Brevet FR2835003A1 — publié le 20030725

L'invention se rapporte à un procédé de construction d'une voie ferrée sur une dalle de voie en béton comportant des engravores destinées à recevoir les rails de la voie ferrée. L'invention s'applique notamment à la construction de voies ferrées pour train métro ou tramway. I1 est connu des procédés de construction de voies ferrées faisant appel à une dalle de voie en béton, ces procédés étant de plus en plus fréquemment employés car ils permettent une cadence de construction de la dalle de voie très rapide. Dans de tels procédés, le béton frais est généralement moulé en continu par une machine automatique qui suit le parcours de la voie à construire, la machine comportant un moule glissant comprenant deux rainures ménageant des engravures dans la dalle de béton. Après solidification du béton, les rails sont disposés par tronçons dans les engravures, soudés bout à bout, puis calés manuellement en hauteur, en écartement l'un par rapport à l'autre en laissant un jeu par rapport aux bords des engravures. Un matériau résilient, comme de la résine, est ensuite coulé dans les engravures. Cette technique est rapide pour la pose du béton mais présente l'inconvénient d'être lente pour la pose et le calage des rails. Elle est de ce fait réservée à des portions assez courtes, comme des passages à niveau. Aussi, un but de la présente invention est de remédier à cet inconvénient en proposant un procédé de construction d'une voie ferrée sur une dalle de béton dans lequel la mise en place des rails dans les engravures est grandement accélérée. A cet effet, I' invention a pour objet un procédé de construction d'une voie ferrée sur une dalle de voie en béton comportant des engravures destinées à recevoir les rails de la voie ferrée, caractérisé en ce que, après solidification du béton constituant la dalle de voie, il comprend au moins les étapes suivantes: a) mise en place des files de rails au- dessus des engravures de la dalle de voie, les rails comportant un patin recouvert d'une enveloppe en matériau résilient dont l'épaisseur est telle que le patin recouvert de son enveloppe est logèrement plus large que l'engravure; b) insertion en force du patin recouvert de son enveloppe dans l'engravure, la forme de l'engravure étant adaptée pour assurer, sous les efforts de compression du matériau résilient de l'enveloppe, une force réactive tendant à maintenir le rail au fond de l'engravure. Selon des modes particuliers de réalisation, le procédé de construction selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles: - lors d'une étape supplémentaire c), remplissage, au moyen d'une résine, du volume libre situé dans la partie supérieure de l'engravure de part et d'autre du rail, ladite résine renforçant 1'immobilisation du rail dans 1'engravore - préalablement à l'étape a), les rails d'une méme fle sont soudés bout à bout; - chaque engravure présente, au moins localement, une largeur diminnant du fond vers le haut de l'engravure; - les engravures possèdent une section trapézodale, la plus grande base de la section trapèze constituant le fond de l'engravure; - les bords de l'engravure sont inclinés de 3 à 15 par rapport au plan perpendiculaire au fond de l'engravure; - l'enveloppe recouvrant le patin des rails possède une forme présentant une surépaisseur de quelques millimètres par rapport à la forme complémentaire de l'engravure; préalablement à l'étape c), un apprét est disposé sur les bords de l'engravare et sur les côtés du rail de façon à favoriser l'accrochage de la résine; - la dalle de voie est obtenue par moulage d'une masse de béton frais en continu le long d'un parcours déterminé. On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de la présente invention, d'après la description donnée ci-après d'un mode de réalisation de l'invention, présenté à titre d'exemple non limitatif, en se rétérant aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe transversale d'une portion de voie représentant schématiquement, au niveau de l'une des files de rails, une étape du procédé de construction selon un mode particulier de réalisation de l'invention; la figure 2 est une vue en coupe transversale de la portion de voie réalisée par le procédé de la figure 1. Pour faciliter la lecture du dessin, seuls les éléments nécessaires à la compréhension de l'invention ont été représentés. La figure 1 représente une vue de détail d'une dalle de voie 1 en béton destinée à recevoir une ou plusieurs files de rails 2 à gorge, la dalle de voie 1 étant pourvue, pour chaque file de rail 2, d'une engravure 4 délimitée par des bords latéraux 4a et un fond 4b. Cette dalle de voie 1 est réalisée par exemple par un procédé de construction connu lO de l'homme du métier sous la dénomination anglosaxonne "slip-form" et est avantageusement coulée sur une plate-forme de propreté, non représentée sur la figure. Dans un tel procédé, la dalle 1 est construite en continu à l'aide d'une machine portant un moule se déplaçant le long du parcours de la voie ferrée, du béton frais étant pompé ou déposé devant la machine, le moule lui conférant une forme l 5 prédéterminée au fur et à mesure de l'avancement de la machine. La forme générale de la dalle de béton 1 est sensiblement rectangulaire, les engravures 4 destinées à recevoir les files de rails 2 étant réulisées par des rainures adaptées dans le moule. Conformément à la figure 1, la section transversale des engravures 4 est de forme trapézoïdale, les bords latéraux 4a étant légèrement inclinés, par exemple de 3 à 15 , par rapport au plan perpendiculaire au fond 4b, ce dernier constituant la plus grande base du trapèze. Les files de rails 2 sont constituées par une succession de rails 2 soudés bout à bout qui comportent, de manière connue en soi, un patin P en partie inférieure, une âme A pourvue de surface mutuellement opposée en partie médiane, et, en partie supérieure, un champignon C et une bavette B qui délimitent une gorge G destinée à recevoir le mentonnet des roues d'un véhicule ferroviaire. Conformément à l'invention, le patin P de chaque rail 2 est enrobé d'une enveloppe 3 en matériau résilient tel qu'un caoutchouc synthétique, par exemple en polyuréthane, cette enveloppe 3 possédant une épaisseur adaptée pour que le patin P muni de son enveloppe 3 présente une largeur légèrement plus importante que la largeur de l'engravure 4 au niveau du fond 4b. Une telle enveloppe 3 est avantageusement obtenue par moulage du matériau résilient autour du patin P du rail 2, ce moulage pouvant être réalisé sur chantier ou préalablement en usine. De manière préférentielle, l'enveloppe 3 recouvre également partiellement l'âme A du rail 2 en s'arrêtant en dessous de la forme du champignon C du rail 2 et comprend un contour extérieur sensiblement rectangulaire. Le procédé de construction selon l'invention va maintenant être décrit en référence à la figure 1 qui illustre l'étape d'insertion du rail 2 dans l'engravure 4, cette étape étant réalisée après la solidification du béton constituant la dalle de voie 1. Conformément à cette figure, la file de rail 2 est amenée au-dessus de l'engravure 4 au moyen d'un portique, non représenté, et le rail 2 est descendu progressivement en regard de l'engravure 4 jusqu'à ce que la face inférieure de l'enveloppe 3 recouvrant le patin P affleure la surface supérieure de la dalle de voie 1. Une force est ensuite appliquce localement et verticalement de haut en bas, par exemple au moyen d'une roue de pression circulant sur le rail 2, afin d'insérer en force le patin P du rail 2 à l'intérieur de l'engravore 4, les bords de l'enveloppe 3 se trouvant alors comprimés contre les bords latéraux 4a de l'engravure 4 en générant des forces compressives représentées par des flèches sur la figure 2. Du fait de la forme trapézoïdale de l'engravure 4, les forces de réaction des bords latéraux 4a sur l'enveloppe 3 tendent alors à centrer le rail 2 dans l'engravure 4 et la résultante de ces forces de réaction présente une composante verticale orientée vers le bas qui maintient le rail 2 au fond de la rainure 4, réalisant ainsi un premier blocage du rail 2 dans l'engravure 4. Conformément à la figure 2, une fois l'opération d'insertion effectuée, le volume libre disposé de part et d'autre du rail 2, dans la partie supérieure de l'engravure 4, est rempli d'une résine S telle qu'un polyuréthane, cette dernière venant adhérer sur les rails 2 et les bords 4a de l'engravure 4, l'accrochage de la résine S pouvant avantageusement étre renforcé par l'application d'un apprêt sur les bords en béton de l'engravure 4 et sur les côtés du rail 2. La solidification de la résine S participe à l'immobilisation définitive du rail 2 dans son engravure 4 et la résine 5 contribue également à l'étanchéité du dispositif contre les infiltrations des eaux, préservant l'installation contre le gel. Une telle résine S assure également un isolement électrique renforcé et protège l'enveloppe 3 sousjacente. Un tel procédé de construction présente l'avantage de permettre une accélération de la cadence de mise en place des rails dans les engravures et donc de réduire le temps de construction des voies ferrées. De plus, la précision dans l'emplacement des rails au sein de l'engravure est assurée automatiquement par la coopération des efforts de compressions de la résine et de la forme de l'engravure, ce qui permet de supprimer toute opération de réglages des rails. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de 1 5 l' invention. Ainsi, les figures précédemment décrites illustrent un procédé de construction d'une voie ferrée munie de rails à gorges, mais le procédé selon l'invention peut également s'appliquer à la construction de voies ferrées munies de rails de type "vignole", présentant un champignon sensiblement cylindrique, en laissant dépasser le champignon du rail au dessus du niveau supérieur de la dalle ou en laissant un espace libre d'un côté de l'engravure pour le passage du boudin de la roue du véhicule ferroviaire. REVENDICATIONS 1) Procédé de construction d'une voie ferrce sur une dalle de voie (1) en béton comportant des engravures (4) destinées à recevoir les rails (2) de la voie ferrée, caractérisé en ce que, après solidification du béton constituant la dalle de voie (1), il comprend au moins les étapes suivantes: a) mise en place des files de rails (2) au-dessus des engrawres (4) de la dalle de voie (1), les rails comportant un patin (P) recouvert d'une enveloppe (3) en matériau résilient dont l'épaisseur est telle que le patin (P) recouvert de son enveloppe (3) est logèrement plus large que l'engrawre (4); b) insertion en force du patin (P) recouvert de son enveloppe (3) dans l'engrawre (4), la forme de l'engrawre (4) étant adaptée pour assurer, sous les efforts de compression du matériau résilient de l'enveloppe (3), une force réactive tendant à maintenir le rail (2) au fond de l'engrawre (4). 2) Procédé de construction d'une voie ferrée selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une étape supplémentaire c) de remplissage, au moyen d'une résine (5), du volume libre situé dans la partie supérieure de l'engrawre (4) de part et d'autre du rail (2), ladite résine (5) assurant l'étanchéité du dispositif. 3) Procédé de construction d'une voie ferrée selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que préalablement à l'étape a), les rails (2) d'une même file sont soudés bout à bout. 4) Procédé de construction d'une voie ferrée selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque engrawre (4) présente, au moins localement, une largeur diminuant du fond (4b) vers le haut de l'engravure (4). 5) Procédé de construction d'une voie ferrée selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites engravures (4) possèdent une section trapézoïdale, la plus grande b as e du trap èz e constituant le fond (4b) de l' en grawre. 6) Procédé de construction d'une voie ferrée selon la revendication 5, caractérisé en ce que les bords (4a) de l'engrawre sont inclinés de 3 à 15 par rapport au plan perpendiculaire au fond (4b) de l'engravure (4). 7) Procédé de construction d'une voie ferrée selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'enveloppe (3) recouvrant le patin (P) des rails (2) possède une forme présentant une surépaisseur de quelques millimètres par rapport à la forme complémentaire de l'engravure (4). 8) Procédé de construction d'une voie ferrée selon l'une quelcouque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que préalablement à l'étape c), un apprét est disposé sur les bords (4a) de l'engravure (4) et sur les côtés du rail (2) de façon à favoriser l'accrochage de la résine (5). 9) Procédé de construction d'une voie ferrée selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la dalle de voie (1) est obtenue par