Brevet FR2142638A1 — publié le 19730202

La présente invention a pour objet un appui pour ouvrages tels que, par exemple, des tabliers de ponts, ainsi que les ouvrages comportant de tels appuis. On sait qu'un grand nombre d'ouvrages tels que, par exemple, des tabliers de ponts, sont soumis à des déplacements relatifs par rapport à leurs supports tels que, par exemple, culées ou piles intermédiaires. Dans ce but, les ouvrages reposent sur leurs supports par l'intermédiaire d'appuis qui transmettent aux supports la charge verticale qu'ils reçoivent de l'ouvrage tout en laissant celui-ci libre d'effectuer les mouvements relatifs précités. Parmi ces mouvements, celui qui est généralement le plus important est un mouvement de translation horizontale dans le sens longitudinal de ltouvrage. Les appuis traditionnels, appelés appuis en caoutchouc fretté, sont constitués par des couches d'élastomère, généralement du néoprène, collées sur des plaques d'acier de façon à constituer un bloc ayant au repos la forme générale d'un parallélépipède rectangle, ce bloc étant constitué par une alternance de couches d'élastomère et de plaques métalliques fixées les unes contre les autres. Si l'on observe des règles de dimensionnement convenable, ces appuis traditionnels peuvent supporter sans dommage appréciable les déformations modérées qui leur sont imposées par les déplacements de ltouvrage, par exemple un tablier de pont, par rapport aux culés ou aux piles.Il n'en est toutefois plus de nome lorsque l'appui est soumis à de grandes déformations horizontales, ce qui est le cas fréquent pour les grands ouvrages en béton armé ou précontraint, car dans ce cas l'ouvrage subit au niveau de l'appui une translation longitudinale parti culièrement importante due aux phénomènes de retrait, fluage ou raccourcissement sous précontrainte, pendant la période qui suit le décoffrage de l'ouvrage, cette translation étant d'amplitude bien supérieure aux translations dues aux dilatations thermiques. Dans ce cas, ces appuis traditionnels subissent une déformation importante, du fait que les faces inférieure et supérieure de l'appui qui sont en contact, l'une avec le support fixe, l'autre avec l'ouvrage qui se déplace, sont décalées longitudinalement l'une par rapport à l'autre de sorte que l'appui perd sa forme de parallélépipède à peu près rectangle, et que les matériaux qui le constituent sont soumis à des efforts de cisaillement particulièrement importants. De plus, la surface portante de l'appui s'en trouve naturellement réduite, et il est fréquent que, dans ce cas, l'appui soit gravement détérioré et doive être remplacé. Aussi, pour permettre à l'appui dleffectuer sans dommage de grands déplacements horizontaux, on interpose actuellement entre l'ouvrage supporté et l'appui en caoutchouc fretté une surface de glissement constituée par une plaque d'acier inoxydable sur laquelle repose l'ouvrage, et une plaque mince, en général en polytétrafluoréthylène, collée sur la face supérieure de l'appui en caoutchouc fretté. Bien que cette technique soit récente, elle a déjà donné lieu dans plusieurs cas à des déboires qui ont obligé à remplacer les appuis en cause, opération souvent très cafteuse en raison de la nécessité de soulever le tablier du pont. D'une façon générale, le bon fonctionnement de ces appuis glissants reste problématique, et il est en tout cas certain qu'il exige une surveillance et un entretien constants. La présente invention a pour but d'augmenter considérablement la capacité de déformation horizontale d'un appui en caoutchouc fretté, de sorte qu'il puisse remédier aux inconvénients précités, et supporter sans dommage les déplacements horizontaux importants de nombreux ouvrages pour lesquels, jusqu'à ce jour, on était obligé de recourir aux appuis glissants. L'invention a pour objet un-appui pour ouvrages, comprenant au moins une couche en élastomère, caractérisé par le fait qu'à l'état de repos l'appui présente sensiblement la forme d'un parallélépipède oblique. Dans une forme de réalisation préférée, notamment pour les appuis de pont, l'appui est constitué par une superposition alternée de couches d'élastomère et de plaques métalliques adhérisées les unes aux autres, ltensemble formant, à l'état de repos, un parallélépipède oblique. Dans un but de simplicité, les faces avant et arrière inclinées du parallélépipède oblique sont sensiblement planes, mais il va de soi qu'elles peuvent présenter des formes incurvées ou brisées plus compliquées. L'angle d'inclinaison des faces avant et arrière du parallélépipède oblique formé par l'appui selon l'invention, est déterminé de façon que, lorsque la déformation durable de l'ouvrage, notamment retrait du béton, a eu lieu, lesdites faces avant et arrière de l'appui soient disposées chacune dans une position proche de la verticale, l'appui ayant alors sensiblement la forme d'un parallélépipède rectangle. L'expérience prouve qu'un appui ainsi réalisé peut encaisser des déformations extrêmement importantes et remplacer dans la plupart des cas les appuis glissants onéreux et d'entretien délicat. De plus, grâce à l'invention, l'appui présente une surface portante maximale au moment où il se trouve dans la position moyenne de fonctionnement normal. Dans une forme de réalisation préférée, l'appui selon l'invention est réalisé à l'aide d'un matériau élastomère, de préférence du néoprène, à faible module de cisaillement contrai rement à la pratique traditionnelle. ainsi, par exemple, le module G peut être inférieur à 8 et même être avantageusement égal à 4. Toutefois, m8me en utili sant des élastomères à fort module de cisaillement, l'appui selon l'invention s'avère nettement plus avantageux que les appuis traditionnels. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaitront à la lecture de la description suivante, faite à titre d'exemple non limitatif, ainsi que du dessin annexé, dans lequel - la figure 1 représente une vue schématique d'un appui mis en place sous un tablier de pont avant le retrait du tablier, - la figure 2 représente une vue schématique de cet appui une fois terminé le retrait du béton. Sur le dessin, un appui de pont 1 selon l'invention est disposé entre une culée 2 et la face inférieure d'un tablier de pont 3. Cet appui de pont 1 est constitué par une alternance de couches de néoprène 4 et de plaques d'acier 5 adhérisées les unes aux autres, comme cela se fait déjà pour les appuis en caoutchouc fretté classiques. Lorsque l'appui 1 se trouve dans sa position de repos, ou bien dans la position de la figure 1 juste après le décoffrage du tablier 3 (position qui ne diffère de la position de repos que par un état de compression des différentes couches d'élastomère 4, donc par une épaisseur moindre de l'appui), les faces avant 6 et arrière 7 de l'appui sont inclinées par rapport à la verticale d'un angle i comme on le voit sur la figure 1. Cet angle i est calculé en fonction de l'amplitude de la déformation longitudinale permanente que le tablier 3 est amené à subir, la valeur de cette déformation étant représentée sur le dessin par la distance d séparant le plan vertical du point A de contact entre la face avant 6 et la culée 2, et le point B de contact entre la même face avant 6 et la face inférieure du tablier 3. Lors du retrait du tablier 3, le point B se déplace vers la gauche, et lorsque le retrait, fluage ou raccourcissement sous précontrainte, est achevé, le point B s'zest déplacé pour venir dans la position représentée sur la figure 2, et les faces arrière 7 et avant 6 se trouvent sensiblement dans un plan vertical. C'est autour de cette position représentée sur la figure 2 que s'effectueront les allongements et rétrécissements dds aux dilatations thermiques et qui présentent une amplitude notamment plus faible que celle de la déformation due au retrait du tablier 3. On voit, de part et d'autre de la position sensiblement verticale de la face 7, les positions C et D qui sont susceptibles d'être prises par ladite face 7 (et également par la face 6) lors de ces dilatations thermiques. Comme on le conçoit très bien en regardant le dessin, la surface portante de l'appui, qui est réduite dans la position de la figure 1, staccroSt pour devenir sensiblement égale à la longueur des faces inférieure ou supérieure de l'appui, comme on le voit sur la figure 2. Ceci n'est pas g8nant, puisque avant sa mise en service, donc pendant que les faces 6 et 7 sont encore inclinées, l'ouvrage en béton ne supporte que la charge permanente due au poids propre de l'ouvrage, ce qui constitue en général environ la moitié de la charge totale qu'il doit supporter, alors que c'est dans la position de la figure 2, pour laquelle la surface portante est maximale, que le pont risque d't- tre chargé jusqu' au maximum de la valeur admise. Cet aspect de l'invention est mtme particulièrement avantageux, du fait que dans le casdes appuis classiques, la surface portante, d'abord maximale avant la mise en service de l'ouvrage, diminue ensuite, de sorte que l'appui doit être surdimensionné au départ. Enfin, dans la position représentée sur la figure 2, ou bien dans les positions voisines D et C susceptibles d'être prises en fonction des variations normales et non permanentes de longueur du tablier 3, les contraintes de compression appli quêtes par l'ouvrage équilibreront à peu près complètement, et dans tout l'appui, les contraintes normales de cisaillement qui sont apparues lors du passage de la forme de parallélépipède oblique à la forme de parallélépipède rectangle. Par contre, dans le cas des appuis classiques, la forme définitive en paraI- lélépipàde oblique de ces appuis empoche la compensation des contraintes dans les deux parties en forme de prime triangulaire rectangle situées à l'avant et à l'arrière de ces appuis classiques, de sorte que ces parties s' incurvent et se déforment en détériorant l'appui. Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut lui apporter différentes modifications sans pour cela s' éloigner ni de son cadre, ni de son esprit. REVENDICATIONS 1. Appui d'ouvrages, notamment appui de pont, comprenant au moins une couche en élastomère, caractérisé par le fait qu'à l'état de repos, l'appui présente sensiblement la forme d'un parallélépipède oblique. 2. Appui selon la revendication-l, caractérisé par le fait qu'il est constitué d'une superposition alternée de couches d'élastomère et de plaques métalliques adhérisées les unes aux autres, l'ensemble formant, à l'état de repos, un parallélépipè- de oblique. 3. Appui selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les deux faces avant et arrière sont sensiblement planes. 4. Appui selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le module de cisaillement de l'élastomère est inférieur & 8. 5. Appui selon l'une quelconque des revendications I à 4, caractérisé par le fait que, durant la période de fonctionnement normal, il présente une forme proche de celle d1un parallélépi- pède rectangle. 6. Ouvrage, et notamment tablier de pont, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un appui selon l'une quelconque des revendications 1 à 5. 7. Ouvrage selon la revendication 6, caractérisé par le fait que 1'angle d'inclinaison initial de l'appui est déterminé de façon que sa projection (d) soit sensiblement égale à l'an- plitude de la translation de déformation permanente subie par la partie d'ouvrage directement supportée par l'appui.