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Superstructure de voie ferrée
L'invention a pour objet une superstructure de voie ferrée dans laquelle on utilise conjointement des traver- ses et des longrines, de préférence en matériaux artifi- ciels, par exemple en béton armé, dans le but d'augmenter d'une part la stabilité et la solidité et de permettre d'autre part la jonction des rails par soudure, sur des distances importantes, sans aucun danger ; le nombre de points d'appui et de fixation des rails sur leurs supports se trouve ainsi notablement augmenté par rapport aux dispositions usuelles, sans accroître cependant notable- ment la consommation en matériaux pour les supports par comparaison avec un système de support par traverses ayant la même résistance aux charges, de sorte que l'on bénéfi- cie ainsi des avantages des deux systèmes connus de supports de rails, par traverses et par longrines.
On peut, tout en augmentant la sécurité d'exploitation, réaliser une superstructure répondant beaucoup mieux que jusqu'à présent aux conditions statiques et construc- @
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tives du problème, sans augmentation sensible des frais d'établissement.
Parmi les systèmes de supports de voies ferrées connus, c'est actuellement le mode de support'par traverses qui est le plus développé; or, du fait de l'augmentation progres- sive de la vitesse et du chargement des trains, les efforts auxquels la voie est soumise croissent constamment et on ne peut y remédier que par un rapprochement des traverses, ve qui augmente beaucoup les frais de construction de la voie, sans cependant supprimer le moins du monde le risque d'une déformation de la voie, c'est-à-dire du déjettement des rails; ce risque est le principal obstacle à la jonction continue des rails par soudure, dont les avantages sont nombreux de ce mode de jonction. D'autre part, les traverses monolithes sont souvent soumises à des efforts de flexion exagérés, même sur un bon lit de ballast, par suite de la répartition inégale de la charge.
Le demandeur a reconnu qu'une superstructure de voie ferrée satisfaisante doit avant tout remplir les conditions importantes suivantes:
1 - Il faut chercher à réduire autant que possible: a) Tous les efforts subits par les rails, et en parti- cilier leur flexion dans le sens vertical. b) La pression exercée par les rails sur leurs supports (en particulier les efforts de flexion des traverses). c) La pression sur le ballast. d) La quantité de matériaux de ballastage. e) Les efforts sur les organes de fixation des rails. f) Le nombre des jeux de joints et par conséquent les efforts dynamiques qui en résultent.
2 - Il faut éviter: a) Le déplacement longitudinal des rails aussi bien par suite de la dilatation que par suite du cheminement ----. -
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des rails. b) La déformation ou le déjettement des rails dans le sens vertical et dans le sens horizontal.
3 - Il faut chercher à obtenir : a) Une largeur de voie constante. b) Un angle d'inclinaison correct des rails. c) La transmission transversale des efforts d'un rail à l'autre (solidarisation des deux rails au point de vue des efforts). d) Une répartition plus uniforme des efforts internes. e) Un niveau constant de la voie. f) L'évacuation de l'eau du ballast. g) Une réduction des frais d'entretien de la voie au minimumq
L'invention consiste dans une combinaison de traverses et de longrines telle qu'on bénéficie des avantages des deux systèmes, tout en évitant leurs inconvénients, ce qui permet en même temps une augmentation importante du nombre des points d'appui et d'ancrage des rails, de sorte que la voie répond dans une large mesure aux conditions sus-indiquées.
Grâce au rapprochement des points d'appui et de fixa- tion des rails, la voie remplit notamment les conditions in- diquées ci-dessus en 1 , a, b, c,d et e ainsi qu'en 2 ,a et en 3 - d et e; autrement dit, on réduit la flexion des rails et la pression exercée par ceux-ci sur leurs supports, et par suite les efforts s'exerçant sur ces supports et sur les divers organes de fixation; on obtient une répartition meilleure de la pression agissant sur le bal- last et par conséquent une meilleure élasticité, celle-ci étant obtenue néanmoins avec une quantité moindre de ballast;
grâce à l'augmentation du nombre d'organes de , on lutte efficacement contre les déplacements dûs
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à la dilatation et au cheminement des rails, on obtient une meilleure répartition des efforts et on maintient le niveau des rails constant.
En même temps les traverses permettent de remplir les conditions indiquées en 3 , a, b et c, c'est-à-dire le maintien nécessaire de la largeur de la voie, de l'angle d'inclinaison (1:20) ainsi que de l'effet d'entretoisement; de plus (par suite de l'interruption des longrines) l'évacuation des eaux, suivant f reste possible, tandis que, grâce à la disposition des éléments de longrines, on évite le déjettement suivant 2 , !le étant donné que ces longrines opposent aux pressions latérales une grande résistance, en raison de leurs larges surfaces latérales .
Ces éléments de longrines permettent d'ailleurs un rappro- chement des points de fixation des rails; par conséquent l'ensemble de la superstructure rend possible la jonction des rails par soudure suivant la condition 1 , f, ce qui permet d'éviter la majeure partie des effets dynamiques et assure déjà une diminution des frais d'entretien de la voie, condition indiquée en 3 , g.
Au dessin annexé: la figure 1 montre, à titre comparatif, une voie supportée à l'aide du système de traverses connu, et la figure 2 montre la disposition combinée de traverses et de longrines objet de l'invention.
On a supposé à la figure 1 qu'il s'agit d'une voie de largeur normale, dans laquelle les rails 1 reposent sur des traverses 2, ayant le rapprochement maximum usuel en Europe, la distance des points d'appui étant de 650 m/m.
Dans le dispositif suivant la figure 2, les rails 1 reposent alternativement sur des traverses 2 et des éléments de longrines ou blocs 3, de sorte que l'espacement des ,,oints d'appui, c'est-à-dire des. coussinets 4, ne dépasse
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pas 360 m/m, Comme on le voit, on prévoit, pour chaque rail, deux points d'appui et de fixation sur chaque élément de longrine, et un seul point d'appui ou de fixation sur chaque traverse. Les traverses sont un peu plus larges que d'habi- tude, mais par contre, et pour les raisons indiquées ci- après, elles sont plus courtes que jusqu'à présent. Les éléments de longrines sont relativement larges, et, étant donné qu'elles n'ont qu'une faible longueur, elles ne subis- sent aucun effort de flexion notable.
Comme la: charge verticale sur une traverse (pression des rails) est plus faible (la majeure partie de ces efforts étant supportée par les éléments de longrines) on peut lui donner une plus faible longueur et par cela même les efforts de flexion des traverses sont diminués. On sait notamment que les extrémités des traverses dépassant le milieu du rail de plus de 400 m/m transmettent mal la charge, et par suite ces traverses à longues extrémités sont plus nuisibles qu'utiles au point de vue des efforts de flexion.
L'économie de matière opérée de cette façon peut donc servir, le cas échéant,à une augmentation de largeur des traverses. de plus, dans ce système, l'intérêt des surfaces d'appui extrêmes des traverses au point de vue des efforts agissant latéralement est considérablement diminué, puisque ces efforts latéraux sont supportés principalement par les éléments de longrines (c'est-à-dire par chaque groupe de deux éléments de longrines côte à côte) qui possèdent une largeur latérale beaucoup plus grande.
Etant donné que les surfaces latérales extérieures de ces éléments de longrines sont beaucoup plus rapprochées du milieu du rail que les surfaces d'extrémités des traverses des systèmes antérieurs, la largeur de la couronne de ballast peut être établie en tenant compte de la position de ces surfaces latérales, 1 '-dire qu'elle peut être diminuée en conséquence
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(conditions 1 , d).
La résistance offerte par la superstruc- ture au déjettement latéral des rails se trouve considéra- blement augmentée, et par suite les rails peuvent être soudés ou reliés d'une façon quelconque, rigidement et sans jeu, en nombre quelconque, notamment en raison du rapprochement de leurs points de fixation successifs, ainsi que des efforts plus faibles qu'ils ont à supporter et par conséquent de la sécurité plus grande contre les dislo- cations, le cheminement et la rupture des rails. Finale- ment on augmente ainsi la stabilité de l'infrastructure et la sécurité d'exploitation, puisqu'on supprime les actions dynamiques les plus importantes.
REVENDICATIONS.-
1 - Superstructure de voie ferrée, comprenant des supports en matériaux artificiels, par exemple en béton armé, caractérisée en ce que ces supports sont constitués alternativement par des éléments de longrines ou blocs, supportant et maintenant les rails en deux ou plusieurs points, et par des traverses, indépendantes des éléments de longrines, supportant et maintenant les rails chacune en un point.
2 - Superstructure de voie ferrée suivant la reen- dication 1 , caractérisée en ce que l'espacement des points d'appui sur les éléments de longrines et sur les traverses alternés est notablement inférieur de 40 à 70% aux espace- ments employés dans les systèmes de traverses normaux.
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