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MakeABridge: The clear path to sustainable infrastructure.

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MakeABridge: The clear path to sustainable infrastructure.

Analyse comparative de deux codes pour la conception de ponts piétonniers

Revision 0

Avant-propos

L’ingénierie des ponts est internationale. Toutefois, bien que les lois de l’équilibre statique ne changent pas d’un pays à l’autre, les pratiques visant le respect de ces lois peuvent varier considérablement et refléter la position adoptée par les membres des comités de rédaction technique des codes.

L’objectif de ce document n’est pas de présenter un sommaire des pratiques de conception au Canada et aux États-Unis, mais de fournir un point de départ pour la préparation d’un document commun en insistant sur les points de convergence et surtout les points de désaccord en ce qui concerne l’ingénierie de base pour les futurs comités de rédaction technique des codes.

Alexandre de la Chevrotière, ing.

Toutes les prises de position apparaissant dans ce document sont celles de l’auteur et ne représentent pas nécessairement les points de vue de MAADI Group, qui ne se porte aucunement responsable des déclarations faites aux présentes.

 Canada: CAN/CSA S6-06*
          Code canadien sur le calcul des ponts routiers

 États-Unis: AASHTO – 2009
          LRFD Spécifications pour la conception de               ponts piétonniers (2009)

* Note: le code CAN/CSA S6-06 vise également la conception des ponts piétonniers.

CHARGE PIÉTONNE

CSA – Art. 3.8.9
p =5.0 – s⁄30 1.6≤ p ≤4.0 kPa (85 psf)
où s est la portée totale de la voie piétonnière [m]
LRFD–AASHTO Ponts piétonniers – Art. 3.1, 3.6
90 psf (4,24 kPa)
Charge appliquée pour produire les effets les plus défavorables. Les charges dynamiques ne sont pas requises.

AUTRES CHARGES VIVES

CSA – Art. 3.8.10
Charges d’accès à des fins d’entretien
États-limites ultimes de 1,6 kN (359 lb-f) sur une surface rectangulaire de 1,00 m × 0,50 m (3.28 pi x 1.64 pi)
LRFD–AASHTO Ponts piétonniers – Art. 3.3
Charges équestres (s’il y a lieu)
1,00 kip (4.46 kN) sur une surface carrée de 4 pouces par 4 (100mm x 100mm)

CHARGE DUES AUX VÉHICULES D’ENTRETIEN

CSA – Art. 3.8.11
Lorsque l’accès aux véhicules n’est pas physiquement bloqué ou spéciffié par le client.
Lorsque la largeur libre d’une passerelle est de plus de 3,0 m Charge de camion : 80,0 kN (17 940 lb)
LRFD–AASHTO Ponts piétonniers – Art. 3.2
Lorsque l’accès aux véhicules n’est pas physiquement bloqué ou spécifié par le client.
1) Lorsque la largeur libre d’une passerelle de 7-10 pi : 10 000 lb (44,6 kN) Camion de type H5

2) Lorsque la largeur libre d’une passerelle est de plus de 10 pi : 20 000 lb (89 182 kN) Camion de type H10 (image de l’espace de charge)

Aucune tolérance à l’impact de véhicules n’est requise.

CHARGE HORIZONTALE DUE AU VENT

CSA – Art. 3.10
La pression du vent (q [Pa]) est calculée pour une période de récurrence de 50 ans pour les portées de moins de 125 m.
Dans le cas des poutres triangulées, à moins d’utiliser une méthode reconnue pour calculer l’effet de masque exercé par le treillis exposé au vent, pour les ponts à tablier inférieur (avec système de contreventement de la corde supérieure), cette charge doit être simultanément appliquée sur le treillis exposé au vent et sur le treillis sous le vent; pour les autres types d’ouvrage à poutres triangulées, la charge à appliquer simultanément sur le treillis sous le vent doit représenter 75 % de la charge appliquée sur le treillis exposé au vent.
LRFD–AASHTO Ponts piétonniers – Art. 3.4

AASHTO Signs – Art. 3.8, 3.9
Les ponts piétonniers doivent être conçus pour résister à des charges dues au vent, conformément aux articles 3.8 et 3.9 d’AASHTO Signs.

CHARGE VERTICALE DUE AU VENT
RENVERSEMENT ET STABILITÉ GLOBALE

CSA – Art. 3.10
Les charges verticales ascendante et descendante doivent être prises en compte. En plus de l’application de Fv comme charge distribuée uniformément sur l’ensemble de la surface plane, l’effet d’une excentricité potentielle dans l’application de la charge doit être prise en considération. À cet égard, la même charge totale doit être appliquée comme une charge de ligne verticale équivalant au quart de la largeur transversale de la superstructure exposée au vent.
LRFD–AASHTO Ponts piétonniers – Art. 3.4
AASHTO Signs – Art. 3.8, 3.9/ LRFD-AASHTO – Art. 3.8.2
Une charge éolienne verticale ascendante de 20 psf calculée selon la largeur du tablier doit être considérée comme une charge de ligne longitudinale. La force linéaire doit être appliquée au quart de la largeur du tablier exposé au vent en concomitance avec les charges horizontales dues au vent.

FACTEURS ET COMBINAISONS DE CHARGES

CSA – Art. 3.5
États-limites ultimes (ELU) de combinaisons de charges
ELU 1: 1.10∙D+1.70∙L
ELU 3: 1.10∙D+1.40∙L+0.50∙W
ELU 4: 1.10∙D+1.65∙W
ELU 4: 0.95∙D+1.65∙W (Renversement)
ELU 7: 1.10∙D+0.95∙W+1.3∙A
ELU 9: 1.35∙D
États-limites de service (ELS)
Combinaison ELS 1: 1.00∙D+ 1.00∙L (Flexion)
L = Charge vive (charge dynamique, s’il y a lieu)
D = Charge permanente
W = Charge due au vent sur la structure
A = Charge de dépôt de glace
AASHTO LRFD – Art. 3.4.1
États-limites de combinaisons de charges
STRENGTH I: 1.25(DC1 & DC2) + 1.75(PL) + 0(WS)
STRENGTH III: 1.25(DC1 & DC2) + 0(PL) + 1.40(WS)
SERVICE I: 1.00(DC1 & DC2) + 1.00(PL) + 0.30(WS)
DC = Charge permanente d’éléments structuraux
PL = Charge vive piétonnière
WS = Charge due au vent sur la structure

GARDE-CORPS DE PONTS
POUR PIÉTONS ET CYCLISTES

CSA – Art. 12.4.4, 3.8.8.2
Charge sur le rail des garde-corps :
wp = 1,20 kN/m appliqué simultanément latéralement et verticalement.
Seul un rail à la fois devrait recevoir une charge lors de la conception des garde-corps faits de poteaux et de rails.

Hauteur minimale (H):
Piétons : 1,05 m
Cyclistes : 1,37 m
ESPACE ENTRE LES ÉLÉMENTS DE GARDE-CORPS
1) Piétons
L’espace minimal entre les éléments de garde-corps des ponts piétonniers ne doit pas être de plus de 150 mm sans quoi l’ouverture doit être couverte d’un grillage métallique. Les ouvertures dans les grilles ne doivent pas être de plus de 50 × 50 mm. Le diamètre des fils formant les mailles doit être d’au moins 3,5 mm.
2) Cyclistes
L’espace entre les 1050 premiers millimètres inférieurs des éléments de garde-corps des ponts pour cyclistes ne doit pas être de plus de 150 mm sans quoi l’ouverture doit être couverte d’un grillage métallique. Les ouvertures dans les grilles ne doivent pas être de plus de 50 × 50 mm. Le diamètre des fils formant les mailles doit être d’au moins 3,5 mm.
AASHTO LRFD – Art. 3.4.1 – Art. 13.8, 13.9
Charge sur le rail des garde-corps :
w = 0.73 N/mm appliqué simultanément latéralement et verticalement.
De plus, chaque élément longitudinal doit être conçu pour une charge concentrée de 890 N, qui doit agir simultanément avec les charges ci-dessus à tout endroit et dans toute orientation sur le dessus de l’élément longitudinal.
Les poteaux des garde-corps de ponts piétonniers doivent être conçus pour que la charge vive concentrée admise soit appliquée transversalement au centre de gravité de l’élément longitudinal supérieur ou, pour les garde-corps d’une hauteur totale supérieure à 1500 mm, à un point situé 1500 mm au-dessus de la face supérieure du pontage.
La valeur de la charge vive concentrée admise pour les poteaux, PLL, dans N, doit être calculée comme suit :
PLL = 890 + 0,73 L
où L = espace entre les poteaux (mm)
Hauteur minimale (H):
Piétons : 1070 mm
Cyclistes : 1070 mm
(Guide for the Development of Bicycle Facilities, 3e Édition, 1100 mm requis)
ESPACES ENTRE LES ÉLÉMENTS DE GARDE-CORPS:
1) Piétons
Les garde-corps d’un pont piétonnier doivent être composés d’éléments verticaux et/ou horizontaux. Une sphère de 150 mm de diamètre ne doit pas pouvoir passer par l’ouverture qui sépare les éléments.
Lorsque des éléments horizontaux et verticaux sont utilisés de pair, l’ouverture de 150 mm doit s’appliquer aux 685 premiers millimètres inférieurs des éléments et, pour la portion supérieure, une sphère de 150 mm de diamètre ne doit pas pouvoir passer par l’ouverture qui sépare les éléments.
Un coup de pied de sécurité doit être installé. Le coup de pied doit dépasser la surface latérale des poteaux et/ou des barotins.
2) Cyclistes
La hauteur d’un garde-corps de pont pour cyclistes ne doit pas être inférieure à 1070 mm à partir du dessus de la surface de la voie.
La hauteur des aires inférieure et supérieure d’un garde-corps de pont pour cyclistes doit être au moins de 685 mm. Les espaces entre les éléments horizontaux des aires inférieure et supérieure doivent respecter les dispositions relatives aux ponts piétonniers.

CHARGE DE FATIGUE

CSA – N/A
Doit être conforme aux spécifications établies par l’ingénieur.
AASHTO LRFD PED. BRIDGES – Art. 3.5
La charge de fatigue utilisée pour l’état-limite de fatigue et de fracture (Fatigue 1) doit être conforme à la section 11 de l’AASHTO signs. Les rafales naturelles (Natural Wind Gust), évoquées dans l’article 11.7.3, et les rafales provoquées par des camions (Truck-Induced Gust), évoquées à l’article 11.7.4, doivent être prises en considération, suivant le cas.

FLEXION MAXIMALE

CSA – Art. 3.4.4
Art. 3.4.4 et Figure 3.1
Limites de flexion relatives à la vibration de superstructures de ponts routiers.
ASHTO LRFD PED. BRIDGES – Art. 5
AASHTO LRFD – Art. 3.4.1
La flexion doit être examinée à l’état-limite de service à l’aide de la combinaison de charges Service 1.
Pour les portées autres que les travées en porte-à-faux, la flexion du pont due aux charges vives non pondérées piétonnières ne doit pas être supérieure à 1/360 de la longueur de portée. La flexion des travées en porte-à-faux due aux charges vives non pondérées piétonnières ne doit pas être supérieure à 1/220 de la longueur de la du porte-à faux. La flexion horizontale des charges dues au vent ne doit pas être supérieure à 1/360 de la longueur de portée.

VIBRATIONS

CSA – Art. 3.4.4
Art. 3.4.4 et Figure 3.1
Limites de flexion relatives à la vibration de superstructures de ponts routiers.
ASHTO LRFD PED. BRIDGES – Art. 6
La flexion doit être examinée à l’état-limite de service à l’aide de la combinaison de charges Service 1.
La fréquence fondamentale du mode vertical d’un pont piétonnier sans charge vive doit être supérieure à 3,0 hertz (Hz) pour éviter la fréquence naturelle de raisonnance. Latéralement, la fréquence fondamentale d’un pont piétonnier doit être supérieure à 1,3 Hz. Si la fréquence fondamentale ne peut respecter ces limites ou si la seconde harmonique représente une préoccupation, une évaluation du rendement dynamique doit être réalisée. D’autres facteurs doivent être pris en compte dans l’article 6.

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Last modified: June, 2015

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