Appuis à pendule résistants aux tremblements de terre pour le pont Taro

Pour un nouveau pont autoroutier près de Parme, MAURER a développé un concept sur mesure composé d'appuis sphériques à glissement, d'appuis à noyau de plomb et de joints de dilatation modulaires. Les appuis transmettent d'énormes charges verticales allant jusqu'à 4000 tonnes, permettent des mouvements horizontaux dans toutes les directions, dissipent l'énergie sismique et recentrent le pont après une secousse. Les appuis et les joints de dilatation restent pleinement fonctionnels même après un séisme.

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La nouvelle autoroute crée une liaison transversale entre Nogarole Rocca (près de Vérone) et Fontevivo (près de Parme), ce qui permet d'éviter un détour considérable par Modène. Le premier tronçon de 9,5 km est actuellement en construction près de Parme.

Le défi consiste à construire un pont de 2 km sur le Taro, avec diverses montées et descentes, qui doit être résistant aux tremblements de terre. De plus, il est en forme de courbe, ce qui provoque des mouvements complexes. Pour absorber tout cela, MAURER installe, rien que sur le pont principal, 92 appuis à rotule coulissants sur mesure et 6 joints de dilatation modulaires.

Paramètres d'appui optimisés

MAURER a effectué des calculs de dynamique des structures pour cette situation complexe et a développé le concept pour une protection sismique efficace du pont de Taro. Le pont est divisé en deux et quatre appuis se trouvent sur chacun des 21 axes ainsi que sur les culées.

Pour la protection contre les tremblements de terre, des appuis oscillants à glissement de type SIP (Sliding Isolation Pendulum) ont été installés. Les appuis SIP sont comparables à un palier lisse à calotte mobile dans tous les sens, mais dans ce cas, la surface de glissement principale est également incurvée. En cas de tremblement de terre, les appuis SIP ont quatre fonctions:

Les appuis supportent la charge verticale. La particularité de l'appui SIP est que l'effet d'isolation ne dépend pas de la charge de la structure et que la structure peut être conçue de manière optimale aussi bien en charge qu'à vide.
La surface de glissement (sliding) absorbe les mouvements sismiques horizontaux et transforme, par frottement, l'énergie cinétique en chaleur.
Les appuis découplent (isolent) le pont du sol. En raison de son inertie, il reste "immobile" et ne subit aucun dommage.
Après une secousse sismique, l'appui revient de lui-même à sa position initiale (pendule) grâce au poids du pont. Ceci est important lorsque les secousses sismiques se produisent plusieurs fois dans la même direction.

Tests à Pavie et à Bochum

Les roulements ont différents diamètres, jusqu'à 1600 mm. Conformément à la réglementation italienne, 20 % d'entre eux doivent être testés. Les tests ont eu lieu fin 2016 et en mars 2017 à EUCENTRE (European Centre for Training and Research in Earthquake Engineering) à Pavie et au KIBKON de Bochum (contrôle de la partie construction de l'Institut für konstruktiven Ingenieurbau à l'Université de la Ruhr).

L'installation est prévue de mars à mi-2017.

Joints de dilatation modulaires

Les joints de dilatation modulaires destinés à compenser les mouvements thermiques et sismiques aux extrémités du pont constituent une autre particularité. Ils permettent des mouvements allant jusqu'à ±280 mm en cas de maintenance et jusqu'à ±450 mm en cas de séisme, tout en restant pleinement fonctionnels. Au total, 6 joints de dilatation modulaires seront installés d'ici mi-2018. Les deux plus grands, de 8 profilés chacun, se trouvent au milieu du pont divisé en deux.

Pour le pont principal de Taro, il y a plusieurs bretelles avec un total de 14 petits ponts. Ici aussi, MAURER a procédé à une optimisation du design et a remplacé les appuis en élastomère prévus à l'origine par des noyaux en plomb. Le noyau de plomb sert également à la dissipation en cas de séisme. Au total, 324 appuis élastomères avec noyau en plomb, 20 appuis à calottes et 36 joints de dilatation à un ou deux profils seront installés sur les bretelles.