Opérations de vérinage pour débutants

Je vais essentiellement traiter ici du remplacement des appareils d’appuis en élastomère fretté. Pour se faire nous allons reprendre la réglementation SETRA (voir liste des documents en indice) appliquée à une intervention réelle de remplacement des appareils d’appuis par une entreprise des travaux.

Le «remplacement»  consiste en la substitution d’un appareil d’appui défectueux par un produit identique.

Le «changement» suppose la mise en œuvre d’un appareil d’appui différent.

  Définition et enjeux

   L’appareil d’appui en élastomère fretté est un bloc d'élastomère renforcé par des frettes métalliques en acier, adhérisées à l'élastomère au moment de la vulcanisation (modification chimique créant de longues chaînes de polymères sous l'effet conjugué de la température et de la pression). L'élastomère est soumis à des efforts et des déplacements (compression, rotation et cisaillement ou distorsion).

NB : L’insertion des frettes dans le bloc d'élastomère contribue à diminuer le tassement sous charge normale et à augmenter la contrainte de compression admissible sans modifier sa raideur en cisaillement.

Les principaux enjeux liés à ces éléments de structures concernent leur rôle principal dans le fonctionnement de l’ouvrage.

Les défauts constatés portent autant sur :

•  la conception
•  le dimensionnement
•  et les problèmes liés à la pose.

Ceci explique l'importance des principaux points suivants :

• le respect des positions des appareils au niveau des appuis et notamment de l’orientation ;

• l’adéquation de la capacité de rotation de l’appareil d’appui aux conditions de rotations réelles régnant sur l’ouvrage intégrant notamment les rotations en phase de construction ;

• éventuellement, la durabilité des éléments métalliques assurée par la protection anti-corrosion ;

• la bonne transition des efforts du tablier vers les appuis au moyen d’un contact parfait aux interfaces de liaison entre l’appareil et les éléments de structure .

 Actions à mener

                                      1-     A la réception par l’entreprise des travaux

    

2-     Au stockage par l’entreprise des travaux

 

3-     Avant la mise en œuvre proprement dite par le bureau de contrôle

 

4-     Lors de la mise en œuvre proprement dite par l’entreprise des travaux

Cette étape n’intervient qu’après les vérifications de la mission de contrôle (étapes 2&3).

Il s’agit de la vérification du bon positionnement et de la conformité du type d’appareil d’appui par rapport à son emplacement prévu sur les plans.

A présent il ne reste plus que deux étapes pour boucler définitivement le projet ; mais avant, nous allons nous attarder sur les moyens et actions nécessaires sur le terrain au remplacement des appareils d’appuis.

             a-      Le matériel nécessaire

Pour toutes opérations de vérinage/déverinage des appuis il faut prévoir :

• Thermomètre laser 

•  1 Groupe électrogène 5 KVA

•  Nacelles ou passerelles pour travailler en sécurité au niveau des culées

•        1 Niveau de chantier
•   1 Motopompe (cas de la présence d’une nappe au pied des appuis)
•   Radio VHF  pour communiquer
•   1 Trepied +mire + Leica TC 110 pour relever et repositionner le pont dans sa position initiale
•   Suppresseur
•   Harnais
•   Cordage
•   1 Bâche à eau éventuellement
•   Bouées de sauvetage
•   Vérins
•   Pompe/Centrale hydraulique à vérins pour alimenter le vérin avec le fluide écessaire au levage
•   Pied à coulisse
•   Equerre maçon
•  Meuleuse (éventuellement)
•   tachéomètre électronique
•   Alimentation électrique (groupe électrogène)

•            Tire-fort de 1.5 t si élément lourds à déplacer
•  Plaques métalliques d’épaisseurs variables pour une assise plane du vérin
•   Canne à prime 

                   b -      Matériaux éventuels

Produits  spéciaux de collage, de colmatage des fissures et de réfection

Ciment

                   c -     Travaux préalables

 

 

Le jour de la dépose convenue avec le maître d’ouvrage, on doit s’assurer de la non circulation des usagers sur l’ouvrage et disposer la signalisation nécessaire, dans le cas contraire s’assurer du respect de la limitation de vitesse prévue par le marché.

                      d -  Les différentes étapes

            A défaut d’un soulèvement simultané des lignes d’appuis ;

           l’ouvrage sera soulevé ligne d’appuis par ligne d’appuis, d’un côté puis d’un autre 

 

•   Confirmation de la demande de coupure de circulation  

•  Pose de platine métallique pour assurer une surface d’appui plane et éviter le poinçonnement des appuis.  

• Mise en place d’un ou plusieurs  vérins (suivant la note de calcul) dans la niche ou emplacement prévu

       La pompe/centrale hydraulique peut être alors actionnée
                    - par les manomètres de pression positionnés sur la pompe.

      - par les curseurs positionnés sur les témoins métalliques disposés de part et d’autre du tablier.

 ATTENTION: La course du vérin ne doit pas être complète, elle est égale au 8/10 de sa capacité. Sur certains vérins cette limite est  marquée en rouge

•  Pose de cales « gabarit »  par-dessus le vérin, si nécessaire
•   Une fois les appuis dégagés (hauteur d’appuis + 10mm) on procède au blocage du vérin à l’aide de l’écrou de sécurité

 

  Retrait des anciens appareils d’appui, si toutefois l’extraction des appuis s’avère difficile, celle-ci s’effectuera avec une sangle

•   Suivant leur état, démolition et reconditionnement des bossages inférieurs en mortiers spéciaux
•   Pose des nouveaux appareils d’appui en élastomère fretté après nettoyage et contrôle des surfaces de bossages

 

•   Réglage des appareils à l’axe des bossages, vérification, et levés des dénivelés

•   S’il existe une différence d’épaisseur entre le nouvel appareil et l’ancien, il peut être rattrapé par une plaque métallique+mortier

•   Remise en circulation de l’ouvrage

       NB : Malgré la mise en place d'une platine métallique (e > 10 mm) sur un lit de résine époxydique pour assurer la répartition des charges, le béton peut  se déformer sous la poussée du vérin. Cela est dû d’une part à :

** Un écrasement instantané impossible à estimer avant le soulèvement. Celui-ci est accentué par la présence de laitance ou autres impuretés en surface ou une dégradation du béton par les agents atmosphériques.

** La déformation élastique du sommet de l’appui sous une contrainte soutenue.

D’autre part, il existe inévitablement un différentiel de déformation du béton sous les vérins sur une même ligne d'appui. Cette variation est due aux raisons suivantes :

- caractéristiques mécaniques du béton non uniformes sur toute la ligne,

- contraintes différentes dues à des variations de réactions d'appui.

A partir d'une certaine profondeur, fonction du contexte, les contraintes de compression s'exercent uniformément.

5-     A la mise en charge des appareils d’appuis par l’entreprise des travaux

 

6-     Contrôle avant la mise en service par la mission de contrôle

Au moment de la réception de l’ouvrage, relever le point 0 de l’ensemble des appareils d’appui (distorsion, rotation, défauts de bossage,…).

Noter aussi  la température ambiante.

   

        !!! Les surprises possibles lors d’un vérinage !!!

Malgré toutes les précautions et les préparations avant le chantier, il faut bien avoir conscience qu’une opération de vérinage n’est jamais à l’abri de surprises. Indéniablement, c’est un piment pour ce genre d’opération. Mais ceci doit aussi être interprété comme la nécessité que de tels chantiers ne sont pas à manager par du personnel d’encadrement ne disposant pas d’un minimum d’expérience.

 Parmi les surprises les plus souvent rencontrées, (et la liste n’est pas limitative !) on peut citer:

• Les abouts de tablier bloqués (toujours difficile à bien déceler lors de la visite préalable),


•  Les rechargements d'enrobés de 18 à 20 cm (trop souvent négligés lors de la visite préalable),


•  Les équipements dans les trottoirs (ou sous la structure) ne disposant pas de possibilités de déplacement vertical (trop souvent mal vu lors de la visite préalable),


•  Les cachetages des câbles d'about des poutres de travées adjacentes de VI-PP, conjugués sur les appuis intermédiaires (à déceler lors de la visite préalable, au moins sur les poutres de rive, si l'accès n'est pas possible entre poutres, derrière les entretoises),


• Les surlongueurs de câbles de précontrainte transversale de l'entretoise d'about, noyées dans les murs latéraux (imprévisible),


•  Les appareils d'appui logés dans des engravures de l'appui (ou de l’intrados de l’ouvrage) d'où il est impossible de les déloger sous les poutres centrales (imprévisible et qui va nécessiter de reprendre l'étude car la hauteur de vérinage nécessaire impose le choix d'un autre type de vérin),


• Les bétons caverneux qui cèdent lors de la réalisation des carottages ou lors de la mise en tension des barres de précontrainte destinées à ancrer les consoles devant supporter les vérins,


•  Le tablier bétonné à même le sommier des culées, qui se «décolle» brutalement et bruyamment après une montée en pression quasi instantanée. Ce cas présente un réel danger pour la structure si la pompe HP n'est pas du type «à faible débit» (situation à mettre en évidence à l'issue de la visite préalable),


• Les sections rétrécies de béton traversées par des barres verticales constituées d'armatures ne figurant pas sur les plans consultés ou en acier HA au lieu d’acier Fe 24,


•  Les estimations erronées de la répartition transversale des descentes de charge sur les différents appareils d'appui des ouvrages très biais, pour lesquels la zone d'appui, qui correspond à l'angle aigu, est souvent beaucoup plus chargée que le calcul ne l'indique (problème que seul un spécialiste est en mesure de déceler),


•  Les calages au «mortier de résine» qui ne polymérisent jamais (penser à réaliser des épreuves de convenance),


•  Un léger déplacement de l’axe des appuis par rapport au tablier. La solution sera fonction de la cause du déplacement.

Rachidatou TCHAGBELE

#Liste des ouvrages utilisés#

Equipements d’ouvrages / Appareils d’appui - GUIDE STRRES

Fiche n° VIII-1 du MEMOAR

*crédits photos*

 CGTE (Compagnie Gabonaise des Travaux et d’Etudes) 2012

« Exemples de changement d’appareils d’appui-VIADUC DE LA BIEVRE A6a »