Utilisation des roulements sous le pont: 7 types

Cet article met en lumière les sept principaux types de roulements utilisés sous les ponts. Les types sont les suivants: 1. Roulements en acier doux 2. Roulements en alliage de cuivre dur et en acier inoxydable 3. Roulements en acier 4. Roulements en caoutchouc élastomère 5. Roulements en caoutchouc élastomère 6. Roulements en caoutchouc PTFE 7. Roulements en béton armé.

Type # 1. Roulements en acier doux:

L'acier doux peut être utilisé dans la fabrication de roulements à bascule, à rouleaux ou à plaques. Pour maintenir les roulements en acier doux exempt de rouille, ceux-ci sont souvent immergés dans la graisse en fournissant des boîtes à graisse. Cependant, il a été observé qu’en raison d’un manque d’entretien adéquat, les roulements en acier doux se rouillaient au fil du temps, ce qui entraînait une augmentation réelle du coefficient de frottement par rapport à la valeur nominale.

Cela génère une force horizontale supplémentaire sur le dessus des piliers et des culées. Pour cette raison, et également en raison de la disponibilité d'autres types de roulements adaptés à cette plage de portée, à savoir le néoprène, le PTFE, etc., les roulements en tôle d'acier doux ne sont pas utilisés fréquemment, comme cela était le cas auparavant.

Type # 2. Roulements en alliage de cuivre dur et en acier inoxydable:

Les roulements à plaque en alliage de cuivre dur ou en acier inoxydable sont plus appréciés que les roulements à plaque MS, car ils sont exempts de rouille et ont une moindre résistance au frottement. Semblable aux roulements à bascule et à rouleaux, deux types de roulements à plaques sont utilisés, à savoir. plaque pivotante portant à l'extrémité fixe (Fig. 22.1-a) et plaque coulissante portant (Fig. 22.1-b) à l'extrémité libre.

Le roulement articulé est composé d'une plaque supérieure incurvée recouvrant une plaque inférieure plate avec un axe au centre qui permet la rotation mais empêche la translation dans toutes les directions. Le palier lisse se compose d'une plaque sur l'autre avec du graphite ou de la graisse entre les plaques pour faciliter le déplacement. Les plaques d'arrêt sont soudées à la plaque inférieure pour empêcher tout mouvement latéral.

Type # 3. Roulements en acier:

je. Rouleau en acier:

Les roulements à rouleaux permettent à la fois les mouvements linéaires et les mouvements de rotation. Le rouleau simple (Fig. 22.2-a) est utilisé pour les roulements à rouleaux de capacité modérée, mais lorsque les roulements doivent être conçus pour des capacités plus grandes, le nombre de rouleaux augmente en maintenant le diamètre des rouleaux presque identique à celui des roulements. roulement à rouleaux unique.

Une coulée parfaite de rouleaux ayant un diamètre supérieur à 200 mm devient difficile et dans ce cas, la détection de défauts dans des pièces moulées tels que de l'air comprimé, des bulles, etc. par test aux rayons X devient difficile si les rouleaux sont fabriqués avec un diamètre plus grand. Lorsque le nombre de rouleaux dans un assemblage de rouleaux est supérieur à deux, la charge admissible sur chaque graisseur est réduite.

Dans les roulements à rouleaux multiples (Fig. 22.2-b), une plaque intermédiaire appelée «plaque de selle» est insérée entre l'ensemble des rouleaux et la plaque supérieure. La plaque de selle fonctionne comme un moyen permettant à la fois la rotation et la translation.

Les rouleaux sont empêchés de rouler en excès en fournissant des pattes ou des plaques d'arrêt, le mouvement dans la direction transversale étant empêché par les guides. Ces guides assurent également un mouvement uniforme et régulier des rouleaux. L'assemblage des rouleaux est relié par un tirant afin de maintenir un espacement fixe des rouleaux pendant le mouvement.

Des rouleaux segmentaires en forme de pendule (capacité de charge réduite de 50%) sont parfois fabriqués en éliminant les côtés du cercle complet afin d'économiser du matériel, mais les rouleaux en cercle complet sont préférables aux rouleaux segmentés, car ils soulagent contacter d'une meilleure façon.

De plus, il a été observé que les roulements à rouleaux à cercle complet ont empêché la superstructure de se déloger, même en cas de basculement ou de rotation excessif du rouleau en raison du tassement différentiel de la fondation. Rouleaux segmentaires, si utilisés dans de tels cas, n'aurait pas pu éviter le désastre.

ii. Steel Rocker:

Alors que les roulements à rouleaux permettent à la fois la rotation et la translation des extrémités de la superstructure, les roulements à bascule ne permettent que la rotation. Le roulement est appelé "Rocker" car la plaque supérieure bascule sur la plaque inférieure.

La figure 22.3 présente deux types de roulements à bascule. La différence entre les types réside dans la disposition empêchant les mouvements longitudinaux et transversaux de la plaque supérieure ainsi que dans la surface de basculement - une surface plane sur une surface convexe et l’autre une surface convexe sur une surface plane.

Type # 4. Roulements en élastomère:

Les roulements en élastomère peuvent être en caoutchouc naturel ou en caoutchouc synthétique. Les coussinets en néoprène en caoutchouc synthétique sont généralement utilisés en Inde. La charge verticale de la superstructure est absorbée par les roulements en néoprène lorsque des contraintes de compression et des contraintes de compression se développent dans le coussinet en néoprène (Fig. 22.4-a).

La force horizontale exercée par la superstructure est toutefois résistée aux contraintes de cisaillement et aux contraintes de cisaillement (Fig. 22.4-b). En cas de rotation de la superstructure dans le plan vertical due à la charge et à d'autres effets, la contrainte de compression uniforme produite par la charge verticale est augmentée d'un côté et réduite de l'autre (Fig. 22.4-c).

Les coussinets en néoprène non sollicités gonflent davantage (Fig. 22.4-a), ce qui réduit leur capacité de charge. De ce fait, des coussinets en néoprène attachés sont utilisés. Dans ces tampons retenus, de l'acier ou des stratifiés sont interposés entre des tampons multicouches, comme indiqué sur la figure 22.5-a.

Ces laminés d’acier sont bien liés par le processus de vulcanisation avec les couches de néoprène et réduisent ainsi l’effet de renflement et augmentent en conséquence leur capacité de charge (Fig. 22.5-c et 22.5-d).

Type # 5. Roulements en élastomère:

Les coussinets en élastomère peuvent être utilisés jusqu'à une portée de 30 m environ. Lorsque la portée est supérieure à la fois, la charge verticale et la rotation des roulements sont importantes et, de ce fait, les roulements des coussinets sont jugés inappropriés.

Les roulements de pot qui sont des roulements en élastomère confinés sont la solution dans une telle situation. Les roulements du pot sont composés d'un coussinet circulaire en néoprène circulaire, relativement mince et non armé, complètement enfermé dans un pot en acier pourvu d'un boîtier circulaire pour le coussinet en néoprène (Fig. 22.6).

La couche de téflon située entre la plaque de lop et la plaque intermédiaire permet un mouvement horizontal du pont tandis que le coussin de néoprène confiné à l'intérieur du pot permet la rotation. Ce type de roulements est parfaitement adapté aux ponts inclinés et courbes où la direction du mouvement varie et ces roulements peuvent effectuer le mouvement de translation et le mouvement de rotation dans n’importe quelle direction.

Type # 6. Roulements en PTFE:

Le PTFE (poly tétra-fluoro-éthylène) est un thermoplaste disponible sous différentes dénominations telles que Téflon, Hostaflon, TF, Algoflon et Fluon, etc. Le polymère possède une grande force moléculaire, une inertie chimique et un faible coefficient de frottement.

Le PTFE pur n'est pas utilisé dans les roulements de pont car il présente une faible résistance à l'usure et une sensibilité à l'écoulement à froid ou à la tendance au labour sous des charges de compression. Par conséquent, certaines matières de charge et agents de renforcement tels que la fibre de verre, le sulfure de graphite et de molybdène, etc. ou une combinaison de ceux-ci sont mélangés. Dans ce dernier cas, toutefois, les faibles propriétés de frottement sont sacrifiées dans une certaine mesure.

Deux patins en PTFE peuvent être utilisés, l'un glissant l'un contre l'autre, mais dans ce cas, il est possible que l'effet de labour (fluage) soit accru, spécialement sous des pressions très élevées. Par conséquent, il est généralement placé sous une plaque matte, généralement une plaque en acier inoxydable, qui résiste à la corrosion et aux intempéries.

Cependant, dans ce cas, les propriétés de frottement sont réduites dans une certaine mesure par rapport à celles disponibles avec deux tampons en PTFE. Il a été observé que même avec une plaque de matité en acier inoxydable, le micro-film fin de gels de PTFE était transféré sur la plaque de matité après quelques mouvements et créait les conditions voulant que le glissement se produise entre deux surfaces de PTFE.

La plaque passe-partout doit avoir une marge suffisante des deux côtés au-delà du coussinet en PTFE, de sorte que même après le glissement, les charges provenant de la superstructure soient correctement transférées aux coussins en PTFE.

Les tampons en PTFE doivent être correctement liés à la base avec une plaque de base ou une plaque de support, soit une plaque en acier, soit un tampon en élastomère renforcé, en vue d'éliminer ou de réduire sensiblement le fluage sous les charges. Les tampons en PTFE peuvent être collés avec des adhésifs époxy à haute température dans des conditions contrôlées en usine.

Type # 7. Roulements en béton armé:

Les roulements en acier moulé sont généralement très coûteux et difficiles à obtenir par les fabricants. Par conséquent, pour les ponts de moyenne portée où l'utilisation de roulements à rouleaux et à culbuteurs est obligatoire, des roulements RC sont parfois utilisés.

Étant donné que les roulements sont la partie la plus vulnérable d’une structure de pont, un soin particulier doit être apporté à la fabrication de ces roulements. Un mélange de béton riche de 1: 1: 2 est généralement spécifié pour la fabrication de roulements.

je. Rouleau RC:

Les rouleaux RC sont fortement renforcés à la fois dans le sens de transmission de la charge et dans le sens transversal pour éviter la tendance à l'éclatement du rouleau (Fig. 22.8). Des spirales à emboîtement sont prévues à la fois verticalement et horizontalement à cette fin. Des barres à goujon doublées de cuivre sont fournies à partir du pilier de la pile ou du pilier jusqu'au pont en passant par les trous elliptiques des rouleaux.

Ces trous permettent de rouler les rouleaux lorsque cela est nécessaire, tandis que les chevilles empêchent un roulement excessif des rouleaux. Une feuille de plomb de 6 mm à 10 mm d'épaisseur est utilisée en haut et en bas des rouleaux pour une répartition uniforme de la charge sur les rouleaux. La feuille de plomb facilite également le roulement des rouleaux.

ii. RC Rocker:

RC Rocker n'est rien d'autre qu'un rouleau segmentaire RC. Contrairement aux roulements à bascule en acier moulé, les roulements à bascule RC autorisent à la fois les rotations et la translation (quoique dans une moindre mesure) du pont similaires aux roulements à rouleaux. Mais en cas de basculement, aucun trou elliptique n’est prévu et la barre de retenue maintient le pont dans un état semi-articulé.

Les roulements à cercle complet répartissent les charges de manière plus efficace que les roulements à segments. Cela est vrai pour les rouleaux et bascules RC segmentaires également et, en tant que tels, ils ne sont pas recommandés pour l'adoption. Des roulements à rouleaux à cercle complet, illustrés à la Fig. 22.8, ont été utilisés au Bengale occidental dans plusieurs ponts. Au lieu de la bascule RC (rouleau segmentaire), le type de bascule montré à la Fig. 22.9 peut être adopté.

iii. Dessus courbé de la pile (bascule):

Parfois, le dessus des piles est incurvé et la superstructure repose dessus avec une feuille de plomb entre eux. La feuille de plomb a pour fonction de répartir la charge uniformément sur le capuchon de la pile à partir de la superstructure.

Des barres à goujon doublées d'un revêtement en feuille de cuivre de calibre 16 pour empêcher la rouille sont utilisées pour maintenir le pont en place. Le sommet incurvé de la pile fait office de roulement à bascule et doit donc être pourvu d'un rayon de courbure approprié pour un transfert de charge adéquat. Des grilles de dispersion ou des spirales selon les besoins doivent être fournies dans la superstructure.

Ce type de roulement est très économique et peut convenir aux superstructures de moyenne envergure.