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Effet des séismes bidirectionnels sur la longueur d'appui des tabliers de ponts

Djerdane, Mabrouk (2014). Effet des séismes bidirectionnels sur la longueur d'appui des tabliers de ponts. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

La perte d’appui des tabliers a été identifiée comme étant une des causes principales de l’effondrement de plusieurs ponts lors des séismes passés. Pour éviter la perte d’appui, les codes parasismiques modernes prescrivent une longueur d’assise minimale empirique à l’endroit des appuis mobiles. La longueur d’assise minimale prescrite par la norme canadienne des ponts (CSA-S6-06) a été développée par la norme américaine AASHTO sur la base des séismes anticipés dans les régions de la côte ouest des États-Unis, considérées comme des zones à forte sismicité. Ce mémoire présente les résultats d’une étude analytique visant à vérifier la validité et la fiabilité de la longueur d’assise minimale prescrite par la norme canadienne CSA-S6 en tenant compte des caractéristiques des séismes anticipés dans les régions de moyenne sismicité de l’Est du Canada et de la multiplicité des directions des mouvements sismiques.

L’étude comprend une série d’analyses dynamiques transitoires multiples réalisée sur 15 modèles de ponts réguliers et irréguliers. Les modèles de ponts sont représentatifs des ponts routiers qu’on retrouve sur le réseau routier québécois. Un ensemble de mouvements sismiques, composés de cinq paires d’accélérogrammes historiques, caractérisant les mouvements sismiques anticipés dans les régions de moyenne sismicité de l’Est du Canada, ont été utilisés dans le cadre de cette étude. La demande sismique, en termes de déplacement longitudinal du tablier du pont, a été déterminée pour chaque modèle de pont à l’aide d’une série d’analyses dynamiques transitoires : (a) en considérant les composantes horizontales séparément selon chaque direction principale du pont, et (b) en considérant l’action simultanée des composantes horizontales du mouvement sismique.

Les valeurs des déplacements sismiques maximums du tablier, calculés aux appuis mobiles, montrent que la longueur d’assise minimale N prescrite par la norme CSA-S6 est très conservatrice pour les ponts situés dans les zones de moyenne sismicité de l’Est du Canada. Les résultats de l’étude montrent aussi que pour les ponts dont le biais est inférieur ou égal à 30°, le calcul du déplacement longitudinal du tablier dû aux mouvements sismiques bidirectionnels peut être fait en appliquant uniquement la composante la plus énergétique dans la direction longitudinale du pont. Par contre, pour les ponts dont le biais est supérieur à 30°, l’estimation adéquate du déplacement longitudinal nécessite une analyse bidirectionnelle en considérant simultanément les deux composantes horizontales du mouvement sismique.

Titre traduit

Effect of bidirectionel ground motion earthquakes on the support length of bridge decks

Résumé traduit

The loss of support has been identified as one of the main causes of bridge collapse during past earthquakes. To avoid this problem during future major seismic events, modern North American bridge design codes and regulations require providing a minimum support length at expansion bearings to accommodate bridge deck displacements. The empirical support length, N, required by the CSA-S6 Canadian highway bridge design code has been developed by the AASHTO based on ground motion earthquakes anticipated in Western American coast regions of high seismic hazard. A study has been conducted to examine the effect of bidirectional ground motion earthquakes on the longitudinal bridge deck displacement and the effectiveness of the empirical support length, N, for bridge structures located in eastern Canadian regions of moderate seismic hazard.

The study consists in a series of time-history analyses performed on 15 regular and irregular bridge models, typical of those encountered in the eastern Canadian highways. A set of five pairs of recorded historical ground motion earthquakes were used in this study. The maximum seismic longitudinal bridge deck displacement, for each model was computed: (a)using the ground motion earthquake component separately in each principal direction of the bridge models, and (b) using simultaneously the pairs of orthogonal seismic ground motions.

The values of the bridge deck maximum seismic displacements computed using time-history analysis show that the minimum support length, N, required at expansion bearings by the CSA-S6 code is too conservative for Eastern Canadian regions of moderate seismic hazard. The results also show that bridges with skew angle not more than 30° need not be analyzed for bidirectional ground motion earthquakes. However, the effect of bidirectional ground motion earthquake should be taken into account in the case of bridges with a skew angle greater than 30°.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie de la construction". Bibliographie : pages 161-164.
Mots-clés libres: Ponts Tabliers Effets des tremblements de terre sur. Ponts Tabliers Normes. Ponts Effondrement. Tremblements de terre Canada (Est) séisme multidirectionnel, longueur d’assisse, déplacement longitudinal
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de thèse
Khaled, Amar
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de thèse
Nollet, Marie-José
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie de la construction
Date de dépôt: 01 avr. 2014 20:56
Dernière modification: 23 mars 2015 14:36
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1287

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