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Sep 26th, 2017
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  1. NOM : / 20
  2.  
  3. ENSEIGNEMENT TRANSVERSAL
  4.  
  5. TRAVAUX PRATIQUES – 3 HEURES T STI2D
  6.  
  7. ETUDE D’UNE SUSPENTE DU PONT DE MERLE
  8.  
  9.  
  10.  
  11. 1. PRESENTATION
  12.  
  13. Question 1 : A partir du document « Le pont de Merle en Corrèze.pdf », dire quelles sont les 3 raisons qui justifient la reconstruction du pont :
  14.  
  15. / 1 pt
  16.  
  17. Il ne supporte pas assez les poids lourds :
  18. 'malgré un état général satisfaisant, une portance limitée à 12 tonnes et ne permettait pas le passage des autocars à cause d'une trop faible ouverture des portiques et du tracé coudé de la route aux abouts de l'ouvrage. '
  19. Pour le tourisme :
  20. 'pour le rendre praticable par des autocars de tourisme (17 tonnes)'
  21.  
  22.  
  23.  
  24.  
  25.  
  26.  
  27. Question 2 : A partir du document « Diagramme exigence Nouveau Pont de Merle.pdf », donner l’exigence qui se rapporte à la portance du pont :
  28.  
  29. / 1 pt
  30.  
  31. Id 1.1 : Le pont doit résister aux charges permanentes, d'exploitation et climatique.
  32.  
  33. Scénario :
  34.  
  35. A travers cette activité on cherche à simuler le passage d’un camion d’une masse de 17t pour vérifier si l’ancien pont de merle résisterait à cette charge.
  36.  
  37.  
  38. Problématique:
  39.  
  40. Vérifier la résistance de l’ancien pont de Merle soumis à une charge supérieure à sa portance admissible.
  41.  
  42.  
  43.  
  44.  
  45.  
  46. 2. PRISE EN MAIN DU LOGICIEL WPBD2012
  47.  
  48. Pour simuler la résistance du pont nous allons utiliser le logiciel West Point Bridge Designer 2012.
  49.  
  50. A partir du document « Tutoriel.pdf », suivre les indications pour réaliser le pont qui vous est proposé. Faire valider votre résultat par le professeur quand votre pont résiste à son chargement :
  51.  
  52.  
  53. / 1 pt
  54.  
  55.  
  56.  
  57.  
  58.  
  59.  
  60.  
  61.  
  62.  
  63. 1
  64.  
  65. 3. MODELISATION DE L’ANCIEN PONT DE MERLE SUR WPBD2012
  66.  
  67. A partir des hypothèses de modélisation ci-dessous, réaliser le modèle du Pont de Merle sur le logiciel West Point Bridge Designer
  68. Hypothèses de modélisation du Pont de Merle : / 2 pts
  69.  
  70. - Elévation du tablier : 24 m
  71.  
  72. - Catégorie de pont : Pont suspendu (2 points d’ancrage) à une seule travée
  73.  
  74. - Epaisseur du tablier : 15 cm
  75.  
  76. - Une voie de circulation
  77.  
  78. - Choix des barres : cf. « Type de barres.pdf »
  79.  
  80.  
  81.  
  82. Question 3 : Une fois la modélisation terminée, lancer une simulation. Que constatez-vous ?
  83.  
  84. / 0,5 pt
  85.  
  86. Le pont est fragilisé et se pli.
  87.  
  88. Question 4 : Quels sont les éléments qui ne résistent pas ?
  89.  
  90. / 0,5 pt
  91. Les éléments qui ne résistent pas sont les éléments : 15 22 38 57 61 66
  92.  
  93. Question 5 : A partir de la couleur des barres, préciser à quel type de sollicitation sont soumises ces 2 barres.
  94.  
  95. / 0,5 pt
  96.  
  97.  
  98. Question 6 : Quelle solution peut-on envisager pour que ces barres résistent ?
  99.  
  100. / 0,5 pt
  101. Augmenter (si la couleur est rouge) ou diminuer (si la couleur est bleu) l'itération.
  102.  
  103. Question 7 : La section actuelle de la suspente est de 35x35 mm². Remplacer cette section par celle immédiatement supérieur 40x40 mm². Lancer une simulation. Que constatez-vous ?
  104.  
  105. / 0,5 pt
  106. Le pont continu de se plier.
  107.  
  108.  
  109.  
  110. 4. MODELISATION DE LA DEFORMATION DE LA SUSPENTE SUR RDM6
  111.  
  112. Nous avons vu dans la modélisation du pont précédent que l’élément qui cassait en premier était la suspente du pont. Nous allons donc dans cette partie étudier plus précisément cette suspente de pont et étudier sa résistance.
  113.  
  114. Caractéristiques de la suspente : (d’après la modélisation sur WPBD)
  115.  
  116. Barre pleine de section carré : 35mm x 35mm
  117. Longueur de la barre : 3,75 m
  118.  
  119. 2
  120. Principe de l’essai de traction :
  121.  
  122. A travers l’étude sur WPBD, nous avons vu que cette suspente était soumise à une sollicitation de traction. L’objectif est ici d’étudier la déformation de la suspente sous un effort de traction croissant.
  123.  
  124.  
  125.  
  126. La suspente est tenue en deux points par une pince. La suspente est alors étirée à vitesse constante, et on relève la force de traction nécessaire en fonction de l'allongement. Ces essais permettent de tracer une courbe dite de traction pour étudier le comportement de la suspente soumise à un effort de traction jusqu’à la rupture.
  127.  
  128.  
  129.  
  130.  
  131.  
  132. F
  133.  
  134. Modélisation mécanique de l’essai de traction : Suspente
  135.  
  136. Suspente soumise à un effort de traction F
  137.  
  138.  
  139. F
  140.  
  141.  
  142.  
  143. Réaliser la modélisation de la suspente sur le logiciel RDM6 en suivant les étapes du document « Tutoriel RDM6.pdf »
  144. / 1 pts
  145.  
  146.  
  147. Question 8 : A partir de la modélisation, reporter votre résultat dans le tableau ci-dessous.
  148. Refaire le même calcul, à partir de l’étape 10 en prenant comme valeur, 100 kN, 150 kN, 200 kN
  149. et 250 kN et 287 kN.
  150.  
  151. Force F en kN 50 100 150 200 250 287
  152.  
  153. Déplacement Δl en m
  154.  
  155.  
  156.  
  157.  
  158.  
  159.  
  160.  
  161.  
  162.  
  163.  
  164. 3
  165. Question 9 : A partir des caractéristiques de la suspente, reporter ci-dessous la longueur de la suspente et calculer la section de la barre.
  166.  
  167. / 1 pt
  168. Section S en m²
  169.  
  170. Longueur l de la suspente en m
  171.  
  172.  
  173. Question 10 : A partir de la valeur des forces appliquées, calculer la contrainte σ définie ci-dessous. Reporter vos résultats dans le tableau ci-dessous.
  174.  
  175. σ : contrainte normale en kPa / 1 pt
  176. σ = F
  177.  
  178.  
  179. S F : Force appliquée en kN
  180.  
  181. S : Section de la barre en m²
  182.  
  183.  
  184. Contrainte σ en MPa
  185.  
  186. Déformation ε
  187.  
  188.  
  189.  
  190.  
  191. Question 11 : A partir des résultats obtenus aux questions 8 et 9, calculer la déformation ε définie ci-dessous. Reporter vos résultats dans le tableau ci-dessus.
  192.  
  193. ε = l ε : déformation en m/m / 1 pt
  194. l : Déplacement en m
  195. l
  196.  
  197. l : longueur de la suspente
  198.  
  199.  
  200.  
  201.  
  202.  
  203.  
  204.  
  205.  
  206.  
  207.  
  208.  
  209.  
  210.  
  211.  
  212.  
  213.  
  214.  
  215.  
  216.  
  217.  
  218.  
  219.  
  220.  
  221.  
  222.  
  223.  
  224.  
  225.  
  226.  
  227.  
  228.  
  229.  
  230.  
  231.  
  232.  
  233.  
  234.  
  235.  
  236. 4
  237.  
  238.  
  239.  
  240.  
  241.  
  242.  
  243.  
  244.  
  245.  
  246.  
  247.  
  248.  
  249.  
  250.  
  251.  
  252.  
  253.  
  254.  
  255.  
  256.  
  257.  
  258.  
  259. Contrainte σ en MPa
  260.  
  261. Question 12 : Tracer la courbe σ = f(ε) / 1 pt
  262.  
  263.  
  264.  
  265.  
  266.  
  267.  
  268.  
  269. 250
  270.  
  271.  
  272.  
  273.  
  274.  
  275.  
  276. 200
  277.  
  278.  
  279.  
  280.  
  281.  
  282.  
  283. 150
  284.  
  285.  
  286.  
  287.  
  288.  
  289.  
  290. 100
  291.  
  292.  
  293.  
  294.  
  295.  
  296.  
  297. 50
  298.  
  299.  
  300.  
  301.  
  302.  
  303.  
  304. 0
  305.  
  306.  
  307.  
  308. 5,00E-04 1,00E-03 1,50E-03 2,00E-03
  309.  
  310. Déformation ε en m/m
  311.  
  312. Question 13 : Que constatez-vous sur l’allure de la courbe ?
  313. / 0,5 pt
  314.  
  315.  
  316.  
  317. Question 14 : Calculer le coefficient directeur de la droite qu’on appellera E.
  318.  
  319. / 1 pt
  320.  
  321.  
  322.  
  323.  
  324.  
  325.  
  326.  
  327.  
  328.  
  329. 5
  330. 5. PRINCIPE DE DIMENSIONNEMENT DE LA SUSPENTE
  331.  
  332. Principe de dimensionnement :
  333.  
  334. Pour éviter les risques de rupture, la réglementation impose dans la plupart des cas de rester dans la zone élastique. La limite en terme de contrainte à ne pas dépasser sera donc la limite élastique σe qui est une caractéristique du matériau.
  335.  
  336. Il conviendra donc de vérifier que : σ ≤ σe
  337. F
  338.  
  339. Avec : σ : contrainte maximale que supporte l’élément en MPa et σ =
  340. S
  341. σe : limite élastique du matériau
  342.  
  343.  
  344. Rappel des caractéristiques de la suspente (issu du logiciel WPBD2012):
  345.  
  346.  
  347.  
  348.  
  349.  
  350. σe
  351.  
  352. S
  353.  
  354.  
  355.  
  356.  
  357.  
  358.  
  359.  
  360.  
  361.  
  362. F =320 kN
  363.  
  364.  
  365.  
  366.  
  367.  
  368.  
  369.  
  370.  
  371.  
  372.  
  373.  
  374.  
  375. Question 15 : A partir des résultats ci-dessus du logiciel WPBD2012, déterminer σe en MPa
  376.  
  377. S en m², F en MN
  378.  
  379.  
  380.  
  381. / 1 pts
  382.  
  383.  
  384.  
  385.  
  386.  
  387.  
  388. 6
  389. Question 16 : Faire la vérification du principe de dimensionnement. Qu’en concluez-vous ?
  390.  
  391. / 1 pts
  392.  
  393.  
  394.  
  395.  
  396.  
  397.  
  398.  
  399. A la question 7, nous avons constaté qu’avec une suspente de 40x40 mm², le pont résistait. On obtient alors les résultats ci-dessous :
  400.  
  401.  
  402.  
  403.  
  404.  
  405. σe
  406.  
  407.  
  408.  
  409. S
  410.  
  411.  
  412.  
  413.  
  414.  
  415.  
  416.  
  417.  
  418.  
  419.  
  420.  
  421. F =320 kN
  422.  
  423.  
  424.  
  425.  
  426.  
  427.  
  428.  
  429.  
  430.  
  431.  
  432.  
  433.  
  434. Question 17 : A partir des résultats ci-dessus du logiciel WPBD2012, déterminer σe en MPa,
  435.  
  436. S en m², F en MN
  437.  
  438. / 1 pts
  439.  
  440.  
  441.  
  442.  
  443.  
  444. Question 18 : Faire la vérification du principe de dimensionnement. Qu’en concluez-vous ?
  445.  
  446. / 1 pts
  447.  
  448.  
  449.  
  450. 7
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