Brevet FR2284708A1 — publié le 19760409

La présente invention concerne une voie ferrée dans laquelle le rail massif ou à section pleine muni d'un rebord ou contre-rail est encastré élastiquement dans un caniveau à rail, de forme appropriée et dont la section transversale s'élargit vers le bas, formé dans des dalles de grandes dimensions préfabriquées en béton armé, avantageusement précontraint, constituant en mtme temps une route, ce rail reposant sur une semelle support continue en caoutchouc, la filiation du rail étant effectuée à l'aide d'une bande de maintien en caoutchouc continue comprimée dans le joint ou espace libre en forme de V. La voie est plus particulièrement applicable aux routes et voies ferrées munies d'un revêtement ou pavage et autres voies qui nécessitent la présence d'une surface de route, et partout od il est extrEmement désirable de pouvoir effectuer un remplacement rapide des rails-sans qu'il soit nécessaire d'enlever la plateforme de la voie. Soue une forme classique, les voies pavées ou revêtues ont été construites avec une chaussée empierrée ou recouverte d'une couche supérieure en asphalte. Plus récemment, des voies munies d'un rev8- tement en béton et des dalles en béton préfabriquées ont été utili- sées. Pour les rails, on a utilisé une construction en pierraille et, ensuite, afin d'accrottre le durabilité et éviter l'affaissement des voies, on a utilisé des poutres ou dalles en béton, coulées sur pla ce, avec des pièces d'insertion élastiques.On doit mentionner l'ex- ploi de dalles en béton armé de grandes dimensions qui, lorsqutelles sont construites avec les rails, transmettent la charge au ballast sur une large surface de sorte que les contraintes résistantes sont amoindries, et que, d'autre part, l'infiltration de l'eau peut être également diminuée. sur les routes et voies ferrées, les dalles en béton de grandes dimensions forment simultanément la surface de la route. Dans le cas de l'emploi d'une multiplicité de dalles formant la chaussée, les inconvénients l'emportent sur les avantages étant don, né que, comme les rails et les dalles sont construits en un ensemble unitaire, lorsque, par suite de l'usure, le remplacement des rails devient nécessaire, 1' ensemble de la construction doit être enlevé et la réinstallation doit Outre effectuée à un cott élevé. En outre, du fait de la construction non élastique, les bruits sont relativement importants.Avec certaines autres solutions connues, il existe un risque d'entrée d'eau; avec encore d'autres solutions, l'épaisseur de la construction est trop forte, la construction entraxe des dépenses élevées et le montage sur place est une opération d'une durée relativement longue. Des procédés d'ancrage des rails dans le cas oU les rails sont posés dans des évidements alignés formés dans des traverses en béton armé, sont bien connus; de tels procédés sont décrits dans les brevets de la République Fédérale d'Allemagne nÇl.809.955.1.935.531 et 2.045.274. La description du brevet allemand nQl.809.955 concerne un procédé utilisant une résine synthétique comme matière de liaison. Ce brevet revendique un procédé dans lequel "des rails constitués par un patin de rail, une Sme de rail et un champignon de rail sont utilisés". ta résine synthétique est basée sur deux composants. Les rails encastrés dans cette semelle élastique présentent des caractéristi ques avantageuses et sont particulièrement appropriés pour absorber les forces statiques et dynamiques. Compte tenu du fait que la résine synthétique est basée sur plusieurs composants, elle ne peut Entre versée dans le ballast qu'à 1'état plastique. I1 en résulte que le séchage et la prise de la résine nécessitent un certain temps bien que, dans le brevet, il soit indiqué que la durée de séchage et de prise peut entre raccourcie en utilisant des procédés de chauffage. L'utilisation normale de la route ne peut s'effectuer qu'après un séchage convenable de la surface. Cette caractéristique désavantageuse accrott la période de temps nécessaire pour les travaux de pose et d'entretien. L'usure normale nécessite le remplacement des rails et d'autres défaillances peuvent également se produire qui rendent nécessaire ce remplacement. Dans le brevet précité, l'utilisation d'un dissolvant approprié (dissolution par un agent chimique) est proprosée pour effectuer ltenlèvement de la résine synthétique et permettre le soulèvement des rails. Ce procédé est relativement long et la route ne peut pas être utilisée pendant les travaux. Le brevet allemand nP1.935.531 concerne une disposition suivant laquelle les poutres de voie ferrée de croisements de voies sont su même niveau que les rails. Pour l'ancrage des rails, l'utilisation des dispositifs d'ancrage habituels est proposé, les dispositifs étant disposés d'une mani- ère spéciale grace à laquelle la largeur de la gouttière formée dans la traverse peut recevoir la forme optimale. Le rail utilisé est du type courant, la fixation du rail s ' effectue au moyen de boulons et le brevet se rapporte exclusivement aux passages à niveau. La rigole qui s'étend parallèlement aux rails et sert à recevoir les détritus ne peut Btre supprimée de sorte que cette rigole doit Outre contineel- lement l'objet d'un nettoyage soigneux. Dans le brevet allemand nQ2.045.274 est décrit un procédé suivant lequel des boulons, une cale d'appui et des traverses en béton armé formées de plusieurs pièces assemblées sont utilisés. L'utili- sation de quatre types d'éléments en béton nécessite l'observation de tolérances strictes non seulement lors de la fabrication des élé ments mais également lors de la pose des rails et lors de I' exécu- tion des travaux d'entretien. L'infrasstructure fabriquée en béton est bien plus lourde et ainsi la charge au cm2 est également accrue. L'eau de pluie passe par les canaux formés dans les éléments en béton et peut éventuellement provoquer l'imbibition du sol. L'infrastructure plus lourde entrain des colts plus élevés de fabrication et de transport. La ligne de chemin de fer ne peut pas être utilisée comme voie publique ou route. Par conséquent, l'un des buts de la présente invention est de fournir une voie fermée dans laquelle il est établi un assemblage élastique entre les éléments en béton armé et le rail et qui permet une construction rapide de la voie et un remplacement rapide des rails. En outre, l'un des buts visés par l'invention a été de créer des conditions qui permettent la mécanisation du montage de la voie avec comme objectif d'éviter l'utilisation d'assemblages à boulons. L'invention a également pour but de supprimer le temps nécessaire pour le séchage et, respectivement, la dissolution des résines syn- thétiques utilisées dans les procédés actuellement connus. Ces buts sont atteints suivant l'invention par une voie à rails à section pleine caractérisée en ce que le rail à section pleine est posé à l'intérieur d'un caniveau à rail formé dans les dalles constituant la surface de la route et est maintenu en place par une bande en caoutchouc comprimée entre la paroi intérieure du caniveau à rail et le côté du rail à section pleine. Suivant un mode de réalisation préférentiel de l'invention, une bande de maintien en caoutchouc est disposée de chaque catie du caniveau à rail, dont la section transversale s'élargit progressivement vers le bas, et du rail à section pleine. Avantageusement, une couche d'assise en sable est déposée entre le ballast ferme et les dalles. La voie ferrée munie de rails à section pleine comporte un nombre de rails quelconque choisi; avantageusement, une dalle contient une paire de rails. L'invention présente divers avantages par rapport aux techniques connues - les assemblages à boulons qui nécessitent un temps d'entretien important peuvent être supprimés; - la rigole entre les éléments en béton armé et le rail devient inutile du fait que, grâce à l'utilisation de la matière de fixation élastique, l'entrée d'eau est rendue impossible; - la pose des rails et l'entretien peuvent être effectués en un temps très court et une voie provisoire n'est pas nécessaire; - la chaussée peut être utilisée comme voie publique; - la pose, le remplacement des rails peuvent être effectués sans qu'il soit nécessaire de détourner le trafic; - l'ensemble du procédé peut être mécanisé; - la correction de la voie peut être réalisée par l'utilisation répétée des dalles. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif et en regard du dessin annexé, sur lequel - la Fig. 1 représente une vue en coupe d'une voie de chemin de fer suivant l'invention, munie de rails à section pleine qui s'étendent parallèlement les uns aux autres; - la Fig. 2 est une vue à plus grande échelle du détail A de la Fig. 1. Sur un ballast fermé 6 posé sur le sol convenablement aplani est étalée une mince couche de sable formant la couche d'assise 7. Sur cette couche d'assise est déposée une dalle 2; des caniveaux à rail 3 sont formés dans des évidements longitudinaux de la dalle. Dans les caniveaux à rail 3, qui s'élargissent progressivement vers le bas, sont disposés des rails massifs ou b section pleine 1, qui reposent sur une semelle support en caoutchouc 4, et qui sont maintenus en place, par rapport au caniveau à rail, par les bandes de maintien en caoutchouc 5. Les dimensions de la dalle 2, selon le mode de réalisation de l'invention, répondent aux conditions d'une mise en oeuvre pratique. La longueur correspond à une dimension appropriée pour que la dalle puisse être chargée et transportée dans un camion du type à chargement sur le c8té et déchargée d'un tel camion. La longueur nominale de la dalle en béton est avantageusement de 6 à 12m. la largeur de la dalle est déterminée en partie par des considérations relatives à la statique, en partie par la condition que la largeur de l'été ment ne doit pas dépasser la largeur maximale permise du véhicule. les demanderesses ont choisi la dimension de 2,2 m à cette fin. L paisseur est de 0,18m, compte tenu de la hauteur du rail à ornière de voie ferrée. Dans la dalle 2 sont fixés les caniveaux à rail 3 constitués par deux pièces en tôle d'acier et disposés au gabarit d'écartement de voie normalisé. L'armature du béton remplit toutes les conditions requises tant en ce qui concerne la charge maximale de la voie ferrée et routière que pour le trafic des véhicules automobiles. Pour le chargement, le transport et le déchargement des dalles, un camion poids-lourd, au moyen duquel plusieurs dalles peuvent hêtre transportées simultanément, peut avantageusement hêtre utilisé. La hauteur exacte déterminée conformément à des repères, est ré glée à l'aide de coins en bois de telle sorte que le plan de base soit de niveau par rapport à la surface inférieure de la dalle. La mise en place de la couche d'assise 7 de sable meuble impré- gné sur une épaisseur de 2 à 3 cm s'effectue à l'aide de rails posée provisoirement. La surface formée comme décrit ci-dessus est absolument lisse. Une bande convexe prévue au milieu du gabarit, de 60 cm de lar- ge et de 1 cm de haut, rend impossible un appui inégal des dalles. Après la pose des dalles 2, le rail est soulevé et déposé par une grue dans le caniveau à rail 3 des dalles en béton, dans lequel la semelle support en caoutchouc a été précédemment placée. La soudure des rails peut être effectuée de deux manières différentes. En plaçant une mince plaque de cuivre (1 mm) à l'avance, le joint de soudure peut être réalisé sans qu'il en résulte une modification significative de la semelle support en caoutchouc. Suivant un autre procédé, les rails, chacun d'une longueur de 6m, sont soulevés à la surface, hors du caniveau de la dalle en béton, après quoi la soudure peut être effectuée sans difficulté. La largeur de la semelle support nervurée correspond à celle du patin du rail, son épaisseur est de lOmm et sa longueur est toujours déterminée en tenant compte de la maniabilité pratique. Après la mise en place des dalles, les semelles en caoutchouc enroulées peuvent ê tre placées dans le caniveau préalablement nettoyé, sans difficulté. Les dimensions de la bande de maintien en caoutchouc 5 sont déterminées de telle sorte que la mise en place sous compression au moyen d'une machine spéciale puisse être tout juste effectuée et qu'un effet de pression soit exercé convenablement dans les joints entre les caniveaux. Des recherches ont montré que, par rapport aux autres dispositifs de fixation connus, la résistance à la dilatation est supérieure, la longueur du joint de dilatation étant relativement faible. Une résistance sûre est assurée vis à Vis des poussées et chocs latéraux, et simultanément une élasticité verticale peut être obtenue. Du fait du remplissage des joints, il n'y a pas d'entrée d'eau. En dehors de l'effet de compression excellent décrit ci-dessus, si la bande de maintien 5 est soulevée par un dispositif pratique approprié, elle peut être facilement sortie à la main, étant donné que la bande de caoutchouc elle-même, soulevée hors du joint et tirée vers l'exté- rieur, s'allonge et offre ainsi une résistance moindre, ce qui permet un soulèvement rapide de la bande de maintien en caoutchouc et du rail, rendant ainsi possible le remplacement des rails sans enlèvement de la chaussée. La mise sous compression de la bande de maintien en caoutchouc est effectuée par un véhicule spécialisé. La bande en caoutchouc est enroulée sur un tambour et la compression s'effectue simultanément dans les quatre espaces libres ou joints. La force de compression peut Outre réglée; la vitesse d'avance prévue est de 0,7 m/mn. Des pièces découpées dans la mssme bande de caoutchouc à une longueur de 10 cm peuvent outre avantageusement utilisées pour la fixation provisoire des rails jusqu' ce que la fixation sous pression finale soit effetuée, ces pièces étant placées dans le joint è té du rail, tous les 2 m. Dans ce cas, la mise en place des bandes de maintien sous pression doit être effectuée an plus tard dans les 24 à 48 heures suivant la pose des rails, pour éviter l'éjection des tronçons de rails. Ri le cordon de soudure ni les sabots de connexion des câbles de retour du courant ne doivent faire saillie sur la partie supérieure de 20mai du côté de la tette ou du champignon du rail de façon à supprimer tout obstacle sur le chemin du véhicule effectuant la mise en place sous pression des bandes de maintien. Entre les dalles 2 qui forment la voie de chemin de fer sont posées des dalles de pavage armées préfabriquées, avantageusement décalées verticalement. La longueur de ces dalles correspond b la longueur des dalles 2 et leur largeur est déterminée en fonction de la distance axiale. Après la pose des rails et des dalles intermédiaires, les joints longitudinaux sont remplis avec du mortier de ciment et les joints transversaur avec un mélange caoutchouc-bitume. Les cibles de retour du courant sont fixés à une partie de latte spécialement aménagée de 15 cm d'épaisseur. Des câbles provisoires servant au retour du courant et à l'interconnexion des rails, ayant une longueur correspondante à un 19axl- tiple de la longueur des lattes, sont passés dans les évidements formés dans l'extrémité des lattes. Les sabots de connexion sont formés par une mince plaque de cuivre (2,5 à 3mm) soudée par une électrode spéciale sur le côté du champignon du rail. La mise en place de la bande de maintien en caoutchouc par compression n'est pas gênée par ce patin. La jonction entre les rails à section pleine et les contrerails à gorge associés est réalisée par un rail support de forme appropriée. Dans les canivaux de la dalle 2 le problème de dilatation des rails est résolu. Dans l'usine de montage du service public qui pose les voies, les caniveaux en tôle d'acier sont ancrés dans le béton h prise rapide à haute résistance coulé sur place. - RETEKDICADIONS 1 - Voie ferrée comportant des rails à section pleine et utilisant une fixation à l'aide de bandes en caoutchouc caractérisée en ce que le rail à section pleine (1) est posé sur une semelle support en caoutchouc (4) posée dans un caniveau à rail (3) d'une dalle (2), cette dernière constituant simultanément une surface de route, le rail à section pleine étant maintenu en place par une bande de main- tien en caoutchouc (5) insérée entre la paroi intérieure du caniveau (3) et le côté du rail à section pleine (1). 2 - Voie ferrée selon la revendication 1, caractérisée en ce que le caniveau à rail (3) a une section transversale qui s'élargit progressivement vers le bas et en ce que, sur chaque côté du caniveau à rail, une bande de maintien en caoutchouc (5) est insérée. 3 - Voie ferrée selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'entre le ballast ferme (6) formé sur la surface du sol et la dalle (2) est disposé une couche d'assise en sable (7). 4 - Voie ferrée selon l'une quelconque des revendications I b 3, caractérisée en ce que la dalle (2) peut recevoir un nombre choisi de rails à section pleine (1) 5 - Voie ferrée selon la revendication 4, caractérisée en ce que la dalle (2) peut recevoir deux rails. 6 - Voie ferrée selon l'une quelconque des revendications 1 b 5, caractérisée en ce que les joints entre les dalles et des dalles intermédiaires sont remplis par un liant, les joints longitudinaux étant remplis de mortier de ciment et les joints transversaux étant remplis d'un mélange de bitume et de caoutchouc.