DT4167 - Appareils d'Appui

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  • 7/31/2019 DT4167 - Appareils d'Appui

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    service d'tudes

    techniques

    des routes

    et autoroutes

    noted'information

    Auteur :

    27Ouvrages d'art

    Sommaire

    Prambule. 2

    Niveau de lattestation de conformit. 2

    NF EN 1337 - Partie 1 . 2

    NF EN 1337 - Partie 2 . 2

    NF EN 1337 - Partie 3 . 3

    NF EN 1337 - Partie 4 . 8

    NF EN 1337 - Partie 5 . 8

    NF EN 1337 - Partie 6 . 8

    NF EN 1337 - Partie 7 . 8

    La publication de pratiquement toutes les parties de la norme NF EN 1337 sur lesappareils d'appui (il ne reste plus que la partie 8 sur les dispositifs de blocage et de

    guidage) modie compltement le paysage normatif sur les appareils d'appui des ponts.Ce nouvel environnement doit tre apprhend, compris et correctement appliqu.

    Ces normes doivent permettre, pour les parties harmonises, la mise en place dumarquage CE sur ce type de produit. Par contre, si tous les produits doivent tremarqus CE, le Matre d'ouvrage a le devoir de vrier que le produit qu'il souhaiteutiliser est adapt son ouvrage. Or les normes, et le marquage CE, comportedes possibilits de choix qui doivent tre complts dans les clauses des marchsparticuliers.

    L'objet de la prsente note d'information technique est de lister les possibilits dechoix qui restent l'initiative du Matre d'ouvrage et lui donner les conseils pour fairece choix et complter, en tant que de besoin, la norme NF EN 1337.

    Outre cette note d'information technique, il est signal l'existence de deux guides

    techniques prpars par le Stra sur les appareils d'appui en caoutchouc frett et lesappareils d'appui pot pour aider les projeteurs dans le calcul des appareils d'appui,voire lui proposer des outils, sous forme de logiciels de pr dimensionnement.

    Ce document a t prpar par un groupe d'experts issus, notamment, de la Commissionde normalisation T47A (Appareils d'appui structuraux).

    Stra

    Note technique surlapplication nationale de la normeNF EN 1337 (appareils dappui structuraux)

    dcembre 2006

    Stra

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    Note d'information du Stra ouvrages d'art 27

    Note technique sur lapplication nationale de la norme NF EN 1337 (appareils dappui structuraux)

    PrambuleLa norme NF EN 1337 appareils d'appui structuraux comporte une srie de parties, harmonises ounon. Son domaine d'application est trs gnral et concerne aussi bien le btiment que toutes structuresde gnie civil. La prsente note vise prciser, en liaison ventuellement avec les Eurocodes et lesDocuments d'Application Nationale de ces Eurocodes, les points qui doivent tre pris en compte dans

    les marchs pour les appareils d'appui destins aux ponts, viaducs et autres ouvrages similairespour adapter les normes NF EN 1337 au contexte de la France.

    En effet, il est important de noter que les rdacteurs des normes NF EN 1337, compte tenu de la diversitdes domaines d'emploi d'une part mais aussi parce que le choix de certaines valeurs de coefcients sontde la comptence nationale d'autre part, ont du laisser une certaine latitude aux Matres d'Ouvrages dansla xation de caractristiques ou d'exigences. L'objet de ce prsent texte est d'apporter les prcisionsncessaires.

    Le lecteur intress retrouvera nombre des points traits ci-aprs dans les deux guides techniques duStra/Ctoa Appareils d'appui en lastomre frett et appareils d'appui pot : utilisation sur lesponts, viaducs et structures similaires . Ces guides donnent, pour les types d'appareils d'appui cits ci-dessus, des exemples d'articles type de Cctp pouvant tre introduits directement dans les marchs.

    Niveau de lattestation de conformitPour une utilisation sur les ponts, viaducs et ouvrages d'art similaires, seul le marquage CE de niveau 1est admis.

    NF EN 1337 - Partie 1

    5.2 - Scurit au glissement des interfacesPar homognit avec l'annexe A de l'Eurocode 1993-2, A.3.3, et pour conserver l'quivalence avec leniveau de scurit usuel, les valeurs de applicables deviennent les suivantes :

    = 3,0 pour un contact acier sur acier,

    = 1,8 pour un contact acier sur bton.

    Remarque : Vsd

    correspond Ved

    donne dans l'Eurocode.

    Nota : ces valeurs sont rserves la vrication des conditions de non cheminement prjudiciableshors effet du vent pour lequel la valeur des coefcients

    donne dans la norme est conserve. Comme

    indiqu dans la norme, avant dernier alina, le sisme n'est pas concern.

    5.4 - Augmentation des mouvementsAu paragraphe b) Translation , le texte doit tre interprt comme suit : Les dplacements doiventtre augments dans les deux directions et les deux sens de 20 mm. Par ailleurs, le dplacementminimum prendre en compte est de 50 mm dans la direction principale des dplacements rsultantde l'ouvrage .

    Ces valeurs ne sont pas applicables si l'appareil d'appui est mcaniquement bloqu.

    NF EN 1337 - Partie 2

    6.6 - Pression admissible pour les matriaux de glissementSauf impratif spcique prciser lors du march, pour la France mtropolitaine, la valeur maximale de

    rduction (de la valeur de calcul fk du tableau 10) au-del de 30C est limite 15% pour les ouvragesbton ou mixte et 20% pour les ouvrages entirement mtalliques. Cette rduction ne s'applique pasaux parties glissantes des guides des appareils d'appui guids.

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    Note d'information du Stra ouvrages d'art 27

    Note technique sur lapplication nationale de la norme NF EN 1337 (appareils dappui structuraux)

    6.7 - Coefficient de frottementCompte tenu des tempratures d'appui effectives, les valeurs du tableau 11 sont directement applicablesen France mtropolitaine.

    6.8.3 - Vrification de la contrainte en compressionLa valeur de

    m= 1,4 est applicable pour les produits destins une utilisation en France.

    9 - InstallationEn rfrence avec l'article 5.5 de la partie 1, il est recommand de xer une tolrance, en horizontalitet en orientation des dplacements, de 0,003 radian.

    NF EN 1337 - Partie 3

    4.3.1 - Module de cisaillementDans le cadre de l'application de la clause 4.3.1.1 Module de cisaillement temprature nominale , lavaleur de module G = 0,9 est applicable sauf impratif spcique et prcis lors du march.

    Les exigences relatives la clause 4.3.1.3 Module de cisaillement trs basse temprature ne sontpas applicables en France, conformment au dernier alina de la clause 1 Domaine d'application.

    4.3.3 - Rigidit en compressionLa norme prvoit trois niveaux d'essais. Le niveau 1 correspond aux essais de type initiaux et le niveau2 au contrle continu font partie des conditions pour le marquage CE.

    Le niveau 2 est exig comme essai de routine la frquence dnie au tableau 7 et au 8.2.3.

    Le niveau 3 n'est pas exig pour les fabrications comportant du polychloroprne (qui est le matriaunormalement utilis en France).

    4.3.5 - Capacit de rotation statique (et tableau 7).Pour les produits destins une utilisation en France, seul l'essai dcrit dans la clause 4.3.5.2 : Essaisous charge excentre est exiger. Le 3me alina des exigences : Sous une excentricit gale 1/6 dela plus petite dimension en plan de l'prouvette aucun dfaut n'est accept (dfauts d'adhrence, ssures,etc.) pour un angle de rotation de 0,025 rad" est requis. Dans le cas o l'angle ne peut pas tre atteint,la pression est limite 3,5 G

    d* A' * S/1,5.

    4.3.6 - Rsistance lozone (et tableau 7).La valeur de la concentration en ozone de 50 ppcm est exiger pour tous les appareils d'appui utilissen France.

    4.3.7 - Adhrence en cisaillement PTFE/lastomre (et tableau 7).Cet essai est exig pour les produits comportant une feuille de PtfE adhrise destins une utilisationen France.

    4.4.1 - Proprits des matriaux. GnralitsLes appareils d'appui destins une utilisation en France devront tre en polychloroprne (CR).

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    Note d'information du Stra ouvrages d'art 27

    Note technique sur lapplication nationale de la norme NF EN 1337 (appareils dappui structuraux)

    4.4.4 - Surfaces de glissementContrairement l'indication de cette clause, il sera possible d'utiliser ce type d'appareils d'appui pourla reprise des mouvements rversibles sous certaines conditions la demande du Matre d'uvre, parexemple pour le remplacement d'appareils d'appui existants en rparation.

    Tableau 3 Dimensions normalises pour les appareils dappui du type BCe tableau 3 recommande des dimensions pour les appareils d'appui de type B. Ce tableau ne doit pas treconsidr comme une rfrence et d'autres valeurs peuvent tre choisies, sous rserve de la justicationcomme indique au 5.3.3, sur la base de la pratique nationale actuelle telles que :

    les demi-feuillets extrieurs qui peuvent tre pris en compte dans le calcul, des feuillets de 10 mm sont possibles, l'paisseur des frettes qui peut tre prise au moins gale 2 mm (Cf. formule 12).

    5.3.3 - Rgles de base de calculLes deux notes suivantes ont aussi t supprimes dans la version transmise aprs le vote formel. Ellessont reprises ici pour permettre de comprendre en quoi les coefcients de calcul l'Elu ont peu de

    signication dans le cas de ces produits et d'expliquer les valeurs prsentes dans le reste du documentan d'aboutir une cohrence entre les diffrentes parties de la norme NF EN 1337.

    Note 1 - La valeur maximale admissible de u,d

    dnie 7 pour l'Elu a t calcule partir de s,d

    lavaleur empirique de 5 en multipliant les deux membres de l'quation par

    m= 1,40. Il convient de ne

    pas la considrer comme reprsentative de la dformation ultime du matriau. Les appareils d'appui enlastomre sont dimensionns pour fonctionner correctement des valeurs infrieures la rsistance ultimedes matriaux dont ils sont constitus, an de tenir compte des effets de la fatigue dans le caoutchouc.Par consquent, les appareils d'appui peuvent supporter, sans rupture, des surcharges accidentelles etdes dformations considrablement suprieures aux valeurs de calcul. L'exprience montre que mmelorsque les charges de compression sont sufsantes pour rompre les frettes en acier, l'appareil d'appuisupporte nanmoins la charge.

    Note 3 - Les matres d'ouvrage peuvent, s'ils le dsirent, acqurir leur frais un appareil d'appui

    supplmentaire fabriqu pour vrier si ses performances l'Elu sont satisfaisantes. Un appareil d'appuisoumis un essai l'Elu ne peut tre utilis sur un ouvrage puisque sa performance l'Els ne peut tregarantie aprs un tel traitement.

    A remarquer qu'au 5.3.3, il est fait rfrence une note 1 qui est celle ci-dessus mais qui a t supprimedans le texte publi.

    Nota : Au 5.3.3.1, lp

    n'est pas une surface mais une longueur l lie un primtre.

    5.3.3 - Point aLa valeur de

    m= 1 est applicable pour les produits destins une utilisation en France.

    Pour les applications correspondant l'objet du prsent document, seule la valeur de KL

    = 1,0 (Cf. Annexe

    C de la partie 3 de la prsente norme) est prendre en considration.

    5.3.3.4 - Dformation de calcul due la rotation angulaireLa vrication sous les angles de rotation est faire l'Elu.

    5.3.3.5 - Epaisseur de la fretteLa valeur de

    m= 1 est applicable pour les produits destins une utilisation en France.

    5.3.3.6 - Conditions limites

    a) Condition limite en rotation. Pour la vrication on prendra la combinaison correspondant auxrotations maximales sachant que la rotation maximale ne correspond pas obligatoirement la pressionmaximale.

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    Note d'information du Stra ouvrages d'art 27

    Note technique sur lapplication nationale de la norme NF EN 1337 (appareils dappui structuraux)

    b) Condition de non-glissement.

    Le texte du paragraphe doit tre compris comme suit :

    Pour des appareils d'appui non ancrs, les formules suivantes doivent tre respectes :

    l'Elu

    Fxyd

    e

    . Fz,d min

    (16)

    o

    Fxy,d

    est la rsultante de tous les efforts horizontaux ;

    Fz,d min

    est l'effort vertical minimal de conception coexistant avec Fxy,d

    ;

    e

    est le coefcient de frottement donn par l'expression ci-aprs :

    o

    Kf = 0,6 pour le bton ;= 0,2 pour toutes les autres surfaces, y compris les mortiers de pose aux rsines ;

    m

    est la moyenne de la contrainte de compression partir de Fz,d min

    .(1)

    et l'Els sous combinaison de charges permanentes (2) :

    (16 bis) (3)"

    (1) Il est prcis que la contrainte moyenne s'applique sur la surface rduite Ar,

    (2) A noter que la valeur de F zmin sous charges permanentes est trs proche de la valeur du Gmin l'Elu,(3) Sauf cas particulier lorsque l'appareil d'appui ne revient pas sa position d'origine : il existe unecombinaison o A

    r= A'.

    7.1 - Bossage de la structure - Tolrances de la surface de contact avec la structureIl s'agit de valeurs pour lesquelles ce type d'appareil d'appui est adapt. Ceci n'exclut pas le respect desspcications (tolrances de planit, d'horizontalit et de paralllisme des faces des bossages) applicablesaux ouvrages.

    Annexe informative la partie 3

    Terminologie applicable aux dfauts sur les appareils d'appui en caoutchouc frett

    Bulle

    Inclusion d'air dans le vulcanisat formant une excroissance l'extrieur ou une porosit l'intrieur.

    Craquelure

    Dfaut caractristique de l'attaque l'ozone orient perpendiculairement aux chants des appareils d'appuimaintenus en distorsion.

    Croquage

    Rupture du produit ni au niveau du plan de joint du moule. Tensions internes survenant lorsque, dansune pice paisse, la matire est dj vulcanise en surface.

    Dchirement

    Dveloppement d'une rupture dans la masse du caoutchouc partir d'un dfaut initial.

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    Note d'information du Stra ouvrages d'art 27

    Note technique sur lapplication nationale de la norme NF EN 1337 (appareils dappui structuraux)

    Dsadhrisation

    Plusieurs types de dsadhrisation (dcollement) :

    R dsigne une rupture qui se produit dans le caoutchouc ; RC dsigne un dcollement (dsadhrisation) qui se produit l'interface du caoutchouc et de la couche

    d'adhsif ;

    CP dsigne un dcollement (dsadhrisation) qui se produit l'interface de l'adhsif et de la coucheprimaire ; M dsigne un dcollement (dsadhrisation) qui se produit l'interface du plan de frettage et de la

    couche primaire.

    Efflorescence

    Migration en surface de produits peu solubles ou insolubles dans le caoutchouc.

    Extrusion

    coulement en charge du caoutchouc.

    Feuilletage (ou dlitement)

    Rupture de liaison l'interface entre deux feuilles calandres.

    Gerure

    Lsion dans le caoutchouc conduisant une ouverture parallle ou non au plan de frettage.

    Tableau des dimensions en plan courantesPour fabriquer un appareil d'appui frettes compltement enrobes, celui-ci doit tre mis dans un mouleet on ne peut fabriquer qu'une dimension par moule. Il y a donc autant de moules que de dimensionsd'appareil d'appui. Pour limiter le nombre de ces moules et rationaliser la fabrication, on aurait donc intrt choisir les dimensions de l'appareil d'appui l'intrieur d'une gamme dont un exemple est donn dans lanorme NF EN 1337-3, tableau 3 et qui prsente l'avantage, pour le projeteur, de disposer de dimensionsstandards qui peuvent faciliter une tude de prdimensionnement.

    Par contre, cette prsentation d'une gamme sous forme de tableau n'est pas conforme l'esprit de la normedont la dmarche consiste justier chaque appareil d'appui en fonction des sollicitations qu'il subit.

    Cette dmarche est donc clairement dfavorable une standardisation des dimensions comme cela tait lapratique jusqu' maintenant. Par contre, l'absence d'une gamme courante peut poser quelques problmesau projeteur qui doit travailler en aveugle dans sa dmarche itrative de recherche d'un appareild'appui satisfaisant aux critres qu'il a dnis. En effet, il doit dnir un appareil d'appui susceptiblede convenir et procder par itration jusqu' trouver la bonne dimension. Il lui faut donc connatre lesprincipales dimensions fabriques. C'est pourquoi, titre d'information, on trouvera, en sus du tableaude la norme, un tableau des dimensions en plan les plus couramment utilises en France. A charge, pourle projeteur, de vrier que le produit rpond bien aux exigences de la norme.

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    Note d'information du Stra ouvrages d'art 27

    Note technique sur lapplication nationale de la norme NF EN 1337 (appareils dappui structuraux)

    Dimensions Epaisseur des feuillets en mma b 6 8 10 12 16 20

    100 150 x x

    100 200 x x150 200 x x150 250 x x150 300 x

    200 200 x200 250 x x200 300 x x200 350 x x200 400 x x250 250 x

    250 300 x x250 350 x x250 400 x x300 300 x

    300 350 x x

    300 400 x x

    300 450 x x

    300 500 x x

    300 550 x x

    300 600 x x350 350 x

    350 400 x350 450 x

    350 500 x

    350 550 x x

    350 600 x x400 400 x x

    400 450 x x

    400 500 x x

    400 550 x

    400 600 x450 500 x x

    450 550 x

    450 600 x500 500 x

    500 550 x

    500 600 x x500 650 x x500 700 x x

    600 600 x x600 650 x x600 700 x x700 700 x x

    700 800 x x

    700 900 x x800 800 x x

    800 900 x900 900 x

    TableauEnrobage par 2 demi feuillets, T

    q< a'/3 et T

    b max< 300 mm

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    Note d'information du Stra ouvrages d'art 27

    Note technique sur lapplication nationale de la norme NF EN 1337 (appareils dappui structuraux)

    NF EN 1337 - Partie 4

    6.1 - Conception. Gnralits et 6.7.1 Dimensions du rouleauLa valeur de

    m= 1,0 est applicable pour les produits destins une utilisation en France (conformment

    l'Annexe Nationale de l'Eurocode correspondant).

    6.7.2 - Dimensions des plaques de rouleauLa valeur de

    m= 1,0 est applicable pour les produits destins une utilisation en France (conformment

    l'Annexe Nationale de l'Eurocode correspondant).

    NF EN 1337 - Partie 5

    1 - Domaine d'application

    Sauf application particulire, la classe de temprature retenue est -25.

    5.4 - Joint interneSauf application particulire, la classe de distance de glissement cumule retenue est a .

    6.2.1.1 - Contrainte de contactLa valeur de

    m= 1,3 est applicable pour les produits destins une utilisation en France.

    6.2.3.2 et 6.2.3.3 - Surface de contact plane et courbe

    La valeur de m = 1,0 est applicable pour les produits destins une utilisation en France.

    NF EN 1337 - Partie 6Dans les articles suivants :

    6.1 - Conception. Gnralits, 6.5.1 - Dimensions du balancier contact linaire, 6.5.2 - Balancier contact ponctuel dans une assise sphrique et 6.5.3 - Balancier contact ponctuel sur une surfaceplate.

    La valeur de m

    = 1,0 est applicable pour les produits destins une utilisation en France (conformment l'Annexe Nationale de l'Eurocode correspondant).

    NF EN 1337 - Partie 7

    6.2.3 - Vrification de la contrainte de compressionLa valeur de

    m= 1,4 est applicable pour les produits destins une utilisation en France.

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    46 avenue

    Aristide Briand

    BP 100

    92225 Bagneux Cedex

    Francetlphone :

    33 (0)1 46 11 31 31

    tlcopie :

    33 (0)1 46 11 31 69

    internet : www.Stra.

    equipement.gouv.fr

    Straservice d'tudes

    techniques

    des routes

    et autoroutes

    Le Stra appartient

    au Rseau Scientifique

    et Technique

    de l'quipement

    . .

    RdacteursMichel Fragnet. stra/Ctoa tlphone : 33 (0)1 46 11 32 13 - tlcopie : 01 45 36 83 13 ml : [email protected]

    Florence Pro. stra/Ctoa tlphone : 33 (0)1 46 11 33 25 - tlcopie : 01 45 36 84 25

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    Directeur de la publication : Jean-Claude Pauc Directeur du Stra

    Conception graphique - mise en page : Stra

    L'autor isation du Stra est ind ispensable pour la reproduction mme partielle de ce document.

    Rfrence : 0653w ISSN : 1250-8675

    AVERTISSEMENTLa collection des notes d'information du

    Stra est destine fournir une information

    rapide. La contre-partie de cette rapidit estle risque d'erreur et la non exhaustivit. Cedocument ne peut engager la responsabilit

    ni de son rdacteur ni de l'administration.

    Les socits cites le cas chant dans cette

    srie le sont titre d'exemple d'application

    jug ncessaire la bonne comprhens ion

    du texte et sa mise en pratique.