Appui à pot pour applications de ponts sous appui de structure

Pontroulements à potsont des composants structurels essentiels qui facilitent le transfert de charge entre la superstructure et la sous-structure d'un pont tout en s'adaptant aux déplacements horizontaux et aux rotations induits par les effets thermiques, les charges de trafic, l'activité sismique et le fluage. Conçus pour la durabilité et la précision, nos appuis à pot intègrent des matériaux et des processus de fabrication avancés pour répondre aux normes mondiales, garantissant des performances à long terme-dans diverses conditions environnementales et de charge.
Leroulement en caoutchouc de potest un type de produit porteur de pont qui adopte un bloc de caoutchouc élastique enfermé dans un pot en acier semi-scellé. Ce bloc de caoutchouc présente des propriétés-de type fluide lorsqu'il est soumis à des forces tridimensionnelles-dimensionnelles.

Ce produit permet la rotation de la superstructure du pont. Pendant ce temps, il s'appuie sur le faible coefficient de frottement entre la plaque F4 (plaque de polytétrafluoroéthylène) sur la plaque d'acier centrale et la plaque en acier inoxydable de la plaque de siège supérieure pour réaliser le déplacement horizontal de la superstructure. De ce fait, l'effort de cisaillement supporté par le palier en caoutchouc n'est plus entièrement supporté par le caoutchouc ; au lieu de cela, il agit indirectement sur le pot de base en acier et sur le glissement entre la plaque F4 et la plaque en acier inoxydable.

Lorsque le caoutchouc à l'intérieur de l'appui du pot est dans un état contraint en trois dimensions, son module d'élasticité en compression est de 50 000 kg/cm², soit près de 20 fois supérieur au module d'élasticité en compression sans contraintes latérales. Par conséquent, la capacité portante-de charge du roulement est considérablement améliorée, surmontant l'inconvénient de la capacité portante-relativement faible des roulements à plaques en caoutchouc. Il peut répondre aux exigences de forces de réaction de support importantes, de grands déplacements horizontaux et de grands angles de rotation.

2.1 Avantages clés
● Conformité à plusieurs-normes : conçu pour répondre aux spécifications EN 1337-5, JTT391 et AASHTO LRFD, garantissant ainsi l'adaptabilité aux projets mondiaux.
● Capacité de charge élevée : capable de résister à des charges verticales de 2 500 kN à 50 000 kN (personnalisable pour des exigences plus élevées), adapté aux ponts routiers et ferroviaires à usage intensif.
● Contrôle robuste de rotation et de déplacement : s'adapte à des rotations jusqu'à 0,02 rad et à des déplacements horizontaux jusqu'à ±250 mm, garantissant une flexibilité structurelle sous des charges dynamiques.
● Matériaux durables : utilise de l'acier allié de haute-qualité, des élastomères vulcanisés et du PTFE à faible-friction, résistant à la corrosion, au vieillissement et aux températures extrêmes (-40 degrés à +60 degrés).
● Faible entretien : la conception étanche et les surfaces coulissantes lubrifiées minimisent l'usure, réduisant ainsi les coûts du cycle de vie.
2.2 Limites
● Poids et manutention : la construction à forte teneur en acier-augmente le poids, nécessitant un équipement de levage spécialisé lors de l'installation.
● Installation de précision : exige des tolérances d'alignement strictes (±1 mm) pour éviter une répartition inégale de la charge, nécessitant une main d'œuvre qualifiée.
● Coût : les matériaux-hautes performances et la conformité à plusieurs normes entraînent des coûts initiaux plus élevés par rapport aux types de roulements plus simples.
● Sensibilité à la température : les modèles standard en néoprène peuvent se dégrader par temps extrêmement froid ; Des variantes EPDM résistantes au froid-sont nécessaires pour les-climats inférieurs à zéro.

3.1 EN 1337-5 (Normes européennes)
Adhère aux exigences en matière d’essais de charge statique et dynamique, de durabilité des matériaux et de capacité de déplacement. Plus précisément, la norme EN 1337-5 impose :
● Résistance à la compression minimale de 30 MPa pour les composants en acier.
● Module de cisaillement de l'élastomère Supérieur ou égal à 0,8 MPa à 23 degrés.
● Coefficient de frottement de la surface de glissement Inférieur ou égal à 0,03 dans des conditions standards.
3.2 JTT391 (normes routières chinoises)
Conforme aux tolérances dimensionnelles (par exemple, diamètre du pot ±0,5 mm) et aux protocoles de protection contre la corrosion, notamment :
● Galvanisation à chaud-par immersion (épaisseur minimale de 85 μm) pour les pièces en acier.
● Dureté du caoutchouc 60±5 Shore A, avec un allongement à la rupture supérieur ou égal à 300 %.
3.3 AASHTO LRFD (spécifications américaines)
S'aligne avecRoulement HLMR (High Load Multi-Rotationnel)exigences, notamment :
● Facteurs de charge pour les charges mortes et vives (1,25 et 1,75, respectivement).
● Dispositions de conception sismique (coefficients de force horizontale basés sur l'accélération maximale du sol).

4.1 Structure principale
● Pot en acier : Carter rigide (acier S355JR) répartissant les charges verticales sur la sous-structure.
● Disque élastomère : Caoutchouc vulcanisé (néoprène ou EPDM) absorbant les chocs et permettant la rotation.
● Piston : composant en acier-à haute résistance (42CrMo) transférant les charges de la superstructure au disque en caoutchouc.
● Interface coulissante : plaque en acier inoxydable (qualité 304) avec feuille de PTFE, réduisant la friction lors du mouvement horizontal.
4.2 Spécifications des matériaux
Propriétés clés des matériaux des composants (selon les normes)
Pot/piston en acier S355JR/42CrMo Limite d'élasticité supérieure ou égale à 355 MPa ; résistance à la traction Supérieure ou égale à 510 MPa
Élastomère Néoprène/EPDM Dureté 60 ± 5 Shore A ; compression rémanente Inférieur ou égal à 25%
Plaque coulissante en acier inoxydable 304 finition miroir (Ra inférieur ou égal à 0,8 µm) ; épaisseur supérieure ou égale à 4 mm
Feuille de PTFE Densité de PTFE vierge supérieure ou égale à 2,15 g/cm³ ; coefficient de frottement Inférieur ou égal à 0,03

4.3, principe de fonctionnement
Le principe de fonctionnement duroulement en caoutchouc de potconsiste à utiliser le bloc de caoutchouc enfermé dans un pot en acier. Ce bloc de caoutchouc, lorsqu'il est soumis à des forces tridimensionnelles-, présente la caractéristique d'un volume incompressible semblable à un fluide. En exploitant cette propriété, le roulement transmet de manière fiable la force de réaction de la superstructure du pont au pilier, tout en permettant la rotation des extrémités des poutres du pont. Pendant ce temps, il repose sur le libre glissement entre leplaque en polytétrafluoroéthylène (PTFE)et la plaque en acier inoxydable pour s'adapter au déplacement horizontal de la superstructure du pont provoqué par des facteurs tels que les changements de température et le retrait par fluage du béton. Cela garantit l’exploitation sûre du pont.
Ce produit convient aux ponts routiers-de haute qualité et à d'autres ponts de grande et moyenne taille-.

4.4, Types de produits
4.4.1, Classé par performance de service :

• Roulement mobile bidirectionnel : présente des performances de portance verticale-, de rotation verticale et de glissement bidirectionnel, avec le code SX.
• Roulement mobile unidirectionnel :Présente des performances de portance verticale-, de rotation verticale et de glissement unidirectionnel, avec le code DX.
• Roulement fixe :Présente des performances de portance verticale-et de rotation verticale, avec le code GD.

4.4.2, classés par plage de température applicable :

• Roulement à température normale- : convient pour une utilisation dans une plage de température comprise entre -25 degrés et +60 degrés.
• Roulement résistant au froid- : convient pour une utilisation dans une plage de températures comprise entre -40 degrés et +60 degrés, avec le code F.

4.4.3, classés par champ d'application :
Il peut être divisé en trois grandes catégories : les appuis en caoutchouc pour ponts routiers,roulements en caoutchouc de potpour ponts ferroviaires et dérivés d'appuis en caoutchouc à pot.
4.4.3.1, Modèles courants de roulements à pot en caoutchouc pour les autoroutes :
Série GPZroulements en caoutchouc de pot
Série GPZ (Ⅱ)roulements en caoutchouc de pot(conformément à JTT391-1999)
Série GPZ (III)roulements en caoutchouc de pot(conformément à JTT391-2009)
Série GPZ (KZ)roulements en caoutchouc anti-pot sismique
Série GPZ (2019)roulement en caoutchouc de pot(conformément à JTT391-2019)
4.4.3.2, Modèles courants de roulements à pot en caoutchouc pour les chemins de fer :
TPZ-I chemin de ferroulements en caoutchouc de pot
Norme TPZroulements en caoutchouc de pot ferroviaire
Ponts spéciaux, roulements de pont ferroviaire série 8156
4.4.3.3, Dérivés des roulements en caoutchouc à pot :
Il existe de nombreux types de produits dérivés, tels que :
Série QPZroulements en caoutchouc de pot
Série KPZroulements en caoutchouc de pot
Roulements élastiques à rotule en acier-absorbant les chocs
Roulements en caoutchouc à pot à réglage automatique-en hauteur-.

5.1, Paramètres de performances techniques
● Capacité de charge verticale : 2 500 à 50 000 kN (personnalisable).
● Capacité de rotation : supérieure ou égale à 0,02 rad (3,43 degrés) sous pleine charge nominale.
● Déplacement horizontal : ±50 mm à ±250 mm (longitudinal/transversal).
● Résistance à la force horizontale : - Appuis fixes : 15 à 40 % de la charge verticale (en fonction de la zone sismique). - Appuis mobiles : 5 % de la charge verticale.
● Coefficient de friction : inférieur ou égal à 0,03 (température normale) ; Inférieur ou égal à 0,05 (résistant au froid-).
● Durée de vie : supérieure ou égale à 50 ans sous maintenance standard.
5.2, Liste des spécifications (selon la norme JTT391 de la norme China Highway Bridges).
▲ GPZ(III) Spécifications de l'appui à pot sous l'appui de la structure ;
▲ GPZ (KZ) Spécifications de l'appui à pot sous l'appui de la structure ;
▲ GPZ (2019) Spécifications de l'appui à pot sous l'appui de structure ;

6.1, Équipement d'essai ;

6.2, Tests de type et rapports de tests par un tiers ;

7.1 Pont routier, delta du fleuve Yangtze, Chine
● Projet : Pont à poutres continues à 6 travées (longueur totale 380 m).
● Type de roulement : capacité de 4 000 kN, appuis à pot mobiles bidirectionnels (conformes JTT391).
● Performance : a résisté aux variations saisonnières de température (-10 degrés à +35 degrés) et aux charges lourdes de camions (jusqu'à 550 kN) pendant 12 ans avec une usure minimale.
7.2 Pont ferroviaire, Bavière, Allemagne
● Projet : Pont ferroviaire à grande vitesse-(vitesse de conception 300 km/h).
● Type d'appui : appuis à pot fixe de 12 000 kN (conformes à la norme EN 1337-5).
● Performance : Charges de train dynamiques et déplacements thermiques (± 120 mm) adaptés avec une précision de rotation inférieure ou égale à 0,015 rad.
7.3 Pont inter-États, Texas, États-Unis
● Projet : Pont à haubans-avec travée principale de 200 m.
● Type de roulement : appuis à pot HLMR de 25 000 kN (conformes AASHTO LRFD).
● Performance : survie aux événements sismiques de 2021 (accélération maximale de 0,2 g) sans dommage structurel, validés par des inspections post-événement.

8.1 Étapes d'installation
● Préparation du site : - Nettoyez le siège du roulement (béton ou acier) pour éliminer les débris ; assurer la planéité (tolérance inférieure ou égale à 2 mm/m). - Vérifier que les positions des boulons d'ancrage correspondent aux dessins de conception (tolérance de ± 5 mm).
● Placement du roulement : - Utilisez une grue avec un palonnier pour soulever le roulement (évitez les crochets directs sur les surfaces coulissantes). - Abaissez le roulement sur le siège, en alignant les lignes médianes avec les axes longitudinaux/transversaux du pont (±1 mm).
● Ancrage : - Serrez les boulons d'ancrage en croix à 80 % du couple (selon JTT391 : 350 N·m pour les boulons M24). - Revérifiez l'alignement après le serrage ; ajuster si nécessaire.
● Placement de la superstructure : - Abaissez lentement la superstructure sur le roulement (inférieur ou égal à 50 mm/min) pour éviter les charges d'impact. - Mesurez la rotation et le déplacement initiaux à l'aide de comparateurs ; enregistrer pour référence future.
● Inspection finale : - Confirmez qu'il n'y a aucun espace entre le roulement et le siège ; sceller le périmètre avec un mastic polyuréthane. - Documenter les paramètres d'installation (alignement, valeurs de couple) pour les-enregistrements tels que construits.
8.2 Précautions clés
● Conditions environnementales : évitez l'installation sous la pluie/neige ; Protégez les surfaces en PTFE de la poussière avec des couvercles temporaires.
● Load Distribution: Ensure uniform contact between bearing and superstructure/substructure (use shims if gaps >0,5mm).
● Sécurité : Utiliser une protection contre les chutes pour les installations surélevées ; suivre les protocoles de sécurité OSHA/AWS pour la charpente métallique.

9.1 Inspection de routine (annuellement)
● Contrôles visuels : Inspectez les composants en acier pour déceler toute corrosion, le caoutchouc pour déceler des fissures/vieillissement et les surfaces coulissantes pour déceler de l'usure.
● Tests fonctionnels : Mesurer le déplacement horizontal sous cycles thermiques ; vérifier la rotation à l'aide d'inclinomètres.
● Lubrification : appliquez à nouveau de la graisse silicone (NLGI Grade 2) sur les surfaces en PTFE ; enlever l'ancienne graisse avant application.
9.2 Entretien périodique (tous les 2 ans)
● Nettoyage : lavage sous pression-des surfaces en acier ; enlever les débris des interfaces coulissantes.
● Protection contre la corrosion : retouchez les zones galvanisées avec une peinture riche en zinc-(épaisseur de film sec supérieure ou égale à 60 μm).
● Component Replacement: Replace PTFE sheets if wear exceeds 30% of original thickness; replace rubber discs if hardness deviates by >10 rive A.
9.3 Inspections post-événement
● Après un tremblement de terre, une inondation ou un événement de température extrême : - Vérifiez le desserrage des boulons (resserrez si nécessaire). - Vérifiez l'absence de déformation permanente des composants en acier.. - Testez la fonctionnalité de glissement pour garantir l'absence de grippage.

● Emballage : Les roulements sont mis en caisse dans des caisses en bois résistantes aux intempéries avec une isolation en mousse. Les surfaces coulissantes sont recouvertes d'un film protecteur ; les boulons d'ancrage sont emballés séparément.
● Transportation: Secure crates to trucks with steel straps (minimum 4 points); avoid stacking >2 caisses. Un transport à température-contrôlée est requis pour les roulements-résistants au froid (modèles -40 degrés).

● Innovation matérielle : intégration de polymères renforcés de fibres de carbone (CFRP) pour réduire le poids tout en conservant la résistance.
● Surveillance intelligente : capteurs intégrés (jauges de contrainte, accéléromètres) pour le suivi de charge/déplacement en-temps réel, permettant une maintenance prédictive.
● Durabilité : utilisation de caoutchouc recyclé dans les élastomères et les revêtements à base d'eau-pour réduire l'impact sur l'environnement.
● Conception modulaire : composants standardisés pour un assemblage plus rapide sur-site, réduisant ainsi le temps d'installation de 30 %.

● Garantie : 10 ans de garantie contre les défauts de fabrication ; couvre le remplacement des composants défectueux (exclut les dommages dus à une mauvaise installation/entretien).
● Assistance : hotline technique 24h/24 et 7j/7 ; des équipes d'inspection sur site{{2}disponibles dans les 48 heures pour les problèmes critiques. Programmes de formation pour les installateurs et les équipes de maintenance sur demande.

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