Appuis à segments sphériques au lieu de appuis à rouleaux

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Le viaduc de la vallée du Kocher reçoit des appuis lisses modernes au lieu de rouleaux

Le viaduc de la vallée de Kocher est un pont à caissons creux en béton précontraint à neuf travées, d'une longueur totale de 478 m. Il est équipé d'un système d'ancrage et d'un système de fixation. Afin de le préparer aux exigences futures, il sera notamment renforcé par une précontrainte externe et doté de nouveaux tabliers. Une autre mesure très importante est le remplacement des appuis existants par des appuis glissants modernes. Les appuis à rouleaux présents dans l'ouvrage ont ainsi été remplacés par 24 appuis à segments sphériques avec une force verticale allant jusqu'à 19 MN, 16 appuis à calotte et 2 appuis de force horizontaux.

Même plan, plus de fonctions

La particularité des appuis à segment en forme de calotte est leur conception géométrique dans le sens transversal du pont, de sorte que le transfert de charge de la superstructure vers les piliers peut se faire exactement comme pour les appuis à rouleaux. Cela permet d'éviter des renforcements de la construction ou des transformations. De plus, ce type d'appui moderne peut supporter sans problème des torsions autour de l'axe longitudinal du pont. Les appuis à rouleaux ne peuvent pas tourner autour de l'axe longitudinal du pont, raison pour laquelle le rouleau peut être déformé et même se casser. Grâce au matériau de glissement haute performance MSM®, les nouveaux appuis à segments sphériques ont une durée de vie garantie de 50 ans.

La valeur de frottement de appuis déterminante pour la charge de la pile a été fixée à 1,5 % au moment du montage des appuis à rouleaux. Conformément à l'homologation, les appuis à segments en calotte ont été conçus avec une valeur de frottement de glissement de 2 %, le frottement réel est inférieur. Comme les surfaces de glissement sont protégées contre les influences environnementales, la valeur de frottement ne changera pas à l'avenir. En revanche, pour les appuis à rouleaux, le frottement de appuis peut atteindre des valeurs supérieures à 2 % en raison de l'usure et de l'encrassement.

Que peut faire un appuis à segments sphériques ?

Un appuis à segments sphériques est un appuis lisse moderne qui simule un appuis à rouleaux, un "hybride" entre un appuis à calotte et un appuis cylindrique. Lors de la rénovation d'un appuis à rouleaux, il est décisif que le frottement et la géométrie des surfaces de raccordement ne changent pas. De plus, le appuis à segments peut tourner autour de tous les axes comme un appuis sphérique, ce qui évite une surcharge du matériau de glissement.

Les appuis à rouleaux ont une forme rectangulaire. Ils deviennent très larges dans le sens transversal du pont lorsque, comme pour le pont de la vallée de la Kocher, les charges sont élevées. Dans le sens longitudinal, le rouleau n'a pas besoin de beaucoup de place. Du point de vue des forces et des mouvements, un appui sphérique MSM® peut aisément remplacer un appui à rouleaux, mais celui-ci est rond ou carré. Comme, après le remplacement d'un appui, les forces doivent à nouveau être transmises de la manière la plus identique possible par les surfaces de raccordement au béton (pression du béton/armature de traction de la tige), MAURER a développé il y a 10 ans les appuis à segments sphériques.

On peut se représenter les appuis de segment comme des appuis de calotte, "coupés" à droite et à gauche. Il va de soi qu'il a fallu relever un certain nombre de défis techniques, par exemple : Comment maintenir la courbure de la calotte suffisamment plate pour que la pression soit répartie uniformément, mais aussi suffisamment courbée pour que le segment de calotte ne glisse pas sur le côté ? Comment éviter que le segment de calotte ne se dévisse ? En outre, la fabrication et l'encadrement du matériau de glissement MSM^® ont dû être repensés, car la forme rectangulaire du appuis complique la géométrie du segment de calotte : Il est courbé dans toutes les directions.

Conclusion : ce appuis spécial moderne est le remplacement optimal des appuis à rouleaux, avec une intervention minimale dans la construction.

La société Autobahn GmbH de l'État fédéral, représentée par DEGES Deutsche Einheit Fernstraßenplanungs- und -bau GmbH, est le maître d'ouvrage pour la rénovation du viaduc de la vallée de Kocher sur l'A 81. L'entrepreneur général est le groupe Max Bögl. L'échange d'entrepôts a commencé à l'automne 2023 et devrait s'achever à l'été 2024.

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