Brevet FR2419352A1 — publié le 19791005

La présente invention concerne un appareil permettant de fixer un rail sur des fondations de béton, telles que des fondations de tunnels ou de voies ferrées surélevées, et des traverses de béton précontraint ou de béton renforcé Les developpements recents de l'économie ont néces sité de plus en plus de transports ferroviaires, ce qui a entrava ne une augmentation de la taille et du poids des véhicules ferro-via ires ainsi que leur vitesse et la fréquence avec laquelle ils passent sur les rails. I1 en résulte une usure et des risques de rupture très importants des rails. Pour résoudre ce problème, différentes mesures ont été proposées. On a, par exemple, remplacé les traverses en bois par des traverses en béton précontraint ou renforcé.Le ballast des tunnels et des voies surélevées a été remplacé par des fondations de béton faisant partie intégran te de la voie de façon qu'on puisse fixer les rails directement dessus. Il est donc souhaitable que l'appareil de fixation des rails sur ces fondations de béton ne demande pas plus de réparations et d'entretien que les fondations de béton elleswmêmesO Les figures 1 et 2 représentent des exemples d'api pareils de fixation de rails classiques dans lesquels une partie 4, en matière plastique ou autre matériau renforcé, est noyée dans une fondation de béton 1 et comporte un taraudage 3 dans lequel vient se visser un boulon 2. Le processus de fixation des rails est le suivant Pour commencer, un coussinet est mis en place et le rail est posé dessus.Un ressort plat S constitué par une pla que supérieure et une plaque inférieure munies chacune d'un trou de boulon et reliées par une partie courbée en forme de U, est placé de telle maniere que le trou percé dans la partie 4, noyée dans le béton, soit aligné avec les trous de boulon du ressort plat 5. Un siège de ressort 7 est inséré entre la partie courbée en U du ressort plat 5 et une partie de support de ressort plat 6 ménagée dans la fondation de béton. On fait ensuite passer le boulon 2 dans les trous du ressort plat 5 pour le vis ser dans le pas de vis femelle du trou taraudé 3 de manière à assurer la fixation du rail. Ce type de travail est fait généralement en un temps tres court pendant la nuit ou entre le passage des trains. I1 n'est donc pas possible de serrer les boulons lentement à l'ait de d'une clef de torsion, mais il faut, au contraire, utiliser une machine de serrage de boulons a moteur. Cependant, ces machines de serrage de boulons a' moteur appliquent souvent une force de serrage excessive qui dépasse la limite d'elasticité du ressort plat, ce qui risque de le casser et de le rendre inutilisable pour la fixation du rail. Du fait que la résistance de la partie noyée 4 n'est pas plus grande que celle du bois dur, le boulon doit avoir approximativement le même pas de vis que celui d'une vis à bois pour éviter la rupture du pas de vis femelle I1 est également nécessaire de prévoir le pas de vis femelle 3 de la partie noyee 4 et le pas de vis mâle du boulon 2 de manière à conserver un certain intervalle entre eux quand ils sont en prise, de façon que la partie noyée ne soit pas arrachée avec le boulon quand le rail se déplace vers le haut et vers le bas sous le poids d'un train passant dessus. Cela détruit naturellement l'effet d'autofixation du boulon 2 et l'amène à se desserrer au cours du temps ce qui nécessite un entretien permanent. De plus, dix pour cent environ des pas de vis femelles de la partie noyée dans le béton cassent en 10 ans ou au- tour de 10 ans. Il apparat clairement, d'après ce qui précède, que l'utilisation des boulons et autres dispositifs analogues pour la fixation des rails est loin d'être idéale La présente invention a donc pour but de créer un appareil de fixation de rails, nouveau et perfectionné, qui constitue une amélioration considérable par rapport aux disposltifs de fixation de rails de technique antérieure décrits ci-dessus, et qui permet d'eviter les inconvénients indiqués. A cet effet, la présente invention concerne un appareil de fixation de rails, caractérisé en ce qu'il comprend une cheville dont la partie inférieure est noyée, de façon fixe, dans la fondation de béton supportant le rail, cette cheville noyee dans le béton comportant une partie supérieure munie d'une partie de réception de pression transversale disposée d'ur. côté de la cheville de manière a' venir en contact avec le côté du re bord de semelle de rail, cette partie supérieure comportant de l'autre côté un épaulement de pression, un ressort à plaque recourbée en forme de U traversant en compression la partie supérieure de la cheville et comprenant une plaque supérieure s'appuyant contre l'épaulement et une plaque inférieure s'appuyant contre le rebord de la semelle de rail par l'intermédiaire de l'élément de réception de pression transversale, et un siège en compression entre la partie courbée de la plaque de ressort et une partie de support ménagée dans la fondation de béton. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et qui se réfère aux dessins ci-joints dans lesquels - les figures 1 et 2 sont des vues, en coupe transversale, de la partie principale de deux appareils de fixation de rails classiques, - la figure 3 est une vue, en coupe transversale, représentant la partie principale de l'appareil de fixation de rails selon la présente invention, - la figure 4 est une vue en plan de l'appareil de la figure 3, - la figure 5 est une vue en coupe transversale suivant la ligne V-V de la figure 3, - la figure 6 est une vue en perspective d'une cheville à noyer dans le béton, - la figure 7 est une vue en perspective d'un ressort en plaque, - la figure 8 représente un levier de fixation de rail en cours de fonctionnement, - la figure 9 est une vue de face d'une autre forme de réalisation de la cheville à noyer dans le béton, - la figure 10 est une vue en plan de la cheville de la figure 9. Les figures 3 à 5 représentent une forme de réali- sation de la présente invention dans laquelle la référence 10 désigne une partie de rebord de semelle de rail et la référence 11 une fondation de béton telle qu'une traverse de béton précontraint ou renforcé, ou un socle de béton remplaçant le ballast. La partie inférieure d'une cheville 12 en acier ou matériau ana logue, représentée en figure 6, est noyée à l'avance dans la fondation de béton 11. Une partie réceptrice de pression trans- versale 14, qui reçoit la pression de côte ou pression transversale exercée par le rail par l'intermédiaire dDun élément de reception de pression 13 en forme de L servant également d'isol- teur, est formée d'un côté de la partie supérieure de la cheville le noyée 12. Un épaulement 16 venant comprimer une plaque de ressort 15, fait saillie vers l'extérieur de l'autre côté de la texte de la cheville noyee 12. Comme on peut le voir en figure 7, la plaque de ressort 15 présente une forme d'épingle à cheveux en coupe longitudinale et comporte une plaque supérieure 18 et une plaque inférieure 19 reliées d'une seule pièce par une partie 17 courbée en forme de U. La plaque supérieure 18 comporte une encoche 20 qui vient s'adapter autour de la partie supérieure de la cheville 12, tandis que la plaque inférieure 19 comporte un trou 21 dans lequel la cheville 12 passe librement. La plaque 19 comporte également une surface de pression inclinée 22 venant en contact avec l'élément de réception de pression transversale 13. Le trou 21 de la plaque infé rieure peut avoir la même forme que l'encoche 20 de la plaque supérieure. La figure 9 représente une autre forme de réalisation de cheville à noyer dans le béton. Deux chevilles 12' noyées des deux côtés opposés d'un rail sont reliées en une seule pièce par deux tiges de renforcement parallèles 23 et 24 fixées à leurs parties inérieures noyées dans le beton. La tige de renforcement 23 se trouve approximativement à mi-chemin du sommet et de la base des chevilles 12'. Le rail est placé entre les deux cheville les noyées 12', au-dessus de la tige de renforcement 23. Comme les tiges de renforcement 23 et 24 sont initialement noyées dans la fondation de beton, la cheville 12' présente la meAme structure supérieure que la cheville 12 préalable= ment décrite. La référence 25 designe une plaque de rebord empêchant la cheville noyée dans le béton de trop s'enfoncer dans celui ci au moment de sa mise en place. Les paragr-aphes qui suivent décrivent comment l'ap- pareil de fixation de rails selon la présente invention est uti lisé sur le site pour poser ou maintenir le rail. Un coussinet de rail ou plaque de liaison 26 est placé sur une fondation de béton 11 dans laquelle est noyée la partie inférieure d'une cheville 12 de telle manière que la partie réceptrice de pression transversale 14 de celle-ci vienne se placer à côté du rebord de la semelle de rail avec un intervalle correspondant à l'épaisseur de l'élément de réception de pression transversale 13 placé entre les deux. Un rail est placé sur le coussinet 26.L'encoche 20 de la plaque supérieure 18 et le trou de passage 21 de la plaque inférieure 19 du ressort à plaques 15:passentsur la partie supérieure de la cheville noyée 12, de façon que la surface de pression 22 de la plaque inférieu- re 19 repose sur la surface supérieure de l'élément de réception de pression transversale 13, et que la surface de pression 7 de la plaque supérieure 18 s' appuie sur l'épaulement de pression 16. La partie courbee en U 17 du ressort à plaques 15 est relevée par un levier de manoeuvre 28 représenté en figue 8. Par suite, la plaque supérieure 18 et la plaque inférieure 19 du ressort 15 viennent s'appuyer respectivement contre l'épau- lement 16 de la cheville noyée 12 et contre l'élément de réception de pression transversale 13, et la partie courbée 17 monte de manière à laisser un espace libre entre cette partie 17 courbée en U et une partie de support 29 formée dans la fondation de béton 11. Un siège de ressort 30 servant également d'isolateur est alors inséré dans cet espace libre. Le fonctionnement du levier de manoeuvre 28 sera décrit plus en détail ci-après Ce levier de manoeuvre 28 représenté en figure 8 comporte une tête pivotante 31.Un crochet 33 supporté en rota- tion par un arbre 32 a une distance donnée de la tête pivotante 31, vient s'engager dans l'extrémité en saillie d'un barreau rond 34 traversant la partie courbée en U 17 du ressort à plaques 15. On tire le levier de manoeuvre 28 vers le haut en le faisant pivoter autour de la tête 31. Une tige de support 36 montée en pivotement dans un élément de Support 35 fixé dans une position prédéterminée du levier de manoeuvre 28, tourne vers le bas jus qu a ce que cette tige 36 vienne en contact avec une tige de butée de support 37 fixée sur l'élément de support 35. Il est souhaitable que la tig de support 36 soit dirigée vers le bas sensiblement perpendiculairement à la fonda- tion de béton Il à ce moment, car le ressort à plaques 15 se trouve alors releve et comprimé au mExrmum en 2passant ainsi un grand espace libre entre le ressort 15 et la partie de support 29, ce qui facilite l'insertion du siège de ressort 30. Une gou- pille 38 s'insère dans un trou prévu de l'autre côté de la butée 37 par rapport à la tige de support 36 de manière A empêcher ainsi le mouvement inverse de cette tige 36. Si l'on prévoit que la tige de support 36 vienne en contact avec la fondation de béton 11 un peu au dels de son point mort, c'est-a-dire un peu au-delà de la position verticale, la tige de support 36 peut alors rester en équilibre sans que la goupille 38 soit nécessaire. Après avoir inséré le siège de ressort 30, on retire la goupille 38 et l'on ramène la tige de support 36 en ar- trière, on dégage le crochet 33 et l'on retire le barreau rond 34 de la partie 17 courbée en U pour terminer l'opération de fi- xation du rail. Si la surface inférieure du siège de ressort 30 et la partie de la fondation de béton qui vient en contact avec elle sont inclinées, ou si la surface inférieure du siège de ressort 30 présente la forme d'un coin, on obtient un effet de fixa- tion du rail plus sur. Les tiges de renforcement 23 et 24 exercent des actions résistantes opposées de tension et de pression sur les charges transversales imposées aux chevilles noyées par le rail qui tend à se déplacer transversalement quand un train passe des- sus. Quand les parties supérieures des chevilles noyées 12' su- bissent des efforts transversaux tendant à les écarter vers l'extérieur, la tige de renforcement supérieure 23 agit en élément résistant en tension et la tige de renforcement inferieure 24 agit en élément résistant en compression. Par suite, les deux chevilles noyées résistent conjointement à la pression transversale, ce qui empêche ainsi la fondation de béton de se casser sous l'influence de la pression transversale et augmente, par voie de conséquence, sa durée de vie. Ainsi réalisé, l'appareil de fixation de rails se lon la présente invention permet d'obtenir les résultats suivants 10) Du fait qu'on n'utilise ni boulons, ni dispositifs analogues à pas de vis, les rails sont très faciles à fixer. De plus, aucun travail d'entretien ntest nécessaire pour vérifier si les boulons se sont desserrés et pour les resserrer et les lubrifier de manière à obtenir une auto-fixation, ou pour les remplacer en cas de rupture des pas de vis. 20) Du fait qu'on n'applique aucune force excessive au ressort à plaques et que la constante élastique de celui-ci reste inchangée, la durée de vie de ces ressorts à plaques se trouve prolongée. De plus, le ressort à plaques et la cheville à noyer dans le béton peuvent l'un et l'autre être fabriqués plus facilement, car il n'est plus nécessaire de s'inquiéter des erreurs de fabrication. PEV~E~N~D~IC A T o O NS 1 ) Appareil de fixation de rails, caractérisé en ce qu'il comprend une cheville dont la partie inférieure est noyée, de façon fixe, dans la fondation de béton supportant le rail, cette cheville noyée dans le beton comportant une partie supérieure munie d'une partie de réception de pression transversale disposée d'un caté de la cheville de manière à venir en contact avec le coté du rebord de semelle de rail, cette partie su- supérieure comportant de l'autre côté un épaulement de pression un ressort a' plaque recourbée en forme de U traversant en compression la partie supérieure de la cheville et comprenant une plaque supérieure s'appuyant contre l'épaulement et une plaque inférieure s'appuyant contre le rebord de la semelle de rail par T'in- termédiaire de l'élément de réception de pression transversale, et un siège de réception de ressort venant se loger en compression entre la partie courbée de la plaque de ressort et une partie de support ménagée dans la fondation de béton. 20) Appareil, selon la revendication 1, caractéri sé en ce que l'élément de réception de pression transversale présente une forme coudée dont une branche vient se loger et se ser- rer entre un côté du rail et la partie de réception de pression transversale de la cheville, et dont l'autre branche vient recouvrir le rebord de la semelle de rail et reçoit la plaque inférieur re du ressort qui appuie dessus pour la pousser vers le bas contre le rebord de la semelle de rail. 30) Appareil, selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la partie de réception de pression transversale de la cheville forme une surface dirigée vers le côté, de manière à faire face au rail et à bloquer la branche de l'élément de réception de pression entre elle même et le rebord du rail, cette surface dirigée vers le côté se situant vers le bas au-dessous de l'épaulement de pression, de façon que les plaques supérieure et inférieure du ressort entourent au moins partiellement la partie supérieure de la cheville passant entre cette surface et l'épaulement. 40) Appareil, selon l'une quelconque des revendications I à 3, caractérisé en ce que la partie supérieure de la cheville est munie, a' son extrémité supérieure, d'une partie plus grande faisant saillie vers l'extérieur du côté opposé au rail, cette partie comportant une surface inférieure tournée vers le bas qui définit l'épaulement. 50) Appareil de fixation de rails, selon l'une quelconque des revendications I a' 4, destiné à fixer un rail posé transversalement sur une traverse ou une fondation de bé- ton, appareil caractérisé en ce qu'il comprend un support d'acier placé à côté du bord de la semelle du rail la partie inférieure de ce support étant noyée dans la fondation de béton et la partie supérieure de ce support dépassant vers le haut au-dessus de la fondation, cette partie supérieure du support comprenant une partie basse faisant corps avec le support et venant se pla- cer sur la surface supérieure de la fondation, contre le bord du rail, cette partie basse définissant une surface de réception de pression tournée vers le cgté de manière à venir contre le bord de la semelle du rail de manière à permettre à la pression latérale du rail d'trie transmise à cette surface de réception de pression, la partie supérieure du support comprenant une partie haute définissant une surface tournée vers le bas et destinée à recevoir un ressort, un siège de réception de ressort étant placé sur la fondation à côté du support et de autre de celui-ci par rapport au rail, et un ressort en forme de U venant s'appuyer en compression contre la surface de réception de ressort, contre le siège de réception de ressort et contre le rebord de la semelle de rail, ce ressort comprenant des branches en forme de plaque supérieure et de plaque inférieure qui viennent s'appuyer contre le siège, la branche inférieure venant se placer, par son extrémité libre, au- dessus du rebord de rail pour exercer sur ce dernier une pression de blocage dirigée vers le bas, et la branche supérieure venant s'appuyer, par la partie intermédiaire de sa surface supérieure, contre la surface de réception de ressort de la partie haute du support.