La présente invention concerne des structures de joints de dilatation et, en particulier, des joints de dilatation étanches à l'eau pour ponts,
pour routes et autres constructions du même genre.
La nécessité de prévoir des structures
de joints de dilatation entre des segments de couverture de pont et entre la couverture du pont et une surface de route voisine est bien connue et a été établie depuis longtemps. Les joints de dilatation de type connu jusqu'à présent étaient réalisés de telle sorte qu'ils comportent des parties métalliques se plaçant en engagement aux deux extrémités voisines
ou une languette ou des pattes de métal fixées à
l'une des extrémités et se plaçant par glissement sur l'extrémité voisine de la couverture du pont. Ces dispositifs sont exposés à une très importante corrosion et peuvent présenter de nombreux autres inconvénients, en particulier dans les zones de haute concentration en sel, telles que les zones enneigées
dont la neige est enlevée au moyen de sel et les zones côtières, dans lesquelles de l'eau de mer peut
les atteindre. Pour tenter d'éviter ces inconvénients, on a déjà proposé une grande variété de dispositifs destinés à protéger les éléments de métal supportant les charges qui forment le joint de dilatation. Par exemple, par le brevet américain numéro 3.165.986,
aux noms de Hirst et al., il est proposé de prévoir des parties métalliques se plaçant en engagement qui soient fixées aux deux extrémités voisines de la couverture de pont et qui soient couvertes d'une nappe
de caoutchouc renforcé de barres transversales allongées reposant sur les parties en engagement précitées. Dans le brevet américain numéro 3.797.188, au* nom de Mansfield, il est proposé de prévoir un épaulement à chacune des extrémités de la couverture de pont espa-cées l'une de l'autre, un élément en T couvrant l'intervalle et un élément d'étanchéité en caoutchouc,
en forme d'accordéon, couvrant tout cet ensemble.
Dans le brevet américain numéro 3.797.952, aux noms
de Pommerening et al., il est proposé de prévoir un ensemble de languettes en zig zag fixées, par leurs extrémités opposées, aux extrémités voisines de la couverture du pont, une série de barres supportées par ces languettes et un élément d'étanchéité en caoutchouc entre les barres. Dans le brevet américain numéro 3.316.574, au nom de Pare, il est proposé d'utiliser une feuille de matière élastomère moulée contenant une barre allongée d'une largeur suff isante, pour couvrir l'ouverture comprise entre les extrémités de la couverture de pont, barre qui est fixée dans la feuille lors du moulage et qui s'étend parallèlement à l'ouverture comprise entre les extrémités de la couverture de pont.
Dans le brevet américain numéro 3.555.982, au nom de George, il est également proposé d'utiliser une feuille de matière élastomère moulée, mais avec une série de barres disposées l'une à côté de l'autre, transversalement à l'intervalle compris entre les extrémités de la couverture de pont, dans des passages formés dans le caoutchouc. Les barres sont plus courtes que les passages formés dans le caoutchouc, si bien que le caoutchouc peut se dilater et se contracter sans que les extrémités de la couverture de pont touchent les barres. Le dispositif qui est proposé dans le brevet américain numéro 3.520.236, au nom de Sequaris, est semblable, au point de vue de la structure, à celui qui est proposé par Pare et il comporte une plaque allongée couverte d'une feuille de matière élastomère.
Dans le brevet américain numéro 3.899.261, au nom de Mieville, il est proposé d'utiliser un élément de caoutchouc présentant des cavités et des barres de métal placées dans ces cavités, comme dans le cas du brevet au nom de George. Le brevet américain
<EMI ID=1.1>
vet américain numéro 3.717.969, au nom de Sequaris, concernent des structures très semblables qui comportent un élément de matière élastomère, muni d'une série déléments de renforcement espacés prévus dans des rainures de la base qui sont parallèles aux extrémités de la couverture de pont et dans la rainure prévue entre elles, Tous les dispositifs présentent certains des inconvénients des dispositifs connus antérieurement. Par exemple, les éléments de métal proposés par Hirst et al., par Mansfield, par Pommerening et al., et cartains des éléments proposés par Pare, Sequaris, Mieville et Stog et al. sont tous à nu à la face inférieure, bien qu'ils soient couverts
à la face supérieure. Dans le cas du système proposé dans le brevet au nom de George, les barres sont complètement couvertes, mais, telles qu'elles sont utilisées par George, elles ont un haut degré de flexion, de sérieuses difficultés se présentent lors du coupage de leurs extrémités, une trop forte tension se manifeste dans le caoutchouc et il n'y a pas moyen de les centrer. Par la présente invention, la Demanderesse propose une structure de joint de dilatation qui ne présente aucun des inconvénients des structures proposées antérieurement. Elle procure une structure dont l'endommagement sous l'effet de la corrosion sera réduit au minimum.
Dans le cas de la structure qui fait l'objet de la présente invention, la déviation du joint est très faible et il ne peut se produire aucun endommagement important de la masse de matière élastomère que comporte le joint sous l'effet de déplacements internes des éléments de renfor-cement en métal.
Par la présente invention, la Demanderesse procure une structure de joint de dilatation et de joint d'étanchéité pour l'espace, de largeur variable, compris entre deux parties de route ou de pont qui sont sujettes à dilatation et à contraction sous l'effet des variations de température et qui comportent deux panneaux de support juxtaposées présentant des creux, le joint comprenant un élément allongé en matière élastomère présentant des bords marginaux latéraux dans l'ensemble parallèles et une face supérieure et une face inférieure dans l'ensemble parallèles, une série de passages espacés transversaux de forme dans l'ensemble rectangulaire traversant l'élément de matière élastomère de l'un à l'autre des bords marginaux, entre la face supérièure et la face inférieure,
chacune des ouvertures en question présentant une saillie dirigée vers l'intérieur à l'un des côtés au moins, une série déléments de métal supportant la charge, présentant la forme générale des passages transversaux, pouvant glisser dans ceux-ci, les éléments de support de charge en métal présentant un évidement correspondant à la saillie et se plaçant en engagement avec celle-ci, ces éléments de métal étant d'une longueur inférieure à celle des passages, l'évidement et la saillie espaçant les extrémités de l'élément de support de charge et les maintenant en substance à égale distance des deux bords marginaux, les éléments de support de charge étant d'une longueur suffisante pour couvrir l'espace compris entre les parties de route ou de pont et pour couvrir à tous moments .une partie de chaque panneau de support présentant des creux,
des moyens pour la fixation des bords marginaux latéraux de l'élément de matière élastomère aux deux parties de route ou de pont, et une série de rainures, espacées, aux deux bords ainsi qu'à la face supérieure et à la face inférieure pour permettre une mailleure dilatation et une meilleure contraction de l'élément en matière élastomère. De préférence, le passage transversal de forme dans l'ensemble rectangulaire est arrondi aux angles de telle sorte qu'il ait une section dans l'ensemble oblongue et les éléments de support de charge ont la même section transversale. Les éléments de support de charge sont de préférence des éléments coulés en acier de haute résistance.
Les saillies prévues dans les passages sont de préférence, de chaque coté, à égale distance des bords marginaux. L'élément de fixation est de préférence un élément de métal en forme de H présentant une saillie transversale filetée qui part du bord marginal latéral entre les passages, l'élément en forme
de H étant posé de chant et ses ailes s'étendant en partie au-dessus et en dessous de passages voisins, et la saillie filetée étant fixée dans des ouvertures que présente un élément de retenue prévu à chacun des panneaux de support présentant des creux. De préférence, la face supérieure et la face inférieure, ainsi que les bords marginaux latéraux, présentent des rainures parallèles espacées et des saillies voisines qui permettent une dilatation et une contraction plus uniforme et plus régulière de l'élément en matière élastomère.
On a exposé certain objets, buts et avantages de la présente invention dans la description générale de celle-ci que l'on a faite ci-dessus. D'autres objets, buts et avantages de cette invention apparaîtront à la lecture de la description que l'on donnera ci-après en se référant aux dessins annexés
à ce mémoire, dessins dans lesquels : la figure 1 est une vue fragmentaire, en plan, de dessus, d'une structure de joint de di latation réalisée suivant la présente invention; la figure 2 est une vue en élévation et en bout de la structure de joint de dilatation qui est représentée sur la figure 1; la figure 3 est une vue fragmentaire, en élévation de coté, de la structure de joint de dilatation qui est représentée sur la figure 1; la figure 4 est une vue en plan, de dessous, de la structure de joint de dilatation qui est représentée sur la figure 1; la figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne V - V de la figure 1; la figure 6 est une vue fragmentaire en coupe suivant la ligne VI - VI de la figure 1; la figure 7 est une vue en plan d'une barre de support de charge qui est utilisée dans la structure de joint de dilatation représentée sur la figure 1;
la figure 8 est une vue en élévation de côté de la barre qui est représentée sur la figure 7; la figure 9 est une vue en élévation et en bout de la barre qui est représentée sur la figure 7; la figure 10 est une vue en plan, de dessus, de l'élément de fixation en métal en forme de H qui est utilisé dans le cas de la forme de réalisation illustrée par la figure 1; <EMI ID=2.1> de côté de l'élément en forme de H qui est représenté sur la figure 10, et la figure 12 est une vue en bout et en coupe de l'élément en forme de H qui est représenté sur la figure 10.
Les dessins représentent une structure de joint de dilatation comportant un élément de matière élastomère allongé 10, qui présente une face supérieure 11 et une face inférieure 12, ainsi que des bords marginaux latéraux espaces 13 et 14. La face supérieure 11 et la face inférieure 12 présentent des rainures espacées 15 et 16, dans l'ensemble parallèles, qui suivent le sens longitudinal de l'élément de matière élastomère. Les bords latéraux présentent également, de préférence, des rainures espacées parallèles 17, 17a et 17b, qui suivent également le sens longitudinal de l'élément de matière élastomère. Les rainures latérales 17, 17a et 17b facilitent la compression des bords latéraux 13 et
14, de façon à assurer l'étanchéité à la face de contact entre la matière élastomère et l'acier le long du bord du joint de dilatation.
Les rainures que présentent la face supérieure 11 et la face inférieure 12 constituent des zones dans lesquelles la matière élastomère peut se déplacer lors de la dilatation et lors de la contraction du joint. La dimension de la bande de matière élastomère est fonction de la dimension du joint à couvrir, des conditions de climat générales et de la charge. Une série de passages 18 de section transversale oblongue, espacés de distances égales, s'étendent de l'un à l'autre des bords latéraux 13 et 14, entre la face supérieure 11 et la face inférieure 12.
Chacun des passages 18 présente, dirigées vers l'intérieur, deux saillies d'indexation
19 qui se trouvent au milieu de sa longueur; une barre plate et allongée 20, faite d'acier graphitique coulé et présentant, au milieu de sa longueur, des indentations 21 qui correspondent aux saillies 19, est introduite dans chaque passage 18 jusqu'à ce que les saillies 19 se placent en engagement avec les indentations 21 pour le? positionnement de la barre dans le passage 18. Chaque barre 20 est d'une longueur légèrement inférieure à celle du passage 18, mais elle est suffisamment longue pour qu'elle couvre toujours l'espace compris entre deux surfaces
de pont ou de route qui doit être couvert au moyen du joint de dilatation. Les barres 20 sont par conséquent fixées en place, après leur introduction dans les passages 18, par les saillies d'indexation
19 et les indentations 21, et elles ne peuvent se déplacer dans le passage, dans le sens longitudinal de celui-ci, mais elles peuvent se dilater et se contracter librement dans le passage 18 par rapport à la matière élastomère qui les entoure.
Des plaques de retenue 22, de forme dans l'ensemble en H, présentant des nervures de renforcement 23 à l'une des ailes et 24 à l'autre aile, ainsi qu'une ouverture 25 contenant un boulon 26, sont soit fixées, lors du moulage, dans la matière élastomère, à chacun des bords marginaux latéraux, l'extrémité du boulon faisant saillie, soit posées dans des poches préformées dans la matière élastomère, Les plaques de retenue
22 sont conçues de telle sorte que le H qu'elles forment, lorsqu'il est posé de chant, s'étende au moins partiellement autour des passages voisins 18 (voir figure 3). Une rainure transversale 27 est formée dans la face inférieure 12 de l'élément en matière élastomère, en travers de cette face, rainure qui est parallèle à l'axe des boulons de chaque extrémité de l'élément de matière élastomère 12 et qui coupe les rainures 16.
La nervure 24 et l'aile correspondante de la plaque de retenue sont prévues de telle sorte qu'elles prennent appui sur la face de support du panneau de support 30, le long de la face inférieure 12 de l'élément de matière élastomère. Ceci évite qu'une charge appliquée à la face supérieure provoque un effort de cisaillement à la tête des boulons.
L'élément de matière élastomère est
fixé à un élément de support 30, qui peut être une plaque d'acier, une face de bord de béton ou l'équivalent, au moyen des boulons 26, qui traversent des trous 31 que présente une cornière allongée 32 et qui sont fixés au moyen d'écrous 33. Ceci empêche le joint existant entre l'élément de matière élastomère
10 et la cornière 32 de s'ouvrir sous un effet de tension. Cet effet d'étanchéité est encore favorisé aux bords marginaux latéraux 13 et 14 par le fait que,
<EMI ID=3.1>
a été formée au-dessus du boulon 26, qu'une rainure
17b a été formée en dessous du boulon 26, et qu'une troisième rainure, une rainure 17a, a été formée au niveau du boulon même. Ces rainures permettent au caoutchouc de se comprimer et d'assurer l'effet d'étanchéité maximum.
On a donné ci-dessus une description de certaines caractéristiques de réalisation de la présente invention auxquelles la préférence est accordée. Il est toutefois bien entendu que cette invention pourrait présenter d'autres caractéristiques de réalisation dans le cadre des revendications qui sont formulées en fin de ce mémoire.
The present invention relates to expansion joint structures and, in particular, watertight expansion joints for bridges,
for roads and other similar constructions.
The need to provide structures
of expansion joints between bridge cover segments and between the bridge cover and a neighboring road surface is well known and has been established for a long time. Expansion joints of the type known up to now were made in such a way that they comprise metal parts which are placed in engagement at the two adjacent ends.
or a metal tab or legs attached to
one of the ends and being placed by sliding on the end close to the deck cover. These devices are exposed to very significant corrosion and can have many other drawbacks, in particular in areas of high salt concentration, such as snow-covered areas.
whose snow is removed by salt and coastal areas, where seawater can
reach them. In an attempt to avoid these drawbacks, a wide variety of devices have already been proposed for protecting the metal elements supporting the loads which form the expansion joint. For example, by American patent number 3,165,986,
in the names of Hirst et al., it is proposed to provide metal parts placing themselves in engagement which are fixed to the two neighboring ends of the deck cover and which are covered with a sheet
of rubber reinforced with elongated transverse bars resting on the aforementioned engagement parts. In American patent number 3,797,188, in the name of Mansfield, it is proposed to provide a shoulder at each of the ends of the deck cover spaced from each other, a T-element covering the interval and a rubber sealing element,
in the form of an accordion, covering all of this.
In U.S. Patent No. 3,797,952, to the names
de Pommerening et al., it is proposed to provide a set of zigzag tongues fixed, by their opposite ends, to the ends close to the deck cover, a series of bars supported by these tongues and a rubber sealing element between the bars. In US Patent No. 3,316,574, in the name of Pare, it is proposed to use a sheet of molded elastomeric material containing an elongated bar of sufficient width, to cover the opening between the ends of the cover of bridge, bar which is fixed in the sheet during molding and which extends parallel to the opening between the ends of the bridge cover.
In American patent number 3,555,982, in the name of George, it is also proposed to use a sheet of molded elastomeric material, but with a series of bars arranged side by side, transversely to the interval between the ends of the deck cover, in passages formed in the rubber. The bars are shorter than the passages formed in the rubber, so that the rubber can expand and contract without the ends of the deck cover touching the bars. The device which is proposed in American patent number 3,520,236, in the name of Sequaris, is similar, from the point of view of structure, to that which is proposed by Pare and it comprises an elongated plate covered with a sheet of material elastomer.
In US patent number 3,899,261, in the name of Mieville, it is proposed to use a rubber element having cavities and metal bars placed in these cavities, as in the case of the patent in the name of George. The American patent
<EMI ID = 1.1>
American vet number 3.717.969, in the name of Sequaris, relates to very similar structures which comprise an element of elastomeric material, provided with a series of spaced reinforcing elements provided in grooves of the base which are parallel to the ends of the cover of bridge and in the groove provided between them, All the devices have some of the drawbacks of the devices known previously. For example, the metal elements proposed by Hirst et al., By Mansfield, by Pommerening et al., And cartains of the elements proposed by Pare, Sequaris, Mieville and Stog et al. are all naked on the underside, although they are covered
on the upper side. In the case of the system proposed in the patent in the name of George, the bars are completely covered, but, as used by George, they have a high degree of bending, serious difficulties arise when cutting their ends , there is too much tension in the rubber and there is no way to center them. By the present invention, the Applicant proposes an expansion joint structure which does not have any of the drawbacks of the structures proposed previously. It provides a structure whose damage under the effect of corrosion will be reduced to a minimum.
In the case of the structure which is the subject of the present invention, the deflection of the seal is very small and no significant damage can occur to the mass of elastomeric material that the seal has under the effect of internal displacements of the metal reinforcing elements.
By the present invention, the Applicant provides an expansion joint and seal structure for the space, of variable width, between two parts of the road or bridge which are subject to expansion and contraction under the effect temperature variations and which comprise two juxtaposed support panels having recesses, the seal comprising an elongated element of elastomeric material having lateral marginal edges in the parallel assembly and an upper face and a lower face in the parallel assembly, a series of spaced transversely shaped passages in the rectangular assembly passing through the element of elastomeric material from one to the other of the marginal edges, between the upper face and the lower face,
each of the openings in question having a projection directed inwards at at least one of the sides, a series of metal elements supporting the load, having the general shape of the transverse passages, which can slide therein, the support elements of metal load having a recess corresponding to the projection and being placed in engagement therewith, these metal elements being of a length shorter than that of the passages, the recess and the projection spacing the ends of the element of load support and keeping them substantially equidistant from the two marginal edges, the load support elements being of sufficient length to cover the space between the road or bridge parts and to cover at all times. part of each support panel having recesses,
means for fixing the lateral marginal edges of the elastomeric material element to the two road or bridge parts, and a series of spaced grooves at the two edges as well as at the upper face and at the lower face to allow better expansion and better contraction of the elastomeric element. Preferably, the transverse passage of shape in the rectangular assembly is rounded at the corners so that it has a section in the oblong assembly and the load support elements have the same cross section. The load support members are preferably cast members of high strength steel.
The projections provided in the passages are preferably, on each side, equidistant from the marginal edges. The fastening element is preferably an H-shaped metal element having a threaded transverse projection which starts from the lateral marginal edge between the passages, the shaped element
of H being laid on edge and its wings extending partly above and below neighboring passages, and the threaded projection being fixed in openings which has a retaining element provided to each of the support panels having recesses. Preferably, the upper face and the lower face, as well as the lateral marginal edges, have spaced parallel grooves and neighboring projections which allow a more uniform and regular expansion and contraction of the elastomeric element.
Certain objects, objects and advantages of the present invention have been set out in the general description thereof which has been given above. Other objects, objects and advantages of this invention will appear on reading the description which will be given below with reference to the accompanying drawings.
to this specification, drawings in which: FIG. 1 is a fragmentary plan view from above of a expansion joint structure produced according to the present invention; Figure 2 is an elevational and end view of the expansion joint structure which is shown in Figure 1; Figure 3 is a fragmentary side elevational view of the expansion joint structure which is shown in Figure 1; Figure 4 is a plan view, from below, of the expansion joint structure which is shown in Figure 1; Figure 5 is a sectional view along the line V - V of Figure 1; Figure 6 is a fragmentary sectional view along the line VI - VI of Figure 1; Figure 7 is a plan view of a load support bar which is used in the expansion joint structure shown in Figure 1;
Figure 8 is a side elevational view of the bar which is shown in Figure 7; Figure 9 is an elevational and end view of the bar which is shown in Figure 7; Figure 10 is a top plan view of the H-shaped metal fastener which is used in the case of the embodiment illustrated in Figure 1; <EMI ID = 2.1> side of the H-shaped element which is shown in Figure 10, and Figure 12 is an end view in section of the H-shaped element which is shown in Figure 10.
The drawings show an expansion joint structure comprising an elongated elastomeric material element 10, which has an upper face 11 and a lower face 12, as well as lateral lateral edges spaces 13 and 14. The upper face 11 and the lower face 12 have spaced grooves 15 and 16, generally parallel, which follow the longitudinal direction of the elastomeric material element. The lateral edges also preferably have parallel spaced grooves 17, 17a and 17b, which also follow the longitudinal direction of the elastomeric material element. The lateral grooves 17, 17a and 17b facilitate the compression of the lateral edges 13 and
14, so as to seal the contact face between the elastomeric material and the steel along the edge of the expansion joint.
The grooves presented by the upper face 11 and the lower face 12 constitute zones in which the elastomeric material can move during expansion and during contraction of the joint. The size of the strip of elastomeric material depends on the size of the joint to be covered, the general climate conditions and the load. A series of passages 18 of oblong cross-section, spaced at equal distances, extend from one to the other of the lateral edges 13 and 14, between the upper face 11 and the lower face 12.
Each of the passages 18 has, facing inward, two indexing projections
19 which are in the middle of its length; a flat and elongated bar 20 made of cast graphitic steel and having, in the middle of its length, indentations 21 which correspond to the projections 19, is introduced into each passage 18 until the projections 19 are placed in engagement with indentations 21 for the? positioning of the bar in the passage 18. Each bar 20 is slightly shorter than the passage 18, but it is long enough to always cover the space between two surfaces
deck or road that must be covered with the expansion joint. The bars 20 are therefore fixed in place, after their introduction into the passages 18, by the indexing projections
19 and the indentations 21, and they cannot move in the passage, in the longitudinal direction thereof, but they can expand and contract freely in the passage 18 relative to the elastomeric material which surrounds them.
Retaining plates 22, generally H-shaped, having reinforcing ribs 23 at one of the wings and 24 at the other wing, as well as an opening 25 containing a bolt 26, are either fixed, during molding, in the elastomeric material, at each of the lateral marginal edges, the end of the protruding bolt, be placed in pockets preformed in the elastomeric material, The retaining plates
22 are designed so that the H which they form, when laid edgewise, extends at least partially around the neighboring passages 18 (see FIG. 3). A transverse groove 27 is formed in the lower face 12 of the element of elastomeric material, across this face, groove which is parallel to the axis of the bolts of each end of the element of elastomeric material 12 and which cuts the grooves 16.
The rib 24 and the corresponding wing of the retaining plate are provided so that they bear on the support face of the support panel 30, along the lower face 12 of the element of elastomeric material. This avoids that a load applied to the upper face causes a shearing force at the head of the bolts.
The elastomeric material element is
fixed to a support element 30, which can be a steel plate, a concrete edge face or the equivalent, by means of bolts 26, which pass through holes 31 which have an elongated angle iron 32 and which are fixed to the means of nuts 33. This prevents the seal existing between the elastomeric material element
10 and the angle iron 32 to open under a tension effect. This sealing effect is further favored at the lateral marginal edges 13 and 14 by the fact that,
<EMI ID = 3.1>
has been formed above the bolt 26, that a groove
17b has been formed below the bolt 26, and a third groove, a groove 17a, has been formed at the bolt itself. These grooves allow the rubber to compress and ensure the maximum sealing effect.
A description has been given above of certain embodiments of the present invention to which preference is given. It is however understood that this invention could have other features of embodiment within the framework of the claims which are formulated at the end of this specification.