Les coussinets en PTFE sont des composants spécialisés largement utilisés dans la construction de ponts et les applications à forte charge en raison de leurs propriétés matérielles uniques.Ces coussinets combinent les caractéristiques de friction ultra-faible du polytétrafluoroéthylène (PTFE) avec les exigences de l'ingénierie structurelle, permettant un mouvement fluide sous des charges extrêmes tout en résistant à la dégradation de l'environnement.Leur conception intègre des surfaces alvéolées pour la rétention de la lubrification et une capacité de déformation flexible pour s'adapter aux changements structurels.
Explication des points clés :
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Coefficient de frottement ultra-faible
- Le PTFE possède le plus faible coefficient de frottement parmi les matériaux solides (typiquement 0,05-0,20), ce qui permet un glissement presque sans frottement même sous des charges verticales élevées dépassant 50 MPa.
- Cette propriété est renforcée par roulements en ptfe Ces roulements sont conçus avec des surfaces alvéolées qui retiennent le lubrifiant à base de graisse de silicone, réduisant ainsi le frottement cinétique jusqu'à 30 % par rapport aux surfaces planes.
- Cette caractéristique est essentielle pour les joints de dilatation des ponts où le mouvement thermique exige un glissement sans restriction et sans adhérence.
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Capacité de déformation en cisaillement
- Peut supporter des déformations en cisaillement jusqu'à 70 % de l'épaisseur de la semelle sans rupture, ce qui permet d'absorber les déplacements horizontaux en cas d'événements sismiques.
- La flexibilité multidirectionnelle permet des rotations de ±15° de l'extrémité de la poutre, ce qui évite la concentration des contraintes dans les ponts à portée continue.
- La couche d'élastomère sous le PTFE répartit les contraintes localisées, prolongeant la durée de vie au-delà de 50 ans dans les environnements difficiles.
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Capacité de charge
- La capacité de charge verticale varie de 2 000 kN à 60 000 kN en fonction des dimensions du tampon et du renforcement.
- Les variantes en PTFE chargé (avec des additifs en bronze ou en verre) atteignent des valeurs PV (pression-vitesse) supérieures à 10 000 kPa-m/s.
- Maintien de l'intégrité structurelle à des températures allant de -200°C à +260°C, convenant aux installations arctiques et tropicales.
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Isolation contre les vibrations
- Réduit les forces d'impact des charges vives de 40 à 60 % grâce à l'absorption viscoélastique de l'énergie.
- Le taux d'amortissement de 0,05-0,15 assure l'isolation sismique, diminuant les accélérations induites par les tremblements de terre et transmises aux sous-structures.
- Particulièrement efficace pour les ponts ferroviaires à grande vitesse où les charges dynamiques dépassent les fréquences de 5 Hz.
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Résistance aux produits chimiques et à l'environnement
- Imperméable aux rayons UV, à l'ozone et à l'exposition aux produits chimiques, y compris les sels de déglaçage et les polluants industriels.
- La conformité aux normes alimentaires permet une utilisation dans les usines de traitement de l'eau et les installations pharmaceutiques.
- La surface hydrophobe empêche l'absorption d'humidité (<0,01% d'absorption d'eau) qui pourrait causer des dommages dus au gel et au dégel.
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Adaptabilité de la construction
- Les conceptions modulaires facilitent l'installation dans les ponts courbes avec des rayons aussi étroits que 150 mètres.
- L'épaisseur personnalisable (généralement de 5 à 50 mm) permet de répondre à des exigences de déflexion variables.
- Utilisés dans les méthodes de lancement incrémentiel où le frottement de glissement doit rester stable pendant les opérations de poussée en plusieurs étapes.
L'ensemble de ces caractéristiques rend les coussinets en PTFE indispensables aux infrastructures modernes, où ils permettent silencieusement le déplacement en toute sécurité de ponts transportant des milliers de véhicules chaque jour, tout en résistant à des forces qui dégraderaient les matériaux conventionnels.Leur évolution continue intègre des améliorations nanotechnologiques pour une durabilité encore plus grande dans les projets de transport de la prochaine génération.
Tableau récapitulatif :
| Caractéristique | Spécification | Bénéfice de l'application |
|---|---|---|
| Friction ultra-faible | Coefficient : 0,05-0,20 ; réduction de 30% avec les surfaces alvéolées | Glissement doux pour les joints de dilatation des ponts et les mouvements thermiques |
| Déformation par cisaillement | Jusqu'à 70 % de l'épaisseur de la semelle ; rotation de la poutre de ±15°. | S'adapte aux secousses sismiques et aux mouvements structurels |
| Capacité de charge | 2 000-60 000 kN ; valeurs PV >10 000 kPa-m/s | Supporte les charges verticales extrêmes dans les infrastructures lourdes |
| Isolation des vibrations | Réduction de l'impact de 40 à 60 % ; taux d'amortissement : 0,05-0,15 | Protège les structures contre les charges dynamiques (par exemple, les ponts ferroviaires à grande vitesse). |
| Résistance aux produits chimiques | Imperméable aux UV, à l'ozone et aux produits chimiques ; <0,01 % d'absorption d'eau | Longévité dans les environnements difficiles (par exemple, sels de déglaçage, zones industrielles) |
| Adaptabilité de la construction | Conceptions modulaires pour les ponts courbes (rayon de 150 m) ; épaisseur : 5-50 mm | Installation flexible pour les projets d'ingénierie complexes |
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