Méthodologie pour la requalification des ponts en maçonnerie
Institution:
Toulouse 3Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
Managers of railways need to preserve the railway heritage and maintain the structures ability to support traffic. Analyzing and predicting the structures behavior is increasingly significant. The research program aims to develop an overall methodology for the masonry arch bridges analysis. It includes a numerical tool for the diagnosis of the observed pathologies. A literature review defines the types of masonry bridges with their specificities and identifies the different existing calculation methods. The developed model is a damage model with distributed anisotropic cracking adapted to masonry and integrated into a finite element code. Without imposed cracks, it is possible to find the cracking pattern of a structure considering various loads. The overall methodology of masonry arch bridges analysis, described in this thesis, includes investigations on site: cores, measurements under traffic, existing crack pattern. The cores are used to characterize individual materials and a method for obtaining homogenized parameters is proposed in order to model the masonry behavior. The proposed methodology is illustrated with the study of a viaduct in St Ouen (close to Paris). It allows investigating different support displacements in order to retrieve the causes of the observed cracks on the structure. The bridge geometry, loads, boundary conditions and post-processing can be easily given using a user interface developed as part of this thesis. The results are presented and discussed.
Abstract FR:
La conservation du patrimoine ferroviaire et l'exploitation adaptée des ouvrages est une des priorités des gestionnaires des réseaux ferroviaires. Pour cela, il convient de connaître les ouvrages d'art du réseau afin de pouvoir analyser et prédire leur état tout au long de leur vie. Cette thèse a pour objectif de développer une méthodologie globale pour l'analyse des ponts en maçonnerie s'appuyant sur un outil numérique d'aide au diagnostic des pathologies observées. Une étude bibliographique définit la typologie des ponts en maçonnerie avec leurs spécificités et inventorie les pathologies courantes et les différentes méthodes de calcul existantes. Le modèle choisi, dont le développement et l'adaptation aux maçonneries sont présentés dans cette étude, est un modèle d'endommagement avec fissuration anisotrope répartie, intégré dans un code de calcul aux éléments finis. Sans prédisposer les fissures, il est possible de retrouver le faciès de fissuration d'une structure sous diverses sollicitations. La méthodologie globale d'analyse d'un pont en maçonnerie exposée dans cette thèse inclut des investigations sur site : carottages, mesures sous trafic, relevés de fissures. Les carottages permettent de caractériser individuellement les matériaux et une méthode d'obtention des paramètres homogénéisés est proposée afin de modéliser le comportement des maçonneries constituant le pont. La méthodologie préconisée est illustrée à l'aide de l'étude du viaduc de St Ouen. Elle permet notamment de rechercher les mouvements d'appuis à l'origine de fissures observées in situ. La géométrie du pont, les chargements, les conditions aux limites et le post traitement sont facilités par une interface utilisateur développée dans le cadre de cette thèse. Les résultats obtenus sont présentés et discutés.