FR2775991A1 - Expansion joint for road structure to prevent damage due to seismic shocks - Google Patents
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Abstract
Description
-1- 2775991-1- 2775991
La présente invention concerne un joint de dilatation pour ouvrage routier, du type comprenant deux rangées de dents aptes à s'imbriquer et fixées respectivement sur deux portions d'ouvrage routier en regard l'une de l'autre. Un joint de ce type est décrit par exemple dans le brevet français d'invention 2 737 231. Les joints connus n'empêchent pas l'endommagement de The present invention relates to an expansion joint for a road structure, of the type comprising two rows of teeth capable of overlapping and fixed respectively on two portions of road structure opposite one another. A seal of this type is described for example in the French patent of invention 2,737,231. Known seals do not prevent damage to
l'ouvrage en cas de secousse sismique. the structure in the event of an earthquake.
La présente invention vise à proposer un nouveau joint permettant d'éviter en cas de séisme l'endommagement des portions d'ouvrage sur lesquelles les éléments du joint sont fixés ou à tout le moins de limiter The present invention aims to propose a new seal making it possible to avoid, in the event of an earthquake, damage to the portions of the structure on which the elements of the seal are fixed or at the very least to limit
les dommages causés à l'ouvrage au niveau du joint. damage to the structure at the joint.
Le joint de dilatation pour ouvrage routier selon l'invention est du type comprenant deux éléments à fixer respectivement sur deux portions d'ouvrage routier en regard l'une de l'autre, chaque élément comportant une rangée de dents, les dents des deux rangées étant aptes à s'imbriquer, et se caractérise par le fait que l'un au moins des éléments présente des zones de rupture préférentielle destinées à rompre pour prévenir l'endommagement des portions d'ouvrage en cas de déplacement relatif de ces dernières dans au moins une direction prédéterminée et sur une distance prédéterminée sous The expansion joint for road structure according to the invention is of the type comprising two elements to be fixed respectively on two portions of road structure opposite one another, each element comprising a row of teeth, the teeth of the two rows being able to overlap, and is characterized in that at least one of the elements has preferential rupture zones intended to rupture to prevent damage to the portions of the structure in the event of relative displacement of the latter in the minus a predetermined direction and over a predetermined distance under
l'effet d'un séisme.the effect of an earthquake.
Dans une réalisation préférée, lesdites zones de rupture préférentielle sont localisées sur des moyens d'assemblage, constitués par exemple par des boulons présentant un rétreint, ces boulons étant positionnés de manière à ce que ce rétreint se situe sensiblement à In a preferred embodiment, said preferential rupture zones are located on assembly means, constituted for example by bolts having a constriction, these bolts being positioned so that this constriction is located substantially at
l'interface des éléments à assembler. the interface of the elements to be assembled.
Les zones de rupture préférentielle peuvent être agencées pour rompre en cas de rapprochement excessif des portions d'ouvrage dans une direction parallèle aux dents (séisme longitudinal) et/ou en cas de déplacement relatif excessif des portions d'ouvrage dans une direction The preferential rupture zones can be arranged to rupture in the event of excessive approximation of the work portions in a direction parallel to the teeth (longitudinal earthquake) and / or in the event of excessive relative displacement of the work portions in one direction
perpendiculaire aux dents (séisme transversal). perpendicular to the teeth (transverse earthquake).
Grâce à l'invention, on permet des déplacements de grande amplitude des portions d'ouvrage après rupture des zones de rupture préférentielle du joint, ce qui autorise le fonctionnement de systèmes dissipateurs d'énergie Thanks to the invention, large amplitude displacements of the work portions are allowed after rupture of the preferential rupture zones of the seal, which allows the operation of energy dissipating systems.
tels que des amortisseurs destinés à protéger l'ouvrage. such as shock absorbers to protect the structure.
Dans une réalisation préférée, les dents d'un des éléments sont assujetties à un socle fixé sur la portion d'ouvrage associée et cet élément comporte avantageusement une traverse arrière s'étendant perpendiculairement aux dents entre ces dernières et le revêtement routier de la portion d'ouvrage associée et reliée au socle par des moyens d'assemblage dont la In a preferred embodiment, the teeth of one of the elements are subject to a base fixed on the associated portion of the structure and this element advantageously comprises a rear crosspiece extending perpendicular to the teeth between the latter and the road surface of the portion d 'associated work and connected to the base by assembly means including the
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résistance aux forces de cisaillement est choisie de manière à libérer la resistance to shear forces is chosen so as to release the
traverse arrière en cas de séisme longitudinal. rear cross member in the event of a longitudinal earthquake.
De préférence, un matériau relativement mou du type asphalte ou bitume élastomère par exemple est coulé entre la traverse arrière et le revêtement routier de la portion d'ouvrage associée. Dans une réalisation préférée, les dents sont assujetties au socle par des moyens d'assemblage dont la résistance aux forces de cisaillement Preferably, a relatively soft material of the asphalt or elastomeric bitumen type, for example, is poured between the rear crossmember and the road surface of the associated portion of the structure. In a preferred embodiment, the teeth are secured to the base by assembly means, the resistance of which to shear forces
est choisie de manière à les libérer en cas de séisme transversal. is chosen so as to release them in the event of a transverse earthquake.
Dans une réalisation préférée, les faces en regard des dents et du socle présentent au moins une liaison par complémentarité de formes, permettant à la fois la reprise par le socle des efforts de freinage exercés sur les dents et un déplacement transversal des dents relativement au socle en cas de rupture des zones de rupture préférentielle reliant lesdites dents In a preferred embodiment, the facing faces of the teeth and the base have at least one connection by complementarity of shapes, allowing both the recovery by the base of the braking forces exerted on the teeth and a transverse displacement of the teeth relative to the base in the event of a rupture of the preferential rupture zones connecting said teeth
au socle.to the base.
Les faces des dents peuvent présenter deux rainures s'étendant perpendiculairement à la direction longitudinale des dents et le socle peut comporter deux nervures complémentaires conformées pour s'engager dans The faces of the teeth may have two grooves extending perpendicular to the longitudinal direction of the teeth and the base may have two complementary ribs shaped to engage in
lesdites rainures.said grooves.
L'invention a encore pour objet un élément pour joint de dilatation pour ouvrage routier, cet élément comportant un socle à ancrer dans une portion d'ouvrage routier et une rangée de dents destinées à constituer une surface de roulement, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens d'assemblage à effort de rupture prédéterminé, choisis et disposés de manière à rompre en cas de sollicitation excessive de l'élément, lors d'un Another subject of the invention is an element for an expansion joint for a road structure, this element comprising a base to be anchored in a portion of a road structure and a row of teeth intended to constitute a rolling surface, characterized in that it comprises means of assembly with predetermined breaking force, chosen and arranged so as to break in the event of excessive stress on the element, during a
séisme, afin de ne pas endommager la portion d'ouvrage associée. earthquake, so as not to damage the portion of the associated structure.
L'invention a encore pour objet un procédé pour la mise en place d'un joint de dilatation pour ouvrage routier tel qu'un tablier de pont, comprenant deux éléments fixés respectivement sur deux portions d'ouvrage en regard l'une de l'autre, dont l'une au moins présente un décrochement, chacun des éléments présentant une rangée de dents s'étendant en direction de l'autre élément, ces rangées de dents étant aptes à s'imbriquer lorsque lesdits éléments sont rapprochés, ce procédé comprenant les étapes consistant à: - mettre en place l'un des éléments sur la portion d'ouvrage présentant le décrochement, cet élément comportant un socle assujetti à des -35 moyens d'ancrage, - couler du béton pour solidariser le socle et la portion d'ouvrage, 3- - couler un matériau relativement mou tel que de l'asphalte ou du bitume élastomère entre l'élément et le revêtement routier de The invention also relates to a method for the establishment of an expansion joint for a road structure such as a bridge deck, comprising two elements fixed respectively on two portions of the structure opposite one of the another, at least one of which has a recess, each of the elements having a row of teeth extending in the direction of the other element, these rows of teeth being able to fit together when said elements are brought together, this method comprising the steps consisting in: - placing one of the elements on the portion of the structure having the recess, this element comprising a base subjected to -35 anchoring means, - pouring concrete to secure the base and the portion of work, 3- - pour a relatively soft material such as asphalt or elastomeric bitumen between the element and the road surface of
ladite portion d'ouvrage.said portion of work.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente Other features and advantages of this
invention ressortiront à la lecture de la description détaillée qui va invention will become apparent on reading the detailed description which will
suivre, d'un exemple de réalisation non limitatif de l'invention, et à l'examen du dessin annexé sur lequel - la figure 1 est une vue de dessus, schématique et partielle, d'un joint de dilatation conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe, schématique et partielle, selon le trait de coupe II-II de la figure 1, - la figure 3 est une vue en coupe, schématique et partielle, selon le trait de coupe III-III de la figure 1, et - la figure 4 est une vue en coupe, schématique et partielle, follow, from a nonlimiting exemplary embodiment of the invention, and on examining the appended drawing in which - Figure 1 is a top view, schematic and partial, of an expansion joint according to the invention , - Figure 2 is a sectional view, schematic and partial, along the section line II-II of Figure 1, - Figure 3 is a sectional view, schematic and partial, along the section line III-III of FIG. 1, and FIG. 4 is a sectional view, schematic and partial,
selon le trait de coupe IV-IV de la figure 1. according to section IV-IV of Figure 1.
On a représenté sur les figures 1 à 4 un joint 1 destiné à relier deux portions d'ouvrage routier 2, 3 pour assurer la continuité des surfaces de roulement respectives 4,5 portées par ces portions d'ouvrage. Le joint 1 comporte deux éléments métalliques 6, 7 solidaires There is shown in Figures 1 to 4 a seal 1 intended to connect two portions of road structure 2, 3 to ensure the continuity of the respective rolling surfaces 4,5 carried by these portions of structure. The seal 1 comprises two metal elements 6, 7 integral
respectivement des portions d'ouvrage 2 et 3. respectively portions of work 2 and 3.
Ces éléments 6 et 7 comportent des rangées de dents These elements 6 and 7 have rows of teeth
respectives 8 et 9 qui s'imbriquent, comme représenté sur la figure 1. respectively 8 and 9 which overlap, as shown in FIG. 1.
Les dents 8 de l'élément de gauche 6 sont fixées sur un socle 10 qui peut être constitué d'une ou plusieurs plaques métalliques The teeth 8 of the left-hand element 6 are fixed on a base 10 which may consist of one or more metal plates
disposées bout à bout, selon la largeur de l'ouvrage. arranged end to end, depending on the width of the structure.
Dans l'exemple décrit, la fixation de chaque dent 8 sur le socle 10 s'effectue à l'aide de moyens d'assemblage 12 à effort de In the example described, the fixing of each tooth 8 on the base 10 is carried out using assembly means 12 to force
rupture prédéterminé.predetermined break.
Ces moyens d'assemblage 12 sont constitués de préférence par des boulons 12 venant en prise dans des perçages borgnes taraudés 11 réalisés en face inférieure des dents 8 et prenant appui par leur tête These assembly means 12 are preferably constituted by bolts 12 engaging in tapped blind holes 11 made on the underside of the teeth 8 and supported by their head
contre la face inférieure du socle 10, comme représenté sur la figure 3. against the underside of the base 10, as shown in FIG. 3.
Chaque boulon 12 présente un rétreint 13 se situant sensiblement au niveau de l'interface entre la dent 8 considérée et le socle 10, de maniere à lui permettre de rompre lorsque l'effort de cisaillement, exercé perpendiculairement à la direction longitudinale Each bolt 12 has a constriction 13 located substantially at the interface between the tooth 8 considered and the base 10, so as to allow it to break when the shearing force, exerted perpendicular to the longitudinal direction
de la dent, excède une valeur prédéterminée. of the tooth, exceeds a predetermined value.
- 4 - Dans l'exemple décrit, chaque dent 8 est fixée au socle 10 par deux boulons 12 se situant a proximité de ses extrémités - 4 - In the example described, each tooth 8 is fixed to the base 10 by two bolts 12 located near its ends
longitudinales, comme on peut le voir sur la figure 3. longitudinal, as can be seen in Figure 3.
Par ailleurs, afin de permettre au socle 10 de reprendre 3 directement au moins une partie des efforts exercés sur les dents 8 lors du freinage d'un véhicule lourd et éviter ainsi de solliciter outre mesure les boulons 12, une liaison par complémentarité de formes Furthermore, in order to allow the base 10 to directly pick up 3 at least part of the forces exerted on the teeth 8 when braking a heavy vehicle and thus avoid unduly stressing the bolts 12, a connection by complementarity of shapes
est prévue entre les faces en regard des dents 8 et du socle 10. is provided between the facing faces of the teeth 8 and of the base 10.
Plus précisément, le socle 10 comporte deux-rainures 30 et 31 s'étendant perpendiculairement à la direction longitudinale des dents et chaque dent 8 comporte deux nervures 32 et 33 respectivement destinées à s'engager dans les rainures 30 et 31, comme représenté sur More specifically, the base 10 has two grooves 30 and 31 extending perpendicular to the longitudinal direction of the teeth and each tooth 8 has two ribs 32 and 33 respectively intended to engage in the grooves 30 and 31, as shown in
la figure 3.Figure 3.
Les perçages borgnes taraudés 11 sont dans l'exemple décrit réalisés au niveau de ces nervures 32 et 33, comme on peut le voir The tapped blind holes 11 are in the example described made at these ribs 32 and 33, as can be seen
également sur la figure 3.also in figure 3.
L'élément de gauche 6 comporte en outre une traverse arrière 16, constituée par un ou plusieurs profilés selon la largeur de l'ouvrage, s'étendant perpendiculairement à la direction longitudinale The left-hand element 6 further comprises a rear cross-member 16, constituted by one or more profiles depending on the width of the structure, extending perpendicular to the longitudinal direction
des dents 8.teeth 8.
La traverse arrière 16 est fixée sur le socle 10 à l'aide de The rear cross member 16 is fixed to the base 10 using
moyens d'assemblage à effort de rupture prédétermine. means of assembly at predetermined breaking force.
Plus précisément, la traverse arrière 16 comporte, sur sa face inférieure, des perçages borgnes taraudés 18 dans lesquels viennent en prise des boulons 17 dont la tête prend appui contre la More specifically, the rear cross member 16 has, on its underside, tapped blind holes 18 in which engage bolts 17 whose head is supported against the
face inférieure du socle 10.underside of base 10.
Chaque boulon 17 présente un rétreint 19 qui se situe sensiblement au niveau de l'interface entre la traverse arrière 16 et le socle 10 et qui lui permet de rompre lorsque l'effort de cisaillement, exercé parallèlement à la direction longitudinale des Each bolt 17 has a constriction 19 which is situated substantially at the interface between the rear cross member 16 and the base 10 and which allows it to break when the shearing force, exerted parallel to the longitudinal direction of the
dents 8, excède une valeur prédéterminée. teeth 8, exceeds a predetermined value.
Le socle 10 est assujetti à la portion d'ouvrage 2 au moyen de boulons d'ancrage 21 qui prennent appui en partie supérieure dans des lamages du socle 10 et s'étendent en partie inférieure dans un décrochement 22 de la portion d'ouvrage 2, pourvu d'armatures 23 The base 10 is secured to the work portion 2 by means of anchor bolts 21 which bear at the top in the countersinks of the base 10 and extend at the bottom in a recess 22 of the work portion 2 , with fittings 23
solidaires de celle-ci.in solidarity with it.
Du béton 34 est coulé dans le décrochement 22 pour assurer Concrete 34 is poured into the recess 22 to ensure
l'ancrage des boulons 21.anchoring the bolts 21.
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Un matériau 35 relativement mou tel que par exemple du bitume élastomère ou de l'asphalte est coulé dans l'intervalle existant entre la traverse arrière 16 et le revêtement routier 4 de la portion d'ouvrage 2, A relatively soft material 35 such as for example elastomeric bitumen or asphalt is poured in the gap between the rear cross member 16 and the road surface 4 of the portion of structure 2,
comme représenté sur la figure 2.as shown in figure 2.
Les dents 9 de l'élément de droite 7 se raccordent, du côté de la The teeth 9 of the right-hand element 7 are connected, on the side of the
portion d'ouvrage 3, à une partie commune 24 venue de moulage avec les dents. portion of work 3, to a common part 24 coming from molding with the teeth.
La portion d'ouvrage 3 présente un décrochement 25 dans lequel The portion of structure 3 has a recess 25 in which
s'étendent des armatures 26 solidaires de celle-ci. extend armatures 26 integral therewith.
Des boulons d'ancrage 27 prennent appui en partie supérieure dans le fond de lainages 28 de la partie commune 24 et s'étendent en partie Anchor bolts 27 are supported in the upper part in the base of woolen fabrics 28 of the common part 24 and extend in part
inférieure dans le décrochement 25. lower in the offset 25.
Un matériau 36 tel que du béton teinté est coulé dans ce décrochement 25 pour servir à l'ancrage des boulons 27 et assurer la A material 36 such as tinted concrete is poured into this recess 25 to serve for anchoring the bolts 27 and ensuring the
continuité de la surface de roulement entre le revêtement 5 et l'élément 7. continuity of the running surface between the covering 5 and the element 7.
En variante, on coule du béton dans le décrochement 25 jusqu'au niveau inférieur du revêtement routier et ensuite on coule de l'asphalte porphyré jusqu'au niveau supérieur du revêtement pour assurer la continuité As a variant, concrete is poured in the recess 25 to the lower level of the road surface and then poured porphyry asphalt to the upper level of the surface to ensure continuity
de la surface de roulement.of the running surface.
Une bande déformable 40 est fixée sur les faces en regard des portions d'ouvrage 2, 3, sous les rangées de dents 8 et 9, comme représenté A deformable strip 40 is fixed on the opposite faces of the work portions 2, 3, under the rows of teeth 8 and 9, as shown
sur la figure 2.in figure 2.
Lors des dilatations de l'ouvrage, les portions 2 et 3 se rapprochent ou s'éloignent parallèlement à la direction longitudinale des When the structure expands, the portions 2 and 3 approach or move away parallel to the longitudinal direction of the
dents 8 et 9, et ces dernières s'imbriquent plus ou moins. teeth 8 and 9, and these more or less overlap.
On notera que les dents 9 sont plus longues que les dents 8. Note that the teeth 9 are longer than the teeth 8.
En temps normal, l'écart entre les faces en regard des portions d'ouvrage 2 et 3 est supérieur à la distance entre l'extrémité libre des dents 9 et la traverse arrière 16 et l'écart entre les extrémités libres des dents 8 et la partie commune 14 est supérieure à l'intervalle séparant les In normal times, the distance between the facing faces of the work portions 2 and 3 is greater than the distance between the free end of the teeth 9 and the rear cross member 16 and the distance between the free ends of the teeth 8 and the common part 14 is greater than the interval separating the
extrémités libres des dents 9 et la traverse arrière 16. free ends of the teeth 9 and the rear cross member 16.
La course maximum en déplacement des éléments 2 et 3 l'un par rapport à l'autre parallèlement à la direction longitudinale des dents 8 et 9 sous l'effet des dilatations des portions d'ouvrage 2 et 3, autrement dit le souffle du joint, est inférieure à l'écart initial entre les extrémités The maximum displacement travel of the elements 2 and 3 relative to each other parallel to the longitudinal direction of the teeth 8 and 9 under the effect of the expansions of the work portions 2 and 3, in other words the breath of the joint , is less than the initial distance between the ends
libres des dents 9 et la traverse arrière 16. free of teeth 9 and rear cross member 16.
6 - En cas de séisme transversal, c'est-à-dire de déplacement des portions d'ouvrage 2 et 3 l'une par rapport à l'autre perpendiculairement a la direction longitudinale des dents 8 et 9, ces dernières viennent en appui les unes contre les autres, et si l'effort 3 exercé par les dents 9 sur les dents 8 excède une valeur prédéterminée, les boulons 12 rompent, ce qui libère les portions d'ouvrage 2 et 3 et 6 - In the event of a transverse earthquake, that is to say displacement of the work portions 2 and 3 with respect to each other perpendicular to the longitudinal direction of the teeth 8 and 9, the latter come to bear against each other, and if the force 3 exerted by the teeth 9 on the teeth 8 exceeds a predetermined value, the bolts 12 break, which frees the work portions 2 and 3 and
évite l'endommagement de ces dernières. prevents damage to them.
En cas de séisme longitudinal, c'est-à-dire de rapprochement des portions d'ouvrage 2 et 3 et de venue en butée des dents 9 contre la traverse arrière 16, les boulons 17 rompent et autorisent ainsi une course supplémentaire des dents 9 en direction de la portion d'ouvrage 2. La résistance mécanique relativement faible du matériau 35 permet le dégagement de la traverse arrière 16 et n'entrave pas outre mesure le déplacement des dents 9 en direction de la portion d'ouvrage 2. On comprend que grâce à l'invention, après le séisme, les dégâts sur les portions d'ouvrage 2 et 3 sont moindres qu'avec les joints de dilatation connus ne comportant pas de zones de rupture In the event of a longitudinal earthquake, that is to say the approximation of the portions of the structure 2 and 3 and the abutment of the teeth 9 against the rear crossmember 16, the bolts 17 break and thus allow an additional stroke of the teeth 9 in the direction of the work portion 2. The relatively low mechanical resistance of the material 35 allows the rear cross member 16 to be released and does not hinder the movement of the teeth 9 in the direction of the work portion 2. It is understood that thanks to the invention, after the earthquake, the damage to the portions of structure 2 and 3 is less than with the known expansion joints having no rupture zones
préférentielle.preferential.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de Of course, the invention is not limited to the example of
réalisation décrit.realization described.
En particulier, on peut réaliser un joint destiné à libérer les portions d'ouvrage en cas de séisme transversal uniquement, en 2 5 fixant la traverse arrière 16 au socle 10 de manière conventionnelle, In particular, it is possible to produce a seal intended to release the portions of the structure in the event of a transverse earthquake only, by fixing the rear crosspiece 16 to the base 10 in a conventional manner,
sans utiliser de boulons à effort de rupture prédéterminée. without using bolts with predetermined breaking force.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20051130 |