Marina Bay Sands - Skypark Hotel : appuis sphériques à 200 m au-dessus de Singapour

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L'hôtel "Marina Bay Sands" est la nouvelle attraction touristique de Singapour. Outre l'hôtel de luxe de plus de 2600 chambres, les maîtres d'ouvrage de la Las Vegas Sands Corporation ont construit un casino de style Las Vegas, un musée d'art, un théâtre, un centre commercial, des installations de congrès pouvant accueillir jusqu'à 45000 participants, des restaurants et des boîtes de nuit. Le point fort absolu est le "Skypark" au-dessus des trois tours de l'hôtel. Ce jardin de 345 m ∞ 36 m comprend des restaurants, des bars, une piscine et offre une vue à 360° sur le port et la ligne d'horizon de Singapour. Vu du dessus, il a la forme d'un léger croissant et dépasse largement les tours de l'hôtel sur un côté. Le jardin-piscine repose sur trois disques d'acier géants, dont chacun est posé sur une tour de l'hôtel. Deux joints de séparation invisibles pour le client se trouvent entre les disques d'acier. Cela pose des exigences très élevées aux paliers et aux amortisseurs de vibrations. Maurer Söhne a reçu la commande de l'entreprise de construction japonaise JFE, qui connaissait déjà le savoir-faire technologique et de fabrication de l'entreprise de construction métallique munichoise pour un autre projet.

Les défis de la construction d'entrepôts

Les appuis à calottes sphériques de MSM® convainquent par leur longue durée de vie et leur grande sécurité contre les défaillances, un argument important compte tenu de la situation exceptionnellement exposée du Skypark. Un changement de roulement nécessiterait des travaux importants. C'est pourquoi une garantie de cinq ans a dû être accordée pour les roulements, dont la durée de vie est prévue pour 50 ans. Le défi élevé posé à la construction des paliers s'explique par quatre facteurs : les charges élevées, les températures élevées, les grandes courses de déplacement et les conditions de montage dans le cadre de l'ensemble des mesures.

Les charges élevées et les températures allant jusqu'à 70°C

Un (en termes de construction : trois) disque d'acier avec des jardins, des arbres, des restaurants et une piscine – le plaisir luxueux dans le ciel de Singapour provoque vers le bas des surcharges de dimensionnement élevées. Elles se situent entre 15100 et 87100 kN. C'est là que le matériau de glissement MSM® (MAURER Sliding Material) fait ses preuves : il supporte des charges extrêmement élevées comme aucun autre matériau et peut donc être construit de manière très compacte. Cela rend les appuis économiques et donne à l'architecte, en raison de l'encombrement réduit, une liberté de conception. De plus, MSM® est capable de supporter les températures élevées et l'humidité de la Marina Bay. Le matériau de glissement est autorisé jusqu'à 70°C – les meilleures conditions pour l'installation à Singapour.

Les longues courses de déplacement

La décision d'utiliser MSM® a également été motivée par les grands déplacements et donc les sommes de courses de glissement élevées. Les paliers doivent absorber un déplacement maximal allant jusqu'à ±1000 mm. La cause principale de ces mouvements permanents est le vent, qui déplace ou fait vibrer la tour de l'hôtel et le Skypark. En outre, les paliers sont conçus pour supporter les déplacements dus aux tremblements de terre. MSM® absorbe également des vitesses de glissement élevées, telles qu'elles peuvent survenir en cas de séisme. Une partie des appuis est guidée latéralement, une autre est libre de tous côtés. Le diamètre des appuis à calotte peut aller jusqu'à 1110 mm, celui des plaques de glissement qui les recouvrent jusqu'à 2850 mm.

Un montage qui fait gagner du temps

Un autre défi était le montage des appuis à calotte. Maurer Söhne a mis au point un dispositif de torsion qui permettait de poser les appuis sur les trois tours au fur et à mesure de l'avancement des travaux, mais de ne les faire pivoter (90°, horizontalement) qu'après le démontage des échafaudages, car une partie des plaques de glissement est si longue qu'elle empiète sur les joints de séparation – or il n'y avait pas de place à cet endroit tant que les échafaudages étaient en place. Le montage ultérieur en position finale aurait pris beaucoup de temps. Le dispositif de torsion a contribué à économiser plusieurs semaines de construction.

Amortisseur de vibrations à la pointe du jardin

Environ 65 m, la plateforme du jardin dépasse la tour nord de l'hôtel. Afin de réduire les vibrations verticales dues au vent, à la pluie et aux personnes, un système d'amortisseur de masse avec une masse de 5000 kg oscillant verticalement de ± 250 mm a été intégré dans l'ossature métallique. Comme la fréquence ne pouvait pas être calculée avec précision – on a supposé qu'elle se situait entre 0,8 et 1,2 Hz – Maurer Söhne a livré le système à Singapour avec différents jeux de ressorts. Avant même la livraison, des tests approfondis ont été effectués sur l'amortisseur de vibrations entièrement monté dans la machine d'essai de l'université de l'armée allemande à Munich, afin de prouver les valeurs caractéristiques spécifiées de l'amortisseur de vibrations à 0 °C, 22 °C et 40 °C. Après le montage, des mesures de vibrations ont été effectuées et l'amortisseur de vibrations a été adapté dans l'ouvrage à la fréquence mesurée de l'ouvrage de 1,0742 Hz – en remplaçant certains ressorts en acier. De plus, des plaques de caoutchouc en haut et en bas limitent les mouvements extrêmes de l'amortisseur – elles aussi ont été ajustées sur place. Grâce à ces mesures, l'amortissement de l'ouvrage a pu être augmenté d'un facteur 4 au moins et a ainsi largement satisfait aux exigences du système.

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