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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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
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 3
Contexte de l’étude
Chateaubriand
St Hubert
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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
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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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
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 5
Présentation de l’ouvrage
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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
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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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
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 7
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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
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 8
Contraintes liées à l’environnement de l’ouvrage Zone Natura 2000
Zone d’habitat
prioritaire
Site classé
Ligne RTE
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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
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 9
Contraintes environnementales
Zone Natura 2000
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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
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 10
Contraintes environnementales
Habitat prioritaire
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Contraintes ligne RTE
Vent 70 km/h
Service
Travaux
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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
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 12
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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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 13
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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
12/06/2014 Etude de faisabilité du doublement du pont Chateaubriand sur la Rance 14
Elargissement de l’ouvrage
Rappel du profil existant : 2 x 1 voies
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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
12/06/2014 Etude de faisabilité du doublement du pont Chateaubriand sur la Rance 15
Elargissement de l’ouvrage
Profil élargi : 2 x 2 voies
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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
12/06/2014 Etude de faisabilité du doublement du pont Chateaubriand sur la Rance 16
Elargissement de l’ouvrage
Profil élargi : 2 solutions pour les chevêtres Chevêtre en béton Chevêtre métallique
précontraint
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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
12/06/2014 Etude de faisabilité du doublement du pont Chateaubriand sur la Rance 17
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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
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Elargissement de l’ouvrage
Répartition matière des caissons
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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
12/06/2014 Etude de faisabilité du doublement du pont Chateaubriand sur la Rance 19
Elargissement de l’ouvrage
Répartition matière des caissons
Semelle supérieure pleine
30 mm en travée
de rive C0-P1
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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
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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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
12/06/2014 Etude de faisabilité du doublement du pont Chateaubriand sur la Rance 21
Elargissement de l’ouvrage Phase 1 : travaux préparatoires et accès
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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
12/06/2014 Etude de faisabilité du doublement du pont Chateaubriand sur la Rance 22
Elargissement de l’ouvrage Phase 2 : réalisation des chevêtres
Accès aux têtes de pilettes creuses et remplissage de celles-ci
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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
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Elargissement de l’ouvrage Phase 2 : réalisation des chevêtres
Réalisation des chevêtres métalliques
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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
12/06/2014 Etude de faisabilité du doublement du pont Chateaubriand sur la Rance 24
Elargissement de l’ouvrage Phase 2 : réalisation des chevêtres
Réalisation des chevêtres en BP
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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
12/06/2014 Etude de faisabilité du doublement du pont Chateaubriand sur la Rance 25
Elargissement de l’ouvrage Phase 2 : réalisation des chevêtres
Elargissement des culées
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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
12/06/2014 Etude de faisabilité du doublement du pont Chateaubriand sur la Rance 26
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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
12/06/2014 Etude de faisabilité du doublement du pont Chateaubriand sur la Rance 27
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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
12/06/2014 Etude de faisabilité du doublement du pont Chateaubriand sur la Rance 28
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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
12/06/2014 Etude de faisabilité du doublement du pont Chateaubriand sur la Rance 29
Elargissement de l’ouvrage Phase 5 : Sciage BN1 avec 50cm de hourdis
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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
12/06/2014 Etude de faisabilité du doublement du pont Chateaubriand sur la Rance 30
Elargissement de l’ouvrage Phase 5 : Hydrodémolition de 1m de hourdis
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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
12/06/2014 Etude de faisabilité du doublement du pont Chateaubriand sur la Rance 31
Elargissement de l’ouvrage Phase 5 : Coffrage, ferraillage et clavage
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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
12/06/2014 Etude de faisabilité du doublement du pont Chateaubriand sur la Rance 32
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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
12/06/2014 Etude de faisabilité du doublement du pont Chateaubriand sur la Rance 33
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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
12/06/2014 Etude de faisabilité du doublement du pont Chateaubriand sur la Rance 34
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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
12/06/2014 Etude de faisabilité du doublement du pont Chateaubriand sur la Rance 35
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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
12/06/2014 Etude de faisabilité du doublement du pont Chateaubriand sur la Rance 36
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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
12/06/2014 Etude de faisabilité du doublement du pont Chateaubriand sur la Rance Etude de faisabilité du doublement du pont Chateaubriand sur la Rance 37
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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
12/06/2014 Etude de faisabilité du doublement du pont Chateaubriand sur la Rance 38
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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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
12/06/2014 Etude de faisabilité du doublement du pont Chateaubriand sur la Rance 39
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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12/06/2014 Etude de faisabilité du doublement du pont Chateaubriand sur la Rance 40
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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12/06/2014 Etude de faisabilité du doublement du pont Chateaubriand sur la Rance 41
Doublement de l’ouvrage
Pont suspendu Une travée : pas d’appui en rivière
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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
12/06/2014 Etude de faisabilité du doublement du pont Chateaubriand sur la Rance 42
Doublement de l’ouvrage
Pont suspendu Trois travées 102 – 220 - 102
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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
12/06/2014 Etude de faisabilité du doublement du pont Chateaubriand sur la Rance 43
Doublement de l’ouvrage
Pont en béton précontraint Trois travées 112 – 200 - 112
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Journées Techniques Ouvrages d’Art 2014
12/06/2014 Etude de faisabilité du doublement du pont Chateaubriand sur la Rance 44
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
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