Le béton précontraint: signification, avantages et système
Après avoir lu cet article, vous apprendrez: - 1. Signification du béton précontraint 2. Avantages du béton précontraint 3. Systèmes 4. Perte 5. Principes de conception 6. Couverture et espacement 7. Pont en béton précontraint à poutres en T 8. Boîte en béton précontraint Ponts à poutres.
Contenu:
- Signification de béton précontraint
- Avantages du béton précontraint
- Systèmes de béton précontraint
- Perte de béton de précontrainte
- Principes de conception du béton de précontrainte
- Couverture et espacement de l'acier de précontrainte
- Pont en béton précontraint à poutres en T
- Ponts en poutre-caisson en béton précontraint
1. Signification de béton précontraint:
Le béton précontraint est ce béton dans lequel les contraintes internes sont tellement induites par l'application d'une technique particulière que les contraintes ainsi développées sont de nature opposée à celles produites par les charges externes telles que les charges mortes et vives que le membre doit supporter et pour lesquelles le membre doit être conçu.
La précontrainte permet d'augmenter considérablement la résistance d'un élément, car une partie des contraintes générées par les charges morte et vive est annulée par la force de précontrainte.
2. Avantages du béton précontraint:
Le développement du béton précontraint a ouvert de nouveaux horizons dans la construction de ponts routiers. Les ponts en béton précontraint présentent de nombreux avantages par rapport aux ponts en béton armé. Par conséquent, la plupart des ponts routiers en béton de longue portée sont aujourd'hui construits tous les jours en béton précontraint.
Ces ponts nécessitent moins de quantité d'acier, de béton et de coffrage. Moins de béton dans les poutres réduit les moments de charge morte et les cisaillements.
De plus, les poutres précontraintes étant plus légères, leur mise en place devient possible dans les cours d'eau où la mise en place n'est pas possible ou le coût de la mise en place sera extrêmement élevé. De plus, en raison du poids réduit des poutres et de la dalle précontraintes, il est possible de réduire le coût de la sous-structure et de la fondation, entraînant ainsi une économie globale du pont.
Les sections en béton précontraint présentent en outre l'avantage que la section complète reste en compression, éliminant ainsi toute possibilité de fissures de traction et en ce que les câbles de précontrainte inclinés réduisent la force de cisaillement aux extrémités, ce qui permet d'économiser le ferraillage de cisaillement.
3. Systèmes de béton de précontrainte:
Dans la construction de ponts précontraints, la méthode de post-tension est généralement adoptée et, en tant que telle, uniquement la post-tension. Les systèmes de précontrainte suivants sont très couramment utilisés en Inde pour ce type de construction.
On peut mentionner à cet égard que la principale différence entre les différents systèmes de précontrainte réside dans le principe selon lequel les barres ou les câbles de précontrainte sont sollicités et ancrés aux éléments en béton. Sinon, il n’ya pas beaucoup de différence dans la procédure de conception ou dans la construction. méthode.
je. Système Freyssinet:
Ce système ancre les câbles de précontrainte par action de coin à l'aide de deux cônes, le cône femelle et le cône mâle (Fig. 16.2). Les câbles de précontrainte sont généralement constitués de 8, 12 ou 18 nsa. de fils de 5 mm ou de 7 mm et ces fils sont insérés entre les parois des cônes mâle et femelle, soumis à une contrainte puis libérés. La tendance au recul des fils enfonce le cône mâle et verrouille les fils par coin.
Aucun autre enroulement des câbles n'est possible et ceux-ci sont ancrés de manière permanente aux éléments en béton. De plus, un coulis de ciment est injecté dans l’espace entre le câble et la gaine pour une sécurité accrue contre le glissement des câbles. Le sol en ciment protège également les câbles contre la corrosion.
Les cônes mâle et femelle sont fabriqués en béton de haute qualité avec un renforcement en spirale très rapproché. Le cône mâle est légèrement conique en forme de coin. La tension ou la tension des câbles est réalisée à l'aide de vérins Freyssinet spécialement conçus à cet effet.
Pendant le bétonnage, les câbles sont protégés à l'aide d'une gaine métallique, de sorte qu'aucune liaison ne se développe entre le béton et l'acier de précontrainte, sans quoi une mise en tension de l'acier de précontrainte ne serait pas possible. Des précautions particulières doivent être prises pour rendre la gaine étanche.
ii. Système Magnel-Blaton:
Ce système utilise également 5 mm. ou 7 mm. fils comme acier de précontrainte et le principe d'ancrage des fils est le même que celui de Freyssinet System viz. par cale mais la différence principale est que ces cales sont en acier au lieu de béton et de forme plate au lieu de cône mâle conique du système Freyssinet (Fig. 16.3).
Ces cales plates ancrent les fils par friction contre les plaques sandwich en acier qui reposent contre des plaques de distribution en acier. La force de précontrainte du câble est finalement transférée à l'élément en béton par l'intermédiaire de ces plaques de distribution.
Chaque plaque sandwich en acier peut ancrer 8 nos. fils. La capacité de chaque plaque de distribution est généralement multiple de 8 fils. Ces plaques peuvent être coulées à l'endroit approprié sur le bloc d'extrémité pendant le bétonnage ou peuvent être posées avec du coulis pendant le temps de contrainte. Dans le système Freyssinet, tous les fils d’un câble sont soumis à une contrainte en même temps, mais dans le système Magnel-Blaton, seuls deux fils sont sollicités à la fois.
iii. Système Gifford-Udall:
Les diamètres de fils habituellement utilisés dans ce système sont 4 mm, 5 mm et 7 mm. L'unité d'ancrage se compose d'un anneau de poussée, d'une plaque d'appui et de poignées d'ancrage (Fig. 16.4).
La poignée d’ancrage est un cylindre en acier comportant un trou conique à l’intérieur duquel est inséré un coin en acier conique fendu. Le fil à ancrer passe à travers le coin en acier pressé entre les deux moitiés. Dans ce système, chaque fil est ancré avec une prise indépendante et, par conséquent, un nombre quelconque de fils peut être disposé dans chaque unité.
La poignée cylindrique prend appui sur une plaque d'appui en acier à travers laquelle un certain nombre de trous sont percés pour faciliter le passage des fils à ancrer. La plaque d'appui prend à nouveau appui sur une bague de poussée qui transmet finalement la force de précontrainte à l'élément en béton.
iv. Système Lee-McCall:
Contrairement au système mentionné ci-dessus, ce système utilise des barres à haute résistance, généralement de 12 mm. à 28 mm. diamètre au lieu de fils ou de câbles. Cette méthode est très simple en ce qui concerne l’unité d’ancrage constituée d’un flasque ou d’une plaque d’appui et d’un écrou (Fig. 16.5). Les extrémités des barres sont filetées et lors de la contrainte, les écrous sont serrés pour empêcher le recul de la tige sous tension.
Ce système a l’avantage sur d’autres que le stress peut être fait par étapes car il est possible de serrer l’écrou à tout moment. Les pertes de précontrainte dues au fluage, au relâchement de l'acier, etc. (dont la plupart se produisent dans les premiers jours suivant la précontrainte) peuvent être réduites si les barres sont ensuite retenues.
4. Perte de béton de précontrainte:
La perte de précontrainte dans les membres est due à de nombreux facteurs, dont certains doivent être pris en compte dans la conception des membres et d’autres au moment du stress. Ceux-ci peuvent être brièvement indiqués comme suit:
je. Perte due au fluage dans le béton:
Lorsque la section de béton reste sous contrainte, une déformation ou un fluage permanent se produit dans le béton, ce qui réduit les contraintes dans les câbles de précontrainte. La quantité de fluage dépend de l'ampleur de la contrainte dans la section et de l'âge du béton à la chaux d'application de la précontrainte.
La déformation du béton par fluage doit être prise comme indiqué dans le tableau 16.2.
Remarque:
(a) La déformation de fluage pour les valeurs intermédiaires peut être interpolée linéairement.
(b) La contrainte dans le béton au centre de l'axe de l'acier de précontrainte doit être prise en compte pour le calcul de la perte de précontrainte.
(c) La déformation de fluage au cours d'un intervalle doit être basée sur la contrainte moyenne au cours de l'intervalle.
ii. Perte due au retrait du béton:
Semblable à la déformation de fluage, la déformation de retrait diminue la force de précontrainte dans les câbles de précontrainte. La perte de précontrainte due au retrait dans le béton doit être calculée à partir des valeurs de déformation dues au retrait résiduel indiquées dans le tableau 16.3.
Remarque:
(a) Les valeurs des chiffres intermédiaires peuvent être interpolées linéairement.
iii. Perte due à la relaxation de l'acier:
Lorsque l'acier à haute résistance à la traction est maintenu sous contrainte, il se produit une déformation ou relaxation permanente dans l'acier, comme il est normalement appelé, ce qui entraîne une diminution de la force de précontrainte dans le tendon et une perte de précontrainte. La perte de relaxation dépend de la contrainte dans l'acier comme indiqué dans le tableau 16.4. Lorsque les valeurs certifiées par le fabricant ne sont pas disponibles, ces valeurs peuvent être prises en compte dans la conception.
iv. Perte due à l'assise ou au glissement des ancrages:
Après le transfert de la précontrainte sur les ancrages, il se produit un glissement des fils ou une aspiration du cône mâle ou une contrainte dans les ancrages avant que les fils ne soient fermement saisis. Ces effets entraînent donc une perte de précontrainte dont la valeur doit correspondre aux résultats des tests ou aux recommandations du fabricant. À titre indicatif, le glissement ou l’entraînement peut être compris entre 3 et 5 mm.
v. Perte due au raccourcissement élastique:
Tous les câbles ou fils d'un élément précontraint ne sont pas sollicités à la fois, mais les efforts sont effectués les uns après les autres en fonction de la nécessité de satisfaire différentes conditions de chargement. La contrainte élastique produite par la force de précontrainte appliquée sur l'élément en béton provoque une certaine relaxation des tendons de précontrainte qui ont été soumis à une contrainte antérieure.
Il est donc évident qu’en raison de ce phénomène, le tendon qui a été souligné au premier abord subira une perte maximale et le dernier ne subira aucune perte. La perte due au raccourcissement élastique doit être calculée sur la base de la séquence de mise en tension.
Toutefois, aux fins de la conception, la perte de précontrainte résultante de tous les fils due au raccourcissement élastique peut être considérée comme égale au produit du rapport modulaire et de la moitié de la contrainte dans le béton adjacent aux armatures moyennée sur la longueur. En variante, la perte de précontrainte peut être calculée exactement en fonction de la séquence de contraintes.
vi. Perte due à la friction:
La perte de friction dans la force de précontrainte se produit dans l'élément précontraint et varie d'une section à l'autre. Cette perte dépend du coefficient de frottement entre le tendon de précontrainte et le conduit.
La perte de charge est divisée en deux parties:
i) Effet de la longueur - frottement entre le tendon et le conduit (tous deux droits).
ii) Effet de courbure - en raison de la courbure du tendon et du conduit, des frottements se développent lorsque le tendon est soumis à une contrainte et qu'il se produit une perte de précontrainte.
L'importance de la force de précontrainte P x à toute distance x de l'extrémité de levage, après prise en compte des pertes de charge par friction dues aux effets de longueur et de courbure, peut être donnée par l'équation suivante:
P x = P o . e - (KX + μθ) (16.3)
Où P o = Force de précontrainte à l'extrémité de levage.
P x = Force de précontrainte en un point intermédiaire à une distance x.
K = longueur ou coefficient d'oscillation par mètre de longueur d'acier,
μ = coefficient de courbure.
θ = variation angulaire totale en radians de l'extrémité du vérin jusqu'au point considéré.
x = longueur de la portion droite du tendon à partir de l'extrémité de levage, en mètres.
e = base du logarithme napérien (= 2, 718).
Les valeurs de K et µ varient en fonction de la nature de l’acier et des conduits ou matériaux de gainage, comme indiqué dans le tableau 16.5. Ces valeurs peuvent être utilisées pour calculer les pertes par frottement.
Les différents types de pertes à prendre en compte dans la conception des sections et lors de l'opération de mise en contrainte sont discutés. Il a été observé que les pertes dues au fluage et au retrait du béton et à la relaxation de l'acier se situaient généralement entre 15 et 20% pour les structures post-tendues.
La perte due au glissement dans l'unité d'ancrage est le pourcentage de glissement par rapport à l'extension totale du tendon obtenue en le sollicitant.
L'ampleur du glissement dans l'unité d'ancrage dépend du type de cale et de la contrainte exercée sur le fil; il est donc évident que la perte de précontrainte de ce compte concerne davantage les membres courts que les membres longs, les deux cas seront les mêmes si le stress dans le tendon et la condition de coin restent les mêmes dans les deux membres.
Pour les ponts importants, les contraintes dans les poutres doivent être vérifiées pour des pertes dépendantes du temps supérieures de 20%, à savoir. fluage, retrait, relaxation, etc. pour assurer une compression résiduelle minimale. La perte de friction pour les membres longs spécialement pour les membres continus dans lesquels la courbure des tendons change de direction est plus. Une valeur moyenne de 12 à 15% peut être considérée comme un guide très approximatif.
Dimensions préliminaires des poutres en T et des poutres-caissons:
Les dimensions préliminaires de la section de la poutre doivent être telles qu'elles satisfassent à toutes les conditions de chargement, à la fois au moment de la construction et pendant le service. Les dimensions des différentes parties d'une section de poutre sont illustrées à la Fig. 16.6 qui donne un aperçu approximatif des sections de poutre. Les contraintes dans la poutre pour diverses conditions de chargement peuvent être étudiées à l'aide des propriétés de la section de poutre supposée.
Si nécessaire, les dimensions supposées de la poutre peuvent être modifiées de manière appropriée pour arriver à la section requise. Les dimensions de la bride supérieure, de la bride inférieure et de la bande doivent être telles que les câbles de précontrainte puissent être logés avec un recouvrement et un espacement appropriés conformément aux dispositions du code. Les dimensions indiquées à la Fig. 16.6. Cependant, pour les ponts importants, les dimensions de la bande pour les poutres en T et les poutres-caissons.
L'épaisseur de l'âme des poutres en T et des poutres-caissons ne doit pas être inférieure à 200 mm. plus diamètre du conduit. Pour la construction en porte-à-faux coulée sur place, si les câbles de précontrainte sont ancrés dans la bande, l'épaisseur de la bande ne doit pas être inférieure à 350 mm. uniformément.
La profondeur approximative des poutres pour les ponts en béton précontraint peut être déterminée de la manière suivante pour commencer la conception préliminaire afin de répondre aux exigences (L et D sont la portée et la profondeur des poutres en mètres).
a) Ponts en poutre en T et ponts en dalles (7, 5 m. chaussée):
i) Pour le pont à 3 poutres, D = L / 16
ii) Pour le pont à 4 poutres, D = L / 18
iii) Pour les ponts à 5 poutres, D = L / 20
b) Ponts en caissons:
i) Pour le pont à cellule unique, D = L / 16
ii) Pour le pont à deux cellules, D = L / 18
iii) Pour le pont à trois cellules, D = L / 20
CABLE HT (APPROX. NOS.) (Pour satisfaire aux exigences de IRC: 18-1985):
Le nombre total de câbles à haute résistance à la traction (12 fils de 7 mm de diamètre) peut être supposé dans la conception préliminaire de 1, 6 à 1, 7 fois la portée en mètres. Pour un pont simplement supporté de 45 m avec 5 poutres n °. 45, 0 x 1, 7 = 76, 5 des câbles requis selon la règle du pouce.
Le nombre de câbles réellement utilisés est de 15 (moyenne) par poutre. Dans un pont en caisson avec une construction en porte-à-faux ayant une envergure de 101, 0 m. Le nombre de câbles selon la règle du pouce est 1, 7 × 101 = 171, 7. Nombre de câbles réellement utilisés = 172
5. Principes de conception du béton précontraint:
Dans les tabliers non composites, les poutres sont placées côte à côte avec un intervalle de 25 à 40 mm. entre les brides et les diaphragmes, Fig. 16.7a. Ce type de terrasse est généralement adopté lorsque la hauteur sous plafond est restreinte ou que le lancement des poutres est essentiel en raison de la difficulté du travail de centrage.
Les poutres sont préfabriquées dans le chantier de coulée, précontraintes puis mises en place par un dispositif quelconque. Les joints sont ensuite injectés avec du ciment ciment-sable et le pont est précontraint transversalement de manière à le rendre rigide et monolithique.
En revanche, dans les ponts composites, les poutres peuvent être coulées sur site ou préfabriquées sur le chantier de coulée et lancées après la précontrainte initiale. La dalle RC au-dessus des poutres précontraintes et les membranes RC sont coulés et composites à l'aide de connecteurs de cisaillement. Ce type de pont est illustré à la Fig. 16.7b.
Un autre type de tablier composite en béton précontraint, illustré à la Fig. 16.7c, est également utilisé. Dans ce type de pont, les dalles et les diaphragmes sont coulés une fois que les poutres ont été mises en place et que le pont et les diaphragmes ont subi une précontrainte croisée.
Dans le type de tablier illustré à la Fig. 16.7a, étant donné que les propriétés de la coupe, telles que les surfaces, les modules de coupe, etc., restent inchangées pour toutes les conditions de chargement, les contraintes dans les poutres sont traitées avec les mêmes propriétés de coupe.
Dans les ponts composites, cependant, les propriétés de section des poutres sont modifiées après que la dalle de plancher ou la dalle soit faite composite avec les poutres. Ainsi, dans le calcul des contraintes, les propriétés modifiées des poutres composites doivent être prises en compte.
Cela signifie que les contraintes dues au poids propre des poutres, à la première étape de la précontrainte, au poids du tablier ou de la dalle, etc. doivent être calculées avec la section de la poutre non composite uniquement lorsque les poutres ne sont pas étayées mais après la coulée et l’atteinte de la résistance nécessaire dans la dalle de tablier, les contraintes dues aux phases successives de précontrainte, de poids de la couche de roulement, de garde-corps, etc., ainsi que celles dues à la charge vive doivent être déterminées à partir de propriétés de section composites supérieures à les non-composites.
La précontrainte est généralement effectuée en deux ou trois étapes dans les ponts composites afin de réduire au maximum les effets de la charge morte secondaire, telle que dalle de pont, couche d'usure, etc., ainsi que de réduire autant que possible les pertes dues au fluage et au retrait. C'est un avantage des ponts composites par rapport aux ponts non composites.
je. Kern Distances:
Pour les poutres non composites, l'aire de la section transversale A et la section Moduli Z t et Z b de la section resteront les mêmes à l'étape initiale ainsi qu'à l'étape finale (service). Par conséquent, si P est la force de précontrainte, M D est le moment dû aux charges permanentes et M L est le moment dû à la charge vive, les contraintes en haut et en bas de la poutre, à savoir. 6 t et 6 b sont donnés par les équations suivantes (voir aussi la Fig. 16.8).
La ligne de pression, c'est-à-dire la résultante des contraintes de compression induites par la force de précontrainte, coïncide avec le profil de précontrainte lorsque des charges externes n'agissent pas sur la poutre. La ligne de pression se déplace avec l'application de charges externes afin de fournir le bras de levier nécessaire au couple résistant. Celles-ci sont illustrées à la (Fig. 16.9).
Les deux valeurs sont égales si 6 o = [(6 b . Y t ) + (6 t .y b ) / D]. L'ordonnée ab est le décalage de la ligne de pression sous le moment mort de charge M D et si C ne remonte pas jusqu'à b, c.-à-d. Le décalage, S = M D / P <ab mais si C se déplace au-delà de b (vers 0), décale S <= M D / P> ab.
La distribution des contraintes dans ces conditions est illustrée à la Fig. 16.9a. La contrainte à la fibre inférieure sous charge permanente et la précontrainte ne doit pas dépasser 6 b (max) et la contrainte à la fibre supérieure sous charge permanente et la précontrainte doivent être aussi proches que possible de 6 t (min). Cette condition est satisfaite lorsque S = ab. La distance ob désignée par K b est appelée distance de «base ou inférieure», donnée par:
De même, la répartition des contraintes sous précontrainte, la charge permanente et la charge vive sont illustrées à la Fig. 16.9b. Dans ces conditions de chargement, la ligne de pression est décalée vers t. L'ordonnée ot est appelée la distance «supérieure ou supérieure».
Puisque la contrainte minimale gouverne la conception, les distances entre les noyaux K b et K t sont données par les équations 16.11 et 16.15, qui sont les suivantes:
Le profil de la précontrainte résultante sur la longueur de la poutre peut être obtenu à partir des loci des distances de kern en considérant la variation du moment de flexion avec la portée.
Compte tenu de ce qui précède, le profil de précontrainte résultant doit être situé dans la zone indiquée par:
La Figure 16.10 montre la zone limite pour une poutre simplement supportée sous une charge uniformément répartie. La zone limite est délimitée par les courbes pour M D / P et + (M D + M L ) / P et mesurée vers le bas à partir des lignes bb et tt respectivement.
Le point obligatoire pour le passage du profil de précontrainte est obtenu lorsque a et c coïncident. Le point a sera inférieur à c lorsque la section est insuffisante, mais supérieur à c lorsque la section est surdimensionnée.
Distances approximatives de Kern:
Les distances de noyaux jouent un rôle important dans le choix des sections et une méthode approximative de détermination des distances de noyaux est donnée ci-dessous:
La contrainte minimale 6 t (min) sur les figures 16.9a et 6 b '(min) sur la figure 16.9b peut être supposée égale à zéro sans erreur notable. Pour cette condition de distribution de contrainte triangulaire, le centre de gravité des zones hachurées en (Fig. 16.11a et 16.11b) peut être considéré approximativement comme des noyaux supérieur et inférieur.
ii. Conception de la section:
L’adéquation de la section des poutres en béton précontraint doit être vérifiée en ce qui concerne:
une. Stress au montage et au service:
Les contraintes sur les fibres supérieures et inférieures dues à l'action des charges permanentes, de la précontrainte et des charges vives doivent rester dans les limites admissibles. Les moments produits dus à la charge permanente, à la charge vive et à l'excentricité de la force de précontrainte doivent être pris en compte. Le profil du câble doit être fixé en conséquence.
b. Force ultime pour la flexion:
Les poutres doivent également être vérifiées pour leur résistance ultime. À cette fin, il peut également être nécessaire de mettre au point et de comparer les moments ultimes de résistance des poutres ainsi que les moments ultimes pouvant être produits en raison de surcharges excessives.
Les poutres doivent être vérifiées pour les charges ultimes suivantes:
i) Charge ultime = 1, 25 G + 2, 0 SG + 2, 5 Q (16, 23)
dans des conditions d'exposition normales.
ii) charge finale = 1, 5 G + 2, 0 SG + 2, 5 Q (16, 24)
dans des conditions d'exposition sévères
iii) Charge ultime = G + SG + 2.5 Q (16.25)
où la charge morte a des effets opposés à ceux de la charge vive.
Dans les expressions ci-dessus, G, SG et Q sont des charges permanentes, des charges mortes superposées (telles que des charges mortes de trottoirs préfabriqués, de rails, de couches d'usure, de services publics, etc.) et de charges vives, y compris les impacts.
Les moments ultimes de résistance du béton ou de l'acier sont donnés par:
i) M u de béton = 0, 176 bd 2 fck pour section rectangulaire (16.26)
ii) M u de béton = 0, 176 bd 2 fck + (2/3) x 0, 8 (Br - b) (d - t / 2) t. fck pour une section T. (16, 27)
iii) M u d'acier = 0, 9 d As f P (16, 28)
Où b = largeur de la section rectangulaire ou de la bande de poutre en T
D = Profondeur effective du faisceau à partir du centre de gravité de HT Steel
f ck = Caractéristiques résistance du béton
B f = La largeur de la bride de la poutre en T.
T = L'épaisseur de la bride de la poutre en T.
A S = La zone d'acier à haute résistance.
fp = Résistance ultime à la traction de l'acier sans limite d'élasticité définie, ni contrainte limite d'élasticité, ni contrainte d'élongation à 4%, la valeur la plus élevée étant retenue pour l'acier à limite d'élasticité définie.
La section doit être telle que M u pour l'acier soit inférieur à celui du béton, de sorte qu'une défaillance peut se produire en cédant de l'acier plutôt qu'en concassant du béton.
c. Tondre:
i) La vérification du cisaillement doit être faite pour la charge ultime. La résistance ultime au cisaillement du béton, V c, quelle que soit la section, doit être évaluée à la fois pour les sections non suivies et fissurées en flexion;
ii) La résistance ultime au cisaillement de la section non repérée:
Où b = la largeur de la section rectangulaire ou la largeur de la nervure pour les poutres T, I ou L.
D = profondeur totale du membre
Ft = contrainte principale maximale donnée par 0.24
Fcp = contrainte de compression sur l'axe centroïde due à la précontrainte prise comme positive.
La composante de la force de précontrainte perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'élément peut être ajoutée à V eu .
iii) La résistance ultime au cisaillement de la section fissurée:
Où d = profondeur effective à partir du centre de gravité du tendon en acier
Mt = le moment de fissuration à la section = (0, 3
V & M = force de cisaillement et moment de flexion correspondant à la section en raison de la charge ultime.
La composante de la forte précontrainte perpendiculaire à l'axe longitudinal peut être ignorée.
iv) Armature de cisaillement:
Lorsque V, la force de cisaillement due à la charge ultime est inférieure à V c / 2 (où V c est le moindre de V cu ou de V cc comme indiqué ci-dessus), aucun renforcement par cisaillement n'est nécessaire.
Lorsque V est supérieur à V c / 2, une armature de cisaillement minimale sous forme de maillons doit être fournie comme suit:
Lorsque la force de cisaillement V dépasse V c, une armature de cisaillement doit être prévue comme suit:
Où Asv = l'aire de la section transversale des deux jambes d'un lien
Sv = l'espacement des liens
fy = la limite d'élasticité ou la limite d'élasticité de 0, 2% du ferraillage mais ne dépassant pas 415 MPa.
Vc = la force de cisaillement exercée par la section de béton.
D = la profondeur de la section allant de la fibre comprimée extrême aux barres longitudinales ou au centre de gravité des tendons, selon la valeur la plus grande.
v) Force de cisaillement maximale:
La force de cisaillement V due aux charges ultimes ne doit pas dépasser c bd, les valeurs de c étant indiquées dans le tableau 16.6.
iii. Torsion:
L'effet de torsion est généralement moindre et le renforcement de cisaillement nominal fourni est normalement suffisant pour résister à la contrainte de torsion. Lorsque la résistance à la torsion ou la rigidité des éléments est prise en compte dans l'analyse de la structure, il est nécessaire de vérifier la torsion et de renforcer les renforts pour résister à la torsion.
6. Couverture et espacement de l'acier de précontrainte:
IRC: 18-1985 spécifie que le recouvrement clair des armatures non tendues, y compris les maillons et les étriers, doit être conforme aux indications du tableau 16.7. Cependant, recommande que pour les ponts importants, la couverture libre minimale soit de 50 mm. mais le même doit être augmenté à 75 mm. le câble de précontrainte est le plus proche de la surface du béton.
La couverture transparente mesurée à partir de l'extérieur de la gaine, l'espacement et le groupement des câbles doivent être conformes aux indications de la Fig. 16.12. Toutefois, pour les ponts importants, il est recommandé de respecter un espacement clair de 100 mm. doit être prévu pour que les câbles ou groupe de câbles soient collés ultérieurement.
La SP-33 recommande également que, dans le cas de la construction segmentaire où la précontrainte à plusieurs étages est adoptée, l’espacement libre ne soit pas inférieur à 150 mm. entre le premier et les suivants groupes de câbles.
Profil de câble:
IRC: 18-1985 permet l'ancrage dans la surface du pont. Ces ancrages sont appelés ancrages intermédiaires. Cependant, IRC: SP-33 recommande que les étapes de la précontrainte ne soient de préférence pas plus de deux et qu'aucun ancrage intermédiaire ne soit autorisé à la surface du pont. L'exemple illustratif 16.1 et a des ancrages de câbles intermédiaires dans la troisième étape. Le profil du câble illustré à la Fig. 16.23.
Pour une poutre simplement supportée, le moment au centre est maximum et est réduit à zéro au support. Par conséquent, les câbles de précontrainte placés en bas avec une excentricité maximale à mi-portée doivent être remontés vers le haut avec une excentricité réduite, de sorte que le moment de résistance provoqué par le câble de précontrainte soit réduit par rapport au moment réel dans la poutre.
Généralement, les deux tiers des câbles sont ancrés aux extrémités de la poutre et le tiers restant est ancré dans le tablier. Les premiers deux tiers des câbles sont généralement sollicités avant la mise en place de la poutre et les derniers tiers après la coulée et la maturité de la dalle de pont. Environ. Le profil de câble de la poutre PSC de l'exemple illustratif 16.1 est représenté sur la figure 16.23.
En règle générale, le profil du câble est parabolique pour une poutre simplement supportée car le diagramme des moments est également parabolique. Une combinaison de profil de câble droit et courbe est également utilisée.
En plus de la courbure verticale, les câbles doivent être balancés horizontalement en fournissant une courbure dans le plan horizontal afin de les amener vers le canter de la poutre pour un ancrage aux extrémités situées au niveau ou à proximité de l'axe central de la poutre.
Lorsque l'ancrage du câble doit être effectué par paires, comme illustré à la Fig. 16.23c, la profondeur de la semelle inférieure près des extrémités doit être augmentée pour accueillir ces câbles jumelés près des extrémités, comme indiqué en trait interrompu à la Fig. 16.23a. . Le câble de rechange, s'il n'est pas nécessaire de le forcer pour une précontrainte supplémentaire liée aux exigences de conception (en cas de diminution brutale de la force de précontrainte principale), est retiré et le conduit est collé.
7. Pont en béton précontraint à poutres en T:
La photographie 4 illustre un pont en béton précontraint à poutres en T ayant huit travées de 40 m (moyenne).
8. Ponts en poutre-caisson en béton précontraint:
Pour les plus grandes portées, des poutres-caissons en béton précontraint sont utilisées à la place des poutres en T. Ces poutres-caissons sont normalement construites selon la méthode de la «construction en porte-à-faux» . Les poutres sont soit préfabriquées en sections et érigées sur place, soit coulées sur place en sections.
Les sections sont érigées ou coulées de manière symétrique à partir de la pile pour assurer la stabilité de la superstructure, de la pile et de la fondation, puis «cousues» à la section précédente au moyen de câbles de précontrainte.
Les types de poutres-caissons normalement utilisées sont illustrés à la Fig. 16.24. Les caissons représentés sur les Fig. 16.24a et 16.24b sont conçus pour une chaussée à deux voies. Les poutres en caisson à deux cellules illustrées aux figures 16.24c et 16.24d peuvent être adoptées pour la chaussée à six voies divisées lorsque deux unités de ce type sont utilisées côte à côte. Le type illustré à la figure 16.24e peut être utilisé dans une chaussée à quatre voies.
La longue section d'un pont en caisson construit selon la méthode du porte-à-faux est illustrée à la Fig. 16.25a. Les figures sous la poutre-caisson de la Fig. 16.25b indiquent les unités et la séquence de construction à partir des piles. La disposition des câbles de précontrainte post-tension est également illustrée à la Fig. 16.25b.
