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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014

Etude de faisabilité de mise à 2x2 voies de la RN176 sur le pont Chateaubriand

Hervé DITCHI

Nicolas HENRY

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12/06/2014 Etude de faisabilité du doublement du pont Chateaubriand sur la Rance 12/06/2014 Etude de faisabilité du doublement du pont Chateaubriand sur la Rance 2

Contexte de l’étude

Opération de mise à 2x2 voies de la RN176 entre la Rance et l’échangeur de la Chesnaie

Par élargissement de l’ouvrage existant

Par doublement de l’ouvrage existant

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Contexte de l’étude

Chateaubriand

St Hubert

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Présentation de l’ouvrage

Arc en béton armé supportant un tablier bi-poutre mixte

Portée de l’arc : 261 m

27,5 – 13x29,0 – 19,5

Construction de 1987 à 1991

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Présentation de l’ouvrage

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Etudes antérieures (1999)

Elargissement du tablier existant

Largeur utile : 20 m

Remplacement du tablier existant

Largeur utile : 20 m

Doublement du pont Largeur utile : 11 m et 10 m

Tablier existant Tablier neuf

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Nouvelle étude Objectif : Actualiser l’étude de 1999

Contraintes liées à l’environnement de l’ouvrage

Contraintes d’exploitation

Techniques de construction

Règlement de calcul

Diagnostic de l’OA existant Fatigue : instrumentation – Risque faible sous

trafic réel

Protection anti-corrosion : reprise à moyen terme

Protection du béton : généraliser la protection sur l’arc aux autres parties

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Contraintes liées à l’environnement de l’ouvrage Zone Natura 2000

Zone d’habitat

prioritaire

Site classé

Ligne RTE

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Contraintes environnementales

Zone Natura 2000

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Contraintes environnementales

Habitat prioritaire

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Contraintes ligne RTE

Vent 70 km/h

Service

Travaux

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Contraintes d’exploitation

Phases d’alternat Possible de nuit, sur tout l’ouvrage, avec feux

tricolores

Possible de jour, sur des périodes très courtes, à condition que les travaux en question ne nécessitent pas de protection particulière

Coupure totale Possible entre les congés de la Toussaint et les

congés de printemps, hors périodes de congés (soit 3 x 5 à 7 semaines)

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Contraintes - conséquences

Limiter le nombre d’appuis en rivière : batardeaux et estacades provisoires

Recueil des eaux sur OA

Éviter toute implantation dans les zones d’habitat prioritaire, y compris en phase travaux

Cohérence architecturale

Limiter l’impact des travaux sur l’exploitation

Prise en compte ligne RTE en phase travaux

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Elargissement de l’ouvrage

Rappel du profil existant : 2 x 1 voies

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Elargissement de l’ouvrage

Profil élargi : 2 x 2 voies

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Elargissement de l’ouvrage

Profil élargi : 2 solutions pour les chevêtres Chevêtre en béton Chevêtre métallique

précontraint

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Elargissement de l’ouvrage

Profil élargi : 2 solutions pour les chevêtres Chevêtre en béton Chevêtre métallique

précontraint

Solution BP :

2,0 m au lieu de 1,80 m

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Elargissement de l’ouvrage

Répartition matière des caissons

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Elargissement de l’ouvrage

Répartition matière des caissons

Semelle supérieure pleine

30 mm en travée

de rive C0-P1

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Elargissement de l’ouvrage

Phasage de réalisation – Phase 1 : travaux préparatoires et accès

– Phase 2 : réalisation des chevêtres

– Phase 3 : mise en place des caissons

– Phase 4 : pose des dalles préfabriquées

– Phase 5 : démolition hourdis existant et clavage avec les dalles préfabriquées

– Phase 6 : Superstructures et finitions

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Elargissement de l’ouvrage Phase 1 : travaux préparatoires et accès

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Elargissement de l’ouvrage Phase 2 : réalisation des chevêtres

Accès aux têtes de pilettes creuses et remplissage de celles-ci

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Elargissement de l’ouvrage Phase 2 : réalisation des chevêtres

Réalisation des chevêtres métalliques

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Elargissement de l’ouvrage Phase 2 : réalisation des chevêtres

Réalisation des chevêtres en BP

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Elargissement de l’ouvrage Phase 2 : réalisation des chevêtres

Elargissement des culées

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Elargissement de l’ouvrage Phase 3 et 4 : conséquences des contraintes d’exploitation

Plusieurs méthodes étudiées :

– Lançage des caissons seuls puis pose des dalles préfabriquées

– Lançage des caissons avec les dalles non connectées, puis connexion et clavage

– Lançage des caissons avec les dalles connectées

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Elargissement de l’ouvrage Phase 3 : lançage des caissons Nord et Sud

Aires de lançage situées en rive droite

Lançage au niveau de la chaussée actuelle

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Elargissement de l’ouvrage Phase 4 : Pose des dalles préfabriquées

Dalles de 4,20 x 2,50m x 0,24 mètres

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Elargissement de l’ouvrage Phase 5 : Sciage BN1 avec 50cm de hourdis

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Elargissement de l’ouvrage Phase 5 : Hydrodémolition de 1m de hourdis

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Elargissement de l’ouvrage Phase 5 : Coffrage, ferraillage et clavage

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Elargissement de l’ouvrage Conséquence des variantes de lançage

Lançage avec dalles connectées ou non – Gain sur le délai global de réalisation de deux mois

– 10 semaines de coupure totale de la circulation contre 16 pour le lançage des caissons seuls

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Elargissement de l’ouvrage

Vérifications effectuées selon les Eurocodes :

Flexion transversale du hourdis

Vérification des chevêtres

Dimensionnement des caissons

Vérification des poutres en I

Vérification de la stabilité des pilettes

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Elargissement de l’ouvrage Flexion transversale du hourdis

Vérifications de la nouvelle dalle et du hourdis conservé :

– Application des charges Eurocodes

Conclusions de l’étude de 1999 confirmées avec les règles de l’Eurocode 2 :

– Epaisseur de 24 cm pour les dalles préfabriquées

– Ferraillage en place récupéré après hydrodémolition

– Renforcement avec des HA20 espacés de 20 cm

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Elargissement de l’ouvrage Vérifications des chevêtres

Chevêtres métalliques

– Partie centrale (poutre en I) et partie en console (caisson) vérifiées selon l’Eurocode 3

– Sections de classe 4 : passage en classe 3

Chevêtres en béton précontraint

– Vérifications selon l’Eurocode 2

– Nécessité d’augmenter la hauteur à 2,0 m au lieu de 1,80 m pour limiter la traction en partie supérieure à l’ELS caractéristique

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Elargissement de l’ouvrage Vérification des caissons d’élargissement

– En phase de lançage

– En service à l’ELU

– A l’ELU de fatigue

Vérification des poutres en I existantes – En service à l’ELS et l’ELU

– A l’ELU de fatigue

– Moins sollicitées qu’à l’état actuel d’environ 40%

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Elargissement de l’ouvrage Stabilité de forme des pilettes

Modélisation de P2, P3 et P5

– Application de la méthode générale d’analyse non-linéaire de l’EC2.2 (§5.7)

– Modélisation des piles à l’aide de PCP avec imperfection géométrique : inclinaison de la pile en fonction de sa longueur

Conclusions : pilettes « stables » sous descentes de charge Eurocodes et efforts horizontaux calculés selon le guide Appareils d’appuis à pot

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Doublement de l’ouvrage Quatre solutions retenues :

– Pont en arc

– Pont suspendu à une travée

– Pont suspendu à trois travées

– Pont en béton précontraint

Doublement par le Nord ou par le Sud

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Doublement de l’ouvrage

Pont en arc

Arc similaire à l’existant

– Tablier de 10,72 m au lieu de 11,72 m

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Doublement de l’ouvrage

Solution en arc

Contraintes géotechniques

– Décalage d’environ 14,50 m avec vide de 3,30 m entre les deux tabliers pour la réalisation des fondations de l’arc

– Nécessité de batardeaux rectangulaires

– Excavation des fouilles des massifs de fondations réalisées à l’explosif => proximité des fondations de l’arc existant

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Doublement de l’ouvrage

Pont suspendu Une travée : pas d’appui en rivière

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Doublement de l’ouvrage

Pont suspendu Trois travées 102 – 220 - 102

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Doublement de l’ouvrage

Pont en béton précontraint Trois travées 112 – 200 - 112

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Estimations

Solution d’aménagement

Maintien de l’OA existant

+ travaux d’entretien

Élargissement Doublement

par pont en arc

Doublement par pont suspendu

Doublement par pont en

béton précontraint

Durée de réalisation

8 à 10 mois 24 à 28 mois* 3 à 3,5 ans* 3 à 3,5 ans* 2,5 ans*

Estimation (en M€ TTC)

0,6 à 1,0 M€ TTC

16,3 à 17,2 M€ TTC

23,5 à 27 M€ TTC

26 à 31,6 M€ TTC

13,3 à 16,4 M€ TTC

* Travaux d’entretien compris

Merci de votre participation