Préface
Le Code canadien sur le calcul des ponts routiers est la neuvième édition de la norme CAN/CSA-S6. II résulte de la fusion de la norme CANICSA-S6-88, Calcul des ponts-routes, et de la troisième édition du OHBDC-91-01, OntarioHUighway Bridge Design Code, et les remplace. Des éditions précédentes du Ontario Highway Bridge Design Code ont été publiées en 1983 et 1979 par le ministère des Transports de l’Ontario, Downsview (Ontario). Les éditions précédentes de la norme CSA ont été publiées en 1978, 1974, 1966, 1952, 1938, 1929 et 1922.
Cette première édition du Code canadien sur le calcul des ponts routiers fait de nouveau appel à la technique du calcul aux états limites. Inspirée principalement de la troisième édition du Ontario Highway Bridge Design Code, cette édition a été remaniée afin d’en assurer l’application dans l’ensemble des provinces du Canada. Elle traite pour la première fois de nombreuses règles de calcul et aborde de nombreux aspects de façon plus détaillée. L‘ajout de nouvelles exigences a entraîné une certaine réorganisation du code et la création de nouveaux chapitres, tant pour la norme CSA que le code de l’Ontario. Les règles de calcul sont basées sur les dernières données disponibles au moment de la rédaction.
Le chapitre 1, Généralités, décrit les exigences générales, les paramètres géométriques et les spécifications détaillées sur le plan hydraulique. La référence aux Normes canadiennes de conception géométrique des routes de l’Association des transports du Canada (ATC) a permis de réduire considérablement le nombre de paramètres géométriques. De même, la référence au Guide to Bridge Hydraulics de I’ATC a permis d’abréger les spécifications en matière d’hydraulique. Ce chapitre renferme de nouvelles exigences, notamment sur la durabilité, des lignes directrices générales d’ordre économique, environnemental et esthétique, ainsi que des exigences relatives à la sécurité, à l’entretien et aux accès pour les inspections d‘entretien.
Le nouveau chapitre 2, Durabilité, précise la notion de durabilité des matériaux utilisés dans la construction des ponts, ponceaux et autres ouvrages aménagés sur le réseau routier. Les critères de durabilité appliqués aux matériaux reposent sur les principes courants des mécanismes de détérioration propres à chaque matériau, les conditions environnementales auxquelles ils sont soumis, ainsi que les mesures de protection et les exigences détaillées nécessaires au maintien de la détérioration à des niveaux acceptables.
Le chapitre 3, Charges, traite des modèles de surcharge modifiés par rapport à ceux qu’utilisent la norme CANICSA-S6-88 et le OHBDC-91. Le camion modèle de 625 kN sert de barème minimal pour le transport interprovincial et est basé sur les charges légales en vigueur présentement au Canada. La longueur des travées en ce qui a trait à l’application des surcharges de voie et des charges exercées par les camions n’est désormais plus limitée. Le chapitre aborde, pour la première fois, les collisions provoquées par des navires. Les exigences relatives aux effets des tremblements de terre et aux charges, en ce qui a trait à l’évaluation et à la réfection, font l’objet de chapitres particuliers.
L‘élimination des limites de longueur des travées a entraîné l’élaboration d’exigences sur les longues travées (qui ne doivent cependant pas être considérées comme complètes dans cette édition) ; il en est question dans ce chapitre et ailleurs dans le code. Le chapitre 3 traite des surcharges appliquées sur les longues travées et de la nécessité d’effectuer des essais en soufflerie pour calculer les effets aérodynamiques. L‘étude de la conception des ponts à longues travées, dont il est également question dans d’autres chapitres, se penche notamment sur les méthodes d’analyse, au chapitre 5, les ponts en béton à voussoirs, au chapitre 8, et les coefficients de tenue des câbles des ponts suspendus et haubanés, au chapitre 1O.
Le nouveau chapitre 4, Calcul parasismique, présente les règles de calcul parasismique pour les nouveaux ponts, règles qui s’inspirent surtout du Highway Bridge Code de I ’American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO). Ce chapitre se distingue notamment du code de I’AASHTO par son traitement plus explicite du coefficient de risque et du coefficient de modification de réponse, par l’application de nouvelles règles de calcul et caractéristiques à l’égard des éléments d’infrastructure en acier de construction ductile, et par I ’élaboration d’exigences nominales sur l‘isolation parasismique de la base. II fournit en outre des exigences nominales concernant l’évaluation sismique des ponts existants, ainsi que des exigences et des conseils sur leur réfection parasismique.
Le chapitre 5, Méthodes d’analyse, reprend la structure de base du OHBDC-91. II emploie un nouveau type de méthodes d’analyse simplifiée de l’ossature des ponts en vertu desquelles le pont est considéré comme une poutre unique et les effets des forces sont répartis à parts égales sur la largeur du pont, puis amplifiés aux fins du calcul de l’intensité réelle. Des recherches existantes et récentes ont permis d’établir des coefficients de distribution à partir de variables semblables à celles qu’utilise le OHBDC-91, quoique légèrement modifiées.
Des méthodes simplifiées de calcul des déformations élastiques, semblables à celles de la norme CSA S6-88, ont été ajoutées aux fins de l’analyse des effets transversaux. Ce chapitre traite également de méthodes plus élaborées d’analyse des ponts à travée courte, moyenne et longue.
Le chapitre 6, Fondations, est basé sur le OHBDC-91 et l’utilisation continue de coefficients de tenue globaux. S’appuyant sur la technique du calcul aux états limites, on applique la notion de « résistance » à la solidité ou la capacité du sol ou du roc à l’état limite ultime. De même, la notion de « réaction » est reliée à l’état limite d’utilisation et indique une déformation particulière. Ce chapitre insiste sur l’importance des communications entre t’ingénieur en structure des ponts et l’ingénieur géotechnicien.
Le nouveau chapitre 7, Ouvrages sous remblai, apporte un complément d‘information au chapitre sur les ouvrages en sol-acier du OHBDC-91. En plus des ouvrages en sol-métal dans lesquels la poussée constitue l’effet dominant des forces exercées sur les tôles, cette édition traite des ouvrages à caissons métalliques dans lesquels la flexion est le principal effet. Ce chapitre comporte en plus des exigences à l’égard des ouvrages en béton armé coulé en place et préfabriqués, y compris des tuyaux, des sections-caissons et des ouvrages à voussoirs. II décrit les critères de détermination des propriétés et des dimensions des éléments en sol stabilisé et en matériaux non pédologiques. II présente également des méthodes de construction pour les éléments de sol et des règles de surveillance des travaux de construction.
Le chapitre 8, Ouvrages en béton, traite des éléments en béton armé totalement ou partiellement précontraint, y compris les dalles de tablier, faits de béton de densité normale ou élevée, ou de béton semi-léger dont la résistance varie de 30 à 80 MPa. La théorie du champ de compression sert de méthode de dimensionnement pour le cisaillement et la torsion, combiné à la flexion. La méthode basée sur le modèle bielle-tirant permet de dimensionner les zones pour lesquelles l’hypothèse des sections planes ne s’applique pas.
Le chapitre 9, Ouvrages en bois, assure la cohérence des propriétés prescrites pour les matériaux et les organes de fixation avec la norme CSA 086.1-94. II comporte également des données sur le bois de structure mixte. Le traitement du cisaillement et de la compression a été mis à jour. Les exigences concernant la répartition des charges, les nombreux coefficients de calcul et les articles sur les tabliers en bois lamellé sont demeurés fondamentalement identiques à ceux du OHBDC-91-01.
Le chapitre 10, Ouvrages en acier, décrit la majorité des règles de calcul applicables aux ouvrages en acier, à l’exception de certaines exigences relatives aux séismes qui ont été placées au chapitre 4. Les exigences en matière de construction susceptibles d‘influer sur les coefficients de tenue utilisés dans ce chapitre sont énoncées à l’article 10.24. Comme le code englobe maintenant les ponts à longue travée, on y traite de l’utilisation des câbles, et un article a été réservé aux arches. La durabilité fait l’objet d’un traitement beaucoup plus complet. Certains articles ont été surtout révisés, notamment ceux qui portaient sur les poutres, les poutres mixtes, les poutres à courbure horizontale, les tabliers à dalle orthotrope, la fatigue, ainsi que les exigences en matière de construction.
Le chapitre 11, Joints et appareils d’appui, reprend les notions décrites dans la norme CSA S6, le OHBDC-91 et le nouveau Highway Bridge Code de I’AASHTO. II y est question des joints et des appareils d’appui des tabliers utilisés couramment au Canada. Les tableaux révisés tiennent compte des résultats des recherches effectuées récemment dans ce domaine.
Le chapitre 12, Dispositifs de retenue et supports d’équipements routiers, décrit les exigences des essais d’accident simulé à l’égard des dispositifs de retenue que prescrit le OHBDC-91 et en ajoute à l’égard des supports d’équipements routiers cédant sous l’impact. Les modèles de dispositifs de retenue et de supports d’équipements routiers dont le rendement en service est satisfaisant peuvent être exemptés de ces essais. Des niveaux de rendement différents de ceux du code sont permis, sous réserve de l’approbation des pouvoirs de réglementation.
Le nouveau chapitre 13, Ponts routiers mobiles, du code prescrit les exigences en matière de conception, de construction et d’exploitation des ponts routiers mobiles traditionnels. II constitue une version révisée de l’ancienne norme CSA S20 (édition de 1960 retirée en 1977) sur les ponts routiers mobiles. La conception structurale se fonde maintenant sur la méthode de calcul aux états limites, mais le calcul des systèmes mécaniques continue de s’inspirer du principe des contraintes admissibles toujours utilisé dans l’industrie en Amérique du Nord. L‘élaboration de ces nouvelles exigences a été précédée d’une étude approfondie des spécifications établies par I’AASHTO et I’American Railway Engineering and Maintenance of Way Association (auparavant I’AREA) sur les ponts mobiles.
Le chapitre 14, Évaluation, regroupe les systèmes d’évaluation et les approches du chapitre 12 de la norme CANICSA-S6-88 et de I’OHBDC. Ce chapitre a été publié à titre de Supplément no 1-1990 à cette édition de la norme. Certaines caractéristiques retrouvées dans le OHBDC-91 y ont été insérées, comme le niveau d’évaluation des surcharges et l’évaluation des dalles de tablier. Une autre catégorie de véhicule exploité en fonction d‘un permis (PA permis -- annuel) a été ajoutée. Dans cette édition, l’évaluation selon la charge moyenne a été supprimée du Commentaire afin de l’intégrer au chapitre 12 du code. La méthode qui permet de déterminer la classe des matériaux à partir de petits échantillons a été soustraite à l’utilisation du théorème de Bayes dans le chapitre 12 afin de la rendre plus conforme.
Le chapitre 15, Réfection, est tiré du OHBDC-91. La norme CSA S6 n’y faisait pas référence auparavant. II fournit des conseils sur la sélection des charges et des coefficients de pondération des charges en vue de la réfection.
Le nouveau chapitre 16, Ouvrages renforcés de fibres, fournit les règles de calcul à l’égard d’un certain nombre d‘éléments de structure qui renferment des fibres à module faible ou élevé. Les fibres à module élevé, de type aramide, carbone et verre, entrent dans la production des polymères renforcés de fibres qui servent surtout à remplacer directement les barres ou les câbles de précontrainte en acier. Les fibres à faible module servent essentiellement à réduire la fissuration du béton. Ce chapitre décrit les règles de calcul des poutres et des dalles en béton, des dalles de tablier en béton et des tabliers en bois mis sous contrainte.
Le financement des frais de rédaction et de publication du code a été assuré par plusieurs provinces, soit l’Alberta, la Colombie-Britannique, le Manitoba, le Nouveau-Brunswick, Terre-Neuve, la Nouvelle-Écosse, le Québec et la Saskatchewan, et par le ministère fédéral des Travaux publics et des Services gouvernementaux. L‘Ontario a fourni une grande part de l’aide financière et du personnel de soutien technique. La rédaction de ce code n’aurait pas été possible sans la collaboration de tous les commanditaires et particulièrement du ministère des Transports de l’Ontario.
La version française de ce code a été préparée par CSA International, d‘après la version anglaise publiée en décembre 2000, laquelle a été préparée par le Comité technique CSA sur le Code canadien sur le calcul des ponts routiers sous l’autorité du Comité directeur stratégique sur les ouvrages (conception), et a été approuvée par ces comités. Le code a été approuvé en tant que Norme nationale du Canada par le Conseil canadien des normes.
Domaine d'application
1.1.1 Domaine d'application du code
Domaine d'application du codeLe code s'applique à la conception, à l'évaluation et à la réfection structurale des ponts-routes fixes et mobiles au Canada. Aucune limite n'est indiquée quant à la longueur de portée, mais les exigences ne visent pas nécessairement tous les aspects de la conception de tous les types de ponts à longue portée. Le code vise également la conception de passerelles piétonnières, de murs de soutènement, de dispositifs de sécurité et d'accessoires routiers de nature structurale comme les lampadaires et les structures de support des panneaux de signalisation.
Le code ne s'applique pas aux structures des services publics ni aux ponts utilisés à des fins de transport par service ferroviaire régulier ou trains de banlieue.
Le code ne précise pas les exigences relatives aux effets côtiers comme l'exposition à l'action des vagues et aux icebergs, ni aux conditions en terrain montagneux élevé, comme l'effet des avalanches. On doit retenir les services de spécialistes expérimentés pour agir comme conseillers ou vérificateurs de la conception de structures qui pourraient être soumises à de tels effets. En outre, on doit s'assurer que toutes les exigences des codes appropriés ont été satisfaites.
Dans le cas de ponts qui ne correspondent pas entièrement aux critères du domaine d'application, le code doit s'appliquer lorsque cela est approprié, et on doit soumettre pour approbation tous les critères de conception supplémentaires ou de rechange, qui sont nécessaires.
Bon nombre de chapitres comportent des appendices qui présentent des documents plus rarement utilisés ou cités en référence. Ces appendices doivent être considérés comme une partie intégrante du chapitre auquel ils sont joints.
1.1.2 Domaine d'application du chapitre 1
Le chapitre 1 énonce les exigences pour l'application du code et les exigences générales visant les ponts, les ponceaux et les ouvrages connexes. Les dispositions du code déterminent la géométrie de base et la conception hydraulique. Les exigences générales visent les éléments connexes, le drainage du tablier du pont, et l'accès à des fins d'entretien et d'inspection. Des lignes directrices très générales abordent des questions économiques, esthétiques et environnementales.
