COLLOQUE    LE    PONT    TOULOUSE      8  et  9  octobre  2013  

 APPAREILS  D  ’APPUI  :  

 -‐  L’  ENTRETIEN  

-‐  LES  DISPOSITIONS  CONSTRUCTIVES    -‐  L’  OPORTUNITE    SELON      LES    CAUSES    DE  PROCEDER  

 AU  CHANGEMENT  DES  APPAREILS  D’APPUI  OU  A  LEUR  RECALAGE    

 P  Y  C  O  A    

Picard Yves Consultant Ouvrages d'Art Contact : picayv@aol.com

 

Sommaire  •  Le  suivi  ,    l’entreAen    •  Liste  et  causes  des  désordres  •  Les  appareils  en  élastomère  freGé  •  Les  appareils  à  pot  •  Les  autres  AA  métalliques  •  Les  vérificaAons  par  le  calcul  •  Les  documents  de  travail  •  Mise  à  jour  •  Annexe  :  Vocabulaire  appareils  élastomère  et  à  pot  

LE  SUIVI  

•  Le  point  zéro  ou  inspecAon  détaillée  iniAale    •  La  surveillance  conAnue  •  La  visite  IQOA      •  L’inspecAon  détaillée  périodique  •  L’inspec

L’entreAen    •  L’entreAen  courant  (en  principe  annuel  ?)  :                Le  neGoyage  (débroussaillage,  coffrage,  gravats,  plan  de  glissement  ou  de  

roulement  et  la  remise  en  état  des  évacuaAons  d’eau,  notamment  la  polluAon    par  manque  d’étanchement  des  joints  de  chaussées).  

•  L’entreAen  spécialisé  :        -‐  Traitement  des  fissuraAons  superficielles  du  caoutchouc  et  des  freGes  ;            -‐    Traitement  des  éclats  de  béton  (bossage,  talon  de  poutre  etc...)  ;            -‐    LES  VERINAGES  :    -‐    Pour  recaler  l’ouvrage,  pour  réparer  un  appareil                                                                                  -‐    Pour  changer  les  appareils  d’appuis  défaillants                                                                                  -‐    Pour  modifier  le  gabarit,  élargir  l’ouvrage,  modifier                                                                                          son  exploitaAon  …    

URGENCE    POUR    INTERVENIR    AU    CHANGEMENT      DES    APPAREILS    D’  APPUI  

•  Malheureusement  ,  il  n’y  a  pas  de  receGe  miracle  pour  déterminer  l’urgence  à  intervenir.    La  méthode  IQOA    donne  par  ses  indicateurs  de  visite,  des  préconisaAons  qui  méritent  d’être  examiner  par  un  spécialiste  en  pathologie  d’ouvrage  d’art,  lorsque  le  cas  n’est  pas  flagrant.  

•  Dans  la  majorité  des  cas,  ce  ne  sont  pas  les  appareils  d’appui  qui  sont  à  l’origine  des  désordres,  mais  un  comportement  non  prévu  entre  le  tablier  et  ses  appuis.  Il  est  donc  nécessaire  de  revoir  toute  la  concepAon  de  l’ouvrage  (concomitance  des  acAons  :  variaAon  thermique,  charges  d’exploitaAon,  perAnence  à  l’ELSQP  avec  les  équipements  en  place)  notamment  l’étude  de  stabilité  des  appuis.  

•  Pour  les  défauts  provenant  de  variaAon  thermique  ou  de  mouvement  de  sol  ,  le  diagnosAc  n’est  pas  forcement  immédiat,  il  peut  donc  être  nécessaire  des  procéder  à  des  invesAgaAons  sur  plusieurs  trimestres.  

•  Il  serait  hasardeux  de  réparer  sans  connaître  l’origine  des  désordres  :  Exemple  :    Supprimer  la  distorsion  horizontale  d’appareils  en  élastomère  qui  exerce  une  contre  butée    vers  une  culée  qui  bascule.  

ORIGINE  DES  DESORDRES  COURANTS  

•  La  concepAon  du  système  d’appui  :  Ex  :  les  efforts  horizontaux  sont  sous  esAmés  et  l’appui  fixe  est  déjà  construit  

•  L’orientaAon  des  guidages  •  L’esAmaAon  des  raideurs  horizontales  et  verAcales  •  L’instabilité  des  sols  •  Les  erreurs  de  pose  •  L’oubli  d’une  combinaison  d’acAons  dimensionnante    •  Les  erreurs  de  calcul  •  La  mauvaise  préparaAon  des  supports  •  Les  défauts  d’entreAen  -‐    La  corrosion    •  Les  défauts  de  fabricaAon    (rares)      

Rupture  difficilement  décelable  sur  une  ligne  d’appui  fixe  

•  Chercher  la  combinaison    H  ,  N  ,  la  plus  défavorable  

Exemple  de  basculement  d’une  culée  Mise  en  butée  entre  le  muret  garde  grève  et  le  tablier  

Consulter  un  expert  en  mécanique  des  sols.  Résoudre  en  premier  le  problème  de  stabilité  de  la  culée.  Les  appareils  en  élastomère  exercent  par  distorsion  une  contre  butée    

Un  seul  appareil  fixe  par  ligne  d’appui  Un  seul  guidage  par  ligne  d’appui  

ANen

Orienta

EXEMPLE    D’UN  TABLIER  A  3  POUTRES  AVEC    REPARTITION  DE  L’EFFORT  HORIZONTAL  

 DANS  LA  MACONNERIE  EN  SITE  CLASSE  !  

EXEMPLE    D’UN  TABLIER  A  3  POUTRES  AVEC    REPARTITION  DE  L’EFFORT  HORIZONTAL  

 DANS  LA  MACONNERIE    (SUITE)  

Les  appareils  d’appui  en  élastomère  freNé  :  -‐  Mauvaise  formula

Les  appareils  d’appui  en  élastomère  freNé  :  Perte  par

QUE    DECIDER  ?  

Les  appareils  d’appui  en  élastomère  freNé  :  Prépara

U

ORIENTATION    DES    PLAQUES    DE    GLISSEMENT    (  ou  l’intérêt  de  transmeGre  les  schémas  de  mise  en  place)  

•  La  longueur  et  la  largeur  de  la  plaque  de  glissement  ont  été  inversés.  

Appareil  à  pot  ancien  :  Extrusion  du  joint  interne  

Appareil  à  pot  ancien  :    Extrusion  des  pa

Les  appareils  à  pot  :  Le  calage    

Les  appareils  à  pot  :  Extrusion  des  pa

Les  appareils  à  pot  :  Le  joints  interne  et  l’extrusion  du  coussin  

Appareil  à  pot  ancien  :    Rupture  des  fixa

LISIBILITE    DE    L’  INDEX    DE    DEPLACEMENT  

Comment  mesurer  les  marges  d’usure    des  pa

Importance  de  la  planéité  des  bossages  :  Exemple  de  poutres  PRS  favorisant  l’usure  ou  l’extrusion    

des  pa

PRESCRIPTIONS      SUR    LES    EPAISSEURS    POUR  LIMITER    L’USURE  ET    LES    EXTRUSIONS  

La  norme  NF  EN  1337  –  2  définir  des  épaisseurs  minimales  pour  la  plaque  de  glissement  et  le  piston.    La  formule  pour  vérifier  l’épaisseur  des  plaques  de  glissement  est  bien  connu  (4%  de  la  diagonale  de  la  plaque),  par  contre  la  vérificaAon  selon  l’arAcle  6.9.2  de  la  norme  concernant  l’épaisseur  du  piston  n’est  pas  toujours  effectuée.    CeGe  omission  peut  concourir  à  une  usure  ou  une  extrusion  du  joint  interne  du  coussin.  Elle  peut  aussi  provenir  d’une  rotaAon  sous  faible  charge  verAcale  entraînant  une  décompression  locale  du  coussin.  

Appareils  métalliques  :  Rouleaux  mul

Rouleaux  mul

Appareil  à  2  rouleaux,  rota

SituaAon    à  éclaircir?  

TROP  TARD  !  Abus  de  déplacement  longitudinal  

Concomitance  des  efforts      Nz      -‐    Vxy  Condi

LES  PROBLEMES  DE  BOSSAGES  ET  CALES  BIAISES  

•  Un  bossage  inférieur  assure  l’horizontalité  du  support  (ou  cas  parAculier  l’inclinaison)  et  isole  l’appareil  des  intempéries.  Normalement  en  cas  de  changementd’appareil  d’appui,  il  doit  être  parAellement  détruit  (ou  adapté)  en  conjugaison  avec  le  nouvel  appareil  (sauf  cas  parAculiers  :  élastomère,  tablier  «  souple  »,  sur  pile  sans  joint  de  chaussée,  ligne  d’appui  avec  2  appareils  seulement  et  grand  pouvoir  en  rotaAon  de  l’appareil).  

•  Le  bossage  supérieur  assure  également  l’horizontalité  du  contact.  Si  ce  bossage  est  à  refaire,  il  est  à  remarquer  qu’il  sera  réglé  en  posiAon  de  combinaison  proche  de  l’ESLQP,  ce  qui  peut  diminuer  les  amplitudes  de  rotaAon.  

•  Nota  :  Il  est  à  remarquer  que  pour  un  appareil  en  élastomère,  la  distorsion  en  rotaAon  maximale  n’est  pas  concomitante  avec  la  distorsion  verAcale  de  la  charge  maximale.  CeGe  remarque  est  importante  pour  l’étude  de  la  stabilité  en  rotaAon.  

Appareil  d’appui  mécanique  glissant  ou  roulant  :  Les  déplacements  se  font  par  à  coup  selon  la  rigidité  de  la  pile  et  l’évolu

Appareils  d’appui  en  élastomère  freNé  La  «  Raideur  »  en  compression  :  

Comment  apprécier  la  valeur  probable  ?  

Appareils  d’appui  en  élastomère  freNé  La  «  Raideur  »  en  compression  :  

Son  importance  rela

Précau

appareils  d’appui  en  élastomère  freGé  La  «  Raideur  »  en  compression  :  

Son  importance  relaAve  dans  certaines  configuraAons  :  

appareils  d’appui  en  élastomère  freGé  La  «  Raideur  »  en  compression  :  

Son  importance  relaAve  dans  certaines  configuraAons  :  

Calcul avec une Souplesse (S0) nulle (signalé en italique) et S1 = 0,5 mm pour 100 t

504 517 401 389 512 512 446 450343:161 324 :194 268 :133 219 :169 235 :278 237 :274 282 :165 259:191

P1S0=1007 S1= 1035 P2S0=768 S1=752 P3S0=1067 S1=1063 P4S0=681 S1=680

361 :143 329 :188 232 :135 198 :166 294 :261 271-281 268 : -34 192 :38 504 517 367 363 555 551 235 231

980 841 717 680 572 552 400 368400:580 370 :471 120 :597 242 :438 471 :102 356 :196 387 : 13 268:100

P5S0=1029 S1= 989 P6S0=904 S1=897 P7S0=565 S1=591 P8S0=852 S1=804

- 11 : 60 51 :96 206 : - 18 142 : 75 - 81 : 74 2 - 38 134 : 3177 181 :255 49 148 188 217 - 7 40 451 436

Masse totale sur P1 à P8 avec S0 = 6874 t et 6810 t avec S1.Etape suivante : suppression d’un appareil d’appui sur P4, P5, P6 et P7 (en vert).

Principaux  documents  de  travail  •  Le  guide  FAEQ  5    du  STRRES  •  Le  fascicule  13  de  l’ITSEOA  (SETRA  –  LCPC)  •  Le  guide  SETRA  –  LCPC    sur  l’environnement  des  AAEF  (1978)  •  Les  guides  techniques  SETRA  2007  :  AAEF  et  AA  à  pot  •  SETRA  :  Site  :  PILES  –  DCE  OA.  Existants  –  Doc.  Types  :                Guide  d’aide  à  l’élabora.on  d’un  DCE  de  changement  d’appareils  

d’appui  •  T  47  816  –  3  :  Pose  des  AA  à  pot.  •  Revue  Ouvrages  d’art  SETRA  N°  55  et  56  :  Efforts  horizontaux.  •  NF  EN  1337  -‐  1  (généralités),  2  (plan  de  glissement),  3  (AA  élastomère),  5  

(AA  à  pot)  +  4  et  6  (AA  Métal),  7  (CaloGes  sphériques),  10(  InspecAon  et  maintenance),  11  (montage)  

•   ApplicaAon    NF  EN  1337  :  Note  technique  n°27  Sétra  12/2006  •  EN  15129  :  AA  en  zone  sismique  •  Cours  sur  les  contraintes  de  Hertz  (balanciers  et  rouleaux)  

•  Fiches  MEMOAR  (Elastomères  –  Bossages  –  Vérinage/calage    

MISE  A  JOUR    Appareil  d’appui  en  élastomère  

•  Guide  Sétra  2007  :                                                                                                                                                                          -‐  Page  21  :  Tassement  :  Dans  la  formule  de  la  norme,  il  faut  remplacer  S1  

par  Si  ,  soluAon  logique  suggérée  par  le  guide.  Pour  des  calculs    plus  précis  la  norme  proposera  en  annexe  informaAve  la  formule  des  finlandais  :    

             

   

   

MISE    A      JOUR  (Suite)  

       -‐  Pages  27-‐28  §  3.4.2.2.2  et  40  à  41  §  4.2.10  :  Pression  sur  les  supports  :    En  cas  de  perte  de  contact,  la  méthode  ne  s’applique  qu’aux  appareils  de  type  B.  Ce  calcul  pourra  être  amélioré  avec  la  norme  révisée  qui  proposera  une  nouvelle  formule  pour  le  calcul  des  moments  de  rotaAon.                                          

       -‐  Pages  22,34  et  43  :  Freinage,  force  centrifuge,  vent  :  La  valeur  du  module  transversal  courant  G  est  de  0,9  MPa  et  non  de  1,8  MPa  comme  cela  est  indiqué  et  praAqué  pour  le  freinage  depuis  de  nombreuses  années.  

       -‐  Page  12  §  2.2.4.2  :    Lors  de  la  paruAon  de  la  révision  de  la  norme  EN    1337,  Il  est  probable  que  les  appareils  de  type  D  (élastomère  à  plan  de  glissement  PTFE-‐INOX)  seront  autorisés  à  prendre  aussi  en  compte  les  déplacement  à  long  terme.  

Les  différents  types  d’appareils  d’appui  en  élastomère  

                         Nomenclature  d’un  appareil  à  pot                        unidirecAonnel  à  guidage  latéral  –  à  claveGe  centrale  de  guidage  –                                          Appareil  fixe    

MERCI    DE    VOTRE    ATTENTION