Improving performance prediction of corroding concrete bridges with field monitoring (Améliorer les prévisions de rendement des ponts de béton en corrosion à l’aide de la surveillance sur place)
Ce document présente une méthode fondée sur la surveillance de la performance durant le cycle de vie des ponts en béton qui sont exposés aux chlorures, et démontre l’application de cette méthode dans une étude de cas. On démontre en premier lieu que certaines des données, qui sont couramment utilisées par les ingénieurs comme données d’entrée dans les modèles de prédiction de la durée de vie utile, peuvent s’écarter des valeurs réelles in situ, car ces paramètres varient largement dans le temps et l’espace. On révèle enfin qu’il est possible d’améliorer les prédictions de la durée de vie utile en mettant à jour ces modèles avec les données de surveillance in situ. (National Research Council of Canada Institute for Research in Construction report NRCC-53245,
July 2010, 16p.)
Modelling RC Bridge Columns Under the Combined Effects of Traffic and Reinforcement Corrosion (Modélisation des colonnes des ponts de béton armé (B.A.) sous l’effet combiné de la circulation et de la corrosion de l’armature)
Nous présentons dans ce document un modèle numérique des incidences individuelles et composées qu’ont sur la performance dynamique de la superstructure de pont la circulation automobile et les dommages dus à la corrosion dans les piliers de pont en béton armé. La procédure comporte deux (2) cycles diachroniques présentant chacun des processus : un cycle externe, qui représente le processus de la corrosion, et un cycle interne, qui effectue l’analyse de la variation en fonction du temps du pont en charge imposée par le roulage. Le pont à dalle sur poutres est modélisé comme un système à poutres sur deux piliers au moyen d’une méthode d’éléments finis bidimensionnelle, et le camion est modélisé comme un système dynamique à deux degrés de liberté, intégré au modèle du pont. Les dommages dus à la corrosion sont incorporés par la réduction de la superficie de l’acier d’armature et par l’épaufrure de la chape de béton. Il s’avère que le modèle est efficace pour simuler le comportement statique et dynamique des ponts à dalle sur poutres. Il ressort de l’étude de cas que bien que la corrosion des armatures des piliers de pont réduise considérablement leur capacité, elle ne provoque en fait qu’une augmentation marginale du fléchissement dynamique de la superstructure du pont sous le mouvement dynamique du camion. (National Research Council of Canada Institute for Research in Construction report NRCC-53536,
August 2010, 11p.)
Structural performance of laminated FRP box girder bridge deck compared to slab on prestressed concrete girder bridge (Rendement structurel des tabliers de ponts à poutres-caissons de plastique renforcé de fibres par rapport aux plaques sur les ponts à poutres de béton précontraint)
Le développement d’une superstructure du pont toute en éléments composites à haute performance représente un progrès prometteur relativement à l’utilisation de matériaux composites à haute performance dans les ouvrages de génie civil. Cependant, l’un des obstacles critiques à franchir quant à l’élargissement de cette utilisation demeure les lacunes en matière d’approches, de spécifications ou de lignes directrices de conception simplifiées et pratiques. Nous proposons dans ce document une méthode d’analyse et de conception multi-échelle fondée sur la performance itérative, pour les superstructures de pont toutes en éléments composites à haute performance. La superstructure est formée de poutres-caissons en polymère renforcé de fibre de verre (FRP) stratifié et d’une couche de surface supérieure, ou dalle de tablier, en FRP découpé en morceaux. Plusieurs conceptions stratifiées sont examinées, et la performance des plus efficaces des conceptions des structures et des matériaux pour le pont proposé est comparée à celle d’un pont à dalle sur béton précontraint de type traditionnel. Les résultats révèlent que la procédure proposée donne lieu à une utilisation efficace des matériaux, à une performance structurale supérieure et à une diminution considérable du poids de la superstructure. Toutefois, d’autres efforts de recherche seront requis pour investiguer plus loin les procédures de fabrication et de construction et la performance à long terme.
(National Research Council of Canada Institute for Research in Construction report NRCC-53572,
July 2010, 13p.)
Benefits of internal curing on service life and life-cycle cost of high-performance concrete bridge decks - a case study (Avantages de la cure interne du béton à hautes performances (BHP) des tabliers de pont sur la durée de vie utile et le coût du cycle de vie de ce matériau – une étude de cas)
Ce document examine l’incidence de la cure interne du béton à hautes performances (BHP) des tabliers de pont sur la durée de vie utile de ce matériau par l’utilisation de modèles analytiques aux fins de la prédiction du délai avant l’apparition de la corrosion, le début des dommages causés par la corrosion et enfin la défaillance de ces ouvrages. On a comparé trois (3) conceptions différentes de tablier de pont : i) tablier en béton ordinaire; ii) tablier en BHP avec adjuvants cimentaires (AC); et iii) tablier en BHP avec AC et cure interne. On a découvert que l’utilisation de la cure interne peut prolonger de plus de 20 ans la vie utile des tabliers en BHP, essentiellement en raison d’une réduction considérable de la vitesse de pénétration des chlorures dans le béton, résultant d’une diminution des fissures de retrait aux jeunes âges et de la diffusion des chlorures. En comparaison avec le béton ordinaire, on a pu prédire que le BHP avec AC et cure interne ajouterait plus de 40 années à la durée de vie utile des tabliers exploités en conditions environnementales rigoureuses. Des réductions de coût de cycle de vie respectives de 40 % et de 63 % ont été estimées relativement à l’utilisation des BHP conventionnels et des BHP à cure interne dans les tabliers, au lieu du béton ordinaire, en dépit du fait que le coût unitaire en place du BHP à cure interne peut être de 4 % plus élevé que celui du BHP à cure conventionnelle, lequel en retour peut être de jusqu’à 33 % supérieur à celui du béton ordinaire. Ceci s’explique par la plus longue durée de vie utile et aux interventions d’entretien moins fréquentes que procurent les tabliers en BHP à faible perméabilité.
(National Research Council of Canada Institute for Research in Construction report NRCC-52661,
July 2010, 43p.)
Effect of Chloride-based Deicers on Reinforced Concrete Structures (Effet des déglaçants à base de chlorure sur les structures de béton renforcé)
Nous avons réalisé une analyse documentaire approfondie et des essais en laboratoire pour évaluer l’effet des déglaçants à base de chlorure sur les barres d’armature et goujons dans le béton et afin de déterminer si les inhibiteurs de corrosion des déglaçants contribuent à préserver les infrastructures de transport. Dans le cadre de l’enquête en laboratoire, on a exposé des échantillons de béton à quatre déglaçants communs à base de chlorure pendant environ un an ou moins, à une diffusion naturelle à la température de la pièce ou à des expositions cycliques humidité/sécheresse et à des cycles de température. Dans les conditions expérimentales de cette étude, les inhibiteurs de corrosion des déglaçants ont contribué à préserver la force du béton exposé aux cycles de température et d’humidité/sécheresse. Même si ces inhibiteurs ont également ralenti l’entrée du chlorure et donc le début de la corrosion de l’acier dans le béton, ces avantages semblent s’estomper une fois la corrosion active des barres d’armature débutée.
(Washington State Department of Transportation report WA-RD 741.1,
July 2010, 174p.)
Strategic Evaluation of Different Topical Protection Systems for Bridge Decks and the Associated Life-Cycle Cost Analysis (Évaluation stratégique de différents systèmes de protection topiques pour les tabliers de ponts et analyse des coûts connexes du cycle de vie)
Les systèmes de protection topique agissent comme barrières qui protègent les tabliers de ponts contre les dommages de la corrosion en empêchant l’eau, l’oxygène et les ions de chlorure d’atteindre l’armature. Cette étude évaluait les systèmes de protection topique fréquemment utilisés pour les tabliers de ponts routiers au Colorado, y compris les revêtements de béton à faible perméabilité et les membranes imperméables avec revêtements d’asphalte. Cinq ponts ont été choisis aux fins d’inspection dans le cadre de ce projet. On a retiré des carottes de béton des tabliers des ponts sélectionnés, et on a déterminé les profils de concentration de chlorure à diverses profondeurs. La concentration de chlorure est un indicateur important des dommages effectués par la corrosion sur les barres d’armature des tabliers de béton.
(Colorado Department of Transportation report CDOT-2010-6,
August 2010, 73p.)
Impact of Overhang Construction on Girder Design (Impact de la construction de porte-à-faux sur la conception des poutres)
Les restrictions de coûts de la conception des ponts requièrent souvent l’utilisation du moins grand nombre de poutres possible sur la largeur du pont. Les poutres sont habituellement espacées de manière uniforme et transversale, le tablier du pont se prolongeant au-delà des poutres de bordure, ce qui produit un porte-à-faux. Bien que les concepteurs utilisent habituellement les règles pratiques en ce qui a trait à la géométrie du porte-à-faux, ces règles ne s’appliquent en général qu’aux exigences de résistance et de fléchissement du tablier en service, et on ne tient pas compte de l’effet attribuable à la charge de construction. En particulier, on ne comprend pas bien l’impact du porte-à-faux sur le comportement des poutres de bordure pendant la construction. La construction d’un porte-à-faux produit souvent un effet de torsion sur le système de poutres, ce qui peut entraîner des problèmes pour les ponts à poutres d’acier et de béton pendant la construction. Le principal problème en ce qui concerne les ponts à poutres de béton constitue la rotation latérale excessive de la poutre de bordure, ce qui peut causer des problèmes de sécurité et d’entretien pendant la construction. Cette étude avait pour objectif d’améliorer la compréhension du comportement des ponts attribuable à la charge non équilibrée des porte-à-faux et de définir les facteurs critiques qui influent sur le comportement des poutres. Cette étude visait également à élaborer des méthodologies et des recommandations de conception simples pour la construction de porte-à-faux. La recherche réalisée comprenait la surveillance sur le terrain, des essais en laboratoire et des analyses d’éléments finis paramétriques.
(Texas Department of Transportation Report FHWA/TX-10/0-5706-1,
May 2010, 205p.)
Determining More Effective Approaches and Materials for Grouting Shear Keys (Approches et matériaux plus efficaces d’application du mortier liquide des clés de cisaillement)
Ce projet avait pour but d’évaluer les pratiques améliorées de conception et de construction qui peuvent contribuer à réduire les défaillances (fissurations) du mortier liquide des clés de cisaillement sur les ponts à poutres-caissons de béton précoulé du ministère des Transports de la Pennsylvanie (PennDOT). On a atteint cet objectif en effectuant une analyse documentaire de l’état actuel de la pratique, des études paramétriques à l’aide de modèles numériques et des essais expérimentaux de vérification. L’analyse documentaire présentait quatre paramètres pouvant contribuer à réduire la fissuration : (i) la configuration des clés de cisaillement; (ii) le type de mortier utilisé; (iii) la précontrainte transversale par post-tension; (iv) les détails relatifs aux projecteurs de joints. Des essais expérimentaux ont été réalisés sur les raccordements des clés de cisaillement. Les résultats de ces essais ont été utilisés pour valider les modèles d’éléments finis de la région des clés de cisaillement. Une analyse du grillage de la configuration de pont choisie a été réalisée pour déterminer les effets maximums produits sur la charge utile des clés de cisaillement. Une étude paramétrique fondée sur une analyse des éléments finis a démontré qu’une clé de cisaillement pleine hauteur avec mortier à l’époxy pouvait réduire de manière importante les probabilités de fissuration. De plus, la quantité de précontrainte par post-tension et l’effet du projecteur de joint aux appuis contribuent aussi grandement à réduire l’effort de traction maximum et, par conséquent, la fissuration.
(Pennsylvania Department of Transportation report FHWA-PA-2010-014-PSU 014,
31 May 2010, 116p.)
Assuring Bridge Safety and Serviceability in Europe (Sécurité et fonctionnalité des ponts en Europe)
Les ingénieurs américains requièrent des outils et des protocoles perfectionnés pour mieux évaluer et assurer la sécurité et la fonctionnalité des ponts. La Federal Highway Administration, l’American Association of State Highway and Transportation Officials et le National Cooperative Highway Research Program ont parrainé une étude exploratoire en Europe pour définir les meilleures pratiques et les procédés utilisés pour assurer la sécurité et la fonctionnalité des ponts. L’équipe de l’étude a établi que les administrations routières européennes veillent à ce que leurs programmes de ponts assurent non seulement la sécurité des usagers, mais aussi à ce qu’ils répondent aux attentes en matière de fonctionnalité et à ce qu’ils améliorent les décisions prises en matière d’investissement en capital. L’équipe a colligé de l’information sur les pratiques et technologies de sécurité et de fonctionnalité liées à la conception, à la construction et à l’exploitation.
(US Federal Highway Administration International Scanning Program report FHWA-PL-10-014,
August 2010, 60p.)
Vessel Crushing and Structural Collapse Relationships for Bridge Design (Liens existant entre les collisions de navires et l’affaissement structurel pour la conception des ponts)
Une partie intégrante de la conception structurelle des ponts surplombant des voies navigables contribue aux collisions de navires sur les voies navigables. Chaque fois qu’un navire traverse une voie navigable donnée, il existe un risque réel que le navire s’écarte de son trajet prévu et, ce faisant, qu’il heurte une composante structurelle du pont qui se trouve sur son chemin. La recherche présentée dans ce rapport met l’accent sur l’établissement d’une probabilité améliorée des expressions d’affaissement pour les piliers de ponts sujets à des charges d’impacts avec des barges, ces liens étant une partie intégrante des méthodologies actuelles de conception des ponts.
(University of Florida Structures Research Report 2010/72908/74039,
August 2010, 231p.)
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