est optimisée pour être plus intuitive et simple. La barre de navigation a été réduite pour fournir les fonctions de base du programme et les vérifications sont accessibles via la commande Résultats.
