Analyse du comportement dynamique des dalles de roulement des ponts routiers sous la sollicitation des camions

Abstract

L’objectif de ce travail, est de développer un modèle numérique de simulation du comportement dynamique d’une dalle de roulement d’un pont routier lors de passage d’un camion. C’est un complément approfondi du travail réalisé pendant la préparation du diplôme de magister, par le développement de nouveaux modèles de camion tridimensionnels à essieux tandem en conservant le modèle de la dalle de roulement et du profil de la chaussée. Un grand effort est fourni pour l’élaboration de plusieurs programmes numériques en langage FORTAN est implantations des modèles de camions ainsi développés dans les programmes conçus. Dans cette étude, la dalle de roulement est modélisée par une plaque mince orthotrope multi-travées à supports rigides. Le profil de la chaussée est modélisé par un processus aléatoire stationnaire gaussien de moyenne nulle. Le camion est modélisé par deux modèles dynamiques discrets tridimensionnels à essieux tandem. La méthode modale est utilisée pour résoudre l’équation du mouvement de la dalle de roulement en bénéficiant des propriétés d’orthogonalité des modes propres pour obtenir un système d’équations modales découplées. Les équations du mouvement des modèles de camion sont obtenues en appliquant le principe des travaux virtuels en dynamique. Les équations du mouvement couplées dalle/camion sont intégrées numériquement par la méthode de Newmark. Un processus de calcul itératif qui cherche l’équilibre dynamique entre la dalle et le véhicule à chaque pas du temps est utilisé. Sur la basse des développements mathématiques et numériques présentés dans les chapitres deux, trois et quatre, nous avons élaboré deux principaux programmes en langage FORTRAN. Des résultats concernant les fréquences et les modes propres de trois cas des dalles de roulement, sont présentés et comparés avec le code de calcul ANSYS. D’autres résultats de plusieurs simulations numériques de passage d’un camion à neuf degrés de liberté sur une dalle de roulement à trois travées sont présentés et interprétés.