Estimation statistique des charges extremes de trafic sur les ouvrages d'art
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Estimation statistique des charges extremes de trafic sur les ouvrages d'art Estimation statistique des charges extremes de trafic sur les ouvrages d'art Presentation Transcript

  • Estimation statistique des charges extrêmesde trafic sur les ouvrages d’art Doctorant: Xiao Yi ZHOU Directeur de thèse: François TOUTLEMONDE Bernard JACOB Franziska SCHMIDT jeudi 10 mai 2012
  • Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Problématique • L’évolution du trafic observée ces dernières années est- elle un danger pour la sécurité structurelle des ouvrages, et quels facteurs sont les plus importants, tels le volume de trafic, le poids total en charge, la composition du trafic,…? • Quelle est l’influence des avancées technologiques dans le pesage en marche sur l’évaluation de la santé structurelle des ouvrages? • Parmi les différentes méthodes d’extrapolation quelles sont celles qui sont les plus adaptées pour extrapoler les effets du trafic sur les ouvrages, et à quelles conditions?Xiao Yi ZHOU, Ifsttar, SOA
  • Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Plan • Méthodes d’obtention des valeurs extrêmes • Les données de pesage en marche • Le calcul des effets du trafic • Comparaison • ConclusionXiao Yi ZHOU, Ifsttar, SOA 3 View slide
  • Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 METHODES D’OBTENTION DES VALEURS EXTREMESXiao Yi ZHOU, Ifsttar, SOA 4 View slide
  • Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Méthodes de prédiction EC 1 Méthodes récentes • Une fonction s’adaptant à • Maximum de bloc (GEV) la queue de distribution • Peaks-over-threshold (Normale, Gumbel) method (GPD) • Distribution asympotique • BOX-COX des valeurs extrêmes • … • Formule de Rice • …Xiao Yi ZHOU, Ifsttar, SOA 5
  • Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 DONNEES DE PESAGE EN MARCHEXiao Yi ZHOU, Ifsttar, SOA 6
  • Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Localisation des stations WIM Loisy Maulan Auxerre Vienne Saint Jean de VedasXiao Yi ZHOU, Ifsttar, SOA 7
  • Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Données de pesage en marche A6, 1986 A6, 1989 A9, 2010 WIM station Auxerre Auxerre St. Jean-de-Vedas 26. 05.1986 13.09.1989 01.01.2010 Periode mesurée - 02.06.1986 -25.09.1989 -31.05.2010 Nombre de voies 4 4 1 mesurées Nombre camions 46049 64967 835468 Nombre jours 7 13 138 Débit moyen 107 115 259 (veh/hour) Débit moyen 2558 2769 6217 (veh/day)Xiao Yi ZHOU, Ifsttar, SOA 8
  • Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Proportion des types de véhicules Proportion of vehicle types Proportion of vehicle types Proportion of vehicle types 6,7,8-axle 6,7,8-axle 6,7,8-axle 5-axle 2-axle 5-axle 2-axle 2-axle 3-axle 3-axle 5-axle 4-axle 3-axle 4-axle 4-axle A6, 1986 A6, 1989 A9, 2010 Nombre Nombre Nombre Nombre Pourcentage Pourcentage Pourcentage essieux camions camions camions 2 10267 22.30 12202 18.78 94902 11.36 3 1183 2.57 1466 2.26 23736 2.84 4 14306 31.07 15354 23.63 82926 9.93 5 19835 43.07 34740 53.47 628709 75.25 6 453 0.98 1178 1.81 4622 0.55 7 5 0.01 23 0.04 446 0.05 8 0 0.00 4 0.01 127 0.02Xiao Yi ZHOU, Ifsttar, SOA 9
  • Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Comparaison de PTC (1) 40 35 Delta 30 • La méthode de Profile 25 vraisemblance profil est Values 20 15 celle qui donne des 10 intervalles de confiance 5 les plus reserrés. 0 Normal GEV GPD Prediction methodsXiao Yi ZHOU, Ifsttar, SOA 10
  • Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Comparaison de PTC (2) 40 With weekend 35 Without weekend 30 Confidence interval length 25 • Avec l’échantillon excluant 20 les jours de fin de 15 semaine, les intervalles 10 de confiance sont moins 5 larges. 0 Normal GEV GPD Prediction methodsXiao Yi ZHOU, Ifsttar, SOA 11
  • Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Comparaison de PTC (3) 110 Normal 105 GEV GPD 100 • Il n’est pas facile de Confidence interval length 95 déterminer quelle 90 méthode est la meilleure 85 pour un effet donné sur un 80 OA donné. 75 Normal GEV GPD Prediction methodsXiao Yi ZHOU, Ifsttar, SOA 12
  • Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Comparaison de PTC (4) 60 SJDV Loisy 50 Confidence interval length • La taille des échantillons 40 30 est un paramètre 20 important car un 10 échantillon de taille supérieure donne des 0 Normal GEV Prediction methods GPD résultats plus stables.Xiao Yi ZHOU, Ifsttar, SOA 13
  • Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 LE CALCUL DES EFFETS DU TRAFICXiao Yi ZHOU, Ifsttar, SOA 14
  • Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012Xiao Yi ZHOU, Ifsttar, SOA 15
  • Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 -4 x 10 5 3.5 x 10 6 3 Without deviation 5 2.5 With deviation Probability density 4 2 3 1.5 1 2 0.5 1 0 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 0 Load effect -2000 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 4 x 10 5 6 With Results without transverse 4.5 Without 5 Fitted curve 4 x 10 Results with transverse 4 3 4 Fitted curve With 3.5 2.5 Without -log(-log(F)) 3 3 2 Frequence 1.5 2 2.5 1 2 1 0.5 1.5 0 0 4000 4500 5000 5500 6000 1 -1 0.5 -2 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 0 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 Load effect 4 x 10 Stress amplitudeXiao Yi ZHOU, Ifsttar, SOA
  • Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 COMPARAISONXiao Yi ZHOU, Ifsttar, SOA 17
  • Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Lignes d’influence utilisées• Les effets de charge critiques utilisés pour le calibrage du modèle étaient le moment à mi-travée dans une poutre sur deux appuis et le moment sur appui intermédiaire dans une structure continue avec deux travées. 3 Mid-span moment 2.5 Bending moment (N.m) 2 1.5 1 0.5 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Length (m)Xiao Yi ZHOU, Ifsttar, SOA 18
  • Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Comparaison des moments isostatiques extrêmes (1) A6, 1986 A6, 1989 A9, 2010 Rice formula 19873 22192 10229 GPD 26385 12310 9631 GEVD 9178 13073 9455 • Les différentes méthodes de prédiction donnent des extrapolations différentes. On peut tout de même remarquer que les résultats sur l’A9 donnent des résultats plus stables, grâce à la taille de l’échantillon.Xiao Yi ZHOU, Ifsttar, SOA 19
  • Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Comparaison des moments isostatiques extrêmes (2) 4 x 10 18 12000 LM1 LM1 16 A6/88 A6/88 SJDV-2010 10000 SJDV-2010 Mid-span bending moment (kN.m) Mid-span bending moment (kN.m) 14 12 8000 10 6000 8 6 4000 4 2000 2 0 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 5 10 15 20 25 30 35 40 Span (m) Span (m) • Jusqu’à 40m, les charges extrêmes sont données par le trafic non congestionné (contrairement aux structures avec des portées supérieures à 40m). • La réserve de résistance apportée par l’impression du WIM dans les années 90 est presque entièrement résorbée par l’évolution du trafic.Xiao Yi ZHOU, Ifsttar, SOA 20
  • Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 CONCLUSIONXiao Yi ZHOU, Ifsttar, SOA 21
  • Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 Conclusions • Le volume de trafic augmente depuis 30 ans, la composition du trafic change avec les nouvelles réglementations, • Différentes méthodes de predictions donnent des résultats, • Le modèle de charge LM1 de l’Eurocode 1 intègre une marge de sécurite suffisante.Xiao Yi ZHOU, Ifsttar, SOA
  • Les Plénières Journées Techniques Ouvrages d’Art 2012 MERCI POUR VOTRE ATTENTIONXiao Yi ZHOU, Ifsttar, SOA 23