12.07.2015 Views

Appareils d'appui en béton - MEMOAR

Appareils d'appui en béton - MEMOAR

Appareils d'appui en béton - MEMOAR

SHOW MORE
SHOW LESS
  • No tags were found...

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

directionInstruction techniquelroùr la surveillance•^ et l'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> des ouvrages d'artDeuxième partieiscicule 13


Page laissée blanche int<strong>en</strong>tionnellem<strong>en</strong>t


! 1Instruction technique pour la surveillanceet l'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> des ouvrages d'artFascicule 13<strong>Appareils</strong> <strong>d'appui</strong>Docum<strong>en</strong>t diffusé parLe Laboratoire C<strong>en</strong>tralLe Service d'Études Techniquesdes Ponts et Chausséesdes Routes et Autoroutes58, boulevard Lefebvre 46, av<strong>en</strong>ue Aristide Briand - BP 100F-75732 PARIS Cedex 15 F- 92225 BAGNEUX CedexTéléphone : 01 40 43 50 20 ' Téléphone : 01 46 11 31 31Télécopie : 01 40 43 54 95 Télécopie : 01 46 11 31 69www.lcpc.frwww.setra.equipem<strong>en</strong>t.gouv.fr


Avertissem<strong>en</strong>tLe prés<strong>en</strong>t docum<strong>en</strong>t est l'un des fascicules dont l'<strong>en</strong>semble constitue la deuxièmepartie de l'Instruction technique pour la surveillance et l'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> des ouvrages d'art du19 octobre 1979 révisée. La liste de ces fascicules est la suivante :>- Fasc. 01. Dossiers d'ouvrage>- Fasc. 02. Généralités sur la surveillance>- Fasc. 03. Mesures de sécurité - Auscultation - Surveillance r<strong>en</strong>forcée -Haute surveillance>- Fasc. 04. Surveillance topométrique>- Fasc. 10. F'ondations <strong>en</strong> site aquatique>- Fasc. 11. F'ondations <strong>en</strong> site terrestre>- Fasc. 12. Appuis>* Fasc. 13. <strong>Appareils</strong> <strong>d'appui</strong>>- Fasc. 20. 5'one d'influ<strong>en</strong>ce - Accès - Abords>- Fasc. 21. Equipem<strong>en</strong>ts des ouvrages (protection contre les eaux - revêtem<strong>en</strong>ts -joints de chaussée et de trottoirs - garde-corps - dispositifs de ret<strong>en</strong>ue)>- Fasc. 30. Ponts et viaducs <strong>en</strong> maçonnerie>- Fasc. 31. Ponts <strong>en</strong> béton non armé et <strong>en</strong> béton armé>- Fasc. 32. Ponts <strong>en</strong> béton précontraint>> Fasc. 33. Ponts métalliques (acier, fer, fonte)>* Fasc. 34. Ponts susp<strong>en</strong>dus et ponts à haubans


" Fasc. 35. Ponts de secours>* Fasc. 40. Tunnels, tranchées couvertes, galeries de protection>- Fasc. 50. Buses métalliques>- Fasc. 51. Ouvrages de soutènem<strong>en</strong>t>- Fasc. 52. Déblais et remblais>* Fasc. 53. Ouvrages de protectionL'élaboration de ces fascicules est confiée à un groupe de travail placé sous laprésid<strong>en</strong>ce de M. Claude Bois, Ingénieur général des Ponts et Chaussées, membre de lamission d'inspection spécialisée des ouvrages d'art, dans lequel sont représ<strong>en</strong>tés :>• la MISOA,>- les directions départem<strong>en</strong>tales de l'Équipem<strong>en</strong>t,>- le réseau technique (CETE, SETRA, LCPC, CETU)>" la direction régionale de l'Équipem<strong>en</strong>t d'Ile-de-France,>- des maîtres d'ouvrages extérieurs (SNCF, RATP, Concessionnaires d'autoroutes).Le rapporteur du prés<strong>en</strong>t fascicule était : Mme Humbert (DREIF)Le groupe élaboration était constitué de Messieurs Fragnet (SETRA), Chabert (LCPC),Baneau (Laboratoire régional des Ponts et Chaussées de Bordeaux), Picard (DDE 78,puis DREIF).


Page laissée blanche int<strong>en</strong>tionnellem<strong>en</strong>t


SommaireChapitre 1 - Champ d'applicationChapitre 2 - Généralités2.1 - Particularité de la surveillance et de l'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong>2.2 - Fonctions des appareils <strong>d'appui</strong>2.2.1 - Les fonctions habituelles2.2.2 - Les fonctions optionnelles2.2.3 - Les dispositifs complém<strong>en</strong>taires2.2.4 - Schématisation des appareils <strong>d'appui</strong>2.3 - Dossier d'ouvrage11111111121313142.4 - Description des différ<strong>en</strong>ts types d'appareils <strong>d'appui</strong>2.4.1 - Les appareils <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong> caoutchouc frette2.4.1.1 - Frettage non adherisé par vulcanisation2.4.1.2 - Les appareils <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong> caoutchouc frette adherisé par vulcanisation2.4.1.3 - <strong>Appareils</strong> <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong> caoutchouc frette avec plan de glissem<strong>en</strong>t inox-PTFE2.4.2 - Les appareils <strong>d'appui</strong> à pot2.4.2.1 - Principe de fonctionnem<strong>en</strong>t2.4.2.2 - Différ<strong>en</strong>ts types de pots2.4.2.3 - Différ<strong>en</strong>ts types de guidage2.4.2.4 - Équipem<strong>en</strong>ts2.4.2.5 - Équipem<strong>en</strong>ts particuliers2.4.3 - Les appareils <strong>d'appui</strong> métalliques2.4.3.1 - À plaques métalliques2.4.3.2 - À balanciers à contact linéaire2.4.3.3 - À balanciers à rotule axiale2.4.3.4 - À rouleaux141414151819192021222222222323252.4.4 - Autres types d'appareils <strong>d'appui</strong> 25


Fascicule 13 - Instruction technique pour la surveillance et l'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> des ouvrages d'artChapitre 3 - Notions sur les causes et la nature des désordres 273.1 - Généralités 273.1.1-Préambule 273.1.2- Principe s généraux 273.1.2.1-<strong>Appareils</strong> <strong>d'appui</strong> 283.1.2.2-Structure 283.2 - Conditions générales de l'<strong>en</strong>vironnem<strong>en</strong>t 283.2.1 - Visibilité de l'appareil <strong>d'appui</strong> 283.2.2 - État de l'<strong>en</strong>vironnem<strong>en</strong>t immédiat 303.3 - Les appareils <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong> caoutchouc fretté 323.3.1 - Comportem<strong>en</strong>t des constituants 323.3.1.1- Comportem<strong>en</strong>t du caoutchouc 323.3.1.2 - Comportem<strong>en</strong>t des frettes <strong>en</strong> acier 333.3.1.3 - Comportem<strong>en</strong>t du système de liaison <strong>en</strong>tre les frettes <strong>en</strong> acierel les feuillets <strong>en</strong> caoutchouc 333.3.2 - Fonctionnem<strong>en</strong>t de l'appareil <strong>d'appui</strong> 343.3.2.1 - Répartition de la charge 343.3.2.2 - Distorsion 363.4 - Les appareils <strong>d'appui</strong> à pot 383.4.1 - Comportem<strong>en</strong>t des matériaux 383.4.2 - Fonctionnem<strong>en</strong>t de l'appareil <strong>d'appui</strong> 383.5 - Les parties glissantes 393.5.1 - Comportem<strong>en</strong>t des matériaux 393.5.2 - La fonction de glissem<strong>en</strong>t 413.6 - Les appareils <strong>d'appui</strong> métalliques 423.6.1-Comportem<strong>en</strong>t des matériaux 423.6.2 - Fonctionnem<strong>en</strong>t 433.6.2.1 - Dépassem<strong>en</strong>t des limites de fonctionnem<strong>en</strong>t des rouleauxou d'inclinaison des balanciers ou des galets 433.6.2.2 - Rupture de d<strong>en</strong>ts et de dispositif anti-cheminem<strong>en</strong>t 443.6.2.3 - Défaut d'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> 44Chapitre 4 - Surveillance 454.1 - Généralités 4514.2 - Les actions de surveillance organisée 454.2.1 - Contrôle annuel 45


Chapitre 2 - Généralités4.2.2 • Visite IQOA et visite spécifique 454.2.3 - Inspection détaillée 454.3 - Constatations 464.3.1 - Contrôle annuel 464.3.2 - Visite I.Q.O.A 464.3.3 - Inspection détaillée 464.3.3.1 - Inspection détaillée initiale 464.3.3.2 - Inspection détaillée périodique 48Chapitre 5 - Entreti<strong>en</strong> et réparation 515.1 - Entreti<strong>en</strong> 515.1.1 - L'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> courant 515.1.2 - L'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> spécialisé 515.2 - Réparation des appareils <strong>d'appui</strong> et de leur <strong>en</strong>vironnem<strong>en</strong>t 525.2.1-Vérinage 525.2.2 - Recalage des appareils <strong>d'appui</strong> 555.2.3 - Remise <strong>en</strong> état des appareils <strong>d'appui</strong> 555.2.4 - Remplacem<strong>en</strong>t des appareils <strong>d'appui</strong> 555.2.5 - Réfection des bossages 565.2.6 - Création de bossages d'appareils <strong>d'appui</strong> 57Annexe 1 - Bibliographie 59Annexe 2 - Représ<strong>en</strong>tation graphique des appareils <strong>d'appui</strong> 60Annexe 3 - Quelques autres types d'appareils <strong>d'appui</strong> 61A.3.1 - <strong>Appareils</strong> <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong> béton 61A.3.1.1 - Les articulations MESNAGER 61A.3.1.2 - Les articulations CONSIDERE 61A.3.1.3 - Les sections rétrécies de béton 62A.3.1.4 - Les articulations type CAQUOT 62A.3.1.5 - Les articulations doubles 63A.3.2 - <strong>Appareils</strong> <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong> acier 63A.3.2.1 - Les petits appareils <strong>d'appui</strong> 63A.3.2.2 - Les bielles 65A.3.3 - <strong>Appareils</strong> <strong>d'appui</strong> hybrides 65A.3.3.1 - Exemple d'appareil anti-soulèvem<strong>en</strong>t 66A.3.3.2 - Exemple d'appareil hybride acier-béton 66Annexe 4 - Liste des sigles utilisés 67Crédits photographiques


Page laissée blanche int<strong>en</strong>tionnellem<strong>en</strong>t


Chapitre 1 - Champ d'applicationChapitre 1Champ d'application1 i^es dispositions du prés<strong>en</strong>t fascicule s'appliqu<strong>en</strong>t aux appareils <strong>d'appui</strong> desouvrages d'art. Ces appareils <strong>d'appui</strong> font partie intégrante de la structure de l'ouvrage.Les appuis de pont et passerelles font l'objet du fascicule 12.Les ponts <strong>en</strong> béton armé, <strong>en</strong> béton précontraint, les ponts métalliques font l'objet defascicules spécifiques.L'<strong>en</strong>semble des fascicules permet donc de retrouver les dispositions applicables à lasurveillance et à l'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> des différ<strong>en</strong>tes parties de l'ouvrage.Le prés<strong>en</strong>t fascicule donne des indications sur les principaux types d'appareils <strong>d'appui</strong>,les causes et la nature de leurs désordres, leur surveillance, leur <strong>en</strong>treti<strong>en</strong> et leurréparation.L'annexe 3 s'attache à donner des informations sur quelques types d'appareils <strong>d'appui</strong>moins fréquemm<strong>en</strong>t r<strong>en</strong>contrés.Le prés<strong>en</strong>t docum<strong>en</strong>t n'est cep<strong>en</strong>dant pas exhaustif, et pour les cas particuliers, il convi<strong>en</strong>tde s'inspirer des recommandations cont<strong>en</strong>ues dans le prés<strong>en</strong>t fascicule.


Page laissée blanche int<strong>en</strong>tionnellem<strong>en</strong>t


Chapitre 2 - GénéralitésChapitre 2Généralités2.1 - Particularité de la surveillance et de l'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong>Les appareils <strong>d'appui</strong> ne constitu<strong>en</strong>t qu'une partie de l'ouvrage. Les observations faites àl'occasion de leur surveillance doiv<strong>en</strong>t donc être rattachées à celles faites sur le reste del'ouvrage.A ce titre, tous vices sur les appareils <strong>d'appui</strong> peuv<strong>en</strong>t faire l'objet d'un recours <strong>en</strong>responsabilité déc<strong>en</strong>nale.2.2 - Fonctions des appareils <strong>d'appui</strong>Un appareil <strong>d'appui</strong> est une partie de l'ouvrage qui Joue un grand rôle dans le fonctionnem<strong>en</strong>tde la structure <strong>en</strong> assurant la transmission des efforts du tablier aux appuis.La surveillance et l'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> des appareils <strong>d'appui</strong> nécessit<strong>en</strong>t donc de connaître leprincipe du fonctionnem<strong>en</strong>t de l'ouvrage. Celui-ci doit figurer dans son docum<strong>en</strong>tsignalétique et être consulté avant toute opération de surveillance des appareils <strong>d'appui</strong>.Afin de bi<strong>en</strong> analyser le fonctionnem<strong>en</strong>t d'une structure, il est primordial de bi<strong>en</strong>connaître le schéma théorique des possibilités de ses appareils <strong>d'appui</strong> et <strong>en</strong>suite des'assurer de la fonctionnalité des appareils.2.2.1 - Les fonctions habituelles-f Tansmlsslon des forces verticales(i)•f Rotation- dans une direction avec ou sans transmission de mom<strong>en</strong>ts,- dans toutes les directions avec ou sans transmission de mom<strong>en</strong>ts(2),-f Déplacem<strong>en</strong>ts (fig. 2.01)- fixes avec transmission des forces horizontales (déplacem<strong>en</strong>t nul) (fig. a),- unidirectionnels avec transmission des efforts perp<strong>en</strong>diculaires au s<strong>en</strong>s privilégié dedéplacem<strong>en</strong>t, ainsi que des efforts dus à la distorsion ou au frottem<strong>en</strong>t induits par ledéplacem<strong>en</strong>t et la variation d'exc<strong>en</strong>trem<strong>en</strong>t sur l'appui ou/et le tablier (fig. b),- multidirectionnels avec transmission des efforts dus à la distorsion ou au frottem<strong>en</strong>t etdes variations d'exc<strong>en</strong>trem<strong>en</strong>t (fig. c).('') Il peut s'agir d'efforts pratiquem<strong>en</strong>t perp<strong>en</strong>diculaires au plan de l'appareil <strong>d'appui</strong>, mais non verticaux, comme parexemple les appareils des ponts <strong>en</strong> arcs (<strong>en</strong> pied et <strong>en</strong> clé) et les appareils spécifiques de guidage.(2) Cette transmission de mom<strong>en</strong>t est une conséqu<strong>en</strong>ce de l'exist<strong>en</strong>ce des appareils <strong>d'appui</strong> mais pas une fonctionrecherchée de celui-ci.


Fascicule 13 - ln6.truction technique pour la surveillance et l'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> des ouvrages d'artFig. 2.01 f Fonctions habituelles des appareils <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong> matière de déplacem<strong>en</strong>ts.Une rotationDeux rotations1 degré de liberté 2 degrés de libertéa - Appareil <strong>d'appui</strong> fixe.Une rotation, une translationDeux rotations, une translation2 degrés de liberté 3 degrés de libertéb - Appareil <strong>d'appui</strong> - mobiles unidirectiorinels.Une rotation, deux translationsDeux rotations, deux translations3 degrés de liberté 4 degrés de libertéc - Appareil <strong>d'appui</strong> - mobiles multidirectionnels.2.2.2 - Les fonctions optionnelles•^ GuidageLorsqu'il est souhaitable que l'ouvrage se translate sur ses appuis avec un jeu transversalminime (quelques mm) on fait appel à un dispositif de guidage intégré à l'appareil ouindép<strong>en</strong>dant. Les exemples les plus connus sont les d<strong>en</strong>ts ou les rainures de guidage desappareils <strong>d'appui</strong> métalliques, ainsi que les clavettes ou les plaques de glissem<strong>en</strong>t guidéesdes appareils <strong>d'appui</strong> à pot unidirectionnel (cf. 2.4.2.3). Les ouvrages courbes possèd<strong>en</strong>tsouv<strong>en</strong>t des dispositifs de guidage intégrés à l'appareil ou constitués d'appareilsspécifiques.


Chapitre 2 - Généralités4 Anti-soulèvem<strong>en</strong>tCette fonction est recherchée dès qu'une réaction sur un appareil risque d'être négativeet d'<strong>en</strong>traîner un déplacem<strong>en</strong>t de la structure. C'est le cas des travées de rive de faibleportée d'ouvrages hyperstatiques, de nombreux ponts susp<strong>en</strong>dus, etc.2.2.3 - Les dispositifs complém<strong>en</strong>taires-f Anti-cheminem<strong>en</strong>tCe sont des dispositifs qui empêch<strong>en</strong>t le déplacem<strong>en</strong>t des appareils lorsque ceux-ci ne sontpas assez chargés. Par exemple, ces dispositifs sont nécessaires notamm<strong>en</strong>t sur lesappareils <strong>en</strong> caoutchouc fretté d'une travée de rive courte par rapport à sa travée adjac<strong>en</strong>tedans un système de travées continues, ouvrages très biais, dalle large, etc.4 ButéeCe sont des dispositifs qui limit<strong>en</strong>t les déplacem<strong>en</strong>ts sur appui à une valeur donnée. Ilstrouv<strong>en</strong>t généralem<strong>en</strong>t leur utilisation pour faire face à des situations exceptionnellestelles que les mouvem<strong>en</strong>ts sismiques, les inondations nécessitant une ret<strong>en</strong>ue du tablier etles chocs de bateaux. La butée est <strong>en</strong> général indép<strong>en</strong>dante de l'appareil <strong>d'appui</strong> porteur.••• Amortissem<strong>en</strong>tOn utilise parfois les capacités des appareils <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong> caoutchouc surtout pour desrisques sismiques.Les fonctions butée et amortissem<strong>en</strong>t peuv<strong>en</strong>t égalem<strong>en</strong>t être exercées par d'autresélém<strong>en</strong>ts que les appareils <strong>d'appui</strong>.2.2.4 - Schématisation des appareils <strong>d'appui</strong>Compte t<strong>en</strong>u des fonctions des différ<strong>en</strong>ts appareils <strong>d'appui</strong>, un schéma d'<strong>en</strong>semble de ceuxcipermet au visiteur de compr<strong>en</strong>dre le fonctionnem<strong>en</strong>t global de l'ouvrage et lesmouvem<strong>en</strong>ts att<strong>en</strong>dus sur chaque ligne <strong>d'appui</strong>.L'annexe 2 propose une représ<strong>en</strong>tation symbolique des différ<strong>en</strong>ts types d'appareils. Sonutilisation permet de créer des schémas d'<strong>en</strong>semble tels que les exemples de la figure2.02.a) Cas d'appareils <strong>en</strong> caoutchouc fretté (avec plan de glissetti<strong>en</strong>t sur culées/f 'rf 0b) Cas d'appareil <strong>d'appui</strong> à pot :0 ^ /0 / /0 ^ //•yV ^/T\^ ^/T\^ ^fT\^^_) ^\±)^ ^\^^ ^Vl/^••G*--«G*- Oc) Cas d'un schéma sans précision sur le type d'appareil <strong>d'appui</strong> :Fig. 2.02 -Exemple de représ<strong>en</strong>tationsctiématique des appareils <strong>d'appui</strong>(Voir annexe 2 pour lasignification des symiyoles).^ ^ /13


Fascicule 13 - Instruction technique pour la surveillance et l'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> des ouvrages d'art2.3 - Dossier d'ouvrageLes r<strong>en</strong>seignem<strong>en</strong>ts relatifs aux appareils <strong>d'appui</strong> figur<strong>en</strong>t dans le dossier d'ouvrage,notamm<strong>en</strong>t dans le docum<strong>en</strong>t signalétique. Ils sont importants pour connaître le principede leur fonctionnem<strong>en</strong>t. On doit y trouver notamm<strong>en</strong>t les valeurs de positions extrêmesdes appareils <strong>d'appui</strong> mises à jour à la fin de la construction ou de la réparation.Les recalages, les changem<strong>en</strong>ts d'appareils <strong>d'appui</strong> et toutes opérations les concernantdoiv<strong>en</strong>t donner lieu à des docum<strong>en</strong>ts versés au dossier d'ouvrage.2.4 - Description des différ<strong>en</strong>ts types d'appareils <strong>d'appui</strong>Seules les conceptions les plus courantes sont traitées dans le prés<strong>en</strong>t chapitre. Quelquesautres types d'appareils <strong>d'appui</strong> sont prés<strong>en</strong>tés <strong>en</strong> annexe 3. Compte t<strong>en</strong>u de la difficultédu classem<strong>en</strong>t, la prés<strong>en</strong>tation ne ti<strong>en</strong>t pas compte des fonctions des divers appareils.2.4.1 - Les appareils <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong> caoutchouc fretté(matériau parfois dénommé élastomère)Les fonctions habituelles (desc<strong>en</strong>te de charge, déplacem<strong>en</strong>t, rotation) sont assurées par depetits déplacem<strong>en</strong>ts élastiques (fig. 2.03).Fig. 2.03 - Déplacem<strong>en</strong>ts types des appareils <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong> caoutcliouc fretté.2.4.1.1 - Frettage non adhérisé par vulcanisation0 Grillage (début des années 50)Des grillages <strong>en</strong> fils tréfilés et étamés, le plus souv<strong>en</strong>t grillage GANTOIS® à mailles de4 mm <strong>en</strong>viron, sont disposés <strong>en</strong>tre des plaques de caoutchouc de 5 mm (fig. 2.04).Sous l'effet de la pression, les fils de grillage s'imprim<strong>en</strong>t dans le caoutchouc.Pour des raisons de commodité (transport, mise <strong>en</strong> place, etc.), les élém<strong>en</strong>ts empilés sontmaint<strong>en</strong>us solidaires aux quatre extrémités de l'appareil <strong>d'appui</strong> (attaches métalliques).Caoutchouc^, ^GrillageFig. 2.04 • Schéma d'un appareil <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong> caoutchouc fretté incluant un grillage.


•••^^«s^-rîriWf-^mw^Chapitre 2 - Généralités0LASTO® - PILE type NF (première fabrication au début des années 50)De format rectangulaire, ces appareils <strong>d'appui</strong> sont constitués par des empilages de plaquesde caoutchouc, avec interposition de tôles <strong>en</strong> acier inoxydable r<strong>en</strong>dues rugueuses par untraitem<strong>en</strong>t approprié.Les tôles intermédiaires de 1 mm d'épaisseur sont de dim<strong>en</strong>sions légèrem<strong>en</strong>t supérieuresaux plaques de caoutchouc. L'épaisseur totale des appareils <strong>d'appui</strong> est un multiple de 9,11 ou 13 mm, conformém<strong>en</strong>t à la figure 2.05.ft/? t6,o4'e = 9,11 ou 13 mmH = n(e+1)n = nombre de tôles de frottageFig. 2.05 - Schéma d'appareil <strong>d'appui</strong> de type UiSTC^ • PILE type NF."1 > j ''1 r\-l^/H• CARGO (-1958 à 1964)Les plaques intermédiaires de caoutchouc et de tôle métallique comport<strong>en</strong>t des nervures<strong>en</strong> croix s'incrustant les unes dans les autres (fig. 2.06).Plaque supérieure<strong>en</strong> élastomère (12 mm)Frette <strong>en</strong> aciergalvanisé (1 mm)Plaque intermédiaire(12 mm)Fig. 2.06 - Sc/iéma d'appareil <strong>d'appui</strong> de type CARGO.2.4.1.2 - Les appareils <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong> caoutchouc fretté adhérisé par vulcanisationLes premiers appareils dat<strong>en</strong>t de 1956.De par leur fabrication, trois classes d'appareil <strong>d'appui</strong> exist<strong>en</strong>t :- non <strong>en</strong>robé : frettes extérieures, chants métalliques appar<strong>en</strong>ts,- semi-<strong>en</strong>robé : abs<strong>en</strong>ce de frettes extérieures, chants métalliques appar<strong>en</strong>ts,- <strong>en</strong>robé : frettes non appar<strong>en</strong>tes.La conception diffère d'un fabricant à l'autre et d'un pays à l'autre. Pour le fonctionnem<strong>en</strong>t,on peut se référer aux docum<strong>en</strong>ts spécialisés cités <strong>en</strong> bibliographie.0Non <strong>en</strong>robéLes premières fabrications ont consisté à réaliser des plaques de caoutchouc mono-feuilletadhérisées à deux tôles minces.15


Fascicule 13 - Instruction technique pour la surveillance et l'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> des ouvrages d'artPour constituer un appareil <strong>d'appui</strong> permettant une déformation <strong>en</strong> cisaillem<strong>en</strong>t et unerotation plus importantes, les mono-feuillets ont été collés les uns sur les autres.Par la suite, plutôt que de coller les mono-feuillets <strong>en</strong>tre eux, la disposition suivante a étéadoptée au début des années 60 (fig. 2.07).'. t /?T/ - " " ^ . • < : ^^-^ ^ ^ ^ ^ - " " " ^ ^ ^ • ^. t.tg : épaisseur des frettes intermédiaires avec t^ = 2 à 4 mmtj/2 : épaisseur des frettes extérieurest| ; épaisseur des feuillets de caoutchouc avec t| = 8 à 20 mm^ ^ : : : : ^^ ^ ^ ^^^^^''iFig. 2.07 - Schéma d'un appareil <strong>d'appui</strong> fretté adhérisé par vulcanisation non <strong>en</strong>robé.Les frettes étai<strong>en</strong>t <strong>en</strong> acier ordinaire ou <strong>en</strong> acier inoxydable.Les appareils <strong>d'appui</strong> unitaires étai<strong>en</strong>t découpés dans une plaque mère d'<strong>en</strong>viron 1 m^ etsont reconnaissables par la couleur de la peinture de protection :- rouge : qualité Ponts et Chaussées,- verte : qualité Ponts Rails,- grise : frettage <strong>en</strong> acier inoxydable,-jaune : qualité Bâtim<strong>en</strong>t.Les productions ci-dessus ont été distribuées par la société STUP {via son caoutchoutiersous-traitant Pincet-Baratte).0Les appareils <strong>d'appui</strong> semi-<strong>en</strong>robés (fig. 2.08)Ils ont été introduits peu de temps après les précéd<strong>en</strong>ts et étai<strong>en</strong>t caractérisés par lesdispositions suivantes :^^,^'--''^,^^^^^—-"^^V2ti^.^-'^^ ^^^^""^^^„,-'-^- ^8t/2avec les mêmes valeurs t| et t^que pour les appareils décrits p 'écédemr l<strong>en</strong>t.F/9.2.08 - Schéma d'un appareil <strong>d'appui</strong> fretté adhérisé par vulcanisation semi-<strong>en</strong>robé.Ces appareils <strong>d'appui</strong> ont été distribués par la société CIPEC. Le plus souv<strong>en</strong>t, ils étai<strong>en</strong>tde couleur noire, mais ils ont parfois été peints suivant le même code de peinture queci-dessus.


Chapitre 2 - Généralités• Les appareils <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong>robés (fig. 2.09 et 2.10)De conception et fabrication étrangère (GUMBA, FIP, etc.), ce type d'appareil <strong>d'appui</strong> aété parfois utilisé avant 1990.ts:0'h'h2,5 mm mini2,5 mm mini2,5 mm mini• • « ^ ^Fig. 2.09 et 2.10 - Appareil <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong>robé.9 Les appareils <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong>robés conformes à la norme XP T 47.815Cette conformité à la norme peut être év<strong>en</strong>tuellem<strong>en</strong>t attestée par un avis technique duSETRA (1991-début 1993) puis la marque NF (à partir de mi 1993).Ils sont id<strong>en</strong>tiques aux appareils <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong>robés cités précédemm<strong>en</strong>t ; cep<strong>en</strong>dant,l'épaisseur d'<strong>en</strong>robage latéral a été portée à 5 mm nominal (minimum 4 mm) au lieu de 2,5mm. La majorité du type B de la norme a des feuillets extérieurs d'une épaisseur de tjT0Les appareils <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong>robés compr<strong>en</strong>ant des plaques d'acier extérieures épaisses (fig. 2.11)liées par vulcanisation à l'appareil <strong>d'appui</strong> pour assurer un rôle anti-cheminem<strong>en</strong>t ou antisoulèvem<strong>en</strong>tcorrespond<strong>en</strong>t au type C de la norme française (XPT 47.815).^^^^--^^^^-—-"'^'^^^,„---^^-—-^c^^^ . ^ • ^ - " ' ' ' ^1^ —^ -"^10 mm miniti_' 10 mm miniFig. 2.11 • Scliéma d'appareiis <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong>robés compr<strong>en</strong>ant des piaques d'acier extérieures épaisses.


Fascicule 13 - Instruction technique pour la surveillance et l'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> des ouvrages d'art2.4.1.3 • <strong>Appareils</strong> <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong> caoutchouc fretté avec plan de glissem<strong>en</strong>t inox-PTFEIl s'agit d'apfiareils <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong> caoutchouc fretté adhérisé par vulcanisation et comportantun plan de glissem<strong>en</strong>t inox-polytétrafluoréthylène (PTFE commercialisé le plus souv<strong>en</strong>tsous la marque TÉFLON®).Le bloc <strong>en</strong> caoutchouc (correspondant aux configurations A, B, C, ou D du paragrapheprécéd<strong>en</strong>t) est surmonté d'une feuille de PTFE. Elle est :-dans le cas d'un feuillet supérieur <strong>en</strong> caoutchouc adhérisée par vulcanisation ouév<strong>en</strong>tuellem<strong>en</strong>t collée.- dans le cas d'une fretté extérieure soit collée, soit collée et <strong>en</strong>castrée, soit simplem<strong>en</strong>t<strong>en</strong>castrée.La plaque de glissem<strong>en</strong>t est constituée d'une tôle épaisse <strong>en</strong> acier et sur sa partie inférieured'une feuille <strong>en</strong> acier inoxydable avec ou sans interposition d'un feuillet de caoutchouc.Il existe ou pas des dispositifs de protection et de préréglage (fig. 2.12).Ils sont commercialisés sous les dénominations suivantes : ALVÉOFLON® (CIPEC),NÉOFLON® (STUP), ACIER TÉFLON® (FIP), etc. (fig. 2.13).PTFEalvéolé ou nonFace inox polie(châssis)Fig. 2.12 - Plan de glissem<strong>en</strong>t inox-PTFE.Elastomère moussede protectionPlaque de glissem<strong>en</strong>t^^^^^=^:;^ /^ - - • '' ^ ^ >^ ^ "" •-^^"^^~^^5>>^^^^^^^-^Assemblage 6!t préréglagepar tige filetée nylon ou laiton(qui sont coupées après mise <strong>en</strong> place ) /^^^^^^^^^^A^Ï;^^\x^BIc )c support TÉFLONFig. 2.13- Appareil <strong>d'appui</strong> NÉOFLOfP et son dispositif de protection et de préréglage.


Chapitre 2 - Généralités2.4.2 - Les appareils <strong>d'appui</strong> à potLes premiers appareils <strong>d'appui</strong> à pot sont apparus au début des années 60. Chaquefabricant id<strong>en</strong>tifie ses appareils par divers codes qui indiqu<strong>en</strong>t la fonction et év<strong>en</strong>tuellem<strong>en</strong>tle type de fabrication et la charge de l'appareil.2.4.2.1 - Principe de fonctionnem<strong>en</strong>tCe type d'appareil <strong>d'appui</strong> est constitué d'une embase métallique <strong>en</strong> forme de potcylindrique de faible hauteur (fig. 2.14).Dans ce cylindre est <strong>en</strong>serré un coussin <strong>en</strong> caoutchouc avec un joint périphérique pourassurer l'étanchéité. Le piston (ou couvercle) emboîté avec un très faible jeu dans le pots'appuie sur le coussin et va transmettre les charges avec possibilité de rotation.Le coussin, emprisonné <strong>en</strong>tre le piston et le pot, se comporte théoriquem<strong>en</strong>t comme un fluide.La majorité de ces coussins sont <strong>en</strong> caoutchouc naturel, certains plus anci<strong>en</strong>s sont <strong>en</strong>polychloropr<strong>en</strong>e. Les joints périphériques sont le plus souv<strong>en</strong>t <strong>en</strong> laiton ou <strong>en</strong> acierinoxydable.Dans cette configuration, la fonction de l'appareil se limite à un rôle <strong>d'appui</strong> fixe. Pourpermettre la fonction de déplacem<strong>en</strong>t, on <strong>en</strong>grave dans la partie supérieure du piston undisque de PTFE sur lequel va glisser une plaque <strong>en</strong> acier dont la surface de contact avecle PTFE alvéolé ou non et graissé est <strong>en</strong> général <strong>en</strong> acier inoxydable (acier austénitique).Cette plaque d'acier est fixée sur son support par collage, vissage, soudage, etc.Système de guidagePlaque de glissem<strong>en</strong>tFeuille de PTFEPartie glissem<strong>en</strong>tavec type deguidage latéralPiston / couvercle du potCoussin <strong>en</strong> caoutchoucJointPotPlatine inférieureHPî. Joint mousse év<strong>en</strong>tuelSystème de mesure év<strong>en</strong>tuelFig. 2.14 - Composition schématique d'un appareil <strong>d'appui</strong> à pot.


Fascicule 13 - Instruction technique pour la surveillance et l'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> des ouvrages d'artLe glissem<strong>en</strong>t est possible dans toutes les directions (appareil multidirectionnel) ou dansune seule direction (appareil unidirectionnel) si l'appareil possède un dispositif de guidage.Il est toujours souhaitable de minimiser les jeux de guidage et d'ori<strong>en</strong>ter le s<strong>en</strong>s du glissem<strong>en</strong>tpossible vers l'appareil <strong>d'appui</strong> fixe, par exemple dans le cas des ponts courbes.Selon l'importance des efforts horizontaux, les appareils sont ancrés soit par simplefrottem<strong>en</strong>t avec la structure, soit par une boulonnerie et des pattes de scellem<strong>en</strong>t(ces ancrages devrai<strong>en</strong>t être disposés de manière à permettre, <strong>en</strong> principe, le démontagede l'appareil),Nota- Dans certains cas, ie guidage n'est pas dans le s<strong>en</strong>s longitudinal de l'ouvrage ; il peut aussi assurer le rôlede point fixe vis-à-vis des efforts horizontaux longitudinaux.- La coupe montre un appareil <strong>d'appui</strong> à pot sans sa partie de glissem<strong>en</strong>t.• Sur les appareils fixes, le piston est parfois situé sur l'appui et le pot sous le tablier.2.4.2.2 - Différ<strong>en</strong>ts types de potsLa plupart du matériel <strong>en</strong> place est constituée par des pots usinés dans une plaque de forteépaisseur formant un <strong>en</strong>semble monolithique (fig. 2.15).Il existe égalem<strong>en</strong>t des modèles avec une virole boulonnée ou soudée (fig. 2.16).Fig. 2.15 • Appareil <strong>d'appui</strong> à pot avec plaque de glissem<strong>en</strong>tsans guidage (multidirectionnel) <strong>en</strong> pot monolithique.Virole boulonnéeVirole soudée^Fig. 2.16 • Modèles de virole boulonnée ou soudée.


Chapitre 2 - Généralités2.4.2.3 - Différ<strong>en</strong>ts types de guidage2.4.2.3.1 - Guidage c<strong>en</strong>tral- guidage par clavette c<strong>en</strong>trale fixée au piston par boulons à serrage contrôlé ou parsoudage (fig. 2.17). Dans ce cas, la clavette est parfois <strong>en</strong> plusieurs élém<strong>en</strong>ts.- guidage c<strong>en</strong>tral par usinage de la plaque de glissem<strong>en</strong>t et <strong>en</strong>gravure dans le piston(fig. 2.18)./^ ••••• . :r' •• - . • - .'T• • \• • • . ' • • • . * ' . ^^Fig. 2.17- Appareil <strong>d'appui</strong> à pot avec plaque de glissem<strong>en</strong>t à guidage c<strong>en</strong>tral.Plaque de glissem<strong>en</strong>tPlaque <strong>en</strong> acier inoxydablePTFEPistonPlaque support <strong>en</strong> bronzeimprégnée et recouverted'un mélange PTFE / plombFig. 2.18 • Exemple détaillé d'un guidage c<strong>en</strong>tral usiné dans la masse.2.4.2.3.2 - Guidage latéral (fig. 2.19)- plaques boulonnées,- plaques soudées,- plaque de glissem<strong>en</strong>t usinée dans la masse.Fig. 2.19 - Appareil <strong>d'appui</strong> à pot avec plaque de glissem<strong>en</strong>t à guidage latéral.21


Fascicule 13 - Instruction technique pour la surveillance et l'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> des ouvrages d'art2.4.2.4 - Equipem<strong>en</strong>ts- L'interstice <strong>en</strong>tre le pot et le piston est muni d'un joint (<strong>en</strong> général joint mousse) quiprotège les zones de contact piston-virole <strong>en</strong> acier nu et de faible rugosité.- Un index de déplacem<strong>en</strong>t est maint<strong>en</strong>ant installé sur chaque appareil <strong>d'appui</strong> non fixe<strong>en</strong> application, par anticipation, des pr EN 1337.2 et 1337.5.- Le plus souv<strong>en</strong>t un soufflet ou une jupe protège l'<strong>en</strong>semble de l'appareil des poussières,notamm<strong>en</strong>t les élém<strong>en</strong>ts de glissem<strong>en</strong>t.- Une plaque d'id<strong>en</strong>tification.2.4.2.5 - Équipem<strong>en</strong>ts particuliers- Mesure des réactions verticales : un dispositif intégré mesure les variations de pressionsur le coussin de caoutchouc.- Appareil réglable <strong>en</strong> hauteur pour résoudre certaines difficultés particulières.- Appareil anti-soulèvem<strong>en</strong>t,: des dispositifs spéciaux sont prévus par certains constructeurspour repr<strong>en</strong>dre des efforts verticaux de soulèvem<strong>en</strong>t de faible importance. Parexemple, des taquets circulaires bloquant le soulèvem<strong>en</strong>t du piston, tout <strong>en</strong> permettantles rotations de celui-ci par rapport au pot.2.4.3 - Les appareils <strong>d'appui</strong> métalliques2.4.3.1 • À plaques métalliques (fig. 2.20)Ce sont les plus simples. On les r<strong>en</strong>contre sur les ouvrages anci<strong>en</strong>s de dim<strong>en</strong>sions modestesavec des longueurs dilatables dépassant rarem<strong>en</strong>t 20 m et des desc<strong>en</strong>tes de charge répartiessur un assez grand nombre de points.Ils sont constitués d'une plaque de plomb ou de zinc pour les plus anci<strong>en</strong>s ou de deuxplaques glissant les unes sur les autres. En cas de rotation de flexion, la surface de contactse réduit à une ligne.Plus rarem<strong>en</strong>t, ils peuv<strong>en</strong>t être constitués d'un plan et d'une surface cylindrique. Cesappareils <strong>d'appui</strong> rempliss<strong>en</strong>t une fonction <strong>d'appui</strong> fixe.Ces plaques métalliques sont constituées, <strong>en</strong> général, des matériaux suivants :- plomb,- zinc,- acier doux jusqu'à la nuance E 26*^',- acier moulé,Ces appareils exist<strong>en</strong>t soit sous forme <strong>d'appui</strong> ponctuel ou <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong> bande.JIMSans rotationAvec rotationFig. 2.20 - Appareil <strong>d'appui</strong> à plaques métalliiques.(^^Cette dénomination correspond à un acier compris <strong>en</strong>tre les nuances S 235 et S 275.22


Chapitre 2 - Généralités2.4.3.2 - À balanciers à contact linéaire (fig. 2.21)Ils sont composés d'une surface cylindre roulant sur une surface plane.Ils permett<strong>en</strong>t la rotation dans une direction et assur<strong>en</strong>t la fonction <strong>d'appui</strong> fixe.Le guidage est assuré par des goujons ou des d<strong>en</strong>ts.Ces appareils sont <strong>en</strong>core fabriqués <strong>en</strong> France; ils sont actuellem<strong>en</strong>t usinés dans des tôlesépaisses de nuance S 355.Balancier supérieurBaiancier inférieur -Fig. 2.21 - Appareil <strong>d'appui</strong> à balanciers à contact linéaire.2.4.3.3 - À balanciers à rotule axiale (fig. 2.22)Utilisés seuls, ils jou<strong>en</strong>t le rôle d'appareil <strong>d'appui</strong> fixe. En général, ils comport<strong>en</strong>t unguidage qui empêche un cheminem<strong>en</strong>t de l'axe. On les r<strong>en</strong>contre conjugués avec un plande glissem<strong>en</strong>t constitué de rouleaux multiples, pour assurer <strong>en</strong> plus la fonction de déplacem<strong>en</strong>tlongitudinal (cf. paragraphe 2.4.3.4.D).< Balancier supérieurRotule ou Axe^Balancier inférieurFig. 2.22 - Appareil <strong>d'appui</strong> à balanciers à rotule axiale.23


Fascicule 13 - Instruction technique pour la surveillance et l'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> des ouvrages d'artFig. 2.23 - <strong>Appareils</strong> <strong>d'appui</strong> à rouleaux.Balancier supérieura - Appareil <strong>d'appui</strong> à rouieau simple.b • Appareil <strong>d'appui</strong> à rouleau simple tronqué.c • Appareil <strong>d'appui</strong>à rouleau à côtés aplatisd • Rouleaux multiples surmontésde balancier à rotule axiale.k-7///\/7V//)//////V//>///71/ / / / / / / 1 ,^ J L J L J L Jd • Rouleaux multiples reliés par des bielles.


Chapitre 2 - Généralités2.4.3.4 - à rouleaux (fig. 2.23)Ils exist<strong>en</strong>t <strong>en</strong> nombreuses versions. Ils assur<strong>en</strong>t à la fois le déplacem<strong>en</strong>t longitudinal etla rotation d'axe transversal dû à la flexion du tablier.a) rouleau simple, exemple avec système de guidage.b) rouleau simple tronqué (ou galet)Il est parfois appelé, à tort, p<strong>en</strong>dule ou balancier.Le rouleau peut être aussi appelé galet. Ils sont <strong>en</strong>core utilisés comme appareils <strong>d'appui</strong>mobile d'ouvrages d'art dont les appareils de l'appui fixe sont constitués de balanciers àcontact linéaire ou cylindrique.c) rouleau à côtés aplatis (ou p<strong>en</strong>dule)Son intérêt est de diminuer la pression sur la ligne de contact avec la même hauteur. Si larotation est importante, le tablier subit un léger soulèvem<strong>en</strong>t.NotaEn abs<strong>en</strong>ce de plan, il est parfois bi<strong>en</strong> difficile de les différ<strong>en</strong>cier des rouleaux tronqués.d) appareils <strong>d'appui</strong> à rouleaux multiplesIls sont surmontés d'une rotule ou d'un autre dispositif permettant la rotation. Les inégalitésde répartition sur les rouleaux conduis<strong>en</strong>t actuellem<strong>en</strong>t à limiter les effets descharges de calculs aux deux tiers de la charge nominale.Sur certains rouleaux multiples, les rouleaux sont reliés par une bielle c<strong>en</strong>trée ou deuxbielles exc<strong>en</strong>trées dans le cas de cylindres tronqués.2.4.4 - Autres types d'appareils <strong>d'appui</strong>Il existe d'autres configurations dont les plus représ<strong>en</strong>tatives sont données <strong>en</strong> annexe 3telles que les sections rétrécies de béton, les bielles, etc.


Page laissée blanche int<strong>en</strong>tionnellem<strong>en</strong>t


Chapitre 3 - Notions sur les causes et la nature des désordresChapitre 3Notions sur les causeset la nature des désordres3.1 - Généralités3.1.1 -PréambuleLe prés<strong>en</strong>t chapitre ne traite que des appareils <strong>d'appui</strong> des types les plus couramm<strong>en</strong>tutilisés sur les ponts :- les appareils <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong> caoutchouc fretté,- les appareils <strong>d'appui</strong> à pot de caoutchouc,- et les principaux types d'appareils <strong>d'appui</strong> métalliques.Les appareils <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong> béton ne sont pas traités dans ce chapitre compte t<strong>en</strong>u de leursparticularités et du faible nombre d'ouvrages concernés. On se rapportera à l'annexe 3 quidonne leurs principales pathologies et au fascicule 31 pour les désordres liés à la naturedu matériau (béton armé). Par ailleurs, comme beaucoup de ces appareils <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong> bétonont un fonctionnem<strong>en</strong>t similaire à celui des appareils <strong>d'appui</strong> métalliques, on peututilem<strong>en</strong>t se reporter au paragraphe 3.6 pour la cause et la nature des désordres liés à leurfonctionnem<strong>en</strong>t.3.1.2 - Principes générauxUn appareil <strong>d'appui</strong> est une partie de l'ouvrage qui joue un grand rôle dans le fonctionnem<strong>en</strong>tde la structure. Mais cette partie d'ouvrage prés<strong>en</strong>te la particularité d'être un<strong>en</strong>semble mécanique qui a été fabriqué dans une usine suivant des tolérances qui sontcelles inhér<strong>en</strong>tes à la mécanique de précision, selon des spécifications propres au produitou définies dans des normes pour les plus réc<strong>en</strong>ts. Les appareils <strong>d'appui</strong> ne sont pasfabriqués <strong>en</strong> fonction de l'ouvrage mais indép<strong>en</strong>damm<strong>en</strong>t de celui-ci. De ce fait, il y auraune interface à régler <strong>en</strong>tre ce produit manufacturé et la structure réalisée sur site.Un appareil <strong>d'appui</strong> doit permettre des mouvem<strong>en</strong>ts dans différ<strong>en</strong>tes directions et ce, dansun <strong>en</strong>vironnem<strong>en</strong>t sévère et agressif. Pour répondre à cette exig<strong>en</strong>ce il existe plusieurs typesde conceptions {cf. chapitre 2). Les causes et la nature des désordres vont être aussivariables <strong>en</strong> fonction de ces conceptions et des constitutions.Il est donc difficile de définir des causes et des natures de désordres pour les appareils<strong>d'appui</strong> d'une façon générale ; on ne peut le faire qu'au niveau des différ<strong>en</strong>ts typesd'appareils <strong>d'appui</strong>.


Fascicule 13 - Instruction technique pour la surveillance et l'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> des ouvrages d'artCep<strong>en</strong>dant, quel que soit l'appareil <strong>d'appui</strong>, les désordres ont pour origine l'une descauses suivantes :3.1.2.1 - <strong>Appareils</strong> <strong>d'appui</strong>- défaut de conception et/ou de dim<strong>en</strong>sionnem<strong>en</strong>t,- défaut de comportem<strong>en</strong>t et/ou durabilité insuffisante du (des) matériau(x) constitutif(s),- désordres consécutifs à des défauts de pose.3.1.2.2-StructureDes anomalies de fonctionnem<strong>en</strong>t de la structure (mouvem<strong>en</strong>t de culée, dilatationanormale de l'ouvrage, choc accid<strong>en</strong>tel sur une pile, etc.) peuv<strong>en</strong>t <strong>en</strong>traîner des désordressur les appareils <strong>d'appui</strong>. C'est par un exam<strong>en</strong> att<strong>en</strong>tif de l'état de l'appareil <strong>d'appui</strong> et deson fonctionnem<strong>en</strong>t que l'on peut souv<strong>en</strong>t mettre <strong>en</strong> évid<strong>en</strong>ce ces désordres de fonctionnem<strong>en</strong>t,parfois importants, de la structure pouvant être à l'origine de graves problèmes.3.2 - Conditions générales de l'<strong>en</strong>vironnem<strong>en</strong>tLes causes et la nature des désordres sur les appareils <strong>d'appui</strong> ont très fréquemm<strong>en</strong>t uneexplication au niveau de l'état de l'<strong>en</strong>vironnem<strong>en</strong>t immédiat autour de l'appareil <strong>d'appui</strong>.Celui-ci intervi<strong>en</strong>t <strong>en</strong> effet pour les deux raisons ci-après :- le comportem<strong>en</strong>t ou l'état des parties de la structure à proximité immédiate de l'appareil<strong>d'appui</strong> peut expliquer le comportem<strong>en</strong>t et le fonctionnem<strong>en</strong>t de l'appareil <strong>d'appui</strong>,- l'état de cet <strong>en</strong>vironnem<strong>en</strong>t peut, à court ou moy<strong>en</strong> terme, initier certains désordres surles appareils <strong>d'appui</strong>.C'est pourquoi, dans ce chapitre, l'étude des causes et de la nature des désordres a étéélargie à l'<strong>en</strong>vironnem<strong>en</strong>t immédiat de l'appareil <strong>d'appui</strong>.3.2.1 - Visibilité de l'appareil <strong>d'appui</strong>Pour pouvoir visiter et/ou inspecter les appareils <strong>d'appui</strong>, il faut pouvoir les voir, or levisiteur est souv<strong>en</strong>t devant des appareils <strong>d'appui</strong> impossibles à voir, ou inaccessibles, oudifficilem<strong>en</strong>t visibles (fig. 3.01).Cette situation est très souv<strong>en</strong>t le cas des appareils <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong> caoutchouc fretté mis <strong>en</strong>œuvre sur des ouvrages conçus avant la publication des règles d'installation incluses dansle docum<strong>en</strong>t « Environnem<strong>en</strong>t des appareils <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong> caoutchouc fretté »('*).Fig. 3.01 -Abs<strong>en</strong>ce de bossage.28(4) Cf. Bibliographie.


Chapitre 3 - Notions sur les causes et la nature des désordresEn principe, la visibilité des appareils <strong>d'appui</strong> aura été r<strong>en</strong>due possible d'une part par uneconception appropriée de la tête de pile et, d'autre part, par le dégagem<strong>en</strong>t autour del'appareil <strong>d'appui</strong> à l'achèvem<strong>en</strong>t de l'ouvrage. Pour cet état des lieux à la réception : voirle chapitre 4 ci-après.Cep<strong>en</strong>dant, il existe tout un parc d'ouvrages pour lequel ces règles de base ne sont pasrespectées, c'est pourquoi il arrive <strong>en</strong>core que les appareils <strong>d'appui</strong> soi<strong>en</strong>t masqués par desélém<strong>en</strong>ts ayant servi à leur mise <strong>en</strong> place ou par des méthodes de pose inadaptées :- coffrages <strong>en</strong> contre-plaqué ou <strong>en</strong> polystyrène expansé (fig. 3.02),- sable parfois imprégné de coulis de cim<strong>en</strong>t,- béton,-etc.Il importe, avant tout, de dégager les appareils <strong>d'appui</strong> de ces élém<strong>en</strong>ts qui empêch<strong>en</strong>ttoutes observations sérieuses et, si cela n'a pas été fait lors de la réception, l'état des lieuxsera mis <strong>en</strong> conformité une fois pour toutes.Il existe aussi des habillages ou des parem<strong>en</strong>ts qui masqu<strong>en</strong>t ou empêch<strong>en</strong>t touteaccessibilité.Enfin, certains appareils <strong>d'appui</strong> comport<strong>en</strong>t des jupes de protection, voire, dans certainscas particuliers, des protections contre le feu, dont le démontage n'a pas été prévu et quir<strong>en</strong>d<strong>en</strong>t impossible la visite de l'appareil <strong>d'appui</strong> {cf. chapitre 4).Des accès sont nécessaires et devront, là aussi, être aménagés pour faciliter le passage{cf. fig. 3.03 et chapitre 4).Fig. 3.02 •Coffrage<strong>en</strong> polystyrène expansé.Fig. 3.03 •Accès aménagépour effectuer la visitedes appareils <strong>d'appui</strong>.


Fascicule 13 • Instruction technique pour la surveillance et l'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> des ouvrages d'art3.2.2 - État de l'<strong>en</strong>vironnem<strong>en</strong>t immédiatCette vérification de l'état de l'<strong>en</strong>vironnem<strong>en</strong>t immédiat de l'appareil <strong>d'appui</strong> est à fairesystématiquem<strong>en</strong>t lors de la réception du pont (cf. chapitre 4).Si des anomalies sont constatées sur un ouvrage déjà anci<strong>en</strong> et dont la réception a étéprononcée depuis longtemps, il faut vérifier si l'appareil <strong>d'appui</strong> r<strong>en</strong>d les services qu'onatt<strong>en</strong>d et faire une analyse technico-économique mettant <strong>en</strong> avant le coût de la remise <strong>en</strong>état par rapport à l'avantage d'un fonctionnem<strong>en</strong>t correct et durable de l'appareil <strong>d'appui</strong>.Lors des visites ou inspections, les points suivants doiv<strong>en</strong>t être notés (<strong>en</strong> sus des défautscités au chapitre 4 et détectés lors de l'inspection détaillée initiale) ; le point le plus importantporte sur les bossages dont l'état peut avoir une influ<strong>en</strong>ce sur le bon fonctionnem<strong>en</strong>tdes appareils <strong>d'appui</strong> :- éclat de béton des piles au ras des bossages (fig. 3.04). Ce désordre est consécutif à desdéfauts de répartition de charge, de frettage insuffisant, etc.,- détérioration des bossages : fracture, fissuration, épaufrure, etc. Ce désordre est consécutifà des défauts de répartition de charge, de frettage insuffisant, etc.,- oxydation des tôles de calages (fig. 3.05),- contamination par des eaux, boues, gravats,-etc.Fig. 3.04 •Éclat du bétonde la pile au ras du bossage.':' ^ ' » "• V.Fig. 3.05 -Oxydationdes tôles de calage.^^^^^B


Chapitre 3 - Notions sur les causes et la nature des désordresSauf exception (fig. 3.06), ces désordres ne mett<strong>en</strong>t pas <strong>en</strong> péril l'ouvrage dans l'immédiat,ils n'ont pas un caractère d'urg<strong>en</strong>ce ; cep<strong>en</strong>dant, faute de réparation, ils peuv<strong>en</strong>t générerdes défauts plus graves, aussi il paraît judicieux de programmer, à court terme, la remise<strong>en</strong> état des élém<strong>en</strong>ts de l'<strong>en</strong>vironnem<strong>en</strong>t de l'appareil <strong>d'appui</strong>. En ce qui concerne lescontaminations par les v<strong>en</strong>ues d'eaux, on recherche les origines de ces v<strong>en</strong>ues d'eaux (oude gravats) : joints de chaussées non étanches, évacuations d'eau défectueuses ou malconçues (fig. 3.07), etc. pour les traiter.Fig. 3.06 • Bossage éclaté sous un appareil <strong>d'appui</strong> à potnécessitant un traitem<strong>en</strong>t d'urg<strong>en</strong>ce./.Fig. 3.07-Évacuation d'eau mal conçue.


Fascicule 13 - Instruction tecfinique pour la surveillance et l'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> des ouvrages d'art3.3 - Les appareils <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong> caoutchouc fretté3.3.1 - Comportem<strong>en</strong>t des constituants3.3.1.1 - Comportem<strong>en</strong>t du caoutchoucLe principal désordre est l'apparition de fissures ouL'origine possible de ces fissures est :: gerçures » des bourrelets des feuillets.- un excès de compression,- plus rarem<strong>en</strong>t, une mauvaise t<strong>en</strong>ue de la formulation aux effets de l'ozone avec unefissuration caractéristique à 45° (fig. 3.08) ; <strong>en</strong> général, la profondeur de la fissure restelimitée à 1 à 2 cm et on peut laisser <strong>en</strong> place sous réserve d'un suivi régulier pour noterl'év<strong>en</strong>tuelle évolution anormale du phénomène. Il faut signaler la prés<strong>en</strong>ce év<strong>en</strong>tuelle delignes électriques aéri<strong>en</strong>nes non gainées (moy<strong>en</strong>ne et haute t<strong>en</strong>sion) à proximité quipeuv<strong>en</strong>t <strong>en</strong>traîner une prés<strong>en</strong>ce d'ozone qui peut <strong>en</strong>dommager le caoutchouc. On peut<strong>en</strong>visager de réaliser une protection de l'appareil <strong>d'appui</strong> à l'aide de mastic souplecompatible avec le caoutchouc.- si la fissure est rectiligne et parallèle au plan de frettage, elle peut prov<strong>en</strong>ir soit d'unéclatem<strong>en</strong>t de feuillets par excès de compression (rare), soit d'un problème de fabricationrésultat d'une pollution (graisse, etc.) <strong>en</strong>tre deux feuilles de calandres ayant servi àla confection d'un feuillet élém<strong>en</strong>taire^^) (fig. 3.09). Comme ce désordre peut affectertoute la surface de la feuille calandrée, il peut être grave <strong>en</strong> <strong>en</strong>traînant une rupture dansle plan horizontal de l'appareil <strong>d'appui</strong>. Il se détecte lors du premier chargem<strong>en</strong>t et auraitdû donc conduire, <strong>en</strong> bonne logique, à un rejet du produit avant la réception.Fig. 3.08-Mauvaise t<strong>en</strong>uede ia formulationdu caoutchoucaux effets de l'ozone.Fig. 3.09 •Fissure d'un feuilletélém<strong>en</strong>taire parallèleau plan de frettage.(^) Pour fabriquer un feuillet d'épaisseur nominale d'un appareil <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong> caoutchouc fretté, on empile une ouplusieurs feuilles calandrées. Bi<strong>en</strong> souv<strong>en</strong>t, on peut distinguer la trace du polyane de protection.


Chapitre 3 - Notions sur les causes et la nature des désordres3.3.1.2 • Comportem<strong>en</strong>t des frettes <strong>en</strong> acierNe sont concernés que les appareils <strong>d'appui</strong> découpés dans une plaque mère{cf. paragraphe 2.4.1.2) ou comportant une frette extérieure {cf. paragraphe 2.4.1.2).Les désordres port<strong>en</strong>t sur la t<strong>en</strong>ue à la corrosion soit des chants des frettes, soit desfrettes extérieures.À partir d'un certain degré de corrosion, ces appareils doiv<strong>en</strong>t être changés (fig. 3.10). Pourprotéger le chant des frettes des appareils <strong>d'appui</strong> à demi-feuillet extérieur, on peut traiterles chants avec une pâte bitumineuse de protection (un mastic copolymère acrylique <strong>en</strong>émulsion).Pour éviter une corrosion des chants des frettes, il était mis <strong>en</strong> œuvre^^^ une peinture deprotection dont la t<strong>en</strong>ue sous la formation des bourrelets et la distorsion était particulièrem<strong>en</strong>tmauvaise. Son écaillage ou son faï<strong>en</strong>çage n'est pas grave. On peut, si nécessaire,la remplacer par une protection <strong>en</strong> mastic.Ce désordre ne devrait plus se voir avec les appareils <strong>d'appui</strong> complètem<strong>en</strong>t <strong>en</strong>robés.Cep<strong>en</strong>dant, il y a les frettes extérieures des appareils <strong>d'appui</strong> v<strong>en</strong>ant sur des taquets(dispositifs anti-cheminem<strong>en</strong>t) qui sont donc non <strong>en</strong>robés et sujets à des désordres dus àla corrosion.3.3.1.3 - Comportem<strong>en</strong>t du système de liaison <strong>en</strong>tre les frettes <strong>en</strong> acieret les feuillets <strong>en</strong> caoutchoucOn peut relever des glissem<strong>en</strong>ts relatifs frettes/feuillets des élém<strong>en</strong>ts constitutifs del'empilage (pour les appareils <strong>d'appui</strong> à frettage non adhérisé par vulcanisation: Lasto®,Gantois®, Cargo®, etc.) ou la rupture du plan d'adhérisation (fig. 3.11).Fig. 3.10-Corrosion des frettes <strong>en</strong> acier.Fig. 3.11-Rupture du plan d'adhérisation.^^1 Rappel : certains fabricants avai<strong>en</strong>t un code couleur sur cette peinture {cf. paragraphe 2.4.1.2).


Fascicule 13 - Instruction technique pour la surveillance et l'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> des ouvrages d'artDe tels désordres nécessit<strong>en</strong>t une interv<strong>en</strong>tion rapide pour éviter un affaissem<strong>en</strong>t au droitde l'appareil <strong>d'appui</strong> provoquant une dénivellation <strong>d'appui</strong> néfaste pour la structure.Dans certains cas d'empilem<strong>en</strong>t, on a réalisé des collages d'appareils <strong>d'appui</strong> unitaires <strong>en</strong>caoutchouc fretté et on peut avoir des ruptures de ces plans de collages. Il faut bi<strong>en</strong> lesdistinguer des ruptures d'adhérisation. Si le désalignem<strong>en</strong>t provi<strong>en</strong>t d'un défaut de calagelors du collage et s'il est inférieur à 5 mm, il est tolérable. Ce point doit être vérifié à chaquevisite et, <strong>en</strong> cas d'évolution, il faut impérativem<strong>en</strong>t prévoir un changem<strong>en</strong>t.3.3.2 - Fonctionnem<strong>en</strong>t de l'appareil <strong>d'appui</strong>Ce type d'appareil <strong>d'appui</strong> est dim<strong>en</strong>sionné pour assurer la desc<strong>en</strong>te de charge, la rotationde la structure et les mouvem<strong>en</strong>ts liés principalem<strong>en</strong>t aux variations de longueur du tablier.Dans certains cas, ces appareils comport<strong>en</strong>t des dispositifs complém<strong>en</strong>taires comme desplaques de glissem<strong>en</strong>t inox/PTFE {cf. chapitre 3.5), (pour augm<strong>en</strong>ter les possibilités desvariations de longueur de la structure) ou des dispositifs anti-cheminem<strong>en</strong>t (pour éviter unglissem<strong>en</strong>t non prévu <strong>en</strong>tre l'appui et l'appareil <strong>d'appui</strong>) ou anti-soulèvem<strong>en</strong>t.Les causes et la nature des désordres sont donc à examiner <strong>en</strong> relation avec les trois pointsliés au fonctionnem<strong>en</strong>t de ce type d'appareil <strong>d'appui</strong>. On a ainsi à relever les anomaliesportant sur les points suivants.3.3.2.1 - Répartition de la chargeUne répartition uniforme de la charge se voit nettem<strong>en</strong>t par des bourrelets parfaitem<strong>en</strong>tformés et semblables <strong>en</strong>tre eux^^^ (fig. 3.12). L'expéri<strong>en</strong>ce montre que tant que laflèche des bourrelets ne dépasse pas le tiers de l'épaisseur du feuillet, il n'y a pas de risquesde dégradations ultérieures due à la compression (fig. 3.13).Une mesure de l'épaisseur de l'appareil <strong>d'appui</strong> aux quatre angles doit être faite avec uneprécision de l'ordre du demi-millimètre.Fig. 3.12-Bonne répartition de la chargeau niveau de l'appareil <strong>d'appui</strong>.Fig. 3.13-Flèche limited'un bourrelet égaleau tiers de l'épaisseur du feuillet.t : épaisseur élém<strong>en</strong>taire du feuilletf : flèche du bourrelet34•^^^ Il est normal que les feuillets de caoutchouc prés<strong>en</strong>t<strong>en</strong>t des bourrelets plus prononcés vers le c<strong>en</strong>tre des faces queprès des angles.


Chapitre 3 • Notions sur les causes et la nature des désordresEn cas d'anomalie(s), on compare l'état des bourrelets de tous les appareils <strong>d'appui</strong> sur unemême ligne.L'abs<strong>en</strong>ce de bourrelet, ponctuellem<strong>en</strong>t ou sur tout l'appareil <strong>d'appui</strong>, signifie :- une rotation excessive (bourrelet important sur la face opposée),- ou un défaut de planéité ou de parallélisme de bossage,- un déchargem<strong>en</strong>t (dans un angle aigu d'un pont biais, sur un pont courbe, par exemple),pouvant conduire à un cheminem<strong>en</strong>t (fig. 3.14),- un défaut de réglage des appareils <strong>d'appui</strong> à la construction,- une redistribution des réactions <strong>d'appui</strong> sous l'effet des déformations différées del'ouvrage (fluage, etc.).On peut aussi avoir l'extrusion du caoutchouc avec des écrasem<strong>en</strong>ts ne permettant plus devoir les frettes (fig. 3.15). Il s'agit :- d'un problème d'appareils <strong>d'appui</strong> avec frettes non adhérisées [la prés<strong>en</strong>ce d'humidité surle plan de frettage annihile l'effet du frettage et chaque feuillet pr<strong>en</strong>d la forme d'unegalette ronde (fig. 3.16)],- d'une surface insuffisante prov<strong>en</strong>ant d'une erreur de calcul,- d'une modification de la desc<strong>en</strong>te de charge.Fig. 3.14-Cheminem<strong>en</strong>tde l'appareil <strong>d'appui</strong>.Fig. 3.15-Écrasem<strong>en</strong>t d'un appareil <strong>d'appui</strong>.Fig. 3.16-Frettes de l'appareil<strong>d'appui</strong> non adhérisées.35


Fascicule 13 - Instruction technique pour la surveillance et l'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> des ouvrages d'artLes défauts de contact <strong>en</strong>tre l'appareil <strong>d'appui</strong> et la zone <strong>d'appui</strong> sont souv<strong>en</strong>t la conséqu<strong>en</strong>cevisible d'une insuffisance de la capacité <strong>en</strong> rotation de l'appareil <strong>d'appui</strong>. Si ledéfaut <strong>d'appui</strong> parait avoir cette cause pour origine et si cela concerne moins de 10 % dela surface de l'appareil <strong>d'appui</strong> sur un ouvrage <strong>en</strong> service, il ne paraît pas utile derepr<strong>en</strong>dre l'appareil <strong>d'appui</strong>, mais de suivre l'évolution de ce défaut lors des visitesultérieures (surtout aux températures extrêmes).3.3.2.2 - DistorsionLa distorsion d'un appareil <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong> caoutchouc fretté est la déformation de l'<strong>en</strong>semblede l'appareil <strong>d'appui</strong> due au cisaillem<strong>en</strong>t. C'est un élém<strong>en</strong>t primordial pour bi<strong>en</strong> appréh<strong>en</strong>derle fonctionnem<strong>en</strong>t de la structure. La distorsion d'un appareil <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong> caoutchouc frettéest donnée par la valeur de la tang<strong>en</strong>te y telle que définie sur la figure 3.17.Un appareil <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong> caoutchouc fretté est dim<strong>en</strong>sionné pour une valeur maximale detg Y = 0,7 appelée « capacité de distorsion » et cette valeur maximale correspond auxdéplacem<strong>en</strong>ts relatifs extrêmes <strong>en</strong>tre l'appui et la structure. Dans la plupart des cas lerapport u/T correspond à une bonne approximation.Or, la température est le paramètre le plus important qui conditionne la longueur du tablier,c'est pourquoi, la mesure de distorsion in situ n'a de s<strong>en</strong>s que si elle est faite <strong>en</strong> fonctionde la température du pont.Cette mesure est délicate et nécessite l'utilisation soit de pâte à modeler pour réaliser unmoulage de lappareil <strong>d'appui</strong> afin d'effectuer la mesure plus facilem<strong>en</strong>t, soit l'utilisationd'un petit instrum<strong>en</strong>t similaire à celui décrit sur la figure 3.18. On peut ne faire la mesureque sur l'appareil <strong>d'appui</strong> prés<strong>en</strong>tant la valeur la plus importante sur une ligne <strong>d'appui</strong>.Une fois la valeur de tg y déterminée sur l'ouvrage au jour et à la température (ambiante)de la mesure, on doit calculer la valeur correspondant à la position extrême de l'ouvrage,dans un s<strong>en</strong>s ou dans l'autre.Y : angle de distorsionu : déformation de l'appareil <strong>d'appui</strong>T : épaisseur totale de l'appareil <strong>d'appui</strong>tg : épaisseur des frettesn : nombre ce frettestg y-uT-nt«Fig. 3.17 - Définitionde la distorsion d'un appareil<strong>d'appui</strong> <strong>en</strong> caoutchouc fretté.Fig. 3.18- Appareil de mesurede la distorsion et principe de la ntesure.NotaLors du rele\ré, préciser la direction de la distorsion.36


Chapitre 3 - Notions sur les causes et la nature des désordresIl est important de noter que la valeur de la distorsion à 10 ou 20 °C n'est pas une informationexploitable pour compr<strong>en</strong>dre le fonctionnem<strong>en</strong>t de la structure. À partir de lavaleur de tg y mesurée au mom<strong>en</strong>t de la visite, on doit <strong>en</strong> déduire la valeur de tg y pourdes positions extrêmes du tablier aux températures max-mini, <strong>en</strong> t<strong>en</strong>ant compte des év<strong>en</strong>tuellesdéformations différées à v<strong>en</strong>ir et de l'effet du freinage, et comparer cette valeur aveccelle définie dans la note de calculs.Dans ces conditions, on doit trouver une valeur de tang<strong>en</strong>te y inférieure à 0,7.Cette vérification n'est à faire que lors de la première inspection détaillée (<strong>en</strong> principe aubout de six ans), c'est-à-dire une fois l'ess<strong>en</strong>tiel des déformations différées stabilisées. Aucours des visites suivantes, on se limite, sauf anomalies, à une comparaison, à températureéquival<strong>en</strong>te, de la valeur de la distorsion dans les conditions de la visite.Au-delà de cette valeur de 0,7 on est dans le domaine de fonctionnem<strong>en</strong>t anormal del'appareil <strong>d'appui</strong> et on s'efforce de déterminer la cause de cette distorsion anormale pourdéfinir les mesures techniques et administratives appropriées. Cela étant, on doit considérerque ces produits peuv<strong>en</strong>t admettre des distorsions allant jusqu'à 1,5 et ce n'est qu'à c<strong>en</strong>iveau qu'on doit <strong>en</strong>visager le remplacem<strong>en</strong>t de l'appareil <strong>d'appui</strong> à court terme.Il faut cep<strong>en</strong>dant vérifier si l'effort tang<strong>en</strong>tiel <strong>en</strong>g<strong>en</strong>dré par cette déformation estcompatible avec le fonctionnem<strong>en</strong>t de l'appui (cas de piles minces, par exemple).Au-delà de 1,5, il y a le risque d'une déformation dite <strong>en</strong> S, d'un cheminem<strong>en</strong>t ou d'unéchappem<strong>en</strong>t des appareils <strong>d'appui</strong> (fig. 3.19).Les causes de distorsion anormale peuv<strong>en</strong>t être :- une erreur de calcul ou de positionnem<strong>en</strong>t d'un point fixe (la déformation de l'<strong>en</strong>sembledes appareils <strong>d'appui</strong> de l'ouvrage doit être reportée sur un plan pour analyser lecomportem<strong>en</strong>t global de la structure et ne pas rester sur une seule ligne <strong>d'appui</strong>),- une sous-évaluation des déformations différées,- un mouvem<strong>en</strong>t de la structure,- un défaut de réglage <strong>en</strong> cours de chantier,- un mouvem<strong>en</strong>t <strong>d'appui</strong> (poussée de remblai, par exemple^^) ; fig. 3.20, etc.),- un grippage d'une plaque glissante (voir ci-après),-etc.Fig. 3.19-Déformation <strong>en</strong> Sde l'appareil <strong>d'appui</strong>.1 r.Déversem<strong>en</strong>t dela culée par poussée Fig. 3.20 -Distorsion d'un appareil <strong>d'appui</strong>due au déversem<strong>en</strong>t de la culée.(°) Dans ce cas, la réparation consiste à recaler les appareils <strong>d'appui</strong> et à repr<strong>en</strong>dre le mur garde-grève <strong>en</strong> butée, maisne doit s'<strong>en</strong>visager que lorsque le mouvem<strong>en</strong>t de l'appui est pratiquem<strong>en</strong>t stabilisé.37


Fascicule 13 - Instruction technique pour la surveillance et l'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> des ouvrages d'artIl faut vérifier que les appareils <strong>d'appui</strong> peuv<strong>en</strong>t se déformer sans gêne {cf. chapitre 4) etque, pour les appareils <strong>d'appui</strong> à dispositifs anti-cheminem<strong>en</strong>t, les taquets jou<strong>en</strong>t leur rôleet ne sont pas dessoudés ou désolidarisés de leur plaque <strong>d'appui</strong>.3.4 - Les appareils <strong>d'appui</strong> à potD'une manière générale, l'interprétation des désordres n'est pas évid<strong>en</strong>te et il peut êtr<strong>en</strong>écessaire de faire appel à des spécialistes.3.4.1 - Comportem<strong>en</strong>t des matériauxLe principal désordre à observer sur la t<strong>en</strong>ue des matériaux de ces appareils est l'état dela protection contre la corrosion du métal. La mesure se fait à l'aide d'appareil adapté(Elcomètre® ou similaire). En fonction de l'état de la protection, on peut prévoir, à terme,une réfection de la peinture de protection.Il a été parfois observé, mais très rarem<strong>en</strong>t, une fissuration des parties métalliques ou un<strong>en</strong>ipture des cordons de soudure : il s'agit de désordres très graves.3.4.2 - Fonctionnem<strong>en</strong>t de l'appareil <strong>d'appui</strong>Lors de chaque inspection détaillée, il est préconisé de vérifier la rotation <strong>en</strong> service del'appareil <strong>d'appui</strong>. Cette vérification d'exécution délicate consiste à mesurer l'intervalle <strong>en</strong>trele dessus du pot et le dessous du couvercle sous au moins deux points diamétralem<strong>en</strong>topposés situés suivant l'axe longitudinal de l'ouvrage (fig. 3.21)^^).Cela donne une estimation de la valeur de la rotation et permet de savoir si l'on reste dansle domaine normal d'utilisation (par rapport à la valeur fixée dans la note de calculs) audelàduquel, il risque de se produire une extrusion du caoutchouc du pot comme sur lesfigures 3.22 et 3.23. Une telle situation nécessite la remise <strong>en</strong> état des appareils <strong>d'appui</strong>.Les causes possibles sont :- la conception du produit (défaut du joint anti-extrusion <strong>en</strong>tre le piston et la virole),- la pose,- le choix d'un produit inadapté aux conditions de rotation régnant sur l'ouvrage,- le fonctionnem<strong>en</strong>t de l'ouvrage,- des mouvem<strong>en</strong>ts anormaux de la structure,- l'abs<strong>en</strong>ce de cale biaise,-etc.s : jeu permettantles mouvem<strong>en</strong>ts<strong>en</strong> rotation et constituépar la distance <strong>en</strong>trele dessus de a viroleet le dessousdu couvercle.S mini^im/MMmLm///m///////s maxi?\q. 3.21 -Principe de la mesurede la rotation <strong>en</strong> serviced'un appareil <strong>d'appui</strong> à pot(extrait de la pr EN 1337.10).(9) Att<strong>en</strong>tion à ne pas abîmer l'appareil <strong>d'appui</strong> ou le joint d'étanctiéité <strong>en</strong>tre le piston et la virole.


Chapitre 3 - Notions sur les causes et la nature des désordres3.5 - Les parties glissantesRappel : ces parties glissantes peuv<strong>en</strong>t être associées à tout type d'appareil <strong>d'appui</strong> (caoutchoucfretté, à pot, etc.). Compte t<strong>en</strong>u de la spécificité des matériaux et de leur fonctionnem<strong>en</strong>t,elles font l'objet d'un chapitre particulier.3.5.1 - Comportem<strong>en</strong>t des matériauxLes parties glissantes sont constituées par des plaques métalliques polies (<strong>en</strong> général, <strong>en</strong>acier inoxydable) glissant sur des plaques <strong>en</strong> PTFE.Pour les parties métalliques, le principal point à vérifier est l'état de corrosion de cesconstituants.39


.iiFascicule 13 - Instruction technique pour la surveillance et l'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> des ouvrages d'artEn principe, la partie s<strong>en</strong>sible est la zone de glissem<strong>en</strong>t composée :- d'une plaque <strong>en</strong> acier inoxydable ; sa corrosion peut être grave de conséqu<strong>en</strong>ce au niveaude la valeur réelle du coeffici<strong>en</strong>t de glissem<strong>en</strong>t, (fig. 3.24).- de la partie <strong>en</strong> PTFE ; ce matériau s'use et cela affecte la valeur du coeffici<strong>en</strong>t defrottem<strong>en</strong>t.Pour évaluer l'état de cette partie <strong>en</strong> PTFE dans un appareil <strong>d'appui</strong> à pot, on vérifiera quela plaque glissante ne vi<strong>en</strong>t pas au contact de l'acier du pot.Le changem<strong>en</strong>t de la plaque <strong>en</strong> acier inoxydable s'impose d'urg<strong>en</strong>ce si l'appareil <strong>d'appui</strong>doit <strong>en</strong>core permettre des glissem<strong>en</strong>ts. En effet, il arrive que, pour les appareils <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong>caoutchouc fretté avec plaque de glissem<strong>en</strong>t, l'on ait prévu la partie glissante uniquem<strong>en</strong>tpour repr<strong>en</strong>dre les déformations différées et que l'appareil <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong> caoutchouc suffise<strong>en</strong> service. Cette décision ne peut être prise qu'après avoir pris contact avec la CDOA etconsulté la note de calculs.On peut aussi relever des décollem<strong>en</strong>ts de la partie <strong>en</strong> acier inoxydable ou <strong>en</strong> PTFE(fig. 3.25). Une interv<strong>en</strong>tion d'urg<strong>en</strong>ce s'impose.Cette situation avec des désordres tels que corrosion, décollem<strong>en</strong>ts, etc. peut être grave deconséqu<strong>en</strong>ce et peut nécessiter le changem<strong>en</strong>t des appareils <strong>d'appui</strong>.Fig. 3.24 -Corrosionde ia piaque de glissem<strong>en</strong>t.Fig. 3.25 -Vérification de l'abs<strong>en</strong>cede corttact <strong>en</strong>tre laplaque de gliss<strong>en</strong>t<strong>en</strong>tet l'acier du pot.h : hauteur du PTFE dépassant de son <strong>en</strong>castrem<strong>en</strong>t." '*jtf *'' '*•'• • T IFig. 3.25a et 3.25b - Décollem<strong>en</strong>t de la partie <strong>en</strong> acier inoxydable.


Chapitre 3 - Notions sur les causes et la nature des désordres3.5.2 - La fonction de glissem<strong>en</strong>tOn vérifie le bon fonctionnem<strong>en</strong>t de la partie glissante visuellem<strong>en</strong>t ou au toucher : la zonede déplacem<strong>en</strong>t est, <strong>en</strong> général, nettem<strong>en</strong>t perceptible par des traces.Le mieux est de relever le déplacem<strong>en</strong>t sur des réglettes de mesure qui sont maint<strong>en</strong>antquasi systématiquem<strong>en</strong>t installées sur les appareils <strong>d'appui</strong> à pot^^^) (fig. 3.26). Commepour la mesure de la distorsion {cf. paragraphe 3.3.2.2), la valeur du déplacem<strong>en</strong>t horizontaln'a de s<strong>en</strong>s que si on le relie à la température de l'ouvrage (ou, à défaut, ambiante) et sil'on calcule la position relative appui/structure <strong>en</strong> position extrême de déplacem<strong>en</strong>t (basseou haute température, notamm<strong>en</strong>t).Les défauts de déplacem<strong>en</strong>ts peuv<strong>en</strong>t prov<strong>en</strong>ir, outre les causes énoncées au paragraphe3.3.2.2 :- d'un défaut d'implantation,- d'une mauvaise prise <strong>en</strong> compte des efforts horizontaux,- du non-découpage de vis de réglage et de transport,- de marge de fonctionnem<strong>en</strong>t dépassée avec blocage de l'about de la plaque de glissem<strong>en</strong>tsur la couche de PTFE,- d'un défaut de planéité des plaques d'acier inoxydable (fig. 3.27) ou rayure,Fig. 3.26 -Réglette de mesuredu déplacem<strong>en</strong>t.Fig. 3.27-Défaut de planéitéde la plaque <strong>en</strong> acier inoxydable.CO) S'il n'y <strong>en</strong> a pas, on peut très facilem<strong>en</strong>t <strong>en</strong> installer pour faciliter les visites ultérieures.


Fascicule 13 - Instruction technique pour la surveillance et l'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> des ouvrages d'art- de la prés<strong>en</strong>ce de saletés à l'interface plaque acier inoxydable/PTFE (fig. 3.28),- de la mise <strong>en</strong> peinture de la plaque d'acier lors de la peinture de l'ossature métallique(fig. 3.29),- de la disparition de la graisse*^^),- de défauts de pose d'un appareil <strong>d'appui</strong> glissant avec la partie PTFE au contact de laface supérieure du bossage inférieur,- du cheminem<strong>en</strong>t ou extrusion du PTFE {cf. paragraphe 3.5.1, fig. 3.25),- de corrosion de la plaque d'acier inoxydable {cf. paragraphe 3.5.1, fig. 3.24),- du sous-dini<strong>en</strong>sionnem<strong>en</strong>t de la plaque glissante ou du défaut de c<strong>en</strong>trage ou depréréglage,- de la désolidarisation d'élém<strong>en</strong>ts de clavette,-etc.D'une façon générale, les désordres affectant les plans de glissem<strong>en</strong>t doiv<strong>en</strong>t fairel'objet d'une analyse détaillée et d'une appréciation urg<strong>en</strong>te du risque pour la structure(fig. 3.30). Les coeffici<strong>en</strong>ts de frottem<strong>en</strong>ts n'étant plus ceux prévus par les calculs, ilconvi<strong>en</strong>t d'<strong>en</strong> évaluer les effets sur l'ouvrage.Les réparations sont <strong>en</strong> général nécessaires et urg<strong>en</strong>tes {cf. chapitre 4).Ftg. 3.28 •Prés<strong>en</strong>ce de saletésà l'interface de la plaque.Fig. 3.29 -Mise <strong>en</strong> peinturede la plaque <strong>en</strong> acier.Fig. 3.30 -Le plan de glissem<strong>en</strong>ts'échappe du sommier.(^^) Sauf si des dispositifs adéquats ont été prévus, le graissage des appareils <strong>d'appui</strong> ne peut se faire qu'<strong>en</strong>procédant au soulèvem<strong>en</strong>t de l'ouvrage. Quelle que soit la solution, le graissage doit se faire exclusivem<strong>en</strong>t avecles graisses préconisées par le fabricant de l'appareil <strong>d'appui</strong> pour un frottem<strong>en</strong>t minimum garanti.


— Chapitre 3 • Notions sur les causes et la nature des désordres3.6 - Les appareils <strong>d'appui</strong> métalliques3.6.1 - Comportem<strong>en</strong>t des matériauxLes désordres port<strong>en</strong>t principalem<strong>en</strong>t sur la t<strong>en</strong>ue à la corrosion des parties métalliques.Un autre désordre parfois observé est l'apparition d'un feuilletage du métal, surtout sur lesrouleaux.3.6.2 - Fonctionnem<strong>en</strong>tLe cas des appareils <strong>d'appui</strong> à bielle, comportant des axes ou constituant des ancrages, esttraité dans l'annexe 3.Les appareils <strong>d'appui</strong> métalliques comport<strong>en</strong>t des balanciers, des p<strong>en</strong>dules, des rouleauxou des galets (qui sont, <strong>en</strong> fait, des rouleaux tronqués) complétés fréquemm<strong>en</strong>t par des d<strong>en</strong>tsd'<strong>en</strong>grènem<strong>en</strong>t. Indép<strong>en</strong>damm<strong>en</strong>t des désordres ayant pour origine l'<strong>en</strong>vironnem<strong>en</strong>timmédiat (planéité des bossages, calage, etc.) et qui sont à examiner comme pour lesautres appareils <strong>d'appui</strong>, trois natures de désordres découl<strong>en</strong>t de cette conception (fig. 3.31).3.6.2.1 - Dépassem<strong>en</strong>t des limites de fonctionnem<strong>en</strong>t des rouleauxou d'inclinaison des balanciers ou des galetsCela est un désordre qui peut être grave de conséqu<strong>en</strong>ce. Des mesures de sauvegardeappropriées doiv<strong>en</strong>t être prises (pose de calage de sécurité sous la structure <strong>en</strong> laissant unespace <strong>en</strong>tre le calage et l'intrados, par exemple). Bi<strong>en</strong> <strong>en</strong>t<strong>en</strong>du, cette valeur de l'inclinaisondoit, comme pour les appareils <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong> caoutchouc (distorsion, cf. paragraphe3.3.2.b) ou avec plaque de glissem<strong>en</strong>t (déplacem<strong>en</strong>t horizontal, cf. paragraphe 3.5.2), êtremesurée <strong>en</strong> fonction de la température ambiante le jour de la mesure et calculée pour uneposition extrême du pont (basse et haute température).Les causes de ces défauts d'inclinaison sont d'origines diverses et id<strong>en</strong>tiques à celles déjànotées pour les autres types d'appareils <strong>d'appui</strong> :- une erreur de calcul ou de positionnem<strong>en</strong>t d'un point fixe (la position de l'<strong>en</strong>semble desappareils <strong>d'appui</strong> de l'ouvrage doit être reportée sur un plan pour analyser le comportem<strong>en</strong>tglobal de la structure et ne pas rester sur une seule ligne <strong>d'appui</strong>) ;- une sous-évaluation du retrait fluage ;- un mouvem<strong>en</strong>t de la structure ;- un mouvem<strong>en</strong>t <strong>d'appui</strong> (poussée de remblai, par exemple, etc.) ;-etc.Fig. 3.31 -Du fait du principe de fonctionnem<strong>en</strong>td'un rouleau ou d'un galet,le déplacem<strong>en</strong>t relatif du rouleaupar rapport à l'un des bossages est lademi-valeur du déplacem<strong>en</strong>t total S.


Fascicule 13 - Insitruction technique pour la surveillance et l'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> des ouvrages d'art3.6.2.2 - Rupture de d<strong>en</strong>ts et de dispositif anti-cheminem<strong>en</strong>tLe rôle des d<strong>en</strong>ts (boulonnées ou soudées) est d'assurer un roulem<strong>en</strong>t sans glissem<strong>en</strong>t. Ellesne sont donc pas fondam<strong>en</strong>talem<strong>en</strong>t nécessaires, mais leur rupture est révélatrice d'unproblème, soit de dessin (elles sont souv<strong>en</strong>t mal conçues), soit d'un problème defonctionnem<strong>en</strong>t.Avant de pr<strong>en</strong>dre une quelconque décision, il faut bi<strong>en</strong> confirmer l'une des deux optionsprécéd<strong>en</strong>tes.Pour les appareils <strong>d'appui</strong> fixes, ces d<strong>en</strong>ts assur<strong>en</strong>t une reprise d'effort et, dans ce cas, leurrupture est grave.3.6.2.3 - Défaut d'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> (fig. 3.32)On peut aussi r<strong>en</strong>contrer des désordres de fonctionnem<strong>en</strong>t prov<strong>en</strong>ant :- de grippage, par défaut de graissage, corrosion, mise <strong>en</strong> peinture des parties nonprévues peintes dans la conception, etc.,- par aplatissem<strong>en</strong>t des rouleaux et/ou <strong>en</strong>gravem<strong>en</strong>t des platines (usure, conc<strong>en</strong>trationd'effort, etc.),- de blocage par accumulation de saletés.Ces défauts, même s'ils n'<strong>en</strong>traîn<strong>en</strong>t pas de désordres sur l'appareil <strong>d'appui</strong>, peuv<strong>en</strong>t êtreà l'origine de graves désordres dans la structure.Fig. 3.32 - Désordres d'un appareil <strong>d'appui</strong> au niveau des rouleaux.


Chapitre 4 - SurveillanceChapitre 4Surveillance4.1 - GénéralitésLa surveillance des appareils <strong>d'appui</strong> est indissociable de celle des autres parties d'unouvrage car ils jou<strong>en</strong>t un rôle fondam<strong>en</strong>tal dans son fonctionnem<strong>en</strong>t.Les actions de surveillance (contrôle annuel, visite IQOA et visite spécifique) ont pour objetde s'assurer du bon fonctionnem<strong>en</strong>t de cet organe et de vérifier l'abs<strong>en</strong>ce de désordres dontles conséqu<strong>en</strong>ces pourrai<strong>en</strong>t être plus ou moins graves tant sur la structure porteuse(tablier) que sur les élém<strong>en</strong>ts porteurs (piles, culées, etc.). Ces actions peuv<strong>en</strong>t aussipermettre de conclure à un fonctionnem<strong>en</strong>t anormal de la structure qui peut se détecter parl'apparition de certains désordres au niveau des appareils <strong>d'appui</strong>.4.2 - Les actions de surveillance organisée4.2.1 - Contrôle annuelSeuls les appareils <strong>d'appui</strong> accessibles sans moy<strong>en</strong>s spéciaux sont alors examinésdirectem<strong>en</strong>t dans la limite de leur visibilité.4.2.2 - Visite IQOA et visite spécifiqueLes appareils <strong>d'appui</strong> sont des parties de structures indisp<strong>en</strong>sables à visiter. S'ils ne sontpas accessibles lors des visites IQOA, il y a lieu d'inscrire l'ouvrage comportant cesappareils <strong>d'appui</strong> sur la liste de ceux soumis à des visites spécifiques périodiques.Pour la préparation de la visite les docum<strong>en</strong>ts suivants doiv<strong>en</strong>t être consultés : dossierd'ouvrage, rapports de visites antérieures, plans d'exécution (de récolem<strong>en</strong>t si possible).Le principe de fonctionnem<strong>en</strong>t des appareils à visiter doit être connu.Les moy<strong>en</strong>s à mettre <strong>en</strong> œuvre, outre ceux cités par l'IQOA, peuv<strong>en</strong>t être complétés parune lampe, un réglet, un thermomètre, un appareil photo (avec flash), un niveau, un jeude cales d'épaisseur, etc.4.2.3 - Inspection détailléeL'inspection détaillée doit être préparée de telle sorte que tous les appareils <strong>d'appui</strong>soi<strong>en</strong>t aisém<strong>en</strong>t accessibles (nacelle élévatrice, passerelle négative, etc.). La prés<strong>en</strong>ce d'ag<strong>en</strong>tsde la subdivision avec quelques outils peut se révéler utile, lors de l'inspectiondétaillée initiale, pour dégager les élém<strong>en</strong>ts qui empêch<strong>en</strong>t l'observation (coffrages, béton,gravats, etc.) cf. fig. 4.01.


Fascicule 13 • Iriiitruction technique pour la surveillance et l'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> des ouvrages d'artFig. 4.01 -Environnem<strong>en</strong>t d'un appareil <strong>d'appui</strong>.Avant l'inspection, il est important de consulterle dossier d'ouvrage qui comporte la descriptionexacte des appareils <strong>d'appui</strong> de l'ouvrage ainsique les comptes r<strong>en</strong>dus des diverses actions desurveillance (réception des travaux, inspectiondétaillée initiale, etc.).En plus des équipem<strong>en</strong>ts nécessaires pour lavisite IQOA, le matériel suivant peut être utile :- un miroir avec manche (appareils <strong>d'appui</strong>difficilem<strong>en</strong>t visibles),- une jauge d'épaisseur, de profondeur,- un rapporteur,- un appareillage pour vérifier l'épaisseur descouches protectrices (Elcomètre®, etc.),- un appareil de mesure de distorsion (cf. paragraphe3.4.1 b),- une caméra vidéo.4.3 - Constatations4.3.1 - Contrôle annuelIl s'agit, à partir de la dernière action de surveillance, de vérifier qu'il n'y a pas eud'évolution manifeste ou d'événem<strong>en</strong>t anormal. Dans le cas contraire, il faut prév<strong>en</strong>irimmédiatem<strong>en</strong>t le responsable du suivi de l'ouvrage.4.3.2-Visite IQOALa méthodologie de visite est définie dans les docum<strong>en</strong>ts IQOA, Les appuis et appareils<strong>d'appui</strong> : procès-verbal de visite.4.3.3 - Inspection détaillée4.3.3.1 - Inspection détaillée initialeElle a pour but de définir l'état de référ<strong>en</strong>ce auquel les visites et inspections ultérieuresdoiv<strong>en</strong>t se reporter.Elle permet de vérifier la visibilité des appareils <strong>d'appui</strong> et de relever <strong>en</strong>suite :- le type d'appareil <strong>d'appui</strong>,- la marque (la prés<strong>en</strong>ce de la marque NF év<strong>en</strong>tuelle pour les appareils <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong>caoutchouc fretté fournis depuis 1993),- les caractéristiques dim<strong>en</strong>sionnelles (épaisseur, nombre des feuillets, frettes, dim<strong>en</strong>sionsdes plaques de glissem<strong>en</strong>t, etc.),- l'implantation et l'ori<strong>en</strong>tation des clavettes de guidages (on vérifiera que l'on n'a pasconfondu le s<strong>en</strong>s transversal et le s<strong>en</strong>s longitudinal),- la représ<strong>en</strong>tation symbolique du fonctionnem<strong>en</strong>t de la structure {cf. annexe 2) seravérifiée et le schéma consigné dans le rapport.


s:*ri'''~^^'-''«:;-"!*?^''? •.Chapitre 4 - Surveillance- le positionnem<strong>en</strong>t y compris la valeur de distorsion,- ses particularités év<strong>en</strong>tuelles,- la hauteur de « visite » (<strong>en</strong>tre appuis et intrados) et les dim<strong>en</strong>sions des bossages {cf. fig.4.02 et 4.03),-etc.Les év<strong>en</strong>tuels défauts observés sont consignés au procès-verbal.L'exam<strong>en</strong> porte notamm<strong>en</strong>t sur les points suivants :- la prés<strong>en</strong>ce ou l'abs<strong>en</strong>ce de bossages {cf. fig.3.01),- la géométrie des bossages et la position des appareils <strong>d'appui</strong> par rapport à ceux-ci,- l'état des bossages,- l'abs<strong>en</strong>ce d'<strong>en</strong>castrem<strong>en</strong>t anormal ou de gêne au fonctionnem<strong>en</strong>t de l'appareil <strong>d'appui</strong>,- pour les appareils <strong>d'appui</strong> à dispositifs anti-cheminem<strong>en</strong>t, le bon fonctionnem<strong>en</strong>t destaquets <strong>en</strong> vérifiant qu'ils ne soi<strong>en</strong>t pas dessoudés ou désolidarisés de leur plaque<strong>d'appui</strong>,- la prés<strong>en</strong>ce de zones adaptées pour le vérinage {cf. fig. 3.03), et leur position,- l'abs<strong>en</strong>ce de calages divers (tôles métalliques ou autres) {cf fig. 3.05),- les défauts de ferraillage ou de bétonnage: fers appar<strong>en</strong>ts, nids de cailloux {cf. fig.3.04),- les constatations portant sur l'<strong>en</strong>vironnem<strong>en</strong>t, l'état et le fonctionnem<strong>en</strong>t des appareils<strong>d'appui</strong> (détaillées dans le paragraphe 4.3.3.2),- les v<strong>en</strong>ues d'eau,-etc.L'<strong>en</strong>semble des observations et remarques est inclus dans le rapport d'inspection versé audossier d'ouvrage.Si l'Inspection détaillée initiale est réalisée préalablem<strong>en</strong>t à la réception d'un ouvrage, cesconclusions peuv<strong>en</strong>t être utilisées pour procéder à la réception et éviter tous problèmes.Fig. 4.02 -Hauteur de visited'un appareil <strong>d'appui</strong>.IntradosHauteur devisiteFig. 4.03 -Relevé de la hauteur libre.


Fascicule 13 • Inîitruction technique pour la surveillance et l'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> des ouvrages d'art4.3.3.2 - Inspection détaillée périodique-f Dispositions généralesCelles-ci font suite à l'inspection détaillée initiale. Avant l'interv<strong>en</strong>tion sur le site, il est doncnécessaire de consulter le dossier d'ouvrage et les rapports d'inspection précéd<strong>en</strong>ts.L'inspection porte sur :- l'<strong>en</strong>vironnem<strong>en</strong>t immédiat de l'appareil <strong>d'appui</strong> et les bossages,- l'état de l'appareil <strong>d'appui</strong> (du point de vue matériau),- le fonctionnem<strong>en</strong>t de l'appareil.On vérifie égalem<strong>en</strong>t la conformité des r<strong>en</strong>seignem<strong>en</strong>ts relevés lors de l'inspection détailléeinitiale concernant les caractéristiques des appareils <strong>d'appui</strong>, <strong>en</strong> les complétant si besoin est.Le premier élém<strong>en</strong>t à étudier est la valeur de la distorsion des appareils <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong> fonctionde la température ambiante, le moindre doute doit appeler une mesure à une températur<strong>en</strong>ettem<strong>en</strong>t différ<strong>en</strong>te pour procéder à une analyse du phénomène (voir chapitre 3).Pour obt<strong>en</strong>ir une estimation de la température de la structure on note la températureambiante <strong>en</strong> début de journée (sur et sous l'ouvrage, à l'intérieur des caissons s'il y a lieu((/. paragraphe 3.3.2.2).Les défauts r<strong>en</strong>contrés sont notés. Les évolutions par rapport aux inspections précéd<strong>en</strong>tespermett<strong>en</strong>t; de donner un avis plus précis sur les mesures à pr<strong>en</strong>dre.Tout désordre grave de l'appareil <strong>d'appui</strong>, de son <strong>en</strong>vironnem<strong>en</strong>t, des distorsions anormalestrop importantes (cf. paragraphe 3.3.2.2) ou un blocage de fonctionnem<strong>en</strong>t peuv<strong>en</strong>t mettre<strong>en</strong> péril la structure. Le gestionnaire de l'ouvrage doit être immédiatem<strong>en</strong>t alerté.Il est important, lors de l'exploitation des observations et des mesures, de faire le li<strong>en</strong><strong>en</strong>tre les déplacem<strong>en</strong>ts relatifs tablier-appuis et ceux des appareils <strong>d'appui</strong>.Fig. 4.04 •Position limite des appareils <strong>d'appui</strong>.


^^.îi^u—îr^ï- ..,


Fascicule 13 - Instruction technique pour la surveillance et l'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> des ouvrages d'art0<strong>Appareils</strong> <strong>d'appui</strong> à potMATÉRIAULes vérifications port<strong>en</strong>t sur l'état des soudures, des fixations, des clavettes de guidage, dela jupe de protection, etc. Il est égalem<strong>en</strong>t important de mesurer l'état de la protection desmatériaux contre la corrosion.FONCTlONNEMEMTL'inspection comporte la mesure de la rotation {cf. fig. 3.21): on mesure l'intervalle <strong>en</strong>trele dessus du pot et le dessous du couvercle sous deux points diamétralem<strong>en</strong>t opposéssitués <strong>en</strong> principe suivant l'axe longitudinal de l'ouvrage.On vérifie aussi l'abs<strong>en</strong>ce de désordres particuliers (extrusion d'élastomère, etc.).0 Parties glissantesOn vérifie le bon état des parties glissantes (abs<strong>en</strong>ce de corrosion, de blocage, de décollem<strong>en</strong>tde la feuille <strong>en</strong> acier inoxydable ou de la partie PTFE, etc.), la valeur desdéplacem<strong>en</strong>ts (fonctions de la température ambiante) avec les marges de fonctionnem<strong>en</strong>tdisponibles; <strong>en</strong> cas de doute, on procédera à une nouvelle mesure à une températurediffér<strong>en</strong>te pour procéder à une analyse. Pour les appareils <strong>d'appui</strong> à pot, on vérifierasoigneusem<strong>en</strong>t l'abs<strong>en</strong>ce de contact <strong>en</strong>tre les parties métalliques du piston et la plaque deglissem<strong>en</strong>t <strong>en</strong> inox (si le jeu est inférieur à 1 mm, un suivi plus rapproché s'impose).La prés<strong>en</strong>ce d'un défaut sur les parties glissantes nécessite une att<strong>en</strong>tion toute particulière,les effets sur l'ouvrage pouvant être très préjudiciables (apparition d'efforts non prévus,importants pour la structure, etc.).0 <strong>Appareils</strong> <strong>d'appui</strong> métalliquesMATÉRIAUOn vérifie l'état du matériau <strong>en</strong> faisant la différ<strong>en</strong>ce <strong>en</strong>tre les désordres liés à un manqued'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> (grippage, corrosion superficielle, etc.) et ceux risquant de mettre <strong>en</strong> périll'intégrité de l'appareil (usure des pièces, fissures, ruptures d'élém<strong>en</strong>ts, corrosionimportante, etc.).FONCTIONNEMENTLes déplacem<strong>en</strong>ts sont mesurés et notés {cf. paragraphe 3.6.2).D'autres désordres sont à rechercher :-dépassem<strong>en</strong>t des limites de fonctionnem<strong>en</strong>t (si on constate que l'inclinaison desp<strong>en</strong>dules risque de provoquer leur échappem<strong>en</strong>t, il convi<strong>en</strong>t de pr<strong>en</strong>dre des mesuresconservatoires comme, par exemple, la pose de bastaings à côté des appareils <strong>d'appui</strong> afind'éviter une chute importante du tablier),- blocages qui empêch<strong>en</strong>t le fonctionnem<strong>en</strong>t de l'ouvrage,-etc.0Autres typa; d'appareils <strong>d'appui</strong>L'inspection des autres appareils <strong>d'appui</strong> est faite <strong>en</strong> fonction des désordres explicitésdans l'annexe 3.


Chapitre 5 - Entreti<strong>en</strong> et réparationChapitre 5Entreti<strong>en</strong> et réparation5.1 - Entreti<strong>en</strong>5.1.1 - L'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> courantLes opérations d'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> courant doiv<strong>en</strong>t être exécutées chaque année par une équipe dela subdivision, <strong>en</strong> particulier sur culées et dans toutes les zones où s'accumul<strong>en</strong>t desdéchets divers ou propices à la nidification. Cette interv<strong>en</strong>tion doit être programmée et ellepeut être utilem<strong>en</strong>t combinée avec le contrôle annuel à effectuer dans le cadre de lasurveillance organisée.L'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> courant des appareils <strong>d'appui</strong> qui s'effectue dans ce cadre peut nécessiter desmoy<strong>en</strong>s d'accès à la zone <strong>d'appui</strong>.Le mainti<strong>en</strong> de l'état de propreté des appareils <strong>d'appui</strong> et de leur <strong>en</strong>vironnem<strong>en</strong>t est unfacteur important pour le bon fonctionnem<strong>en</strong>t de ceux-ci.L'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> courant consiste ess<strong>en</strong>tiellem<strong>en</strong>t <strong>en</strong> :- un nettoyage et le dégagem<strong>en</strong>t des dépôts indésirables de la zone <strong>d'appui</strong>,- un nettoyage du sommier des piles et culées, un débouchage des barbacanes et autresdispositifs permettant d'éviter des stagnations d'eau.Hormis quelques cas particuliers comme le graissage de certains appareils <strong>d'appui</strong> spéciaux,il ne compr<strong>en</strong>d pas d'interv<strong>en</strong>tion sur les appareils <strong>d'appui</strong> proprem<strong>en</strong>t dit; celle-ci relèvede l'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> spécialisé.5.1.2 - L'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> spécialisé [L'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> spécialisé des appareils <strong>d'appui</strong> compr<strong>en</strong>d les travaux d'exécution simple surles appareils <strong>d'appui</strong> proprem<strong>en</strong>t dit :- protection des faces latérales des appareils <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong> caoutchouc fretté contre unefissuration superficielle dû au vieillissem<strong>en</strong>t du caoutchouc <strong>en</strong> atmosphère urbaine ouindustrielle ;- protection antirouille de surfaces métalliques piquées ou oxydées <strong>en</strong> dehors des plansde glissem<strong>en</strong>t ou surfaces de rotation de ces appareils.Le choix des produits à utiliser et la définition exacte des surfaces à traiter est cep<strong>en</strong>dantdu ressort du spécialiste ouvrage d'art et ces actions sont donc bi<strong>en</strong> à rattacher àl'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> spécialisé.


Fascicule 13 - Instruction technique pour la surveillance et l'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> des ouvrages d'art5.2 - La réparation des appareils <strong>d'appui</strong> et de leur <strong>en</strong>vironnem<strong>en</strong>tLe recalage des appareils <strong>d'appui</strong> ou leur remplacem<strong>en</strong>t, la réparation des zones <strong>d'appui</strong>ou la remise <strong>en</strong> état des appareils <strong>d'appui</strong>, peuv<strong>en</strong>t avoir des incid<strong>en</strong>ces très importantessur le fonctionnem<strong>en</strong>t de l'ouvrage et sont classés dans le prés<strong>en</strong>t chapitre <strong>en</strong> réparationsdes appareils <strong>d'appui</strong> (fig. 5.01).Ces opérations souv<strong>en</strong>t coûteusesnécessit<strong>en</strong>t:- des études préalables quipermett<strong>en</strong>t de définir les opérationsà effectuer,- un suivi particulier <strong>en</strong> coursd'exécution qui demande une bonnetechnicité.Elles peuv<strong>en</strong>t provoquer, <strong>en</strong> outre,une gêne aux usagers nonnégligeable.Une att<strong>en</strong>tion toute particulière doitdonc être portée à ces actions deremise <strong>en</strong> état du patrimoine. Pourun ouvrage anci<strong>en</strong>, il faut vérifier sil'appareil <strong>d'appui</strong> r<strong>en</strong>d les services^ r " ' .'•••.'•À'Fig. 5.01 -Éclat d'une poutre au droit de l'appareil <strong>d'appui</strong>.qu'on att<strong>en</strong>d et, dans l'affirmative, il est généralem<strong>en</strong>t raisonnable de différer l'interv<strong>en</strong>tionmême si l'appareil <strong>d'appui</strong> prés<strong>en</strong>te des défauts appar<strong>en</strong>ts.5.2.1 - VérinageLe vérinage est l'opération qui permet de soulever le tablier d'un ouvrage d'art pour :- un recalage des appareils <strong>d'appui</strong> ou une reprise de distorsion,- des interv<strong>en</strong>tions sur la zone <strong>d'appui</strong>,- le changem<strong>en</strong>t à l'id<strong>en</strong>tique ou le remplacem<strong>en</strong>t des appareils <strong>d'appui</strong>.L'opération doit être conduite par une maîtrise d'oeuvre expérim<strong>en</strong>tée s'appuyant sur leréseau technique si nécessaire.Le vérinage doit faire l'objet d'une étude spécifique par un organisme spécialisé etprés<strong>en</strong>tant des référ<strong>en</strong>ces vérifiées avant l'établissem<strong>en</strong>t du DCE. Cette étude doitcompr<strong>en</strong>dre un certain nombre de points, notamm<strong>en</strong>t :- la vérification de l'abs<strong>en</strong>ce de liaisons <strong>en</strong>tre appui et tablier (ex : section rétrécie de béton,appareils anti-soulèvem<strong>en</strong>t, canalisation),- le relevé des emplacem<strong>en</strong>ts possibles pour les vérins et les calages de sécurité,- la définition des types de vérins utilisables,- la détermination des efforts à repr<strong>en</strong>dre tant dans la structure que dans les vérins et lescapacités de la structure à les supporter compte t<strong>en</strong>u des emplacem<strong>en</strong>ts disponibles,- les dénivellations admissibles <strong>en</strong>tre les différ<strong>en</strong>ts appuis que ce soit sur une même ligneou <strong>en</strong>tre lignes <strong>d'appui</strong> successives (c'est la partie la plus délicate d'une étude),- les tolérances lors de l'opération de vérinage.À ce stade de l'étude on apprécie si le vérinage peut se faire hors circulation ou souscirculation et on doit le justifier.


Chapitre 5 - Entreti<strong>en</strong> et réparationDans le cas d'un vérinage hors circulation, les efforts à repr<strong>en</strong>dre correspond<strong>en</strong>t auxcharges perman<strong>en</strong>tes de l'ouvrage. C'est la répartition transversale des charges sur lesappareils <strong>d'appui</strong> d'une même ligne qui aide à déterminer les précautions à pr<strong>en</strong>dre, larépartition théorique sur piles et culées étant connue. Dans la pratique, cette répartitionpeut être différ<strong>en</strong>te, ce qui doit conduire à pr<strong>en</strong>dre des dispositions de levage largem<strong>en</strong>tdim<strong>en</strong>sionnées.Dans le cas d'un vérinage avec un mainti<strong>en</strong>, même partiel de la circulation, la desc<strong>en</strong>tede charge p<strong>en</strong>dant l'opération de vérinage est moins bi<strong>en</strong> connue et le système de levagedevra donc être adapté. À titre d'exemple sur les autoroutes <strong>en</strong> service, il n'est pas rared'effectuer un vérinage de nuit avec restriction du nombre de voies de circulation pourlimiter l'effet des charges roulantes. Il est conseillé d'interrompre la circulation des poidslourds p<strong>en</strong>dant la courte durée des opérations.Les précautions à pr<strong>en</strong>dre sont alors fonction :- de la rigidité transversale de l'ouvrage tout comme dans le cas d'un vérinage horscirculation et donc des dénivelées admissibles <strong>en</strong>tre deux appareils <strong>d'appui</strong> d'une mêmeligne qui peuv<strong>en</strong>t être extrêmem<strong>en</strong>t faibles sur certains ouvrages,- de la répartition longitudinale des efforts dus à une charge roulante et de la déniveléeadmissible <strong>en</strong>tre deux appuis consécutifs.Préalablem<strong>en</strong>t à l'opération de vérinage, il faut desserrer ou déposer les joints dechaussée, libérer les lisses des dispositifs de sécurité, fermer et désolidariser du tablier lesréseaux év<strong>en</strong>tuels sur l'ouvrage qui ne supporterai<strong>en</strong>t pas la dénivellation prévue (eau,gaz, etc.).Les réservations nécessaires à lamise <strong>en</strong> place de matériels delevage sont maint<strong>en</strong>ant systématiquem<strong>en</strong>tprévues au mom<strong>en</strong>t dela construction. Il faut cep<strong>en</strong>dantles retrouver dans les docum<strong>en</strong>tsd'exécution et vérifier que l'espacedisponible permet bi<strong>en</strong> d'utiliserle matériel disponible. Dans certainscas, il est nécessaire de créerdes zones <strong>d'appui</strong> accessibles. Ilfaut prévoir l'<strong>en</strong>lèvem<strong>en</strong>t desvérins après la fin des opérations.Les équipem<strong>en</strong>ts traditionnellem<strong>en</strong>tutilisés pour le levage sont :- des vérins plats (fig. 5.02) oudes vérins à coins lorsque l'espacedisponible pour le levage est trèsfaible <strong>en</strong> hauteur (prévoir l'<strong>en</strong>lèvem<strong>en</strong>tdes vérins après la fin del'opération),- des vérins hydrauliques(fig. 5.03) et des vérins corbeauxqui comport<strong>en</strong>t un blocage desécurité pour le mainti<strong>en</strong> <strong>en</strong> positionhaute de vérinage.Fig. 5.02 - Vérins plats.Fig. 5.03 - Vérin hydraulique.53


Fascicule 13 - In.struction technique pour la surveillance et l'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> des ouvrages d'art- des pompes permettant la mise <strong>en</strong> pression des vérins (hydrauliques, manuelles ouc<strong>en</strong>trales hydrauliques qui permett<strong>en</strong>t de réguler les efforts ou les déplacem<strong>en</strong>ts desdiffér<strong>en</strong>ts vérins),- des équipem<strong>en</strong>ts de contrôle de mesures de déplacem<strong>en</strong>ts (comp<strong>en</strong>sateurs, capteurs dedéplacem<strong>en</strong>ts électroniques) ou des efforts (manomètres de précision, capteurs depression).Pour répondre aux soucis de sécurité lors des levages et pour interdire les effortsparasites, des systèmes de levage assisté par ordinateur sont utilisés. Ce sont des systèmesintégrant informatique, automate et hydraulique qui contrôl<strong>en</strong>t <strong>en</strong> perman<strong>en</strong>ce et assur<strong>en</strong>tun fonctionnem<strong>en</strong>t coordonné des vérins de levage (fig. 5.04 et 5.05).C'est particulièrem<strong>en</strong>t intéressant lorsque l'ouvrage est s<strong>en</strong>sible aux dénivellations<strong>d'appui</strong>s, ou <strong>en</strong> cas de restrictions contraignantes de circulation, car ce système permet demaîtriser, à partir d'une camionnette, l'<strong>en</strong>semble de ce qui se passe sur l'ouvrage.P<strong>en</strong>dant toute opération de vérinage ou de dévérinage, ainsi que p<strong>en</strong>dant les travaux surles bossages <strong>d'appui</strong>, il convi<strong>en</strong>t de maint<strong>en</strong>ir un dispositif de sécurité (verrouillage parécrous de sécurité ou calage) qui, <strong>en</strong> cas d'incid<strong>en</strong>t sur un vérin ou un flexible de raccordem<strong>en</strong>t,évitera de dépasser les tolérances fixées.P<strong>en</strong>dant les phases où l'ouvrage est maint<strong>en</strong>u sur calage, les variations thermiques peuv<strong>en</strong>tavoir une influ<strong>en</strong>ce importante.Toute opération de vérinage est donc une opération délicate qui doit être étudiée et suivieavec la CDOA. Le vérinage ne peut être réalisé que par une <strong>en</strong>treprise spécialisée prés<strong>en</strong>tantdes référ<strong>en</strong>ces vérifiées (à prévoir dans le DCE).( •'i'^^^^^MFig. 5.04 -Vérinage avec chaise sur pile.Fig. 5.05 -Vérins corbeaux sur chaise.54


Chapitre 5 - Entreti<strong>en</strong> et réparation5.2.2 - Recalage des appareils <strong>d'appui</strong>Un recalage des appareils <strong>d'appui</strong> peut être nécessaire pour :- remettre les appareils <strong>d'appui</strong> dans la position prévue lors des études <strong>en</strong> fin de travaux,- annuler les distorsions dues au retrait et au fluage dans les premiers mois de la vie del'ouvrage,- améliorer le fonctionnem<strong>en</strong>t de l'ouvrage <strong>en</strong> remettant les appareils <strong>d'appui</strong> dans leurposition théorique au cours de la vie de l'ouvrage.Cette opération nécessite dans tous les cas un vérinage. C'est donc une opération qui nedoit être prévue que pour des appareils <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong> bon état.Par exemple, <strong>en</strong> cas de doute sur un ouvrage anci<strong>en</strong>, on ne doit pas hésiter à prévoir le remplacem<strong>en</strong>tdes appareils <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong> caoutchouc.Le recalage est égalem<strong>en</strong>t utilisé dans des opérations plus délicates de rééquilibrage deréactions <strong>en</strong>tre appareils <strong>d'appui</strong> d'une même ligne.5.2.3 - Remise <strong>en</strong> état des appareils <strong>d'appui</strong>La remise <strong>en</strong> état des appareils <strong>d'appui</strong> concerne ess<strong>en</strong>tiellem<strong>en</strong>t les appareils <strong>d'appui</strong> à potet les appareils <strong>d'appui</strong> métalliques. Ces interv<strong>en</strong>tions sont parfois longues mais pastoujours gênantes pour les usagers.Pour les appareils <strong>d'appui</strong> à pot, ce traitem<strong>en</strong>t n'est pas courant. Il porte ess<strong>en</strong>tiellem<strong>en</strong>tsur le remplacem<strong>en</strong>t du joint racleur et, év<strong>en</strong>tuellem<strong>en</strong>t, des plaques de glissem<strong>en</strong>t (plaques<strong>en</strong> acier inoxydable, PTFE, guide, etc.)^^Ces interv<strong>en</strong>tions nécessit<strong>en</strong>t la prés<strong>en</strong>ce sur chantier d'un représ<strong>en</strong>tant qualifié dufabricant de l'appareil <strong>d'appui</strong>.Les appareils <strong>d'appui</strong> métalliques peuv<strong>en</strong>t souv<strong>en</strong>t être conservés après reconditionnem<strong>en</strong>t.Les travaux les plus courants port<strong>en</strong>t sur la mise <strong>en</strong> peinture et le graissage après démontage.Les appareils <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong> caoutchouc fretté sont le plus souv<strong>en</strong>t remplacés car le coût defourniture à neuf de ces équipem<strong>en</strong>ts est marginal par rapport au coût de l'opérationglobale nécessitant un vérinage, un calage, etc.5.2.4 - Remplacem<strong>en</strong>t des appareils <strong>d'appui</strong>Un diagnostic clair et fiable, qui peut parfois nécessiter une durée d'observation supérieureà un an, permet de définir la stratégie de changem<strong>en</strong>t des appareils <strong>d'appui</strong> de l'ouvrage.Cette opération peut être de diverses natures :>* le remplacem<strong>en</strong>t à l'id<strong>en</strong>tique si les désordres sont ess<strong>en</strong>tiellem<strong>en</strong>t dus à des problèmesde vieillissem<strong>en</strong>t. Il n'est pas choquant dans ce cas de remplacer à l'id<strong>en</strong>tique desappareils <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong> caoutchouc fretté (même type, même format) même si les calculsmontr<strong>en</strong>t qu'ils ne sont pas conformes aux règles actuelles,>" le changem<strong>en</strong>t des appareils <strong>d'appui</strong> :- remplacem<strong>en</strong>t par des appareils <strong>d'appui</strong> de même type, mais de dim<strong>en</strong>sions différ<strong>en</strong>tes,- remplacem<strong>en</strong>t de petits appareils à pots par des appareils <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong> caoutchouc avecplaque de glissem<strong>en</strong>t,- remplacem<strong>en</strong>t d'appareils <strong>d'appui</strong> métalliques à rouleaux par des appareils <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong>caoutchouc fretté.^2 Selon le type de joint de coussin, la reprise du bossage est <strong>en</strong> général nécessaire, car ce type d'appareil doit être<strong>en</strong> position de rotation prratiquem<strong>en</strong>t nulle lors de sa remise <strong>en</strong> compression (cf. Norme de pose NF T 47816.3).


Fascicule 13 - Instruction technique pour la surveillance et l'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> des ouvrages d'artDans tous les cas, cela demande une étude de projet complète avec év<strong>en</strong>tuellem<strong>en</strong>t l'aidedu réseau technique.Ce projet doit clairem<strong>en</strong>t définir les modalités de changem<strong>en</strong>t et aborder les problèmes deréalisation qui ne doiv<strong>en</strong>t pas être laissés à l'initiative de l'<strong>en</strong>treprise.Tout remplacem<strong>en</strong>t d'appareil <strong>d'appui</strong> demande une reprise des bossages existants, mêmedans le cas de remplacem<strong>en</strong>t à l'id<strong>en</strong>tique, pour assurer un bon contact de l'appareil<strong>d'appui</strong> avec ces bossages et donc une bonne transmission des efforts. En effet, lestolérances de fabrication des appareils font que le nouvel appareil <strong>d'appui</strong> mis <strong>en</strong> place neprés<strong>en</strong>te pas une géométrie absolum<strong>en</strong>t id<strong>en</strong>tique.5.2.5 - Réfection des bossagesCes travaux importants ne sont à <strong>en</strong>visager que si les désordres constatés évolu<strong>en</strong>t etpeuv<strong>en</strong>t <strong>en</strong>traîner une rupture partielle du bossage ou un défaut de contact avec l'appareil<strong>d'appui</strong>. Ils doiv<strong>en</strong>t, dans tous les cas, faire l'objet d'une étude complète avec év<strong>en</strong>tuellem<strong>en</strong>tl'aide du réseau technique, et nécessit<strong>en</strong>t un soulèvem<strong>en</strong>t de l'ouvrage.Le contrôle de ces opérations (vérinage et réfection) est impératif. De plus, des épreuvesde conv<strong>en</strong>ance du matériau de réparation sont indisp<strong>en</strong>sables.Si les bossages sont épaufrés, il convi<strong>en</strong>t de démolir les anci<strong>en</strong>s bossages (ou ce qu'il estpossible d'éliminer).Pour les bossages inférieurs, on reconstitue un bossage de taille plus importante avec dumicro-béton ou un mortier de calage, fretté ou non, selon les hauteurs. On peut utiliser aussides bossages préfabriqués ou des plaques métalliques.Pour les bossages supérieurs, une plaque métallique est posée sur l'appareil <strong>d'appui</strong>. Onpeut, soit injecter de la résine, soit mater du mortier (fig. 5.06) <strong>en</strong>tre la plaque et le tablier(surtout jamais au contact d'un appareil <strong>d'appui</strong>). Une autre solution est de mettre <strong>en</strong> placedu mortier sur la plaque, l'ouvrage est alors desc<strong>en</strong>du sur le mortier non <strong>en</strong>core durci ; cettesolution est difficile à mettre <strong>en</strong> œuvre.Dans les cas où cela est possible, on utilise de préfér<strong>en</strong>ce des bossages inférieurspréfabriqués. L'exécution est <strong>en</strong> général meilleure, la résistance mécanique satisfaisanteet la surface <strong>d'appui</strong> plane.Pour les bossages supérieurs,dont la taille le permet, l'utilisationde plaques métalliquesavec matage de mortier oumortier de calage permet unemeilleure exécution, plus facileà contrôler.Pour traiter des défauts de planéitéet d'horizontalité, il peutêtre fait appel au moins à deuxprocédés :- la réparation de surface pardu mortier ou de la résinepour les bossages inférieurs,- l'injection de résine ou le matage d'un mortier <strong>en</strong>tre les bossages et les plaques métalliquescalées sur 1 appareil <strong>d'appui</strong>.


Chapitre 5 - Entreti<strong>en</strong> et réparationLes produits de calage utilisés doiv<strong>en</strong>t être certifiés conformes aux normes <strong>en</strong> vigueursuivant une procédure officielle.5.2.6 - Création de bossages d'appareils <strong>d'appui</strong>Certains ouvrages anci<strong>en</strong>s ne prés<strong>en</strong>t<strong>en</strong>t pas de bossage ni d'emplacem<strong>en</strong>t prévus pour levérinage. S'ils prés<strong>en</strong>t<strong>en</strong>t des désordres dus au mauvais fonctionnem<strong>en</strong>t des appareils<strong>d'appui</strong>, il faut interv<strong>en</strong>ir et créer des bossages. Dans ce cas, il faut réaliser un relevagedéfinitif du tablier. Cela <strong>en</strong>traîne des travaux au niveau des culées et des abords (joint dechaussée, garde-grève, etc.).Une étude complète est donc à réaliser incluant ces différ<strong>en</strong>ts points ainsi que ledim<strong>en</strong>sionnem<strong>en</strong>t du frettage, du bossage et leur réalisation.57


Page laissée blanche int<strong>en</strong>tionnellem<strong>en</strong>t


Annexe 1 - BibliographieAnnexe 1Bibliographie>- Bulletin technique n°4 du SETRA>- Guide provisoire du SETRA sur l'utilisation des appareils <strong>d'appui</strong> à pot ; ce guide estdestiné à remplacer le BT4 du SETRA>• Environnem<strong>en</strong>t des appareils <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong> caoutchouc fretté. Réalisée par le LCPC et leSETRA, publication du SETRA, d'octobre 1978 (Réf. F 7810)>• Appareil <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong> caoutchouc (AFPC juillet 1994)>- Normes et projets de normes- Normes XPT 47.801 à 816-Pr. EN 1337.1 à 11>- Fiches de recherche du LCPC- Recommandations pour le contrôle de la réparation ou le remplacem<strong>en</strong>t des dispositifs<strong>d'appui</strong> d'ouvrages d'art (FAER 2.42.60.1)- Méthodologie du contrôle des réparations d'ouvrages d'art - Fascicule 5 - <strong>Appareils</strong><strong>d'appui</strong> sur ouvrages <strong>en</strong> service (FAER 2.42.62.5)59


•Annexe 2 - Représ<strong>en</strong>tation graphique des appareils <strong>d'appui</strong>Annexe 2Représ<strong>en</strong>tation graphiquedes appareils <strong>d'appui</strong> (pr. EN 1337.1)Il est souhaitable d'utiliser pour la représ<strong>en</strong>tation des appareils <strong>d'appui</strong> sur les docum<strong>en</strong>tssynthétiques les symboles suivants faisant l'objet, <strong>en</strong>tre autres, du projet de norme europé<strong>en</strong>nepr. EN 1337.1.SymbolesEn planPour coupelongitudinalePour coupetransversale(") Caoutchouc fretté ou élastomère simple1 11 1Avec guidage (rigide transversalem<strong>en</strong>t)Avec guidage et p an de glissem<strong>en</strong>t4-*^(") Avec plan de glissem<strong>en</strong>t^>1 11 1TAvec plan de glissem<strong>en</strong>t guidé(élastique transversalem<strong>en</strong>t)


Annexe 3 - Quelques autres types d'appareils <strong>d'appui</strong>Annexe 3Quelques autres types d'appareils <strong>d'appui</strong>Dans cette annexe sont décrits des appareils <strong>d'appui</strong> de conception variée et souv<strong>en</strong>t fabriquésà l'unité. Il n'est pas possible d'<strong>en</strong> faire une <strong>en</strong>umération exhaustive.En cas de problème, il est conseillé de faire appel au réseau technique.A.3.1 - <strong>Appareils</strong> <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong> bétonDe nombreux ouvrages ou parties d'ouvrages ont simplem<strong>en</strong>t été posés sur une bande demortier maté, qui ne constitue pas réellem<strong>en</strong>t un appareil <strong>d'appui</strong>.A.3.1.1 - Les articulations MESNAGER(introduites <strong>en</strong> 1907)Elles se compos<strong>en</strong>t de barres d'acier se croisant <strong>en</strong> X dans unesection rétrécie de béton ménagée <strong>en</strong>tre les pièces à articuler. Lesbarres sont disposées alternativem<strong>en</strong>t dans l'une ou l'autredirection et sont concourantes sur une même droite: l'axe del'articulation.La résistance est demandée exclusivem<strong>en</strong>t aux barres croisées,à l'exclusion du noyau de béton de la section rétrécie, qui n'aqu'un rôle de protection des armatures.Le fonctionnem<strong>en</strong>t de l'articulation <strong>en</strong>traîne une fissuration dunoyau et les aciers sont donc mal protégés de la corrosion. Ontrouve donc peu d'articulation MESNAGER sur les ouvrages <strong>en</strong>service.Articulation !\/IESNAGER.A.3.1.2 - Les articulations CONSIDERE(début du 20e siècle)On les trouve souv<strong>en</strong>t sur des poteaux.Ce sont des articulations provisoires qui se compos<strong>en</strong>t d'unélém<strong>en</strong>t de béton fretté réduit à un noyau.La prés<strong>en</strong>ce d'armatures <strong>en</strong> att<strong>en</strong>te permettait <strong>en</strong>suited'<strong>en</strong>rober l'articulation et de reconstituer la section dupoteau.De ce fait, elles sont difficilem<strong>en</strong>t id<strong>en</strong>tifiables même sielles exist<strong>en</strong>t <strong>en</strong>core sur certains ouvrages <strong>en</strong> service etcela peut expliquer certains désordres sur les poteaux.Béton2e phaseArticuiation CONSIDERE.61


Fascicule 13 - Inistruction technique pour la surveillance et l'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> des ouvrages d'artA.3.1.3 - Les sections rétrécies de béton(souv<strong>en</strong>t appelées articulations FREYSSINET)Elles équip<strong>en</strong>t de nombreux ouvrages et selon l'int<strong>en</strong>sité des efforts horizontaux, ellespossèd<strong>en</strong>t ou ne possèd<strong>en</strong>t pas d'aciers traversants (goujons).VolumefrettéSectionde bétonrétrécieA>3CVolumefretté30Articulation FREYSSINET.Le dim<strong>en</strong>sionnem<strong>en</strong>t se trouve dans les règlem<strong>en</strong>ts de calculs depuis 1964.Il est rarem<strong>en</strong>t constaté de désordres sur ces appareils <strong>d'appui</strong>.A.3.1.4 - Les articulations type CAQUOT (ou CONSIDERE-CAQUOT)à roulem<strong>en</strong>t de cylindre ou de sphère sur un plan ou un cylindre, dite articulation roulante(introduite vers 1928).Elles rempliss<strong>en</strong>t le rôle d'appareil <strong>d'appui</strong> fixe.Modèle à rayonconvexe roulant sur plan.Exemple de modèle à deux rayonsconvexes avec aciers transversaux.Si les efforts horizontaux sont importants, des aciers travers<strong>en</strong>t perp<strong>en</strong>diculairem<strong>en</strong>t la lignede contact.Exemple de modèleavec rayon concavesur surface à rayon convexe,sans aciers traversants.62NotaDe nos jours, ce type d'appareil <strong>d'appui</strong> est employé pour les articulations de certains types d'ouvrages utilisant desélém<strong>en</strong>ts de voûtes préfabriquées.


Annexe 3 - Quelques autres types d'appareils <strong>d'appui</strong>A.3.1.5 - Les articulations doublesLes articulations Caquot ou Freyssinet sont parfois dédoublées pour ajouter une capacitéde translation à leur capacité normale de rotation.Type CAQUOT.Type FREYSSINETL'articulation double Caquot permet des déplacem<strong>en</strong>ts de plusieurs c<strong>en</strong>timètres alors quel'articulation double Freyssinet n'autorise que de faibles déplacem<strong>en</strong>ts. Toute opération deréparation doit veiller à conserver la stabilité de l'ouvrage.A.3.2 - <strong>Appareils</strong> <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong> acierA.3.2.1 • Les petits appareils <strong>d'appui</strong>>• Les balanciers à contact ponctuelIls sont composés d'une surface sphérique convexe sur laquelle se déplace sans glisser, unesurface plane ou une surface sphérique concave à grand rayon. Ils permett<strong>en</strong>t les rotationsdans toutes les directions, tout <strong>en</strong> jouant le rôle <strong>d'appui</strong> fixe.Balanciers à contact ponctuel.NotaIls sont aussi parfois dénommés à tort, calottes sphériques.>- Les appareils <strong>d'appui</strong> sphériques et cylindresLes calottes sphériques sont une variante des appareils précéd<strong>en</strong>ts. La surface de contactest sphérique, les balanciers supérieurs et inférieurs ayant le même rayon.Il existe des calottes cylindriques variantes des balanciers à rotule axiale. Elles sont aussiappelées g<strong>en</strong>ouillères.63


Fascicule 13 - Inîitruction technique pour la surveillance et l'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> des ouvrages d'artIl existe aussi des appareils <strong>d'appui</strong> plus réc<strong>en</strong>ts dont les surfaces de frottem<strong>en</strong>t sontcomposées de plaques de PTFE sur acier inoxydable, soit sphériques, soit cylindriques.Les désordres év<strong>en</strong>tuels les plus fréqu<strong>en</strong>ts sont ceux déjà traités au paragraphe 3.5 duprés<strong>en</strong>t fascicule.Calotte spliérique.Balancier à calotte cylindrique ou g<strong>en</strong>ouillère.Plaque <strong>en</strong> acier inoxydablePlaque de PTFE <strong>en</strong>castréeAppareil à plaques de PTFE.>' Les grainsCe sont de petits balanciers supérieurs (cylindriques ou parfois sphériques) qui gliss<strong>en</strong>t surune surface plane avec parfois un système de guidage longitudinal. Le comportem<strong>en</strong>t esthybride et ils ne sont utilisés que pour de faibles charges. Ils exist<strong>en</strong>t sur certains viaducsmétalliques démontables. Ils permett<strong>en</strong>t à la fois les déplacem<strong>en</strong>ts et les rotations.Pour tous ces appareils <strong>en</strong> acier, les désordres que l'on peut r<strong>en</strong>contrer sont liés à l'usuredes pièces métalliques et à leur mauvais fonctionnem<strong>en</strong>t qui est dû soit aux problèmes decorrosion, soit à un mauvais dim<strong>en</strong>sionnem<strong>en</strong>t.Balanciers à grains.64


Annexe 3 - Quelques autres types d'appareils <strong>d'appui</strong>A.3.2.2 - Les biellesLes bielles permett<strong>en</strong>t une double articulation. Elles sont donc généralem<strong>en</strong>t utilisées à lajonction de deux élém<strong>en</strong>ts dont les mouvem<strong>en</strong>ts sont indép<strong>en</strong>dants.On peut <strong>en</strong> trouver sur les ponts susp<strong>en</strong>dus, les cantilevers, etc.De par leur conception, les désordres év<strong>en</strong>tuels sont à rechercher au niveau des surfacesde contact (axes, etc.), ovalisation par usure, jeu anormal, blocage par corrosion,déplacem<strong>en</strong>t. En cas de translation importante, les bielles <strong>en</strong>traîn<strong>en</strong>t des dénivellations <strong>en</strong>treles élém<strong>en</strong>ts.Dans le cas d'usure des articulations, le jeu des pièces va s'acc<strong>en</strong>tuer <strong>en</strong> provoquant desclaquem<strong>en</strong>ts bruyants. Cela peut conduire à des ruptures d'axe ou d'ancrages et donc à desrisques importants pour l'ouvrage voire à l'effondrem<strong>en</strong>t (par exemple dans le cas debielle de susp<strong>en</strong>sion de cantilever).Bielle à rôle anti-soulèvem<strong>en</strong>t.Bielle de susp<strong>en</strong>sion d'une articulation cantilever.A.3.3 - <strong>Appareils</strong> <strong>d'appui</strong> hybridesOn r<strong>en</strong>contre aussi des appareils <strong>d'appui</strong> alliant le béton et l'acier, ou l'acier et l'acierinoxydable. Ces appareils <strong>d'appui</strong> sont hybrides et les désordres que l'on peut y r<strong>en</strong>contrersont ceux relatifs aux divers matériaux employés.65


Fascicule 13 - Instruction technique pour la surveillance et l'<strong>en</strong>treti<strong>en</strong> des ouvrages d'artA.3.3.1 - Exemple d'appareil anti-soulèvem<strong>en</strong>t>• Avec déplacem<strong>en</strong>t sur des plans de glissem<strong>en</strong>t inox-PTFE.Plan de glissem<strong>en</strong>t Inox-PTFE.IntradosPlaque de glissem<strong>en</strong>tinox-PTFEAxe de rotationCulée>- Avec déplacem<strong>en</strong>t assuré par deux appareils <strong>d'appui</strong> <strong>en</strong> caoutchouc fretté placés <strong>en</strong>treles parties mâle et femelle du dispositif anti-soulèvem<strong>en</strong>t.Pont de SavlnesArticulation à la clé.A.3.3.2 - Exemple d'appareil hybride acier-bétonDes clavettes cylindriques ont été remplacées par des appareils constitués de deux demicoquilles,qui ont été conjuguées aux cylindres <strong>en</strong>', '•^^'^ béton par injection de résine dans une poche (type' 0 vérin plat) située <strong>en</strong>tre ces deux coquilles.1 J1mY//ABéton ////,1////^Plaque métallique66About de poutre ^J>7///////^^.^^ Vérin platv//ÀAppareil de clé d'un pont <strong>en</strong> arc et son croquis.


Annexe 4 • Liste des sigles utilisésAnnexe 4Liste des sigles utilisésCDOADCEIQOALRPCpr ENPTFESETRACellule départem<strong>en</strong>tale des ouvrages d'artDossier de consultation des <strong>en</strong>treprisesImage de la qualité des ouvrages d'artLaboratoire régional des Ponts et ChausséesProjet de norme europé<strong>en</strong>nePolytétrafluoréthylèneService d'études techniques des routes et autoroutes67


Docum<strong>en</strong>t publié par le LCPCsous le numéro 51123110Conception et réalisationLCPC-IST, Ruth AmarDessinsLCPC-IST : Philippe CaquelardDREIF : Nicolas Blanc, Olivier BaudouinCrédits photographiquesFig. 3.01, 3.02, 3.03, 3.05, 3.07, 3.08, 3.10, 3.12,3.16, 3.24, 3.25a, 3.26, 3.28, 3.29 SETRAFig. 3.04, 3.11, 3.14, 3.15, 3.19, 3.22, 3.23,3.25b, 3.27, 3.30,Fig. couverture, 2.10, 4.01, 4.04, 4.05, 5.01,5.02, 5.03, 5.04, 5.05, 5.06, (annexe3. Pont de Savines)Fig. 3.06,4.03Fig. 3.32Annexe 3, Appareil de clé d'un pont <strong>en</strong> arcLRPC ou CETEM. ESBRATM. POINEAULCPCDREIFImpressionBIALECDépôt légal4e trimestre 2002ISBN2-7208-3110-8


Page laissée blanche int<strong>en</strong>tionnellem<strong>en</strong>t


directiondes Routes92055 La Oéfecedexl>I«MirilI:}llCtl(:i«I4lIl«}C4£lCRéfér<strong>en</strong>ce LCPC : PAS

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!