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Vulnérabilité sismique des piles de ponts rectangulaires sous-armées dans l'Est Canadien

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École de technologie supérieure
Publication Date

Abstract

Lors de mouvements sismiques bidirectionnels, l’intégrité d’un pont dépend de la capacité de ses colonnes à se déformer sans se rompre. Ce sont les armatures longitudinales et transversales qui permettent aux colonnes de se déformer dans le domaine inélastique. Les codes de conception parasismique prescrivent des exigences visant à limiter la quantité minimale d’armatures longitudinales. La norme canadienne de conception des ponts (CSA, 2006) prescrit un taux minimum d’armatures longitudinales de 0,8%. Cette limite vise à éviter la plastification passive des armatures lors du retrait et du fluage du béton. Toutefois, les résultats de travaux de recherche récents montrent que cette exigence pourrait être assouplie sous réserve de prévoir un confinement adéquat. L’objectif de cette étude est d’évaluer la vulnérabilité sismique des piles de ponts rectangulaires sous-armées pour l’Est du Canada. Des analyses élastiques spectrales ainsi que des analyses dynamiques temporelles non linéaires ont été réalisées sur un modèle de pont type afin d’évaluer le comportement des piles. Les composantes horizontales des accélérogrammes des séismes de Nahanni (23 décembre 1985) et du Saguenay (25 novembre 1988) ont été sélectionnées puis calibrées selon le Code National du Bâtiment du Canada (CNBC, 2005) afin de les rendre représentatives des classes de sol A, C et D. Les spectres d’accélération ont été utilisés pour déterminer les efforts sismiques provenant des analyses spectrales et les accélérogrammes ont été utilisés dans le cadre d’analyses temporelles non linéaires pour déterminer les déformations du béton et des aciers, les déplacements en tête et les efforts maximaux à la base des colonnes. Quatre modèles de colonnes contenant respectivement un taux de 0,31%, 0,51%, 0,83% et 1,08% ont été utilisés. Les déformations dans les fibres de béton de recouvrement, les fibres des armatures et les fibres de béton confiné ont été évaluées et analysées. Des rotules plastiques ont été disposées à la base et en tête des colonnes. Les résultats révèlent que toutes les colonnes ont adopté un comportement ductile satisfaisant. Toutefois, la colonne armée à 0,31% a présenté des dommages significatifs. Les autres colonnes, incluant celle armée à 0,56%, ne présentent que des dommages modérés. Les résultats de cette étude permettent de conclure à un possible assouplissement de l’exigence relative au taux minimal d’armature longitudinale dans les piles de ponts. Cette valeur minimale de 0,8% prescrite par le CSA-S6 pourrait être abaissée à 0,5% sans compromettre le bon comportement sismique des piles de ponts.

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