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Un cylindre double pour remplacer les rouleaux

Ils fonctionnent comme des appuis à rouleau mais sont meilleur marché et présentent en outre tous les avantages des appuis glissants. Ce sont les appuis à cylindre double en matériau de glissement MSM®. Pour la première fois Maurer Söhne Munich va les poser en remplacement des appuis à rouleau du pont de Grenzwald au sud de Fulda.

Le pont de Grenzwald a été érigé de 1966 à 1968. Cet ouvrage de 900 m de long fait partie de l'autoroute A7 à la frontière entre la Bavière et la Hesse. Il comporte 10 lignes d'appui de chacun 2 appuis. Sur les deux piles centrales sont installés 4 appuis fixes dont les 16 appuis à rouleau usagés étaient à remplacer.

Les appuis à rouleau réduisent de moitié les mouvements de la superstructure et de l'infrastructure, ce qui est particulièrement important pour le pont de Grenzwald dont les portées peuvent atteindre 120m et les piles 95 m. Leur second avantage vient de ce que les longs rouleaux et les plaques de renfort rectangulaire peuvent reprendre des charges assez élevées. Leur inconvénient est connu : leur coût de fabrication. Il est en outre difficile de réduire leurs dimensions car les matériaux à haute résistance présentent en même temps un plus grand risque de rupture fragile.

L'innovation l'a emporté

L'appel d'offres pour le remplacement des appuis existants sur le pont de Grenzwald prescrivait des appuis à calotte sphérique en matériau de glissement spécial. C'est néanmoins Maurer Söhne qui a emporté le contrat avec la proposition originale d' « appuis à cylindre double ». Ces appuis de conception nouvelle n'ont reçu l'agrément technique national (AbZ Z-16.4-436) que début 2010. Ils ressemblent aux appuis à rouleau pour ce qui est de la longueur dilatable, de la géométrie et de la rotation, mais ils sont notablement meilleur marché, plus sûrs et ont une durée de vie supérieure. La question du déplacement était par ailleurs cruciale du fait que la normalisation actuelle exige pour les appuis mobiles des longueurs dilatables particulièrement importantes.

Comme les appuis à rouleau, les nouveaux appuis à cylindre double ont deux surfaces de mouvement, l'une sur le dessus, l'autre sur le dessous, ce qui partage la longueur dilatable entre la superstructure et l'infrastructure. Entre les deux se trouve un troisième plan de glissement de forme concave qui permet de reprendre les mouvements de balancier.

Vu en coupe, perpendiculairement au sens de circulation, un appui à cylindre ressemble à un appui à calotte sphérique mais, l'espace concave n'est pas occupé par une calotte sphérique mais par un cylindre partagé en deux dans le sens de la longueur. On obtient ainsi, comme pour les appuis à rouleau, une empreinte rectangulaire et l'appui peut être conçu de largeur suffisante, adaptée à la charge verticale, alors que l'appui à calotte sphérique est toujours limité à une empreinte carrée ou circulaire pour la reprise de la charge.

Le cylindre, comme le rouleau, n'autorise que des rotations autour de son axe. Grâce à des dispositifs de butée spéciaux brevetés, l'appui à cylindre a finalement pu être conçu de façon à correspondre exactement, du point de vue géométrique comme fonctionnel, à un appui à rouleau. Il peut donc remplacer l'appui à rouleau sans retentissement sur l'ouvrage.

Une longue durée de vie, de faibles coefficients de frottement

Les trois surfaces de glissement sont en MSM®. C'est ce qui explique pourquoi, en dépit de l'accumulation des déplacements potentiels, il est possible de garantir pour les nouveaux appuis à cylindre une durée de vie d'au moins 50 ans. Ce nouvel appui glissant a de plus l'avantage de présenter un faible coefficient de frottement, voisin de celui des appuis à rouleau à haute résistance, et de ne subir qu'une translation minimale sur son axe transversal.

Les 16 appuis ont été remplacés un par un à partir d'octobre 2010. Les nouveaux appuis à cylindre double sont moins épais que les anciens appuis à rouleau à plaques de renfort. Cette hauteur plus faible est compensée par une injection de produit de scellement en haut et en bas.

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Références

Motten, Bad Kissingen (Kreis), Bavière, Allemagne (1968)

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  • Informations
    sur cette fiche
  • Product-ID
    3276
  • Création
    30.04.2012
  • Modification
    19.05.2017