Source: https://fr.scribd.com/doc/109180860/Appareils-d-appui-en-elastomere-frette
Timestamp: 2019-04-24 04:41:11+00:00
Document Index: 169423277

Matched Legal Cases: ['§ 3', '§ 1', '§ 3', '§ 1', '§ 4', '§ 4', 'art.3', '§ 5', '§ 4', '§ 5', '§ 3', '§ 3', '§ 4', '§ 5', '§ 5', '§ 5', "l'article 5", '§ 4', '§ 1', '§ 5', '§ 5', '§ 5', '§ 4', '§ 5', '§ 4', '§ 6', '§ 4', '§ 2', '§ 6', '§ 5', '§ 3', '§ 5', '§ 3', '§ 5', '§ 3', '§ 5', '§ 5', '§ 5', '§ 5', '§ 5', '§ 5', '§ 5', '§ 1', '§ 5', '§ 5', '§ 7', "l'article 6", '§ 3', '§ 5', '§ 5', '§ 5', '§ 5', '§ 3', '§ 4', '§ 4', '§ 3', '§ 4', '§ 4', '§ 5', '§ 4', '§ 4', '§ 5', '§ 1', '§ 5', '§ 5', '§ 1', '§ 7', '§ 7', '§ 7', '§ 3', '§ 6', '§ 7', '§ 6', '§ 4', '§ 7', '§ 4', '§ 4', '§ 2', '§ 4', '§ 2', '§ 2', '§ 5', '§ 4', '§ 4', '§ 5', '§ 3', '§ 4', '§ 5', '§ 4', '§ 5', '§ 3', '§ 3', '§ 4', '§ 3', '§ 5', '§ 5', '§ 3', '§ 2', '§ 2', '§ 5', 'arrêt ', '§ 5', '§ 5', '§ 7', 'art. 2002']

Transféré par Paul Mandjeng Kwedi
Consultant – Denis Davi. Wattiaux (ETIC) – P. Xercavins (PX-DAM Consultants) Les dessins ont été préparés par Jean-Pierre Gilcart (Sétra) et le CETE de Lyon. Sétra/CTOA – Gilles Lacoste. Dauvilliers (DREIF/LROP) – H. Le présent guide annule et remplace le guide technique "Appareils d'appui en caoutchouc frétté – Utilisation sur les ponts viaduc et structures similaires" de septembre 2000 (référence : F0032) O=================Appareils d'appui en élastomère fretté .Ce guide a été rédigé par un groupe de travail composé de : – Jean-François Derais. Sétra/CTOA – Yvon Meuric. Néant (ETIC) – G. Guérard (EGIS-SCETAUROUTE) – P. DREIF – Yves Picard. Sétra/CTOA – Michel Fragnet. Kirschner (SECOA) – C. Sétra/CTOA Ont apportés leurs conseils et fait part de leurs observations : – M. Sétra/CTOA – Ludovic Picard.
Notations et symboles 5 7 7 7 8 8 8 Chapitre 2 .Dimensionnement de l'appareil d'appui 3.5 .Calcul des efforts horizontaux en tête des appuis d'un ouvrage comportant des appareils d'appui classiques 4.3 .4 .Les contrôles de fabrication conduisant au marquage CE 5.Domaine d'emploi 1.pçãã~áêÉ= Avant-propos Chapitre 1 .Comportement et dimensionnement 3.Principes généraux 5.3 .Généralités .Objet et contenu du présent guide 1.Les contrôles 5.Les contrôles à la mise en œuvre 5.1 .Les contrôles à la réception 5.3 .1 .4 .Caractéristiques des appareils d'appui 3.1 .3 .Dimensionnement 4.les gammes de fabrication 9 9 10 14 Chapitre 3 .Dispositions sur appui 15 15 17 19 23 29 Chapitre 4 .2 .Introduction 3.Pourquoi le remplacement du guide 2000 ? 1.2 .Les contrôles du comportement en service 53 53 53 57 57 58 Appareils d'appui en élastomère fretté=================P .Introduction 1.4 .1 .Constitution et description 2.Principes généraux sur la constitution 2.5 .4 .2 .2 .1 .Principes de calcul d'un ouvrage comportant des appareils d'appui 4.Calcul des efforts horizontaux dans un ouvrage comportant des appareils d'appui glissants 31 31 33 42 45 Chapitre 5 .Contexte réglementaire 4.5 .Parties constitutives 2.Application de la norme NF EN 1337-3 au contexte national français 1.Vérifications du dimensionnement 3.2 .3 .
Emploi d’un coefficient de comportement A1-5 .2 .Calcul des appareils d'appui en élastomère fretté pour une utilisation en zone sismique A1-1 .exemples de clauses à intégrer dans le chapitre "principe de calcul" A4.Dispositions constructives complémentaires 59 60 60 61 62 64 64 65 Annexe 2 .Aide à la rédaction des CCTP A4.Cadre réglementaire A1-2 .Combinaisons de calcul et cumul des directions A1-3 .Durabilité des appareils d'appui en élastomère fretté avec plan de glissement A2-1 .Programme de pré-dimensionnement et de vérification Annexe 1 .Prescriptions A1-6 .Chapitre 6 .Tableau de dimensions en plan courantes Annexe 4 .Modèle de calcul dynamique A1-4 .Dispositions à prendre dans le cadre de la surveillance A2-5 .Exemples de clauses à intégrer dans le chapitre "mise en œuvre" 71 72 72 73 74 Bibliographie 75 Q=================Appareils d'appui en élastomère fretté .Grandeur caractéristique du fonctionnement d'un appareil d'appui glissant A2-2 .1 .Exemples de clauses à intégrer dans le chapitre "qualité des matériaux" A4.Dispositions à prendre au stade de la conception A2-3 .3 .Dispositions à prendre au stade de la fabrication A2-4 .Conclusion 69 69 69 70 70 70 Annexe 3 .
• des désordres consécutifs à un dimensionnement erroné (plaque de glissement trop courte. C'est dans cette optique que ce guide a été rédigé. • des défauts de pose. Une étude menée par le Sétra sur les causes d'intervention sur les ouvrages pour la remise en état des appareils d'appui (tous types d'appareils d'appui confondus) a montré que l'on pouvait distinguer trois origines parfaitement égales : • des défauts consécutifs à une qualité des produits défectueuse (corrosion. C'est pourquoi il est délicat de pouvoir préciser le domaine d'emploi respectif d'une technique par rapport à une autre. leur qualité. soit en accolant deux appareils d'appui plus petits. Le présent guide ne traite pas de la mise en œuvre qui est traitée dans le guide "Environnement des appareils d'appui en caoutchouc fretté". .).. soit en augmentant les dimensions jusqu'à 900 x 900 mm pour les grands ouvrages. on devra donc apporter tout le soin nécessaire à leur choix. De ce point de vue. désadhérisation. aux extrêmes du domaine d'emploi. Nous attirons aussi l'attention sur l'importance de calculer le tablier.. rotation maximale. l'AAEF peut convenir. Cette dernière solution n'est facile à mettre en œuvre que pour les ponts en caisson et les ponts à dalle en béton pour des raisons d'encombrement de l'appareil d'appui.). son environnement et ses dispositions constructives. les systèmes de glissement des AAP offrent une meilleure qualité et donc une meilleure durabilité : c'est donc le critère du déplacement qui va influer sur le choix. Appareils d'appui en élastomère fretté===============R . durabilité. les raisons conduisant au choix de l'un ou de l'autre type d'appareil sont assez évidentes. les appareils d'appui et les appuis comme un ensemble INDISSOCIABLE. les spécifications présentées dans ce document et de les appliquer . ce qui pose d'autres problèmes. coût. l'appareil d'appui en élastomère fretté convient parfaitement. Elle est difficilement envisageable pour les ponts à poutres (mixtes ou en béton précontraint). Au-delà de 20 MN. Bibliographie) est une condition sine qua non pour aller dans le sens d'une amélioration de ce point de vue. C'est ce dernier volet que ce guide se propose de traiter. pour les appareils d'appui en élastomère fretté.. D'autant que le coût du produit lui-même est sans commune mesure avec celui des opérations d'interventions pour soulever la structure et réparer les bossages : un rapport de 1 à 50 est considéré comme un minimum.^î~åíJéêçéçë= Les appareils d'appui sont des éléments importants de la structure et non des équipements pour lesquels il existe une notion d'usure et de durabilité inférieure à celle de l'ouvrage et que l'on considère alors comme de la matière consommable. déplacements horizontaux. insuffisance de feuillets d'élastomère. Entre ces deux valeurs il est possible de conserver des AAEF. leur conception et leur mise en œuvre. dimensions en plan insuffisantes. A ce titre. la publication de la norme NF EN 1337 (après les normes françaises) sur les spécifications des produits et le marquage CE pour les appareils d'appui en élastomère fretté sont des éléments allant dans le sens d'une amélioration . Cette valeur correspond à des dimensions en plan de l'ordre de 700 x 700 mm. le type d'ouvrage. Au niveau des déplacements horizontaux. mais il faut souvent augmenter exagérément l'épaisseur d'élastomère. en cas de rotations sur appui importantes. Le choix du type d'appareil d'appui dépend de nombreux facteurs : descente de charge. . Les appareils d'appui en élastomère fretté (AAEF) et les appareils d'appui à pot (AAP) représentent plus de 90 % des appareils d'appui utilisés sur les ponts en France.. les appareils d'appui à pot sont préférables car ils limitent l'encombrement du dispositif. la question est plus délicate à la frontière. Par contre. Pour des réactions d'appui limitées à 12 MN (calculées à l'ELU). Si. Nous tenons cependant à insister sur l'importance de bien reprendre dans les CCTP et dans les PAQ. Le respect des spécifications du guide "Environnement des appareils d'appui en caoutchouc fretté" (cf.
même pour de fortes descentes de charges. à environ 1000 x 1000 x 300 mm pour les fabrications françaises (à l'étranger on peut atteindre 1200 x 1200 x 300 mm). et compte tenu de la souplesse qu'apportent les AAEF.De toute façon. il est préférable de prévoir des AAEF. le comportement global de l'ouvrage sous séisme d'amplitude modéré est meilleur. Le coût des AAEF est plus faible que celui des AAP. En effet. Toutefois. En zone sismique. il ne faut pas perdre de vue que le coût des appareils d'appui représente un faible pourcentage de celui de l'ouvrage. et leur remplacement sera moins coûteux que s'il s'agit d'AAP. S===============Appareils d'appui en élastomère fretté . les AAEF se déchireront. en l'absence de point fixe. Sous fort séisme. les contraintes de fabrications (dimensions des presses principalement) font que les plus grandes dimensions des AAEF sont limitées. à l'heure actuelle.
Ceci expliquait l'ambiguïté du document qui s'appuyait sur des normes futures en gestation.2 . De ce fait. • les informations sur l'existence du programme NEOP du Sétra permettant un pré-dimensionnement de ce type d'appareil d'appui. Bibliographie). de toutes façons.Pourquoi le remplacement du guide 2000 ? Le guide publié en septembre 2000 s'appuyait sur des projets de normes européennes ou en cours d'élaboration et. difficiles à obtenir directement auprès de l'AFNOR. • l'annexe 2 qui attire l'attention sur la durabilité des appareils d'appui en élastomère fretté complétés par un plan de glissement .815.1 . des documents de dimensionnement des structures eux aussi non finalisés et des normes françaises sur la vérification des caractéristiques des appareils d'appui.`Ü~éáíêÉ=N= Introduction 1. notamment en précisant certaines spécifications importantes en cas d'utilisation pour un pont. notamment la norme XP T 47. la publication des parties de la norme NF EN 1337 conduira à terme. sur la base des normes parasismiques les plus récentes . • le principe des contrôles sur la base de la certification par la marque CE . Cette situation est maintenant clarifiée par la publication de toutes les parties de la norme NF EN 1337 (à l'exception de la partie 8 .2006). à la suppression des normes françaises traitant du même sujet.12. • les critères de dimensionnement que l'on trouve dans les textes normatifs préparés par le CEN 1 . • une méthodologie de calcul dans un projet de pont avec des exemples d'application . • les principaux textes réglementaires ou normatifs de base . Par ailleurs. Enfin. il nous a paru nécessaire de réviser le guide 2000 pour que les projeteurs disposent d'un document de conseils tenant compte des dernières publications. 1. notamment : • l'annexe 1 qui présente des éléments pour le dimensionnement de ce type d'appareils d'appui dans les zones sismiques. à la fin de la période de cœxistence (c'est-à-dire le 31. 1 CEN : Comité Européen de Normalisation Appareils d'appui en élastomère fretté===============T . Ce guide comprend les éléments suivants : • une description sommaire de ce type de produit et des éventuels équipements particuliers qui lui sont liés . Il donne les éléments d'appréciation par rapport à ces textes.Appareils d’appui guidés et appareils d’appui bloqués) et des normes de dimensionnement (tout au moins les Eurocodes utilisés dans le présent guide). il est complété par une série d'annexes avec.Objet et contenu du présent guide Ce guide a pour objet d'expliciter les textes normatifs en vigueur au moment de la présente rédaction (cf. • et l'annexe 4 donnant des exemples de rédactions d'articles à introduire dans les CCTP.
chapitre 2 U===============Appareils d'appui en élastomère fretté . Nous renvoyons le lecteur à ce document et. 4 1. 2 3 4 disponible en téléchargement sur les sites du Sétra cf. 1. en partie. annexe 2 cf.3 – Application de la norme nf en 1337-3 au contexte national français Les normes EN ne fixent pas toutes les caractéristiques et laissent à chaque pays membre le soin de les préciser. éventuellement. pour leur utilisation sur des ouvrages. Les notations et symboles propres aux combinaisons d'actions sont ceux définis dans les Eurocodes et sont repris dans le chapitre 4.Notations et symboles Les notations utilisées dans le présent document sont celles de la NF EN 1337-3 pour ce qui concerne le calcul des appareils d'appui en élastomère fretté.Domaine d'emploi Les règles énoncées dans ce guide technique concernent l'emploi des appareils d'appui constitués de plaques d'élastomère.1. complétés par des éléments de glissement 3 (type D ou E de la NF EN 1337-3) d'anti-cheminement ou d'anti-soulèvement (type C de la NF EN 1337-3). Ces règles ne sont applicables qu'aux appareils d'appui constitués au moins de deux feuillets d'élastomère adhérisés par vulcanisation à des frettes métalliques (alors que la norme autorise l'emploi d'un appareil d'appui constitué d'un seul feuillet entre deux frettes enrobées) (type B de la NF EN 1337-3) et. Ce texte fait l'objet d'une note d'information technique du Sétra 2 (dont le contenu a été.5 . préparé par la Commission de normalisation T47A). Nous n'avons pas recopié ces notations et symboles pour éviter toute erreur de recopie et parce que nous pensons que le lecteur ne peut pas utiliser ce guide sans disposer de la norme. Les notations et symboles se rapportant au calcul de séisme sont donnés dans l'annexe 1. Le contenu de ce document n'est pas repris ici et le lecteur est invité à le consulter et à le lire parallèlement à la norme. par des textes nationaux.4 . au chapitre 3. plus particulièrement.
Figure 2. inertes ou renforçantes. préalablement sablées et traitées. la durabilité et les contrôles de qualité peut utilement consulter le document "Appareils d'appui en caoutchouc" (juillet 1994 édité par l'AFPC en collaboration avec le Sétra. les déplacements sont permis dans deux directions. collées chimiquement (adhérisation) pendant la vulcanisation. 2.2 : vue d'une presse au démoulage (photo SNAC) En fonction des degrés de liberté qu'il autorise. les technologies de fabrication. § 3.1 Appareils d'appui en élastomère fretté===============V . le produit se présente sous forme de feuilles de quelques millimètres d'épaisseur. les principes de base du dimensionnement. pour le bloc élémentaire.1 : constitution type d'un appareil d'appui en élastomère fretté Le matériau de base est obtenu en faisant subir une série de transformations au matériau brut malaxé avec différentes charges. un appareil d'appui en élastomère fretté est. Après traitement. L'élastomère est un matériau macromoléculaire qui reprend approximativement sa forme et ses dimensions initiales après avoir subi une importante déformation sous l'effet d'une faible variation de contrainte" 5 .`Ü~éáíêÉ=O= Constitution et description Le lecteur intéressé par l'historique de ces produits. (…). un appareil d'appui mobile : outre les rotations sur appui. Bibliographie). dans des moules dont les dimensions correspondent à celles du produit que l'on veut obtenir. Figure 2.1 . L'ensemble est alors comprimé et vulcanisé (par chauffage).Principes généraux sur la constitution Un appareil d'appui en élastomère fretté est un "bloc d'élastomère vulcanisé (…) renforcé intérieurement par une ou plusieurs frettes en acier. cf. On peut soit 5 NF EN 1337-3. Celles-ci sont empilées avec des frettes métalliques.
Ceci le rend parfaitement bien adapté aux sollicitations des appareils d'appui. sa tenue aux huiles et aux solvants très médiocre et sa sensibilité au vieillissement doit être compensée par l'emploi d'antioxygène et anti-ozone 6 . et c'est alors un polymère de l'isoprène (polyisoprène ou NR pour "Natural Rubber" dans la norme).2. a choisi le polychloroprène qui présente. un très faible taux de fluage sous charge et une bonne résistance au déchirement.3 : constitution type d'un appareil d'appui de type B selon la norme NF EN 1337-3 (fig.1 de la norme sont couverts. Le domaine d'application de la norme (NF EN 1337-3. La France.3.1. "Appareil d'appui en caoutchouc". sa perméabilité aux gaz est importante.2.2 . le composé est le plus souvent un polymère du chloroprène (polychloroprène ou CR pour "Chloroprène Rubber" dans la norme). 2) 2. une tendance à la cristallisation. sur le marché.Constitution Les différentes parties constitutives d'un appareil d'appui en élastomère fretté sont définies sur la figure 2. Quels sont les critères qui feront choisir l'une des origines par rapport à l'autre ? Le caoutchouc naturel présente (avec une formulation appropriée) une bonne résistance à la traction.augmenter les possibilités de déplacement par l'ajout d'un plan de glissement. Figure 2.3. soit synthétique et. 6 cf. parmi d'autres qualités. § 1) précise que seuls les appareils d'appui de dimensions en plan inférieures à (1200 x 1200 mm) sont concernés. Certaines considérations économiques à court terme peuvent conduire à s'orienter vers du caoutchouc naturel . § 3. une excellente résistance au vieillissement. 2. etc. portent des noms de marques : Néoprène ® (Du Pont de Nemours).Parties constitutives 2. le latex.1 . un excellent allongement à rupture. comme de nombreux autres pays européens. NM===============Appareils d'appui en élastomère fretté . Butachlor® (Ugine). En revanche. Il existe plusieurs formules qui. Le domaine d'emploi de la norme (§ 1) précise que seuls les caoutchoucs visés au § 4. c'est prendre un risque à terme sur le comportement de l'appareil d'appui non justifié par la différence de prix par rapport au coût d'un changement sur un ouvrage en service. cependant.Le matériau élastomère Le caoutchouc entrant dans la composition des appareils d'appui peut être soit naturel et d'origine végétale. un bon comportement aux sollicitations dynamiques et au froid avec. Voir Bibliographie.4. dans ce cas. soit empêcher les distorsions par des platines métalliques constituant ainsi un appareil d'appui "fixe".2 .
être inférieure à 2 mm (NF EN 1337-3. le texte d'application nationale à la norme NF EN 1337-3 (§ 4. Appareils d'appui en élastomère fretté===============NN . il est conseillé de demander la fixation par un vissage ou un soudage périphérique selon le schéma de la figure 2.1 . L'adhérisation du complexe est alors obtenue par vulcanisation. ni supérieure à 25 mm. 7 8 NF EN 10025. D'autre part. Pour notre part.3. L'épaisseur minimale d'un feuillet ne pourra. en aucun cas.2.4. au moyen d'un film de résine (époxydique ou autre) . en aucun cas et conformément à NF EN 1337-3 (§ 5. § 4. Dans le second procédé.4.Les éventuels éléments de glissement 2. Pour suivre les déplacements et en permettre le relevé lors des inspections des ouvrages d'art. Ces éléments de glissement comportent une plaque de PTFE 8 alvéolée collée sur le dessus de l'appareil d'appui en élastomère. pour une utilisation en France.3). pour les appareils d'appui destinés à être employés sur les ponts et les ouvrages similaires. ces appareils d'appui doivent être équipés d'un dispositif protégeant le plan de glissement (en toutes circonstances normales en service).3 . Dans le premier procédé. ne retient.1. L'épaisseur des frettes ne pourra. Il est impératif de prévoir le réglet du côté où se trouvera. la tôle en acier inoxydable est collée à froid.2. le visiteur.7).4 : types de fixation complémentaire latérale des plaques de glissement en acier inoxydable La partie supérieure (ou platine de glissement) peut être fixée à la partie de la structure au contact de l'appareil d'appui.1) liée à une platine supérieure en acier S235 glisse sur la plaque de PTFE (NF EN 1337-3. § 5.3. fort probablement. Pour protéger contre les souillures lors de la mise en œuvre et en service. PolyTetraFluoro Ethylène ou Téflon ®. La tôle de glissement est une seule pièce en acier austénitique. nous proposons de ne pas définir le matériau mais.2).5). (cf. il est aussi hautement recommandé de caler les réglets de façon homogène sur un même ouvrage pour faciliter l'exploitation. deux procédés sont employés pour fixer la tôle en acier inoxydable sur la platine support en acier doux.1). à dureté élevée. que le polychloroprène (ou CR).Les frettes en acier Elles sont systématiquement en acier S 235 7 ou d’un acier présentant un allongement minimal à la rupture équivalent (cf.4. être inférieure à 5 mm.4 . mais il existe d'autres systèmes. complément au § 3. § 3. Figure 2.Ceci explique que le texte d'application nationale de la norme NF EN 1337-3. figure 2. de fixer une spécification de tenue à l'ozone correspondant au maximum (c'est-à-dire la valeur de 50 ppcm).4. Sur la tenue à l'ozone.2. Une tôle en acier inoxydable poli (qualité définie dans NF EN 1337-2. 2.3. 2. La norme ne précise pas la partie concernée mais il s'agit des parties 1 et 2. Dans le cas d'une mince plaque d'acier austénitique. ces platines de glissement portent un réglet de mesure.6) n'a retenu que le seul niveau prévu pour le CR qui est bien adapté aux conditions de service sur un pont. la tôle en acier inoxydable et la platine support sont liaisonnées par interposition d'une feuille mince d'élastomère spécial.2. soit sur l'enrobage extérieur en élastomère (appareil de type D selon NF EN 1337-3). Ce dispositif doit être facilement amovible pour permettre la visite et la surveillance de l'appareil d'appui.Constitution La disposition la plus couramment utilisée en France actuellement est décrite ci-après. soit sur une tôle extérieure en acier (appareil de type E selon NF EN 1337-3).
2. Notamment. La norme (NF EN 1337-3. Le texte d'application nationale portant sur la partie 3 autorise une utilisation plus large qu'en phase provisoire mais il convient d'être très prudent sur la question de la durabilité de ce type de dispositif et pour une utilisation en service .5 : exemple d'un réglet de suivi de déplacement (appareil d'appui vertical en butée antisismique) (photo Sétra) 2. à la date réelle de pose et donc de la température à la pose. Figure 2. L'appareil peut toujours se déformer par compression et rotation. Cette limitation ne concerne pas le type E. 2. § 4.3. Les efforts horizontaux sont compris entre 3 et 8 % (pour respectivement une pression moyenne de 30 et 5 MPa) des efforts verticaux.2.1) au cas des mouvements irréversibles (fluage. il est possible de l'équiper de butées.2. figure 3. 2.Dimension des plaques de glissement Il ne faut pas hésiter à sur-dimensionner les longueurs des plaques de glissement bien que leur dimensionnement soit à l'ELU. Ces dispositifs doivent interdire uniquement le cheminement. Ce type d'appareil d'appui est très intéressant pour le lancement d'ouvrage.3.Tous ces éléments sont définis dans la norme NF EN 1337-2 harmonisée au travers de la partie 3. figure 2. Par ailleurs.5 . condition de nonglissement) est à craindre. NF EN 1337-1. Ceci permettra de pallier aux nombreuses imprécisions consécutives aux préréglages en usine.3 .4.6).4) limite l'emploi des appareils d'appui glissants de type D (cf. Figure 2. En aucun cas. le déplacement minimum à prendre en compte est de ± 50 mm dans la direction principale des déplacements résultant de l'ouvrage".).4. § 5. la butée ne doit se faire sur le feuillet en élastomère (cf. retrait.4.4) manque singulièrement de clarté aussi on se référera au texte d'application nationale qui précise qu'il doit s'interpréter comme suit : "Les déplacements doivent être augmentés dans les deux directions de ± 20 mm. § 5.Efforts horizontaux Les appareils d'appui munis d'éléments de glissement sont conçus pour permettre de grands déplacements horizontaux.2 . sans empêcher ni gêner les déformations : compression. l'annexe 2 donne des éléments d'information sur la durabilité de ces dispositifs et des conseils sur leur emploi. distorsion et rotation.6.6 : principe d'un dispositif anti-cheminement NO===============Appareils d'appui en élastomère fretté . aux hypothèses de calcul. etc. Le texte de la norme (cf.Les dispositifs anti-cheminement ou anti-soulèvement Lorsque le cheminement d'un appareil d'appui en élastomère fretté (cf. NF EN 1337-3. les butées doivent venir en contact avec une plaque (ou frette extérieure) dont l'épaisseur sera au moins égale à la hauteur de la butée (appareils d'appui de type C de la norme NF EN 1337-3).
7 : dessins de principe d'appareils d'appui "fixes" Le dessin de l'appareil d'appui à système anti-soulèvement. NB : sauf cas particulier. Appareils d'appui à distorsion limitée ou bloquée Appareil d'appui à système anti-soulèvement Figure 2. Appareils d'appui en élastomère fretté===============NP . Voir aussi le dispositif de la figure 2. les taquets ne sont nécessaires que sur une face. copié de la norme.par collage (pas de dessin) pour des efforts tangentiels faibles (avec appareil d'appui de type C).par tôles striées (pour des efforts tangentiels faibles). .6.Appareils d'appui anti-cheminement . Il n'est donc pas à reprendre tel quel.à taquets (avec appareil d'appui de type C).avec ancrages. . suscite les remarques suivantes : les tiges de traction doivent permettre les rotations et il est souhaitable de les positionner dans l'axe de cette rotation et le dispositif ne doit pas entraver le déplacement s'il existe. .
tableau n 3 et qui présente l'avantage. on trouvera. celui-ci doit être mis dans un moule et on ne peut fabriquer qu'une dimension par moule. pour le projeteur. Les appareils d'appui en élastomère fretté sont alors équipés d'une structure métallique rigide empêchant les translations horizontales du tablier tout en permettant la compression et la rotation de l'appareil d'appui. pour le projeteur.7 donne quelques exemples de dispositifs susceptibles d'être adoptés. notamment lorsque l'on désire réaliser une ligne d'appuis "fixes". Par ailleurs. C'est pourquoi. les grandes dimensions (supérieures à 700 x 700 mm) doivent être utilisées avec précautions : en effet. on aurait donc intérêt à choisir les dimensions de l'appareil d'appui à l'intérieur d'une gamme dont un exemple est donné dans la norme NF EN 1337-3. Cette démarche est donc clairement défavorable à une standardisation des dimensions comme cela était la pratique jusqu'à maintenant. en sus du tableau de la norme.5 et 2. NQ===============Appareils d'appui en élastomère fretté . Par contre. il sera préférable d’employer des formes se rapprochant du carré (a = b). Il y a donc autant de moules que de dimensions d'appareil d'appui. un tableau des dimensions en plan les plus couramment utilisées en France (cf. il doit définir un appareil d'appui susceptible de convenir et procéder par itération jusqu'à trouver la bonne dimension. l'absence d'une gamme courante peut poser quelques problèmes au projeteur qui doit travailler "en aveugle" dans sa démarche itérative de recherche d'un appareil d'appui satisfaisant aux critères qu'il a définis. de vérifier que le produit répond bien aux exigences de la norme. la meilleure forme est le disque. à titre d'information. Par contre. A charge. Pour les tabliers ayant des déplacements importants.Il peut être nécessaire d'éviter la distorsion des appareils d'appui. Pour limiter le nombre de ces moules et rationaliser la fabrication. Il s'agit toutefois de dispositifs peu fréquents et à éviter. cette présentation d'une gamme sous forme de tableau n'est pas conforme à l'esprit de la norme dont la démarche consiste à justifier chaque appareil d'appui en fonction des sollicitations qu'il subit.8 : exemple d'un appareil d'appui à distorsion limitée ou bloquée (photo Sétra) 2. Pour les tabliers présentant des rotations importantes. une répartition uniforme des contraintes nécessite un soin particulier sur la réalisation des bossages. une solution avec un appareil d'appui de type C étant préférable. pour de tels appareils d'appui. cependant la confection de ce type d’appareil d'appui est plus onéreuse et délicate.Les gammes de fabrication Pour fabriquer un appareil d'appui à frettes complètement enrobées. il sera choisi des dimensions telles que le rapport b/a soit compris entre 1. annexe 3). La figure 2. de disposer de dimensions standards qui peuvent faciliter une étude de pré-dimensionnement. comme on le verra dans le chapitre 4. Figure 2. Il lui faut donc connaître les principales dimensions fabriquées. En effet. Pour les ouvrages présentant des rotations significatives dans les deux directions.3 . C'est le cas.
dans un ouvrage.1 : tableau présentant les différents types d'appareils d'appui en élastomère fretté selon la norme NF EN 1337-3 9 Dans la suite de ce chapitre. Le comportement des appareils d'appui tel qu'il est décrit dans les paragraphes suivants ne suffit pas pour effectuer une vérification complète. la référence du paragraphe concerné de la norme NF EN 1337-3 sera précisée entre parenthèses en italique gras. Les interactions entre la structure et l'appareil d'appui sont traitées au chapitre 4 de ce document.. au fluage.3. Le présent chapitre n'aborde que le comportement et le dimensionnement de l'appareil d'appui lui-même. les appareils d'appui. Un équilibre d'ensemble doit être trouvé. le tablier. au retrait.. les piles et les culées forment un système dont les différentes parties interagissent. En effet.Introduction Ce chapitre rappelle les caractéristiques géométriques et mécaniques des appareils d'appui en élastomère fretté et donne leurs règles de dimensionnement et de vérification.2) 9 s'applique à six types d'appareils d'appui tels que définis dans le tableau de la figure 3. sous l'action combinée des charges horizontales et des déformations dues à la température. Appareils d'appui en élastomère fretté===============NR .`Ü~éáíêÉ=P= Comportement et dimensionnement 3.1 .1 : Figure 3. La norme NF EN 1337-3 (§ 5. ainsi que des zones de contact avec la structure.
4 (12 + 4) . Ceci donne l'exemple de dénomination d'un appareil d'appui suivant : a x b .3. Les appareils de type A (monofrette) ou de type F (non frettés ou en bande) ne concernent pas le domaine des ouvrages d'art. Ils sont enrobés sur leur périphérie d'une épaisseur d'élastomère d'au moins 4 millimètres et sur les faces supérieure et inférieure d'une épaisseur d'élastomère nominale de 2.1).3. Les règles données dans ce document sont relatives aux appareils rectangulaires.5 mm (avec une tolérance de . on peut distinguer. 2 (10 + 3) . n(ti + ts) . 2 x 8 pour un appareil circulaire. b) d'autres appareils d'appui de type B qui comprennent des demi feuillets extérieurs "actifs" (cf. Type B Avec e = un demi-feuillet (exemples de dimensions en plan en annexe 3) Type B définis au tableau 3 de la norme Avec e = enrobage passif e = 2. les appareils d'appui sont de forme carrée.5 mm e = ti / 2 Tb ts ti Tb = 3 (ti + ts) + ts + 5 mm n = 3 feuillets intermédiaires en considérant que les enrobages ne participent pas. Pour les autres formes. ou circulaire. Il est proposé de les dénommer avec le nombre de feuillets intermédiaires en mentionnant les deux demi feuillets extérieurs ou les enrobages extérieurs. rectangulaire.Il est rappelé que le présent guide ne traite que des appareils de type B à E. + 2 mm). 400 x 500 . cf. 2 x 5. il est possible de considérer les demi-feuillets dans le calcul.1 de la norme NF EN 1337-3. mais des formes elliptiques et octogonales sont également tolérées. mais d'un demi-feuillet dont l'épaisseur est prise en compte dans les calculs dans les conditions définies à l'article 5. La figure 3. figure 3.0. ti Figure 3. En plan. Il ne s'agit plus d'un simple enrobage de protection. Ils comportent n+1 frettes métalliques et n feuillets d'élastomère d'épaisseur constante. La norme NF EN 1337-3 définit des caractéristiques géométriques des appareils d'appui couramment utilisés.2 : caractéristiques des appareils d'appui visés par le présent chapitre NS===============Appareils d'appui en élastomère fretté . 5 (16 + 5) . conformément à la norme NF EN 1337 : a) les appareils d'appui de type B définis au tableau 3 de la norme NF EN 1337-3. 2 e ex : 200 x 300 . ts Tb Tb = 2 (ti+ ts) + ts + 2 ti/2 n = 2. Ces derniers se distinguent par le fait que les enrobages supérieur et inférieur d'élastomère sont plus importants. tableau en annexe 3 de ce guide).2 résume les caractéristiques de ces appareils d'appui définis dans la norme NF EN 1337-3. on se reportera à la norme. 2 x 6. Parmi les appareils d'appuis de type B (multi-frettes enrobés sur toutes les faces. ∅ 700 .
3. Un feuillet d’enrobage mince ne peut absorber de translation et pratiquement aucune rotation et un défaut de planéité du support peut se traduire par un décollement localisé. C'est cette valeur qui doit être introduite dans les calculs (cf.3.2 .5 mm En effet.2. b ou D > 4 mm Figure 3.2) est donnée sur la figure 3.5 mm si e ≤ 2.7 fois le feuillet intermédiaire est d’assurer les mêmes fonctions que les feuillets intermédiaires et de mieux s’adapter aux défauts de surface des supports.* * L’intérêt d’un feuillet d’enrobage compris entre 0. a et a' désignent toujours les plus petites dimensions en plan de l'appareil d'appui s'il est rectangulaire. b' ou D' a . sans déformer les frettes de proximité.5 et 0.3 dans laquelle a.Caractéristiques de l'élastomère (EN § 4. la valeur nominale G du module de cisaillement conventionnel est de 0. on définit trois épaisseurs nécessaires au dimensionnement : épaisseur nominale totale de l'appareil d'appui : épaisseur nominale totale d'élastomère : épaisseur initiale totale moyenne d'élastomère en cisaillement.5 mm. § 1. b.1 . D et D' sont les diamètres des appareils d'appui de forme circulaire. elle doit être prise en compte dans le calcul. en deçà elle est négligée (EN § 5.2.3). 3.4.Définition géométrique La définition géométrique de l'appareil d'appui de type B de la norme NF EN 1337-3 (§ 5.9 MPa.3). si l'épaisseur nominale de l'enrobage est supérieure à 2. Sauf spécification contraire.2) Le principal paramètre physique de l'élastomère qui intervient dans le dimensionnement de l'appareil d'appui est son module de cisaillement conventionnel G. a'.3 : définition géométrique d'un appareil d'appui En fonction du nombre n de feuillets intermédiaires. e ts Tb ti a' .2 .3.Caractéristiques des appareils d'appui 3. b' sont les dimensions des appareils de forme rectangulaire. y compris les enrobages supérieur et inférieur. Appareils d'appui en élastomère fretté===============NT . Tb = n (ti + ts) + ts + 2 e Te = n ti + 2 e Tq = n ti + 2 e Tq = n ti si e > 2.
9.3.8 MPa dans les calculs. Il s'agit des appareils d'appui de types D et E. Les systèmes de glissement se composent généralement d'une plaque en acier inoxydable reposant sur une face de l'appareil d'appui sur laquelle est adhérisée une feuille de polytétrafluoroéthylène (PTFE) (cf.Annexe B) : 1.2) Pour les appareils d'appui de type C.9 MPa et k = 1.4 . L'acier utilisé est également de nuance S235 ou équivalent.04 a b 2 + b b 2 ⎞ ⎝ ⎠ Avec a b et b b : largeur et longueur de la plaque support en mm.4 de ce guide).5 . En outre. Ceci ne serait valable qu'à partir d'une température ambiante inférieure à – 25°C à partir de laquelle le Polychloroprène commence à cristalliser. Pour les séismes. 3. l'épaisseur des frettes extérieures est de 15 mm pour des feuillets d'élastomère d'épaisseur inférieure ou égale à 8 mm et de 18 mm au-delà. 0.1) L'épaisseur des frettes doit être supérieure ou égale à 2 mm.3) : ⎜ ⎟ t b = Max ⎛10 mm .2. nous proposons un module Gdyn pris égal à 1. intègrent un module G basse température dans les calculs mais uniquement dans les régions à température inférieure à – 30°C.4. Le coefficient de frottement μd acier-PTFE alvéolé est donné dans le tableau 11 de la norme NF EN 1337-2.3 .3 – note 2).3. La limite élastique à utiliser dans les calculs est donc de 235 MPa (épaisseur inférieure à 16 mm dans la norme NF EN 10025). dans ce cas. la norme conseille d'augmenter la valeur de calcul du module de l'élastomère (EN § 5. il n'apparaît pas nécessaire de le prendre en considération comme le Texte d'Application Nationale le précise. on utilisera le module G.2 . cf. Compte tenu des conditions climatiques résidant en France Métropolitaine.Sous les effets dynamiques.4.Caractéristiques des frettes internes (EN § 4. notamment la Finlande. § 5. 10 Pour les effets dynamiques verticaux des charges d'exploitation.2. 3.Caractéristiques des frettes extérieures (EN § 4. L'épaisseur minimum de la plaque support est donnée par la formule (EN § 6. 3. Pour une descente de charge donnée. Ce tableau est défini à partir de la formule suivante (EN 1337 . de demander qu'il soit fourni un certificat du producteur attestant un allongement au moins égal à celui d’un acier S235). Il existe un module G à basses températures.2.Caractéristiques des plaques de glissement (EN § 4. le § 2. Certains pays nordiques. le coefficient de frottement est calculé à partir de la contrainte à l'ELU.4) Les caractéristiques des plans de glissement sont données par la norme NF EN 1337-2. Sous l'effet horizontal des charges d'exploitation 10 . Il est précisé que les valeurs données sont fonction de σp.2. la pression moyenne sur le bloc (surface A) est limitée à 30 MPa (pour un module G de 0. on se reportera à l'annexe 1 du présent document.4. NU===============Appareils d'appui en élastomère fretté .2 k μmax = 10 + σ p avec k = 1 pour l'acier austénitique (acier inoxydable) σp pression de contact sur le PTFE en MPa Ces valeurs varient de 3 à 8 % suivant les pressions usuelles de contact. L'acier utilisé est de nuance S235 ou à allongement de rupture équivalent (il est recommandé.6 de la norme NF EN 1337-3).3.
1 . Appareils d'appui en élastomère fretté===============NV .Nous attirons l'attention sur la variation notable du coefficient de frottement en fonction de la contrainte de compression sur le PTFE. la norme NF EN 1337-3 distingue : • les appareils d'appui de tailles recommandées.3. 3. définis dans le tableau 3 de la norme NF EN 1337-3 . 3. • les autres appareils d'appui. sauf justification particulière et pour les applications dans les DOM-TOM où la température effective d'appui ne descend pas en dessous de . l'épaisseur des couches externes est souvent la moitié de celle des feuillets internes. • la stabilité de l'appareil d'appui doit être assurée à la rotation.Dimensionnement de l'appareil d'appui 3. Dans les autres cas. Pour simplifier. Les règles de dimensionnement et de vérification des appareils d'appui visent à limiter leur distorsion horizontale totale. en conséquence. En pratique.Comportement des appareils d'appui Rappel : la norme NF EN 1337-3 prend en compte dans le calcul le feuillet externe lorsque son épaisseur est strictement supérieure à 2. La distorsion sera donc maximum pour ces feuillets internes. Conformément à la NF EN 1337-3.5 mm. La vérification de la déformation des plaques de glissement (NF EN 1337-2 § 6. • l'épaisseur des frettes doit être suffisante pour résister à la traction qu'elles subissent .Principes Le principe de dimensionnement définit dans la norme NF EN 1337-3 consiste à justifier chaque appareil d'appui en fonction des sollicitations et.2). ne s'avère justifiée que pour des applications délicates ou particulières (par ex. on pourra se contenter de ne vérifier que les ordres de grandeur. les tableaux de dimensions (tableau 3 de la norme ou tableau de l'annexe 3 du présent guide) ne sont que des bases de départ du calcul des dimensions de l'appareil d'appui.5°C.3. quatre types de vérification aux Etats Limites Ultimes doivent être faits pour les appareils d'appui en élastomère fretté quel que soit leur type : • la distorsion totale maximale en tout point de l'appareil d'appui est limitée .2 . • les actions exercées par l'appareil d'appui sur le reste de la structure doivent être vérifiées (effet direct de l'appareil d'appui sur la structure et effet indirect dû aux déformations de l'appui). notamment ceux comportant deux demi-feuillets extérieurs. sous l'action des sollicitations verticales et horizontales et des déformations horizontales ou angulaires imposées à l'appareil d'appui. pour les appareils d'appui de type E). on ne tiendra pas compte du facteur correctif de 2/3. aux Etats Limites Ultimes.3 .9. pour la France. Pour les appareils de type B. Ils ne sont donc donnés qu'à titre informatif. au flambement et au glissement .
Elle est donnée par la formule (EN § 5.3.x ⎜ a ' b' ⎟ ⎝ ⎠ Le calcul des déformations vx et vy est relativement complexe.2) : τ N = 1.2) avec G = 0.3.5 FZ c= G G Ar S Fz ε εc Dans cette formule : G désigne le module conventionnel de l'élastomère (§ 3. vx x a' Figure 3.2. on a : A' S= lp t e avec l p = 2 (a'+b') et pour les feuillets des couches internes ⎧ te = ti ⎨ ⎩t e = 1. La distorsion est maximum au milieu du grand côté b de l'appareil d'appui.4 : distorsion de l'appareil d'appui sous effort normal.9 MPa et Ar est la surface en plan effective.5 : surface réduite sous l'effet des déformations horizontales. on constate une répartition linéaire de la distorsion εc liée au cisaillement τΝ dans une couche d'élastomère.3.2.1 . on doit retirer l'enrobage latéral nominal pour obtenir A1 (égale à la surface des frettes A' diminuée des trous si elles en comportent) et tenir compte des déformations horizontales vx et vy provoquées par les efforts horizontaux concomitants de l'effort vertical FZ. Pour calculer Ar.4 t i pour les feuillets des couches externes OM===============Appareils d'appui en élastomère fretté . En première approche. a Figure 3. On a alors : vy ⎞ ⎛ v ⎟ avec A'= a'×b' (si les frettes ne comportent pas de trous) A r = A' ⎜1 .Comportement sous effort normal Fz γ τN Sous un effort normal centré Fz. • S est le coefficient de forme de la couche i considérée : Pour un appareil d'appui rectangulaire. on pourra souvent négliger l'effet de vy et utiliser la valeur maximum de vx.3.
98 mm 1. S désigne le coefficient de forme du feuillet "i" et que.93 mm suivant la formule modifiée ci-dessus 0. la valeur de S vaut 2/1.4. compte tenu de cette incertitude (et de la note 2 du § 5.76 mm La norme précise que la déformation verticale n'est à peu près proportionnelle à la charge qu'après un premier tassement que l'on peut estimer à 2 mm. encadré).75 mm suivant la formule de la norme 1. 3 (10 + 3) . l’examen de nombreux essais de tassement indique une très grande dispersion des résultats et cette dispersion est difficilement explicable.3. la valeur calculée du tassement selon la norme indique la valeur maximale que l’on puisse obtenir sur un appareil conforme. 2 x 4 300 x 400 .49 mm 1. dans le cas d’un demi-feuillet. § 3.1. Par ailleurs. 2 x 5 400 x 500 .3. lors d’essais. A titre d’exemples.1.4 fois celle du feuillet intermédiaire.16 mm 1.3.4.La norme donne également le moyen d'estimer la déformation totale ΣvZ due à un effort vertical FZ (EN § 5. § 3. De fait. En conséquence.3 ci-après) et limite les éventuelles pertes de contact avec le support sous l’effet des rotations. il est fortement recommandé de prévoir une pose par "conjugaison" (cf.3.6 mm 0. 2 (8 + 2) . dans cette formule. D’une manière générale.7) : vz =∑ Fz t i A' ⎛ 1 1 ⎞ ⎜ ⎜ 5G S 2 + E ⎟ ⎟ d b ⎠ 1 ⎝ Avec Eb = 2000 MPa S1 : coefficient de forme du feuillet le plus épais A' = a' x b' : surface des frettes Cette formule se simplifie sous la forme suivante : v c = Fz T0 / A’ [1 / (5 G S12) + 1 / E b] Cependant elle n’est pas logique dans la mesure où. notamment en cas d’assise sur des platines métalliques. les tassements obtenus avec ces formules sont beaucoup trop importants par rapport au comportement réel de l’appareil d’appui si l’on néglige les mouvements d’adaptation entre 0 et 3 MPa. La formule suivante serait plus rationnelle : Fz t i ⎛ 1 1 ⎞ ⎟ avec E b = 2000 MPa ⎜ vz = + 2 Eb ⎟ A' ⎜ 5Gd Si ⎠ ⎝ ∑ Rappelons que. il est proposé d’appliquer Si au lieu du S de ces feuillets externes dans le calcul de leur tassement. Dans le cas de structures très hyperstatiques et de grande rigidité. des variations de pression entre 5 et 15 MPa ont donné les tassements suivants : Tassements Dimensions 200 x 300 .5 mm 0. il est conseillé de faire des essais pour estimer les déformations réelles des appareils d'appui. 4 (12 + 3) . 2 x 6 lors des essais 0. Appareils d'appui en élastomère fretté===============ON . Cette valeur semble trop forte.32 mm 1. pour que la mise en charge des appareils d'appui sur une même ligne soit uniforme. On observe sur certains essais des valeurs de tassement 2 fois plus petites que celle du calcul normatif vers 8 MPa et au-delà de 15 MPa le raccourcissement peut être 3 fois moindre que la valeur calculée. en présence de feuillets externes. Les valeurs obtenues avec cette formule sont légèrement inférieures à celles de la norme ce qui sécurise sur la vérification de la stabilité en rotation (Cf.7 de la norme NF EN 1337-3).3.
2).3. la distorsion est donnée par la formule (EN § 5.3.3.3 .3. Par simplification. le module G sera pris égal à 0. sous l'effet de rotations αa et αb d'axes perpendiculaires aux côtés a et b de l'appareil d'appui.2.7. εα a Figure 3.3) : εq = vx F = x Tq G a b εq ε q =tgγ a Figure 3.6 : distorsion de l'appareil d'appui sous un effort horizontal Dans ces formules. τH Fx Sous un déplacement vx ou sous un effort horizontal Fx.Comportement sous une rotation d'axe horizontal Mt γ αa τα La valeur de la distorsion εα.9 MPa pour les chargements statiques et à 1.4) : (a'2 α a + b'2 α b ) t i εα = 2 ∑ t3 i Mt La répartition des distorsions est donnée dans la figure 3.Comportement sous effort horizontal γ Fx Sous un effort horizontal.2 . D'autre part. est donnée par (EN § 5.3.2. 3.2. pour les ouvrages non exceptionnels. le projeteur devra composer vectoriellement les efforts longitudinaux et transversaux suivant les combinaisons d'actions du chapitre 4 du présent document (pour obtenir un effort Fxy) lorsque le cas se présentera.8 MPa sous les actions dynamiques (cf. on constate une répartition uniforme de la distorsion εq liée au cisaillement τΗ dans l'élastomère.3. les déplacements sous l’action du vent sont considérés uniquement à état statique. 3.7 : distorsion de l'appareil d'appui sous un moment d'axe horizontal OO===============Appareils d'appui en élastomère fretté .3.
9 ∞ 60 Figure 3.1 1. Ks est donné dans le tableau suivant (cf. 2785 ln ⎜ ⎟ ⎝a⎠ +60 3.3. De plus.5 2 70.7 1.25 79.00 dans le cas général.4.Limitation de la distorsion La distorsion totale en tout point de l'appareil d'appui est limitée à l'Etat Limite Ultime (EN § 5.Le moment de rappel Mt s'obtient en fonction de la rotation α par (EN § 5.5 137 0. • εc.2 e ⎛b⎞ −1.1. εq et εα sont les distorsions calculées respectivement sous l'effort vertical.1 . Ce coefficient peut être porté à 1. la norme (EN § 5.Vérifications du dimensionnement 3.4.2 1.3 10 61.3) limite la distorsion sous les efforts ou déplacements horizontaux à 1: εq < 1.8 2.5 75. les efforts ou déplacements horizontaux et les rotations du tablier.4 .9 71.3 78.7 73.8 : valeurs de Ks pour un appareil d'appui rectangulaire On peut également utiliser la formule approchée : K s = 26.3.2 1.6 74.4 1.7) : Mt= G α a'5 b' n t 3 KS i Dans cette formule. D'autre part. les cas de chargement à considérer comportent des efforts et des déplacements concomitants dans deux directions perpendiculaires qu'il convient de composer vectorielle ment pour cette vérification.0 1 86.8 72.3 1.3 1.1 .3.Vérification de base 3.l 1. tableau 4) : b/a Ks 0. NF EN 1337-3.5 dans le cas des ouvrages ferroviaires uniquement sous charges roulantes .3. Appareils d'appui en élastomère fretté===============OP . α est la rotation d'axe parallèle au côté b de l'appareil d'appui et n représente le nombre de feuillets internes.3) : ε τ = KL ( ε c + ε q + ε α ) < 7 Dans cette formule : • KL est un coefficient égal à 1.4 76. A noter qu'il n'existe pas de limitation pour εc seul ou Fz (autre que celle relative au flambement). Cette prescription concerne les efforts et déplacements de courte et longue durée.4 1.3.75 100.2 80.5 68.
Dans la mesure du possible.9 MPa.2 .3.3.4. La norme demande aussi de vérifier l'épaisseur minimale des frettes métalliques à l'Etat Limite Ultime.4) n'est pas claire sur les valeurs à adopter pour les défauts de pose. un matage ou le béton du tablier coulé en place. pour les rapports b'/a' < 1.3.3. Les valeurs forfaitaires suivantes sont donc proposées : • • 0.3). Coefficient partiel de sécurité dont la valeur est de 1 dans le texte d'application nationale (cf. de la précision des calculs de déformation pendant la pose.6 Fz ti Ar fy Effort vertical maximum appliqué .1. 0.6) : Fz 2 G a' S1 < Ar 3 Te On appliquera cette formule avec la réaction maximale de la combinaison fondamentale ayant le plus fort rapport Fz/Ar.4 .3 .3. OQ===============Appareils d'appui en élastomère fretté .2. cette formule n'est plus valable et on se reportera à la norme (EN § 5.4. ni sur la façon de les prendre en compte. d'augmenter l'épaisseur ts de 5 à 10 %. mais également du degré d’homogénéité interne de l’appareil d'appui. 3.010 radian pour les structures posées directement sur les appareils d'appui. limite élastique de l'acier qui compose les frettes (soit 235 MPa pour l'acier S235) .3.5.Traction dans les frettes Les frettes doivent avoir au moins 2 mm d'épaisseur. Nota : dans le cas d'appareils d'appui fortement sollicités en rotation ou proche de la limite de flambement.1. dont les feuillets sont d'épaisseur constante ti.Stabilité au flambement La stabilité au flambement doit être vérifiée à l'Etat Limite Ultime dans les conditions suivantes (EN § 5. § 1. il est conseillé. 3. Pour les appareils d'appui dont les épaisseurs de couches d'élastomère varient ou dont les frettes comportent des trous. il sera recherché une méthode de pose conjuguant les surfaces par exemple avec un bain de mortier. et avec un module égal à 0. Ce défaut de pose sera ajouté à la plus grande des rotations αa ou αb. formule générale). somme des déformations verticales calculées comme dans le paragraphe 3.4. On doit vérifier (EN § 5. ∑ vz Rappelons que les rotations αa et αb doivent inclure les défauts de pose.24.3. Celles-ci dépendent beaucoup du soin apporté à la mise en œuvre.6) : ( a' α a + b' α b ) ∑ vz ≥ Kr avec : αa et αb Kr rotations d'axes perpendiculaires aux côtés a et b de l'appareil d'appui .1.003 radian dans le cas des méthodes de pose dites conjuguées . Pour des appareils d'appui sans alvéoles (non percés).1. l'épaisseur minimale ts des frettes est définie par (EN § 5.5 en simplifiant la formule pour ce cas de figure) : ts = γ m avec : Fz fy γm 2.1 de ce guide. La norme NF EN 1337-3 (§ 7.Condition limite en rotation La stabilité en rotation de l'appareil d'appui se vérifie à l'Etat Limite Ultime.3. coefficient égal à 3 .3.3.
Remarque : sauf dans le cas où l’appareil d'appui ne reviendrait jamais en position de déplacement nul (vxy =0). fluage. Fz et Fxy Réaction verticale et effort horizontal concomitant les plus défavorables . . Le coefficient μe est imposé par la norme dans la plupart des cas : 1.1. S'il existe un risque de soulèvement.4.7).60 pour le béton K f = 0.3. des pressions supérieures sont possibles. on pourra reprendre la valeur usuelle d'une contrainte moyenne sur la surface de frettage d’environ 20 à 25 MPa à l'ELU (moins pour les petits blocs. La contrainte sur le béton pourra être calculée en considérant une surface réduite chargée uniformément et en tenant compte non seulement de la distorsion en translation. on pourra vérifier les bossages et le chevêtre de la pile aux Etats Limites Ultimes selon les règles de l'article 6.3.4.5 K f F μe = 0.20 pour les autres surfaces y compris mortier en résine Nota : l'attention est attirée sur le fait que la plupart des mortiers spéciaux ne sont pas à considérer comme "mortier de résine". Pour les appareils d'appui reposant sur des bossages en béton.6 . Appareils d'appui en élastomère fretté===============OR . Pour le calcul de Fxy. Un exemple de calcul est donné au § 3. Pour un pré-dimensionnement.1 + avec σ m = Z (en MPa) σm Ar K f = 0.).4. 3. en l'absence de dispositif anti-cheminement. étant entendu que la contrainte moyenne finale découlera de la formule globale du § 5.4 dans le chapitre 4.1. retrait.3. c'est par exemple le cas d'appareils d'appui posés sur des tôles métalliques peintes. on compose vectoriellement les efforts horizontaux provenant de toutes les actions concomitantes résultant des combinaisons d'actions présentées au chapitre 4 du présent document. μe Coefficient de frottement entre l'appareil d'appui et la structure. Ce coefficient peut toutefois prendre des valeurs inférieures à celles données ci-dessus .7 de l'Eurocode 2 (NF EN 1992-1-1). comme pour les autres types d’appareils d'appui à pressions élevées (appareils d'appui à pot par exemple) .Gmin Ar ≥ 3 MPa avec : Fz..2 avec la méthode de recherche d’un éventuel soulèvement au niveau des supports. mais aussi de la rotation et du durcissement éventuel de l’élastomère en fonction de la pression moyenne. la possibilité de diffusion de la descente de charge sur sa surface réduite.Condition de non-glissement La vérification du non-glissement est assurée. un peu plus pour les grandes dimensions). Pour les appareils d'appui de grandes dimensions. la surface Ar doit être prise égale à A’ pour vérifier la condition σm ≥ 3 MPa. cf..3. il est impératif de bien prendre en compte dans la conception des supports.6) : Fxy ≤ μ e Fz et Fz. tableau 4. ou sur certaines résines. Fxy est donc composé d'efforts permanents ou variables appliqués directement au tablier (effet du vent et du freinage) et d'efforts permanents ou variables provenant de déformations ou distorsions imposées (température. en signalant que cette pression peut ne pas être uniforme (EN § 5.3. dénivellations d'appui. la contrainte finale devra être recalculée.Pression sur les plans de contact Si la norme prévoit une vérification de la pression de contact entre l'appareil d'appui et la structure.3. si (EN § 5. elle n'en donne que le principe.Gmin Réaction minimale sous charges permanentes .3 de la norme NF EN 1337-3.5 .
mais l'expérience montre qu'il peut varier entre deux valeurs Ka min et Ka max (la valeur maximale Ka max varie de 2 à 2. une décompression supérieure à l'effet de la charge verticale centrée. à titre d'illustration du phénomène observé par rapport au calcul théorique.4. sous l'effet des rotations imposées par le tablier.Gmin A' ≥ 3 MPa Non-glissement Figure 3. même avec un appareil d'appui correctement dimensionné.3.6 Fz ti Ar fy α a + b' α b ) Kr Vérification Limitation de la distorsion ε Traction dans les frettes Limite en rotation ∑ vz ≥ ( a' Stabilité au flambement Fz 2 G a' S1 < Ar 3 Te Fxy ≤ μ e Fz et Fz. les vérifications à effectuer à l'ELU. les rotations extrêmes peuvent provoquer. La rotation vient encore compliquer la distribution des cisaillements. Or le comportement d'un appareil d'appui en compression simple est plus complexe.7 de la norme NF EN 1337-3).1 (ainsi que dans la note 2 du § 5.Résultats expérimentaux Toutes les prescriptions données par la norme NF EN 1337-3 sont basées sur un module de cisaillement déduit d'essais de cisaillement pur.9 : synthèse des vérifications à effectuer 3. sous combinaisons fondamentales. Cette décompression est susceptible de détériorer les appareils d'appui. Comme expliqué au § 3.1 . 11 Notamment les essais effectués au LROP dans le cadre de recherches.4. Ce phénomène pourrait être la cause de nombreux soulèvements que l'on a constaté sur des appareils d'appui en place. En théorie ce coefficient est de 1. la grande dispersion des résultats d’essais ne permet qu’une évaluation approximative de la surface minimale de contact par le calcul. sur un bord de l'appareil d'appui.75 respectivement pour une pression moyenne Fz/Ar de 10 à 50 MPa).2.00.3.10.2 – Evaluation des surfaces réelles de contact et des pressions à répartir dans les supports 3. ELU Combinaisons fondamentales ε = KL (εc + εq + εα ) < 7 et εq < 1 ts= 2. Le module varie en différents points de l'élastomère et n'est pas constant en fonction de la contrainte appliquée. sont récapitulées dans le tableau de la figure 3.2. En effet. OS===============Appareils d'appui en élastomère fretté . Les études expérimentales 11 ont permis d'établir les courbes limites de soulèvement en fonction de la rotation α et de la compression σ = Fz / A’.En conclusion. lorsque le soulèvement se produit. Ces courbes sont présentées sur la figure 3.3.9. Elles justifient l'utilisation d'un coefficient d’adaptation Ka qui représente le rapport entre la distorsion due à la compression εc et la distorsion due à la rotation εα.
2 . il n’y a donc pas une cohérence parfaite entre toutes ces relations et l’on ne peut donc prétendre à un calcul très rigoureux.10. Toutes ces relations ayant été simplifiées par rapport au modèle exact de calcul 12 .2. • Détermination de Ka max en fonction de σm (cf. la possibilité de diffusion dans la masse de cette force. de vérifier la pression uniforme de contact. Le calcul de la détermination des surfaces soumis à une pression uniforme est conduit selon l’annexe informative A de la norme NF EN 1337-2. il n’est envisagé ici qu’une seule rotation αa d'axe parallèle au côté b). figure 3. Elle tient compte des interactions entre le coefficient de forme. 3.10 : comportement compression-rotation avant soulèvement. prendre n’ = n + 2 (e/ti)3. 12 cf. Détermination du coefficient correcteur Ka max. Rajade Appareils d'appui en élastomère fretté===============OT . Les diagrammes simplifiés de pression sont représentés dans le tableau 4. théories de F. • Calcul du moment de rappel en tenant compte de la raideur maximale de l’élastomère : Mt = G α a'5 b' × K a max n' t 3 K S i – si les 2 feuillets d’enrobage sont actifs. • Calcul selon la norme du respect des critères de distorsion.4.Présentation La norme prescrit de vérifier que la contrainte moyenne en surface réduite est compatible avec la résistance des matériaux d’assise. consistant à diffuser une force répartie uniformément sur une surface réduite de contact. suivant ces règlements. BAEL.10).4 du chapitre 4.Méthode d'évaluation proposée 3. Topaloff et commentaires de J.Tassement .2. Cette justification est suffisante pour les matériaux autres que le béton ou les mortiers. le tassement et le moment de rappel de la norme. Les règlements concernant le béton (Eurocodes. sinon prendre n' = n nombre de feuillets internes.Possibilité de rotation sans soulèvement K a max = αn αs 1 valeur sécuritaire d'après les essais 0 αs 2 K a max = 2.47 3 théorique αn Figure 3.2.2. Il y a donc lieu.1 . • Calcul selon la norme de la pression σm sur la surface Ar. la distorsion.Principe de calcul pour déterminer la pression uniforme et un éventuel risque de soulèvement (Nota : par simplification.4. Il a surtout été recherché une méthode simple (pas d’itérations) pour obtenir l’ordre de grandeur de la pression à répartir sur les supports et pour déterminer la présence éventuelle d’une perte de contact du bloc d’élastomère pour le cas d’une fabrication présentant une raideur en tassement maximale.2. et de concevoir l’épaisseur et la densité des aciers de frettage. …) considèrent une vérification plus complexe.4.2 .84 20 Limite normative 10 .σ m = Fz / A r (MPa) 50 σ = F z / A' K a max en fonction de σ m Courbe sécuritaire représentative des essais compression-rotation à la limite du soulèvement K a min 40 30 σ m = 23. Nous proposons d'effectuer une évaluation complémentaire plus précise des surfaces de contact entre l'appareil d'appui et son support. 3. Conversy et M. Cette méthode est un calcul sécuritaire de la surface minimale de contact à l’aide d'un coefficient Ka max donné par la figure 3.
vx) b’ = 1. cependant.62 12.05 35 2. soit une pression uniforme de : σunif = 3 Fz / 2 Krs (a’ .64 15 2. OU===============Appareils d'appui en élastomère fretté .vx ) b’ La surface ainsi définie est celle à prendre en compte pour la diffusion de la force dans les supports (cf. tableau 4.69 20 2.5 2. sur le support le plus sollicité : σunif = Fz / Aunif soit. la pression uniforme a pour valeur. tableau 4.5 σm La surface : 2/3 Krs (a’ . Sous charges minimales ou en phase provisoire.10) : σm (MPa) Ka max σm (MPa) Ka max 0 .67 17.5 2.35 pour obtenir une valeur ELU).– si la pose est conjuguée. on calcule forfaitairement un coefficient Krs de réduction de surface de contact par rotation à l’aide des valeurs de distorsions en compression et en rotation avec la formule : εc K rs = 3 K a max εα (valeur toujours < 1) εα représente la distorsion de rotation sous un angle α.75 30 2.50 47. Le coefficient Ka max est donné dans le tableau suivant (ainsi que dans la figure 3.003.5 2. un décollement un peu plus important peut être envisagé. b) Si la valeur excmax est supérieure à : a’/6. Dans ce cas en simplifiant. Bien entendu la possibilité de diffusion des charges dans les supports sera vérifiée. il n’y a pas de risque de soulèvement. nous déconseillons l’utilisation des appareils d’appui en position partielle de décollement sous charges maximales .5 2. prendre α = αa – 0.55 50 2. De fait. Il est toujours préférable d'ajouter un feuillet si la condition de non-flambement reste respectée. il pourrait être toléré pour les appareils de petites et moyennes dimensions une perte de contact d’environ 10 % en service sous combinaisons fondamentales. a) Si la valeur excmax est inférieure à : a’/6.10 2. d’où σm’ = Fz/Krs (a’ .11 : tableau donnant les valeurs du coefficient d'adaptation Ka max en fonction de la contrainte moyenne σm = Fz/Ar.58 Figure 3. La valeur 0.44 45 2.003 rad correspond à la précision "interne" d’une pose conjuguée.71 22.4 du chapitre 4).00 32. Dans ce cas.vx) b’.5 2. prendre pour α la valeur théorique ELU des calculs. on calcule la surface réduite en 2 fois en employant la même démarche.vx) b’ et la surface minimale de répartition uniforme vaut les 2/3 de la précédente. augmentée de la précision de pose (à multipliée par 1. phénomène présent dans les observations faites lors des essais de décollement.4 du chapitre 4). il y a un risque de soulèvement. La nouvelle surface réduite a pour valeur : Krs (a’ .17 37.5 2.5 2. Dans le cas contraire. sur une surface de pression uniforme.74 27. Nota : dans le cas d’une rotation dans les 2 directions de l’appareil.72 25 2.38 42. • Calcul de l’excentrement de la résultante des forces : excmax = Mt/Fz. il peut cependant exister une perte de contact sans un véritable décollement en cas de distorsion provenant du déplacement vx. Aunif = (a’ .2 excmax .vx) b’ est celle à prendre en compte pour la diffusion de la force dans les supports (cf.5 2.29 40 2.
12 : exemples de dispositions admises et fortement déconseillées dans le sens longitudinal.Dispositions sur appui 3.Il est déconseillé de juxtaposer dans le sens longitudinal plusieurs appareils d'appui destinés à ne former qu'un seul point de report de charge (figure 3.5. Figure 3. Figure 3.12 & 3.2 . les appareils d'appui doivent être de même nature (susceptibles notamment de présenter un même tassement). 3. 3. Cette restriction ne s'applique pas au cas des appareils d'appui dédoublés. étant toutefois précisé que leurs possibilités de translation ne sont pas nécessairement les mêmes (figure 3.Sur une même ligne d'appuis. Nota : dans le cas du haut cette disposition rend les rotations difficiles ce qui doit être pris en considération dans le calcul.1 .13). Il convient de rappeler que de telles dispositions doivent être justifiées en tenant compte en particulier des rotations dues aux défauts de pose susceptibles d'exister dans le sens transversal.3 . dont la distance entre axes est en général de l'ordre de 2 m ou plus.5.5.3. Appareils d'appui en élastomère fretté===============OV .12 moitié inférieure) destinés à ne former qu'un seul point d'appui.Dans le sens transversal.12 moitié supérieure). Ces appareils d'appui doivent être obligatoirement identiques dans leur composition et leurs dimensions. il est possible de juxtaposer plusieurs appareils d'appui (figure 3.13 : exemple de dispositions admises et fortement déconseillées dans le sens transversal.5 .
On veillera à placer.. la mise en place des frettes et leur ancrage (figure. comme pour toute réparation.14 : exemple de dispositions constructives rappelant la nécessité du frettage au droit des emplacements de vérinage. la face inférieure des appareils d'appui au-dessus du niveau des plus hautes eaux connues ou des crues centennales. à poutres multiples.5. Figure 3.Il est en général déconseillé de placer au droit d'un même point d'appui. prendre contact avec les bureaux d'études du réseau technique. dimensions en plan. Pour apprécier les adaptations aux présentes règles. il conviendra de suivre les prescriptions relatives aux constructions en béton armé. PM===============Appareils d'appui en élastomère fretté .5 .6 ..4 .12).). des appareils ne présentant pas les mêmes dimensions. 3. Dans le cas d'un pont biais. 3. . En tout état de cause. 3.Repérage sur les appuis La position sur l'ouvrage.Lorsque les appareils d'appui exercent des contraintes de compression importantes sur les appuis des précautions particulières doivent être prises. quand on dimensionne un appareil d'appui en remplacement.14).5. 3. ce dimensionnement sera un compromis entre les règles de calcul du présent document et les possibilités sur l'ouvrage existant (hauteur disponible.5.7 . ainsi que le sens de pose doivent être indiqués clairement sur les appuis. mais en portant son attention sur les contraintes minimales sur l'appareil d'appui le moins sollicité pour éviter un cheminement. 3.5. Lorsque les appuis sont en béton armé.Remplacement d'appareils d'appui Dans le cas de changement d'appareils d'appui sur un pont en service. il est le plus souvent préférable de disposer sur une même ligne des appareils d'appui identiques dont le dimensionnement sera celui de l'appareil le plus sollicité. dans toute la mesure du possible. il convient de ménager une revanche de 10 à 15 cm minimum en vue d'assurer la répartition correcte des contraintes. en raison de leur différence de rigidité (figure 3. la grandeur et la direction d'un éventuel préréglage.
Dans la norme NF EN 1337-3. Cependant. Enfin dans quelques cas particuliers. Les combinaisons à utiliser sont donc des combinaisons fondamentales dans lesquelles interviennent.35 {gr3 ou gr4} + 1.1 : N° + 1. Le dimensionnement exact d'un appareil d'appui nécessite donc de prédéterminer ses dimensions avant d'introduire ses caractéristiques de souplesse (verticale. procèdent d'une interaction entre les appareils d'appui et la structure en raison de la souplesse des appuis. 0. les déformations et les efforts longitudinaux en particulier.Contexte réglementaire Principes de calcul d'un ouvrage comportant des appareils d'appui Les principes de calcul des appareils d'appui en élastomère fretté ont été décrits dans le chapitre précédent.35 Gk. outre les actions permanentes.35 gr2 1. Dans le cas contraire.4 q fk.5 Tk + 1. horizontale et de rotation) dans l'ensemble de la structure (tablier et piles) pour en obtenir les efforts et déplacements horizontaux permettant de vérifier que le dimensionnement respecte bien les limites décrites dans le chapitre ci-avant.4 UDLk + 0.sup + Gk.35 {UDLk +TSk + q fk.`Ü~éáíêÉ=Q= 4.5 {0.inf + P + S + C + 1. d'autres vérifications sont à effectuer comme. Ces vérifications doivent être complétées par des combinaisons accidentelles si les piles de l'ouvrage sont susceptibles de recevoir des chocs de bateaux ou de poids lourds et des combinaisons sous actions sismiques si l'ouvrage y est soumis. il convient alors de réaliser une itération.35 {UDLk + TSk + q fk. Pour les calculs qui vont suivre.75 TSk + 0. un certain nombre de grandeurs. pour un fléau reposant en construction sur ses appareils d'appui définitifs.1 . par exemple.5 FWk + 1.5 min{FW* . on a utilisé les combinaisons fournies par les textes suivants : • NF EN 1991-1-5 : cette norme précise les valeurs à utiliser pour les actions de température uniforme ΔTN et de gradient thermique ΔTM. 6 Tk} + 1.1 : liste des combinaisons fondamentales (1) incluant le freinage Appareils d'appui en élastomère fretté===============PN .6 Tk} + 1.comb} 1 2 3 4 (1) 5 6 7 8 Tableau 4. En première approche.comb } + 1. le calcul des appareils d'appui se fait uniquement à l'Etat Limite Ultime.5 {0. on peut retenir les combinaisons fondamentales données dans le tableau 4. Elle précise également la façon de combiner ces deux actions pour tenir compte de leur simultanéité et obtenir l'effet global caractéristique Tk .Généralités .35 { 0. aux effets de la température (uniforme et gradient thermique) ainsi qu'au vent.35 gr1b + 1.35 gr5 + 1. les actions dues aux charges routières.6 FWk} + 1.comb} + 1. • Annexe A2 de NF EN 1990 : cette annexe définit les combinaisons à utiliser en particulier pour le calcul des appuis et appareils d'appui.
35 Gk.4 q fk. TSk et qfk. min en valeurs caractéristiques sont à calculer en fonction du matériau qui constitue le tablier et de la région où est construit l'ouvrage.2. N° + 1. min Matériau du tablier Bretagne – Provence Côte d'Azur Centre – Nord Sud-ouest Est . Si l'ouvrage comporte des piles hautes et souples. Cet effort maximum de freinage sera certainement diminué dans l'annexe nationale puisque la norme NF EN 1991-2 le permet. l'effort total de freinage. l'appui fixe devrait être disposé sur une pile courte.5 Tk + 1. PO===============Appareils d'appui en élastomère fretté . max Mixte Acier 40 °C 45 °C 55 °C 13 A la date de rédaction de ce texte. le dimensionnement des piles peut être délicat avec des valeurs aussi élevées du freinage. Dans le cas contraire. ce qui ne devrait pas poser de problème pour le ferraillage des piles.4.35 {UDLk + TSk + q fk. pour simplifier. en valeur caractéristique. Pour les ouvrages sur élastomère fretté. Si on considère un ouvrage de classe 2 dont la voie principale mesure 3 mètres de largeur. les efforts de freinage se répartissent sur l'ensemble des appareils d'appui du tablier.comb} 2 4 8 Tableau 4. ce qui peut conduire à des difficultés pour le dimensionnement du joint de chaussée (et des plaques de glissement) sur la culée située à l'autre extrémité de l'ouvrage. max et Te. Dans l'attente.2 : les combinaisons retenues dans l'exemple Les efforts horizontaux qui interviennent dans les combinaisons précédentes sont à calculer selon les modalités suivantes : • pour le freinage : La norme NF EN 1991-2 définit l'effort de freinage à appliquer au tablier comme une fraction de la charge maximum que l'on peut disposer sur la voie la plus chargée dans le modèle de charge 1 (NF EN 1991-2 § 4. Ces fractions sont respectivement de 10 % pour la charge répartie UDL et de 60 % pour les charges concentrées TS. on pourra utiliser les valeurs suivantes que l'on retrouvera dans l'annexe nationale : Te. on ne considérera que les charges UDL.comb } + 1. il est conseillé de disposer plusieurs appuis fixes. ainsi que les charges de freinage.75 TSk + 0.4 UDLk + 0.Alpes -20 °C -20 °C -30 °C Béton -10 °C -15 °C Mixte -10 °C -15 °C Acier -20 °C -25 °C Béton Te.inf + P + S + C + 1. Les écarts de température Te.35 gr2 + 1.35 { 0. Par contre.1). d'où le tableau 4. Ces températures doivent être déterminées à partir de cartes qui seront fournies dans l'annexe nationale 13 de la norme NF EN 1991-1-5. • pour les effets thermiques : Les effets de la température sont définis dans la section 4 de la norme NF EN 1991-1-5. pour les grands ouvrages comportant des appuis fixes reprenant la quasi totalité des efforts horizontaux. l'Annexe Nationale est en cours de mise au point en vue de sa publication prochaine. L'effort de freinage maximum pourrait alors être ramené à 500 kN. 6 Tk} 1. sauf si l'ouvrage porte des charges militaires conformes aux accords de normalisation STANAG (Char Mc 120). pour un tablier de longueur L est donné par : H K = 324 +1.Dans l'exemple de calcul.5 {0. Cette valeur est nettement supérieure à celles habituellement utilisées dans les anciens règlements (300 kN pour le freinage du camion Bc par exemple). L'effort de freinage varie de 340 à 400 kN environ pour des ouvrages modestes de 10 à 50 mètres de longueur et atteint la valeur maximum de 900 kN pour les ouvrages de 305 mètres de longueur entre joints de chaussée. voire sur culée.89 × L avec L en mètres et HK en kN.sup + Gk.
30 m pour une épaisseur de 0. 4. la norme NF EN 1991-1-5 prescrit un supplément à ajouter à l'étendue de ces variations de température. L'interprétation que nous donnons à cette prescription est que si l'appareil d'appui est mis en charge à une température proche de + 10°C (température d'équilibre). et à 1 x 10-5/°C pour le calcul des gradients thermiques. On considère le dimensionnement des appareils d'appui en élastomère fretté d'un ouvrage en béton précontraint coulé en place (PSI-DP). L'ouvrage considéré comporte 3 travées et a une longueur totale de 62 m.2. et donc des efforts dans les piles. Précisons également que.2 x 10-5/°C pour le calcul de la dilatation.1 .90 m.2 x 10-5/°C pour les ponts métalliques (NF EN 1991-1-5 – Annexe C).Dimensionnement 4. ou de ses plaques de glissement. Appareils d'appui en élastomère fretté===============PP . Figure 4.2 . même si les Eurocodes ne l'indiquent pas explicitement.1 : coupe longitudinale de l'ouvrage Chaque ligne d'appui comporte deux appareils d'appui.2. le calcul de répartition des efforts dans les différents appuis. doit être fait en utilisant le module instantané du béton. Pour les tabliers des ouvrages mixtes.Les variations de températures issues de ces températures maximales et minimales sont à calculer en fonction d'une température T0 qui est prise égale à 10 °C en l'absence de spécification du projet particulier. ou de ± 10 °C si la température de pose est spécifiée. la norme NF EN 1994-2 précise au paragraphe 5. le supplément sera de ± 10°C.3 (efforts pour un seul appareil d'appui à l'ELU fondamental pour la culée C0). La largeur de la dalle est de 12. Ces efforts résultent d'un calcul de dimensionnement général de la structure (calcul informatique complété par des notes manuelles supposant une répartition égale des efforts sur chaque appareil d'appui d'une même ligne). Pour le calcul du calage des appareils d'appui à la pose.Présentation La meilleure manière de comprendre le déroulement des calculs de dimensionnement d'appareils d'appui est de s'appuyer sur un exemple (qui n'est pas un cas réel et n'a pour seul but que d'illustrer la démarche). Les coefficients de dilatation prévu dans l'Eurocode sont de 1 x 10-5/°C pour les tabliers en béton et 1. Les efforts et déformations imposées sont récapitulés dans le tableau 4. Ce supplément est de ± 20 °C.4.5 (3) que ce coefficient doit être pris égal à 1.
070 0. Tableau 4.2.35 Gsup + Gmin + S + C + 1.V (MN) Maxi 1. vx = v1 + v2 = v + 1 vx Tq ≤ 1 avec vx = v1 + v2 H x x Tq 2G a b = 0. On obtient donc.068 0.2.3 Vx* (m) 0. et sous réserve de justifications complémentaires.1800 m2 soit 1800 cm2 4.059 0.1800 = 0.055 0.75 0. nous partirons sur la valeur haute de la fourchette soit : 25 MPa.3 .35 Gsup + Gmin + S + C + 1.5 (0.6T) Mini Maxi 1. C au fluage.0T) Mini Maxi 1. au déplacement imposé par la température uniforme sur la structure plus éventuellement le déplacement dû à la force de freinage.5 T + 1.3) : A' > 4. Dans notre exemple. la contrainte de compression moyenne doit être comprise entre 20 et 25 MPa sur la surface A' suivant la dimension de l'appareil d'appui.35 LMfreq Mini Gmin (mise en service des appareils d 'appui) 0.3 4.078 Hx (MN) 0.89 0.061 0.073 m PQ===============Appareils d'appui en élastomère fretté .055× Tq 2 x 0.8 6.055 - Comb N° 2 2 bis 4 4 bis 8 8 bis 9 Nota : S correspond au retrait.Aire de l'appareil d'appui Sauf prescriptions particulières (par exemple : appareils d'appui provisoires de pont poussé). P à la précontrainte.75 4.170 Tq d'où Tq ≥ 0. Vx* correspond au déplacement sans l’effet de l’effort de freinage (Hx).080 0.5 (0.3 : efforts et déformations calculés Les calculs qui suivent correspondent à la démarche conseillée pour dimensionner un appareil d'appui.79 3.9× 0.35 gr2 + 1.2 . v2 = déplacement horizontal maximal dû au freinage. Nous avons donc les combinaisons n° 4 et 8 du tableau 3 à vérifier : εq = • Combinaison n° 4 du tableau 4.061 + 0.Hauteur nette d'élastomère La condition habituellement prépondérante est celle de εq liée au déplacement horizontal maximal.061 + 0.82 0.71 3. pour la réaction verticale maximale (combinaison n° 2 du tableau 4. 4.50 25 = 0.35 LMcara + 1.3 : v1 = déplacement horizontal maximal dû à la température et au retrait.35 Gsup + Gmin + S + C + 1. Celui-ci est dû.7 3.7 3.9 1.50 α -3 (10 rad) 5. essentiellement.
080 m d'où Tq ≥ 0. 4.9× 0. 080 ⎞ 2 2 ( 0.084 2 x 0.080 m Pour information. Soit les valeurs a' = 390 mm b' = 590 mm et A’= 2301 cm².• Combinaison n° 8 du tableau 4. 2301) ⎛ 1 − ⎜ ⎟ = 0. 39 ⎠ Appareils d'appui en élastomère fretté===============PR .89 3 = 0.3 nous donne : Tq ≥ 0. soit Te = 84 mm.2596 0. v2 = 0 vx = v1 = 0.1875 m² Ar (comb 8) = 0.072 .2301 = 0. Nouveau calcul du déplacement total pour la combinaison n° 4 (avec A' réelle) : v1 = 0. 0.080) = 0.011 m vx = v1 + v2 = 0.2.070 . en respectant la surface minimale donnée en 4. Ceci conduit à choisir un appareil d'appui de 400 x 600. la combinaison n° 2 du tableau 4.1829 m > 0.2 mais en conservant une pression moyenne minimale de 3 MPa sous charge permanente minimale (combinaison n° 9 du tableau 3). On choisit habituellement un appareil d'appui rectangulaire dont le côté a.1829 m2 (voir l'exemple ci-dessus) 0.1800 m ⎝ 0.2891 m2 m2 m² m² m² (non retenu car insuffisant : A' < 0.2. 0. 4 et 8 du tableau 4. est plus petit de manière à admettre le maximum de rotation (a < b). les combinaisons n° 2.2301 0.072 m On retiendra donc vx = max(0.2967 m2 soit 2967 cm2 A' A' A' A' A' = = = = = 0.055× 0. Pour information.3 : v1 = déplacement horizontal maximal dû à la température et au retrait.061 + 0.061 m v2 = 0.3 nous donnent : Ar (comb 2) = 0. On détermine donc une surface maximale : A' ≤ Les dimensions sont donc : 350 x 400 400 x 500 400 x 600 450 x 600 500 x 600 0.070 m On peut choisir 6 feuillets intermédiaires de 12 mm et 2 enrobages de 6 mm.1888 m² Ar (comb 4) = 0.18) (non retenu pour cet exemple) retenu Nota : la surface A' est calculée en prenant en compte un enrobage total de 2 x 5 = 10 mm.011 = 0.Dimensions en plan On peut donc choisir un appareil parmi la gamme des produits disponibles. parallèle à l'axe longitudinal de l'ouvrage.080 m (combinaison n° 8) Ar = L’appareil d’appui convient.1911 0.1326 0.4 .
5 × 4. vx = 0. (attention : la combinaison de charge verticale maximale n’est pas toujours prépondérante).835 MPa avec Ar = 0. Le coefficient de forme.783 2 a' G S1 = = 27.2.833 PS===============Appareils d'appui en élastomère fretté . 50 Ar = 23. les combinaisons n° 4 et 8 du tableau 4.59 ) La valeur de l'effort vertical est : Vmax = 4.3. 50 1.9 x 9. vaut : S1 = S = 0. 084 = 0.5 Fz = = 4. il est important de vérifier la stabilité de l'appareil d'appui au flambement.1888 m² L'épaisseur totale d'élastomère est de Te = 7 x 0. pour le feuillet le plus épais.39 x 0. en particulier en raison d'une hauteur importante d'élastomère nécessaire à la reprise des déplacements longitudinaux.012 = 0.3 nous donnent respectivement : σm = 19.253 MPa > σm = 23. il faudrait passer à des appareils d'appui glissants ou à des appareils d'appui de surface plus importante. pression moyenne de σm = Vmax Ar = 4.253 MPa 3 Te 3 x 0. Pour information.084 m (Te a été donnée dans le chapitre 3). 9 × 0.070 εqd = 0. pression limite σlim = d'où 2 x 0.012 ( 0.1888 × 9.6 . 783 εcd = Avec S = S1 car la vérification est faite sur le feuillet interne le plus épais.783 2 t (a' + b' ) 2 x 0.3).2.061 G Ar S 0.1829 m² La condition précédente reste vérifiée pour ces deux combinaisons.Respect de la limite de déformation On contrôle alors que l'on respecte la limite de déformation totale d'élastomère pour les différents cas de charge : εcd + εqd + εαd < 7 Cas n° 1 Effort vertical maximum avec déplacement dû à l'effet thermique (combinaison n° 2 du tableau 4. 1.084 σlim = 27.39 x 0.Stabilité au flambement Ayant déterminé les dimensions en plan et la hauteur d'élastomère.1875 m² σm = 20.5 .4.59 a' b' = = 9.886 MPa σlim = 27. 4.39 + 0.253 MPa Ar = 0.253 MPa Ar = 0. 070 0.835 MPa condition vérifiée Si cette condition n'était pas vérifiée.997 MPa σlim = 27.50 MN correspondant à la combinaison n° 2 du tableau 4.
2301 b ⎠ ⎝ 5 x 0.7 x 10-3 soit.1829 × 9.558 vx = 0. Tassement théorique : (avec le coefficient de forme pour le feuillet de 12 mm. 084 = 0.857 + 0.3). soit 3. 080 0. 75 0. εcd = 1. 5 Fz = 1.7 x 10-3 pour Vmax = 3.0049 + 0. 012 2 × 6 × 0.783 2000 ⎠ 1 2 Appareils d'appui en élastomère fretté===============PT .0097 = 0. 39 × 0.783) vz = ∑ 1 1 ⎞ Fz ti ⎛ 1 1 ⎞ 3.1875 × 9.82 MN.820 = 5.0087 x 0.0087 = 0. 39 × 0.012 ⎛ ⎜ ⎟ + ⎜ ⎟ = 0. une valeur de αa = 9.080 2 εqd = 0.668 = 4. Dans notre cas.952 + 0. 012 + 2 × 0. 82 0.εαd = d'où 0.012 + 2 x 0.0067 + 0.006 2 ( 3 3 ) = 0.0079 = 0.3). S1 = 9.833 + 0.Stabilité en rotation Ensuite on s'assure que la stabilité en rotation est vérifiée pour l'appareil d'appui. εcd = 1.668 (α = 0.330 < 7 condition vérifiée 4. 783 = 3.735 = 5.2. 072 0.735 (α = 0. 012 + 2 × 0.072 2 εqd = 0.93 mm ⎜ 5GS 2 + E ⎟ = A' ⎝ 0.407 G Ar S vx = 0.061 + 0. on calcule le tassement pour les 7 feuillets de 12 mm.82 x 7 x 0. 084 = 0.0030 de défaut de pose) εcd + εqd + εαd = 3.952 εαd = d'où 0.012 2 x 6 x 0. 006 3 ( 3 ) = 0.0030 de défaut de pose) εcd + εqd + εαd = 4.558 + 0. 0097 × 0.3. Le cas de charge déterminant est généralement celui qui donne la rotation maximum.629 < 7 condition vérifiée Cas n° 2 Effort vertical avec déplacement dû à l'effet thermique et freinage (combinaison n° 4 du tableau 4.0057 + 0. 5 Fz G Ar S = 1. 9 × 0.00393 m. 783 = 3.857 εαd = d'où 0. 5 × 3.39 x 0.407 + 0. c’est la combinaison n° 8 du tableau 4. 006 3 ( 3 ) = 0.932 < 7 condition vérifiée Cas n° 3 Effort vertical avec rotation maxi (combinaison n° 8 du tableau 4.820 (α = 0.7 .0030 de défaut de pose) εcd + εqd + εαd = 3. avec le défaut de rotation initial de 3 x 10-3. αmax = 6. 9 × 0. 012 2 × 6 × 0. 0079 × 0.9 x 9. 5 × 3.
59) + 0. 059 0.1900 m² Ar = 0.192 MN μe Fd = 0.39 ⎟ ⎝ ⎠ NB : la valeur de 0.Vérification de la condition de non-glissement On vérifie également la condition de non-glissement.242 MN Fx = 0.1887 μe = 0.241 MN La condition précédente reste vérifiée.321 Fx = 0.13 mm Vz = 3.341 μe = 0.9 x 0. 084 x 0.055 = 0.315 x 0.2.4.5 × 0.6 = 0.315 4.86 mm a 'αa + b 'αb Kr = 1. PU===============Appareils d'appui en élastomère fretté . C'est donc le cas de charge de freinage associé à la température uniforme qui est a priori déterminant sous Vmin.0097 + 0. 0. soit 1.0 3 1 = 0.63 mm a 'αa + b 'αb Kr = 1.1841 m² σmin = 3.390 x 0. σmin = Vmin Ar = 0.19529 m2 ⎜ 0.3 nous donnent respectivement : Vz = 4.187 (Kf = 0.79 = 4.03 mm La condition précédente reste vérifiée.3) et V2 (0.3. les combinaisons n° 2 et 4 du tableau 4.1 + 1.1 + 1.Valeur de stabilité en rotation : a 'αa + b 'αb Kr = 0.07 est obtenue en sommant V1 (0.26 mm vc = ∑ Fz t i A' ⎛ 1 ⎜ 5G S ⎝ 2 1 + Eb ⎞ ⎟ ⎠ ≥ a 'αa + b 'αb Kr condition vérifiée Pour information.011) calculé pour la combinaison 4 du § 4. 5 K f σm = 0. ce qui ne présente généralement pas de difficulté.2.200 < μe Fd = 0.249 MN Condition vérifiée Pour information.8 .00126 m. 4.79 = 0.168 MN μe Fd = 0.187 MPa 0.39 x 0. Pour notre cas.590 x 0. c’est la combinaison n° 4 bis du tableau 4.737 Mpa σmin = 4.3 nous donnent respectivement : Ar = 0.6 pour le béton) Fx = ( 0.2301) ⎜1 − ⎟ = 0.059 ⎞ ⎛ Ar = (0.059 du tableau 4.074 Mpa μe = 0. les combinaisons n° 2 bis et 8 bis du tableau 4.
25 Mt = 2.mm excmax = Mt / Fz = 174.8 < a’ = 390 mm OK. 6 × 4. 6 (12 + 4) .00316 m Pour un appareil d'appui de 400 x 600.2. 6 Fz t i où 2.6 MN.1 .6 / 4.84 < 27.Détermination des pressions sur les supports Avertissement : pour faire ressortir les différentes pressions.003) x 3905 x 590)] / (6.64 > 1. 4.25 = 6.9 . 012 0. 4.268 εt = 6. norme NF EN 1337-3 pour des frettes en Ar f y acier S235 dont la limite élastique est fy = 235 MPa).253 MPa (condition de non-flambement).8 mm La surface de pression uniforme est un rectangle : ⇒ ⇒ 6 excmax = 232.16 < 4 mm vz = 4. la rotation a été artificiellement majorée.9 × (0.Appui entièrement comprimé Vérification d’un bloc élastomère : 400 x 600 .95 mm σm = 23.783 Hxy = 0 ⇒ A’= 0.1888 × 235 = 0.47 Frettage Stabilité en rotation Stabilité au flambement α = αa – 0.2.Dimensionnement des frettes La condition à vérifier pour les frettes est ts ≥ 2.10. On aboutit alors à la valeur de l'épaisseur minimale en règle générale sous effort vertical maximum : ts = 2. on prendra des frettes de 4 mm d'épaisseur.84 MPa ⇒ S = 9. Appareils d'appui en élastomère fretté===============PV .98 MPa < 27. 2 x 6 Combinaison à vérifier : Fz = 4. d’où Aunif = 143013 mm2 La pression σunif a pour intensité : 4500000/143013 = 31.10 .25 × 123 × 75.5 = 363 mm.003 puisque les faces sont supposées conjuguées n' = n + 2 (6/2)3 = 6 + 0.3) = 174.47 [0.2301 m2 αb = 0 vy = 0 Distorsions : εc = 4.6 ti = Kp (t1+t2) (Cf.833 < 1 εα = 1. 50 × 0.500 MN vx = 0. Pas de risque de soulèvement a’’ = 390 – ( 38.015 rad Ar = 0.070 m Résultats des vérifications de l’appareil : αa = 0 .25 MPa ⇒ Ka max = 2.015 – 0.1888 m2 σm = 23.47 Mpa La nouvelle pression moyenne se répartie selon un diagramme triangulaire sur une largeur a’’ : a’’ = 242 x 1.061 εq = 0.4.2.162 < 7 ts = 3. soit une surface : 363 x 590 et une pression moyenne : 4500000/363 x 590 = 20.8 × 2) – 70 = 242 mm b’ = 590 mm.500 = 38.
6 / 4.061 εq = 0.922 < 7 ts = 3.4 < a’ = 390 mm NON εα )1/3 = ( 4. soit 23.500 = 67. Si elle ne l'était pas.833 < 1 εα = 2. Un appareil 450 × 600 .775)1/3 = 0. soit une surface : 312 × 590 et une pression : 4500000/312 x 590 = 24.2.253 MPa ⇒ Ka max = 2.25 MPa La stabilité au flambement est donc vérifiée pour la face la plus critique de l'appareil d'appui.021 εt = 6.16 < 4 mm vz = 4. de (390 – 312) = 78 mm.vx ) = 2/3 × 0.4.9 × (0.mm excmax = Mt / Fz = 305.45 MPa < 27. il serait nécessaire de re-vérifier cette condition en faisant la moyenne des contraintes moyennes sur les 2 interfaces. 5 (16 + 4) .2 .6 MN. l’autre peut atteindre un soulèvement sur la largeur a’.84 MPa Distorsions εc = 4.84 < 27. En ajoutant un feuillet.47 : 1.9 mm Krs = ( εc / Ka max : ⇒ 6 excmax = 407. mais avec une rotation αa = 0 .003) × 3905 × 590] / (6.47 [0.25 × 123 × 75. En ajoutant 2 feuillets.5 = 312 mm.12 mm σm = 23.0601 / 2. il ne subsiste qu’une perte de contact principalement due aux mouvements horizontaux comme l’a montré l’étude du cas précédent.021) : Résultats des vérifications de l’appareil : Ar = 188800 mm2 σm = 23.028 ⇒ εα = 1. 2 × 8 répond aux sollicitations de ce cas sans risque de soulèvement et avec des pressions moindres sur les interfaces.3) = 305.10.5 % de la surface sans tenir compte des déplacements horizontaux) La surface de pression uniforme est un rectangle : a’’ = 2/3 × Krs ( a’ .47 Frettage Stabilité en rotation Stabilité au flambement Mt = 2. QM===============Appareils d'appui en élastomère fretté . L’une des interfaces ne subit aucune décompression.975 (390 –70) = 208 mm b’ = 590 mm . la stabilité au flambement n’est pas respectée.67 MPa La nouvelle pression moyenne se répartie selon un diagramme triangulaire sur une largeur a’’ : a’’ = 208 × 1.6 % de la surface de l’interface.64 > 3.024 – 0. d’où Aunif = 122705 mm2 La pression σunif a pour intensité : 4500000/122705 = 36.024 rad (soit α = 0.Cas d'un décollement partiel En reprenant les mêmes hypothèses.975 (Risque de soulèvement sur environ 2.775 pour α = 0.
Tableau 4.4: décomposition des diagrammes de pression selon le type de sollicitation Appareils d'appui en élastomère fretté===============QN .
1 . pour l'élastomère.3. .2). On connaît ainsi le déplacement relatif de l'appui "i" par rapport à l'appui "1" situé le plus à gauche : Δi .3.1 . on utilisera son module instantané pour les efforts dynamiques (cf. 4. non biais. § 3. L'Eurocode prescrit d'utiliser le module instantané du béton pour la pile. par définition : 1 R = . vent. s'il y a dissymétrie. fluage et température).Déformation Les données sont les variations de longueurs Δl i de chaque travée d'un tablier continu. de la déformation du corps de l'appui et enfin de la déformation de la fondation (figure 4.i Connaissant Δ1 .i di ∑R 1 1. Il est à noter que les rigidités R1 et R2 d'un appui sont à calculer pour les deux cas signalés ci-dessus : déformations lentes et efforts dynamiques.9 MPa) pour les déformations lentes (retrait. ces efforts ne sont pas répartis de manière identique. fluage.8 MPa) et son module de référence (0.2.2 : déformation des appuis Des relations H1. Il en va de même des efforts développés par le tablier en fonction des déplacements imposés par les déformations de la structure (retrait.3 . Par contre.i (Δ1 + di) QO=================Appareils d'appui en élastomère fretté – Utilisation sur les ponts.2. Δ Ce déplacement Δ = Δ1 + Δ2 + Δ3 procède de la distorsion de l'appareil d'appui.2 . Les efforts se répartissent en fonction de la rigidité de chaque appui. on détermine Δi = Δ1 + di et Hi = R1. ce qui peut amener à dimensionner des appareils d'appui différents. Gdyn = 2 x 0.4.9 = 1.Calcul des efforts horizontaux en tête des appuis d'un ouvrage comportant des appareils d'appui classiques 4.Généralités Comme il a été dit plus haut.Δ1 = ∑ Δ li 1 i −1 = di Figure 4.i Δi et ∑ H1.Détermination des efforts en tête des appuis On considère qu'il s'agit d'un pont rectiligne.2.3. 4.3. La rigidité R d'un appui sera. Δ étant le déplacement de la tête d'appui sous l'action d'une force horizontale unité.) dépendent des caractéristiques des appuis eux-mêmes. viaducs et structures similaires .i 1 n = 0 on déduit Δ1 = − ∑R 1 n n 1..i = k1. température). En particulier.. les efforts horizontaux exercés sur le tablier (freinage.
2 x 6 Les piles ont des caractéristiques mécaniques différentes et sont équipées de deux appareils d'appui de : 600 x 600 .i et ∑H 2. seuls les appareils d'appui se déforment.2 Figure 4.i = Δi R2.0847 m/MN On suppose que les culées reposent sur un sol de très bonne qualité et donc que la déformation de la fondation est négligeable.2.048 0. 3 (12 + 3) .3.Effort de freinage (dynamique) Lorsqu'une force H2 est appliquée au tablier.sous un effort statique : Δu1 = 1 Te 2 Gab = 1 2 x 0.6 10. Les culées sont identiques et sont équipées de deux appareils d'appui de : 350 x 450 . en tenant compte de deux appareils d'appui par ligne : . 2 x 8 Les calculs ont donné les raccourcissements suivants. i 2. i = Δi ∑R 2.2.1693 m/MN . avec : H2.6 21. par travée : travées de rive (1) et (3) mm retrait/fluage température uniforme total 7.6 7.35 x 0.4.9 x 0. 2 (16 + 4) .Données numériques On suppose un ouvrage construit symétriquement.3 : élévation de l'ouvrage utilisé comme exemple Les déplacements en tête d'appuis sont les suivants : Culées : les culées sont supposées infiniment rigides.i = H2 ∑R R2. les déplacements Δi des têtes d'appui sont égaux et l'on en déduit.3. On a donc.3 .45 = 0.2 travée centrale (2) mm 10.3. i A noter que ces formules s'appliquent aussi aux forces centrifuges. 4. i = H2 H2.3. Appareils d'appui en élastomère fretté===============QP .Application numérique 4.1 .sous un effort dynamique : Δu2 = 0.6 15.2.2.
0832 12. i di ∑R = 0.0 Δstat Pile (3) Δdyn 0.1693 5.2 H2. L'effort est de 0. QQ===============Appareils d'appui en élastomère fretté . alors qu'il est pris avec sa raideur différée minimale lors du calcul des fondations.Piles : l'ensemble des déplacements dus aux rotations et déplacements de la fondation sont indiqués dans le tableau cidessous.60 MN 14 .81 H2.3 = 0.172 = 0.0.0152 .0247 = 0.60 MN 14 Il est rappelé que la valeur proposée par l'annexe nationale à la norme NF EN 1991-2 est de 0.0370 0.81 0. § 4.0.1).37 1.48 = 0.0143 0.02 + 8. on a pris des valeurs fortement dissymétriques pour les souplesses des appuis. i di = .015 m Déplacement appui 3 = .02 Δdyn 0. i = 5.052 m ∑R 1 n 1.2 .0 = 0.0247 m 32.036 + 0. 4.0.0364 .003 0.0513 19.3. L'attention du projeteur est attirée sur le fait que le calcul de l'appareil d'appui doit être pris en compte avec la raideur instantanée maximale du sol.0.91 0.0212 = .036 x 8.0847 0.0247 = .60 x 25.0. Les déplacements dus aux appareils d'appui sont calculés comme pour ceux des culées.10 19.53 + 0.5 MN (cf.Calcul de la répartition d'un effort de freinage Le cas prépondérant est celui de l'effort de freinage.220 + 0.0.10 H2.052 + 0.015 + 0.104 MN pour les culées 68.3.Efforts horizontaux dus aux variations linéaires du tablier Les déplacements relatifs di des appuis par rapport à l'appui de gauche sont : Déplacement appui 2 = .0.91) = .3.2.0247 = .37 et donc Δi= - ∑R 1 n 1 n 1.052 x 5.0370 0.0065 m Δ3 = .0847 11.53 = 32.(0. Culée (1) et (4) Δstat Appareil d'appui Fondation + fût Total Ri = 1 Δi Pile (2) Δstat 0.172 MN pour la pile 3 68. Nous rappelons que la souplesse des piles doit être prise en considérant le module instantané du béton pour les efforts dynamiques et les effets journaliers de la température.798 ∑R 1 n 1.60 x = 0.0117 m Δ4 = . i Δ2 = .0.02 + 0.0.036 m Déplacement appui 4 = . Les efforts en tête des appuis seront donc : 11.220 MN pour la pile 2 68.53 Remarque : à titre d'illustration.0.48 Δdyn 0.104 + 0.0.10 On vérifie que : 2 x 0.0431 0.1 = H2.0091 0.3.4 = 0.1172 8.2.798 = 0.0.0.0.015 x 12.0741 0.0152 = .3 .1693 0.60 x = 0.0152 = .040 25.0741 0.0269 m 4.91 x 2 + 12.
la présence d'un certain nombre d'appareils d'appui classiques en élastomère apporte une souplesse d'ensemble. de celle des appareils d'appui classiques et du coefficient de frottement des appareils d'appui glissants. lorsque les déplacements horizontaux sont importants.031 0. comme une culée. notamment sur les culées. ramenant l'effort horizontal à une valeur inférieure à H . Tous calculs faits.Récapitulation Le tableau suivant représente les déformations et les efforts calculés pour un seul appareil d'appui. par souci de simplification.4. Une fois cette valeur H atteinte. pour un appui très souple.045 Pile 2 0.4. s'agissant d'un ouvrage d'art courant.045 0.Calcul des efforts horizontaux dans un ouvrage comportant des appareils d'appui glissants 4. mais dans une proportion insuffisante pour modifier les appareils d'appui. On constate que les écarts sur les déplacements sont assez faibles.012 0. sous l'effet d'une variation de longueur. 2 x 6 sur culées. Le mélange de ces deux types d'appareils d'appui est assez complexe à calculer. un déplacement du tablier mobilise instantanément l'effort horizontal à sa valeur de seuil H . dans les cas courants.4 . le calcul est fait en supposant le point fixe au milieu de l'ouvrage et une répartition uniforme du freinage sur les 4 appuis . Appareils d'appui en élastomère fretté===============QR . Dans cette colonne. les appareils d'appui du dimensionnement initial. les efforts sur les culées sont légèrement réduits dans le cas du freinage. Avec les souplesses des appuis et des appareils d'appui retenus : Culée 1 Δ1 déformation (m) freinage (MN) 0.3. 3 (12 + 3) .011 0. on disposera. son fonctionnement se présente de plusieurs manières : • pour un appui souple.4 . très positive en particulier en cas de calcul au séisme de la structure. On s'attachera plutôt à soigner le dimensionnement initial en évitant d'oublier un cas de charge qui pourrait être dimensionnant.027 0.026 0. il est souvent inutile. • pour un appui très rigide.066 Dans ce cas. mais qu'il peut en aller différemment pour les efforts de freinage. 4. Un nouvel état d'équilibre s'établit. Ceux-ci restent donc des 350 x 450 . • enfin. l'effort horizontal se mobilise progressivement jusqu'au seuil de glissement.3. puisqu'il faut tenir compte de la souplesse des appuis eux-mêmes. Cependant.2.1 . un glissement se produit. sur culées et sur piles. Pour un appareil d'appui glissant. le seuil de glissement peut ne pas être atteint et l'appareil d'appui fonctionne comme un appareil d'appui classique. le nombre de feuillets nécessaire à la reprise de ces déformations risque d'être incompatible avec la stabilité au flambement de l'appareil d'appui. Il peut être alors nécessaire de disposer des appareils d'appui glissants en lieu et place d'appareils d'appui classiques. La récapitulation de ces valeurs est présentée dans le tableau ci-dessous (efforts pour un appui). En conséquence. d'effectuer des calculs complexes prenant en compte ces souplesses.Généralités Comme il a déjà été évoqué plus haut.
μa coefficient de frottement à retenir si le frottement est favorable vis-à-vis de l'effet étudié .Charges d'exploitation à retenir pour le calcul des efforts horizontaux Comme pour les appareils d'appui glissants à pot. Bibliographie QS===============Appareils d'appui en élastomère fretté . – PL pente éventuelle donnée volontairement au plan de glissement.5 μmax (1 + α) μr = 0.4. Dans notre cas les coefficients de frottement à retenir pour les appareils glissants sont les suivants : μa = 0. on considère un calcul simplifié dans lequel on déterminera les efforts horizontaux extrêmes (à l'ELU) à partir des charges verticales extrêmes des combinaisons correspondantes.Valeurs numériques de calcul Les valeurs du coefficient de frottement μ sont données dans le chapitre 3 : μd = 1.2 ⋅ k avec k = 1 pour l’acier 10 + σ p inoxydable et σp pression de contact sur le PTFE. la relation entre l'effort H mobilisable et l'effort vertical concomitant s'écrit : H = (μ + PP + PL) × V où – μ est le coefficient de frottement de l'appareil d'appui pour la charge verticale V . car elle est déjà prise en compte par la pondération du coefficient de frottement (μa et μr) d'où H = (μ + PL) V On note que l'effort éventuel dû au freinage sur le tablier doit être intégralement repris par les appareils d'appui non glissants.1 . μr α coefficient de dégressivité dépendant de "n". PP et PL sont positives dans la formule précédente.4. nombre d'appareils d'appui glissants intervenant dans l'équilibre de la structure.4. § 4. μmax coefficient de frottement à retenir si le frottement est défavorable vis-à-vis de l'effet étudié . 4.5 Exemple : structure à 4 travées avec deux appareils d'appui classiques sur les piles centrales et deux appareils d'appui glissants sur chacune des culées : n= 4 d'où α = 1 μa = 0.1) = 0 15 cf.5 μmax (1 + 1) = μmax = 5. On prendra en compte la surface réelle du PTFE pour les appareils de type E. (cf.1. En outre.5 μmax (1 . On pourra se reporter au document sur les appareils d'appui à pot 15 pour approfondir les explications concernant cette simplification.Pour la vérification d'un appareil d'appui isolé. que l'on prendra égale à Fz/A pour les appareils de type D.2 .1.1. Pour un calcul de répartition des efforts horizontaux. Cela va dans le sens de la sécurité sans pour autant majorer fortement les actions.Coefficient de frottement pour les appareils d'appui glissants On se réfère ici à la NF EN 1337-1 "Indications générales" pour les appareils d'appui.1. – PP est la précision de pose de l'appareil d'appui correspondant à un éventuel défaut d'horizontalité (PP est positif dans la formule ci-dessus) .3 % (compte tenu de la pression σp = 12. 4. n ≤4 4 < n < 10 ≥ 10 α 1 (16-n)/12 0. 4. la pression doit être limitée à 30 MPa.4.4).5 μmax (1 . la précision de pose PP est négligée.3 .65 MPa) μr = 0.α) coefficient de frottement maximal pour un appareil d'appui glissant considéré individuellement .
4 : principales dimensions de l'ouvrage étudié Les descentes de charges sont résumées dans le tableau ci-après : Pour une pile (2 appareils d'appui) C0 et C4 Charges permanentes V max (MN) V min (MN) rot max (10-3 rad) rot min Charges routières V max (MN) V min (MN) rot concom Vmax rot concom Vmin Gradient thermique V (MN) Rot (10-3 rad) (10-3 rad) (10-3 rad) 2.74 -0.4 .1 .66 -0.2 mm Travées centrales (2 et 3) 15.29 0. Appareils d'appui en élastomère fretté===============QT .22 0 On indique ici les raccourcissements pris en compte pour chaque travée. En dessous de l'effort de glissement.40 0.Effort horizontal dû au freinage Selon le paragraphe 6.4. Ces efforts sont donc théoriquement repris intégralement par les appareils d'appui non glissants. la difficulté réside dans le fait que ces appareils d'appui agissent jusqu'à un certain seuil.2 -0.78 -0.32 -0.8 3.8 mm 31.5 0.98 2.87 1.6 P1 et P3 17.57 -0.2 3.3 0.Caractéristiques de l'ouvrage Il s'agit d'un ouvrage à quatre travées en béton précontraint construit par encorbellements successifs et dont les principales dimensions sont données sur la figure 4.1 0. Dans le cas où il y a des appareils d'appui glissants.3 P2 18.4.6 mm 31. mais dans une proportion non quantifiable.7 de la norme NF EN 1337-2.0 1. de la même manière que dans le cas précédent : Travées de rive (1) et (4) Retrait/fluage Température uniforme Total 10.2 mm 46.8 mm Le calcul des déplacements s'effectue comme dans le paragraphe 4.76 -0.4. Cette hypothèse est pessimiste car les appareils d'appui glissants participent effectivement à la reprise de ces efforts.Exemple de calcul 4.54 0 0 0.2.56 -2.2 .3.8 1.34 18.1. Figure 4.88 17.4.5 -0.2 -0.4. les appareils d'appui glissants ne doivent pas participer à la reprise des efforts horizontaux de freinage.4 mm 20. 4.
Il convient donc de faire un premier calcul en les considérant comme appareils d'appui non glissants puis.4.0 P1 et P3 10. si l'effort correspondant au déplacement dépasse le seuil. leur souplesse est "infinie".1 1.2 0.de petites dimensions .6 P2 11.16 2.7 de NF EN 1337-3). Dans ce cas. 4. On obtient les efforts suivants pour un appareil d'appui : C0 et C4 V max (MN) V min (MN) | rot max | (10-3 rd) | rot min | (10-3 rd) 2.P3 2 appareils de 700 x 600* * les valeurs calculées pour les réactions maximales et minimales sur piles tiennent compte d'une différence de raideur de ± 15 % pour chaque appareil d'appui jumelé (cf.71 8. Figure 4.devront être glissants car il ne sera pas possible d'empiler suffisamment de couches d'élastomère pour absorber le déplacement.3. QU===============Appareils d'appui en élastomère fretté . essentiellement à partir des efforts verticaux et des rotations (qui ne dépendent pas des efforts horizontaux).5 On choisit (ce qui vérifie la contrainte maximum de 30 MPa sur le béton) : C0 et C4 1 appareil de 400 x 500 P1 .5 : dispositions des appareils d'appui sur pile. Pour les déplacements horizontaux. les déplacements maximaux à prendre en compte seraient : C0 et C4 vi max 78 P1 et P3 47 P2 0 unité mm Ce calcul permet de voir immédiatement que les appareils d'appui sur culées .P2 . on simplifie grandement les calculs en considérant un point 0 au milieu géométrique de l'ouvrage.87 2.4 1.leur souplesse est la même que s'ils ne glissaient pas.12 8. Au-delà. note du § 5. on effectue un premier dimensionnement des appareils d'appui.39 1.2 – Pré-dimensionnement des appareils d'appui Pour cela.3.2.35 1. il faut remplacer leur souplesse par un effort limite correspondant et recalculer l'équilibre des efforts horizontaux.
0.P2 -P3 2 appareils de 700 x 600 .0.156 m ∑ 1 n R1. 6 (16 + 4) . i Appareils d'appui en élastomère fretté===============QV .074 m 44.25 MN 4.532 Pour la déformation maximum.048 souplesse = = 0. les déplacements relatifs di des appareils d'appui par rapport à l'appui de gauche sont : Déplacement appui 1 = .0832 12.4 x 0.112 = 0. 2 x 8 4. 3 (12 + 3) .est de : Hlim = 0.078 .9 x 0.0741 m/MN (en statique) souplesse = 4 0. • En statique Sur culée : une ligne de 2 appareils d'appui de 400 x 500 .3 .047 Déplacement appui 3 = .2.4.0.0.0.053 x 2 x 2.078 m = .2.4 .276 = 0.1172 8.0.9 x 0.031 Déplacement appui 2 = .09 1.i di = -3.4.047 Déplacement appui 4 = .33 = 0. i = 44. 6 (16 + 4) .0. 2 x 6 1 0.2. 3 (12 + 3) .1333 m/MN 2 0.0741 0. l'effort limite maximal de glissement . 2 x 6 P1 . prise égale à 6 x 10-4 (CP et température uniforme).3 % en charge maximale.1333 0.0.Efforts horizontaux pour les appareils d'appui glissants On calcule la souplesse de ces appareils d'appui.0091 0. Les appareils d'appui glissants sur culées ont un coefficient de frottement d'environ 5.031 = .0431 0.031 m = . Compte tenu d'un effort vertical maximum de 2.1 .0.Efforts dus aux variations linéaires du tablier 1ère itération On effectue un premier calcul de manière analogue au paragraphe 4. i n 1.4. 2 x 8 1 0.019 Piles 2 et 3 Δstat 0.2.3. les souplesses sont divisées par 2. on aboutit à : C0 et C4 1 appareil de 400 x 500 .5 (en statique) Sur pile : une ligne de deux fois 2 appareils d'appui de 700 x 600 .Efforts horizontaux pour les appareils d'appui non glissants 4.125 .276 ∑R 1 1.1333 7.7 • En dynamique (freinage).502 Pile 1 Δstat 0.0.09 et donc Δ0 = - ∑R 1 n 1 n di ∑R = 3.0741 0.33 MN (pour un appareil). Culées 0 et 4 Δstat Appareil d'appui Fondation + fût Total Ri = 1/Δ 0.par culée .031 .125 m = . tous considérés comme non glissants.4.Avec les principes du paragraphe 4.0.6 x 0.
50 -0.0.00 = 123. • et l'inverse.072 0. à savoir valeur maximale pour les appuis de gauche et valeur minimale pour les appuis de droite.532 0 RM===============Appareils d'appui en élastomère fretté .1.0.004 m Δ3 = .0.25 0.006 -0.074 = . Le calcul devient : C0 P1 P2 P3 C4 Ri Somme Ri Ri x di ou Hlim Somme Hi point 0 déplacement H Hlim -2.043 0.25 On constate bien que les appareils d'appui C0 et C4 glissent.666 -1.25 0.078 + 0.105 120.43 C4 -0.375 -0.051 m Δ4 = .3 % • minimum μa =0 • maximum μr Cas 1 . et maximale pour ceux situés à droite .084 0.61 0. On remplace les valeurs de Ri pour C0 et C4 par 0.Δ1 = .45 -0. le calcul se complique.1.4.0. Les coefficients de frottement à retenir sont donc (§ 4.004 -0.041 0.156 + 0.074 = .532 8.156 On en déduit les efforts horizontaux correspondants : C0 déplacement H Hlim m MN 0.3) : = μmax = 5.065 0.25 P1 0.031 + 0.051 -0.235 0 12.019 8.83 m 0.52 P2 -0.052 -0.0.074 = 0.0.074 × 260. Cependant. car il faut étudier successivement trois cas de figure : • les appareils d'appui glissants ont tous le même frottement .3).082 m Le point 0 se situe donc à la distance x0 = 0.56 0.25 29.125 + 0.074 0. on remplace la valeur du produit Ri x di par la valeur limite de H pour les appuis de C0 et C4.65 0.084 -0.082 -0.25 0.0.05 -0.074 = . 2ème itération Les appareils d'appui glissants ont une rigidité nulle. Il y a 4 appareils d'appui glissants sur l'ensemble des appareils d'appui.043 m Δ2 = .même valeur de coefficient de frottement à gauche et à droite Dans ce cas.235 -0. • celui des appuis situés à gauche du point 0 a une valeur égale à la valeur minimale (§ 4.03 P3 -0.4.
084 0 -0.666 -1.02 0.11 0.coefficient de frottement à gauche 0 % et à droite 5.076 0 0.666 -1.049 m 0.532 P3 8.065 0 0 P1 12.3 % et à droite 0 % On obtient le tableau suivant : C0 Ri Somme Ri Ri x di ou Hlim Somme Hi point 0 déplacement H Hlim -2. Il n'est donc pas rigoureusement possible de superposer les efforts et déplacements de chacune des actions pour les combiner.064 0 0.084 -0.001 m 0.235 -0.52 -0. Appareils d'appui en élastomère fretté===============RN .014 m 0.049 0.38 -0. cela entraînerait des calculs compliqués parfaitement inutiles par rapport aux différences sur les valeurs à calculer.870 107.25 0.080 0.40 -0.033 0.017 m -0.24 0.340 134.044 -0.532 C4 0 On en retire que le déplacement maximum en P 1 peut être de en P 2 en P 3 Sous charges permanentes seules.019 P2 8.092 -0.060 m en P 1 en P 2 en P 3 0.060 -0.065 0. On pourra donc se contenter de considérer que la valeur du déplacement due à la température uniforme est la différence entre le calcul avec le raccourcissement maximum (ici 6.375 -0.25 0.019 P2 8.10-4).014 m 0.Cas 2 .375 -0.coefficient de frottement à gauche 5.532 P3 8.3 % On obtient le tableau suivant : C0 Ri Somme Ri Ri x di ou Hlim Somme Hi point 0 déplacement H Hlim -1. les déplacements sont : Nota : il faut comprendre que la présence d'appareils d'appui glissants transforme la structure en un système non linéaire.25 29.532 C4 0 Cas 3 .24 29.002 -0.014 -0.12 -0.59 0.18 0.10-4) et le raccourcissement dû aux charges permanentes (2.24 0.235 0 P1 12. Cependant.
L'exemple précédent a été choisi volontairement avec une forte différence entre les souplesses des piles. On obtient : Pile 1 v1 Appareil d'appui Fondation + fût Total Ri = 1 v Piles 2 et 3 v1 0. à un léger surdimensionnement des appareils sur les piles. 2 x 8 (inchangé) P3 Les appareils d'appui sur piles étant modifiés. La valeur de l'effort pris par l'appui est directement proportionnelle à la rigidité de l'appui. la durabilité est à ce prix.92.soignée . ceux sur culées ayant été d'emblée correctement dimensionnés.piles 2 et 3 H2 = 19.0143 0. par ailleurs. de manière à grossir les écarts auxquels on pourrait aboutir pour le dimensionnement des appareils d'appui.003 0.92 4.Calcul de la répartition d'un effort de freinage En ce qui concerne le freinage. RO===============Appareils d'appui en élastomère fretté . tenir compte de l'augmentation du coût des études nécessaires pour optimiser ces appareils d'appui.4.3 .2.Conclusion sur les calculs d'ouvrages comportant des appareils d'appui glissants Dans le même esprit que la conclusion du paragraphe 4.0514 19.305 HT = 0.391 HT = 0. Tous calculs faits.3. économie qui devient marginale par rapport au coût global de l'ouvrage. C0 et C4 1 appareil de 400 x 500 3 x (12 + 3) . il est supposé réparti uniquement sur les appareils d'appui non glissants.Incidence sur le calcul des appareils d'appui Les calculs précédents conduisent. etc. il faudrait refaire un nouveau calcul de répartition des efforts. Il est nettement préférable d'apporter la plus grande attention à la pose .de ces appareils d'appui. Ce calcul montre que les appareils d'appui sur piles conviennent. Il faudrait.47 = 0.2.).4.4. 2 x 8 P1 P2 2 appareils de 700 x 600 3 x (16 + 4) . 4.474 0.4.4. pour s'adapter le plus exactement possible aux efforts et déformations appliqués aux appareils d'appui.4. erreur bien plus dommageable pour le fonctionnement des appuis que l'économie envisageable.3. 2 x 6 (inchangé) 4 x (16 + 4) . nous attirons l'attention de chacun sur l'équilibre entre les calculs et les économies matérielles réalisables sur les appareils d'appui.2 . on pourrait réduire le nombre de feuillets. au cours de la vérification des appareils d'appui. il montre une économie très modérée sur le volume total de ces appareils d'appui (4 et 5 feuillets au lieu de 7 au prédimensionnement).11 MN 64.3 . nous ne pouvons que conseiller la simplicité dans la détermination des appareils d'appui.pile 1 H1 = 64.969 La somme des rigidités est égale à 63.92 .040 24.0370 0.36 MN la répartition est donc : 24.4. Pour un effort de freinage de 0.97 = 0. 2 x 8 6 x (16 + 4) .0370 0. Même dans ce cas.14 MN . Si l'on ajoute à cela le risque (non négligeable) d'une erreur à la mise en œuvre par confusion entre des appareils d'appui peu différents (ex : 5 feuillets à la place de 4.2.
Les dispositions d'Assurance Qualité doivent permettre : • de traduire la qualité requise en termes de méthodes de fabrication . De leur qualité dépend le maintien en état de service et la durabilité de l'ouvrage. La longévité des appareils d'appui résulte autant de leurs caractéristiques intrinsèques que du soin apporté à leur mise en œuvre.1 . le coût induit par le changement d'un appareil d'appui déficient est sans commune mesure avec son coût de fourniture : le rapport est de l'ordre de 50 pour 1. b) l'organisme tiers (ou organisme notifié) • réalise les essais de type initiaux ... On peut apprécier la nécessité de disposer d'appareils d'appui de qualité par les conséquences financières de leurs éventuelles défaillances. Appareils d'appui en élastomère fretté===============RP .2. • leur technologie nécessite des analyses et des essais en laboratoires longs et coûteux qui ne peuvent être effectués à l'occasion de chaque chantier. C'est l'ensemble de ces considérations qui a conduit à mettre en place une procédure de certification permettant d'apprécier la conformité aux exigences essentielles définies par la Directive sur les produits de construction (dite DPC du 21/12/88) et qui est attesté par un marquage CE de niveau 1 (il existe un marquage CE sur les appareils d'appui de niveau 3 qui n'est pas utilisé sur les ponts). Ce marquage CE s'appuie sur la partie harmonisée de la norme NF EN 1337-3. . • effectue une inspection initiale de l'usine et du contrôle de production en usine . les répartitions correspondantes des tâches entre le fabricant et les organismes notifiés sont les suivantes : a) le fabricant • doit disposer d'un contrôle de la production en usine . parfois nettement plus. En effet. 5. Outre cet aspect général de la qualité. viaducs.2 . • doit faire des essais complémentaires sur des échantillons prélevés dans l'usine selon un plan d'essais prescrit .`Ü~éáíêÉ=R= Les contrôles 5. • de vérifier qu'elle a été obtenue . • de justifier ultérieurement qu'elle a été atteinte et vérifiée.1 – Le contenu de la certification CE Pour obtenir un marquage CE de niveau 1.) dont ils assurent le bon fonctionnement. outre le choix rationnel des différents types d'appareils d'appui.Les contrôles de fabrication conduisant au marquage CE 5. de s'assurer de la qualité et de la constance de leur fabrication. Il est donc nécessaire. les appareils d'appui en élastomère fretté présentent certaines particularités : • leur fabrication et leur commercialisation nécessitent des équipements et des investissements qui sont l'apanage de sociétés spécialisées .Principes généraux Les appareils d'appui sont des éléments importants des structures (ponts. La qualité de ces produits dépend de la maîtrise des procédés de fabrication. • d'obtenir la qualité requise .
(photo Sétra) RQ===============Appareils d'appui en élastomère fretté . ce qui constitue une diminution du niveau de qualité surtout quand on sait ce que les essais permettaient de mettre en lumière comme défaut de suivi de fabrication.1).2. On notera que.1 : essai de distorsion pour la détermination du module G et de la tenue au cisaillement. il n'y a pas d'essais annuels de contrôle par un organisme tiers. Elles permettent de juger le produit sur les quatre aspects suivants (§ 5.2 . tandis qu'un effort horizontal est appliqué sur la plaque du milieu (figure 5.Les méthodes d'essais Elles définissent les méthodes de mesure de l'aptitude à l'usage du produit fini.• assure une surveillance continue.2.2. en sus du marquage CE.2. Figure 5. 5. Pour empêcher le glissement des appareils d'appui. on applique pendant l'essai une charge constante.2. par rapport à la marque de certification de qualité volontaire NF. une évaluation et une acceptation du contrôle de production en usine.1 .Comportement aux actions de courte durée Ce sont les essais fondamentaux qui permettent d'apprécier l'aptitude à satisfaire aux trois degrés de liberté : a) Comportement en cisaillement • Détermination du module de cisaillement G selon l'annexe F de NF EN 1337-3 On détermine le module G à l'aide de deux appareils d'appui qui sont intercalés entre trois plaques.2. Cette question reste en suspens et des négociations sont en cours pour essayer de mettre en place une marque de qualité reprenant cet aspect du contrôle annuel régulier.1 à 5.2.4) : 5. Les plaques supérieures et inférieures sont fixées solidement sur les côtés aux plateaux de la presse.
on doit obtenir le résultat suivant : • Rcst ≤ 20 %.. craquelure. b) Comportement en compression selon l'annexe H de NF EN 1337-3 On mesure en continu la déformation d'une éprouvette jusqu'à une contrainte de compression prédéterminée.807 Dans les conditions suivantes : à température ambiante : 23°C ± 2°C. fissure. rupture.. . claquage. on doit obtenir le résultat suivant : • l'indice de fluage ΔΣ/Σ1 doit être inférieur à 0. fissure.7. pendant une durée minimale de l'essai de un mois.2 . claquage. on augmente l'effort horizontal. tout en augmentant la charge verticale jusqu'à obtenir une déformation correspondant à tg γ = 2. b) Détermination de la relaxation de contrainte en cisaillement selon la norme XP T 47. .806 Dans les conditions suivantes : à température ambiante : 23°C ± 2°C.2. 5.2 • aucun défaut accepté : adhérence. • soit à rechercher l'excentricité limite correspondant à une surface de contact prédéterminée. DRC à 23 °C.Comportement aux actions de longue durée a) Détermination du fluage en compression selon la norme T 47.2. sous un effort de compression fixé..0. C ≤ 25 % • aucun défaut accepté : adhérence. sous une contrainte de compression de 6 MPa et une distorsion de tg γ = 0. craquelure.2 : exemple d'une courbe de détermination du module de cisaillement • Détermination de l'adhérence en cisaillement selon l'annexe G de NF EN 1337-3 A la suite de l'essai précédent. rupture.Figure 5. c) Comportement en rotation sous charge excentrée selon l'annexe J de NF EN 1337-3 L'essai consiste : • soit à mesurer l'angle de rotation et la perte éventuelle de surface de contact de l'éprouvette sous un effort de compression croissant et excentré de valeur prédéterminée . pendant une durée minimale de l'essai de trois mois. sous une contrainte de compression de 25 MPa.. Appareils d'appui en élastomère fretté===============RR .
2.2. on doit obtenir les résultats suivants : Contrainte verticale. 5. c) Détermination de la résistance au brouillard salin selon la norme XP T 47. les actions sismiques.Comportement aux actions dynamiques Le comportement aux actions dynamiques accidentelles telles que les chocs. le § 1. G et H de NF EN 1337-3. à l'annexe K de la NF EN 1998-2 (EC8-2). 5. de la norme NF ISO 1817 : "détermination de l'action des liquides (huiles de décoffrage)".12 10 ≥ 0.4 .Conformité à la norme Pour le Maître d'œuvre. Il doit donc vérifier si la marque CE est bien apparente sur le produit et que les documents d'accompagnement donnent bien toutes les informations nécessaires sur ce marquage et la bonne adaptation du produit au domaine d'emploi.06 15 ≥ 0. la situation est extrêmement simple : il ne peut pas y avoir de produits non marqués CE sur le marché.3 .3 : exemple d'un marquage CE. permettent d'évaluer les éventuelles variations physiques et d'en mesurer les effets.Ces appréciations n'ont pas été retenues pour l'évaluation en vue du marquage CE.811 Dans les conditions de l'essai.20 ≥ 0.813 d) Détermination de la condition de non-glissement selon la norme XP T 47. en effet. ou à défaut. les normes françaises sont maintenues et il est possible de faire des essais d'évaluation pour des situations spécifiques. à température ambiante de 23°C ± 2°C avec un module G = 0.3 ≥ 0. le § 5.1 ci-dessus).3 . en particulier que le produit a bien un certificat de conformité de niveau 1 (il existe.3 sur le choix de la concentration d'ozone. b) Vieillissement accéléré ou de tenue à la chaleur L'évolution des caractéristiques mécaniques après vieillissement artificiel ou de tenue à la chaleur concerne les essais des annexes F. RS===============Appareils d'appui en élastomère fretté . 0123-CPD-0001 10 Société X SA Figure 5.2.Comportement sous l'influence de l'environnement a) Détermination de la résistance à l'ozone selon l'annexe L de NF EN 1337-3 Cf. applicables à l'élastomère vulcanisé et non au produit fini. les vents cycloniques. En ce qui concerne le comportement aux actions sismiques.2.25 ≥ 0. en MPa Élastomère/béton Élastomère/acier peint 5 ≥ 0. Cependant.1 MPa. par exemple. est ici visé.2. 5. C'est le cas.04 e) D'autres normes.. un niveau 3 pour les appareils d'appui ne donnant qu'une déclaration de conformité : cf. on se référera aux essais spécifiques définis dans la prEN 15129 sur les dispositifs antisismiques. etc.9 MPa ± 0.
5. 5. § 5. au contrôle du respect des tolérances d'exécution des bossages (cf.2.Il a. Dans le cas où le marquage CE et les spécifications de la norme n'auraient pas été respectées. 16 Cette opération est faite par vérinage et peut permettre d'éviter l'utilisation d'appareils d'appui glissants sur culée.2. Ce contrôle constitue un POINT D'ARRET.1 .4 .1 . on pourra utilement se reporter à la fiche correspondante du guide Memoar (voir biblio).Existence des procédures particulières • du mode d'exécution des bossages . rotation) pour les charges permanentes.3.Contrôles lors de l'exécution On procédera. Dans ce cas. sur la base des normes NF EN et/ou simplement nationales (cf. réalisation d'essais de contrôle de conformité.Les contrôles à la mise en œuvre Pour le détail des contrôles à la mise en œuvre.2.2. • contrôle de la conformité des dimensions réelles avec les dimensions portées sur les plans d'exécution de l'ouvrage . en particulier. Pour ce qui concerne le texte d'application nationale de la norme NF EN 1337-3.3. il devra s'assurer. des conditions thermiques et de l'époque de l'exécution16 .3 . Appareils d'appui en élastomère fretté===============RT . charges d'exploitation et effets thermiques : • à la mise en charge des appareils d'appui . Le bon positionnement de l'appareil d'appui une fois en place sera vérifié par un contrôle de vérification de la conformité du type d'appareil d'appui par rapport à son emplacement prévu sur les plans. guide "environnement des appareils d'appui en caoutchouc fretté". cependant. pour une application particulière.4. • de pose des appareils d'appui .1. • pour l'ouvrage terminé . avant la pose des appareils d'appui. toute latitude pour procéder à des vérifications de conformité par des essais de réception.4. § 1. • après déformation de fluage et retrait. • éventuellement.2 . Bibliographie).2.Les contrôles à la réception Ils seront limités aux actions suivantes : • vérification de la présence du marquage (CE) et de la conformité des documents d'accompagnement .Etablissement des documents préalables 5. il doit en référer aux services des fraudes. 5. nous conseillons au Maître d'œuvre d'utiliser les exemples d'articles de CCTP que l'on trouvera en annexe 4. • de remise éventuelle à l'équilibre des déformations par distorsion de l'appareil d'appui tenant compte. cf. Par contre. un Maître d'œuvre a tout loisir. Le Maître d'œuvre doit s'assurer de l'existence des documents suivants.1.4. de définir un produit qui sera spécifique à cet ouvrage et sera fabriqué uniquement pour celui-ci. 5.3 sur les normes d'essais non reprises au niveau européen en norme EN) que le produit est conforme au marché. • vérification visuelle pour s'assurer de l'absence de défauts ou d'endommagements .2 et 5. 5.Etat prévisionnel du fonctionnement des appareils d'appui Résumé des efforts (verticaux et horizontaux) et des déformations prévisionnelles (distorsion.4.2 .
Vérifier l'absence de défaut de calage.Les contrôles du comportement en service Cet aspect fait l'objet du fascicule 13 "appareils d'appui" 17 spécifique de la deuxième partie de l'Instruction Technique sur la Surveillance. et le parfait réglage des appareils d'appui glissants. en fonction des instructions générales ou particulières. etc. des déformations prises pendant le chantier . On n'oubliera pas. de faire le point 0 de l'ensemble des appareils d'appui (distorsion. révisée le 26.). • avant et après une opération de libération. • avant la mise en service de l'ouvrage (le point 0 défini ci-après) . notamment au niveau du bossage supérieur. 17 Publication Sétra sous la référence F0230 et LCPC FASC13. RU===============Appareils d'appui en élastomère fretté . rotation. par vérinage. Ces contrôles sont réalisés : • éventuellement le plus tôt possible après la mise en charge . • de manière périodique.12. l'Entretien et la Réparation des Ouvrages d'Art (Circulaire du 19 Octobre 1979.5 . au moment de la réception du pont.95). 5. défauts de bossage.
Au niveau de l’ouvrage. et en choisir un dans la liste des propositions faites par le logiciel . ou bien la définir manuellement . En sélectionnant un appareil d’appui particulier. une disquette de protection et une documentation. les résultats peuvent être imprimés ou intégrés à une note de calculs sous Word. Ce module nécessite d’indiquer la valeur de la souplesse globale de l’appui et de sa fondation à laquelle il intègre automatiquement la souplesse des appareils d’appui issue du pré-dimensionnement ou bien imposée par l’utilisateur. • réaliser une vérification complète de l’appareil d’appui au sens de la norme NF EN 1337-3 . module de cisaillement…. Ce programme dimensionne ces appareils d'appui suivant les règles définies dans la norme NF EN 1337-3 et dans le présent document. sur la base des descentes de charges minimales et maximales.). Appareils d'appui en élastomère fretté===============RV . Le programme NEOP est fourni dans un coffret qui comporte un CD d'installation. qui fait partie du catalogue des logiciels du Sétra (disponible sur commande auprès du bureau de vente). Il comporte plusieurs modules indépendants. Ce réseau des PRD comporte un correspondant par CETE. selon que l’on s’intéresse à l’ouvrage dans sa globalité ou bien à un appareil d’appui en particulier. Les résultats sont ensuite injectés dans le module de pré-dimensionnement afin d’affiner celui-ci. Le logiciel permet de traiter un ouvrage complet en entrant les définitions des lignes d’appui et des appuis de chaque ligne ainsi que la définition des travées. Le réseau des PRD (pôles régionaux de diffusion) peut renseigner sur la diffusion et l'utilisation de ce programme. • calcul des efforts et déplacements horizontaux sous l’effet d’un effort horizontal imposé au tablier (effort de freinage…) ou d’une dilatation rapide ou lente du tablier.`Ü~éáíêÉ=S= Programme de pré-dimensionnement et de vérification Il existe un programme de pré-dimensionnement des appareils d'appui en élastomère fretté : le programme NEOP. • modifier certains paramètres de calcul (défaut de pose. il est possible de : • choisir la géométrie dans une gamme standard d’appareils d’appui rectangulaire ou circulaire. 2000 et XP. deux outils sont disponibles : • pré-dimensionnement rapide des appareils d’appui de chaque ligne d’appui. Dans tous les cas. et des efforts et déplacements horizontaux . • réaliser un pré-dimensionnement précis de l’appareil d’appui. • définir les différentes combinaisons et options de calcul . sous l'interface Windows 98. Le programme NEOP fonctionne sur micro-ordinateur de type Pentium ou équivalent.
Il est donc logique de s’y référer ici. le tableau A.d εt.3. la grande souplesse de l'élastomère permet d’augmenter les périodes des modes propres de l’ouvrage et ainsi d’éviter la bande de fréquences la plus critique.d a' b' ti S S1 Ar (au 1° ordre) Te Noté te dans l'EC8-2 § 7..1 précise les notations des deux textes : Module de cisaillement sous séisme Contrainte normale Force verticale largeur des frettes longueur des frettes épaisseur d’une couche courante : coefficient de forme coefficient de forme de la couche la plus épaisse aire réduite épaisseur totale d'élastomère distorsion due à l’effort horizontal distorsion nominale totale Gdyn Noté Gb = 1. • document d’application nationale de l’ENV.3 (2) σm Fz. • Arrêté du 15 Septembre 1995 relatif à la classification et aux règles de construction parasismique applicables aux ponts de la catégorie dite “ à risque normal ”.3.. Afin de faciliter l’application conjointe de l’Eurocode 8 et de la norme NF EN 1337-3. C’est pourquoi l’utilisation des appareils d’appui en élastomère fretté est une disposition simple et efficace pour obtenir la résistance aux séismes. • Décret n°91-461 du 14 Mai 1991 relatif à la prévention du risque sismique . comme cela est défini dans les textes : • Loi n°87-565 du 22 Juillet 1987 relative à (. Chacun de ces documents comporte des spécifications concernant les appareils d’appui en élastomère fretté.Partie 2 : Ponts. 1998 .1 : notations de l'Eurocode 8 et de la NF EN 1337-3 SM===============Appareils d'appui en élastomère fretté .^ååÉñÉ=N= Calcul des appareils d'appui en élastomère fretté pour une utilisation en zone sismique en zone sismique A1-1 .d Tableau A. En effet. le présent guide s'appuie principalement sur cette dernière.Partie 2 : Eurocode 8 .Cadre réglementaire En France. il est maintenant obligatoire de prendre en compte le risque sismique lors de la construction d’un pont.) la prévention des risques majeurs .5.1 Gg dans l'EC8-2 § 7. Compte tenu de la publication proche de la norme NF EN 1998-2.3 (2) εq.Conception et dimensionnement des structures pour leur résistance au séisme .2.2. l’Eurocode est celui dont les méthodes de calcul sont les plus proches de celles de NF EN 1337-3.5. Des deux règlements autorisés (AFPS 92 ou Eurocode 8). Ce dernier arrêté précise que les vérifications doivent être menées conformément à l’un des deux documents suivants : • guide AFPS 92 pour la protection parasismique des ponts .
2(2)) : • les charges permanentes.3 Fy 0. 0. Ainsi.2 . Pour un pont droit.3 Fy Fx 0.1. Pour les ponts urbains à trafic intense.1 .7 (3) P). Les appareils d’appui en élastomère dits spéciaux doivent être testés selon une procédure détaillée (EC8-2 annexe K et prEN 15129) relativement lourde et applicable à tous les dispositifs d’isolation parasismique. Cette dernière composante du mouvement sismique doit obligatoirement être prise en compte pour la vérification des appareils d’appui (NF EN 1998-2.Combinaisons de calcul et cumul des directions A1-2.L’EC8 classifie les appareils d’appui en élastomère en deux types : les appareils d’appui spéciaux en élastomère et les appareils d’appui simples en élastomère. ces directions sont respectivement l’axe longitudinal du tablier. l’axe transversal du tablier et la verticale.3 Fx 03F Fz Figure A.Action sismique Il est d’usage de calculer l’effet du séisme sur un ouvrage séparément selon trois directions de l’espace X. La concomitance de ces trois efforts doit être prise en compte. Y et Z.4(2)).Combinaisons avec les autres cas de charge L’action sismique doit être cumulée avec (NF EN 1998-2. A1-2. article 4.3(2) et 7. La très grande majorité des appareils d'appui en élastomère fretté utilisés en France aujourd'hui entrent dans la catégorie dite simple.2. Les appareils d’appui en élastomère qui n’ont pas subi ces tests sur prototypes sont dits simples. la présente annexe traite des appareils d’appui simples en élastomère fretté.2.1 (NF EN 1998-2. c’est-à-dire ceux de la classe 1 de NF EN 1991-2.3 Fz 0.3 Fz Fy 0. A1-2 . • les effets du retrait et du fluage pour les tabliers en béton .1 : combinaisons des directions des séismes. article 4. On obtient ainsi trois efforts sismiques qui agissent sur l’appareil d’appui : • Fx : force horizontale qui crée une distorsion longitudinale .1. • Fz : force verticale qui vient alourdir ou alléger la descente de charges. Appareils d'appui en élastomère fretté===============SN .6. en valeurs caractéristiques .3 Fx 0. pour combiner les effets calculés dans chaque direction. • Fy : force horizontale qui crée une distorsion transversale . les valeurs à prendre en compte sont égales à 50 % de celles utilisées pour le calcul des appareils d’appui hors combinaisons sismiques). la plus pratique à appliquer aux appareils d’appui en élastomère fretté consiste en trois combinaisons linéaires pondérées comme représenté sur le schéma de la figure A. Parmi les deux options proposées par NF EN 1998-2.6. il convient de rajouter également 20 % (30 % pour les ponts ferroviaires) des charges d’exploitation à caractère normal (à préciser dans le CCTP sur la base de l'Annexe Nationale de la norme NF EN 1998-2). • 50 % des déplacements dus aux variations de la température (plus précisément. articles 6.
A1-3. une valeur différente du module de cisaillement pourra être adoptée si le fabricant fournit les justifications nécessaires (NF EN 1998-2.1 .2. Vu les incertitudes qui pèsent sur l’estimation de la valeur de G.2 MPa. § 7.Modélisation des appareils d’appui Figure A2 : modèle de calcul à poutres massiques Lorsqu’un tablier repose sur des appareils d’appui en élastomère fretté.Modèle de calcul dynamique A1-3. annexe J). C’est pourquoi nous recommandons d’estimer les effets du séisme avec un module de cisaillement de 1. Il est donc primordial de les prendre en compte dans le modèle dynamique permettant de calculer les périodes propres.2. liées notamment au vieillissement de l'élastomère et à la température ambiante. variable selon les fournisseurs. Or ce module dépend de la vitesse ou de la fréquence de l’excitation. la valeur de G utilisée pour le calcul sismique doit être prise entre 0.A1-3 . ce sont ces derniers qui apportent le plus de souplesse à l’ouvrage.1 Gg (NF EN 1998-2. Il est difficile de définir une loi de comportement plus précise sans connaître la formulation de l'élastomère. Par exemple. il n’est pas souhaitable de compliquer de manière irréaliste les méthodes de calcul. § 3. Sous séisme.2 . Bien entendu. c’est-à-dire par six raideurs (figures A2 et A3). l’appareil d’appui doit être modélisé par un ressort multi-directionnel.Module de cisaillement G La souplesse des appareils d’appui en élastomère est inversement proportionnelle au module de cisaillement.2). fonctionnant aussi bien en traction-compression qu’en rotation. SO===============Appareils d'appui en élastomère fretté .2 MPa. Selon les règles de l’AFPS.8 et 1. En théorie. Ceci a été défini sur la base d’essais réalisés lors de la construction de centrales nucléaires dans des régions soumises au risque sismique.5. Cette proposition a d’ailleurs été introduite dans le guide AFPS 92. l’Eurocode propose pour les appareils d’appui courants d’utiliser un module de cisaillement Gb = 1. les effets du freinage sont classiquement calculés avec un module deux fois plus important que la valeur correspondant aux charges quasi-statiques (cf.3(5)).
On prendra garde à ce que les butées n’amènent pas de dispositions préjudiciables à la durabilité des appareils d’appui (évacuation des eaux. une portion des effets thermiques et la totalité des effets différés : d S = d G + 0. • compléter l’appareil d’appui par une butée (encore appelée attelage sismique).6.3.dE : déplacement sismique de calcul. L’attelage sismique ainsi constitué fonctionne aussi bien dans le sens transversal que dans le sens longitudinal. § 6.2). suffisante pour transmettre l’effort H. lorsque les exigences pour le repos d'appui minimal ne sont pas satisfaites (NF EN 1998-2. La figure A.2.Attelages sismiques jouant le rôle de butées de sécurité Dans certains cas de figure.6.1. mais avec la valeur nominale du poids repris par l’appui considéré (c’est-à-dire que Q ne sera pas pondéré par 1. cette disposition est proposée selon les deux directions horizontales : longitudinale et transversale.4 : exemple de butée Les attelages sismiques doivent être calculés selon le règlement adapté à leur matériau constitutif.A1-6. . Il s’agit d’une butée en béton armé solidaire du fût de pile.ddiff : déplacement dû aux effets différés .dT : déplacement de calcul dû aux mouvements thermiques .1 . possibilités de vérinage. Ces attelages doivent être prévus avec un jeu ou des marges appropriées de manière à demeurer inactifs sous l'action sismique de calcul. .40 d T + d + dE diff . Les coefficients de sécurité portant sur les matériaux sont ceux correspondant aux combinaisons fondamentales (EC8-2 DAN article 5. C'est le cas notamment dans la direction longitudinale pour la mise à niveau des ponts existants au droit des appuis d'extrémité mobiles entre le tablier et la culée ou la pile. article 6.4 présente une disposition possible. § 7. Dans les règles AFPS.dG : déplacement dû aux effets de longue durée des actions permanentes et quasi permanentes .6. Cette butée pénètre dans une réservation aménagée en sous-face du tablier sur une hauteur de l’ordre de 10 cm.2) . A1-6. le projeteur peut choisir entre les deux options suivantes (NF EN 1998-2. il peut être intéressant de compléter les appareils d'appui en élastomère par des attelages sismiques jouant le rôle de butée de sécurité.).35). Pour des butées en béton armé. et n'intervenir qu'en fin de course de l'appareil d'appui. . Il est alors recommandé de prendre en compte dans le calcul du jeu.1 .. Les vérifications se feront à l’Etat Limite Ultime.3) : • concevoir les appareils d’appui pour reprendre l'intégralité des efforts sismiques de calcul majorés de 50 % (NF EN 1998-2. Le jeu dégagé ne doit pas être plus important afin de limiter les effets de choc provenant de la mise en mouvement du tablier.Appareil d’appui en élastomère fretté reprenant les efforts sismiques Lorsque l’appareil d’appui en élastomère fretté transmet les efforts dus à l’excitation de la masse du tablier aux appuis.1(2)c). . et la butée est dimensionnée pour reprendre un effort H égale à 40 % de l'effort sismique de calcul. Figure A. gêne dans les dilatations thermiques. on appliquera par exemple la partie de NF EN 1992-2 (EC2) qui traite des consoles courtes. SS===============Appareils d'appui en élastomère fretté ..
Il comporte deux parties : • des est le déplacement calculé sous l’excitation sismique (NF EN 1998-2. A1-6. article 6. . La valeur du repos d’appui minimal défini dans l’Eurocode se calcule par la formule suivante (NF EN 1998-2. Appareils d'appui en élastomère fretté===============ST . article 7. Bien entendu.6.2) : dEd = γIS dE + dG ± 0.2 . Les deux derniers termes représentent le déplacement relatif entre le tablier et son appui sous séisme.4) : lov = lm + d eg + d es Le premier terme.6.2 . phénomène non pris en compte dans le calcul dynamique de la structure (donnant des) . Pour des ouvrages non courants ou spéciaux. un appareil d’appui en élastomère placé verticalement associé à un dispositif de glissement. Toutefois.6.3 .50 . on peut aussi concevoir des dispositifs particuliers. on peut se contenter de disposer les attelages sismiques transversaux sur les culées.Appareil d’appui en élastomère complété par un dispositif de blocage qui reprend les efforts sismiques Dans certains cas. à la différence que le jeu est réduit à une valeur ne dépassant pas 15 mm.Repos d’appui minimal En sus des mesures constructives indiquées ci-avant. • deg est le déplacement effectif entre les deux parties dû au déplacement différentiel du sol (cf.6) .4 (3) et annexe D ou guide AFPS 92).. il doit être dimensionné pour supporter sans endommagement le déplacement sismique de calcul (NF EN 1998-2. par exemple pour préserver l’intégrité des équipements (joints de chaussée. On s’assurera alors que le repos d’appui est suffisant sur les différentes piles. plus le système sera sophistiqué. Par exemple. le projeteur et le gestionnaire doivent garder à l’esprit que. plus il a de chances de ne pas fonctionner en vieillissant et plus il nécessitera un entretien coûteux. § 6.Appareil d’appui en élastomère associé à un dispositif de glissement Il est bien évident qu’un tel appareil d’appui ne reprend pas les efforts sismiques. • un jeu à ne pas dépasser pour éviter les effets de chocs. De même. On effectuera par exemple la vérification du repos d’appui lorsque les butées longitudinales sont des dispositifs unilatéraux placés sur les chevêtres des culées : il convient de vérifier que le débord du sommier est suffisant pour que le tablier ne tombe pas en cas d’écartement relatif entre les deux culées. Ce nombre constitue un compromis entre : • les tolérances de réalisation sur chantier . On n’utilisera pas de valeur inférieure à 40 cm. il est indispensable de vérifier que le recouvrement entre le tablier et son support présente une longueur suffisante. ou parce qu'on ne souhaite pas dimensionner les appareils d'appui pour les efforts sismiques de calcul.6.. Dans ce cas.4 (3) A) . dispositifs de retenue. figure A. Par contre. l'attelage sismique doit être dimensionné pour résister aux actions de calcul résultant du principe de dimensionnement en capacité (efforts résultant de l'atteinte du niveau de plastification dans la pile sous-jacente).A1-6.1. article 6.1. il permet de tenir compte de l’écartement relatif entre les fondations de deux appuis. dT A1-6. il doit être évalué selon les spécifications des textes définissant l’action sismique (NF EN 1998-2. Le dispositif peut être analogue à l’attelage sismique décrit ci-dessus. pour des tabliers relativement rigides dans leur plan et pour des ouvrages courts. lm. représente la longueur minimale de recouvrement d’appui permettant de transmettre les charges.). il est utile de bloquer le fonctionnement de l’appareil d’appui dans une des deux directions horizontales. le modèle de calcul dynamique doit tenir compte de ce blocage. • un jeu nécessaire pour laisser libre les déformations dans la direction perpendiculaire au blocage .
5 : détermination du repos d'appui Figure A.Figure A.6 : déplacement différentiel du sol SU===============Appareils d'appui en élastomère fretté .
Grandeur caractéristique du fonctionnement d'un appareil d'appui glissant Comme grandeur caractéristique du fonctionnement d'un appareil d'appui glissant.Dispositions à prendre au stade de la conception En règle générale. • la capacité de distorsion des appareils d'appui en élastomère fretté . à la procédure de certification qui s'appuie sur une série d'essais dont certains visent à examiner cette tenue aux conditions environnementales. Appareils d'appui en élastomère fretté===============SV . La connaissance statistique de la probabilité d'obtenir la valeur définie de ce coefficient serait le moyen le plus correct de caractériser le fonctionnement d'un appareil d'appui glissant. Il en résulte que la durabilité des appareils d'appui glissants est beaucoup plus aléatoire. grâce. les appareils d'appui glissants font certainement partie des produits de construction particulièrement sensibles aux conditions de mise en œuvre. Ce type d'appareil d'appui glissant est couramment incorporé aux appareils d'appui à pot. Les prescriptions de mise en œuvre de ces produits sont plus strictes que celles des appareils d'appui en élastomère fretté glissant. on retient généralement son coefficient de frottement. • la construction . L'objet de la présente annexe est de rappeler les principales dispositions qu'il convient de prendre pour aboutir à des dispositifs ayant une durabilité plus satisfaisante. les appareils d'appui glissants de conception mécanique comportant des pièces usinées dans des tôles de fortes épaisseurs. • lorsque les solutions précédentes sont jugées insuffisantes. il convient de donner la préférence aux éléments de conception robuste. Ces dispositions sont à prendre dès la fabrication. sont à reprendre en utilisant au maximum. • l'entretien. On n'aura donc recours aux appareils d'appui glissants qu'après avoir épuisé les autres possibilités. A2-2 . Si certains appuis sont trop rigides on peut prévoir des appuis pendulaires ou des appareils d'appui à rouleau. De même les contrôles qualité lors de la fabrication sont plus rigoureux et plus précis. dont la hauteur est relativement grande par rapport au déplacement attendu . par ordre de priorité décroissant : • la flexibilité des appuis. on ne cumule pas les qualités des uns et des autres mais plus exactement on additionne les inconvénients. peu sensibles aux conditions de mise en œuvre et d'environnement. il n'en va pas de même pour l'ensemble constitué par un couple d'appareils d'appui en élastomère fretté comportant un plan de glissement (appareils d'appui glissants). nul n'est en mesure d'assurer. Dans l'état actuel de la technique. Dans ce cas. que la valeur de ce coefficient sera atteinte ou dépassée pendant une durée de service donnée. A2-1 .^ååÉñÉ=O= Durabilité des appareils d'appui en élastomère fretté avec plan de glissement en zone sismique Si la durabilité des appareils d'appui en élastomère fretté est satisfaisante. notamment. De ce point de vue. avec une probabilité connue. ainsi que les déplacements agissant sur l'ouvrage. aux intempéries et au vieillissement. puis au stade aussi bien de la conception de l'ouvrage que de la mise en œuvre et de la surveillance et de l'entretien. C'est pourquoi on a recours à des moyens empiriques qui sont à mettre en œuvre aux stades de : • la conception de l'ouvrage . Les sollicitations.
Dispositions à prendre au stade de la fabrication Seuls les appareils d'appui de type D ou E de la norme NF EN 1337-3 peuvent s'accommoder de l'ajout de plaque de glissement. ce qui justifie la restriction de durée d'utilisation de ces produits évoquée précédemment. avant réception.reprise des autres actions (température. Les appareils d'appui en élastomère fretté avec plan de glissement sont des produits très déformables. etc. ou qui seront prises au niveau de la normalisation européenne. une surveillance régulière s'impose.) par la distorsion de la partie élastomère fretté. dès le stade du projet. on en déduit un coefficient de frottement.Les appareils d'appui en élastomère fretté avec un plan de glissement sont à utiliser dans les conditions suivantes : . A2-3 . ainsi que le coût de remplacement des appareils d'appui. puisque l'appareil d'appui n'a pas encore glissé. peut éviter de faire appel à des plans de glissement et limiter l'emploi aux seuls appareils d'appui en élastomère fretté normalisés. pour des raisons de manutention et de mise en œuvre. freinage. L'ensemble plan de glissement/bloc d'élastomère est à livrer. Après mise en œuvre. Il convient de distinguer les risques spécifiques aux appareils d'appui mécaniques de ceux en élastomère fretté.reprise des déformations différées (retrait-fluage) par le seul plan de glissement . . En relevant la distorsion sur le site. A2-4 . TM===============Appareils d'appui en élastomère fretté . pendant toute la durée de service de l'ouvrage. pour ce qui concerne la fabrication des appareils d'appui glissants. comme une pièce monolithique. Ils ont fréquemment des distorsions notables dès la première année de la mise en service.Dispositions à prendre dans le cadre de la surveillance Pour prévenir les désordres spécifiques aux appareils d'appui glissants. Cette évaluation du coefficient de non-glissement est une valeur par défaut du coefficient de glissement. et connaissant les dimensions ainsi qu'une estimation de la charge sur l'appareil d'appui. A2-5 . il faut évaluer le risque et la gravité des désordres. Il est nécessaire de prévoir des alvéoles de graissage avec une lubrification du plan de glissement et sa protection appropriée contre les salissures sur ouvrage. la désolidarisation du plan de glissement du bloc d'élastomère doit être facilement réalisable. Nota : un vérinage après la construction de l'ouvrage. On peut trouver une valeur de l'ordre de 10 %.Conclusion Quelles que soient les dispositions déjà prises.
^ååÉñÉ=P= Tableau de dimensions en zone sismique en plan courantes Appareil d'appui de type B avec e = demi-feuillet Enrobage par 2 demi feuillets. Tq < a'/3 et Tb max < 300 mm Dimensions a 100 100 150 150 150 200 200 200 200 200 250 250 250 250 300 300 300 300 300 300 300 350 350 350 b 150 200 200 250 300 200 250 300 350 400 250 300 350 400 300 350 400 450 500 550 600 350 400 450 6 x x x x Epaisseur des feuillets en mm 8 x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x 10 12 16 20 Dimensions 350 350 350 400 400 400 400 400 450 450 450 500 500 500 500 500 600 600 600 700 700 700 800 800 900 500 550 600 400 450 500 550 600 500 550 600 500 550 600 650 700 600 650 700 700 800 900 800 900 900 x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x Epaisseur des feuillets en mm x x x x x x x x x x x x x x x x Appareils d'appui en élastomère fretté===============TN .
2.3 Les appareils d'appui avec plan de glissement comporteront des alvéoles dans le PTFE avec une lubrification et une protection appropriée du plan de glissement (cf. A noter que le 5ème alinéa du § 4. les appareils d'appui seront en polychloroprène (CR). Leur application devra cependant tenir compte des règles définies dans le Code des Marchés Publics. § 7.1 . Article dans le cas d'utilisation d'appareils d'appui en élastomère frette avec plan de glissement § A2.6 de la norme NF EN 1337-3.3 de la NF EN 1337-3 n'exclut pas l'utilisation de feuilles de PTFE non alvéolées pour les appuis de type D. § 4. le rédacteur est invité à compléter les présentes clauses sur la base de l'annexe 1.4.3 et 7.2 Conformément au § 4. la concentration d'ozone prévue pour le test de tenue de l'appareil d'appui à l'ozone est de 50 ppcm. Cette conformité est attestée par un marquage CE de niveau 1. § 2. Pour une application en zone sismique. Conformément au § 4. A4. pour l'utilisation de ce type d'appareils d'appui. Voir notamment la précision apportée par le Texte d'Application Nationale portant sur la norme NF EN 1337-3. Commentaires *A ajouter dans le cas d'appareils d'appui comportant un plan de glissement. Les propositions d'articles contenues dans cette annexe portent sur des aspects techniques.1 de la norme NF EN 1337-3.4.4.2 § 2.^ååÉñÉ=Q= Aide à la rédaction des CCTP La présente annexe propose des exemples de clauses à intégrer dans les CCTP afin de permettre une rédaction homogène de ceux-ci et de pouvoir intégrer les conseils du présent guide.Exemples de clauses à intégrer dans le chapitre "qualité des matériaux" Article concerné du guide Exemple de clause Les appareils d'appui en élastomère fretté sont conformes à la norme NF EN 1337. si le concepteur de la structure l'a spécifié TO===============Appareils d'appui en élastomère fretté . parties 1 et 3 (et partie 2*) et au Texte d'Application Nationale.4.2.4.4 de la NF EN 1337-2).3.
7 de la norme NF EN 1337-3. seul l'essai décrit dans la clause 4.5. § 2. pour simplifier. la valeur de module G = 0.4.les demi-feuillets extérieurs qui peuvent être pris en Voir Annexe 3 du guide compte dans le calcul .9.4 du guide Sétra en prenant en compte les éléments suivants : .3.1.3. etc. la valeur de γm = 1 est applicable dans le cadre du présent CCTP.4 Dans le cadre de l'application du § 5. * Puisqu'il s'agit de fabrications comportant du polychloroprène (cf.3. Conformément au § 4. Dans le cadre de l'application de la clause § 4.2 : "Essai sous charge excentrée" est exigé.des feuillets de 10 mm sont possibles.3. Annexe C de la norme NF EN 1337-3 Appareils d'appui en élastomère fretté===============TP .l'épaisseur des frettes qui peut être prise au moins égale à 2 mm (cf. Dans le cas où l'angle ne peut être atteint.4 Les appareils d'appui seront justifiés comme indiqué au § 5. *cf. l'essai d'adhérence en cisaillement PTFE/élastomère (et tableau 7) est requis. il est précisé que par souci de simplification on appliquera dans la formule (15) la réaction maximale sous combinaison fondamentale et avec un module G = 0. .6 de la norme NF EN 1337-3 sur la condition limite pour la stabilité au flambement.3. Dans le présent CCTP.3. § 3.2. Dans le cas courant. .025 rad" est requis. Coefficient de frottement : § 4.1.2. Pour les applications correspondant à l'objet du présent CCTP.5.4 de la norme NF EN 1337-3 Dans le cas d'utilisation d'appareils d'appui comportant des plans de glissement. aucun défaut n’est accepté (défauts d’adhérence. formule 12 du § 5.5 de la norme NF EN 1337-3). la pression est limitée à 3.4. Les exigences relatives à la clause 4. fissures.3.a de la norme NF EN 13373.2 Dans le cadre de l'application du § 4.1.3.2 du présent guide et le Texte d'Application Nationale). Conformément au § 5. EN 1337-3.0* est à prendre en considération.2 .3. seule la valeur de KL = 1.3 de la norme NF EN 1337-3 complété par les indications du § 3.3 de la norme NF EN 1337-3 "Module de cisaillement à très basse température" ne sont pas applicables.3 "Raideur en compression" de la norme NF EN 1337-3.5 "Capacité de rotation statique (et tableau 7)" de la norme NF EN 1337-3.Exemples de clauses à intégrer dans le chapitre "principe de calcul" Article concerné du guide Exemple de clause Commentaires § 3.3 et 3.9 est applicable. le niveau d'essai 3 n'est pas exigé*. on ne tiendra pas compte du facteur correctif de 2/3.3.3.3. le 3ème alinéa des exigences : "Sous une excentricité égale à 1/6 de la plus petite dimension en plan de l’éprouvette.3 et 3.5 Gd * A' * S/1. Sinon en tenir compte dans le cas de justification particulière et pour les applications dans les DOM-TOM où la température effective d'appui ne descend pas en dessous de – 5 °C.3. Dans le cadre de l'application de la clause § 4.1 "Module de Sauf impératif particulier spécifique et précisé qui sera alors cisaillement à température nominale" de la norme NF intégré dans cet article. § 3.A4.) pour un angle de rotation de 0.
3.4.2.010 radian pour les structures posées directement sur les appareils d'appui. Pour la dimension des plaques de glissement.3 .2. § 5.4. pour une application particulière.3 acier inoxydable sur les tôles support sera soumis à l'agrément du Maître d'œuvre. • 0. la vérification sous les angles de rotation est à faire à l'ELU.3 sur les normes d'essais non reprises au niveau européen en norme EN) que le produit est conforme au marché. . il devra s'assurer.Article concerné du guide Exemple de clause Conformément au § 5. Commentaires TQ===============Appareils d'appui en élastomère fretté . Ceux-ci dépendent beaucoup du soin apporté à la mise en œuvre.1.acceptation à la livraison des appareils d'appui . Commentaires § 3.4.2.4 de la norme NF EN 13373 "déformation de calcul due à la rotation angulaire". A4.3 § 2.2.1.3.3.3 Les rotations αa et αb doivent inclure les défauts de pose d'une valeur égale à : A compléter suivant les indications ci-contre Ce défaut de pose sera ajouté à la plus grande des rotations αa ou αb.1 et Le mode de fixation des plaques de glissement en § 2. Conformément au § 5. La position des dispositifs de mesure ainsi que les modalités de protection contre les souillures seront soumis à l'agrément du Maître d'œuvre. ni sur la façon de les prendre en compte.4.3) n'est pas claire sur les valeurs à adopter pour les défauts de pose. la valeur de γm = 1 est applicable dans le cadre du présent CCTP.2.2 Exemple de clause Point d'arrêt : .2. sur la base des normes NF EN et/ou simplement Nationales (voir § 5. Les valeurs forfaitaires suivantes sont donc proposées : • 0.Exemples de clauses à intégrer dans le chapitre "mise en œuvre" Article concerné du guide § 5.003 radian dans le cas des méthodes de pose dite conjuguées . . les déplacements seront augmentés dans les deux directions de ± 20 mm. La norme NF EN 1337-3 (§ 7.2 et 5.acceptation de la pose des appareils d'appui (réglage et implantation). le déplacement minimum à prendre en compte est de ± 50 mm dans la direction principale des déplacements résultant de l'ouvrage. Par ailleurs.5 de la norme NF EN 13373 "épaisseur des frettes".2. de définir un produit qui sera spécifique à son ouvrage et sera fabriqué uniquement pour celui-ci. Un Maître d'œuvre a tout loisir. Dans ce cas.3.acceptation des bossages des appareils d'appui .
Partie 2 : Actions sur les ponts.Détermination de la dureté apparente Shore A au moyen d'un duromètre de poche Appareils d'appui en élastomère fretté===============TR . • Les appareils d'appui à pot. Normes • • • • • • • • • NF EN 1337-1 – Appareils d'appui structuraux. – VIII-3 : Bossages des appareils d'appui . Sétra / LCPC. 0230 • MÉMOAR (Mémento pour la mise en œuvre sur ouvrages d'art). Réf.Détermination du fluage en compression – XP T 47. Recueil des règles de l'art. – VIII-4 : Vérinage/Calage.Actions sur les structures .806 . Utilisation sur les ponts.Eurocode 1 : Actions sur les structures .Calcul des structures en acier . • Instruction technique pour la surveillance et l'entretien des ouvrages d'art. 2002.Partie 1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments NF EN 1993-2 : Eurocode 3 . Sétra /LCPC 10/1978. Guide technique. Partie 1 : Indications générales NF EN 1337-2 . NF EN 1992-1-1 : Eurocode 2 .814 . F 7810.Calcul des structures en béton .Appareils d'appui structuraux. Août 2007 Réf.Partie 2 : Ponts métalliques (à paraître) NF EN 1991-1-5 : Eurocode 1 .Détermination de la condition de non-glissement – XP T 47._áÄäáçÖê~éÜáÉ= Documents généraux • Environnement des appareils d'appui en élastomère fretté. Décembre 2006. Partie 3 : Appareils d'appui en élastomère NF EN 1991-2 . Réf. Sétra.811 . Documents scientifiques et techniques.813 . viaducs et structures similaires. Sétra. dues au trafic et son annexe nationale (à paraître). 0734 – Annule et remplace le guide "Les appareils d'appui à pot de caoutchouc édité en septembre 1999".Partie 1-5 : Actions générales . • Note d'information technique n° 27 sur l'application nationale de la norme NF EN 1337 (appareils d'appui structuraux).807 . Seconde partie : Fascicule 13 "appareils d'appui". AFPC. Partie 2 : Eléments de glissement NF EN 1337-3 .Actions thermiques NF EN 1990 : Eurocodes structuraux : Bases de calcul des structures et NF EN 1990/A1 : Annexe A2 (application aux ponts) Série Appareils d'appui en caoutchouc : – T 47. 07/1994. • Appareils d'appui en caoutchouc.Détermination de la relaxation de contrainte en cisaillement. Voir plus particulièrement les fiches suivantes : – VIII-1 : Appareils d'appui en élastomère fretté . – XP T 47.Détermination de la résistance au brouillard salin – XP T 47.Appareils d'appui structuraux.
• Guide AFPS 92 pour la protection parasismique des Ponts.Bibliographie spécifique à l'annexe 1 • Loi n° 87-565 du 22 Juillet 1987 relative à (.) la prévention des risques majeurs..Dispositifs antisismiques TS===============Appareils d'appui en élastomère fretté .Calcul des structures pour leur résistance au séisme .Partie 2 : Ponts (à paraître) et son annexe nationale (à paraître). • Décret n° 91-461 du 14 Mai 1991 relatif à la prévention du risque sismique. • NF EN 1998-2 : Eurocode 8 . • Arrêté du 15 septembre 1995 relatif à la classification et aux règles de construction parasismique applicables aux ponts de la catégorie dite "à risque normal".. • PrEN 15129 .
setra.CTOA Conception graphique de la couverture : Philippe Masingarbe (Sétra) Impression : Caractère . © 2007 Sétra .BP 100 . equipement. • les principaux textes réglementaires ou normatifs de base . même partielle.télécopie : 33 (0)1 46 11 33 55 Référence : 0716 . • le principe des contrôles permettant le marquage CE . Enﬁn. rue Monge . Les éléments qu’il contient doivent permettre de dimensionner les appareils d’appui en élastomère fretté en vue d’une utilisation sur les ponts. il est complété par une série d’annexes traitant du dimensionnement de ce type d’appareils d’appui dans les zones sismiques. Document disponible au bureau de vente du Sétra 46 avenue Aristide Briand .gouv. de la durabilité des appareils d’appui en élastomère fretté complétés par un plan de glissement et d’exemples de rédactions d’articles à introduire dans les CCTP.France téléphone : 33 (0)1 46 11 31 53 .92225 Bagneux Cedex .BP 224 .15002 Aurillac Cedex L’autorisation du Sétra est indispensable pour la reproduction. de ce document.ISBN : 978-2-11-095820-4 Le Sétra appartient au Réseau Scientifique et Technique de l'Équipement . viaducs et les structures similaires.fr Ce guide technique est destiné essentiellement aux concepteurs de pont.2.service d'Études techniques des routes et autoroutes Sétra 46 avenue Aristide Briand BP 100 92225 Bagneux Cedex France téléphone : 33 (0)1 46 11 31 31 télécopie : 33 (0)1 46 11 31 69 internet : www. Ce document comprend essentiellement les éléments suivants : • une description sommaire des différents types d’appareils d’appui en élastomère fretté et des éventuels équipements particuliers qui lui sont liés .Dépôt légal : 3 ème trimestre 2007 .Prix de vente : 18  Crédit photos : Sétra . • une méthodologie de calcul dans un projet de pont avec des exemples d’application. • les critères de dimensionnement sur la base des projets de textes normatifs préparés par le CEN (Comité Européen de Normalisation) .
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