Brevet FR2533952A1 — publié le 19840406

L'invention concerne des structures de joints de dilatation, et plus particulièrement des joints de dilatation étanches à l'eau pour ponts, routes et structures similaires. La nécessité de mettre en place des structures de joints de dilatation entre des segments de tablier de pont et entre un tablier de pont et une chaussée adjacente est bien connue et reconnue depuis longtemps. Des joints de dilatation typiques de l'art antérieur comportent des profils métalliques imbriqués portés par les deux extrémités adjacentes, ou bien une languette ou des pattes métalliques fixées à une extrémité et glissant sur l'extrémité de tablier adjacente. Ces dispositifs sont sujets à une corrosion excessive et à divers autres problèmes, en particulier dans les régions où de fortes concentrations de sel existent telles que les régions sujettes à l'enneigement, où le déneigement par salage est pratiqué, ou bien les régions cotières où les embruns marins peuvent atteindre ces dispositifs.Pour résoudre ces problèmes, on a proposé divers dispositifs destinés à protéger les éléments de charge en métal formant le joint de dilatation. Par exemple, le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 3 165 986 décrit des profils métalliques imbriqués fixés aux extrémités adjacentes d'un tablier de pont recouvert d'un revêtement constitué d'un mât de caoutchouc renforcé de traverses allongées qui reposent sur les profs imbriqués. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 3 797 188 décrit un épaulement formé à chaque extrémité du tablier et espacé d'un autre épaulement, un élément en T recouvrant l'intervalle et un élément d'étanchéité en caoutchouc, en forme d'accordéon, recouvrant l'ensemble.Le brevet des Etats-Unis d'Amérique N" 3 797 952 décrit un assemblage en ciseau relié, par ses extrémités opposées, aux extrémités adjacentes d'un tablier de pont, plusieurs barres supportées par cet assemblage en ciseau et un élément d'étanchéité en caoutchouc disposé entre les barres. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 3 315 574 décrit une feuille moulée en élastomère dans laquelle est moulée une barre allongée de largeur suffisante pour recouvrir l'ouverture comprise entre les extrémités de tablier , cette feuille s'étendant parallèlement à l'ouverture entre les extrémités de tablier.Le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 3 555 982 décrit également une feuille moulée en élastomère, mais qui comporte plusieurs tringles disposées côte à côte et transversalement à la fente formée entre les extrémités de tablier, ces tringles passant dans des ouvertures du caoutchouc. Les tringles sont plus courtes que les ouvertures ménagées dans le caoutchouc afin que ce dernier puisse effectuer des mouvements de dilatation et de contraction sans que les extrémités de tablier touchent les tringles. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 3 520 236 décrit une structure analogue à celle décrite dans le brevet-NO 3 316 574 précité et comportant une plaque allongée recouverte d'une feuille d'élastomère.Le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 3 899 261 décrit un élément de caoutchouc qui présente des cavités dans lesquelles sont disposées des barres métalliques, d'une façon analogue à celle décrite dans le brevet NO 3 555 982 précité. Les brevets des Etats Unis d'Amérique NO 3 720 474 et NO 3 717 969 décrivent des structures très voisines dans lesquelles un élément d'élastomère comporte plusieurs éléments espacés de renfort disposés dans des rainures formées dans la face inférieure et s'étendant parallèlement aux extrémités du tablier et aux fentes formées entre ces extrémités. Tous ces dispositifs sont sujets à certains des défauts des dispositifs antérieurs plus anciens.Par exemple, les pièces métalliques des dispositifs décrits dans les brevets NO 3 165 986, N0 3 797 188 et NO 3 797 952, et de certaines formes de réalisation des dispositifs décrits dans les brevets NO 3 316 574, NO 3 520 236, NO 3 717 969, NO 3 899 261 et NO 3 720 474 sont toutes exposées aux éléments par le dessous, bien que recouvertes au-dessus. Le dispositif décrit dans le brevet NO 3 555 982 précité réalise un recouvrement complet des tringles, mais ces dernières, telles qu'utilisées comme décrit dans ce brevet, présentent un degré élevé de flexion et leurs extrémités posent de graves problèmes d'entaillage et d'application de tractions excessives sur le caoutchouc, et il est impossible de les centrer. On a mis au point une structure de joint de dilatation éliminant tous les problèmes des structures décrites ci-dessus. La structure selon l'invention minimise les détériorations par la corrosion. Dans la structure selon l'invention, la-flexion du joint est très faible et les mouvements internes d'éléments métalliques de renfort ne provoquent pas une détérioration importante du corps en élastomère du joint. L'invention concerne donc une structure de joint de dilatation et d'étanchéité destinée à l'espace de largeur variable délimité entre deux tronçons de chaussée ou de pont, soumis à des mouvements de dilata tison et de contraction résultant des variations de température, et comportant deux panneaux de support évidés et juxtaposés.La structure du joint de dilatation et d'étanchéité selon l'invention comprend un élément allongé en élastomère qui présente des bords latéraux sensiblement parallèles et des surfaces supérieure et inférieure sensiblement parallèles, plusieurs canaux de section sensiblement rectangulaire , espacés les uns des autres et s'étendant transversalement à travers l'élément d'élastomère, d'un bord latéral à l'autre, entre les surfaces supérieure et inférieure, chaque canal comportant une saillie orientée vers l'intérieur située sur au moins un côté, plusieurs éléments métalliques de charge présentant la forme générale des canaux transversaux dans lesquels ils peuvent coulisser, ces éléments métalliques de charge présentant un évidement dont la forme correspond à celle de la saillie. et loge cette saillie, mais qui est plus court que le canal, ledit évidement et la saillie espaçant et maintenant les extrémités de l'élément de charge sensiblement à égale distance des deux bords latéraux. Les éléments de charge ont une longueur suffisante pour occuper l'espace compris entre les tronçons de chaussée ou de pont et pour recouvrir constamment une partie de chaque panneau évidé de support. Des moyens sont destinés à fixer les bords latéraux de l'élément en élastomère aux deux tronçons de chaussée ou de pont et les deux bords et les surfaces supérieure et inférieure présentent plusieurs ouvertures espacées qui permettent une meilleure dilatation et une meilleure contraction de l'élément en élastomère.Chaque canal transversal de section sensiblement rectangulaire est de préférence arrondi aux angles afin de présenter une section en forme ovale sensiblement aplatie et allongée, et les éléments de charge présentent la même section transversale. Les éléments de charge sont de préférence des éléments moulés en acier à haute résistance. Les saillies situées dans les canaux sont de préférence situées sur chaque côté, à égale distance des bords latéraux.Les moyens de fixation comprennent de préférence un élément métallique de forme en H qui comporte une saillie filetée transversale dépassant du bord latéral, entre les canaux, l'élément en H étant situé sur le côté et les branches du H s'étendant partiellement audessus et au-dessous des canaux adjacents, la saillie filetée étant fixée dans des ouvertures ménagées dans un éiément de retenue, sur chaque panneau de support évidé. De préférence, les surfaces supérieure et inférieure et les bords latéraux présentent des ouvertures espacées et parallèles et des saillies adjacentes qui permettent une dilatation et une contraction plus uniformes et plus régulières de l'élément en élastomère. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels la figure 1 est une vue partielle de dessus de la structure de joint de dilatation selon l'invention la figure 2 est une vue en bout de la struc turne de joint de dilatation de la figure 1 la figure 3 est une élévation partielle de la structure de joint de dilatation de la figure 1 la figure 4 est une vue partielle de dessous de la structure de joint de la figure 1 la figure 5 est une coupe partielle suivant la ligne V-V de la figure 1 la figure 6 est une coupe partielle suivant la ligne VI-VI de la figure 1 la figure 7 est une vue de dessus d'une barre de charge utilisée dans la structure de la figure 1 la figure 8 est une élévation de la barre de la figure 7 t la figure 9 est une vue en bout de la barre de la figure 7 ; la figure 10 est une vue de dessus d'un élément de fixation en métal, de forme en H, utilisé dans la forme de réalisation de la figure 1 la figure 11 est une élévation de l'élément de forme en H montré sur la figure 10 ; et la figure 12 est une coupe suivant la ligne XII-XII de la figure 11, montrant l'élément de forme en H. Les figures représente la structure de joint de dilatation selon l'invention qui comporte un élément allongé 10 en élastomère présentant des surfaces supérieure 11 et inférieure 12 et des bords latéraux espacés 13 et 14. Les surfaces supérieure 11 et inférieure 12 présentent plusieurs rainures parallèles et espacées 15 et 16 qui s'étendent le long de l'élément en élastomère. Les bords latéraux présentent également, de préférence, plusieurs rainures parallèles et espacées 17, 17a et 17b qui s'étendent le long de l'élément en élastomère. Les rainures latérales 17; 17a et 17b facilitent la compression des bords latéraux 13 et 14 pour assurer l'étanchéité de l'interface élastomère-acier le long des bords du joint de dilatation Les rainures des faces supérieure 11 et inférieure 12 délimitent des zones permettant a l'elastaMere de se déplacer au cours des mouvements de dilatation et de contraction. La dimension de la bande d'élastomère dépend de la dimension du joint à recouvrir,- des conditions climatiques générales et de la charge. Plusieurs canaux ovales allongés et espacés régulièrement 18 s'étendent d'un bord latéral 13 à l'autre bord 14, entre les surfaces supérieure 11 et inférieure 12.Chaque canal 18 comporte deux saillies de centrage 19 avançant à l'intérieur du canal, au milieu de sa longueur. Une barre plate et allongée 20, moulée en acier graphitique et présentant des encoches 21 situées au milieu de sa longueur et correspondant aux saillies 19, est introduite dans chaque canal 18 jusqu'à ce que les saillies 19 s'emboitent dans les encoches 21 et centrent ainsi la barre dans le canal 18. Chaque barre 20 est légèrement plus courte que le canal 18, mais est suffisamment longue pour occuper toujours l'espace compris entre deux surfaces de pont ou de chaussée à recouvrir par le joint de dilatation. Après avoir été introduites dans les canaux 18, les barres 20 sont ainsi fixées en position par les saillies 19 et les encoches 21 de centrage et elles ne peuvent pas se déplacer librement dans la direction longitudinale du canal, mais elles peuvent se dilater et se contracter librement dans le canal 18 par rapport à l'élastomère les entourant.Des plaques 22 de retenue de forme sensiblement en H, colportant des nervures 23 de renfort sur une branche et des nervures 24 de renfort sur l'autre branche et présentant une ouverture 25 logeant un boulon 26, sont, soit moulées dans l'élastomère, à chaque bord latéral, de manière que l'extrémité du boulon fasse saillie, soit insérées dans des alvéoles formés à l'avance dans l'élastomère. Les plaques de retenue sont conçues de manière que la configuration en H, lorsque ces plaques sont sur le côté, s'étende au moins partiellement autour des canaux adjacents 18 (voir figure 3). Une rainure transversale 27 s'étend sur toute la largeur de la surface inférieure 12 de l'élément en élastomère, parallèlement à l'axe des boulons 26 situés à chaque extrémité de la rainure, et cette dernière coupe les rainures 16.La nervure 24 et la branche correspondante de la plaque de retenue sont conçues pour reposer sur la surface de support du panneau 30 de support, en même temps que la surface inférieure 12 de l'élément er slastomère. Ainsi, une charge appliquée à la surface supérieure ne peut appliquer une force de cisaillement à la tête du boulon. L'élément en élastomère est fixé à un élément 30 de support qui peut être une plaque d'acier, une face de dalle en béton ou autre, par passage des boulons 26 dans des trous 31 ménagés dans une cornière allongée 32 qui, elle-même, est fixée à l'aide d'écrous 33. Ainsi, le joint formé entre l'élément 10 en élastomère et la cornière 32 ne peut se scinder sous l'effet d'une traction. Cet effet d'étanchéité est également amélioré aux bords latéraux 13 et 14 par la réalisation, lors du moulage, d'une rainure 17 située au-dessus et d'une rainure 17b, située au-dessous, du boulon 26 et parallèlement à ce dernier, ainsi que d'une troisième rainure 17a au niveau du boulon lui-même. Ces rainures permettent au caoutchouc d'être comprimé et de produire l'effet d'étanchéité maximal. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la structure décrite et représentée sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Structure de joint de dilatation et d'étanchéité pour l'espace de largeur variable compris entre deux tronçons de chaussée, de pont ou autre, soumis à des mouvements de dilatation et de contraction avec les variations de température et qui comprennent des panneaux évidés et juxtaposés (30) de support, caractérisée en ce que les panneaux évidés (30) de support reçoivent un élément allongé (10) en élastomère qui présente des bords latéraux sensiblement parallèles (13, 14) et des surfaces supérieure (11) et inférieure (12) sensiblement parallèles, plusieurs canaux espacés (18), de section à peu près rectangulaire, s'étendant transversalement à travers l'élément en élastomère, d'un bord latéral à l'autre de cet élément, entre ses surfaces supérieure et inférieure, chaque canal comportant des moyens de centrage (19) sur au moins un côté, plusieurs éléments métalliques (20) de charge, en nombre égal à celui des canaux, ayant sensiblement la forme des canaux transversaux dans lesquels ils peuvent coulisser, ces éléments métalliques de charge comportant des moyens (21) de centrage qui s'enclenchent et coopèrent avec les moyens de centrage des canaux pour centrer lesdits éléments de charge dans les canaux, les éléments de charge étant plus courts que les canaux et maintenus dans ces derniers, à peu près à égale distance des-bords latéraux, par lesdits moyens de centrage, mais la longueur des éléments de charge étant suffisante pour qu'ils occupent l'espace compris entre les tronçons de chaussée ou de pont et s'étendent constamment au-dessus d'une partie de chaque panneau évidé de support, des moyens (22, 26) étant destinés à fixer les bords latéraux de l'élément en élastomère aux tronçons espacés de pont ou de chaussée, et au moins l'un des bords latéraux et les surfaces supérieure et inférieure de l'élément en élastomère présentant plusieurs rainures longitudinales (17, 17a, 17b ; 15, 16). 2. Structure de joint selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de centrage situés dans les canaux comprennent une saillie (19) avançant vers l'intérieur et située au centre d'au moins une paroi latérale de chaque canal, et les moyens de centrage complémentaires, portés par les éléments métalliques de charge, comprenant un évidement analogue (21) recevant ladite saillie et situé au centre de chaque élément de charge. 3. Structure de joint selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de centrage comprennent deux saillies opposées (19) en élastomère formées sur les deux parois latérales de chaque canal, sensiblement au milieu du canal et pouvant s'enclencher avec deux évidements (21) de forme complémentaire, ménagés dans chaque élément de charge, sensiblement au milieu de ce dernier. 4. Structure de joånt selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisée en ce que les canaux de section sensiblement rectangulaire présentent des angles arrondis pour avoir une section transversale ayant sensiblement la forme d'un ovale allongé, les éléments de charge ayant lazzême section. 5. Structure de joint selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisée en ce que les éléments de charge sont moulés en acier graphitique. 6. Structure de joint selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisée en ce que les moyens de fixation comprennent un élément métallique (22) de forme sensiblement en H qui comporte un boulon fileté (26) faisant saillie centralement vers l'extérieur des bords latéraux, entre les canaux transversaux, élément en H étant placé sur les côtés de ces canaux et les branches de cet élément s'étendant partiellement au-dessus et au-dessous des canaux adjacents. 7. Structure de joint selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisée en ce que les moyens de fixation comprennent un élément (22) de forme sensiblement en H présentant un trou central (25) qui loge un boulon fileté (26) passant dans ce trou et dans un trou de l'élément en élastomère, entre les canaux trans versaux, l'élément en H étant placé à côté de ces canaux et les branches de cet élément en H s'étendant partiellement au-dessus et au-dessous des canaux adjacents. 8. Structure de joint selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisée en ce que chaque bord latéral présente au moins une rainure longitudinale (17, 17a ou 17b) qui s'détend le long du bord et qui est située au-dessus du canal transversal et une autre qui est située au-dessous de ce canal transversal. 9. Structure de joint selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisée en ce que chacune des surfaces supérieure et inférieure de l'élément en élastomère présente des rainures longitudinales et espacées (15, 16). 10. Structure de joint selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisée en ce que la surface inférieure de l'élément allongé en élastomère présente plusieurs rainures transversales espacées (27), parallèles aux axes des moyens de fixation et coupant les rainures longitudinales.