Comportement en cisaillement de ponceaux rectangulaires en béton armé avec des barres en polymère renforcé de fibre (PRF)

Les ponceaux en béton armé sont l’un des éléments clés de la construction des autoroutes, facilitant le passage de l’eau et des eaux de drainage sous les routes et les voies ferrées. La structure des ponceaux joue également un rôle essentiel dans la gestion des risques d’inondation en tant qu’outil intégral de prévention des inondations qui protège les villes et les vies humaines. Les ponceaux sont soumis à des expositions agressives; l’eau qui coule et le sol environnant représentent un environnement difficile pour la structure du ponceau. L’eau peut contenir des acides, des déchets industriels, des produits chimiques et des chlorures. De plus, dans des régions comme l’Amérique du Nord, l’utilisation de sels de déglaçage accélère la corrosion de l’armature en acier. Cette étude a porté sur le comportement structurel et les performances de seize ponceaux rectangulaires en béton en vraie grandeur soumis à des charges concentrées verticales. Treize spécimens avaient une travée de 1500 mm, une flèche de 1500 mm, une épaisseur de dalle de 150 mm et une épaisseur de paroi de 150 mm. Les trois autres spécimens avaient une travée de 1800 mm, une flèche de 1500 mm et une épaisseur de dalle et de mur de 180 mm. Tous les ponceaux rectangulaires avaient des arêtiers aux raccordements entre les dalles et les murs, qui avaient les mêmes dimensions que les murs latéraux. La longueur du joint était de 1219 mm pour tous les spécimens et la couverture de béton a été maintenue constante à 25 mm. Les paramètres examinés étaient le ratio de renforcement longitudinal-FRP (0,83 %, 1,25 % et 1,67 %), le matériau de renforcement (PRFV, PRFB et acier), l’emplacement de la charge concentrée, la résistance à la compression du béton, le matériau d’assise de l’essai et l’effet de taille. Les résultats des essais ont été analysés en termes de résistance au cisaillement dans les deux directions, de mode de défaillance, de fléchissement de la dalle supérieure, de déplacement latéral des parois latérales et de déformations du béton et des armatures. L’effet de chaque paramètre sur le comportement a été évalué et discuté. Une étude théorique a été menée pour modifier l’équation de l’action du cisaillement bidirectionnel de la norme CAN/CSA S6:19 afin de prendre en compte les caractéristiques du matériau de renforcement PRF. L’équation modifiée a montré de bonnes prédictions de la capacité du cisaillement bidirectionnel expérimental des ponceaux en béton testés. En outre, une autre approche théorique a été menée de manière innovante pour proposerune nouvelle formule permettant de prédire avec précision la capacité de cisaillement dans les deux directions de la dalle supérieure des ponceaux rectangulaires en béton renforcés par des PRF. La formule proposée a montré d’excellentes prédictions de la capacité de cisaillement expérimentale dans les deux directions. En outre, la formule proposée a été développée pour prédire la capacité de cisaillement dans les deux directions des dalles en béton renforcé par des PRFV avec retenue des bords, représentant les dalles de pont en béton renforcé par des PRFV. Les analyses théoriques ont été soutenues par un modèle de régression linéaire et évaluées par des moyens statistiques.