diagnostic en enac démarches et outils de mesures thème : mesures sur les structures
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Diagnostic en ENACDémarches et outils de mesures
Thème : Mesures sur les structures
2
Table des matières
• Introduction• Méthodes des mesures et résultats:
- Laser- Comparateur mécanique- Pots hydrostatiques- Inclinomètres
• Comparaison des 4 méthodes• Conclusion
Introduction
Buts principaux
Vue extérieure du pont
Intérieur du pont (caisson)
Intérieur du pont, endroit du QG
Présentation du pont
• Nom : pont sur la Lutrive• Lieu : Belmont/Lausanne – tronçon autoroute A9• Caractéristiques :– Pont en poutres alignées par encorbellement (consoles)– Pont en béton armé précontraint– 4 travées– 2 joints
• Année de construction : 1971
Pourquoi étudier ce pont
Méthodes de mesures à effectuer
• Méthode par laser : méthode ponctuelle (sur un point)
• Comparateur mécanique : méthode ponctuelle
• Pots hydrostatiques : ensemble du tablier• Inclinomètres : ensemble du tablier
1. Méthode du Laser
Methode : outils et but
But:
• Le but est de mesurer l’influence de la température sur la flèche.
• Instruments : thermomètre a thermocouple et laser
Protocole
• Mesurer la distance avec l’outil laser entre sol et tablier ( a mi-travée), où les déformations sont les plus grandes.
• Introduire les mesures dans le tableur et en déduire la flèche par difference entre chaque mesure et celle de référence.
• Pour le relevé on a également noté les conditions météorologiques.
Paramètres qui influencent…
Les paramètres suivants peuvent faire varier la température et indirectement la flèche:
a. L’heureb. L’ensoleillementc. La vitesse et la direction du ventd. Hauteur et azimut du soleil
Mesures…
Pausede midi
Erreur dans leprotocole
Interprétations…
L’augmentation de température de l’air intérieur correspond à un abaissement du tablier à mi-travée.
Interprétations…
•
Les conditions météorologiques relevées permettent de valider les pics de température extérieure.
Remarques et imprecisions…
Un changement du protocole (par exemple entre groupes) peut fausser les résultats.
Qualité et efficacité
• On remarque l’importance du protocole qui , lorsqu’il change peut introduire des erreurs dans les mesures.
• Les erreurs ont un ordre de grandeur important par rapport a la précision de la mesure
• La mesure est faite en un seul point et ne permet donc pas d’etudier des déformations à l’ échelle de l’ensemble du pont.
• Précision du milimètre
• Mais la méthode a l’avantage d’être simple, à condition de respecter le protocole.
Conclusions de la méthode laser
• La flèche est plus influencée par la temperature intérieure qui varie peu
• La température de l’air extérieur qui varie en permanence influence moins la tendance, mais on remarque une correspondance entre les pics.
• La température de l’air chauffe progressivement le tablier et l’air intérieur, qui eux sont liés à la flèche.
• Une augmentation de la température fait varier positivement la flèche (le tablier à mi-travée s’abaisse).
2. Méthode du comparateur mécanique
Variations du comparateur
Variations en fonction de la température
Sources d'erreurs
Circulation sur le pont
Température : dilatation du câble
Humaine : erreur de lecture sur le cadrant
3. Méthode des pots hydrostatiques
Fonctionnement:
- Circuit total:- continu sur toute la longueur du pont- Divisé en plusieurs sous-circuits- Intersection par superposition
- Chaque sous-circuit:- Volume d’eau constant, pression atmosphérique
=> niveau d’eau constant
Les pots:Pas tous à la même hauteur => valeur lue sur la graduation diffère.
Référence sous-circuit:- Chaque premier pot mit à 0. Puis les autres pots sont redéfinis pour cette référence.
Référence circuit total:- Tout les sous-circuits sont reliés entre eux et ainsi recalculés par la référence totale
placée à l’extrémité gauche du pont.
Les valeurs finales trouvées seront soustraites par les valeurs référentielles de 2000.
Calculs:Sous-circuit: 0 /-10 0/-3 0/5/0 (calculé par soustraction)
Circuit total: 0/-10 -10/-13 -13/-8/-13 (calculé par addition)
Le circuit initial avant déformation était à 0.Déformation: 0, -10, -13, -8, -13 ….
Analyse: - 13 mesures sur une journée - Tendance commune- Points extrêmes aux joints / milieu de travée à 117m et 260m - Points extrêmes aux piliers 58m 195m et 339m- La flèche à chaque position varie dans le temps (la température et le trafique
change dans le temps). - Erreurs de mesures.
0 50 100 150 200 250 300 350 400
-20
-10
0
10
20
30
40
Mesures en 2014Lutrive
09:20
09:55
10:50
11:25
14:00
14:30
14:51
15:00
15:25
16:15
15:40
17:09
17:20
Distance en [m]
Défo
rmée
en
[mm
]
9:18 10:30 11:42 12:54 14:06 15:18 16:300
2
4
6
8
10
12
14
température airtempérature dalle SUP:température dalle INF.
Heure
tem
péra
ture
en
°C
4. Méthode de l‘Inclinomètre
FOTO Inclino
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Inclinomètre
34
Principe d‘inclinométrie
• Mesure de l‘inclinaison– différence de rotation par rapport à une inclinaison de
référence• Acquisition des données: automatiquement par ordinateur
– φj,i : rotation mesurée au point j à la mesure i
– φj,0 : rotation mesurée au point j à la mesure de référence
la première mesure de la série de mesures de chaque inclinomètre)
∆φj,i = φj,i - φj,0 : différence de rotation mesurée à l‘inclino j à la mesure i depuis la première mesure de la série [mrad]
35
φj,i : rotation mesurée au point j à la mesure iφj,0 : rotation mesurée au point j à la mesure de référence 0
la première mesure de la série de mesures de chaque inclinomètre)
36
Principe d‘inclinométrie• Le but de tout ceci la courbe déformée pour la mesure i
– on veut calculer wj,i : flèche à l‘inclino j à la mesure i [mm]
– wi (x) est approché par un polynôme de degré 4:
wi(x) = a’x4 + b’x3 + c’x2 + d’x + e‘
– ∆φi(x) en est la dérivée:
∆φi(x) = ax3 + bx2 + cx + d
nous connaissons les x (positions des inclinomètres) et les ∆φi(x) il nous reste à trouver les paramètres a, b, c, d resp. a‘, b‘, c‘, d‘ et e‘
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Dépouillement
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Traitement
●Bazooka pour tirer sur des mouches :
-Moyenne pondérée localisée dans le temps (moyenne)
-Transformée de Fourrier (fréquences de déformation)
-Analyse différentielle (Correction des mesures)
●Méthode retenue :
-écart-type petit (mesure à garder)
-Correction à la main (par le prof) (Correction des mesures)
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Résultat
LundiDimancheSamediVendrediJeudi
Mardi
41
Comparaison des 4 méthodes
8:09 9:21 10:33 11:45 12:57 14:09 15:21 16:33 17:450
1
2
3
4
5
6
Comparaison des 4 méthodes au point 11
comparateur mécanique
laser
plots hydrostatiques
inclinomètre
Heures
Défo
rmati
ons
8:09 9:21 10:33 11:45 12:57 14:09 15:21 16:33 17:456
7
8
9
10
11
12
Températures
Dalle supérieure Dalle inférieure
Le pont a varié d’environ 7mm durant la journée.La méthode du laser n’est pas prise en compte car moins précise.
Estimation des prixLe Matériel Mise en place et
entretienTraitement des données
Conclusion
• POURQUOI COMMENT QUOI mesurer• Meilleur perception de l’importance de la mesure et des
difficultés qui peuvent être rencontrées sur le terrain• On a appris à ne pas mesures juste parce que c’est possible ou
facile, mais parce que ça est signifiant pour répondre à une question parfaitement identifiée e définie
• On a compris l’importance de l’interprétation des résultats, de leur comparaison et de la répétition des mesures.
• La journée du terrain nous a permis de nous confronter avec des instruments des mesure et de comprendre leur fonctionnement, de comprendre les difficultés de faire des misures en-situ et d’en savoir plus sur les structures
Conclusion
• Un travail collectif entre les section AR-GC-SIE• Possibilité de travailler avec des étudiants jamais rencontrées
et qui possèdent des différents «backgrounds» et ont de manières de travailler pas identiques
• Les conditions de travail n’étaient pas faciles, mais on a réussi a nous organiser, discuter ensemble et garder toujours un bon feeling de groupe.
46
Questions?
47
Merci pour votre attention!
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