École Polytechnique de Montréal Conception des ponts – CIV4530

École Polytechnique de Montréal
Département des génies civil
géologique et des mines
Conception des ponts – CIV4530
Hiver 2014
EXAMEN PARTIEL
18 mars 2014
Toute documentation permise
Calculatrices non programmables permises
Durée : 2 heures 30 minutes
INSCRIRE VOTRE NOM SUR LE QUESTIONNAIRE ET LE REMETTRE
Nom et prénom : ___________________________________________________
Conditions générales
On vous demande de vérifier la conception d’un nouveau pont forestier (Fig. 1a) fait de quatre
poutres recouvertes d’un platelage en bois non mixte et simplement supporté sur les poutres (Fig.
1c). Ce pont doit supporter un chargement spécial de 900 kN (Fig. 1b) dont le gabarit est
identique à celui du CL-625. La géométrie des poutres de type WWF1600x431 est montrée sur la
figure 1d alors que les propriétés sont données au tableau en annexe. Les critères de conception
que l’on vous impose, tirés du code CSA-S6, sont les suivants :
Élément
Semelles
(B = largeur totale de la
semelle)
Âmes symétriques
Élancement de classe 2
Élancement de classe 3
B 340
≤
t
Fy
B 400
≤
t
Fy
h 1700
≤
w
Fy
h 1900
≤
w
Fy
Item
Facteurs de pondération des charges
Coefficient de tenue de l’acier
Coefficient de majoration dynamique
Nuance de l’acier
Poids du platelage en bois et des garde-fous
(pont complet)
Valeur
Comme dans le code S6-06
φs = 0.95
0.30
G40.21M-350AT, Fy = 350 MPa.
12 kN/m
Conception des ponts
Examen partiel - 2014
100
200 200 [kN]
200 200
30 m
a) Vue en élévation
4
2
8
2
[m]
1.8
[m]
b) Camion forestier
Platelage simplement
supporté
Voie 1
PL 500x30
Voie 2
Soudure
A
@6.0 c/c
4 poutres à 2.5
0.5
50
PL 1540x16
Aucune
soudure
PL 500x30
[m]
0.75
c) Vue en coupe
d) Section de la poutre
Figure – 1 –
Question 1 – Calcul des efforts (6 points)
a)
Calculez l'effort de flexion maximal pour une voie causé par le camion de la figure 1b sur
la poutre de la figure 1a.
b)
Calculez les facteurs d'essieux pour la flexion à l'ELU pour la poutre A (figure 1c) pour la
condition spécifique suivante : un camion pleinement chargé pesant 900 kN sur la voie 1 et
un camion vide pesant 450 kN (toutes les charges diminuées de moitié) sur la voie 2.
N’appliquez pas les facteurs de simultanéité. Il est requis de faire un croquis avec la
position transversale des charges et des poutres en indiquant clairement les distances.
c)
Calculez les efforts pondérés de flexion à l’ELU pour la poutre A (figure 1c) dus au poids
propre et à la charge vive en supposant que les charges permanentes sont également
réparties entre les poutres.
Conception des ponts
Examen partiel - 2014
Question 2 – Calcul de la résistance en flexion à l'ELU (5 points)
a)
Déterminez la classe de la section de la poutre montrée sur la figure 1d.
b)
Déterminez le moment résistant en supposant que l'aile comprimée est retenue latéralement.
c)
Calculez le moment résistant en considérant le déversement. Supposez que ω2 = 1.0 et que
l'aile comprimée est retenue par des contreventements selon les indications données sur la
figure 1c.
Question 3 – Calcul de la résistance en flexion à l'ELF (5 points)
a)
Le moment fléchissant causé par le camion de la figure 1 à l’ELF pour la poutre A est égal
à 2500 kN-m (facteur d’essieux inclus mais coefficients de majoration dynamique et de
pondération non inclus). Déterminez les contraintes de fatigue devant être considérées au
niveau de la soudure âme-aile et de la soudure âme-raidisseur transversal.
b)
Déterminez lequel des deux critères est le plus critique : classe B pour la soudure âme-aile
ou classe C1 pour la soudure âme-raidisseur transversal.
c)
Déterminez le nombre de passages de véhicules que le pont pourrait théoriquement subir
pour le détail le plus critique.
Question 4 – Calcul de la résistance en cisaillement à l'ELU (2 points)
Calculez la résistance en cisaillement sans raidisseurs transversaux.
Question 5 – Ligne d'influence (2 points)
Tracez la ligne d'influence du moment au point A du pont montré sur la figure 2.
A
Figure – 2 –
Bon succès
Bruno Massicotte, Ph.D., ing.
Professeur titulaire
Conceptio
on des ponts
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NNEXE