Allplan Bridge : une mise à niveau sismique en un temps record

Pour l'analyse et la mise à niveau sismique d'un viaduc datant des années 1960, le bureau d'études Fanigliulo a fait appel à Allplan Bridge. Il en a tiré plusieurs avantages, notamment des délais de conception plus courts (réduction de 50 %), une plus grande précision et des flux de travail intégrés.

Contexte du projet

Le viaduc de Cernicchiara, situé au début de l'A2 sur la section Salerno-Reggio Calabria de l'autoroute, date des années 1960. Aujourd'hui encore, il joue un rôle stratégique dans le réseau routier de la ville de Salerne, aidant à canaliser le trafic de véhicules lourds vers le port et les infrastructures logistiques et le trafic de véhicules légers vers le centre-ville.

Le viaduc, d'une longueur de 142 mètres, comporte six travées et une arche centrale de 80 mètres. Chaque travée est constituée d'une poutre soutenue aux extrémités, représentées par les piles, tandis que la travée centrale est une arche encastrée à la base. Les piles sont de type cadre dans les deux directions. Ainsi, chaque pile est constituée de quatre colonnes reliées dans le sens de l'axe transversal du viaduc par des poutres horizontales disposées sur deux niveaux.

L'ensemble du viaduc a été construit en béton armé coulé sur place et constitue un véritable exemple emblématique des viaducs du réseau autoroutier italien. Des années d'utilisation et les mises à jour réglementaires des normes antisismiques ont rendu nécessaire la vérification de la structure et, par la suite, sa mise à niveau sismique. L'ANAS, l'organisme gestionnaire de l'infrastructure, a fait appel à Valori S.c.a r.l. Consorzio Stabile et au bureau d'études Fanigliulo pour mener à bien les activités de vérification et d'adaptation.

Le défi : Une vérification sismique rapide avec une interruption minimale du trafic

À la suite de la mise à jour des normes et des coefficients de sécurité relatifs à la sécurité sismique, l'ANAS a demandé des vérifications rapides de l'état structurel du viaduc.

La méthodologie de vérification utilisée précédemment (c'est-à-dire basée sur les contraintes admissibles) a été remplacée par les états limites ultimes - une méthodologie qui implique une déformation limite entre au moins l'un des deux matériaux impliqués dans le béton, le béton et l'acier. Le client a donc demandé une vérification de l'adéquation du viaduc par rapport aux dernières normes industrielles et selon les dernières méthodologies appliquées.

Enfin, le client a également demandé la création d'un modèle BIM de l'ouvrage afin d'enregistrer les interventions effectuées et de planifier la maintenance future. Cela lui permettrait de fournir à l'opérateur une représentation actualisée et fiable de l'infrastructure.

Étant donné le rôle crucial du viaduc dans le système de circulation de la ville, le client a exigé que les inconvénients pour les passagers et les restrictions de la circulation des véhicules soient minimisés en effectuant les interventions le plus rapidement et avec le moins d'impact possible.

Le Studio Fanigliulo a été en mesure de maintenir le viaduc en fonctionnement constant en effectuant les travaux de maintenance les plus dérangeants pendant les heures de nuit.

La solution : Allplan Bridge, une solution intégrée de conception 3D et de modélisation paramétrique

Le projet dans son ensemble a nécessité une phase d'étude approfondie de la documentation d'origine. Cette phase a été complétée par une série d'inspections de la structure, réalisées grâce à un échafaudage suspendu qui a permis d'analyser les tabliers et d'adopter la solution de consolidation la moins invasive.

La consolidation structurelle du Cernicchiara a été réalisée à l'aide de polymères renforcés de fibres de carbone (PRFC), des matériaux dérivés de l'aéronautique qui améliorent les performances mécaniques des éléments structurels en augmentant leur ductilité et leur durabilité.

En comparant les résultats de l'étude structurelle de l'état existant avec les résultats de la conception originale, le coefficient ζE a été déterminé. Ce coefficient exprime le rapport entre l'action sismique qui peut être supportée par la structure et l'action sismique qu'une structure nouvellement construite serait capable de supporter, sur la base du critère des états limites ultimes. Sur la base des résultats, un modèle numérique a été calculé à l'aide du logiciel FEM, Nolìàn® de Softing®.

Après l'analyse de la structure, son scannage et le calcul structurel, un modèle numérique du viaduc a été créé dans Allplan Bridge, la solution BIM paramétrique pour l'ingénierie des ponts. Fanigliulo a choisi d'utiliser la solution d'ALLPLAN après avoir soigneusement évalué les logiciels proposés par d'autres marques, constatant un retour sur investissement exceptionnel en termes de productivité et de précision. Autre avantage, Allplan Bridge offre une excellente interopérabilité avec d'autres logiciels (tels que Nolìàn®).

L'entreprise a facilement conçu le modèle tridimensionnel du viaduc dans Allplan Bridge et, au sein de la même plateforme, a intégré le modèle de calcul structurel. Ce modèle a ainsi servi de base à la conception du renforcement et de l'amélioration du viaduc.

L'analyse effectuée sur le modèle a permis d'identifier les zones les plus sollicitées sur le plan dynamique et les interventions de consolidation nécessaires, qui ont été conçues et détaillées avec Allplan Bridge. Grâce à l'utilisation de la solution ALLPLAN, l'équipe a bénéficié d'une rapidité et d'une précision d'exécution exceptionnelles, à tel point que la vérification et la conception de la consolidation n'ont pris que 6 mois au lieu des 12 mois prévus.

L'adaptation sismique a été réalisée en renforçant le tablier de l'arche et les volets avec des fibres de carbone et a duré environ 14 mois. Par conséquent, l'intervention dans son ensemble a pris un total de 20 mois entre la conception et l'exécution.

Les avantages d'Allplan Bridge : Rapidité, précision, gestion intégrée de fonctions multiples

Les avantages offerts par Allplan Bridge sont nombreux. D'une part, une augmentation massive de la vitesse de conception et d'analyse, qui a permis de réduire de 50 % le temps initialement prévu. D'autre part, la grande précision avec laquelle l'analyse et la conception ont été menées, en particulier lors de la mise à jour des tableaux techniques.

La mise à jour des tableaux techniques et leur réalignement - une opération nécessaire en raison des changements constants requis pendant la phase de conception - ont été traités rapidement et avec précision grâce à Allplan Bridge. En effet, les modifications ont été effectuées directement sur le modèle et reproduites automatiquement sur les tables, éliminant ainsi les risques d'erreurs, d'omissions et de collisions.

Allplan Bridge est donc une solution qui permet au concepteur d'opérer dans un environnement unique, permettant de gérer à la fois les phases de modélisation et de calcul structurel. Cela permet d'éviter les divergences qui ont tendance à se produire lors de l'utilisation de différents logiciels.