2005_Pylone_Haubane_60M

DIAGNOSTIC PYL PYLÔ ÔNE HAUBANÉ HAUBANÉ DE 60 M” M”

Nantes – 21/09/05

I. – INTRODUCTION II. – INVESTIGATIONS DU PYLONE IN-SITU III. – MODELE DE CALCUL IV. – ANALYSE DES RÉSULTATS ESSENTIELS Tensions dans les haubans Efforts dans le Mât Stabilité des Massifs d’ancrage Déplacements horizontaux du mât

V. – PRECONISATIONS

I. INTRODUCTION L’objet du diagnostic consiste à reconstituer autant que possible, sous l’angle de la solidité, le dossier technique du pylône et l’examen de la faisabilité de l’équiper de nouvelles antennes de télécommunications. L’intervention est scindée en deux phases suivantes : -

investigations in-situ pour relever des données permettant une connaissance suffisante des différentes parties du pylône « haubans, treillis, fondation, sol »

- analyse et exploitation de ces données dans le cadre d’une modélisation tridimensionnelle pour l’évaluation de la stabilité d’ensemble du pylône et de sa réserve de résistance sous l’action du vent avec mât équipé ou non d’antennes.

Le pylône est constitué des 3 principales parties suivantes : -

Mât en treillis métallique de 60 m à base triangulaire (photo 3)

-

15 haubans disposés en 3 nappes (photos 1 et 2)

-

Fondation : un massif sous le mât et 3 paires de massifs de fixation des haubans

Pylône GDF - Gournay Photo n° 1

Descriptif : Vue d’ensemble : mât de 61 m en tripode et treillis secondaire, rotulé à sa base sur massif; 3 nappes de 5 haubans chacune fixées sur le mât (61, 50, 38, 26,14 m) et ancrées sur 2 massifs de fondation situés à 24 m (haubans 1 et 2) et 35 m ( haubans : 5 ;4,3)

Pylône GDF - Gournay Photo n° 2

Descriptif : Partie supérieure du pylône : haubans des rangs 3, 4, et 5 (avec boules rouges de balisage - antennes existantes dont celles visibles de type GSM (France Télécom) perchées à 3 m du sommet qui seront remplacées par des antennes d’emprise au vent plus importante

II. INVESTIGATION du PYLÔNE IN-SITU Relevé géométrique du mât et des 3 nappes de haubans par des mesures topométriques, Evaluation des pré-tensions des haubans assurant l’équilibre du pylône au repos (verticalité à vent nul) par moyens topométrique et dynamique combinés; Identification visuelle des haubans à partir des brins apparents et des sections du treillis, Détermination des profondeurs des massifs d’ancrage des haubans et de la fondation du mât par mesures « sismique parallèle », Reconnaissance des caractéristiques mécaniques du sol d’assise par essai pressiométrique.

Pylône GDF - Gournay Photo n° 3

Descriptif : Zone courante du mât : section constante en tripode (tube de 50 mm épais de 4 mm) et treillis secondaire en armatures de 15 mm disposées en triangles successifs - on remarque la présence d’une échelle d’accès sur une face (2 armatures supplémentaires horizontales sur chaque triangle) ayant pour conséquence de créer , une certaine dissymétrie de la raideur du mât.

Pylône GDF - Gournay Photo n° 4

Descriptif : Détail du pied du pylône : massif de fondation en béton dont nos investigations ont révélé les dimensions de « 0.90 x 0.90 x 2,80 m » rétrécissement de la section du treillis en tubes de 60 mm et armatures de 20 mm - dispositif de fixation du pied du mât rotulé sur le massif

Pylône GDF - Gournay Photo n° 5 Descriptif : a) - Massif de fondation S1 : ancrage des haubans de rang 1 et 2 (24 m de l’axe du pylône) - massif en béton de dimensions 0,90x0,90x1,00 m déterminées par sondage b) - Brin du hauban : identification au câble en acier du groupe 1 classe 6x7 de la norme NF ISO 2408

Pylône GDF - Gournay Photos n° 6 Descriptif : a) - Massif de fondation S2: ancrage des haubans de rang 5, 4 et 3 (35 m de l’axe du pylône) massif en béton de dimensions 1,40x1,40x1,00 m déterminées par sondage, b) - Dispositif d’ancrage des haubans sur massif : orientation des 3 haubans ; tendeur,…. vue du matériel d’instrumentation dynamique utilisé.

3.1 DEFINITION DE LA GEOMETRIE PAR MESURES TOPOMETRIQUES

Moyen : un tachéomètre ayant une incertitude de mesure « augulaire = 0,15 dmgon - distances = 2 mm + 2 ppm ».

3.2 IDENTIFICATION VISUELLE DES HAUBANS ET DU TREILLIS DU MAT

MAT - Zone courante - Tube vertical - treillis - Pied du mât - tube vertical - treillis

Diamètres et/ou Epaisseurs (mm)

φ = 50 ; e = 4 φ = 15 φ = 60 ; e = 4 φ = 20

Haubans Fixation

Sections

5e rang

φ = 10,0mm

4e

61 m

rang

50 m

3e rang

38 m

2e rang

26 m

1e rang

12 m

Masse (daN/ml)

Identification

0,398

φ = 7,5 mm

0,215

φ = 5,5 mm

0,116

Câble en acier du Groupe 1 Classe 6 x 7 de la norme NF ISO 2408

3.3 MESURES DES PRE-TENSIONS DES HAUBANS Moyens : mesures dynamiques et topométriques pour déterminer respectivement les fréquences et les chaînettes (allures et longueurs) des 15 haubans. Ces 2 paramètres et la masse linéique sont reliés à la tension du hauban par l’expression suivante :

1 T ∆f = 2L m

d’où

T = m x (2 x f L)2

L = longueur de la chaînette (m) f = moyenne des variations de fréquences (Hz) transversales de vibration (entre 2 pics successifs d’un train d’ondes caractérisant le hauban). m = masse linéique (Kg/ml) T = tension (N) initial du hauban (généralement faible par rapport à la tension sous le vent = 10 à 20 %)

Rang Câbles

Repé Rep érage Nappe

Massifs

Fréquences mesurées (Hz)

Longueurs mesurées (m)

ensions déduites (daN)

1°

1 2 3

1 1 1

1,836 2,156 2,472

25,22 25,29 25,36

100,16 138,06 181,40

2°

1 2 3

1 1 1

1,105 1,295 1,167

33,12 33,19 33,28

119,90 158,97 129,10

3°

1 2 3

1 1 1

1,065 0,880 0,931

50,59 50,81 50,86

251,82 171,93 192,44

4°

1 2 3

2 2 2

0,750 0,773 0,750

59,99 60,15 60,24

175,00 185,90 175,00

5°

1 2 3

2 2 2

0,417 0,417 0,430

70,15 70,33 70,48

111,15 118,15 149,03

Figure 1 Méthode dynamique de caractérisation des haubans excités individuellement : Exemple : Réponse du hauban de rang 1- nappe 1

Pour 3 haubans de même rang sensés être pré-tendus identiquement, les rapports des tensions atteignent : • Massif 1 : 1,81 (rang 1) ; 1,32 (rang 2) • Massif 2 : 1,46 (rang 3) ; 1,06 (rang 4) ; 1.33 (rang 5) Pré-tensions non corrélées entre les différents rangs de haubans (voir figure 2 ) : • exemple : 181 daN pour un haubans du 1e rang ≅ maxi. des haubans du 4e rang > aux haubans de rang 2 et 4 Seule les haubans de rangs 4 à 1 de la nappe 2 semblent corrélée avec des tensions décroissantes du haut vers le bas : 185 ; 171 ; 158 et 138 daN, Bien que les haubans de rang 5 ont une section supérieure à ceux des rangs 4-3-2, ils sont moins prétendues que ces derniers. Les longueurs déduites des haubans d’un même rang présentent des variations maximales de : 33, 25, 27, 17, et 14 cm respectivement pour les rangs de 5 à 1, soit 0.004 à 0.005 % exprimées en pourcentage.

Figure n° n° 2

Pré-tensions (t) des haubans nappe 1

3.4. SONDAGES DE RECONNAISSANCE DU SOL ET DES FONDATIONS (CEBTP)

Sondage

S2 S1 S0

Contrainte (MPa)

Massif Dimension (mxm)

Ancrage (m)

Poids daN

Ultime qu

1,4 x 1,4 0,9 x 0,9 0,9 x 0,9

1,0 1,0 2,8

4744 1994 5443

1,0 1,0 >3,0

Tassement

(cm) contrainte de 0,1 MPa

Calcul ELU qc

1,0 1,0 1,5

0,1 0,1 0,0

sous

III. MODÈLE de CALCUL 3.1 PRINCIPE ADOPTÉ Sous certaines directions du vent, sont mobilisées soit une nappe soit deux nappes de haubans. Le cas le plus défavorable, retenu dans notre présente étude, se produit lorsque qu’une seule nappe est sollicitée pour maintenir le pylône en équilibre et les deux autres nappes sont relâchées. 3.2 HYPOTHÈSE DE BASE a)

Référentiel réglementaire et normatif

Les calculs sont menés d’après la réglementation et les normes françaises applicables au moment de l’étude : (Juin 1999) - Règles CM : calcul des constructions en acier. - Règles NV : effets de la neige et du vent sur les constructions. - Norme NF ISO 2408 : caractéristiques des câbles en acier pour usages courants.

b) Charges élémentaires

- Poids propre

:

G = généré automatiquement par le logiciel

- Pré-Tension des haubans :

To = 100 à 250 daN – mesurées

- Charge d’exploitation

:

Q =

- Action du vent

: Wn = 50,00 daN/m2 (vent normal -région I)

in-situ

sans objet

: We = 87,50 daN/m2 (vent extrême=1,75Wn)

c) Combinaisons de charges avec pré-tensions des haubans des nappes 1 et 2 Les 6 combinaisons de charges exposées ci-dessous sont retenues quand une seule nappe assure l’équilibre du pylône : - nappe 1 dont les pré-tentions des haubans ne sont pas corrélées comme la nappe 3 - nappe 2 dont les pré-tensions des haubans 1 à 4 sont corrélées •

Combinaisons de charges de résistance x 3 + 1(dynamique)

- Cas 0 - Cas I - Cas II - Cas III - Cas IV •

: : : : :

calcul des « modes propres » majoration dynamiques β de l’action du vent G + To + Wnp ELS.1 = vent normal sur une face du pylône G + To + Wnp + Wna ELS.2 = ELS.1 + vent normal sur antennes 4/3 G + To + 3/2 Wnp ELU.1 = vent sur une face du pylône 4/3 G + To + 3/2 Wnp + 3/2 Wna ELU.2 = ELU.1 + vent sur antennes

Combinaison de charges de stabilité x 3

- Cas V : - Cas VI :

G + To G + To

+ +

Wep Wep + Wea

vent extrême sur pylône vent extrême sur pylône et sur antennes

d) Matériaux et contraintes-forces admissibles Sections (cm) -Zone courante -- Tube vertical - treillis - Pied du mât - tube vertical - Treillis

Mât

Hauban

5e Hauban

φ = 5 ; e = 0,4 φ = 1,5 φ = 5 ; e = 0,4 φ = 1,5

Modules d’élasticité

2,1 106 daN/cm 2

φ = 1,00

Tension Trupture ou Contrainte ultime e

T a ou a admissibles ELS

ELU

2400 daN/cm 2 (mini. pour le treillis)

1600 daN/cm 2

2400 daN/cm 2

6,28 t

2,093 t

3,14 t

3,08 t

1,027 t

1,57 t

0,523 t

4e Hauban 3e Hauban

φ = 0,75

1,6 106 daN/cm 2

1,54 t

2e Hauban 1e Hauban

*

φ = 0,55

0,785 t

Les tensions admissibles des haubans sont calculées en considérant des coefficients de sécurité de 3 à l’ELS et 2 à l’ELU par rapport aux tensions respectives de rupture données dans la norme NF ISO 2408 pour les câbles en acier du groupe 1 classe 6x7. Le règlement CM66 ne préconise pas des valeurs pour les ouvrages permanents, il indique seulement que dans le cas de montage d’ouvrage, l’utilisation de haubans ne doit pas entraîner dans ceux-ci des efforts de traction supérieurs au tiers de leurs charges de rupture (commentaire de l’article 1,212 - Montage). A titre indicatif, la sécurité dans le cas d’appareils de levage à charge suspendue est nettement plus sévère avec un coefficient minimale de 7 (Règles FEM).

3.2. MODELISATION DE LA STRUCTURE a) - Discrétisation de la structure du pylône (figures 3 à 8) • • • • •

Structure : modélisé par 1317 éléments filaire et 635 nœuds Mât : élément barre tridimensionnel Haubans : élément câble Tendeurs : éléments de poutre (interface hauban/massifs) Rotule : à la base du mât

b) - Répartition des efforts du vent sur le treillis Efforts de vent : d’après l’article 5.23 des règles NV applicables aux tours et pylônes à section triangulaire. • Vent sur mât : décomposé en 9 tronçons aux milieux desquels sont appliqués les efforts du vent résultants • Vent sur antennes : appliqués sur les points de fixation sur le mât (figures 9 et 10). Dans les 2 tableaux suivants, on donne la valeur des différents paramètres et les efforts de vent sur le mât et les antennes. •

Figure n° n°4

Zoom sur la vue en plan du mât

Figure n°3 Vue d’ensemble du modèle de calcul tridimensionnel

Figure n° 7 Vue suivant le plan XOZ

Figure n°8 Vue en plan XOZ

Figure n° 7 Zoom en haut du pylône : connexion mât haubans

Figure n° 8 Zoom en partie basse du pylône avec une nappe de haubans

c) - Calcul dynamique préliminaire : période propre du mode fondamental • Pour calcul des coefficients de majorations dynamiques β de l’action du vent pour les différentes hauteurs. Mode

Fréquence

Période

1

0,536

1,867

2

1,914

0,522

3

2,122

0,471

4

2,168

0,461

5

2,802

0,357

6

3,588

0,279

7

4,478

0,223

8

4,733

0,211

9

5,300

0,189

10

6,962

0,144

ACTION DU VENT SUR LE PYLÔNE : figure 9 Tronçon

1

7,20

47,00

78,02

1,94

151,34

264,85

2

13,20

53,50

88,31

1,91

168,67

295,17

3

19,20

59,50

98,77

1,90

187,66

328,41

4

25,20

63,00

104,58

1,87

195,56

342,23

5

31,20

67,00

111,20

1,86

206,83

361,95

6

37,20

71,00

117,86

1,83

215,68

377,44

7

43,20

74,00

122,84

1,81

222,34

389,10

8

49,20

77,00

127,82

1,78

227,52

398,16

9

55,20

79,00

131,14

1,75

229,50

406,63

4,50

Sp

1,047

Ct

0,233

1,59

.F NORMAL (daN)

.FEXTREME (daN)

Vent

TOTAUX DES EFFORTS

S

FNORMAL (daN)

Hauteur

1805,51

3158,93

ACTION DU VENT SUR LES ANTENNES : figure 10 Côte (m)

Antennes

1°- 2 antennes type MA481 Odb Exploitant : Bouygues

Vent daN/m 2

Poids propre (daN)

Surface Sp (m 2)

Ct trainé e

60 57

47,00

49,00 49,90 53,50

77 77 79

15

0,5

1,2

61 m

_

_

_

_

4°-Antenne VSAT parabole Exp. : Bouygues Télécom

3

50

13

5°- Radioscope VHF Expl.: Bouygues Télécom

50

77

10

2°-3 antennes panneau DAPA 2680-145 Exploitant : Préfecture

sans emprise au vent

FNORMAL

FEXTREM E

0,00

0,00

type

3°-1 antenne GSM duplexée K788781, perchée à 3 m du sommet expl. : France Télécom

6°- 3 antennes projetées GSM type K736866 AZ 30°/150°/270°

61 m + mât de 3 m

3x9

80,85 80,85 82,95

46,2 46,2 47,4

retirée et remplacée par les antennes n° 6

36

0,5

1,2

46,2

_

68 daN à 150 Km/h

32,06 daN C= 96 daN.m

63

80,85

56 daN C = 168 daN.m

Figure n°9 : ½ action du vent normal (t) sur mât

Figure n° n°10 Action du vent sur antennes (t ; t.m)

IV. ANALYSE DES RESULTATS ESSENTIELS 4.1 TENSIONS DANS LES HAUBANS a) – Equilibre du Pylône sous Vent Normal (figures 11 et 13) •

les C.S. des haubans de rang 5 sont nettement supérieurs à 3 : 9,80 à l’ELS.1 et 6,75 à l’ELS.2 (avec antennes), cette baisse est due à la présence des 3 antennes au sommet dont la N°6 perchée sur mât de 3 m au-delà,

•

les haubans de rangs 4 et 3 (Ø 7.5 mm) fixés à 50 et 30 m ont des C.S. moyens respectifs de 4,10 et 3,40 qui passent à l’ELS.2 à 3,38 et 3,13 ; ceci s’explique par le fait, qu’en plus des antennes au sommet, 4 autres sont situées entre les côtes 49 et 53,50 m,

•

les C.S. des haubans 1 (Ø 5,5 mm) et 2 (Ø 7.5 mm), ancrés sur le massif 1 et fixés sur le mât hors zone des antennes, restent inchangés entre l’ELS.1 et l’ELS.2 et valent respectivement 3,08 (limite) et 3,46.

b) - Equilibre du Pylône sous Vent Extrême (figures 12 et 14) •

les haubans de rang 5, de section plus importante (φ = 10 mm), présentent une réserve de résistance satisfaisante avec un C.S. moyen d’environ 4 supérieur au C.S.a de 3,

•

Les haubans de rang 4 sont sensibles à la présence des antennes en passant de 2.55 à à la valeur limite de 2,05,

•

les haubans 1 (φ = 5,5 mm), 2, 3 et 3 (φ = 7,5 mm) sont insensibles à la présence des antennes mais ont des C.S. limites et voisins de 2;

Tensions dans les Haubans des Nappes 1 et 2 Cas ELS.1 Vent pylône ELS.2 Vent pyl.+ ant ELU.1 Vent pylône ELU.2 Vent pyl.+ ant Wext.1 Vent pylône Wext.2 Vent pyl.+ ant

Haubans

Nappe 1

Nappe 2

rang

N°

T (daN)

Coef. Sécurité

T (daN)

Coef. Sécurité

5

1313

0,613

10,24

0,669

9,39

4

1314

0,751

4,10

0,764

4,03

3

1315

0,904

3,40

0,901

3,42

2

1316

0,889

3,46

0,883

3,49

1

1317

0,524

3,00

0,503

3,12

5

1313

0,902

6,96

0,959

6,55

4

1314

0,912

3,38

0,925

3,33

3

1315

0,983

3,13

0,980

3,14

2

1316

0,893

3,45

0,887

3,47

1

1317

0,520

3,02

0,499

3,15

5

1313

0,840

7,48

0,896

7,00

4

1314

1,055

2,92

1,069

2,91

3

1315

1,268

2,43

1,265

2,43

2

1316

1,240

2,48

1,234

2,50

1

1317

0,718

2,18

0,697

2,25

5

1313

1,270

4,94

1,326

4,73

4

1314

1,295

2,38

1,309

2,35

3

1315

1,385

2,22

1,383

2,22

2

1316

1,245

2,47

1,239

2,49

1

1317

0,712

2,20

0,691

2,27

5

1313

0,953

6,59

1,033

6,08

4

1314

1,208

2,55

1,221

2,52

3

1315

1,450

2,12

1,447

2,19

2

1316

1,416

2,18

1,410

2,18

1

1317

0,815

1,93

0,794

1,97

5

1313

1,460

4,30

1,516

4,14

4

1314

1,500

2,05

1,503

2,05

3

1315

1,588

1,94

1,585

1,94

2

1316

1,424

2,16

1,418

2,17

Figure n°11 (isovaleurs isovaleurs)) Vent service pyl + ant :Tensions haubans, efforts normaux treillis

Figure n°12 (isovaleurs isovaleurs)) Vent extrême pyl. + ant. : Tensions haubans + effort normal treillis

4.2 REACTIONS D’APPUIS a) - Compression du sol sous le mât Compression permanente avec une contrainte au sol insignifiante de 0,076 MPa sous le vent extrême. Réactions d’Appuis : Massif S0 du Mat

Cas

Nappe 1

Nappe 2

RV (daN)

RH (daN)

RV (daN)

RH (daN)

ELS.1

3741

75

3735

69

ELS.2

4184

104

4178

98

Wext 1

5363

122

5357

115

Wext 2

6138

172

6132

166

b) - Risque de soulèvement des massifs S1 et S2 d’ancrages des haubans On présente dans le tableau les « réactions de soulèvement » des massifs S1 et S2 de masses M1 et M2 respectivement égales à 1994 daN et 4744 daN : Massif S1 intermédiaire insensible aux antennes pour les 2 cas ELS, les C.S. = 2 et les 2 cas de vent extrême, le C.S. = 1,29, Le massif S2 extrême est sensible à la présence des antennes. -

De l’ELS.1 à l’ELS.2, le C.S. chute de 30 %, soit de 2,6 à 2. Pour les cas de vent extrême, le C.S. diminue de 27% soit de 1,64 à 1,29.

Il convient de préciser que les massifs n’étant enfouis qu’à un mètre, il est prudent de ne pas considérer la résistance supplémentaire qu’il peuvent avoir par frottement latéral au contact du sol, car celle-ci peut être éliminer en partie par des affouillements éventuels et l’effet cyclique des efforts de vent.

Réactions d’Ancrages des Haubans

Cas ELS.1

ELS.2

Wext 1

Wext 2

Massifs

Réactions de soulèvement (daN)

Coef. sécurité

Réactions de Horizontale (daN)

S1

950

2,05

1027

S2

1826

2,60

1360

S1

951

2,04

1027

S2

2268

2,00

1649

S1

1502

1,29

1619

S2

2896

1,64

2163

S1

1504

1,29

1618

S2

3664

1,29

2668

c) - Risque de rotation et d’entraînement des massifs S1 et S2 En réalité, ces 2 massifs sont soumis aux réactions simultanées de soulèvement et de glissement horizontal de nature à provoquer leurs rotations. Calcul optimiste « en massif avec un enfouissement d’un mètre» : les contraintes à la base et sur les flancs verticaux en contact avec le sol sont faibles et le centre de rotation est à l’intérieur. Calcul pessimiste « massif simplement posé sur le sol » : Il y aurait entraînement des massifs.

Figure n° 13 Nappe 2 : Equilibre à l’ELS vent pylône + antennes

Figure n° 14 Nappe 2 : Équilibre : Vent extrême pylône + antennes

4.3 DÉPLACEMENTS Le déplacement horizontal maximal à ELS avec antennes est 11,7 cm (figure 15). Ce déplacement est relevé au voisinage du point de fixation du hauban de rang 4 situé à la côte de 50 m. Sans antennes, les déplacement est de 9,34 cm. Ces valeurs sont tout à fait acceptables et loin d’être excessives . Les déformées du pylône sous l’action du vent uniquement sur antennes (forces concentrées entre 49 et 61 m) sont différentes de la déformée vent sur « mât + antennes » (figure 16). Dans ce cas, il y a un point d’inflexion à la côte 38 m correspondant au point de fixation du hauban de rang 3 et le déplacement maximal est en tête du mât .

Déplacements aux Appuis et aux Ancrages des Haubans Cas

ELS.1

ELS.2

Point de liaison

N° Nœuds

Déplacements (unités : mm ; rad*1000)

Ux

Uy

Uz

θx

θy

θz

Hauban 1

34

0,127

-29,96

-0,010

1,823

0,004

0,004

Hauban 2

35

0,137

-50,95

-0,613

1,893

-0,002

0,008

Hauban 3

36

0,095

-77,45

-1,005

2,199

-0,005

0,010

Hauban 4

38

0,031

-93,17

-2,459

-0,535

-0,006

0,011

Hauban 5

39

0,041

-58,70

-4,155

-4,820

-0,006

0,012

Hauban 1

34

0,164

-29,73

-0,181

1,766

0,006

0,004

Hauban 2

35

0,180

-51,48

-0,788

2,170

-0,002

0,008

Hauban 3

36

0,128

-85,75

-0,995

3,308

-0,006

0,011

Hauban 4

38

0,042

-117,08

-2,617

0,522

-0,008

0,013

Hauban 5

39

-0,054

-92,060

-4,501

4,1213

-0,008

0,014

Figure n°15 Déformée à l’ELS, vent simultané sur pylône et antennes

Figure n°16 Déformation amplifiée (180) : vent sur antennes seules

4.3 EFFORTS INTERNES DANS LE MÂT La structure du mât en treillis significatif : -

seul l’effort normal est

Tubes : effort normal maximal sur élément situé à mi-hauteur entre les points de fixation des haubans 4 et 5, avec des contraintes largement inférieures aux contraintes admissibles.

- Armature : la barre la plus comprimée se trouve sous la fixation du hauban 5, nos vérifications ne révèlent pas de risque de flambement (k1 x σ = 361 daN/ cm2 < σ e)

Efforts & Contraintes dans le Treillis Cas

Tube N°864

Armature N°1009

Effort Normal

Contraintes

Effort Normal

Contrainte

ELS.1

2790 daN

483 daN/cm 2

206 daN

116 daN/cm2

ELS.2

3028 daN

525 daN/cm 2

316 daN

179 daN/cm2

ELU.1

4153 daN

720 daN/cm 2

308 daN

174 daN/cm2

ELU.2

4507 daN

781 daN/cm 2

473 daN

265 daN/cm2

- section tube = 5,77 cm2 (φ = 5,0 cm ; e = 0,40 cm) - section armature = 1,77 cm2 (φ = 1,5 cm) - repérage voir figure 30

V. PRECONISATIONS « Nappes de Haubans » Haubans 3, 2 et 1 : sécurité très limite avec un coefficient voisin de 2 avec ou sans antenne, Haubans de rang 4 : sensibles à la présence des antennes avec un coefficient de 2.55 acceptable qui devient limite (CS= 2), On préconise de les remplacer (rangs 4 à 1) par des haubans de gamme supérieure, mais il serait possible, si leur état le permet (vieillissement, fatigue…) de récupérer les haubans de rang 2 pour les substituer aux haubans de rang 1, Les haubans 5 sont les seuls à présenter une réserve de résistance satisfaisante, par conséquent il est envisageable de les conserver si leur état le permet. Pour assurer l’équilibre (verticalité) du pylône à vent nul, il y a lieu de redéfinir des pré-tensions corrélées entre les 5 haubans d’une même nappe qui doivent être identiques aux pré-tensions des 2 autres nappes.

« Treillis du Mât : Tube et Armature» Après avoir remis à niveau les haubans (type de câble ; pré-tensions) , il y aura lieu de : Vérifier le risque d’instabilité élastique globale du mât sous le vent; localement, compte tenu de nos vérifications, il n’ y a aucun risque de flambement, Prévoir une campagne de contrôles non-destructifs des attaches du treillis (soudures et boulons), Prévoir une vérification de la rotule à la base (axe de l’articulation) pour identifier ses épaisseurs, puis vérifier les taux de contraintes agissants.

« Déplacements Horizontaux » Déplacements calculés tout à fait acceptables pour le pylône, Toutefois, s’assurer auprès des les exploitants que ces déflexions ne causent aucune gêne pour le bon fonctionnement normal des installations (dépointage).

« Massifs d’Ancrage des Haubans » Les massifs supposé simplement posé sur le soldes haubans ont un coefficient de sécurité pour le vent extrême de 1,29 au soulèvement (seul). Ils peuvent devenir un autre maillon faible de l’ouvrage si d’autres antennes autres que celle considérées ici seraient envisagées. La profondeur d’enfouissement d’un mètre des massifs est trop juste, (généralement non prise en compte dans les calculs de capacité portante), prévoir : - un dispositif anti-affouillement et même entrevoir le renforcement des massifs. - une protection comme pour le massif central sous le mât (non accessible au public)

VI. CONCLUSIONS Du diagnostic établi, il ressort une stabilité très limite du pylône équipé des antennes projetées (ancrage des massifs, portance des haubans 4 à 1). De plus, les haubans de rangs 3, 2 et 1 présentent une de sécurité très limite Même avec la configuration actuelle du pylône. Ces nouvelles installations ne peuvent se faire sans les aménagements préconisés et les nouvelles vérifications qui en découlent. Après modifications notamment sur les haubans (pré-tensions, re-calcul…), on recommande un suivi préventif de ce pylône, avec un point dans 6 mois : - Inspection des massifs, - relevé géométrique de la verticalité, - analyse dynamique des haubans. Il permettrait de vérifier que l’état constaté est stable, que les haubans ne vieillissent pas, que les massifs continuent à jouer leur rôle. N.B. : Il convient de préciser que ce diagnostic est établi 6 mois avant la tempête de vent de décembre 1999 qui a été prémonitoire à la révision des règles NV.