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3.4 – Spécificités du dimensionnement des ouvrages ferroviaires 3.4.1 - Règles de conception et de calculs des ponts ferroviaires Les dispositions générales à respecter pour les études et la réalisation des ouvrages ferroviaires ainsi que les différentes règles de l’art qui leur sont applicables sont définies dans les livrets des Cahiers des Prescriptions Communes (CPC) de la SNCF : le Livret 2.01 du CPC pour les ouvrages définitifs le livret 2.02 du CPC pour les ouvrages provisoires et les phases de construction Ces prescriptions s’appliquent à tous les ouvrages, quels qu’ils soient, c’est-à-dire aussi bien les ponts routiers franchissant des voies ferrées et les ponts rails que les installations ferroviaires, et concernent le tablier, les appuis et les fondations.
3.4.2 - Contraintes spécifiques de dimensionnement des ouvrages ferroviaires La conception et le dimensionnement des ouvrages ferroviaires doivent respecter les principaux critères suivants : • simplicité tant en conception qu’en réalisation, • rigidité importante tant en flexion qu’en torsion, • durabilité de la structure et des matériaux, • facilité d’inspection et de surveillance, • entretien minimum. Nota Les données fonctionnelles relatives aux lignes nouvelles à grande vitesse sont précisées dans des dossiers pour la conception des ouvrages d’art pour lignes à grande vitesse mises au point par la Direction de l’Équipement et de l’Aménagement de la SNCF.
Le dimensionnement des ouvrages ferroviaires doit prendre en compte de nombreuses contraintes spécifiques, et en particulier : • L’importance des charges verticales : poids du ballast et des convois ferroviaires ; • L’importance des efforts horizontaux : efforts de freinage des trains, effets des dilatations des rails, interaction voie-ouvrage ; • La limitation des déplacements des tabliers afin d’assurer la continuité de la voie ;
• La limitation des déformations de la structure afin de garantir le confort des usagers, une faible déformabilité et un bon amortissement des mouvements du tablier ; • La limitation des vibrations du tablier afin d’assurer la stabilité et la sécurité des structures. Les ouvrages doivent assurer la continuité de la plate-forme ferroviaire et donc permettre en particulier le passage des caténaires (et l’implantation de leur support) et des divers réseaux. 3.4.2.1 - Charges de calcul en phase d’exploitation normale
L’influence de la surcharge ferroviaire est beaucoup plus importante que celle des surcharges routières. Ceci est dû aux caractéristiques suivantes : • le poids du ballast et des superstructures (18 à 25 t/ml), • l’intensité des surcharges verticales (8 à 15 t/ml/voie, selon le type de convois), • l’effet dynamique dû au passage des trains, • l’effet de fatigue provoqué par les nombreuses variations d’efforts produites par le passage successif des essieux des rames ferroviaires, 62 • le freinage et le démarrage pour les appuis fixes : ces efforts sont dus à l’adhérence véhicule-rails. L’effort appliqué au rail peut être très élevé et représenter environ 1/4 du poids des trains. • l’interaction voie-ouvrage d’art. Elle est due au déplacement différentiel sous l’effet thermique entre les rails et leur assise.