Brevet FR2936819A1 — publié le 20100409

La présente invention concerne une traverse en béton pour voie ferrée en zone urbaine, pouvant incorporer un revêtement végétalisé. Les plateformes servant de support pour les voies ferrées en zone urbaine, tels que des tramways, sont constituées d'une dalle, recevant soit des traverses, sur lesquelles sont fixés les rails, soit des longrines avec rails noyés. Une fois la position des rails réglée en altimétrie et alignement, les traverses ou les longrines avec rails noyés sont solidarisées avec la dalle support, par coulage d'une couche de béton, destinée à les maintenir ensemble au moins dans la partie basse des traverses ou des longrines. En règle générale, aucun dispositif ne permet de lier intimement les traverses avec la dalle support. De plus, quand les dalles sont construites sur place, cela représente des contraintes importantes, en termes de matériel, de volume béton à mettre en oeuvre , de durée et d'espace de chantier. Cependant, ce type de construction reste peu adapté à la mise en place de végétation, qui est pourtant une caractéristique recherchée dans les zones urbaines. Ceci peut s'expliquer par le fait que la surface d'échange entre le sol naturel et le substrat support gazon rapporté est inexistante sur la largeur de la plateforme, rendant ainsi les conditions de drainage et de tenue en humidité du substrat difficiles et peu efficaces. L'invention se propose de remédier aux différents inconvénients de l'art antérieur au moyen d'une traverse dont la longueur des blochets est réduite, la traverse étant insérée dans deux longrines disposées sous les files de rails. A cet effet, la présente invention a pour objet une traverse en béton pour voie ferrée en zone urbaine comprenant deux blochets latéraux de longueur réduite reliés par l'intermédiaire d'une entretoise, et des rails fixés sur chaque blochet par un dispositif d'attache, apte à recevoir un revêtement végétalisé type gazon ou minéral, et collaborant avec des longrines longitudinales, caractérisée en ce que ladite traverse est scellée au moyen d'un béton de calage dans lesdites longrines longitudinales, munies d' engravures à chaque extrémité sous lesquelles s'engagent des poutres transversales, lesdites longrines longitudinales étant munies d'un auget dans lequel s'insèrent les blochets, au moins dans leur partie basse. La voie telle que montée ci-dessus peut recevoir également des revêtements minéraux tels que des pavés, des enrobés, ou du dallage bétonné, à titre d'exemple. Cette configuration permet notamment d'assurer la continuité du principe de la voie et du procédé de pose, par exemple en zone de croisement de la voie ferrée avec la voie routière. On comprendra mieux l'invention en référence aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 représente une vue de côté de la voie ferrée utilisant la traverse selon l'invention, - la figure 2 est une représentation de la voie ferrée utilisant la traverse selon l'invention, vue de dessus ; - les figures 3a et 3b représentent respectivement une vue latérale et une vue en coupe de la poutre longrine longitudinale les figures 4a et 4b sont une représentation de la poutre transversale - les figures 5a et 5b sont une représentation détaillée de la coupe A-A de la figure 1, respectivement lors de la mise en place du blochet et prêt à l'utilisation ; - la figure 6 est une représentation de dessus de la voie ferrée utilisant la traverse selon l'invention dans une zone courbe ; les figures 7a et 7b sont une représentation de la mise en place des armatures des blochets dans l'état antérieur de la technique ;mais réduites en encombrement - les figures 8a et 8b sont une représentation latérale et de dessus d'une traverse munie d'une armature au niveau du blochet pliée perpendiculairement vers le bas. les figures 9a et 9b représentent respectivement une traverse munie d'une armature de blochet sortant sur les faces parallèles à l'entretoise et se trouvant ainsi dans le sens longitudinal de l'auget les figures 10a et 10b sont respectivement une vue latérale et de dessus d'un blochet, avec un dispositif de coffrage pour le passage des entretoises ; les figures 11 a, 11 b et 11 c représentent respectivement la traverse selon l'invention, avec des rails, quand la voie ferrée est en dévers, par utilisation de longrines co-planaires, par utilisation de longrines de hauteur différente, et par utilisation de traverses en dévers. La voie ferrée se compose de traverses 1, de longrines longitudinales 2, appelées également longrines principales, dans lesquelles s'insèrent des poutres transversales 3. Les traverses sont elles-mêmes constituées de blochets 4, disposés dans l'auget 2c de la longrine principale 2, au moins dans leur partie basse, et reliés entre eux par l'intermédiaire d'une entretoise de part et d'autre des longrines longitudinales,. Les rails 5 sont quant à eux positionnés et fixés sur les blochets 4 au moyen d'un dispositif d'attache, qui ne sera pas plus décrit dans la mesure où il ne fait pas partie de l'invention. Le fait de relier les blochets disposés en vis-à-vis de la longrine principale 2 au moyen d'une entretoise 6 va permettre de rigidifier l'ensemble de la voie ferrée et permettre ainsi de supporter des sollicitations transversales de la voie. Dans certains cas de pose ou pour des zones limitées en cas de gêne, un montage sans entretoise peut être opéré. L'invention comprend des traverses 1 associées à deux longrines longitudinales 2 et des poutres transversales 3, qui présentent une forme, des dimensions et des caractéristiques propres, destinées à leur coopération mutuelle et avec les autres éléments constitutifs de la voie ferrée. La longrine longitudinale 2 est munie sur sa face inférieure d'une engravure 2a, disposée à chacune de ses extrémités. Ces engravures 2a sont destinées au positionnement et au raccordement avec les poutres transversales 3. La face supérieure de l'engravure 2a de la longrine longitudinale 2 est pourvue de réservations 2b à chacune de ses extrémités. Ces réservations 2b assurent la fixation par brochage avec les poutres transversales 3. Dans le cas d'une voie ferrée ayant une forme courbe, les réservations 2b sont disposées différemment de manière à s'adapter au rayon de courbure et à l'emplacement des poutres transversales 3. La partie supérieure de la longrine longitudinale 2 est dotée d'une forme en auget 2c, présentant des dimensions légèrement supérieures à celles des blochets 4, de manière à permettre leur positionnement et leur maintien, par coulage d'un béton de calage, comme cela va être expliqué dans la suite de la description. L'auget 2c comporte deux becquets 2d, 2e disposés de part et d'autre. Le becquet 2d, disposé du côté intérieur de la voie ferrée, est muni d'encoches, destinées au passage des entretoises 6, de manière à ce que le pas de pose des encoches soit adapté à celui des entretoises, y compris dans les zones courbes. Le becquet 2e, disposé du côté extérieur de la voie, comporte des dispositifs 2f permettant de régler latéralement la voie ferrée, en particulier son alignement, avant le coulage du béton. Ces moyens sont, à titre d'exemple non limitatif, des vis de réglage 2f. Les faces latérales des longrines longitudinales 2 peuvent être munies de plaques vissées dans des douilles (non représentées) prévues à cet effet, destinées à faciliter leur alignement. Les dimensions de la longrine principale 2 sont adaptées pour répondre à diverses contraintes. Leur longueur est en effet ajustée et synchronisée au nombre de traverses, de manière à ce que la longrine principale 2 puisse recevoir un nombre entier de traverses 3. C'est le cas pour une voie ferrée en ligne droite. Pour une voie en zone courbe, les longrines principales 2 ont également une longueur qui permet de suivre la courbure, à la fois au niveau intérieur et extérieur de la voie ferrée, en fonction du rayon. A cet effet, les abouts des longrines principales 2 sont en forme de biseau. De plus, leur longueur sera réduite de manière à pouvoir disposer des poutres transversales 3 plus fréquemment dans les zones courbes, dans la mesure où ces zones subissent de nombreuses sollicitations latérales. La hauteur des longrines longitudinales 2 peut être dimensionnée de manière à ce que la plateforme de pose soit disposée à un niveau hors gel. La largeur des longrines longitudinales 2 est dimensionnée en fonction des sollicitations transmises au sol lors du passage des convois, et réduite à son minimum, de manière à ce que l'espacement entre longrines soit le plus important possible, afin de limiter la partie bétonnée, et permettre ainsi d'avoir une zone non perméable, propice à la mise en place de végétation, du type gazon. Les dimensions du blochet 4 seront réduites par rapport aux dimensions usuelles. Elles seront ainsi restreintes au strict nécessaire afin de permettre seulement l'incorporation de la table d'appui du rail et son système d'attache. Les poutres transversales 3, constituant la structure selon l'invention, présentent une section en adéquation avec les longrines longitudinales 2, en particulier au niveau des engravures 2a. Elles sont également munies de dispositifs de fixation, notamment des agencements de brochage 3a, à chacune de leurs extrémités, ce qui va permettre la liaison avec deux longrines longitudinales 2. Les agencements de brochage 3a sont positionnés différemment si les poutres 3 sont destinées au raccordement de zones courbes. La longueur des poutres transversales 3 est déterminée en fonction de l'écartement des longrines principales 2. Les poutres transversales 3 participent comme les longrines longitudinales 2 à la portance de la voie. Les longrines longitudinales 2 peuvent être coulées en place après positionnement de la voie. Dans ce cas les poutres transversales 3 qui pourront être préfabriquées peuvent être disposées au préalable et pourront supporter les dispositifs de relevage de la voie lors de sa mise en place. Les aciers d'ancrage 10 pourront indifféremment sortir en extrémité du blochet ou sur le bord latéral de ce blochet La mise en place de la voie ferrée peut être réalisée de la manière suivante. Une plateforme de base est préparée, avec des assises. Celles-ci sont constituées d'une première couche de fondation et d'une couche de base. La plateforme ainsi réalisée aura une portance en adéquation avec le dimensionnement des longrines longitudinales 2 et des poutres transversales 3. Afin d'illustrer ce qui vient d'être dit, un type de pose va être décrit : il concerne la pose de longrines 2 et de poutres transversales 3 préfabriquées Les poutres transversales 3 sont disposées sur la plateforme de base, avec les agencements de brochages 3a nécessaires. Les longrines principales 2 sont positionnées sur chaque brochage 3a de la poutre transversale correspondant. Un réglage minutieux de la position et de l'alignement des longrines principales 2 est réalisé. Cette opération peut être facilitée par la présence de plaques latérales sur les longrines principales 2. Les brochages des longrines 2 sur les poutres transversales 3 sont ensuite scellés, au moyen d'un coulis de scellement 11 sans retrait, permettant ainsi une liaison intime des longrines 2 avec les poutres 3. Un premier remblaiement entre les longrines longitudinales 2 et transversales 3 peut être effectué. La voie, comprenant l'ensemble formé par les traverses 1 et les rails 5, est alors installée. Les blochets 4, sur lesquels sont fixés les rails 5 par un dispositif d'attache 5a, sont insérés sur la longrine principale 2, dans les augets 2c. Une semelle filante, telle qu'une bande d'élastomère peut être disposée sous le rail 5, de manière à s'interposer avec le béton de calage, coulé lors de la dernière étape, comme on va le voir dans la suite de la description. Le positionnement des blochets 4 avec les rails 5 est réglé horizontalement et verticalement dans l'auget 2c. Des vis de réglage 2f, disposées au niveau des becquets de l'auget 2c, permettent de régler l'alignement de la voie. D'autres vis de réglage 7 sont destinées à régler le niveau altimétrique de la voie. Un capot de protection (non représenté) d'attache peut protéger les fixations d'attache du rail ainsi que le système de réglage de l'altitude. Les entretoises 6, délimitant l'espacement entre deux rails 5, s'insèrent dans les encoches du becquet 2d, côté intérieur de la voie. Elles sont obturées au moyen d'un masque 8, constituant une plaque de coffrage. Un taquet d'arrêt 9 permet de maintenir l'ensemble ; il peut être récupéré ultérieurement. Par ailleurs, les armatures d'acier 10, sortant du blochet 4, sont disposées préférentiellement soit perpendiculairement vers le bas, comme on peut le voir sur les figures 8a et 8b, soit dans le sens de l'auget 2c, comme indiqué sur les figures 9a et 9b. Elles peuvent cependant être disposées de façon classique, c'est-à-dire horizontalement, comme illustré sur les figures 7a et 7b. Un scellement 9 est réalisé dans les augets 2c, permettant ainsi la fixation de la voie au niveau des longrines longitudinales 2. C'est la longrine longitudinale 2 qui sert directement d'élément de coffrage. Aucun système supplémentaire n'est ainsi nécessaire. Le remblaiement final est alors effectué : il utilise préférentiellement de la terre ou le substrat, destiné à recevoir le revêtement végétal du type gazon. Dans le cas de voie avec revêtement minéral, celui-ci est mis en place sur un lit de pose. On bénéficie d'une cohérence pour les revêtements qui doivent laisser passer l'eau du type pavés drainants ou à écarteurs larges, caillebotis bois, par exemple. Dans certains cas ,la voie peut être posée en dévers. Trois types de constructions peuvent être envisagés, simultanément ou séparément. La voie ferrée peut être construite avec des longrines co-planaires,mais l'ensemble est posé sur une plateforme en dévers, les poutres transversales sont inclinées, comme on peut le voir sur la figure 11 a. La figure 11 b illustre une construction dans laquelle les longrines longitudinales 2 sont de hauteur différente du côté extérieur et intérieur de la voie, la poutre transversale étant disposée horizontalement. Le troisième type de construction en dévers est représenté sur la figure 11c. Le blochet est disposé différemment dans l'auget 2c, de manière à être plus ou moins inséré, de manière à créer une inclinaison. Le matériel roulant exerce sur la voie ferrée divers efforts, qui peuvent être verticaux, à cause du poids du convoi, longitudinaux dus notamment au freinage par exemple, et transversaux suite à la réaction à la force centrifuge dans les courbes. Ces différents efforts sont fonction du poids du convoi, du type de répartition des roues, de la vitesse utilisée par le convoi, et du rayon des courbes de la voie. Selon leur importance, les efforts transversaux peuvent être repris progressivement à la fois par l'entretoise 6 de la traverse, et par la poutre transversale 3 de liaison entre les poutres principales 2. Cette modularité du système support en poutraison permet ainsi de faciliter la reprise des efforts transversaux. La poutraison support selon l'invention peut être obtenue par un coffrage in situ des pièces ou par des produits préfabriqués mis en place sur une assise préparée préalablement. Dans le cas d'un coffrage in situ, des coffrages glissants peuvent être utilisés pour avoir des longrines continues, comme il est habituel de le faire. Cependant, l'utilisation d'éléments préfabriqués est préférée dans la mesure où le chantier est réalisé beaucoup plus rapidement, aucun délai de séchage n'étant nécessaire. Par ailleurs, les éléments ainsi préfabriqués sont plus précis, et peuvent comporter des inserts facilitant la mise en oeuvre de la voie ferrée, tels qu'un moyen de réglage d'alignement de la voie à titre d'exemple. La plateforme n'étant pas réalisée en un dallage de béton, donc non imperméable, ses propriétés sont directement dépendantes de la nature des matériaux utilisés dans les couches de remblai, permettant ainsi de faciliter le drainage et autoriser l'infiltration d'eau. Ceci va favoriser la mise en place d'un revêtement végétal. Par ailleurs, la traverse selon l'invention présente une longueur de blochet réduite, qui autorise une largeur de longrine longitudinale réduite permettant ainsi d'avoir un espace perméable le plus important possible, pour la mise en place de végétation. De plus, le fait de ne pas avoir un dallage béton en zone sous voie facilite la pose de gaines, caniveaux et autres éléments annexes, dans les zones hors poutraison. Lors d'intervention à postériori dans le cas de maintenance l'accès aux différentes canalisations sous voie est rendu possible. Par ailleurs, seuls les scellements sont réalisés sur place, accélérant ainsi la réalisation du chantier, dans la mesure où de nombreux éléments préfabriqués sont utilisés. Les scellements sont de plus facilités par l'absence de coffrages, qui limite en outre la présence de matériel encombrant sur le chantier. L'invention peut s'appliquer indifféremment aux traverses mono-blocs ou bi-blocs. De même, le type d'attaches des rails est indifférent. La traverse selon l'invention permet de réaliser des plateformes végétalisées, du type gazon, ou du type revêtement classique, comme les pavés par exemple, le but étant de limiter les surfaces imperméabilisées, afin de réduire la quantité d'eau à récupérer et à traiter par les réseaux d'assainissement et de favoriser la remontée d'eau par capillarité. La traverse selon l'invention permet de réaliser des plateformes avec revêtement classique, comme les pavés, béton désactivé, enrobé,.... 25 30 REVENDICATIONS1. Traverse 1 en béton pour voie ferrée en zone urbaine, comprenant deux blochets 4 latéraux de longueur réduite reliés par l'intermédiaire d'une entretoise 6, et des rails 5 fixés sur chaque blochet par un dispositif d'attache 5a, apte à recevoir un revêtement végétalisé type gazon ou minéral, et collaborant avec des longrines longitudinales 2, caractérisée en ce que ladite traverse est scellée au moyen d'un béton de calage dans lesdites longrines longitudinales 2, munies d' engravures 2a à chaque extrémité sous lesquelles s'engagent des poutres transversales 3, lesdites longrines longitudinales étant munies d'un auget 2c dans lequel s'insèrent les blochets 4, au moins dans leur partie basse. 2. Traverse en béton selon la revendication 1, caractérisée en ce que les blochets 4 sont fixés à la longrine longitudinale 2 au moyen de béton de calage 3. Traverse en béton 1 selon la revendication 1, caractérisée en ce que la longrine longitudinale 2 associée est munie de réservations 2b, au niveau des engravures 2a, s'insérant sur des éléments de brochage 3a disposés sur la poutre transversale 3, afin de permettre leur fixation. 4. Traverse en béton selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'auget 2c de la longrine longitudinale 2 est munie de deux becquets 2d, 2e, le premier étant disposé du côté intérieur à la voie, est pourvu d'encoches destinées au passage des entretoises 6, le second becquet 2e, disposé du côté extérieur à la voie, comprend un dispositif d'alignement latéral de la voie ferrée. 5. Traverse en béton selon l'une des revendications 1 et 4, caractérisée en ce que chaque blochet 4 est muni d'une armature sortante enrobée dans son corps, et s'étendant soit verticalement dans le sens de l'auget 2c, soit perpendiculairement vers le bas, ou latéralement, afin de permettre une liaison avec la longrine longitudinale 2. 6. Traverse selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif de réglage 7 altimétrique de la voie. 7. Traverse selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'une semelle filante est disposée sous le rail 5.>> 8. Traverse selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les longrines 2,et les poutres 3 sont obtenues par un coffrage in situ. 9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les longrines 2, et les poutres 3 sont préfabriquées. 10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les poutres 3 sont préfabriquées et les longrines 2 coffrées ou coulées in situ 11. Procédé de construction d'une voie ferrée en dévers utilisant une traverse 1 selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les longrines longitudinales 2 sont disposées dans un même plan, associées à une poutre transversale 3 inclinée. 12. Procédé de construction d'une voie ferrée en dévers utilisant une traverse 1 selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les longrines longitudinales 2 sont de hauteur différente, la poutre transversale 3 étant disposée horizontalement. 13. Procédé de construction d'une voie ferrée en dévers utilisant une traverse 1 selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le blochet est inséré à une profondeur différente dans l'auget 2c du côté extérieur et du côté intérieur de la voie. 25 30