Brevet FR2500500A1 — publié le 19820827

La présente invention a trait a une traverse en acier pour superstructures ferroviaires, se composant d'une plaque supérieure munie d'une rainure en vue du logement de la tête des vis de fixation des rails, et de flancs latéraux repliés se raccordant des deux cotés à ladite plaque supérieure. Comme matériaux constitutifs de traverses, on connait le bois, l'acier, le béton et les matières plastiques. Cependant, comme seulement très peu de sortes de bois exotiques atteignent sans imprégnation une longévité de plusieurs dizaines d'années, on en est venu à développer des méthodes de conservation pour plusieurs sortes de bois provenant également des pays nordiques, afin de maintenir le coût du ballast dans des limites acceptables. La traverse en bois dur, par exemple en hêtre ou en chêne, imprégnée de créosote, a également cessé de se développer depuis des dizaines d'années en raison des contraintes apparaissant. En variante à la traverse de bois, la traverse en acier a déjà été développée depuis plus d'un siècle, mais n'a plus progressé au cours des quatre dernières décades, bien qu'elle possède des propriétés nettement positives. Ainsi des traverses en acier, qui permettent également le soudage sans fin du rail comme les autres types de traverses, peuvent être fabriquées en grandes quantités en un délai court, à qualité constante, peuvent être transportées de façon peu encombrante sans entreposage intermédiaire depuis l'usine du fabricant ou du port d'importation jusqu'au chantier, sont insensibles non seulement à la manutention, mais également à l'attaque des insectes, assurent un maintien précis de la voie et dans le cas d'un besoin en ballast relativement faible, peuvent être maintenues en direction et hauteur après la pose soignée sans problèmes avec des machines modernes.La fixation élastique des rails s'effectuant toujours par verrouillage n'exige qu'un entretien minime, et le développement de bruit, jusqu'ici redouté par suite du relâchement de la fixation de rails, est supprimé. Des traverses en acier conviennent particulièrement dans des régions à atmosphère peu agressive, qui ne disposent ni de ressources en bois dur approprié en vue de l'obtention de traverses, ni des conditions nécessaires à la fabrication de béton coûteux. Les réserves techniques émises jusqu'ici contre des traverses en acier sont aujourd'hui sans objet. Parmi les traverses en acier connues, seule, s'est avérée avantageuse parmi les différentes formes, la traverse en acier en forme d'auge dans laquelle les extrémités sont repliées vers le bas en forme de coiffe. La traverse peut ainsi supporter des forces apparaissant longitudinalement et transversalement à la voie, en particulier sur le ballast. C'est pourquoi les traverses en acier conviennent particulièrement bien pour des voies à courbes nombreuses. Par laminage et pressage, on peut donner aux traverses en acier toute forme et longueur voulues, par exemple dans le cas de traverses d'aiguillage, et on peut réusiner des traverses endommagées par soudage bout à bout. Des traverses en acier sont insensibles au feu, et leur longévité s'élève à environ 40 ans. Les raisons d'une disparition presqu'aujourd'hui totale des traverses en acier du marché sont donc à rechercher non dans le domaine technique, mais dans le domaine financier. Comme durant la seconde guerre mondiale, ni l'acier ni le bois n'étaient disponibles en quantité suffisante pour la fabrication de traverses, commença le développement des traverses en béton. Après des déboires initiaux, après la guerre sous l'influence de la technique de la précontrainte en Allemagne et dans de nombreux autres pays à réseaux ferroviaires importants, s'est imposée la traverse monobloc précontrainte. Tandis que le bois, l'acier et le béton ont été transfor més depuis des dizaines d'années avec succès en traverses, les ma tières plastiques ne se sont pas imposées jusqu'ici ni techniquement ni du point de vue prix en tant que matériau de traverse, et, en raison du prix toujours croissant de tous les produits qui sont fabriqués à partir du pétrole, on en est arrivé à penser aujourd'hui que les matières plastiques ne pouvaient pas s'imposer du point de vue prix en tant que matériau de traverse dans un avenir prévisible. La traverse en acier normalisée à section transversale en forme d'auge à extrémités repliées vers le bas en forme de coiffe se compose d'une plaque supérieure avec des flancs latéraux repliés des deux côtés. Tandis que la moitié supérieure des flancs latéraux repliés des traverses en acier normalisées est pliée selon un angle d'neviron 450 par rapport à la plaque supérieure, la partie inférieure des flancs latéraux présente, par rapport à la partie supérieure, un autre coudage d'environ 300, si bien qu'un coudage existe encore à l'intérieur des flancs latéraux. L'épaisseur de paroi des traverses en acier normalisées est sensiblement constante sur toute la section. Cette traverse en acier normalisée connue présente cependant l'inconvénient d'être relativement difficile à bourrer en raison de la forme en auge élevée. Par le brevet allemand n0 438.469, on connait une autre traverse en acier pour les 438.469, on connait une Cette c verse présent en tout point de sa secti0 une épaisseur de paroi uniforme et est munie dans sa section uns épaisseur d'une paroiou verte vers et haut. Sur cette partie supérieure Sont f l'aide vers de superieUre SO t 1 aide de rivetS ou de vis f des semelLes . bes tetes a 8 ^ 5 :1: a O W fixation de rail se trouvant dans la rainure de la traverse prennent appui au-dessous de la semelle, et les tiges des vis traversent la semelle. A cause de la nécessité des semelles, cette réalisation de traverse est cependant beaucoup trop chère. La présente invention propose une autre réalisation des traverses en acier. L'invention a pour but de développer une traverse en acier dans laquelle les rails peuvent être fixés directement à la traverse et dans laquelle les moyens de fixation de rails utilisés jusqu'ici peuvent être maintenus. Ce but est, selon l'invention, atteint par le fait que dans le cbté inférieur de la plaque supérieure de la traverse est réalisée au laminage une rainure ouverte vers le bas, dont la section transversale correspond à celle de la tête de la vis de fixation et que dans ladite plaque supérieure sont prévues des ouvertures en vue de l'introduction de la tête des vis de fixation dans la rainure. De façon avantageuse, la traverse selon l'invention se caractérise en outre par le fait que la rainure est délimitée de part et d'autre par une nervure de raidissement ; que la nervure de raidissement présente une épaisseur croissante en direction de la plaque supérieure de la traverse ; que les nervures de raidissement sous la plaque supérieure provoquent un accroissement du couple résistant et que la plaque supérieure est moins fortement déformée lors d'un éventuel déraillement. L'invention présente l'avantage particulier qu'aucune plaque nervurée ni semelle ne sont plus nécessaires pour la fixation de rails et que les fixations de rails connues peuvent être conservées. Elle présente également une hauteur sensiblement plus faible que celle des traverses en acier connues, mais permet malgré tout le ballastage utilisé jusqu'ici. Elle peut également être posée sur d'autres soubassements. En vue d'un meilleur amortissement du bruit, la traverse peut être noyée dans un remplissage spécial. En raison de la conformation particulière, non seulement les caractéristiques statiques nécessaires sont obtenues, mais les caractéris tiques acoustiques sont encore améliorées, car l'émission de bruit est amortie par le type de répartition des masses. L'isolation des rails et des traverses pour la signalisation peut être obtenue à l'aide de moyens simples. Tandis que les traverses en bois et en béton ou en acier connues présentent une hauteur de 160 à 100 mm, la hauteur de la présente traverse ne s'élève qu'à 60 mm. Tandis qu'une traverse en béton pèse 286 kg, le poids de la présente traverse en acier correspond, avec 96 kg, approximativement à celui de la traverse en bois de 100 kg. La faible hauteur globale de cette traverse en acier procure des avantages majeurs lors de la mise en oeuvre sur des voies souterraines ou pour la construction de tunnels. Du fait des hauteurs plus importantes des traverses actuelles, d'une part un coût plus élevé en terrassement est nécessaire lors du percement des galeries de tunnel et, d'autre part, lors de la mise en place de la structure en béton, une quantité sensiblement plus importante de béton est nécessaire.La faible hauteur de la présente traverse permet egale- ment la mise en place ultérieure de dispositifs pour l'electrifica- tion. L'utilisation de la traverse basse dans ce domaine d'application permet également la pose sur des tracés bétonnés ou autres soubassements, afin d'améliorer encore l'mission de bruit. En raison de la forme géométrique, la possibilité d'empilage est assurée dans une mesure particulidrement importante méme dans le cas de forme coudée, si bien que l'encombrement est plus favorable que dans le cas des formes de traverses existantes. Ainsi par exemple quatre traverses basses repliées nécessitent seulement l'en- combrement d'une traverse en béton. En plus de la meilleure possibilité d'empilage, en association avec un encombrement moindre, le poids relativement faible au mètre rend possible de charger les trains de travaux de voie avec un plus grand nombre de traverses, si bien que la composante économique est sensiblement influencée.A cause de la hauteur plus faible, la traverse peut également entre posée en moins de temps, de façon plus fiable, et par des procédés par vibrations appropriés, et également avec un cott plus favorable que les autres traverses en acier. En vue d'obtenir le couple résistant nécessaire, la surface d'appui de la traverse est dimensionnée de façon à transmettre une répartition favorable de pression au soubassement de la voie. Contribuent également au couple résistant, en particulier, les nervures façonnées dans la plaque supérieure de la traverse. Des pieds larges et résistants des deux côtés apportent une contribution supplémentaire. La répartition de la pression est favorisée par la forme interne avantageuse de la traverse, qui peut être empierrée de façon satisfaisante en raison de la faible hauteur. Gr ce au procédé de fixation au moyen de vis à crochets, il est nécessaire de pratiquer une ouverture de passage dans la plaque supérieure de la traverse, ce qui a pour conséquence une faible réduction des caractéristiques statiques. Celle-ci est cependant prise en considération lors du dimensionnement du profil et est par conséquent également compensée, car la plaque de guidage de rail sous la forme de pièce d'ajustage recouvre l'ouverture et est partiellement compensée par la force de serrage des vis à crochets. Comme la largeur des traverses est identique à celle des traverses qui sont posées actuellement, aucune modification des machines de pose se trouvant actuellement en service n'est nécessaire. La conception de la traverse basse a été guidée par la considération d'employer des éléments de fixation jusque là utilisés, mais de remplacer la plaque nervurée, étant donné que la fixation des vis de serrage était déplacée sous la plaque supérieure de la traverse. La forme de la tête des vis à crochets a conduit à la forme du profil spécial laminé à chaud, étant donné que la surface de serrage des vis est réalisée au milieu du profil, de sorte que la tête de vis s'applique en correspondance de forme sur toute sa surface de contact. La position de la vis est obtenue par le fait que la tête de la vis est introduite à travers l'ouverture pratiquée, dont la dimension correspond à la grandeur de la tête de vis, et est ensuite tournée de 900. On garantit ainsi que le vissage des rails peut être fixé non seulement avec les plaques de serrage mais également avec les pinces de serrage. La transmission des forces transversales à la traverse basse est assurée par une pièce façonnée sous la forme d'une pièce estampée, de manière à obtenir une liaison par verrouillage mécanique et correspondance de forme. L'isolation des rails de la traverse et des éléments de fixation est assurée dans cette réalisation par des pièces moulées en matière plastique correspondant à la position des rails et des éléments de blocage. En vue de l'isolation des rails vis-à-vis de la traverse, il est prévu une pièce moulée en matière plastique, qui est bloquée sur la partie supérieure de la traverse et qui dans le fond a l'in clinaison prescrite profilée des rails de 1:40. L'isolation des pinces ou des plaques de blocage s'effectue également grâce à des pièces moulées en matière plastique profilées. Dans le cas des pièces de-fixation antérieurement connues, il s'agit d'éléments de serrage ayant déjà fait leurs preuves avec des éléments d'isolation appropriés, qui sont disposés de telle sorte qu'ils peuvent se détacher d'eux-mêmes lors du montage uniquement dans le cas de conditions extrêmes. Lorsque les éléments de fixation sont endommagés, ils peuvent être remplacés à l'état démonté. Lorsqu'on le souhaite, il est également possible de souder les plaques à nervures connues sur la partie supérieure de la traverse et d'utiliser les fixations de rail jusqu'ici connues. La pose de la traverse basse s'effectue de la manière jusqu'ici connue grace aux trains de pose de voie. En raison de la forme géométrique des traverses, elles peuvent être transportées tout en conservant le type d'empilage jusqu'ici connu, pour un même encombrement, en paquets d'environ 1.500 x 1.500 mm, non seulement de 8 x 4 = 32 pièces x 69,9 kg = 2.237 kg, comme dans le cas de la traverse SW 79/60, mais à présent, dans le cas de la traverse basse, de 20 x 4 = 80 pièces x 96 kg = 7.680 kg. Le transport jusqu'ici habituel des différentes traverses après l'enlèvement du paquet en direction de la bande transporteuse de l'appareil de pose s'effectue de la manière usuelle. Après que les traverses aient été déposées sur le lit de ballast préalablement préparé, elles peuvent être bourrées comme auparavant après achèvement de la fixation des rails. Les traverses peuvent être posées aussi bien dans le ballastage que sur d'autres soubassements. L'invention sera ci-après expliquée en détail à l'aide de quelques exemples de réalisation représentes sur le dessin annexé. La figure 1 est une vue en perspective d'une extrémité d'une traverse, l'équipement supérieur ayant été omis. La figure 2 est une représentation en coupe et en élévation d'une fixation de rail avec des plaques de blocage, le plan de coupe et d'élévation s'étendant dans le sens longitudinal de la traverse. La figure 3 est une élévation latérale de la représentation selon la figure 2. La figure 4 est une vue de dessus de la représentation selon la figure 2. La figure 5 est une représentation en coupe et en élévation d'une fixation de rail, les rails reposant sur une plaque isolante et le plan de coupe et d'élévation s'étendant dans le sens longitudinal de la traverse. La figure 6 est une élévation latérale de la représentation selon la figure 5. La figure 7 est une vue de dessus de la représentation selon la figure 5. La figure 8 est une représentation en coupe et en élévation d'une fixation de rails avec des étriers de serrage élastiques. La figure 9 est une élévation latérale de la représentation selon la figure 8. La figure 10 est une vue de dessus de la représentation selon la figure 8. La figure 11 est une élévation d'une plaque à nervures réalisée en forme de coin soudée sur la traverse. La figure 12 est une élévation latérale de la représentation selon la figure 11. La figure 13 est une vue de dessus de la représentation selon la figure 11. Cqnformément à la figure 1, la traverse en acier 1 se compose d'une plaque supérieure 2, de flancs latéraux 3 repliés, se raccordant des deux côtés à la plaque supérieure de la traverse, ainsi que de pieds 4 se raccordant à chaque flanc latéral, qui s'étendent parallèlement à la plaque supérieure de la traverse. Dans le côté inférieur de la plaque supérieure de la traverse est pratiquée une rainure 5 ouverte vers le bas, dont la section correspond à la section de la tête de la vis à crochet non représentée ici.Dans la partie supérieure 2 de la traverse, se trouvent, des deux côtés de la surface d'appui du rail non représenté, des ouvertures 6 qui sont réalisées sous forme de trous oblongs s'étendant dans le sens longitudinal de la traverse, de façon que les vis de fixation pour les rails puissent être engagées à travers ces ouvertures, de sorte que l'axe longitudinal de la tête des vis de fixation s'étende dans le sens de l'axe longitudinal de la traverse. Ensuite, la vis de fixation pour le rail est tournée de 900, de sorte que la tete est alors en appui à sa surface de contact arrondie, en correspondance de forme sur la surface de la rainure 5. De part et d'autre de la rainure 5 sont pratiquées dans la traverse des nervures de renfort 7, qui présentent en direction de la plaque supérieure 2, une épaisseur crois sante.A côté de chaque nervure de renfort 7 est pratiquée, dans la plaque supérieure, une autre rainure 8. A la suite de ces rainures 8, la plaque supérieure comporte des flancs latéraux rectilignes 3, à l'autre extrémité desquels se raccordent les pieds 4. Sur la figure 2, le rail est désigné par le chiffre de référence 9. I1 repose sur une plaque isolante de rail 10, de façon que la plaque de guidage de rail 11 et la traverse soient isolées du rail. La plaque de guidage de rail 11 est introduite avec une pièce d'ajustage façonnée dans les ouvertures 6 de la plaque supérieure de la traverse, les côtés éloignés du rail de la pièce d'ajustage de la plaque de guidage de rail 11 transmettant les forces de déplacement transversales à la traverse et une liaison en correspondance de forme en résultant. La vis à crochet 11 présente en bas une tête 13 qui pénètre dans la rainure 5 de la traverse. La fixation du rail 9 s'effectue dans ce cas à l'aide d'une plaque de blocage 14, l'isolation des éléments de fixation vis-à-vis du rail étant assuré par des pièces moulées en matière plastique 15 ou des gaines de résine époxy frittées autour de la plaque de blocage 14. Sur la plaque de blocage 14 repose une bague élastique 16, et la vis de fixation 12 est munie d'un écrou 17. I1 ressort particulièrement clairement de la figure 3 quelle forme revêt la surface d'appui de la tête 13 de la vis 12 et que celle-ci correspond à la forme de la nervure 5 (Appui avec correspondance de forme). La figure 5 représente un autre mode de fixation de rail dans lequel le rail 9 repose, comme sur la figure 2, sur une plaque isolante. La plaque de guidage de rail 19 est munie d'un chanfrein en forme de coin qui s'étend parallèlement au rail 9. La plaque de blocage 20 s'appuie avec un chanfrein de même forme sur la plaque de guidage 19, les forces de vissage étant transmises de cette façon au rail. L'isolation de la plaque de blocage 20 vis-a-vis du rail s'effectue grâce à des pièces moulées isolantes 21. Les forces de déplacement transversal sont transmises de la même manière que par la plaque de guidage de rail 11 sur la figure 2. La figure 8 se distingue des représentations des figures 2 et 5 par le fait que l'élément de fixation de rail se compose d'une pince de serrage élastique 23, dont la forme géométrique ressort en outre des figures 9 et 10. L'isolation de la fixation de rail sur la traverse est obtenue à l'aide d'une pièce moulée isolante 15. Du fait de l'élasticité de la pince de blocage on prévoit un disque 19 en vue de l'adaptation de l'écrou. Conformément aux figures 11 à 13 sur la traverse basse 1 peut également être soudée une plaque à nervures 18, la vis de fixation du rail pénétrant avec sa tête dans l'évidement de la nervure et maintenant ensuite l'élément de fixation qui s'appuie sur le pied du rail. L'isolation s'effectue comme jusqu'ici grâce à la plaque isolante 22. REVENDICATIONS 1. Traverse en acier pour superstructures ferroviaires, se composant d'une plaque supérieure munie d'une rainure en vue du logement de la tête des vis de fixation des rails, et de flancs latéraux repliés se raccordant des deux côtés à ladite plaque supérieure, caractérisée par le fait que dans le côté inférieur de la plaque supérieure (2) de la traverse est réalisée au laminage une rainure (5) ouverte vers le bas, dont la section transversale correspond à celle delta tête (13) de la vis de fixation (12) et que dans ladite plaque supérieure (2) sont prévues des ouvertures (6) en vue de l'introduction de la tête (13) des vis de fixation (12) dans la rainure (5). 2. Traverse en acier selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la rainure (5) est délimitée de part et d'autre par une nervure de raidissement (7). 3. Traverse en acier selon la revendication 2, caractérisée par le fait que la nervure de raidissement (7) présente une épaisseur croissante en direction de la plaque supérieure (2) de la traverse. 4. Traverse en acier selon la revendication 2, caractérisée par le fait qu'une autre rainure (8) est réalisée au laminage dans la plaque (2) à côté de chaque nervure de raidissement (7). 5. Traverse en acier selon la revendication 2, caractérisée par le fait qu'une ouverture (6) est prévue de part et d'autre de chaque surface d'appui des rails. 6. Traverse en acier selon la revendication 5, caractérisée par le fait que les ouvertures (6) sont réalisées sous la forme de trous oblongs s'étendant dans le sens longitudinal de la traverse. 7. Traverse en acier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle présente une hauteur sensiblement plus faible que la traverse en acier normalisée SW 79/60, ses caractéristiques statiques correspondant cependant à celles de cette traverse en acier normalisée. 8. Traverse en acier selon la revendication 7, caractérisée par le fait que sa hauteur est d'environ 60% de la hauteur de la traverse en acier normalisée SW 79/60. 9. Traverse en acier selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait qu'en tant que traverse basse (1), elle atteint une pression de surface suffisamment basse en raison de la forme géométrique du pied (4) de la traverse et du profil interne. 10. Traverse en acier selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée par le fait que la traverse basse (1) peut être coudée selon la forme décrite sans échauffement en vue de l'absorption des forces de déplacement transversal sur les côtés. 11. Traverse en acier selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que les nervures de raidissement (7) sous la plaque supérieure (2) provoquent un accroissement du couple résistant et que la plaque supérieure (2) est moins fortement déformée lors d'un éventuel déraillement.