Appareils d`appui en élastomère fretté

Mémento pour la mise en oeuvre sur ouvrages d'art – MEMOAR – Collection de fiches techniques
modéré de leur fourniture (rapport de 1 à 50, voire
plus).
Fiche n° VIII-1
"Appareils d'appui
en élastomère fretté"
GAMME ET TYPES D’APPAREILS D’APPUI
APPAREILS D’APPUI EN ÉLASTOMÈRE
FRETTÉ
L’appareil d’appui en élastomère fretté est un bloc
d'élastomère renforcé par des frettes métalliques en
acier, adhérisées à l'élastomère au moment de la
vulcanisation (modification chimique créant de longues
chaînes de polymères sous l'effet conjugué de la
température et de la pression). L'élastomère est soumis
à des efforts et des déplacements (compression,
rotation et cisaillement ou distorsion). L’insertion des
frettes dans le bloc d'élastomère contribue à diminuer
le tassement sous charge normale et à augmenter la
contrainte de compression admissible sans modifier sa
raideur en cisaillement.
1. Objet de la présente fiche
Cette fiche traite des exigences relatives à la réception
et à la mise en oeuvre sur ouvrages d’art d’appareils
d’appui en élastomère et décrit les interventions
nécessaires de la maîtrise d’œuvre.
Cette fiche est à associer aux fiches n° VIII-3
"Bossages" et n° VIII-4 "Vérinage/calage".
2. Rappels
Les éventuels éléments de glissement les plus
couramment utilisés en France comportent une plaque
de PTFE1 fixée sur le dessus de l'appareil d'appui en
élastomère. Une tôle en acier inoxydable poli liée à une
platine supérieure en acier glisse sur la plaque de PTFE.
Le terme "Appareil d’appui" est attribué à un dispositif
ayant pour rôle d’assurer la liaison entre la structure et
son support et de transmettre aux appuis les efforts et
les rotations supportés par le tablier d’un ouvrage d’art.
Le schéma théorique du fonctionnement de la structure
est étroitement lié aux degrés de liberté des appareils
d’appui.
À titre de rappel, les fonctions assurées par les appareils
d’appui sont de :
La principale utilisation des appareils d’appui en
élastomère fretté avec plan de glissement est justifiée
par la prise en compte des déplacements irréversibles
(retrait, fluage).
• transmettre les efforts verticaux dus au poids du
tablier et aux charges d’exploitation ;
• permettre les variations de longueur du tablier sous
les actions de la température, du retrait et du fluage ;
• transmettre totalement ou partiellement les efforts
horizontaux dus aux effets introduits par les charges
d’exploitation, aux effets résultant des modifications
de longueur du tablier, aux effets du vent, aux
actions accidentelles ;
• permettre des rotations de la structure sous charges
d’exploitation ou à la suite de déformations
différées de la structure ;
• d’accepter les mouvements différés des appuis.
PSIDN sur appareils d'appui en élastomère fretté
(Photo Sétra/CTOA)
Le bon fonctionnement mécanique, le maintien en état
de service et la durabilité des ouvrages dépendent du
soin particulier à apporter dans la qualité de la
fabrication, le choix, le dimensionnement, et la mise en
œuvre des appareils d’appui.
APPAREILS D’APPUI À POT
(Cf. fiche n° VIII-2)
Il est donc essentiel de disposer d’appareils d’appui de
fonctionnement efficace, pérennes, ceci d’autant que
les conséquences financières de leurs éventuelles
défaillances sont sans commune mesure avec le coût
Chapitre VIII : Les appareils d'appui
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PTFE (PolyTétraFluorEthylène) ou Téflon .
Fiche n°VIII-1 : Appareils d'appui en élastomère fretté
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ENJEUX
Les principaux enjeux liés à ces éléments de structures
concernent leur rôle principal dans le fonctionnement
de l’ouvrage. Les défauts constatés portent autant sur la
conception que sur le dimensionnement et les
problèmes liés à la pose. Ceci explique l'importance des
principaux points suivants :
• le respect des positions des appareils au niveau des
appuis et notamment de l’orientation ;
• l’adéquation de la capacité de rotation de l’appareil
d’appui aux conditions de rotations réelles régnant
sur l’ouvrage intégrant notamment les rotations en
phase de construction ;
• éventuellement, la durabilité des éléments
métalliques assurée par la protection anti-corrosion ;
• la bonne transition des efforts du tablier vers les
appuis au moyen d’un contact parfait aux interfaces
de liaison entre l’appareil et les éléments de
structure (Cf. fiche n°VIII-3).
Chapitre VIII : Les appareils d'appui
Appareil d'appui en élastomère fretté
avec bossages et emplacement pour le vérinage
(Photo Sétra/CTOA)
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Fiche n°VIII-1 : Appareils d'appui en élastomère fretté
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Type d’appareil
d’appui
Description
sommaire
Schéma
Exemple de dénomination avec
l’appareil d’appui ci-contre :
300 x 400 x 3(12+4)
enrobé à feuillets
externes en
caoutchouc
correspondant à
la demi épaisseur
nominale d'un
feuillet
élémentaire
B selon la norme
NF EN 1337-3
- 300 : largeur en mm ;
- 400 : longueur en mm ;
- 3(12+4) = 48 mm : hauteur totale ;
- 3 x 12 = 36 mm délastomère réparti en
2 couches externes de 6 mm et deux
feuillets intermédiaires de 12 mm ;
- 3 x 4 = 3 frettes métalliques de 4 mm.
Les plaques d’acier extérieures épaisses
sont utilisées pour assurer un rôle anticheminement ou anti-soulèvement. Les
dispositifs anti-cheminement (butées)
sont utilisés lorsque le cheminement est
à craindre, ils doivent interdire
uniquement le cheminement, sans
empêcher, ni gêner les déformations.
Les butées doivent venir en contact
avec la plaque épaisse, en aucun cas,
la butée ne doit se faire sur le
feuillet de caoutchouc.
frettes
métalliques
extérieures de
10 mm minimum
C selon la norme
NF EN 1337-3
Commentaires
Appareil d’appui
anticheminement à
taquets (avec
appareil d’appui
de type C)
D’autres types d’anti-cheminement
existent tels que : taquets sur une seule
face, avec ancrages, par tôles striées
pour des efforts tangentiels faibles.
D selon la norme
NF EN 1337-3
Type B complété
avec des
éléments de
glissement
(feuille de PTFE
collée à
l'élastomère)
E selon la norme
NF EN 1337-3
Type C avec une
frette extérieure
collée à
l'élastomère et
une feuille de
PTFE encastrée
dans l'acier
Nota : À la mise en œuvre, l’empilage d’appareils d’appui en élastomère fretté est interdit.
Pour plus de détails, Cf. § 5 "Pour en savoir plus, consulter"
Chapitre VIII : Les appareils d'appui
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3. Certification / Réglementation
harmonisée (annexe ZA) de la norme NF EN 1337-3.
Le système d'attestation de la conformité retenu au
sens de la DPC 89/106/CEE est le niveau 1.
Les appareils d'appui en élastomère fretté doivent
bénéficier du marquage CE qui s'appuie sur la partie
4. Actions à mener
4.1.- À la réception
Nature de l'intervention
•
Moyens
Vérification de la présence du marquage CE et de Visuel
la conformité de la livraison (examen du certificat
de conformité CE)
Observations
Cf. CCTP du marché et plans visés
Le certificat de conformité CE doit inclure les
informations suivantes :
- numéro d'identification de l'organisme de
certification ;
- nom et adresse du fabricant ;
- description du produit (type, identification,
utilisation,…) et une copie des informations
accompagnant le marquage CE ;
- conditions particulières d'utilisation du produit;
- numéro du certificat ;
- conditions et durée de validité du certificat ;
- nom et fonction de la personne habilitée à
signer le certificat
Relever les numéros des appareils d’appui (face
latérale et face d’appui). Indications à reporter au
dossier d’ouvrage
• Vérification de l’identification (traçabilité) ;
Visuel
• Vérification de l’absence de défauts ou
d’endommagements au transport et déchargement ;
Visuel
Angles abîmés…
• Contrôle de conformité des dimensions réelles
d’encombrement) ;
Mètre à
ruban
Cf. plans d’exécution de l’ouvrage
Fiche de suivi de réception des appareils d’appui
• S’assurer de l’existence du contrôle interne de
l’entreprise générale.
Cas des appareils d'appui glissants
L’ensemble plan de glissement/bloc d'élastomère doit être livré, pour des raisons de manutention et de mise en œuvre,
comme une pièce monolithique, pré-réglé avec marquage de l’orientation.
• Vérification de l’absence de défaut ou
d’endommagement au transport et déchargement
Chapitre VIII : Les appareils d'appui
Visuel
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Angles abîmés, cisaillement des tiges de
préréglage de certains appareils d’appui glissants,
rayures sur tôle en acier inoxydable…
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4.2.- Au stockage
Nature de l'intervention
• Vérification des conditions de stockage :
Moyens
Observations
Visuel
– surface propre et plane ;
– à l'abri de la pluie, du soleil, des souillures et de la
poussière, de produits agressifs tels que huile de
décoffrage ou autres produits néfastes au
caoutchouc.
4.3.- Avant la mise en œuvre proprement dite
Nature de l'intervention
Moyens
Observations
Appareils d’appui en élastomère fretté
• Vérification de l’existence des documents suivants
et des procédures particulières éventuelles :
– PAQ de l’entreprise chargée de la pose ;
Procédure de pose
– Plans d’exécution visés et approuvés ;
- plans des bossages inférieurs et supérieurs (voir
fiche n° VIII-3 "Bossages") ;
- une vue en plan de l’ouvrage comportant la
figuration des divers types d’appareils d’appui ;
- leurs dimensions, les directions et leurs
mouvements possibles.
– Note de calculs ;
– Procédure d’exécution des bossages ;
Cf. fiche n° VIII-3 "Bossages"
– Procédures de pose provisoire ou définitive des
appareils d’appui, phasage éventuel ;
– Procédure particulière de remise éventuelle à
l’équilibre des déformations par distorsion de
l’appareil d’appui tenant compte, en particulier,
des conditions thermiques et de l’époque de
l’exécution.
• Vérification du respect des tolérances d’exécution
des bossages
Cf. fiche n° VIII-3 "Bossages"
Appareils d’appui glissants : en complément
– Note de calculs justificative donnant la valeur du
préréglage des appareils d’appui glissants en
fonction de la température ambiante.
Chapitre VIII : Les appareils d'appui
Valeur du préréglage des appareils d’appui
glissants
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4.4.- Lors de la mise en œuvre
POINT D’ARRÊT
(Pour la levée de ce point d’arrêt, il doit être vérifié que les interventions de contrôle prévues sur les points sensibles
des § 4.1 à 4.3 ont été réalisées)
Nature de l’intervention
Moyens
• Vérification du bon positionnement et de la
conformité du type d’appareil d’appui par rapport à
son emplacement prévu sur les plans.
Observations
Cf. plan d’exécution et procédure de pose
(orientation)
Appareils d'appui glissants
• Vérifier que le dispositif de blocage est retiré et
remplacé par des vis fusibles.
Si l’appareil d’appui n’est pas livré en bloc
monolithique, vérifier :
• la position relative entre l’élastomère fretté et la
plaque de glissement, fonction de la température
ambiante (pré-réglage calculé) ;
• que le film plastique protecteur de l’acier
inoxydable de glissement a été enlevé ;
• l’absence de rayure et l’état de propreté de l'acier
inoxydable ;
• que le film protecteur papier kraft ou autre du
PTFE a été enlevé ;
• la présence de graisse silicone sur le PTFE et
l’absence de poussière ou grains collés sur la
graisse.
Comparaison entre la température ambiante lors
de la pose et la température notifiée dans la note
de calculs
4.5.- À la mise en charge des appareils d'appui
(Il est conseillé de procéder à ces interventions préalablement à la réception de l'ouvrage)
Nature de l'intervention
Moyens
• Vérification de l'aspect des bourrelets des feuillets
d'élastomère ;
Visuel
Observations
Bourrelets homogènes et parfaitement
comprimés = répartition uniforme des
charges.
Si absence de bourrelet, partiellement ou en
totalité de l’appareil d’appui : rotation excessive,
défauts de planéité ou de parallélisme des
bossages, chargement excessif ou déchargement
dans un angle,…
• Vérifier les contacts entre l’appareil d’appui et les
Réglet,
zones d’appui ;
cales genre
"cales à
bougies"
• Vérifier que tous les éléments de coffrage autour
des appareils d’appui sont enlevés ;
• Vérifier l'absence de défaut d’adhérence
élastomère/frettes métalliques, de fissuration,
éclatement, craquelures, gerçures…
Chapitre VIII : Les appareils d'appui
Visuel
Visuel
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• Vérifier l’intégrité des bossages et calages (absence
de fissuration, d’éclatement…).
Visuel
Les observations effectuées doivent être
également complétées par un examen
local de la structure (tablier et appuis) pour
vérifier l’absence d’endommagement.
Cas des appareils d'appui glissants
• Vérifier la position relative entre l’élastomère fretté
et la plaque de glissement ;
• Vérifier l’état de l’acier inoxydable de la plaque de
glissement ;
• Vérifier la présence de graisse silicone ;
• Vérifier l’absence de vide entre la plaque et
l’appareil d’appui en élastomère ;
• Vérifier l’absence de cintrage de la plaque de
glissement ;
• Vérifier le rôle de la protection éventuelle du plan
de glissement.
Réglet
En fonction de la température ambiante
Absence de souillure, rayure, décollement
inox/plaque de glissement
Visuel
Visuel
Visuel
Attention à la condensation possible
l’accumulation de poussière ou autre
et
4.6.- Contrôle avant la mise en service de l’ouvrage (point 0)
Nature de l'intervention
Moyens1
Noter la température ambiante
Au moment de la réception de l’ouvrage, relever le
point 0 de l’ensemble des appareils d’appui (distorsion,
rotation, défauts de bossage,…).
• Mesure de l’épaisseur de l’appareil d’appui aux
4 angles avec une précision de l’ordre de 0,5 à
1 mm ;
• Mesure de la distorsion et de la direction,
déformation de l’appareil d’appui en cisaillement ;
Cette mesure est primordiale pour bien
appréhender le fonctionnement de la structure en
fonction de la température.
La limite de distorsion sous les efforts ou
déplacements horizontaux est tg = 0,7.
• Vérifier l’absence de cheminement, d’encastrement ;
• Vérifier
l'absence de défaut
d’adhérence
élastomère/frettes métalliques, de fissuration,
éclatement, craquelures, gerçures…
• Vérifier l'absence de souillure et pollution : eau de
ruissellement, végétation, huile ;
• Vérifier l’intégrité des bossages et calages (absence
de fissuration, d’éclatement…).
1
Observations
Les observations effectuées doivent être
également complétées par un examen
local de la structure (tablier et appuis) pour
vérifier l’absence d’endommagement.
Cf. fascicule 13 "Appareils d'appui"
Chapitre VIII : Les appareils d'appui
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Cas des appareils d'appui glissants
• Vérifier que le glissement est effectif par la présence
de traces de glissement sur l’acier inoxydable de
glissement ;
• Vérifier la position relative entre l’élastomère fretté
et la plaque de glissement ;
• Vérifier l’absence de cintrage de la plaque de
glissement.
Attention à une distorsion excessive
En fonction de la température ambiante
Visuel
5. Pour en savoir plus, consulter
•
•
•
•
Norme NF EN 1337-1 (T47-820-1) : Appareils d'appui structuraux - Partie 1 : indications générales ;
Norme NF EN 1337-2 (T47-820-2) : Appareils d'appui structuraux - Partie 2 : éléments de glissement ;
Norme NF EN 1337-3 (T47-820-3) : Appareils d’appui structuraux - Partie 3 : appareils d’appui en élastomère ;
Note d'information technique n° 27 sur l'application nationale de la série de normes NF EN 1337 (appareils d'appui
structuraux) ;
• Appareils d’appui en élastomère fretté - Utilisation sur les ponts, viaducs et structures similaires - Guide technique.
Sétra, juillet 2007, 80 p. (référence Sétra 0716) ;
• ITSEOA : deuxième partie - Fascicule 13 "Appareils d’appui" - Guide technique. Sétra, 2003, 67 p. (référence
Sétra F0230) ;
• Appareils d’appui en caoutchouc – Documents scientifiques et techniques. AFPC, juillet 1994.
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