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Approche simplifiée pour l’analyse de la fragilité sismique des ponts du Québec

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Diot, Antoine (2020). Approche simplifiée pour l’analyse de la fragilité sismique des ponts du Québec. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Dans la province de Québec l’aléa sismique est modéré à l’exception de la zone de Charlevoix où il est élevé. Cependant la densité de population importante des zones urbaines augmente le risque associé à l’aléa sismique. Dans ce contexte, l’évaluation du comportement des ponts de la province durant un séisme est nécessaire pour la planification des rénovations du réseau de transports et la gestion des interventions après un tremblement de terre. L’état de dommage des ponts détermine le coût et la durée des réparations, ainsi que leur niveau de fonctionnalité post tremblement de terre. L’analyse de la fragilité se fait par l’étude de ponts représentatifs des classes d’ouvrages de la région. Le but de cette étude est de fournir une méthode simplifiée d’analyse de la fragilité. La méthodologie de Basöz et Mander implémentée dans HAZUS a été adaptée pour prendre en compte les spécificités des ponts et de l’aléa sismique du Québec. Cette méthode simplifiée utilise les propriétés géométriques et mécaniques des ponts, comme le matériau du tablier ou les dimensions des colonnes ainsi que le type d’appareils d’appui, pour calculer la capacité de l’ouvrage. La capacité est utilisée avec la demande sismique de la région pour déterminer le PGA médian et l’écart-type des courbes de fragilité pour chacun des quatre états de dommage suivants : léger, modéré, étendu et complet. Les résultats sont validés avec des courbes de fragilité de la littérature, déterminées avec une analyse dynamique de ponts du Québec. Cette méthode simplifiée d’analyse de fragilité s’avère utile dans un processus de prise de décision pour déterminer les priorités d’intervention après un séisme ou pour mettre en place des mesures de mitigation sur la base du facteur de dommage moyen des ponts. La méthode simplifiée et les analyses dynamiques mènent à la décision de laisser les ponts ouverts avec certaines restrictions après un séisme ayant une probabilité d’occurrence de 2 % en 50 ans.

Titre traduit

Simplified process for Québec bridges fragility analysis

Résumé traduit

In the Province of Québec seismic hazard is considered as moderate with the exception of Charlevoix region. However, the high density of population in urban areas has the potential to increase the level of seismic risk. In this context, the evaluation of seismic impacts on urban bridges is crucial to mitigation, emergency and recovery planning for transportation network. The degree of bridge damage determines the cost and time required for repairs and the level of post-earthquake functionality of the bridge determined by its capacity to carry traffic flow. For urban bridges network, potential damage is estimated by fragility analysis of typical prototype models representing bridge classes. The aim of this study is to propose a simplified fragility model to estimate potential seismic damage to bridges in province of Québec area. The Basöz and Mander’s methodology, a simplified approach implemented in Hazus software is adapted to seismic hazard and bridges properties in the region of study. Using characteristics of typical bridges in Eastern North America, such as geometrical, material and deck properties as well as the type of bearing systems, the simplified methodology is applied to estimate bridges capacity. Median and standard deviation of respective capacity values are combined with regional demand spectrum to calculate fragility curves for four damage states. Results are validated against literature fragility functions based on dynamic analysis of typical bridges in Quebec. This simplified fragility model is useful in a decision-making process to determine mitigation or post-earthquake priorities based on the mean damage factor of the bridges. The simplified method and the dynamics analysis both lead to leave bridges open after an earthquake with a 2 % probability of occurring in 50 years.

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 avec mémoire en génie de la construction". Comprend des références bibliographiques (pages 121-123).
Mots-clés libres: pont, séisme, courbe de fragilité, gestion du risque sismique, méthode simplifiée, état de dommage
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Nollet, Marie-José
Codirecteur:
Codirecteur
Abo El Ezz, Ahmad
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie de la construction
Date de dépôt: 06 nov. 2020 19:06
Dernière modification: 06 nov. 2020 19:06
URI: https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2573

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