BTS Travaux Publics - session 2013 - format Word - Eduscol

| | |
|Documents remis |Pages |
| | |
| | |
|Travail demandé | |
|et |2 à 13 |
|Documents techniques | |
| | |
| | |
|Documents réponses |14 à 21 |
|à rendre | | | | |
|Barème |200 points|
| | |
|Étude 1 : Contraintes particulière de chantier | |
| | |
|Étude 2 : Étude mécanique du tablier | |
| | |
|Étude 3 : Appareils d'appuis de pont | |
| | |
|Étude 4 : Précontrainte du tablier | |
| | |
|Étude 5 : Assainissement de l'ouvrage et des chaussées | |
|avoisinantes | |
| | |
|Étude 6 : Étude quantitative | |
| | |
|Étude 7 : Réalisation du joint de chaussée | |
| | |
|Étude 8 : Structure de chaussée | |
BREVET DE TECHNICIEN SUPÉRIEUR
TRAVAUX PUBLICS
Épreuve : E4
ÉTUDE TECHNIQUE ET ÉCONOMIQUE
Sous épreuve : U41
Études de conception et de réalisation
en maîtrise d'?uvre SESSION 2013 Durée : 6 heures
Coefficient : 3 Matériel autorisé : Toutes les calculatrices de poche y compris les calculatrices
programmables, alphanumériques ou à écran graphique à condition que leur
fonctionnement soit autonome et qu'il ne soit pas fait usage d'imprimante
(Circulaire n°99-186, 16 novembre 1999, B.O. n° 42 du 25 novembre 1999). Aucun document autorisé Documents à rendre avec la copie : - DR1 page 14/21 - DR2 page 15/21 - DR3 page 16/21 - DR4 page 17/21 - DR5-1 page 18/21 - DR5-2 page 19/21 - DR6 page 20/21 - DR7 page 21/21 Dès que le sujet vous est remis, assurez-vous qu'il est complet. Le sujet se compose de 21 pages, numérotées de 1/21 à 21/21. AMÉNAGEMENT DU CARREFOUR RN66 / RD33
Les travaux faisant l'objet du présent marché concernent l'aménagement d'un
carrefour. Ils nécessitent la construction d'un ouvrage en passage
supérieur (franchissant la RN 66 et deux voies ferrées électrifiées du
tram) et la construction d'une chaussée partiellement située en zone de
remblai.
L'ouvrage d'art est du type dalle continue à 4 travées en béton
précontraint avec une longueur totale de 68,30 m. MISE EN SITUATION Vous travaillez pour le compte du maître d'?uvre et assistez l'ingénieur
responsable de la consultation des entreprises. |Étude 1 : Contraintes particulières de chantier |
En vu de la rédaction de l'article du CCTP « Contraintes particulières
imposées au chantier », on vous demande de réfléchir sur les conséquences
qu'auront le maintien sous circulation de la RN66 et du tram-train, sur la
réalisation de l'ouvrage. Les administrations imposent une hauteur libre de
5,10 m pour la circulation des poids lourds et de 5,50 m pour le tram-
train. La SNCF impose également une largeur minimale de 3,00 m entre l'axe
des voies et l'obstacle le plus proche. Elle exige qu'aucune charge ou
engin ne pénètre dans le gabarit des voies ferrées. Sur le document réponse DR1 CCTP Compte tenu des contraintes ci-dessus, quelles sont les conséquences sur
les modes constructifs de l'ouvrage ?
|Étude 2 : Etude mécanique du tablier |
L'ingénieur responsable du dimensionnement de l'ouvrage se propose de faire
certaines vérifications concernant l'étude mécanique du tablier. Il vous
demande de répondre aux questions suivantes. Caractéristiques du tablier Sur le document réponse DR2 SECTION 2.1 - Calculer l'aire transversale du tablier (répondre sur le document
réponse DR2 SECTION). 2.2 - Calculer la charge permanente par mètre linéaire longitudinal,
correspondant au poids propre. Prendre un poids volumique égal à 25 kN/m3
pour le béton armé/précontraint. Étude mécanique du tablier On étudie le comportement du tablier sous son poids propre. La valeur du
poids propre est arrondie à 176 kN/m. Ce cas de chargement est représenté
sur le schéma 1. Schéma 1 : Tablier soumis à son poids propre [pic] Sur la copie : 2.3 - Justifier en quelques lignes (et sans aucun calcul) le choix du type
de liaisons mécaniques à chaque appui de l'ouvrage. 2.4 - Quel est le degré d'hyperstaticité de cette structure ? Justifier. Un logiciel de calcul de résistance des matériaux, utilisé par l'ingénieur,
a permis d'éditer des courbes d'effort tranchant pour différents cas de
chargement du tablier.
En voici 3 d'entre elles dont une seule correspond au cas de chargement
« poids propre » du tablier. 2.5 - Indiquer à l'aide d'arguments pourquoi les schémas 3 et 4 ne
correspondent pas au cas de chargement du schéma 1. [pic] [pic] [pic] 2.6 - Pour le cas de charge « poids propre », démontrer en vous aidant du
DT3, que le moment fléchissant sur la pile P1 a pour valeur MP1 = - 5 216
kNm. Pour répondre à cette question, vous vous servirez du résultat
numérique suivant : . Moment fléchissant sur la pile P2 : MP2 = - 4 215 kNm. 2.7 - Tracer le diagramme du moment fléchissant le long du tablier.
Préciser les valeurs maximales en travée en les justifiant par un court
calcul. Pour répondre à cette question, vous vous servirez du résultat
numérique suivant : . Moment fléchissant sur la pile P3 : MP3 = - 4 872 kNm. 2.8 - A partir du diagramme (schéma 2) de l'effort tranchant du cas de
charge « poids propre », tracer sur votre copie le diagramme de l'effort
tranchant du cas de charge « poids propre (176 kN/m) + équipement (60
kN/m) ».
2.9 - Déterminer les réactions d'appui du tablier sur les piles et les
culées pour le cas de charge « poids propre + équipements ». |Étude 3 : Appareils d'appuis de pont |
Pour la rédaction du bordereau de prix et du devis estimatif, il vous est
demandé de pré-dimensionner les appareils d'appuis. Le bureau d'études vous
donne les sollicitations et les déformations maximales à prendre en compte
pour un appareil d'appui :
. effort normal à reprendre par appareil : N = 2 205 kN,
. angle de rotation maximal à reprendre par l'appareil autour d'un axe
perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'ouvrage : ?T = 16 ? radian,
. distorsion maximale à reprendre par appareil : u = 40 mm,
. espace libre prévu entre les bossages = 100 mm.
Sur le document réponse DR3 APPUIS
3.1 - En vous aidant du tableau « LES PRINCIPAUX TYPES D'APPUIS » donné sur
le document DR3 APPUI, représenter de façon schématique le type d'appui que
vous préconisez à chaque emplacement. Justifier vos choix.
3.2 - Choisir un appareil conformément aux sollicitations maximales données
par le bureau d'étude. Justifier votre réponse. 3.3 - Faire un croquis coté de cet appareil. |Etude 4 : Précontrainte du tablier |
Vous êtres chargé de compléter le CCTP. Le bureau d'études a défini une
précontrainte longitudinale assurée par 13 unités de type 12T15. Des
informations du « FASCICULE N°65 - EXÉCUTION DES OUVRAGES DE GÉNIE CIVIL EN
BÉTON ARMÉ OU PRÉCONTRAINT » vous indiquent que « ... Les diamètres des
pipes d'injection, évents, purges, ... sont déterminés en fonction du type
et du nombre d'armatures constituant l'unité. ... » Sur le document réponse DR4 PRÉCONTRAINTE 4.1 - Indiquer à quoi correspond chaque terme de la désignation « 13 unités
de type 12T15 ». 4.2 - Tracer sur la coupe longitudinale schématique du tablier la position
des câbles, des évents et des purges. Justifier votre réponse. L'extrait ci-dessous du CCTP traite de points d'arrêt et de points
critiques. ARTICLE 2.5. PLAN D'ASSURANCE QUALITE - GENERALITES ... 2.5.2. Points d'arrêt et points critiques La lis