Étude technique : Comportement vibratoire d’un pont piétonnier mixte sous charge piétonnière (Classe III) selon le guide SETRA (CEREMA)
1. Contexte et objectifs
Cette étude évalue la réponse vibratoire d’un pont piétonnier de construction mixte, conformément aux recommandations du guide SETRA (CEREMA). L’analyse se concentre sur la classe III de charge piétonnière, en combinant des méthodes analytiques (Excel) et numériques (Robot Structural Analysis™) pour valider la conformité aux critères de service.
2. Caractéristiques de la structure et hypothèses
| Paramètre | Valeur |
|---|---|
| Accélération gravitationnelle (g) | 9,80665 m/s² |
| Module d’Young de l’acier | 2,1 × 10¹¹ N/m² |
| Largeur utile | 2,5 m |
| Portée | 38,85 m |
| Masse par piéton | 70 kg |
| Densité de piétons (Classe III) | 0,5 piéton/m² (soit 48,6 piétons au total) |
| Taux d’amortissement (ξ) | 0,6 % (structure mixte) |
| Masse linéaire et inertie du tablier | Fournies dans le document |
3. Analyse modale analytique
- Fréquences naturelles identifiées :
- Mode 1 : 2,07–2,14 Hz
- Mode 2 : 8,3–8,5 Hz
- Facteur de participation modale (Ψ) : ≈ 1 (direction verticale, mode 1)
- Modélisation de la charge :
- Charge verticale représentée par une fonction cosinusoïdale, synchronisée sur la fréquence du mode 1.
- Accélération de pointe analytique : 2,888 m/s².
4. Simulation numérique (Robot Structural Analysis™)
- Cas étudiés :
- Charges statiques (poids propre + charge piétonne).
- Analyse modale incluant le poids propre et 50 % de la masse dynamique des piétons.
- Analyse harmonique dans la plage 2,07–2,09 Hz (amortissement de 0,6 %).
- Charge harmonique : Amplitude calquée sur la charge analytique.
- Résultat :
- Accélération de pointe au nœud central : 2,889 m/s² (validation de la cohérence avec l’analyse analytique).
5. Synthèse et conclusions
- Concordance des méthodes : Les résultats analytiques (Excel) et numériques (Robot) montrent un accord très étroit, confirmant la fiabilité de l’approche.
- Perspectives : Une analyse temporelle est prévue pour compléter la vérification.
Objectif final :
Vérifier le respect des états limites de service pour les vibrations induites par les piétons, selon les exigences du guide SETRA pour la classe III.
Remarque : Ce document sert de base pour comprendre l’impact dynamique des piétons et optimiser le comportement vibratoire de la structure.