Premier joint de dilatation à traverses pivotantes MSM® sur une autoroute allemande

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MAURER remplace un joint endommagé sur le pont Dultenaugraben

Le pont Dultenaugraben, long de 444 m et à huit travées, est une construction mixte en acier avec une superstructure dans chaque sens de circulation. La première superstructure à une voie a été ouverte en 2002 en tant que tronçon de l'autoroute BAB A 98 entre Rheinfelden et Lörrach. En 2010, la deuxième superstructure a été ouverte, permettant ainsi une circulation à deux voies dans les deux sens. 

En 2020, le pont le plus récent a été brièvement fermé pendant des travaux de sécurisation. Des tassements entre 30 et 80 mm s'étaient produits sur les culées ouest. Les structures de transition des deux superstructures ont été rénovées. Ces structures, également appelées joints de dilatation, comblent la fente entre la superstructure du pont et la culée. L'espace se modifie dans le sens longitudinal du pont en raison des changements de température ou des charges appliquées.

Alors que la construction de transition de la superstructure sud a pu être remise en état, une nouvelle construction a été utilisée pour la superstructure nord, plus ancienne - pour la première fois sur une autoroute allemande, le nouveau joint de dilatation à traverses pivotantes MSM®.

Solution pour les ponts exigeants

Les joints de dilatation à traverses pivotantes sont installés avec succès depuis des décennies dans des ponts exigeants, par exemple dans le pont suspendu le plus long du monde avec 4 608 m, le pont Çanakkale 1915 en Turquie. Ils permettent des mouvements allant jusqu'à 3 m et éventuellement plus, ainsi que des torsions dans toutes les directions. Les traverses pivotantes portent les profilés parallèles situés en haut, également appelés lamelles. Les traverses sont légèrement inclinées par rapport au sens de la marche et assurent ainsi que les mouvements d'ouverture et de fermeture du pont se répartissent uniformément sur les profilés d'étanchéité entre les profilés en acier.

MAURER a poursuivi le développement fondamental des joints de dilatation à traverses pivotantes. Le logement des lamelles est entièrement nouveau : Au lieu de simples paliers en élastomère, les profilés se déplacent dans des paliers MSM® en forme de W. Ce palier dit "catamaran" rend l'ensemble de la construction de transition plus performante. Grâce à MSM® et à la forme particulière des paliers, les profilés glissent plus facilement et plus précisément sur les traverses. Cela évite les contraintes et augmente la durée de vie.

Le maître d'ouvrage était la société fédérale Autobahn GmbH, tandis que l'entreprise Leonhard Weiss dirigeait les travaux de construction.

Détails du nouveau joint de dilatation à traverse pivotante MSM

Le système de stockage dit "catamaran" (voir graphique) a été développé par MAURER 2020 et fait l'objet d'une demande de brevet.

Le développement ultérieur rend le système apte à répondre aux futures règles de dimensionnement à prendre en compte dans toute l'Europe selon EAD 120113 (European Assessment Document = document d'évaluation européen) pour les constructions de transition à plusieurs profils.

Forces élevées dans les barres de guidage

Des forces très élevées agissent dans les joints de chaussée. Ce ne sont pas les charges verticales dues au trafic qui constituent le défi, mais les forces horizontales qui agissent sur les barres de guidage latérales de l'appui glissant. Ces forces ne proviennent pas seulement de la force de commande du joint, mais aussi des forces de freinage ou d'accélération des véhicules. Les barres de guidage veillent à ce que les lamelles restent "dans le droit chemin", c'est-à-dire : toujours exactement parallèles (perpendiculairement au sens de la marche) et avec le même espacement entre elles. Comme le pont peut se déplacer soudainement en l'espace de quelques secondes, des pressions extrêmement élevées se produisent dans les barres de guidage relativement petites en raison des forces en présence.

Dans les cas extrêmes, un guidage normal se "coince" - comparable à un simple tiroir lorsqu'on le remonte en biais. Dans le palier de guidage, de telles contraintes entraînent une usure. Ces effets négatifs n'existent plus avec la nouvelle traverse pivotante.

Le MSM® garantit une durée de vie de plus de 100 ans

Le MSM® (MAURER Sliding Material) avec poches de graissage est un matériau de glissement haute performance que MAURER utilise depuis 20 ans dans les appuis de pont. Il absorbe des pressions beaucoup plus élevées que le matériau composite utilisé jusqu'à présent dans les joints de dilatation des traverses pivotantes et a été testé pour une somme de déplacements cumulés de 25 km. Pour les appuis du pont du Dultenaugraben, cela signifie une durée de vie de 270 ans calculée selon EAD 120113-00-0107. Toutefois, les avantages de MSM® ne peuvent être exploités que si les surfaces de glissement sont en contact permanent les unes avec les autres. Or, ce n'était pas le cas jusqu'à présent pour les traverses pivotantes, car les éléments de glissement dans les guidages latéraux étaient tantôt à gauche, tantôt à droite. Il en résultait ce que l'on appelle un joint béant.

C'est pourquoi MAURER a développé un nouveau palier en forme de W, terme technique "guidage à double prisme". On peut imaginer la différence décisive avec l'image du catamaran : comme sur deux "patins", les profilés glissent facilement, avec précision et sans se déformer sur les traverses, un guidage très stable donc. Aperçu des avantages du nouveau joint de dilatation des traverses pivotantes MSM® :

• Durée de vie plus longue
• Moins de maintenance et donc des coûts réduits
• Moins d'embouteillages
• Plus durable, car 20 % de chutes en moins et 50 % d'émissions de CO₂ en moins par rapport aux joints de dilatation à traverses  pivotantes utilisés jusqu'à présent

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