Étude expérimentale du comportement dynamique des ponts : cas de huit ponts testés au Québec

Abstract

Ce mémoire présente les essais dynamiques effectués sur huit ponts au Québec. Ces essais ont été entrepris par l'Université de Sherbrooke en collaboration avec le Ministère des Transports du Québec (MTQ), et avaient pour objectif principal l'évaluation expérimentale du facteur d'amplification dynamique (FAD) pour ces différents ponts. Cette étude fait partie d'un projet de recherche global intitulé : Évaluation expérimentale du facteur d'amplification dynamique des ponts au Québec. Ce projet avait de plus les objectifs suivants: (i) établir l'état des connaissances des procédures d'essais dynamiques des ponts routiers et autoroutiers; (ii) établir l'état des connaissances de l'évaluation expérimentale du facteur d'amplification dynamique des ponts; (iii) établir une synthèse des études antérieures sur l'évaluation du facteur d'amplification dynamique; (iv) effectuer des tests dynamiques sur une série de ponts dans la province de Québec, en collaboration avec le MTQ; (v) développer des procédures d'essais standards pour les tests dynamiques de ponts et l'évaluation expérimentale du facteur d'amplification dynamique. Les essais dynamiques à grande échelle consistent à mesurer les accélérations, les déformations et les déplacements engendrés par le passage d'un ou plusieurs véhicules d'essais. Pour ce faire, des accéléromètres, des jauges de déformation et des jauges de déplacement sont placés à différents endroits sur les ponts, prédéterminés à l'aide d'un modèle par éléments finis. Pour chaque pont, à partir des mesures d'accélérations, les fréquences de résonance et leur mode de vibration ont été évalués par analyse spectrale. Les coefficients d'amortissement ont été calculés par la méthode du décrément logarithmique et la méthode de l'acuité de résonance. Les facteurs d'amplification dynamique des contraintes et des déplacements (FAD) ont été calculés à partir des données recueillies par les différentes jauges, et, dans certains cas, à partir des déplacements obtenus par intégration des accélérations mesurées. La portée des huit ponts testés varie entre 14,7 et 181,3 mètres. Ces ponts ont été sélectionnés de façon à étudier le comportement dynamique de différents systèmes structuraux en béton armé ou en acier. Ce mémoire présente une synthèse des résultats expérimentaux et analytiques obtenus pour les différents ponts. Chaque pont étudié fait l'objet d'un rapport détaillé. Une comparaison est effectuée entre les FAD mesurés et les coefficients de majoration dynamique prescrits par les codes canadien et ontarien. Les résultats obtenus au Québec dans cette série d'essais, les résultats de Cantieni (Suisse), de Billings et Humar (Ontario) sont également composés.