Les appareils d'appui jouent un rôle crucial dans l'intégrité structurelle et la fonctionnalité des ponts. Ces dispositifs, installés entre la sous-structure et la superstructure du pont, sont conçus pour transférer les charges appliquées, notamment les charges sismiques, éoliennes, de circulation et de poids propre, tout en s'adaptant à des mouvements tels que la rotation et la translation. Les appuis de pont sont classés en appuis à expansion, qui permettent à la fois des mouvements de translation et de rotation, et en appuis fixes, qui permettent des mouvements de rotation et de translation limités. Cet article explore les différents types d'appareils d'appui de pont utilisés dans la construction et leurs caractéristiques spécifiques.

Comprendre les roulements de pont

Que sont les roulements de pont ?

Les appareils d'appui de pont sont des dispositifs structurels placés entre la sous-structure et la superstructure d'un pont. Ils facilitent le transfert des charges tout en permettant les mouvements nécessaires, assurant ainsi la stabilité et la durabilité du pont. Ces appuis supportent différents types de charges, telles que les charges sismiques, le vent, la circulation et le propre poids du pont, tout en permettant également des mouvements tels que la rotation et la translation.

Types de roulements de pont

Les appuis de pont sont globalement classés en deux catégories : les appuis à expansion et les appuis fixes. Les roulements à expansion permettent des mouvements de translation et de rotation, tandis que les roulements fixes permettent des mouvements de rotation et de translation limités. Les principaux types de roulements de pont comprennent les roulements coulissants, les roulements à bascule et à broches, les roulements à rouleaux, les roulements en élastomère, les roulements courbes, les roulements à pot et les roulements à disque.

Roulements coulissants pour ponts

Présentation des roulements lisses

Les paliers lisses sont constitués de deux plaques métalliques, généralement en acier inoxydable, qui coulissent l'une par rapport à l'autre, facilitant ainsi le mouvement de translation. Pour minimiser la friction, des matériaux lubrifiants tels que le polytétrafluoroéthylène (PTFE) sont utilisés entre les plaques.

Application et limites

Les appuis lisses génèrent des forces de friction qui affectent la sous-structure, la superstructure et les appuis eux-mêmes. Selon les directives de l'ASSHTO, les appareils d'appui coulissants ne conviennent pas aux portées de pont supérieures à 15 mètres, car ils ne permettent pas les mouvements de rotation. Cependant, cette limitation peut être surmontée en combinant des roulements lisses avec d'autres types de roulements.

Roulements à bascule et à axes pour ponts

La structure et la fonction

Les roulements à bascule comportent une surface inférieure incurvée pour le mouvement de translation et une goupille en haut pour le mouvement de rotation. Les roulements à broches, quant à eux, sont des roulements fixes qui permettent un mouvement de rotation via une broche en acier. Les deux types sont principalement utilisés dans les structures de ponts en acier.

Considérations et maintenance

Les roulements à bascule et à axe doivent être utilisés lorsque les mouvements du pont sont bien compris et décrits, car ils permettent des mouvements dans une seule direction. Une inspection et un entretien réguliers sont cruciaux en raison de leur sensibilité à la corrosion et à la détérioration.

Roulements à rouleaux pour ponts

Types de roulements à rouleaux

Les roulements à rouleaux peuvent être utilisés dans les structures de ponts en béton armé et en acier. Ils se déclinent en deux configurations principales : les roulements à rouleaux simples, constitués d'un rouleau entre deux plaques, et les roulements à rouleaux multiples, qui comprennent plusieurs rouleaux entre deux plaques.

Avantages et inconvénients

Les roulements à rouleaux simples sont économiques et peuvent s'adapter à la fois aux mouvements de rotation et de translation, mais ils ont une capacité de charge verticale limitée. Plusieurs roulements à rouleaux peuvent supporter d'importantes charges verticales et s'adapter aux mouvements de translation, mais ils sont plus coûteux. Les deux types nécessitent un entretien régulier pour éviter la corrosion et les dommages.

Roulements courbes pour ponts

Conception et fonctionnalité

Les roulements incurvés sont constitués de deux plaques incurvées assorties. Les roulements incurvés cylindriques permettent des mouvements de rotation, tandis que les roulements incurvés sphériques permettent des mouvements de rotation et de translation. La géométrie et les charges de gravité fournissent une résistance latérale, qui est atténuée par l'ajout de curseurs en PTFE pour s'adapter aux mouvements latéraux.

Utilisation et avantages

Les roulements courbes sont efficaces pour gérer les mouvements de rotation et de translation, notamment dans les configurations sphériques. L'utilisation de curseurs en PTFE améliore leur capacité à gérer les mouvements latéraux, ce qui les rend polyvalents pour diverses conceptions de ponts.

Appuis à pot pour ponts

Composition et mécanisme

Les appuis à pot comprennent un disque en élastomère confiné dans un pot, un piston en acier adapté à la paroi du pot et des bagues d'étanchéité plates qui maintiennent l'élastomère à l'intérieur du pot. Ces roulements peuvent supporter des charges verticales importantes, transférées via le piston en acier au disque en élastomère.

Mouvement et transfert de charge

Les appuis à pot s'adaptent principalement aux mouvements de rotation, avec un mouvement de translation limité. Pour améliorer la capacité de translation, des curseurs en PTFE sont introduits sur la surface coulissante. Cette conception rend les appuis à pot adaptés à la manipulation de charges verticales et latérales importantes.

Roulements à disque pour ponts

Composants et fonction

Les roulements à disque comprennent un disque en élastomère et un anneau métallique au centre. Le mouvement de rotation est géré par la déformation de l'élastomère, tandis que le mouvement de translation est géré par des curseurs en PTFE. L'élastomère doit être suffisamment dur pour supporter des charges verticales sans déformation excessive et suffisamment flexible pour permettre des mouvements de rotation.

Applications et maintenance

Les roulements à disque sont efficaces pour supporter les charges verticales et latérales. Un entretien régulier est essentiel pour garantir que l'élastomère conserve ses propriétés et que le roulement fonctionne correctement dans le temps.

Conclusion

Les appareils d'appui de pont sont indispensables dans la construction de ponts modernes, fournissant le support et l'adaptation de mouvement nécessaires pour garantir l'intégrité structurelle et la longévité. Chaque type d'appui présente des applications, des avantages et des limites spécifiques, ce qui rend essentiel le choix du type d'appui approprié en fonction de la conception du pont et des exigences de charge. Une inspection et un entretien réguliers sont essentiels à la performance et à la durabilité de ces roulements.

Résumé

Les appuis de pont sont des composants cruciaux dans la construction de ponts, permettant le transfert de charge et l'adaptation des mouvements entre la sous-structure et la superstructure du pont. Les principaux types comprennent les roulements coulissants, à bascule et à broches, à rouleaux, courbes, à pot et à disque, chacun avec des caractéristiques et des applications uniques. Une sélection, une installation et un entretien appropriés de ces roulements sont essentiels à la fonctionnalité et à la longévité du pont.

FAQ

Que sont les appuis de pont ?

Les appuis de pont sont des dispositifs installés entre la sous-structure et la superstructure d'un pont pour transférer les charges et permettre les mouvements nécessaires comme la rotation et la translation.

Quels sont les principaux types d’appuis de pont ?

Les principaux types de roulements de pont comprennent les roulements coulissants, les roulements à bascule et à broches, les roulements à rouleaux, les roulements en élastomère, les roulements courbes, les roulements à pot et les roulements à disque.

Quelle est la différence entre les roulements à expansion et les roulements fixes ?

Les roulements à expansion permettent des mouvements de translation et de rotation, tandis que les roulements fixes permettent des mouvements de rotation et de translation limités.

Pourquoi un entretien régulier des appareils d’appui de pont est-il important ?

Un entretien régulier est crucial pour prévenir la corrosion, la détérioration et les dommages, garantir le bon fonctionnement des roulements et prolonger la durée de vie du pont.

Comment les paliers lisses réduisent-ils la friction ?

Les paliers lisses réduisent la friction en utilisant des matériaux lubrifiants comme le polytétrafluoroéthylène (PTFE) entre les plaques métalliques coulissantes.

Quand les appuis à pot sont-ils utilisés dans la construction de ponts ?

Les appuis à pot sont utilisés lorsque des charges verticales importantes doivent être supportées, car ils peuvent s'adapter à des mouvements de rotation importants et, avec les curseurs en PTFE, à des mouvements de translation limités.