Brevet FR2542022A1 — publié le 19840907

La présente invention concerne un boulon d'ancrage pour la fixation d'un rail sur une traverse en béton,tout spécialement adapté à la fixation sur une traverse du type "mixte", c'est-à-dire constituée par deux blocs de béton armé reliés par une poutrelle ou entretoise en acier qui se prolonge à chacune de ses extrémités axialement dans le bloc de béton. Dans les traverses de ce type, l'entretoise étant placée dans l'axe longitudinal des blocs de béton, perpen- diculairement à l'axe du rail, oblige à disposer les tire- fonds ou boulons d'ancrage classiques de part et d'autre de l'axe de symétrie de la traverse, ou à percer des lu- mières dans l'entretoise pour le passage des organes de serrage Or l'expérience montre que des fixations ainsi décalées entraînent une fatigue accrue des attaches du rail et, éventuellement, de la semelle élastique placée sous celui-ci lorsqu'au passage des roues le rail fléchit et oscille sur la traverse. Par ailleurs, les trous percés dans l'entretoise affaiblissent la traverse et en particulier réduisent sa résistance au cisaillement dynamique Il en est de même des cheminées verticales et latérales ménagées dans le béton, qui sont indispensables dans les systèmes utili- sant des boulons à tête marteau. La présente invention a donc pour but de remédier à ces inconvénients, c'est-à-dire de permettre de réali- ser un boulon d'ancrage susceptible d'être placé dans l'axe de la traverse, au-dessus de l'entretoise, sans nécessiter de cheminées verticales ni latérales. Cette invention a en effet pour objet un boulon d'ancrage qui comporte, dans le prolongement d'une tige filetée extérieure, un moignon inférieur court, noyé dans le béton au-dessus de l'entretoise de la traverse et aligné sur l'axe de symétrie de celle-ci, d'o partent quatre tiges divergeant de part et d'autre de l'entre- toise et se prolongeant jusqu'au voisinage de l'axe neu- tre de cette dernière. Selon un mode de réalisation préféré, les tiges sont les branches de deux arceaux divergents dont les sommets sont soudés sur le moignon, en des points diamé- ralement opposés. Les arceaux sont, de préférence, à la fois soudés et semi encastrés par forgeage sur la base du boulon, les deux électrodes d'une machine à souder par résistance, à impulsions, placées de part et d'autre des sommets de ces arceaux, exerçant sur ceux-ci une pression perpendicu- laire à 'L'axe du boulon. La liaison entre le moignon et les arceaux est ainsi extrêmement résistante bien que ce moignon soit très court En outre, les arceaux entourent un bloc de béton sensiblement trapézoîdal, traversé par l'entretoise, et assurent ainsi un ancrage solide du boulon dans le bé- ton, de sorte que celui-ci présente une résistance impor- tante à l'arrachement. La description ci-dessous d'un mode de réalisa- tion donné à titre d'exemple non limitatif, et représenté aux dessins annexés, fera d'ailleurs ressortir les avan- tages et caractéristiques de l'invention. Sur ces dessins: la fig 1 représente un dispositif de fixation de rail, en coupe partielle, selon un plan perpendicu- laire à l'axe longitudinal du rail; la fig 2 est une vue partielle, en coupe, selon un plan perpendiculaire à la traverse en béton mon- trant le boulon d'ancrage avant le montage du dispositif de fixation. Le boulon d'ancrage selon l'invention est destiné à la fixation d'un rail 1 sur le béton d'une traverse, ou plus exactement sur l'un des blocs en béton armé 2 d'une traverse mixte, c'est-à-dire d'une traverse constituée par deux blocs de béton armé reliés par une entretoise en acier 4 qui se prolonge, à chacune de ses extrémités, lon- gitudinalement dans l'axe de chacun des deux blocs. Le dispositif defixation comporte, d'une manière générale, un crapaud 6 en appui à l'une de ses extrémités sur le patin 7 du rail 1 et, à son autre extrémité, sur le béton 2 et contre un épaulement latéral 8. Dans le mode de réalisation représenté, l'épaule- ment 8 est le bord d'un alvéole 10 ménagé dans le bloc 2 pour supporter le rail 1 qui repose sur le fond 12 de cet alvéole, de préférence avec interposition d'une semelle 14 en acier ou en un matériau élastique. Le crapaud 6 est maintenu par un organe de serrage 16 qui traverse un trou 18 axial de ce crapaud et sur le- quel est visséun écrou 20. Selon l'invention, l'organe de serrage 16 ou bou- lon d'ancrage comporte une tige filetée 22 sensiblement verticale, qui est prolongée à sa partie inférieure par un moignon 24 non fileté et sensiblement cylindrique, qui est noyé dans le béton du bloc 2, au-dessus de l'entre- toise 4, mais est aligné avec l'axe de cette entretoise. De préférence le boulon 16 comporte une collerette 25 à la jonction entre le moignon 24 et la tige filetée 22, ce qui facilite la fabrication de la vis 22 et permet d'immobiliser le boulon 16 à un niveau correct lors de son montage dans le moule, avant la coulée du béton La face supérieure de la collerette est en effet placée dans le plan de la surface 12 du bloc 2, c'est-à-dire du fond de l'alvéole 10. Le moignon 24 est par ailleurs solidaire de deux arceaux 26 fixés sur lui à leurs sommets, et se prolon- geant à l'intérieur du béton de part et d'autre de l'en- tretoise 4, en s'écartant l'un de l'autre Les sommets 28 des arceaux 26 sont soudés au moignon 24 en deux zones diamétralement opposées 30 centrées sur un même axe hori- zontal À Ils sont de préférence soudés par soudure élec- trique, par résistance avec impulsions successives de moins d'une seconde, au moyen d'une machine dont les deux électrodes exercent des pressions en sens inverse sur les deux sommets 28, le long de l'axe horizontal A. Sous l'effet de cette pression et des impulsions successives qui assurent un chauffage profond, le moignon et les deux sommets subissent un effet de forgeage et s'interpénètrent Les sommets 28 sont ainsi partiellement encastrés dans les zones diamétralement opposées 30 du moignon, ce qui a pour effet d'augmenter la résistance des soudures notamment aux forces de traction vers le haut exercées lors du serrage de l'écrou 20. Les arceaux 26 qui s'écartent l'un de l'autre vers le bas ont également des branches 32 qui divergent, de sorte qu'ils présentent chacun sensiblement la forme d'un V renversé Les branches 32 s'écartent progressivement d'une distance suffisante pour ne pas entrer en contact mécanique avec l'entretoise 4 et pour éviter toute conduc- tibilité électrique indésirable entre elles et cette même entretoise La longueur des branches 32 est telle qu'el- les s'approchent de la fibre neutre horizontale de l'en- tretoise 4 et même, de préférence, se prolongent légère- ment en dessous de cette fibre. Comme le montre la figure 2, les extrémités 34 des branches 32 sont de préférence recourbées pour cons- tituer des crochets d'accrochage qui complètent et ren- forcent l'accrochage des branches 32 dû à la simple adhé- rence au béton qui les enrobe. Dans le mode de réalisation préféré représenté sur la figure 2, les crochets-34 sont repliés en direc- tion de l'entretoise 4, mais ils pourraient bien entendu être orientés en toute autre direction, selon la résis- tance à l'arrachement désirée. Naturellement la distance entre les extrémités 34 des branches 32 des arceaux est, dans tous les cas, plus grande que la largeur de l'extrémité supérieure de l'en- tretoise 4, de façon à permettre la mise en place de cette dernière dans le moule en vue de la coulée du béton. L'inclinaison des branches 32 de chaque arceau, de même que l'inclinaison relative des deux arceaux 26 l'un par rapport à l'autre, sont choisies de manière à délimiter à l'intérieur du bloc un volume important de béton de forme pyramidale, qui disperse les contraintes de traction en les transmettant en partie à l'entretoise 4 De cette manière, le boulon 16 est solidement ancré dans le béton 2 et est susceptible de résister efficace- ment aux efforts exercés par le rail. Par ailleurs, ce boulon est facile à réaliser par une simple opération de soudure simultanée des deux ar- ceaux, qui est extrêmement rapide et facile à automatiser et qui, en outre, lui donne une résistance mécanique très élevée Des essais de laboratoire ont en effet montré que la résistance à l'arrachement de boulons d'ancrage proto- types, ayant un diamètre de 22 mm et des racines de 12 mm, dépassait 10 T bien que la longueur du moignon lisse enrobé dans du béton n'excède pas 30 mm. En outre ce boulon peut facilement être fixé par sa tige filetée dans le fond d'un moule de coulée, de sorte que sa présence ne complique pas la fabrication de la traverse, ce qui le rend à la fois facile et économique à réaliser. REVENDICATIONS - 1 Boulon d'ancrage pour la fixation d'un rail sur une traverse, et notamment une traverse mixte compor- tant deux blocs en béton réunis par une entretoise en acier, qui se prolonge axialement dans chacun d'eux, ca- ractérisé en ce qu'il comporte, dans le prolongement d'une tige filetée ( 22) un moignon inférieur ( 24),court, noyé dans le béton au-dessus de l'entretoise ( 4) et aligné sur l'axe de symétrie de celle-ci, d'o partent quatre tiges ( 32) divergeant de part et d'autre de l'entretoise et se prolongeant jusqu'au voisinage de l'axe neutre de celle-ci. 2 Boulon suivant la revendication 1, caracté- risé en ce que les tiges ( 32) sont les branches de deux arceaux divergents ( 26) dont les sommets ( 28) sont soudés sur le moignon ( 24) en des points diamétralement opposés. 3 Boulon suivant la revendication 2, caracté- risé en ce que les sommets ( 28) des arceaux sont à la fois soudés et semi encastrés par forgeage dans le moi- gnon ( 24), les deux électrodes d'une machine à souder par résistance, à impulsionsplacées de part et d'autre de ces sommets exerçant sur eux des pressions en sens inverse, perpendiculaires à l'axe du boulon. 4 Boulon suivant l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les branches ( 32) de chacun des deux arceaux ( 26) s'écartent l'une de l'autre de part et d'autre de l'entretoise ( 4), d'une distance suffisante pour éviter tout contact mécanique avec celleci et toute conductivité électrique entre elles. Boulon suivant l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les arceaux ( 26) sont inclinés et s'écartent l'un de l'autre à partir du moignon ( 24). 6 Boulon suivant l'une des revendications pré- cédentes, caractérisé en ce que les branches sont re- pliées à leurs extrémités pour constituer des crochets ( 34) à un niveau voisin de l'axe neutre horizontal de l'entretoise ( 4). 7 Boulon suivant la revendication 6, caracté- risé en ce que les crochets ( 34) sont dirigés vers l'en- tretoise ( 4).