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Perfectionnements aux éléments de voie charretière pour ponts et constructions analogues
La présente invention concerne des éléments de voie charretière pour les ponts et les autres constructions ana- logues, telles que les tunnels, dans lesquelles l'économie de poids et d'épaisseur entre fortement en considération.
Il a déjà été proposé de créer une dalle ou un bloc de sur- face de route consistant en une base métallique qui présente des cavités taillées en retrait ou en queue d'aronde et qui comporte une surfaoe de caoutchouc vulcanisée sur celle-ci et formée d'une couche superficielle supérieure élastique et d'une couche inférieure relativement dure qui est accro- chée dans les cavités taillées en retrait ou en queue d'a- ronde. Un exemple d'un semblable bloc ou d'une semblable plaque est décrit au brevet belge n 311.933. Les frais de
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fabrication avec une base métallique autrement que par l'em- ploi d'une base en métal coulé rendent ces bloos peu éoono- miques.
Bien que ces blocs à bases de métal coulé aient été faits et posés avec succès, il y a des raisons économiques et au- tres, lorsqu'on les fabrique en grands éléments, qui empê- ohent leur adoption universelle, spécialement pour la oons- truotion de ponts malgré certains avantages inhérents à la surface de caoutchouc, tels que le silence et la réduction de transmission de chocs et de vibrations au reste de la construction.
Tous les exemples ci-dessus se rapportent uniquement à des blocs de pavement de route et doivent être posés sur une formation de route préparée, consistant habituellement en une assise épaisse de beton.
L'acier laminé est actuellement un matériau universel pour les constructions industrielles, mais son mode de fabri- cation, qui lui a permis de devenir économique, empêche la formation pendant le laminage d'une plaque ayant des confor- mations en clavette taillées en retrait ou en queue d'aronde, comme c'est nécessaire pour la fixation sûre d'un recouvre- ment de caoutchouc. Une semblable conformation peut seule- ment être obtenue par une opération d'usinage subséquente, dont le prix empêche immédiatement l'adoption.
Le problème que la présente invention résoud est la fabrication économique, à partir d'acier laminé, de bases qui sont elles-mêmes la fondation de la voie charretière et qui sont pourvues de conformations de clavettes à accrochage con- venant pour le revêtement au moyen de caoutchouc par vulaa- nisation directe, en éléments de dimensions variables, pour fournir des éléments de voie charretière complets renfermant la fondation et la surface d'usure et convenant pour les ponts et les constructions analogues-.
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L'Invention est en fait dans une large mesure basée sur la constatation que l'équivalent d'une oavité en queue d'aronde ou. taillée en retrait peut être fournie par une struoture as- semblée au moyen d'acier laminé, sans usinage pour former l'en- taille en retrait ou la queue d'aronde.
Suivant la présente invention, un élément de voie oharre- tière pour ponts et constructions analogues comprend une base sur laquelle est calée une face de caoutchouc, cette base ren- fermant un assemblage d'organes d'acier laminé supportant la charge, façonnés, disposés et fixés ensemble de façon à four- nir une poutre composite destinée à former pont sur un espace entre des, organes de support d'un pont ou d'une construction analogue.
L'expression "poutre aomposite" comprend toute disposi- tion d'organes fixés ensemble qui fournissent individuellement ou collectivement des sections de bride et d'âme de poutre ou leurs équivalents, comme par exemple des conformations en I, en T, en U ou en caisson.
Dans les dessins annexés :
La fig. 1 est une vue en perspective, partiellement en coupe, d'un exemple d'élément de voie charretière établi conformément à la présente invention.
Les fig. 2 et 3 montrent une coupe verticale et une vue en plan d'une variante de construction d'élément de voie char- ratière conforme à la présente invention.
La fig. 4 est une vue en perspective d'une partie d'une autre variante de construction d'élément de voie charretière.
Comme le montre la fig. 1, la base de l'élément de voie charretière comprend une plaque d'appui pleine, plate, rea- tangulaire a, en acier laminé, d'environ 6,35 mm d'épaisseur et de 457 mm de côté, à laquelle on a fixé par soudure, aux bords et aux angles, un certain nombre d'anneaux plats en seg- ments ou de tubes b ayant des parois de section transversale
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rectangulaire, formés comme pièces estampées ou pressées à partir d'une plaque d'aoier laminée, les anneaux ou les tubes étant ouverts vers les bords et les angles de la plaque et uni- formément espacés.
Des anneaux complets ou des tubes 0 de section transversale analogue et de dimensions analogues sont également espacés sur la surface de la plaque d'appui et à distance des bords et des angles, sont soudés à celle-ci et sont disposés en rangées dans l'alignement des anneaux de bord en forme de segments, tandis qu'entre eux se trouvent de plus petits anneaux complets ou tubes d également soudés à la pla- que d'appui. Des expériences faites avec des anneaux ou des tubes de différentes épaisseurs ou de différentes longueurs axiales ont montré que les meilleurs résultats sont obtenus lorsque la longueur est d'environ 25,40 mm avec une base ayant les proportions décrites ci-dessus. On a trouvé également que la soudure par filets est de Beaucoup supérieure à la soudure par points.
Une plaque supérieure e, de 7,94 mm d'épaisseur et de mêmes dimensions générales de la plaque d'appui est alors soudée sur le sommet des anneaux en segments et des an- neaux complets, cette plaque comportant des ouvertures de bord et de coin en segments f et des trous ronde ± destinés à correspondre avec des espaces situés à l'intérieur des an- neaux en segments ou complets ou des tubes mentionnés ci- dessus, mais de plus petites dimensions de façon que la pla- que supérieure surplombe ces espaces. Des bandes de remplis- sage h peuvent être prévues autour des bords de la plaque.
Un recouvrement de caoutchouc de 12,7 mm d'épaisseur est alors appliqué sur la vase; il consiste en une couche infé- rieure i durcissant par vulcanisation, avec des saillies rem- plissant les espaces en retrait dans la base, et en une cou- che supérieure j relativement élastique. En vue de réduire la quantité de caoutchouc, particulièrement du caoutchouc dur plus coûteux, le fond des cavités en retrait peut être
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rempli de bâton ou d'une matière appropriée i1 laissant par exemple une profondeur de 6,35 mm de l'espace en retrait à remplir de caoutchouc'. Les cavités des bords et des coins en forme de segments seront de préférence remplies complètement de caoutchouc.
On voit que l'ensemble décrit ci-dessus procure des con- formations d'accrochage en retrait, en segments ou circulai- res, semblables pour la disposition et l'effet d'accrochage à celles décrites au brevet belge n 311.933 de façon qu'un recouvrement de caoutchouc puisse y être appliqué et vulcani- sé pour s'y attacher. La plaque d'appui a peut être perforée
2 par exemple par poinçonnage pour former des trous!.... dans l'espace à l'intérieur des anneaux en segments ou complets, en vue de fournir, spécialement dans les parties en segments, un effet d'accrochage supplémentaire contre le déplacement dans la direction du côté ouvert de l'anneau.
Telle qu'elle est représentée aux fig. 2 et 3, la cons- truction perfectionnée d'élément de voie charretière consiste en une plaque de fond k en acier laminé mesurant 457 mm de cota et 7,94 mm d'épaisseur. Sur le dessus de cette plaque sont fixés trois organes 1 en acier laminé de section en U, rivés, ou soudés à la plaque k, disposés parallèlement à l'un des borda de la plaque et espacés respectivementun au mi- lieu et les autres avec leur milieu à 76,2 mm des bords ad- jacents de la plaque. Ces organes en U ont chacun 457 mm de long, 50,8 mm de large et 25,4 mm de profondeur. Au-dessus de cette poutre composite ainsi formée, on coule du béton m remplissant les organes en U et formant une dalle reatangu- laire de la'même dimension que la plaque d'appui.
Le béton est fixé à, la poutre composite par des tiges d'armature tor- dues n en acier, enfilées dans des trous des pièces en U.
Dans la face supérieure du béton on a formé des cavités o profilées en retrait par exemple au moyen d'un négatif en
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caoutchouc flexible suivant le brevet belge n* 387.927.
Lorsque le béton a rait prise, un recouvrement en ca- outchoua, consistant en une couche inférieure de caoutchouc durcissant par vulcanisation, remplissant les cavités, et en une couche supérieure ¯% de caoutchouc se vulcanisant de façon relativement plus molle, est appliqué et vulcanisé sur le dessus.
'Un élément de voie charrette ainsi oonstruit a évidem- ment une section en poutre seulement dans le sens longitudi- nal mais il peut être renforcé transversalement par des pla- ques n'extrémité soudées ou fixées aux extrémités des pièces en U ou au bord de la plaque d'appui, ou bien la plaque d'ap- pui peut avoir des prolongements suivant ses deux côtés, pro- longements qui pourraient être retournés vers le haut dans une presse.
Dans une variante de cet exemple de l'invention, la base peut être composée d'organes de section en U sans plaque d'ap- pui, les organes étant fixés ensemble avec ou sans pièces d'espacement appropriées par des boulons ou des tiges passant à travers leurs ailes dressées dans plusieurs des pièces en U, ou bien par des rivets ou par soudure, la soudure pouvant être en ligne continue ou interrompue et limitée à certaines parties des joints.
Dans un autre exemple de l'invention, représenté à la fig. 4, l'élément de voie charretière consiste en un certain nombre de poutrelles r en forme de 1 disposées côte à côte et avec les bords de leurs brides soudés continûment ou par point en s. Des tiges ou des boulons passant à travers les âmes des poutrelles sont prévus, portent des pièces d'es- pacement u. entre les brides, et sont fixés par des écrous, les tiges et les pièces d'espacement servant à fixer les poutrelles ensemble au lieu de les souder ou comme disposi- tifs de sécurité supplémentaires, ou bien les poutrelles
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peuvent être fixées ensemble par n'importe quels autres moyens appropriés.
Avant l'assemblage on découpe les brides de façon à former des orifices ou des ouvertures en forme de segments v pour former un accrochage pour un recouvrement en caoutchouc.
Lorsque les poutrelles ont été fixées ensemble, les es- paces entre les brides des poutrelles seront remplis de béton W, des négatifs temporaires en caoutchouc flexibles ou des bouchons de remplissage étant introduits dans les trous formés par les ouvertures v dans les brides supérieures, pour former des moules pour des configurations en forme de clavettes en retrait x dans le béton; aes tampons de remplissage seront enlevés après que le béton a fait prise et le recouvrement de caoutchouc sera alors appliqué et -vulcanisé en place, cette méthode étant une application de l'invention décrite au bre- vet belge n 387.927.
Les poutrelles pourraient être espacées par l'emploi de pièces d'espacement plus longues de façon que les configurations en clavette puissent être formées entiè- rement dans le béton, comme dans le cas décrit ci-dessus uti- lisant des poutrelles en U.
L'invention n'est évidemment pas limitée aux détails donnez dans les exemples qui précèdent vu que la forma et la disposition des éléments attachés et la méthode par laquelle ils sont fixés aux plaques peuvent être modifiées tout en fournissant toujours une poutre composite formée d'un ensem- ble d'organes en acier laminé et sans que l'on s'écarte de la nature de l'invention. A la place de la soudure, les pièces peuvent être fixées ensemble par boulonnage, rivure ou par n'importe quelle autre méthode appropriée.
On remarquera qu'en service, l'ensemble fournit une construction analogue à une poutre donnant un meilleur rap- port résistance/poids qu'une plaque pleine et il a également été établi que lorsque le recouvrement du caoutchouc a été
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applique, le bloc ou la dalle complète est considérablement plus résistant que l'ensemble de base. Ceci est au moins un résultat inattendu. Des expériences comparatives réelles de plaques identiques, avec et sans le recouvrement de caoutchouc, ont montré dans certains cas une augmentation de résistance de 7 à 10% et dans un cas particulier jusque 25%.
Suivant la présente invention les ensembles de base peu- vent être fabriqués au moyen de plaques d'acier laminées et de pièces estampées ou pressées à partir de celles-ci ou au moyen d'acier laminé, le traitement ultérieur de l'assemblage, l'estampage ou le pressage étant possibles de façon simple et économique en comparaison de l'usinage pour produire des ca- vités en queue d'aronde ou taillées en retrait.
L'élément complet de voie aharretiére, à base d'acier avec son reoouvrement de caoutchouc vulcanisé procure à la fois la fondation et la surface d'usure pour la voie charre- tière d'un pont ou d'une construction analogue, Isolément étant fixé à la charpente du pont par boulons, rivets ou par n'im- porte quelle autre méthode analogue, la plaque d'appui étant par exemple forée et taraudée pour un boulon ou possédant un écrou ou un boulon ou un rivet soudé à la plaque.