Brevet FR2538015A1 — publié le 19840622

Procédé de réalisation d'appuis souples supportant des structures et appuis souples obtenus. La présente invention a trait à un procédé de réalisation d appuis souples supportant des structures telles que par exemple des structures en acier ou en béton Ces structures peuvent être des ouvrages de béton comme par exemple des tabliers de pont , des parties de bâtiment etc... ou bien il peut s'agir de structures métalliques dans le bâtiment ou encore de machins qui doivent être calees. I1 est connu, pour assurer l'appui ou le calage de structures, d'utiliser des appareils d'appui élastiques entre la structure a supporter et le support. Ces appareils d'appui, généralement réalisés en matériaux élastomères tels que par exemple le néoprène, sont soumis à la compression résultant en général du poids de la structure et doivent permettre des mouvements de la structure supportée par rapport au support sous l'effet par exemple de dilatations thermiques ou de vibrations, mouvements orientés au moins approximativement dans des directions faisant travailler l'appui en cisaillement. Ainsi, par exemple dans le cas d'un tablier de pont, l'appui interposé entre le tablier et une pile ou culée, supporte le poids du tablier qui le comprime et permet un mouvement horizontal du tablier en fonction des dilatations thermiques. Ces appareils d'appui connus qui peuvent être frettés, sont fabriqués en usine suivant une géométrie fonction des caractéristiques recherchées. Cependant, il arrive -fréquemment que la technologie de fabrication de la structure et/ou du support qui la reçoit ne permet pas de respecter, au niveau du contact enbel'appareil d'appui et la structure ou le support, les caracteristiques requises telles que tolérances d'altitude, ou de planeité, état de surface permettant un contact correct entre le matériau souple d'appui et la structure Cela est notamment le cas dans la technologie du béton qui ne permet pas, au moins dans les conditions usuelles, de respecter ce genre de tolérances. Il est alors nécessaire de procéder à des travaux préparatoires coûteux tels que ragreage, matage, traitement de surface, etc . afin non seulement de respecter les tolérances dimensionnelles mais encore d'assurer le contact intime entre les structures ou supports et l'appareil d'appui. De plus, de tels travaux préparatoires sont pratiquement toujours nécessaires lorsque l'on désire mettre en place un appui souks une structure déjà existante. L'invention se propose de remedier à ces inconvénients et de fournir un procédé de réalisation d'appuis souples supportant des structures, qui permette d'éviter de tels travaux préparatoires quelles que soient la nature de la structure et/ou du support et sa technologie de réaliser tion. Un autre objectif de l'invention est de fournir un tel procédé qui permette de réaliser des appuis dans des structures déjà existantes et installées. Un autre objectif de l'invention est de pouvoir réaliser des appuis souples pour structures qui puissent être adaptés à toute sorie de structures indépendamment smatériav constitutifs et des formes desdites structures et/ou des supports de structure. Un autre objectif encore de l'invention est de réaliser des appuis permettant une parfaite adaptation dimensionnelle et un contact intime entre l'appui et les surfaces correspondantes des structure et/ou support. Un autre objectif de l'invention est de fournir encore un procédé permettant de réaliser ces structures de façon simple et économique. L'invention a pour objet un procédé de réalisation d'appuis souples supportant des structures pour transmettre des contraintes normales aux surfaces d'appui et autoriser des déplacements sensiblement parallèles à celles-ci, carac térisé en ce que l'on réalise, entre les surfaces d'appui de structure et de supporta un coffrage correspondant sensiblement a la forme périphérique de l'appui à obtenir, que l'on injecte ou coule dans ledit coffrage un matériau fluide liquide ou pâteux polymérisable in situ sans retrait pour former. après polymérisation, une masse élastique dont les propriétés correspondent aux caractéristiques d'appui recherchées et que, Si nécessaire, on enlève le coffrage après polymérisation. Conformément à l'invention, pendant la mise en place du coffrage. l'injection et la polymérisation, la structure est supportée par des moyens de calage. temporaires, dans la position recherchée, ces moyens de calage étant ensuite enlevés. Grâce à ce procédé, utilisant un matériau dépourvu de retrait lors de la polymérisation, tout l'espace souhaité pour l'appui est occupé 'par le matériau tandis 9uCun contact intime, ou une adhérence parfaite, est obtenu entre le matériau de l'appui et la surface d'appui de la structure et/ou support. Le cas échéant, on peut réaliser, de préf érence avant l'injection ou le coulage, une ou plusieurs frettes, affin d'autoriser des compressions plus élevées en conservant la même distorsion admissible du matériau d'appui. te coffrage est déposé après polymérisation pour ne pas gêner le fonctionnement de l'appui. Cependant, on peut également' réaliser des coffrages en matériaux souples qui peuvent rester à demeure dès lors que leur présence ne modifie pas ou pas sensiblement les efforts et les déformations de l'appui. Le matériau polymérisable utilisé doit présenter une viscosité initiale suffisamment faible pour permettre sa mise en place par coulage ou injection à l'intérieur du coffrage. I1 doit, conformément à l'invention, présenter à l'état polymérisé un module de Coulomb élevé avec une résistance en compression suffisante, un allongement à la rupture suffisant et, de préférence, une adhérence élevée sur le matériau de la surface dsappui de la structure, par exemple l'acier ou le béton. De préférence, ce matériau peut être un mastic polyuréthane bicomposant. De façon particulièrement avantageuse, on préfère des matériaux polymérisables à froid. Parmi les autres matériaux utilisables, on peut citer notamment : les mastics élastomères en général (polyuréthane, silicone, thiokols). L'invention a également pour objet les appuis réalisés selon ce procédé, lesdits appuis étant caractérisés en ce qu'ils se présentent sous forme d'une masse élastique exactement insérée entre la structure et son support et reliée par une liaison intime aux surfaces d'appui correspondantes. D'autres avantages et caractéristiques de 1 'in- vention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et se référant au dessin annexé dans lequel La figure 1 représente de façon schématique une vue d'un appui selon l'invention, interposé entre un tablier de pont et une culée. La figure 2 représente une vue en coupe de la figure 1 pendant la réalisation de l'appui. La figure 3 représente une vue en coupe analogue pendant la réalisation d'un appui avec frette En se référant à la figure 1, on voit en élévation, de façon extrêmement schématique, une extrémité d'un tablier de pont 1 en béton reposant sur une culée de pont en béton 2. Les surfaces d'appui sont respectivement situées sur la-face inférieure 3 du tablier 1 et la face supérieure 4 de la culée 2. Le tablier 1 peut se déplacer dans une direction sensiblement horizontale, principalement sous l'effet de dilatations ou rétractions thermiques. On a représenté de façon schématique, en traits interrompus, la position la de l'extrémité du tablier en cas de dilatation thermique. Entre le tablier 1 et la culée 2 est interposé l'appui 5 qui présente sensiblement la forme d'un parallélépipède rectangle dont la hauteur est relativement faible par rapport à la largeur et la longueur. A titre d'exemple, pour un tablier de pont, un tel appui peut avoir les dimensions sui vantes Longueur : 40 cm. Largeur : 30 cm. Hauteur : 3 mm. On comprend que le matériau élastique formant l'appui 5 est soumis à un effort de compression résultant du poids du tablier 1. Lorsque le tablier se déplace à partir de sa position de repos, dans laquelle les faces antérieures et postérieures 6,7 sont dans l'ensemble verticales, vers la position déformée correspondant à la position la du tablier, on voit que lesdites faces 6, 7, se déforment pour prendre la conformation 6a, 7a, en raison du contact intime entre les faces inférieure et supérieure de l'appui 5, adhérentes respectivement contre les faces 4, 3 de la culée et du tablier. L'appui travaille alors comme un appui classique. On se réfère maintenant à la figure 2. Pour mettre en place un appui tel que celui repré senté sur la figure 1, conformément au procédé selon l'invention, on maintient le tablier 1 dans la position surélevée grâce à des moyens d'appui, vérin ou autre structure re 8. On interpose alors, entre les faces 3 et 4, un coffrage formé de quatre parois délimitant un espace intérieur parallelépipédique rectangle correspondant sensiblement aux dimensions de l'appui 5. On voit en coupe, sur la figure 2, les parois antérieures et postérieures 9, 10 du coffrage. Ce coffrage peut être réalisé en un matériau rigide, l'étanchéité étant par exemple assurée par des joints (non représentés).Une fois le coffrage mis en place, on coule ou injecte à l'intérieur du coffrage une masse de matériau fluide 11 jusqu'à remplissage de la totalité du volume parallélpjpédique rectangle intérieur au coffrage, puis on laisse la masse se polymériser jusqu'à former le bloc parallélépipédique solidifié 5 formant appui. On retire ensuite le coffrage, puis l'on enlève les moyens d'appui de sorte que le tablier 1 va reposer sur l'appui 5 qu'il comprime. Bien entendu, le niveau initial du tablier, déterminé par la position du moyen 8, dépendra du niveau final recherché pour le tablier en appui libre sur l'appui 5, compte.tenu de la ddformation verticale de ce dernier due à la compression. En se référant à la figure 3, on voit comment réaliser un coffrage avec frette d'acier 12 incorporée . La frette en acier- doux d'épaisseur millimétrique possède une section égale à celle de l'appui. Elle permet d'augmenter le facteur de forme tout en conservant une distorsion suf deux fisante. Exemple : Un appui comportant 'épaisseurs de 10mm séparées par une frette possède la même distorsion admissible qu'un appui constitué d'un élément unique de 20mm d'épaisseur, Par contre, la compression admissible est double. Il convient de ménager à un angle de la (ou des) 13 frette un orifice/permettant l'écoulement du mastic depuis la partie inférieure jusqu'à la partie supérieure de l'appui. Après coulage et polymérisation, le coffrage 14 qui retenait la frette est enlevé. On comprend qu'en réalisant le coulage ou l'injection du matériau liquide ou au plus pâteux dans le coffrage,le matériau vient en contact intime avec les faces en regard de la travée 1 et de la culée 2, la polymérisation provoquant alors une adhérisation parfaite entre la masse et lesdites faces. Bien entendu, dans le cas d'ouvrages existants, on aura préalablement réalisé un simple nettoyage des faces destinées à être en contact intime avec l'appui. A titre d'exemple, on.a réalisé un appui conforme à l'invention en réalisant tout d'abord un mastic polyuréthane bicomposant vendu par la déposante sous la dénomination SIKAFLEX KW3. Ce mastic présente la composition suivante un composant A qui est une pâte blanche coulable et un composant B qui est une pâte noire thixotrope. Après constitution. du mélange formant ce mastic fluide, dans des proportions A/B de 87,5/10,5 en volume, la viscosité est de 200 poises à 200C. Le mastic ainsi préparé peut être utilisé pendant une durée de cinq heures si on le maintient à 20 C. La polymérisation de ce mastic s'effectue à froid sans retrait. il se présente alors sous forme d'une masse élastique dont les propriétés mécaniques sont stables dans le temps. Ces caractéristiques sont les suivantes module de Coulomb G : 0,6 M PaL résistance en compression sur éprouvette 100 X 100 X 10 mm : 30 M.Pa- dureté Shore A : 15 jours à 200C adhérence sur acier ou béton : 2 M PZ allongement à la rupture : 220 % Le matériau est étanche aux liquides. Ce matériau est particulièrement indiqué pour des appuis faiblement sollicités en compression mais devant subir des distorsionsimportantes. il peut être par exem ple utilisé également pour des appuis de fermes en béton pour toitures de batiments soumis à de forts gradients thermiques. Lorsque l'on désire réaliser des appuis fortement sollicités en compression et soumis à des mouvements de faible amplitude, par exemple à des vibrations de faible amplitude, on utilisera un matériau dont le module de Coulomb G sera supérieur, par exemple de l'ordre de 1,5 M;PI. Un tel matériau peut être par exemple le mastic vendu par la déposante sous la dénomination SIKAFLEX KW2 de module de Coulomb = -1,5 M PZk Les autres caractéristiques de ce matériau sont les suivantes : Allongement à la rupture : 140t, A titre d'exemple, ce mastic peut étre-utilisé pour le calage de machines tournantes telles qu'alternateur, groupe Diesel, etc*..... Bien que l'invention ait été-décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, en l'occurence sous forme d'un appui pour tablier de pont, il est bien entendu qu'on peut lui apporter diverses modifications de forme ou de matériau sans pour cela s'éloigner ni de son cadre, ni de son esprit. Ainsi par exemple, on comprend que, dans certaines applications, il n'est pas indispensable que les faces d'appui de la structure et du support soient planes. L'état. de surface peut être quelconque. La forme et les dimensions de l'appui peuvent également être très diffdren- tes et s'éloigner de la forme simple d'un parallélépipède rectangle. Ainsi on peut par exemple avoir des òrmes cylindriques pour une structure susceptible de vibrer dans toutes les directions du plan. Toutes les autres formes restent dans le cadre de l'invention. Par exemple : articulations ou rotules à faible amplitude. REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation d'appuis souples suppor- tant des structures (1) pour transmettre des contraintes normales aux surfaces d'appui et autoriser des déplacements sensible' ment parallèles à celles-ci, caractérisé en ce que l'on réalise, entre les surfaces d'appui de la structure (l) et du support (2) recevant la structure,- un coffrage (9, 12 + 13) correspondant sensiblement à la forme périphérique d'appui à obtenir, que l'on injecte ou coule dans ledit coffrage un matériau fluide, liquide ou pâteux polymérisable in situ sans retrait pour former après polymérisation une masse élastique dont les propriétés correspondent aux caractéristiques d'appui recherche 2.Procéda selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'après polymérisation, on enlève le coffrage (9). 3. Procedé selon la revendication 1, caractérise en ce qu'après polymérisation, on laisse en place au moins une partie du coffrage. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications l à 3, caractérisé en ce que pendant la mise en place du coffrage, l'injection ou le coulage, et la polymé- risation, on supporte la structure (1) par des moyens de calage temporaires (8). 5. Procédé selon l'une quelconque des revendiea- tions l à 4-, caractérisé en ce que l'on établit une frette (12) dans l'appui. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la frette (12) fait partie du coffrage. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications l à 6, caractérisé en ce que l'on utilise un matériau polymérisable à froid. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'on utilise un matériau polymérisable à module de Coulomb élevé choisi dans le groupe formé par les mastics polyuréthane bicomposant et.les mastics élastomères. 9.- Appui obtenu par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce quiil comporte une masse polymérisée (5) en adhérence ou contact intime avec les surfaces d'appui correspondantes de structure (1) et de support (2). 10.- Appui selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une frette (12).