Le dimensionnement d’un dalot double en béton armé (cadre fermé bicellulaire) constitue une étape critique dans la conception des ouvrages de franchissement hydraulique ou des passages inférieurs. Cet ouvrage d'art est conçu pour supporter des contraintes géotechniques complexes et des charges d'exploitation routière intensives.
1. Conception et Hypothèses de Calcul
Un dalot double se compose structurellement d'un radier, de deux piédroits extérieurs, d'un voile central (piédroit intermédiaire) et d'une dalle supérieure appelée tablier. L’étude structurelle se base impérativement sur les règlements BAEL 91 mod. 99 pour le calcul du béton armé et Fascicule 61 titre 2 pour les surcharges routières.
- Géométrie : Ouverture droite (L), hauteur libre (H), épaisseur des parois (e).
- Matériaux : Classe d'exposition, résistance caractéristique du béton (fck), limite élastique de l'acier (fyk).
- Données Géotechniques : Poids volumique des terres (γs), angle de frottement interne (φ), capacité portante du sol (σsol).
2. Évaluation des Charges (Descente de charges)
L’analyse nécessite une distinction rigoureuse entre les actions permanentes et les actions variables pour établir les combinaisons de calcul.
Actions Permanentes (G)
- Poids propre : Structure en béton armé (estimée à 25 kN/m³).
- Poids du remblai : Terre située sur la dalle supérieure.
- Superpositions : Poids de la couche de roulement (chaussée).
- Poussée des terres : Pression latérale calculée via le coefficient de poussée au repos (K0) ou active (Ka).
Actions Variables (Q)
- Surcharges routières : Application des systèmes de charge (LM1, convois types).
- Surcharge de remblai : Charge répartie (souvent 10 kN/m²) ou selon le diagramme de Boussinesq.
- Poussée hydrostatique : Prise en compte en présence de nappe phréatique.
3. Modélisation et Sollicitations
Le dalot est modélisé comme un portique fermé à deux travées. L'analyse structurelle s'effectue généralement par la méthode des déplacements ou via un modèle aux éléments finis (type barres).
Les vérifications sont menées selon deux états principaux :
- ELU (État Limite Ultime) : Analyse de la résistance des sections face au basculement et à la rupture.
- ELS (État Limite de Service) : Vérification de la limitation des contraintes et de l'ouverture des fissures (critère de durabilité).
4. Calcul du Ferraillage et Sections d’acier
Le calcul des sections d’acier (As) repose sur la théorie de la flexion composée ou simple, selon l'importance de l'effort normal induit par les poussées latérales.
- Ferraillage longitudinal : Calculé pour les moments maximums en travée et sur appuis (moments sur les nœuds).
- Vérification de l'effort tranchant : Détermination de la nécessité d'armatures transversales (cadres ou étriers).
- Condition de non-fragilité : Respect des ratios minimaux d’acier imposés par les normes en vigueur.
- Maîtrise de la fissuration : Calcul de l'ouverture des fissures (wmax ≤ 0.3 mm pour les milieux humides).
5. Note de calcul et Fichier Excel de dimensionnement
L'automatisation du processus de calcul via un tableur permet d'optimiser les épaisseurs de parois et les ratios d'acier. Une note de calcul de dalot double doit inclure le détail des formules, les diagrammes des moments et la vérification des contraintes au sol.
Le fichier Excel de calcul complet, incluant la descente de charges et les sections d'acier, est disponible via le lien ci-dessous :
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Conclusion
La pérennité d'un dalot double en béton armé dépend de la précision du modèle de charge et du respect des dispositions constructives (recouvrement des aciers, qualité du béton). Une attention particulière doit être portée au ferraillage des angles, zones de concentration de contraintes majeures.
