Projet de fin d'étude

Projet de fin d’étude :
Etude aux eurocodes d’un ouvrage à charpente
métallique dans le cadre de la suppression du PN 107


Hausswirth Laurent
Etudiant INSA Strasbourg, GC5
Reinhard Laurent
Maitre de stage, chef de projet Arcadis, ingénieur ENSAIS
Saida Mouhoubi
Tuteur de stage école, docteur en génie civil




Etude aux Eurocodes d’un ouvrage d’art à charpente métallique

Remerciements







Remerciements
Je tiens à remercier :
- Monsieur Perraudin, chef du pôle ouvrage d’art, pour m’avoir accepté en urgence,
intégré dans son équipe et permis d’effectuer mon PFE dans de bonnes conditions.

- Monsieur Reinhard pour m’avoir permis de travailler sur le projet de suppression du
PN 107.

- Monsieur Bathelier et Madame Laurent ainsi que l’ensemble de l’équipe d’Arcadis
pour leur accueil chaleureux.

- Madame Mouhoubi qui en une semaine, m’a permis de retrouver un PFE après
l’annulation de mon permis de travail au Canada. Par ailleurs, je vous remercie
sincèrement pour l’encadrement de qualité que vous m’avez offert durant les 5 mois
de PFE.

Je remercie également l’INSA de Strasbourg pour l’enseignement qui y est dispensé. Ce
dernier m’a permis de suivre et de comprendre tous les travaux que j’ai été amené à étudier
et à effectuer durant mon stage.
3 Hausswirth Laurent

Etude aux Eurocodes d’un ouvrage d’art à charpente métallique

Sommaire

Table des illustrations ....................................................................................... 8
I. Figure.......................................................................................................................................... 8
II. Tableau ....................................................................................................................................... 9
Table des annexes ........................................................................................... 10
Index des notations ......................................................................................... 11
Chapitre I : Introduction .................................................................................. 15
I. CADRE DE L’OPERATION........................................................................................................... 16
1. Objet de la mission................................................................................................................ 16
2. Contexte de l’opération et enjeux......................................................................................... 16
3. Plan de situation.................................................................................................................... 17
II. ETUDES SOMMAIRES DE VARIANTES ....................................................................................... 17
1. Passage au droit de l’ouvrage existant au Sud...................................................................... 17
2. Passage au Sud ...................................................................................................................... 18
3. Passage au Nord .................................................................................................................... 19
4. Le tracé final .......................................................................................................................... 20
III. LES CONTRAINTES DU SITE ....................................................................................................... 21
1. Le canal de la Marne au Rhin ................................................................................................ 21
2. Les voies ferrées .................................................................................................................... 21
3. Le carrefour Sud .................................................................................................................... 22
4. Le giratoire nord.................................................................................................................... 22
5. L’environnement ................................................................................................................... 23
IV. DESCRIPTION DE L’OUVRAGE D’ART PRINCIPAL ...................................................................... 26
Chapitre II : Dimensionnement de la charpente métallique ........................... 29
I. MODELISATION......................................................................................................................... 29
1. Choix de la modélisation ....................................................................................................... 29
2. La méthode de Courbon........................................................................................................ 29
3. La méthode du grillage de poutre et de la dalle orthotrope................................................. 30
4. Méthode aux éléments finis.................................................................................................. 31
4.1. Principes généraux de la modélisation.......................................................................... 31
4.2. Utilisation du logiciel Robot .......................................................................................... 32
II. CHOIX DES MATERIAUX............................................................................................................ 33
III. ACTIONS ET CHARGES............................................................................................................... 34
1. Charges permanentes ........................................................................................................... 34
4 Hausswirth Laurent

Etude aux Eurocodes d’un ouvrage d’art à charpente métallique

Sommaire
1.1. Poids propre .................................................................................................................. 34
1.2. Superstructures : ........................................................................................................... 34
2. Surcharges ............................................................................................................................. 35
2.1. Surcharges civiles (LM1 et LM2)................................................................................... 35
2.2. Convoi exceptionnel...................................................................................................... 37
2.3. Surcharges piétonnes .................................................................................................... 38
2.4. Forces horizontales........................................................................................................ 38
2.5. Charges accidentelles sur tablier................................................................................... 39
3. Surcharges climatiques.......................................................................................................... 39
3.1. Charges thermiques ...................................................................................................... 39
3.2. Effets du vent ................................................................................................................ 40
4. Combinaisons d’actions......................................................................................................... 41
IV. METHODE DE DIMENSIONNEMENT ........................................................................................ 42
1. Classification des sections ..................................................................................................... 42
1.1. Définition générale des classes de sections ................................................................. 42
1.2. Détermination pratique de la classe d’une section....................................................... 42
2. Principe de justification d’une section .................................................................................. 43
2.1. Justification en flexion................................................................................................... 45
2.2. Justification à l’effort tranchant .................................................................................... 46
2.3. Résistance au voilement sous cisaillement ................................................................... 46
2.4. Interaction flexion et effort tranchant .......................................................................... 48
3. Vérification de la rigidité des montants verticaux. ............................................................... 49
3.1. Définition d’un montant vertical de panneau d’âme.................................................... 49
3.2. Rigidité minimale pour l’effort tranchant ..................................................................... 49
3.3. Vérification de la rigidité au flambement par torsion........................