Brevet FR2639971A1 — publié le 19900608

La présente invention a pour objet une bride de fixa- tion rapide d'un raiL de chemin de fer sur des traver- ses en béton, bois, plastique ou métal, constituée d'une tige en acier ou plastique renforcé présentant une partie rectiligne verticale terminée par un talon excentré destiné à coopérer avec un moyen d'accrochage associé à La traverse ou à une seLLe métallique fixée sur la traverse et une partie recourbée formant ressort et dont l'extrémité est destinée à venir presser sur le patin du rail apres rotation de la tige autour de sa partie verticale, rotation lors de laquelle Ladite ex- trémité se déplace sur une rampe destinée à tendre La partie de la bride formant ressort et à la conduire sur Le patin du rail. Une bride de ce type est décrite dans la demande de brevet FR 2 608 182. Pour La fixation d'un rail sur une traverse en béton sans semelle métallique, la bride est utilisée avec une butée en matière plastique percée d'un trou que traverse La tige de la bride. Pour la fi- xation d'un rail sur une semelle métallique, cette bri- de est utilisée sans butée. Dans les deux cas, une fois que l'extrémité d'appui de la bride a été amemée sur le patin du rail, la tension sur La bride a tendance à faire basculer ceLLe-ci, de telle sorte que sa tige rectiligne vient s'appuyer contre le bord du trou de la butée, respectivement de la semelle métallique. Si cette torsion n'est pas particulièrement genante dans le cas d'une semelle métallique, elle présente par contre des inconvénients dans le cas d'une bride utili- sée avec une butée en matière plastique. Pour remédier à cet inconvénient, on a prévu de renforcer le bord su- périeur du trou de la butée par un col. La butée a néanmoins tendance à se soulever par basculement autour de son bord extérieur et, d'autre part, au lieu d'exer- cer une pression verticale sur le béton de la traverse, elle exerce une pression transversale contre la paroi laterale de son logement dans le béton. Une telle sol- licitation du béton peut entraîner une fissuration du béton. La butée doit en outre supporter des efforts de compression et de torsion difficilement contrôlables. La présente invention a pour but de réaliser une bride de fixation obviant aux inconvénients susmentionnés, tout en conservant la simplicité de la bride antérieu- re. Plus précisément, l'invention a pour but de réali- ser une bride de fixation exerçant en tout instant une pression verticale sur la butée, respectivement sur-la semeLLe métallique et dont la tige ne bascule pas et ne vient pas s'appuyer contre le bord du trou de la butée, respectivement de la selle métallique. La bride selor l'invention est caractérisée par le fait que la partie recourbée de la tige de la bride présente une forme à la fois ondulée verticalement et enroulée autour de la partie verticale de la tige de telle sorte qu'elle présente un point d'appui intermédiaire çonsti- tué par Le fond de la première ondulation et un point d'appui principal près de l'extrémité de la tige, ces deux points d'appui étant opposés relativement à la partie verticale, mais à des distances différentes de cette partie verticale, le rayon de giration du point d'appui intermédiaire étant sensiblement plus petit que le rayon de giration du point d'appui principal. La bride étant toujours en appui en deux points opposés relativement à la partie rectiligne de la bride, cette partie conserve une position verticale. Lorsque la bri- de est utiLisée avec une butée, l'appui intermédiaire de la bride exerce sur la butée un effort vertical qui se traduit par une compression favorable du béton de La traverse dans La zone recevant les efforts latéraux du rail. La bride selon L'invention peut etre livrée avec sa butée pour constituer un dispositif de fixation d'un rail sur une traverse en béton. L'invention a également pour objet un tel dispositif de fixation caractérisé par Le fait que le périmètre de la face supérieure de la butée est compris entre Le cercle de giration du point d'appui intermédiaire et Le cercle de giration du point d'appui principal. Cela signifie qué L'appui principal ne coopère pas avec la butée, mais avec une rampe extérieure à la butée. La butée peut donc etre réalisée simplement avec deux faces planes paratlèLes. L'invention a également pour objet une traverse de chemin de fer en béton équipée de tels dispositifs de fixation, cette traverse présentant, pour chaque rail, une creusure destinée à recevoir le rail et deux Loge- ments attenant latéralement à cette creusure dans les- queLs sont logées les butées des dispositifs de fixa- tion, le béton présentant une rampe s'étendant au moins entre le bord desdits Logements opposé à la creusure destinée au rail et le bord de cette creusure, ces ram- pes constituant Les rampes destinées à tendre les bri- des, et des moyens de retenue des tiges des brides noyés dans le béton. L'invention a également pour objet une selle métallique pour traverse de chemin de fer équipée de brides selon la revendication 1, dont les tiges traversent des trous prévus dans la semelle et viennent s'accrocher sur des Lamages dans lesquels débouchent lesdits trous, la se Le présentant un logement destiné à recevoir le rail et, de chaque cOté de ce logement, des rampes dont le prolongement coïncide avec le patin du rail, caracté- risée en ce que lesdites rampes ont la forme d'un che- min en arc de cercle dont le rayon moyen est égal au rayon de giration du point d'appui principal des bri- des. Le début de la rampe peut correspondre au point de fixation provisoire de la bride sur la semelle. En outre, La bride de fixation est avantageusement munie d'une pièce profilée en matière synthétique ser- vant a boucher la partie du trou servant au passage du talon excentré d'accrochage de la bride et au guidage de sa partie verticale rectiligne lors de sa rotation. Un exemple de réalisation de la bride et des exemples d'utilisation de cette bride seront maintenant décrits en relation avec Le dessin annexé. La figure 1 est une première vue en élévation de la bride de fixation. La figure 2 est une vue en plan de cette même bride de fixation. La figure 3 est une vue de côté de cette bride dans la direction A de la figure 1, c'est-à-dire dans une position tournée de 90 par rapport à la figure 1. La figure 4 est une vue en élévation d'une semelle métallique munie d'une bride de fixation selon l'invention. La figure 5 est une vue en plan de cette meme semelle métallique. La figure 6 est une vue partielle en coupe d'une traverse en béton équipée d'une bride de fixation selon L'invention. La figure 7 est une vue partielle en plan de cette même traverse en béton. La figure 8 est une vue en perspective de La douille d'ancrage nayée dans le béton. La figure 9 représente une traverse compLète avec les rails fixes. La figure 10 est une vue partielle de La figure 3 montrant La bride munie d'une pièce auxiLiaire de fermeture et de guidage. La figure 11 est une vue de dessus de cette même partie de bride. La figure 12 est une vue en coupe verticale de la pièce auxiliaire représentée aux figures 10 et 11. La bride représentée aux figures 1 à 3 est constituée d'une tige en acier de section circulaire présentant une partie rectiligne verticale I munie à sa base d'un talon 2 dirigé perpendiculairement à l'axe 3 de cette partie rectiligne. La tige d'acier présente une forme à la fois onduLée verticalement et enroulée autour de l'axe 3 de la partie verticale. La partie ondulée est constituée d'une courte partie ascendante 4 rectiligne en projection horizontale (figure 2) suivie d'une par- tie descendante 5 s'étendant sur un peu plus d'un demi- cercle en projection horizontale, un premier point bas 6 - constituant un point d'appui intermédiaire - suivi d'une partie ascendante 7 tout d'abord rectiligne enr projection horizontale puis arrondie en passant par un point haut pour redescendre en une plus longue ondula- tion 8 de faible courbure si terminant au bas de L'on- dulation par une partie coudée 9 parallèle à La partie 7 ern projection horizontale et constituant un point d'appui principal 10. Les points d'appui 6 et 10 pré- sentent des mépLats destinés à réduire L'usure à la fois de la bride en ses points d'appui et des pièces sur lesqueles elle s'appuie. Vus en plan, c'est-à-dire dans La direction de l'axe 3 (figure 2), Les points d'appui 6 et 10 sont diamêtralement opposés relative- ment au milieu 11 du talon d'accrochage 2. Dans cette même vue, l'axe 3 de La partie rectiligne est situé sensiblement au milieu du triangle formé par les par- ties 7 et 8 de la tige et.par la ligne droite reliant er- points d'appui 6 et 10. On verra par la suite que cette disposition dirige Les efforts de façon adéquate et assure une bonne stabilité de la bride. La partie rectiLigne verticale 1 peut être pLus ou moins longue selon le type de traverse sur laquelle elle est desti- née à être utilisée. On notera que le point d'appui principal 10 et le point d'appui intermédiaire 6 ne sont pas au meme niveau, Le point d'appui 10 étant environ lcm plus bas que le point d'appui 6. L'utilisation de la bride de fixation représentée aux figures 1 à 3 pour la fixation d'un rail au moyen d'une selle métallique sera maintenant décrite erb relation avec les figures 4 et 5. Ces figures montrent une selle métallique 12 présentant une creusure 13 destinée à recevoir un rail 14 avec interposition d'une semelle élastique 15 en caoutchouc et de deux butées Latérales 16 et 17 en matiere plas- tique. La face inférieure 18 de La seLle métallique 12 est légèrement inclinée car elle est destinée à être fixée sur une traverse en béton présentant un plan incliné. A cet effet la selle métallique 12 présente deux trous oblongs 18 et 19 destinés à recevoir des tirefonds venant se visser de préférence dans des douilles d'ancrage PLASTIRAIL (marque déposée) noyées dans le béton. De chaque cOté de la creusure 9, la selte 12 présente deux portées planes 20 et 21 desti- nées à recevoir les brides de fixation. On se.contente- ra de décrire en détail la portée 20, la portée 21 étant identique à la portée 20 mais située en tête- beche par rapport au rail. La portée 20 est plane et horizontale. Elle présente une partie de contour circu- laire 22 et une partie rectiligne 23 s'étendant le long de la creusure 13. Autour de la partie plane 20 s'étend, sur un quart de cercle, une rampe 24 en forme de chemin s'éLevant progressivement en direction du rail 14. Le haut de cette rampe 20 est au niveau du bord du patin 25 du rail. Le milieu de la partie plane est percé d'un trou 26 dont la forme est homologue de la forme du profil de la partie rectiligne 1 de La bride et du talon 2 dans la vue en plan de la figure 2, ceci avec le jeu nécessaire pour la libre introduction de la partie rectiligne I de la bride dans ce trou 26. Le trou 26 débouche dans un lamage 27 ménagé dans la face inférieure de La selle 12. La bride de fixation est mise en place dans la position représentée en traits mixtes, c'est-à-dire dans une po- sition tournée de 180 autour de l'axe 3 relativement à la position représentée en traits forts. Dans cette po- sition, le talon d'accrochage 2 peut être introduit Li- brement dans le trou 26. Le point d'appui principal 10 est dans une position 10' en dehors de la rampe 24 et le talon d'accrochage 2 est très légerement en dessous du lamage 27. Par une Légère rotation de la bride, on amène simultanément le point d'appui principal 10 de la bride sur la rampe 24 et Le talon 2 de la bride contre le lamage 27. Par une légère rotation supplémentaire de la bride on donne à celle-ci une légère tension, suffi- sante pour fixer provisoirement la bride sur la semelle métallique 12. Cette position est représentée en 10". La selle métallique peut ainsi être livrée munie des brides de fixation, les brides étant suffisamment main- tenues pour le transport et la mise en voie. Une fois la selle métallique fixée sur la traverse et le rail 14 posé dans son logement, chacune des brides de fixation est entrafnée en rotation de telle sorte que son point d'appui principal 10 se déplace le long de la rampe 24 dont le rayon moyen est égal au rayon de giration du point d'appui 10 autour de l'axe 3. Quant au point d'ap- pui intermédiaire 6 il se déplace sur la surface plane horizontale 20. Finalement le point d'appui 10 vient s'appuyer sur le patin 25 du rail en exerçant une pres- sion de l'ordre de 10 à 12 kN. La bride s'appuie en outre par son point d'appui intermédiaire 6 sur la por- tée 20 de la selle en exerçant une traction verticale sur le talon d'accrochage 2 par l'intermédiaire de la partie rectiligne 1 de la bride. Le lamage 27 s'étend sur environ 1/2 cercle, de telle sorte que le talon vient buter contre l'extrémité de ce lamage, limitant ainsi la rotation de la bride de fixation. IL est pos- sible de prévoir un cran dans le lamage 27, de telle sorte que le talon d'accrochage 22 vienne se verrouil- ler dans ce lamage, empechant ainsi l'enlèvement de la bride une fois le rail fixé. Sur la partie droite de la figure 5 on a désigné certaines parties correspondantes a la partie gauche par les mêmes références accompa- gnées du signe L'arc de rotation de la bride entre la position de mise en place et la position de fixation du rail ne doit pas nécessairement être de 180 , mais peut être inférieur ou supérieur à 180 . On décrira maintenant à l'aide des figures 6 et 7, L'utilisation d'une bride de fixation seLon L'invention pour la fixation d'un rail sur une traverse en béton 28 sans selle métallique. Cette traverse en béton peut être entièrement en béton ou constituée de deux blocs de béton reliés par une tige métallique comme illustré à La figure 9. Les figures 6 et 7 représentent seule- ment une partie de la traverse, c'est-à-dire la partie correspondant à un rail. Pour chacun des rails, la tra- verse 28 présente une creusure 29 destinée à recevoir le rail. De chaque côté de cette creusure 29 la traver- se 28 présente deux rampes 30 et 31 descendant en s'éloignant de la creusure 29. De chaque côté de Là creusure 29, ta traverse 28 présente en outre deux lo- gements rectangulaires 32 et 33 dont le fond est au meme niveau que le fond de la creusure 29 et qui commu- niquent avec cette creusure. Dans le béton sont noyées deux douilles 34 profilées, en matière synthétique en- tourées de métal. Ces douilles présentent la même bons- titution et La même forme extérieure que Les gaines PLASTIRAIL (marque déposée) servant à la fixation de tirefond et décrites dans la demande de brevet français N 88 i2 185. Ces douilles 34 présentent à leur base un élargissement 35 formant un Lamage 36 destiné à jouer un même rôle que le lamage 27 de la selle métallique. La douille 34 est représentée en perspective à la figu- re 8. Au-dessus de l'élargissement 35 la douille pré- sente un profil 37 homologue du profil du talon d'ac- crochage 2 de la bride de fixation. Dans cette exécu- tion, la bride de fixation présente une partie rectili- gnrie 1 sensiblement plus longue que la bride représentee aux figures 1 à 3, de manière a pouvoir s'accrocher au fond de la douille 34. Les douilles 34 débouchent bien S entendu dans le fond des Logements 32 et 33. La bride de fixation est montée avec une butée 38 en matière syn- thétique intercalée entre la partie courbe de la bride et le béton. Cette butée 38 à la forme d'un parallélé- pipede rectangulaire prolongé latéralement par une por- tée 39 en arc de cercle, portée qui prolonge la face supérieure plane de la butée et qui vient s'embotter à reden; sur le fond du logement 32. La forme générale de la butée 38 correspond à la forme du logement 32 dans lequel est logée cette butée. La butée 38 présente un trou profilé 40 permettant le passage du talon d'accro- chage 2 de La bride. Le périmètre de la butée 38 est compris entre le cercle de giration du point d'appui inrter-médiaire 6 et le cercle de giration du point d'ap- pui principal 10, de telle sorte que ce point d'appui principal 10 est toujours en dehors de la butée. La bride de fixation, munie de sa butée 38, est tout d'abord introduite dans La douille 34 dans la position représentée en traits mixtes 6', 10', c'est-à-dire dans une position tournée de 180' relàtivement à la position représentée en traits forts. Dans cette position, le point d'appui principal 10' est à 1 ou 2mm de la surfa- ce du béton sur la rampe 30. Par une légère rotation de la bride dans le sens des aiguilles d'une montre, le talon 2 de la bride vient s'engager sous le lamage 36. Par une légère rotation supplémentaire, le point d'ap- pui principal 10' monte légèrement sur la rampe 30, ce qui a pour effet d'exercer une certaine tension sur la bride, tension qui assure la fixation provisoire de la bride sur la traverse en béton. Cette position de fixa- tion provisoire est, par exemple, La position 10". La traverse peut donc être équipée en usine des brides de fixation. Pour fixer Le rail 14, il suffit de poursui- vre la rotation de La bride. Lors de cette rotation, le point d'appui principal 10 s'élève progressivement sur La rampe 30 du béton dont L'extrémité est au niveau du patin 25 du rail. Le point d'appui principal 10 vient s'appuyer, sous tension, sur le patin 25 avec une pres- sion de l'ordre de 10 à 12 kN. La rotation de la butée est limitée par la forme de L'élargissement 35 de la douille 34 qui constitue une butée limitant la rotation du talon d'accrochage 2. Lors de La rotation de la butée, le point d'appui intermédiaire 6 glisse sur la surface horizontale de la butée 38 en maintenant la partie rectiligne 1 de La bride en position verticale. La bride n'exerce aucune pression latérale sur le trou de la butée 38. En position finale, le point d'appui intermédiaire 6 vient pincer La portée 39 de la butée sur Le béton. La compression du béton dans cette zone est judicieuse car le béton peut ainsi mieux supporter Les efforts transversaux dos à la pression latérale exercée par le rail par l'intermédiaire de la butée 38. La douille 34 peut bien entendu être également pourvue d'un cran de verrouillage pour le taLon 2 de la bride si l'on désire que celle-ci soit indémontable. Une traverse compLète 28 est représentée à la figure 9. En traits mixtes, on a représenté une traverse mixte béton-acier. La traverse est équipée de quatre brides 1. ELle est Livrée munie de ces brides dont la fixation provisoire est suffisante pour maintenir L'assemblage en place pendant le transport et la mise en voie. Le trou 26 dans La selle métallique et le trou 40 dans La butée 38 laissent pénétrer sable et salissure. Les figures 10 à 12 montrent un moyen de boucher ce trou tout en assurant un meilleur guidage de la partie ver- ticate I de la bride lors de sa rotation. Aux figures 10 et Il on a représenté une'partie de la bride repré- sentée aux figures 1 à 3. Sur La partie verticale 1, entre le talon 2 et la première partie courbe 4 de la bride, on a fixe un bouchon en matière plastique 41 remplissant l'espace vertical entre le talon 2 et la partie 4 et dont le profil remplit le profil du trou 26. Ce bouchon 41 est muni de deux bras recourbés 42 et 43 au moyen desquels le bouchon 41 est fixé par pince- ment sur la partie cylindrique 1 de la bride. Le bou- chon 41 est de préférence légèrement plus grand que le trou 26 et creux comme Le montre la coupe représentée à la figure 12 de manière à présenter une élasticité transversale, pour mieux boucher le trou 26. A la figu- re 10 on a également représenté en traits mixtes le ni- veau de la surface 20 de La selle métallique. Lors de l'introduction de la bride dans le trou 26, le bouchon 41 est engagé avec la partie rectiligne de la bride dans ce trou 26, l'ensemble venant occuper toute la section du trou 26. Lors de la rotation de la bride, le bouchon 41 reste en place servant de guide à la partie 1 de la bride. La figure 11 représente la bride après une certaine rotation de celle-ci relativement au bou- chon 41 retenu dans le trou 26. La bride représentée aux figures 6 et 7 peut bien en- tendu etre équipée d'un bouchon analogue au bouchon 41, ne différant de celui-ci que par sa longueur. La forme des ondulations de la bride, la forme de son talon et des trous pour le passage de ce talon peuvent bien entendu différer des formes représentées. La butée 38 pourrait etre pLus grande et présenter une rampe anaLogue à La rampe 24 pour Le point d'appui principal 10 de La bride. REVEND I CATIONS 1. Bride de fixation rapide d'un rail de chemin de fer sur des traverses en béton, bois, plastique ou métal, constituée d'une tige en acier ou plastique renforcé présentant une partie rectiligne verticale (1) terminée par un talon excentré (2) destiné à coopérer avec un moyen d'accrochage (27; 34) associé à la traverse ou à une selle métallique fixée sur la traverse et une partie recourbée (4 à 9) formant ressort et dont l'ex- trémité (10) est destinée à venir presser sur le patin du rail apres rotation de la tige autour de sa partie verticale, rotation lors de laquelle ladite extrémité se dépLace sur une rampe destinée a tendre la partie de la bride formant ressort et à la conduire sur le patin du rail, caractérisée en ce que la partie recourbée de la tige de la bride présente une forme à la fois ondu- Lée verticalement et enroulée autour de la partie ver- ticale (1) de La tige de telle sorte qu'elle présente un point d'appui intermédiaire (6) constitué par le fond de la première ondulation et un point d'appui principal (10) près de l'extrémité de la tige, ces deux points d'appui étant opposés relativement à la partie verticale, mais à des distances différentes de cette partie verticale, le rayon de giration du point d'appui intermédiaire (6) étant sensiblement plus petit que le rayon de giration du point d'appui principal (10). 2. Bride de fixation selon la revendication 1, caracté- risée par le fait que, vus en direction de L'axe (3) de la partie rectiligne verticale, les points d'appui (6 et 10) sont diamètralement opposés relativement au mi- lieu du talon excentré d'accrochage (2). 3. Dispositif de fixation d'un rail sur une traverse en béton, comprenant une bride seLon La revendication 1 ou 2 et une butée de centrage (38) présentant un trou (40) que traverse l-a partie verticaLe rectiLigne (1) de La bride, caractérisé en ce que le périmètre de La face supérieure de la butée (38) est compris entre le cercle de giration du point d'appui intermédiaire (6) et le cercLe de giration du point d'appui principal (10). 4. Dispositif selon La revendication 3, caractérisé en ce que les faces inférieure et supérieure de la butée sont pLanes et parallèLes. 5. Dispositif seLon La revendication 4, caractérisé en ce que La butée (38) présente, d'un cOté, une portée (39) destinée à être pincée entre Le point d'appui in- termédiaire (6) de La bride et le béton. 6. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractéri- sé en ce que la butée est en matière synthétique. 7. Traverse de chemin de fer en béton équipée de dispo- sitifs de fixation seLon L'une des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que la traverse (28) présente, pour chaque raiL, une creusure (33) destinée à rece- voir Le raiL et deux Logements (32, 33) attenant laté- raLement à cette creusure et dans Lesquels sont Logées Les butées (38) des dispositifs de fixation, le béton présentant une rampe (30, 31) s'étendant au moins entre le bord desdits Logements opposé à la creusure desti- née au rail et Le bord de cette creusure (33), ces ram- pes constituant Les rampes destinées à tendre Les bri- des, et des moyens de retenue (34) des brides noyes dans le béton. 8. Traverse selon La revendication 7, caractérisée en ce que les moyenr de retenue des brides sort constitues par des douilles en matière synthétique presentant urn profiL d'ancrage dans le béton. 9. SeLle métallique pour traverse de chemin de fer équipée de brides seLon la revendication 1 ou 2, dont La partie verticale rectiligne (1) traverse un trou (26) prévu dans La selle et vient s'accrocher sur un Lamage (27) dans lequel débouche ledit trou, la seLle présentant un logement (13) destiné à recevoir le rail et, de chaque côté de ce logement, des rampes (24) dont le prolongement coïncide avec le patin du rail, carac- térisée en ce que Lesdites rampes (24) ont la forme d'un chemin en arc de cercle dont le rayon moyen est égal au rayon de giration du point d'appui principal (10) des brides. 40. Selle rréta lique selon la revendication i8, caracté- risée en ce que La surface (20, à l'intérieur de la rampe en arc de cercle, est plane et horizontale et au moins au niveau de l'extrémité supérieure de la rampe. 11. Bride selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle est munie d'une pièce profilée en matière synthétique (41) munie de deux bras recourbés (42, 43) par Lesquels elle est fixée par pincement sur la partie rectiligne verticale (1) de la bride, au-dessus dudit talon excentré (2), le profil de cette pièce coîncidant avec Le profil de la bride à la hauteur de son talon d'accrochage. 12. Bride de fixation selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'au moins au point d'appui princi- pal (10) elle présente un méplat formant une surface d'appui.