Brevet FR2812314A1 — publié le 20020201

La présente invention concerne un dispositif d'appui anti-soulèvement pour équiper un ouvrage de génie civil tel qu'un pont. Un tel dispositif d'appui comprend en général à sa partie inférieure en position d'utilisation, un pot contenant un coussin en élastomère et un piston, encore appelé couvercle. Le coussin est enfermé de manière étanche dans le pot et se comporte sous l'effet de charges verticales et/ou horizontales comme un fluide incompressible, permettant ainsi l'oscillation du piston, en appui sur le coussin, par rapport au pot et, par la pression hydrostatique développée, une répartition uniforme des charges sur la structure portante d'un ouvrage tel qu'un pont. Ce dispositif d'appui comporte également une plaque de glissement apte à glisser relativement au piston. Il est connu de réaliser sur un tel dispositif d'appui une fonction anti- soulèvement grâce à une tige filetée le traversant au centre. Cette tige filetée peut comporter à une extrémité une tête apte à pivoter sans glisser relativement au pot, l'autre extrémité de la tige filetée s'étendant dans un passage réalisé dans la plaque de glissement et pouvant se déplacer horizontalement relativement à cette dernière. Le pivotement et le glissement sont ainsi gérés en des emplacements différents. Il existe un besoin pour simplifier la fabrication et la maintenance d'un tel dispositif d'appui. L'invention y parvient grâce à un nouveau dispositif d'appui antisoulèvement pour équiper un ouvrage de génie civil tel qu'un pont, ledit dispositif comportant à sa partie inférieure en position d'utilisation, un pot apte à recevoir un coussin en élastomère et un piston apte à venir en appui sur le coussin, et à sa partie supérieure une plaque de glissement, ledit dispositif d'appui comportant dans sa partie centrale une tige filetée munie d'une tête et agencée pour maintenir le pot et la plaque de glissement solidaires, caractérisé par le fait que la tête de la tige filetée est apte à glisser et à pivoter relativement à un même élément, à savoir le pot ou la plaque de glissement. Ainsi, l'invention permet d'assurer en un unique emplacement, au niveau de la tête de la tige filetée, les fonctions de pivotement, de glissement et de reprise des efforts de soulèvement du dispositif d'appui. Ceci permet en outre d'optimiser l'agencement des différents éléments constituant le dispositif d'appui, ce qui contribue à réduire son encombrement et son coût de fabrication. De plus, la maintenance d'un tel dispositif d'appui est relativement aisée puisqu'il est possible, en cas de démontage, de retirer la tige filetée depuis un unique point d'accès à proximité de sa tête. Dans une réalisation particulière, la tête de la tige filetée est logée, en position d'utilisation, dans un passage traversant la plaque de glissement, le tête étant apte à glisser et pivoter relativement à la plaque de glissement. Dans ce cas, les fonctions de pivotement, de glissement et de reprise des efforts de soulèvement sont toutes assurées au centre de la plaque de glissement. Toujours dans une réalisation particulière, la tige filetée est apte à être vissée dans un taraudage réalisé dans la partie centrale du pot. Le pot peut comporter dans sa partie centrale une colonne tubulaire, dont la hauteur est de préférence égale à la hauteur du pot, et dans la surface intérieure de laquelle est formé le taraudage précité. De préférence, la plaque de glissement comporte un épaulement définissant une portée radiale dans le passage le traversant et la tête de la tige filetée vient en appui sur une rondelle elle-même en appui sur ladite portée radiale. Dans une réalisation particulière, les dimensions du passage traversant la plaque de glissement et de la tige filetée sont choisies de manière à réaliser un jeu radial entre la plaque de glissement et la tige filetée. De préférence, la tête de la tige filetée et la rondelle comportent des surfaces en regard, en forme de segment sphérique, en appui l'une sur l'autre en position d'utilisation. Dans une réalisation préférée, lorsque la tige filetée est montée dans le dispositif d'appui, le centre de courbure commun des surfaces en forme de segment sphérique se situe sensiblement au niveau de la surface supérieure du coussin logé dans le pot. Le dispositif d'appui peut comporter au moins une plaquette fixée sur la portée radiale de la plaque de glissement et au moins une plaquette fixée sur la partie inférieure de la rondelle, lesdites plaquettes venant en appui et étant aptes à glisser l'une sur l'autre en position d'utilisation. Dans une réalisation particulière, le piston comporte un passage central apte à accueillir une partie de la tige filetée, les dimensions radiales du passage étant supérieures au diamètre de ladite partie de tige. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'un exemple de réalisation non limitatif en se référant au dessin annexé, sur lequel: - la figure 1 représente schématiquement en coupe axiale un dispositif d'appui selon l'invention, - la figure 2 représente schématiquement en coupe axiale un piston du dispositif d'appui de la figurel, - la figure 3 représente schématiquement une vue selon III-III d'une plaque de glissement du dispositif d'appui de la figure 1, - la figure 4 représente schématiquement une tige filetée du dispositif d'appui de la figure 1, et - la figure 5 représente schématiquement en coupe axiale une rondelle du dispositif d'appui de la figure 1. On a représenté sur la figure 1 un dispositif d'appui anti-soulèvement 1 conforme à l'invention et destiné à équiper un pont. Le dispositif 1 est fixé à deux plaques de structure inférieure P1 et supérieure P2 du pont au moyen de tiges d'ancrage 2 connues en soi. Ce dispositif 1 comporte un pot 3 comprenant une colonne tubulaire centrale 4, une paroi de fond 5 et un rebord extérieur 6. Dans l'exemple décrit, le pot 3 est réalisé en acier. Ce dernier est fixé à la plaque de structure inférieure P1 du pont par des tiges d'ancrage 2. La colonne tubulaire 4 et le rebord 6 s'étendent sur une hauteur identique d'un même côté de la paroi de fond 5 et perpendiculairement à cette dernière de manière à définir un logement 8 en forme de couronne. La colonne tubulaire 4 forme un passage cylindrique intérieur 9 d'axe X et comporte un taraudage 7 réalisé à l'intérieur de celui-ci. Le logement 8 est destiné à recevoir un coussin en élastomère 10. Ce coussin 10 se comporte, lors du fonctionnement du dispositif 1, comme un fluide incompressible. En particulier, lorsqu'il subit une charge, il développe une pression hydrostatique permettant une répartition uniforme de la charge sur le pot 3. Le coussin en élastomère 10 est enfermé dans le logement 8 au moyen d'un piston 11 s'engageant partiellement dans ce logement 8 en coulissant. Dans l'exemple décrit, le piston 11 est réalisé en métal. Ce dernier comporte un passage central cylindrique 12 d'axe X. Comme on peut le voir notamment sur la figure 2, le piston 11 comporte trois parties superposées, à savoir une partie inférieure 15, une partie intermédiaire 16 et une partie supérieure 17. Le diamètre du passage 12 augmente légèrement lorsque l'on passe de la partie inférieure 15 à la partie intermédiaire 16 et diminue lorsque l'on passe de cette dernière à la partie supérieure 17. La partie inférieure 15 s'engage dans le logement 8, les parois axiales extérieure 15a et intérieure 15b de cette partie pouvant coulisser respectivement contre le rebord 6 et la colonne tubulaire 4. Les parois axiales de la partie intermédiaire 16 sont en retrait radialement par rapport aux parois axiales 15a et 15b de la partie inférieure 15 de manière à faciliter le coulissement du piston 11 par rapport au pot 3. Le piston 11 comporte un épaulement radial extérieur 18 formé par un élargissement de la section extérieure entre les parties intermédiaire 16 et supérieure 17. Ce piston 11 comporte également sur sa surface supérieure une rainure circulaire 19 en périphérie et un renfoncement 20 en forme de couronne aplatie s'étendant sur la majeure partie de cette surface. En position d'utilisation, le coussin en élastomère 10, lequel se comporte comme un fluide incompressible, est retenu dans le logement 8 de manière étanche grâce à deux joints toriques 21, l'un entourant la colonne tubulaire 4, l'autre s'appuyant sur la surface intérieure du rebord 6. L'épaulement extérieur 18 vient en appui sur un joint 22, en mousse dans l'exemple décrit, lui-même en appui sur la surface supérieure du rebord 6. Le joint 22 s'oppose à l'intrusion de poussières à l'intérieur du pot 3. Le renfoncement 20 du piston 11 est destiné à recevoir un disque ajouré en son centre 25, en PTFE dans l'exemple décrit, comportant des alvéoles remplies, par exemple, de graisse silicone. La rainure 19 est destinée à recevoir un joint racleur 26 de forme torique empêchant l'intrusion de poussières au niveau du disque 25. Le joint racleur 26 et le disque 25 présentent une épaisseur commune supérieure à la profondeur commune du renfoncement 20 et de la rainure 19. Une tôle ajourée en son centre 27, en acier inox poli dans l'exemple décrit, vient en appui sur la surface supérieure du disque 25 et sur le joint racleur 26. La tôle 27 est fixée sur la surface inférieure d'une plaque de glissement 28, en acier dans l'exemple décrit. Le disque 25, la tôle 27 et la plaque de glissement 28 définissent une zone de glissement permettant le déplacement relatif de l'ensemble constitué du pot 3 et du piston 11, et de la plaque de glissement 28 dans un plan horizontal. La plaque de glissement 28 comporte un passage central 30 d'axe X présentant un élargissement radial de manière à définir une portée radiale intérieure 31. Comme on peut le voir sur la figure 3, la plaque de glissement 28 est rectangulaire et le passage central 30 présente une section allongée dans le sens de la longueur de cette plaque 28. Cette dernière est fixée à la plaque de structure supérieure P2 du pont par des tiges d'ancrage 2. Les passages 9, 12 et 30 permettent de recevoir une tige filetée 32 d'axe X, représentée isolément sur la figure 4. Cette tige filetée 32 comporte une tête 33 et une partie filetée 34. La tête 33 comporte une surface inférieure concave 35 en regard de la partie filetée 34. Cette surface 35 comporte en périphérie une portion en forme de segment sphérique 36 de centre de courbure C. Lorsque la tige filetée 32 est montée dans le dispositif 1, ce centre de courbure C correspond à l'intersection de l'axe X et du plan de contact entre le coussin en élastomère 10 et le piston 11, comme on peut le voir notamment sur la figure 1. Cette portion en segment sphérique 36 se raccorde à une portion radiale 37, cette dernière se raccordant au reste de la tige filetée par une portion intérieure arrondie 38. En position d'utilisation, la surface 35 vient en appui sur une rondelle 40, représentée isolément sur la figure 5, présentant une surface en forme de segment sphérique 41 venant en contact avec la portion en segment sphérique 36 de la tige filetée 32. La rondelle 40 comporte également en partie supérieure une surface radiale 42 venant en contact avec la portion radiale 37 de la tige filetée 32. La tige filetée 32 est ainsi apte à pivoter par rapport à la rondelle 40 lors de l'utilisation. La rondelle 40 est fixée à sa partie inférieure à deux plaquettes 45 en matériau à bas coefficient de frottement, par exemple en bronze fritté. Ces deux plaquettes sont aptes à glisser sur deux autres plaquettes 46 fixées sur la portée radiale 31 de la plaque de glissement 28. Les dimensions radiales du passage 30 sont supérieures à celles de la tige filetée 32 traversant ce passage de manière à créer un jeu radial entre la plaque de glissement 28 et cette tige filetée 32. Cette dernière peut ainsi se mouvoir dans le passage 30. On va maintenant décrire le fonctionnement du dispositif d'appui 1. En fonctionnement normal, c'est-à-dire lorsque le dispositif 1 subit uniquement des efforts horizontaux et des efforts verticaux vers le bas, la tige filetée 32 est apte à pivoter et à glisser sur la plaque de glissement 28. Le pivotement s'effectue par mouvement relatif des surfaces en segment sphérique 36 et 41. Le glissement s'effectue par mouvement relatif des plaquettes 45 et 46. La tige filetée 32 joue alors un rôle passif dans la reprise des efforts par le dispositif d'appui 1. En fonctionnement accidentel, par exemple en cas de séisme, c'est-à-dire lorsque le dispositif 1 subit des efforts de soulèvement en plus des efforts mentionnés plus haut, ces efforts de soulèvement passent de la superstructure du pont à la plaque de structure supérieure P2 et à la plaque de glissement 28 par l'intermédiaire des tiges d'ancrage 2. Ces efforts sont ensuite transmis de la plaque de glissement 28 à la rondelle , puis à la tige filetée 32, puis au pot 3 par l'intermédiaire de la partie filetée 34. Les efforts de soulèvement sont enfin repris par la plaque de structure inférieure P1 fixée dans la pile du pont. Il est à noter que le fonctionnement en soulèvement du dispositif d'appui est assuré quel que soit l'état de pivotement ou de déplacement horizontal du pont. Pour les besoins de la maintenance du dispositif 1, il est possible de retirer la tige filetée 32 en démontant uniquement la plaque de structure supérieure P2. En outre, il n'est pas nécessaire de retirer le pot 3 de la plaque de structure inférieure P1. La maintenance est ainsi relativement aisée et nécessite un nombre réduit d'opérations. Bien sûr, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation qui vient d'être décrit et pourra recevoir toutes modifications souhaitables sans sortir pour cela du cadre de celle-ci. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'appui anti-soulèvement pour équiper un ouvrage de génie civil tel qu'un pont, ledit dispositif (1) comportant à sa partie inférieure en position d'utilisation, un pot (3) apte à recevoir un coussin en élastomère (10) et un piston (11) apte à venir en appui sur le coussin, et à sa partie supérieure une plaque de glissement (28), ledit dispositif d'appui comportant dans sa partie centrale une tige filetée (32) munie d'une tête (33) et agencée pour maintenir le pot (3) et la plaque de glissement (28) solidaires, caractérisé par le fait que la tête (33) de la tige filetée est apte à glisser et à pivoter relativement à un même élément, à savoir le pot (3) ou la plaque de glissement (28). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la tête (33) de la tige filetée est logée, en position d'utilisation, dans un passage (30) traversant la plaque de glissement (28), la tête étant apte à glisser et pivoter relativement à la plaque de glissement. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la tige filetée (32) est apte à être vissée dans un taraudage (7) réalisé dans la partie centrale du pot. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le pot (3) comporte dans sa partie centrale une colonne tubulaire (4), dont la hauteur est de préférence égale à la hauteur du pot, et dans la surface intérieure de laquelle est formé ledit taraudage (7). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que la plaque de glissement (28) comporte un épaulement (31) définissant une portée radiale dans le passage (30) le traversant et par le fait que la tête (33) de la tige filetée (32) vient en appui sur une rondelle (40) elle-même en appui sur ladite portée radiale. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que les dimensions du passage (30) traversant la plaque de glissement et de la tige filetée (32) sont choisies de manière à réaliser un jeu radial entre la plaque de glissement et la tige filetée. 7. Dispositif selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé par le fait que la tête de la tige filetée (32) et la rondelle (40) comportent des surfaces (63; 41) en regard, en forme de segment sphérique, en appui l'une sur l'autre en position d'utilisation. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que, lorsque la tige filetée (32) est montée dans le dispositif d'appui (1), le centre de courbure commun (C) des surfaces en forme de segment sphérique (36; 41) se situe sensiblement au niveau de la surface supérieure du coussin (10) logé dans le pot (3). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins une plaquette (46) fixée sur la portée radiale (31) de la plaque de glissement (28) et au moins une plaquette (45) fixée sur la partie inférieure de la rondelle (40), lesdites plaquettes venant en appui et étant aptes à glisser l'une sur l'autre en position d'utilisation. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le piston (11) comporte un passage central (12) apte à accueillir une partie de la tige filetée (32), les dimensions radiales du passage étant supérieures au diamètre de ladite partie de tige.