Brevet FR2419354A1 — publié le 19791005

L'appareil d'appui, objet de la présente invention, est un per feotionnement aux appuis d'ouvrages d'art, largement utilisés dans le Génie Civil et constitués par l'association d'un appui en élastomère fretté et d'un appui glissant. On sait que les appuis en élastomère fretté constitués par une superposition de plaques d'élastombre et de tales d'acier de frettage intermédiaires solidarisées par vulcanisation permettent un dépla cernent latéral d'un ouvrage par rapport à son support d'une longueur maximale sensiblement égale à l'épaisseur des couches d'élastomère. Lorsque les déplacements de l'ouvrage grandissent, ce qui est le cas avec l'augmentation des portées, ltépaisseur de l'appui doit être augmentée. Cette augmentation d'épaisseur a une limite, ellemême fonction des dimensions des appuis en plan, du fait que les appuie trop épais risquent de se déverser sous de fortes déformations et/ou de présenter des tassements trop importants sous les charges. Une solution connue palliant cet inconvénient consiste à associer un tel appui à un dispositif glissant, également de construction connue. Un tel dispositif est constitué par une plaque revêtue d'un produit à très faible coefficient de frottement tel que le poly tétrafluoroéthylène (TEFLON)glissant contre une surface très lisse telle qu'une tale d'acier inoxydable poli éventuellement fixée à une plaque de support en acier. Dans l'appareil d'appui interposé entre un ouvrage et son support, un tel dispositif glissant peut être intercalé entre l'ouvrage et l'appui en élastomère fretté ou bien entre celui-ci et le support ou même être intégré au support ou à l'ouvrage. Dans le fonctionnement d'un tel appareil composite d'appui, un déplacement de la structure dans le plan horizontal provoque d'abord une distorsion de l'appui en élastomère fretté. Lorsque, avant d'atteindre son amplitude possible maximale, ce déplacement augmente, provoquant l'augmentation de la distorsion du dit appui, la force horizontale transmise vers le support de l'ouvrage augmente jusqu'au moment où le frottement des surfaces au contact du dispositif glissant se trouve vaincu et ce dernier devient actif à son tour. Le déplacement que peut permettre un tel appui glissant ne peut être limité que par le Jeu de butées. I1 existe cependant des cas où les appuis composites de cette nature ne suffisent pas à remplir toutes les conditions requises au cours de la construction et de l'utilisation de l'ouvrage. I1 arrive qu'après l'achèvement des grandes déformations irréversibles initiales, comme celles qui sont dues au fluage du béton dans les ouvrages en béton précontraint, il soit souhaitable de donner à l'ou- vrage plus de stabilité en supprimant sa capacité de glisser et en se contentant du service qui peut être offert par l'appui en élastomère seul, fonctionnant par distorsion. Tel est, par exemple, le cas d'un grand radier, dans lequel les appuis en élastomère fretté sont également destinés à jouer un roule d'amortisseur antisismique. Après l'achèvement des grandes déformations qui suivent la construction du radier assez peu de temps après son achèvement, il est souhaitable que la possibilité pour le radier de se déformer en glissant soit supprimée et que la liberté des déformations thermiques ultérieures ne soit assurée que par la distorsion des appuis en élastomère fretté, ceux-ci servant en outre d'amortisseurs de chocs sismiques. Dans ce cas, gracie à l'élasticité propre de l'élastomère, les appuis peuvent également fournir les forces de rappel pour ramener le radier en place après un éventuel choc sismique. De tels appuis composites, dont la possibilité de glisser est supprimée après la construction de 1' ouvrage, peuvent également servir à supporter des ponts en encorbellement de grande longueur dans lesquels des forces extérieures dues par exemple au freinage des véhicules ou aux vents violents ne doivent pas, en service, entraîner des déplacements irréversibles de l'ouvrage. L'appareil d'appui composite, selon l'invention, interposé entre un ouvrage et son support, appareil comprenant l'association dlun appui en élastomère fretté et d'un dispositif de glissement, dont les deux surfaces en contact, essentiellement planes et de frottement réciproque réduit, sont parallèles aux plans de feuilletage du dit appui fretté, est caractérisé en ce que les dites surfaces sont chacune creusées de rainures rectilignes et parallèles, les directions de ces rainures étant croisées pour les deux surfaces de façon à constituer un réseau de vides intercommunicants susceptible d'être remplis due matière fluide adhérente et durcissable par une unique opération d'injection d'une telle matière. L'angle de croisement des directions de rainures peut être quelconque, pourvu qu'il soit suffisamment grand pour assurer l'appui mutuel des nervures comprises entre ces rainures. En particulier, mais non nécessairement, ces directions peuvent être orthogonales. Les rainures peuvent être obtenues en fixant sur la surface correspondante des bandes échelonnées de matière à faible coefficient de frottement. Pour une meilleure tenue de la fixation, ces bandes peuvent être encastrées dans des rainures de faible profondeur de la dite surface. En outre pour éviter tout risque d'accrochage ou de rabotage des arêtes externes des nervures comprises entre deux rainures consécutives, ces arêtes et, spécialement celles des bandes qui constituent ces nervures, sont chanfreinées ou arrondies. Les surfaces rainurées ou les bandes peuvent être en matières quelconques ayant au contact l'une de l'autre un faible coefficient de frottement (acier sur bronze, métal anti-friction ou métal fritté graphité). Il est avantageux cependant d'utiliser des bandes de Teflon en contact avec de l'acier inoxydable. Or on sait que le frottement de contact est, en ce cas, d'autant plus réduit que la pression de contact est plus forte.Comme la résistance à l'derase- ment des élastomères impose une surface relativement grande à l'appui élastique fretté, il est possible, par le choix de la dimension des nervures des deux surfaces en contact, de mettre en oeuvre entre cet appui et le support (ou l'ouvrage) une surface aussi réduite qu'il peut être souhaitable par rapport à la surface de l'appui fretté pour obtenir un glissement optimal alors qutà moins de compromettre la stabilité de l'ouvrage, les réalisations connues imposent au dispositif de glissement une surface au moins égale à celle de l'appui fretté. Le dessin annexé fera bien comprendre comment l'invention peut être mise en oeuvre. La figure 1 est une vue en perspective éclatée montrant un appui composite selon l'invention. La figure 2 est une vue en coupe d'un appui de ce genre après inJection d'une matière durcissable dans le dispositif glissant. L'appareil d'appui composite montré sur la figure 1 est supposé transmettre à un support (voir S fig. 2) le poids d'un ouvrage non représenté. Cet appareil comprend un bloc d'appui en élastomère fretté À reposant sur un dispositif glissant B. Le bloc À est formé, entre une plaque supérieure 1 solidaire de 1' ouvrage porté et une plaque inférieure 2 qui fait partie du dispositif glissant B, une pluralité de tôles d'acier 3 entre lesquelles sont intercalées les feuilles d'élastomère 4, le tout étant assemblé par vulcanisation de l'élastomère, du néoprène par exemple. La face inférieure de la plaque 2 est creusée de rainures plates et parallèles 5 dans lesquelles sont encastrées les bandes 6 de polytétrafluoroéthylène dont les arêtes longitudinales externes 7 sont arrondies. Entre les bandes 6 subsistent ainsi les rainures transversales 12. Les bandes 6 reposent en croix sur les bandes 8, d'acier inoxydable par exemple, dont les arêtes 9 sont également arrondies, qui sont encastrées parallèlement, à intervalles réguliers dans une plaque 10 d'acier solidaire du support S.- La plaque 10 pourrait aussi être en acier inoxydable massif et les nervures, équivalant aux bandes 8, pourraient alors être taillées dans la masse de la plaque par usinage des rainures 11 subsistant entre les bandes 8. On a supposé sur la figure 1 que le glissement maximal possible de l'ouvrage était orienté dans le sens de la longueur des rainures il, de sorte que la plaque 10 est prévue d'une longueur égale à celle du bloc A majorée de la longueur I du déplacement possible de ce bloc par rapport à son support. il est clair cependant qu'un déplacement du bloc À transversal à la plaque 10 est également possible. Lorsque l'ouvrage est en béton, après le retrait et le fluage de ce béton, le déplacement par glissement de ouvrage sur la plaque 10 peut devenir inutile et même dangereux. En général il est préférable que l'élasticité du bloc A, en cas de variation de dimension de 11 ouvrage, puisse ramener celui-ci vers sa position moyenne, lorsque ces dimensions reviennent à leurs valeurs normales. À cette fin le dispositif de glissement est mis hors service. Pour cela le bloc autour de la plaque 2 est entouré d'un coffrage étanche 13 traversé par des évents 14 et un ajutage 15 permettant l'injection d'une matière fluide durcissable, par exemple du mortier de ciment ou une résine époty. Il est clair que les rainures tl et 12 forment un unique réseau d'espaces intercommunicants de sorte qu'en une opération cette matière durcissable remplit avec sécurité tout ce réseau, le remplissage étant contrôlé par les évents 14. L'invention s'applique aux grands ouvrages du Génie Civil en béton armé ou précontraint qui sont portés par leurs supports par l'intermédiaire d'appareils d'appuis permettant le jeu de dilatations et assurant la protection de ces ouvrages contre les secousses sismiques. REVENDICATIONS 1. Appareil d'appui composite interposé entre un ouvrage et son support comprenant l'association d'un appui élastique en élastomère fretté par un feuilletage de tôles parallèles et d'un dispositif de glissement dont les deux surfaces de contact, essentiellement planes et de frottement réciproque réduit, sont parallèles au plan de feuilletage du dit appui, caractérisé par le fait que les dites surfaces sont chacune creusées de rainures rectilignes et parallèles, les directions des rainures étant croisées pour les deux surfaces de façon à constituer un réseau de vides intercommunicants susceptibles d'être remplis de matière fluide adhérente et durcissable par une unique opération d'injection d'une telle matière dans ce réseau. 2. - Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les rainures sont les intervalles entre bandes rectilignes et parallèles fixées sur l'une au moins des deux surfaces de contact. 3.- Appareil selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les bandes sont encastrées dans les surfaces de contact. 4.- Appareil selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les bandes sont respectivement en TEFLON et en acier inoxydable. 5.- Appareil selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les arêtes extérieures des bandes sont abattues. 6.- Application de l'appareil selon l'une des revendications précédentes au support des radiers de centrales nucléaires et des ouvrages en béton de grande longueur entre Joints de dilatation.