Brevet FR2737511A1 — publié le 19970207

Dispositif pour la pose d'un rail sur une assise en béton. La présente invention concerne un dispositif de pose des voies de chemin de fer sur assise en béton. Elle concerne plus particulièrement la partie assurant la liaison entre l'assise et une selle métallique supportant les attaches du rail. Pour assurer l'amortissement des vibrations engendrées par le contact entre la roue et le rail et transmises à la structure environnante, les poses de voie sur assise en béton comportent généralement deux étages de suspension. L'un situé directement sous le rail est constitué d'une semelle résiliente en élastomère disposée sous le patin et d'attaches élastiques serrant le rail. Il permet d'absorber les vibrations de fréquences élevées. Le deuxième étage absorbant les vibrations de fréquences plus basses est constitué d'une semelle résiliente prise entre deux selles métalliques. Cette semelle résiliente est plus souple mais de surface plus importante pour éviter tout déversement excessif du rail tandis que la selle inférieure assure la répartition des charges sur le béton de plateforme, I'ensemble étant maintenu solidaire de l'assise en béton par des ancrages ou des butées et des dispositifs de serrage élastiques. Une telle structure est notamment décrite dans le document FR 91 01 220. Du fait de la présence d'une selle inférieure répartissant les charges sur le béton, les dispositifs de l'art antérieur oblige à couler préalablement une plateforme de béton suffisamment régulière pour présenter une bonne surface de contact avec la selle inférieure du dispositif. Le coulage préalable du béton, avant la pose des rails sur le sol, a également pour contrainte de devoir prévoir très précisément le positionnement ultérieur des rails. La pose de tels dispositifs est donc compliquée et requiert une grande précision, coûteuse en temps. De plus, I'utilisation de deux selles métalliques superposées a pour inconvénient de créer des dispositifs de pose relativement haut au-dessus de la plateforme de béton et de rendre ainsi l'utilisation de ces dispositifs impossible pour des voies sous tunnel à hauteur limitée par exemple. La présence des deux selles métalliques accroit également le poids des dispositifs de pose, ce qui les rend parfois incompatibles avec certaines réalisations, lorsque la charge pouvant être supportée par le terrain est limitée. On connaît également des dispositifs de pose dans lesquelles la semelle résiliente du second étage d'amortissement est remplacée par des plots d'amortissement, de forme tronconique, placés entre deux selles métalliques. Une telle réalisation est décrite dans le document FR 8116 679. Les inconvénients liés à la présence de deux selles métalliques ne sont cependant pas supprimes. La présente invention a pour but principal de proposer un dispositif de pose de rail qui permette de simplifier et d'accélérer la pose des voies de chemin de fer. Le dispositif de pose de rail sur une assise en béton visé par l'invention, comporte deux étages d'amortissement des vibrations, un premier étage d'amortissement comprenant une semelle résiliente adaptée à être placée sous le patin du rail et des attaches élastiques pour fixer ledit rail. Selon l'invention, ce dispositif est caractérisé en ce que le second étage d'amortissement comprend une selle métallique unique, supportant ledit premier étage d'amortissement, et au moins deux plots ayant une forme tronconique et en matière résiliente, disposés de part et d'autre de l'axe du rail, ladite selle métallique comprenant sur sa face inférieure, en regard de l'assise en béton, des premiers moyens formant logement, des seconds moyens formant logement étant fixés à ladite selle métallique et étant adaptés à créer avec lesdits premiers moyens formant logement des cavités tronconiques dans lesquelles sont logés lesdits plots, lesdits seconds moyens formant logement comportant une portion de scellement adaptée à être noyée dans l'assise de béton. Ainsi, grâce à l'invention, le dispositif de pose ne comprend plus de selle métallique inférieure destinée à être en contact avec une plateforme de béton. Le poids et la hauteur du dispositif sont donc réduits. En outre, la pose est simplifiée car le béton peut être coulé après le positionnement du rail sur le terrain autour des portions de scellement. Les plots tronconiques présentent une surface latérale importante qui offre une bonne résistance aux efforts transversaux et verticaux, ce qui dispense ainsi de l'utilisation d'une selle inférieure de répartition des efforts sur l'assise en béton. Selon une version préférée de l'invention, la portion de scellement s'étend parallèlement à l'axe des plots tronconiques. L'amortissement des vibrations dans la structure environnante est donc réalisé de manière uniforme dans toutes les directions. Selon une autre version préférée de l'invention, les seconds moyens formant logement sont fixés à la selle métallique par un dispositif de serrage élastique, disposé dans l'axe du plot. Un tel dispositif de serrage élastique permet de limiter la propagation d'ondes de déformation dans les seconds moyens formant logement et dans la portion de scellement. De préférence, une pièce de longueur prédéterminée, située entre le dispositif de serrage et lesdits seconds moyens formant logement, est adaptée à régler la force de serrage élastique. Selon un autre aspect de l'invention, un procédé de pose d'un rail sur une assise en béton, au moyen d'un dispositif conforme à l'invention, est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes a) fixer le rail à espacement régulier par des attaches élastiques sur une selle métallique d'un dispositif de pose; b) positionner ledit rail par rapport au sol par des dispositifs de calage; c) introduire une plaque formant coffrage entre la selle métallique et les plots d) couler le béton autour de la portion de scellement jusqu'au niveau de la plaque formant coffrage; et e) retirer la plaque formant coffrage et les dispositifs de calage. La pose du rail par le procédé conforme à l'invention est simplifiée par rapport aux procédés de l'art antérieur qui obligent à couler une dalle de béton, puis à venir fixer sur la dalle le dispositif de pose du rail. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs - la figure 1 est une demi-vue en coupe d'un dispositif de pose de rail de l'art antérieur - la figure 2 est une demi-vue en coupe d'un dispositif de pose de rail selon un premier mode de réalisation de l'invention; - la figure 3 est une vue de dessus d'un dispositif de pose de rail selon un second mode de réalisation de l'invention; - la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV à la figure 3 et - la figure 5 est une vue du dessus d'une portion de voie avec un dispositif de calage. En référence tout d'abord à la figure 1, on va décrire brièvement un dispositif de pose de l'art antérieur. Ce dispositif permet de fixer un rail 1 sur une dalle de béton 6. I1 comporte deux étages d'amortissement qui permettent de réduire les vibrations transmises dans le béton, créées lors du passage d'une rame de chemin de fer, par le contact de la roue sur le rail. Le premier étage d'amortissement est constitué d'une semelle résiliente 2 placée sous le patin la du rail 1. Le second étage d'amortissement comprend deux selles métalliques 3 et 3' entre lesquelles s'étend une seconde semelle résiliente 5, de surface supérieure à celle du patin la du rail 1, afin d'éviter un déversement excessif de ce dernier, au passage des rames. Un tel dispositif oblige à couler une dalle de béton 6 suffisamment plane pour présenter une large surface de contact avec la face inférieure de la selle inférieure 3' qui a pour rôle de répartir les charges dans la structure environnante. Le dispositif est fixé par des points d'ancrage 6' dans le béton. Le dispositif de l'art antérieur tel qu'illustré à la figure 1 est donc relativement épais, ce qui positionne le rail très au-dessus de la dalle de béton. De plus, le dispositif est lourd car il comporte deux selles métalliques parallèles qui s'étendent sur une large surface sous le rail. La présente invention propose un dispositif de pose qui permet de résoudre les inconvénients précités. Ce dispositif va être décrit ci-dessous en référence tout d'abord à la figure 2. Comme dans l'art antérieur, le patin la du rail 1 est placé sur une semelle résiliente 2. Des attaches élastiques 20, 21, représentées sur la figure 4, permettent de fixer le rail 1. Cette semelle résiliente et les attaches élastiques constituent un premier étage d'amortissement. Conformément à l'invention, le second étage d'amortissement comprend une selle métallique unique 3 qui supporte les attaches élastiques 20, 21 et la semelle résiliente 2. Le second étage d'amortissement comprend au moins deux plots 4 disposés de part et d'autre de l'axe longitudinal du rail 1. Ces plots 4 ont une forme tronconique et sont en matière résiliente. De préférence ils sont en élastomère et acier adhérisés. Ils peuvent être disposés symétriquement par rapport au rail 1. La selle métallique 3 comprend sur sa face inférieure, en regard de l'assise en béton 6, des premiers moyens formant logement i la. Des seconds moyens formant logement 12a sont fixés à la selle métallique 3 et sont adaptés à créer avec les premiers moyens formant logement lia des cavités tronconiques dans lesquelles sont logés les plots 4. Dans la réalisation représentée à la figure 2, les plots 4 sont évasés vers le haut, les premiers moyens formant logement étant constitués de saillies tronconiques lia et les seconds moyens formant logement, comprenant des éléments 12a formant récipient à parois évasées vers le haut. Chaque plot 4 est disposé entre une saillie tronconique lia et les parois de l'élément formant récipient 12a. La selle métallique 3 comprend ainsi sur sa face inférieure des saillies tronconiques lia sur lesquelles les plots 4 viennent s'emboîter. Les éléments formant récipient 12a, semblables à des coupelles, sont également en métal et leurs parois s'étendent suivant une direction parallèle à celle des flancs de la saillie tronconique i la. Ces éléments formant récipient 12a comportent une tige 8 s'étendant vers le haut, suivant l'axe vertical de la saillie tronconique lia de la selle métallique 3. Cette tige 8 traverse la selle 3, à travers une ouverture 13 ménagée dans celle-ci, et se termine par une partie filetée 8a sur laquelle viennent se placer un écrou 10 et une rondelle élastique 9, ce qui permet de solidariser l'élément formant récipient 12a et la selle métallique 3 et ainsi de maintenir le plot 4 inséré entre l'élément formant récipient 12a et la saillie tronconique 1 la. La rondelle élastique 9, placée entre l'écrou 10 et la selle métallique 3 permet de créer un dispositif de pré-tension 14. Ce type de dispositif est connu en soi et est notamment décrit dans le document FR 2 489 861. I1 est disposé dans l'axe du plot 4. Les éléments formant récipients 12a sont prolongés vers le bas par une tige de scellement 7. Cette tige 7 et les éléments formant récipient 12a sont noyés dans le béton 6. Ainsi la portion de scellement comprend une partie tronconique 12a et une tige 7, qui s'étend dans l'axe de la partie tronconique 12a ; elle s'étend parallèlement à l'axe vertical des plots 4. Cette portion de scellement permet d'obtenir une bonne répartition des efforts dans l'assise de béton 6. Comme illustré à la figure 3, chaque dispositif de pose comprend de préférence quatre plots d'amortissement 4 fixés par des dispositifs de prétension 14. Ainsi, la selle métallique 3 supporte deux attaches élastiques 20, 21, placées symétriquement de chaque côté du rail 1 et quatre plots d'amortissement 4 disposés de part et d'autre du rail l et des attaches élastiques 20, 21. Ces dernières comprennent, comme représenté à la figure 4, une plaque 20 qui vient pincer la portion la du rail 1 sur la selle métallique 3. Cette plaque 20 est fixée sur la selle par l'intermédiaire d'un système de vis-écrou 21. Selon un autre mode de réalisation, illustré sur la partie droite de la figure 4, les plots 4 sont évasés vers le bas, les premiers moyens formant logement étant constitués de cavités 1 lob formant récipient à parois évasées vers le bas et les seconds moyens formant logement comprenant des éléments tronconiques 12b, chaque plot 4 étant disposé entre un élément tronconique 12b et les parois des cavités formant récipient 1 lob. Dans cet exemple, la face inférieure de la selle 3 comprend une cavité en forme de coupelle l l b et l'élément tronconique 12b à une surface externe inclinée qui s'étend parallèlement aux parois de la cavité 1 lob de sorte que chaque plot 4 est emboîté sur l'élément tronconique 12b et maintenu par la cavité i lb. Un dispositif de pré-tension 14, tel que déjà décrit ci-dessus, permet de fixer l'élément tronconique 12b à la semelle métallique 3. La force de serrage élastique exercée par ce dispositif de prétension est réglée par une entretoise 17, de longueur prédéterminée, située entre le dispositif de pré-tension 14 et l'élément tronconique 12b. Cet élément tronconique 12b est prolongé vers le bas par une portion de scellement constituée d'une partie 12a assurant une bonne répartition des efforts dans l'assise en béton 6 et d'une tige de scellement 7 dans le prolongement de cette partie 12a. Cette dernière peut avoir une forme tronconique s'évasant vers le haut. Cette portion de scellement est noyée dans le béton 6. De préférence, cette portion de scellement 7, 12a, et l'élément tronconique 12b sont moulés d'une seule pièce en métal. De manière connue, la semelle métallique 3 a une surface supérieure inclinée d'une valeur comprise entre l/20ième et 1/40ième vers l'intérieur de la voie de chemin de fer de sorte que le rail 1 est légèrement incliné. De plus, la tige de scellement 7 n'a pas une surface extérieure lisse mais présente des aspérités de manière à offrir une meilleure prise dans le béton 6. Le procédé de pose d'un rail 1 sur une assise de béton 6 au moyen d'un dispositif conforme à l'invention est décrit ci-après On fixe tout d'abord le rail 1, par les attaches élastiques 20, 21, sur la selle métallique 3 d'un dispositif de pose. Ces dispositifs de pose sont placés le long du rail 1, à une distance régulière les uns des autres, généralement comprise entre 0,55 m et 0,75 m et égale, de préférence, à 0,6 m. Le rail 1 est ensuite positionné sur le sol de manière à régler la géométrie de la voie de chemin de fer grâce à des dispositif de calage 18. On introduit ensuite une plaque formant coffrage 15 entre la selle métallique 3 et les plots 4, sous le dispositif de pose. Comme illustré à la figure 2, cette plaque peut être en plusieurs parties ou bien comporter des ouvertures pour le passage des portions de scellement 7, 12a. Cette plaque 15 peut être en polystyrène expansé. On coule ensuite le béton 6 autour des portions de scellement 7, 12a jusqu'au niveau de la plaque formant coffrage 15 puis on retire cette dernière après la prise du béton ainsi que les dispositifs de calage 18. Cette plaque disposée provisoirement sous la selle métallique 15, assure le maintien d'un vide 16 entre la selle 3 et l'assise en béton 6 (voir figure 4) et évite toute remontée du béton sur les plots 4. Le procédé de pose est donc relativement simplifié par rapport aux procédés de l'art antérieur qui obligent à fixer la selle 4 sur une dalle de béton préalablement coulée et réglée. Bien entendu, des plots de différentes raideurs peuvent être utilisés afin d'ajuster au mieux l'amortissement des vibrations en fonction des charges à l'essieu du matériel roulant et de la nature de l'assise. REVENDICATIONS 1 - Dispositif pour la pose d'un rail (1) sur une assise en béton (6), comprenant deux étages d'amortissement des vibrations, un premier étage d'amortissement comprenant une semelle résiliente (2) adaptée à être placée sous le patin (la) du rail (1) et des attaches élastiques (20, 21) pour fixer ledit rail (1), caractérisé en ce que le second étage d'amortissement comprend une selle métallique unique (3), supportant ledit premier étage d'amortissement, et au moins deux plots (4) ayant une forme tronconique et en matière résiliente, disposés de part et d'autre de l'axe du rail (l), ladite selle métallique (3) comprenant sur sa face inférieure en regard de l'assise en béton (6) des premiers moyens formant logement (l la, l lb), des seconds moyens formant logement (12a, 12b) étant fixés à ladite selle métallique (3) et étant adaptés à créer avec lesdits premiers moyens formant logement (lia, llb) des cavités tronconiques dans lesquelles sont logés lesdits plots (4), lesdits seconds moyens formant logement (12a, 12b) comportant une portion de scellement (7, 12a) adaptée à être noyée dans l'assise de béton (6). 2 - Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la portion de scellement (7, 12a) s'étend parallèlement à l'axe des plots tronconiques (4). 3 - Dispositif conforme à l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les seconds moyens formant logement (12a, 12b) sont fixés à la selle métallique (3) par un dispositif de serrage élastique (9, 10), disposé dans l'axe du plot (4). 4. - Dispositif conforme à la revendication 3, caractérisé en ce qu'une pièce (17) de longueur prédéterminée, située entre le dispositif de serrage (9, 10) et les seconds moyens formant logements (12a, 12b), est adaptée à régler la force de serrage élastique. 5 - Dispositif conforme à l'une des revendications l à 4, caractérisé en ce que la portion de scellement (7, 12a) comprend une partie (12a), assurant une bonne répartition des efforts dans l'assise de béton (6) et une tige (7) s'étendant dans l'axe de ladite partie (12a). 6 - Dispositif conforme à l'une des revendications l à 5, caractérisé en ce que les plots (4) sont en élastomère et acier adhérisés. 7 - Dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les plots (4) sont évasés vers le haut, le premier moyen formant logement étant constitués de saillies tronconiques (lla) et les seconds moyens formant logement comprenant des éléments (12a) formant récipient à parois évasées vers le haut, chaque plot (4) étant disposé entre une saillie tronconique (i la) et les parois dudit élément formant récipient (12a). 8 - Dispositif conforme à la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits éléments formant récipient (12a) sont noyés dans le béton (6). 9 - Dispositif conforme à l'une des revendications l à 6, caractérisé en ce que les plots (4) sont évasés vers le bas, les premiers moyens formant logement étant constitués de cavités (l lb) formant récipient à parois évasées vers le bas et les seconds moyens formant logement comprenant des éléments tronconiques (12b), chaque plot (4) étant disposé entre un élément tronconique (12b) et les parois des cavités formant récipient (i lb). 10 - Procédé de pose d'un rail (1) sur une assise en béton (6) au moyen d'un dispositif conforme à l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: a) fixer le rail (1) à espacement régulier par des attaches élastiques (20, 21) sur une selle métallique (3) d'un dispositif de pose; b) positionner ledit rail (l) par rapport au sol par des dispositifs de calage (18); c) introduire une plaque formant coffrage (15) entre la selle métallique (3) et les plots (4); d) couler le béton (6) autour de la portion de scellement (7, 12a) jusqu'au niveau de la plaque formant coffrage (l 5); et e) retirer la plaque formant coffrage (15) et les dispositifs de calage (18).