<Desc/Clms Page number 1>
Dispositifs d'assemblage des rails et de leurs traverses particulièrement applicables aux traverses en béton pré- contraint.
Alors que les traverses en béton armé donnent des résultats décevants en raison de la mauvaise résistance de ce matériau-aux efforts alternés'de cisaillement, le béton:
EMI1.1
précontraint par. son excellent comportement visV"1s de ces efforts permet de réaliser sans difficultés dtecel lentes traverses. \ Dans un certain nombre' de brevets, demandes,4t puy blicatio.ns antérieUrs; le Demandeur a mis ce fait 'en étt3= dence et indiqué plusieurs moyens*, de réalisation. On pour'*
EMI1.2
rait donc considérer le probleme des traverses.. en béton" : -précontraint comme résolu, si la fixatin . duA xai. y 1a tram verse ne soulevait de multiples difficultés pour lesquels les il n'existait pas encore de solution satisfaisante.
En effet, une bonne attache doit répondre ax con-
EMI1.3
ditions. suivantes : -.'transmettre à la traverse les è1'térts, imposés par le rail quelles qu'en soient I!intensit6 et 14 direction-' " sans créer dans'cette traverse aucune contrainte dont le ' ....-"'4 ,.......:" ....<:;
<Desc/Clms Page number 2>
béton ne puisse supporter indéfiniment la répétition et sans être elle-même arrachée ou altérée; - ne se desserrer que par l'usure des divers éléments de la voie et être facile à resserrer; .
- être insensible aux variations thermo-hygrométri- ques; être d'un prix peu élevé; - n'exiger que peu de métal pour sa réalisation; - ne comporter .aucune piècedifficileà fabriquecr ou trop.sensible à la corrosion; - permettre à volonté le serrage du rail ou le maintien d'un jeu ; - laisser éventuellement possible une variation d'écartement des rails sur une traverse donnée; - permettre des démontages et des remontages ra- pides, le remplacement des rails, la variation de leurs posi- tions par rapport à la traverse et le changement des pièces de l'attache sans que l'on ait besoin de retirer la tra- verse du ball ast.
La présente invention a pour objet un dispositif d'assemblage des rails et de leurs traverses qui satisfait aux conditions énoncées ci-dessus.
Selon l'invention, l'organe de fixation pinçant le rail contre la traverse est serre dans une alvéole, pra- tiquée dans celle-ci, par l'enfoncement d'un .coin également inclus dans ladite alvéole et qui peut être indépendant dudit organe ou combiné avec lui et les efforts dévelop- pés par ce serrage sont reportés à la matière constitutive de la traverse dans le sens des sollicitations préalables dé- veloppées par la précontrainte imposée à cette traverse.
La transmission de ces efforts au béton pourra être obtenue au moyen de pièces rigides convenablement usinées appliquées contre les faces de l'alvéole. On pourra accroître la défor- mabilité élastique desdites pièces en y créant des possi- bilités de déformation par flexion afin de mieux répartir 'les pressions de contact et d'assurer la permanence des efforts, malgré des erreurs de fabrication dans les alvéoles et les pièces y incluses. On pourra aussi.à cette fin uti- liser des pièces plastiques soit de manière permanente, soit lors du serrage seulement, les déformations devenant élas- tiques postérieurement à cette opération.
On peut également prévoir des pièces de réparti- tion élastiques, en caoutchouc par exemple susceptibles de permettre des déplacements verticaux élastiques de l'organe de fixation qui auront l'avantage d'éviter des desserra- ges, sous l'action des chocs répétés ou des vibrations. L'u- tilisation de fourrures en caoutchouc de ce genre pourra par contre développer des efforts supplémentaires dans une di- rection normale à celle de la précontrainte et nécessiter le renforcement de la périphérie de l'alvéole. Il en sera de même si, en vue d'accroître la puissance du serrages on utilise des coins agissant dans plusieurs directions à la fois ou plusieurs coins d'orientation différente.
En ce cas, il pourra devenir nécessaire de renforcer le béton qui en- toure l'alvéole au moins suivant une direction normale à celle de la précontrainte, habituellement longitudinale, im-
<Desc/Clms Page number 3>
posée à la traverse. Ge résultat pourra.être' obtenu en' précontraignant également le béton-dans le sens transversal.
L'organe de fixation du rail'sera avantageusement un crampon, mais on peut aussi utiliser un quelconque moyen de fixation par exemple un boulon avec écrou serrant un crapaud ou un tirefond de la forme ordinaire, cylindrique ou conique. Si l'on utilise un crapaud, celui-ci peut con- tribuer à augmenter au droit du rail la résistance de la traverse si on choisit sa forme et son appui sur la traver- se tels qu'ils soient en mesure de transmettre les compres- sions longitudinales, que subit celle-ci, à travers le pa- tin du rail.
Dans une forme de réalisation avantageuse, cet organe pénètre dans une alvéole de section rectangulaire dont deux faces sont à peu près normales à l'axe du rail deux faces sensiblement perpendiculaires aux premières et qui intéresse de préférence tourte la hauteur de -la tra-- verse de façon à éviter toute stagnation d'eau qui en ge- lant pourrait provoquer des éclatements,
On interpose de préférence entre la queue de l'or.... ' gane de serrage et les parois de l'alvéole des cales ou des fourrures destinées soit à permettre un certain déplacement, par rapport à la traverse, de l'organe de fixation, soit à faciliter le démontage,
soit encore à la répartition des efforts ou à plusieurs de ces fins simultanément et le tout est soumis à un serrage énergique par le déplacement dans cette alvéole d'un coin, de préférence à faible pente, agis- sant entre des surfaces qu'il pourra être avantageux de choisir métalliques, lisses et grasses, soit sur les deux ,faces du coin, soit sur une seule.
Comme.ce coin est dis- posé de manière à exercer son effort de serrage uniquement dans le sens où le béton est soumis à une contrainte préa- lable, les pièces disposées dans l'alvéole supportent une fraction, en généraleimportante, de la force de précon- trainte imposée en permanence au béton de la traverse par la tension de ses armatures longitudinales; on évite ainsi de faire supporter au béton des efforts de traction qui ne seraient pas compensés par des préoompressions préalables.
Si, cependant, le béton qui entoure 3.'alvéole se trouve soumis parle serrage à des efforts non orientés sui- vant la direction de la précontrainte principale;, il est' commode de précontraindre, au moins localement, le béton de la traverse suivant une direction normale à celle de ladite précontrainte principale. 'Ce résultat peut être ob- tenu à l'aide d'armatures transversales qui seront avanta- geusement mises en tension préalable par un jeu de coins forcés dans le mandrin destiné à ménagerl'emplacement de l'alvéole dans la traverse.
La description.qui va suivre, en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin fai- sant, bien entendu, partie de ladite invention. '
La figure 1 montre une forme de réalisation simple du mode d'attache des rails conforme à l'invention.
-La figure = est une variante comportant un contre- coin de desserrage.
La figure 3 est une coupe, parallèle à l'axe du rail, qui correspond àplusieurs variantes.
<Desc/Clms Page number 4>
La figure 4 est une coupe selon IV-IV de la figure 1.
La figure 5 est une coupe selon V-V de la figure 3
La figure 6 est une coupe selon VI-VI de la figure 2.
Les figures 7 et 8 sont des exemples de réalisation d'un'coin de serrage en béton pourvu d'une enveloppe mé- tallique.
La figure 9 est un schéma de la répartition des for- ces dans une section de la traverse.
La figure 10 est une variante de la figure 1 compor- tant principalement l'adjonction d'éléments en caoutchouc.
La figure 11 en est la coupe suivant XI-XI.
La figure 12 est une variante d'organes de fixation avec boulons et crapauds dont la figure 13 est la coupe sui- vant XIII-XIII.
La figure 14 est une variante avec utilisation de tirefond dont la figure 15 est la coupe par XV-XV.
La figure 16 représente un exemple de réalisation d'organes de fixation, variante de celui de la figure 12, et la figure 17 en est la coupe selon XVII-XVII de cette figure 16.
Les figures 18, 19 et 20 illustrent un exemple de réalisation d'un crampon de fixation.
La figure 21 est une autre variante illustrant un ti refond.
La figure 2a est la coupe selon XXII-XXII de la figure 21.
La figure 23 représente une variante du blochet de serrage qui est montré sur les figures. 21 et 23
La figure 24 est également une variante en coupe du mode de réalisation illustré par les figures 14 et 15.
La figure 25 permet de voir l'intérêt de l'adjonction d'une plaquede tôle de renforcement sur la paroi des al- véoles.
Les figures 26 et 27 d'une part, 28 et 29 d'autre part sont. des variantes correspondant à une forme de réeli- sation particulièrement avantageuse.
La figure 30 est un détail du coin utilisé dans ces dernières variantes.
La figure 31 est une coupe longitudinale d'une tra- verse en béton précontraint.
Les figures 32 et 33 illustrent un moyen de précon- traindre transversalement cette traverse et sont respective- ment des coupes par XXXII-XXXII et XXXIII-XXXIII l'une de - l'autre.
Enfin, les figures 34,35 et 36 représentent des alvéoles dans lesquelles on réalise le serrage de l'organe de fixation du rail suivant deux directions rectangulaires.
<Desc/Clms Page number 5>
Les -figures 37 et 38 sont deux vues d'organes de fixa- tion à boulons et crapauds présentant des avantages particu- liers.
Sur l'ensemble de ces figures,la traverse 1 com-
EMI5.1
porte une alvéole limitée par quatre.faces planes A, Bi C* D. Le rail 2 repose sur cette traverse par1'intermédiaire d'une sellette 3 d'un type connu. Il y est maintenu par un organe de serrage 4 comportant une tête 4a et une queue 4b pénétrant dans l'alvéole. Celle-oi est partiellement remplie par deux groupes de cales 6 et 7 qui permettent entre autres des variations de la position du rail par rapport à la tra- verse par modification de leur nombre ou de leur épaisseur, l'épaisseur totale de ces cales restant constante. Le coin de serrage 8, à faible pente; comble le vide-restant dans l'alvéole.
Dans certaines variantes, ee coin indépendant peut, cependant, ne pas exister et être' remplacé par la queue de
EMI5.2
l'organe de fixation (fig.12 en supposant les pièces- 7 8, 10, 11 réunies en une ,seule) ou par un blochet,entraîné ; en translation verticale par une traction exercée sur ,1 ',0;.'1" gane de fixation lui-même (fig.21).
Si l'on'utilise un coin indépendant, le serrage est obtenu par l'enfoncement du coin 8 à coups de marteau
EMI5.3
par exemple. Pour obtenir le démontage; il convient d'arra- cher le coin 8 ou l'organe de fixation, si celui-ci es.t un crampon, en exerçant un effort verticale par exemple en
EMI5.4
agissant à l'aide de vérins et de griffes sur de co1nëoQyentuellement sur le crampon. Cet effort d'arrachage doit naturellement être plus- puàssant, que les efforts maximer teaercés en cours de service sur le crampon ou.éventuellement stfr,lé coiniPour faciliter llarrachementi la tête 4a du crampon ou celle du coin, vues de profil sur la figure 1, pourront avoir, comme il est montré sur la figure 3, une forme en . queue d'aronde parallèlement à la voie..
Dans les variantes représentées sur les figures 2
EMI5.5
et 12, le mode 4e démontage est différent, Le Jserragft est toujours obtenu par l/.énfonoemeht du coin 8, tandis .que le desserrage se fera en chassant vers .le bas le goutre-coin 11, dont la pente pourra être supérieure à 'Celle du coin..Le, coin et le contre-coin sont séparés par une plaque 10 main-
EMI5.6
tenue en place par des oreilles 10s' que 1$on peut voir . sur la figure 3, Cette plaque assure la fixité du centre-
EMI5.7
coin 11 quand on enfonce le coin 8 et celle da 8 quand on chasse le contre-coin 11.
Les indications qui précèdent suffisent pour montrer
EMI5.8
qu'en agissant au serrage sur le) coin 8, lequel peut com- porter des faces lisses en contact avec d< autres sutaoes , lisses et éventuellement graissées, portées par.les pièces qui l'enserrent. on ne provoque.an serrage de la queue do crampon,et des pièces qui l'accompagnent qu'entre les faces
EMI5.9
A et B de l'alvéole. on développe'ainsi évidemment des cinq traintes de traction dans les sections de'la traverse compris- ses entre les faces A et B de part et Vautre'de l'alvéole.
En conséquence, le serrage n'est limité que par la nécessité de maintenir ces contraintes au-dessous',de la valeur des
EMI5.10
préeompxesslons réalisées. , la abric3a: de là traverse. Il est, en effet, indispensable d'éviter la formation de fiss- res qui pourraient devenir nuisibles dans le cas où elles se
EMI5.11
prolongeraient jusgibqx armatures en tension dont elles pour- raient faciliter la-oorrosion.
L'importance du serrage qui peut être réalisé dépend, donc de la valeur et de,la position initiale de la force de précontrainte imposée à la traverse,]Jans des conditions normales de fabrication cette précontrainte peut avoir une valeur très grande et permettre un serrage qui donne nais,-
<Desc/Clms Page number 6>
sance à des frottements très importants le plus souvent suffisants pour résister aux efforts imposés aux attaches par les rails.
Sous certaines conditions, la création do cet effort de serrage n'affaiblit pas la résistance de la traverse con-
EMI6.1
traitement à ce que l'on pourrait craindre à priori. Considé- rons, en effet, la figure 9 qui représente une section verti-
EMI6.2
cale du béton dans une portion de la traverse au droit d'une alvéole. Soit F la force de précontrainte permanente impo- sée aux armatures de la traverse par construction. Le serra- ge du coin 8 fait'naître dans le béton une force Fl de di- rection opposée à la force F si bien que le béton de la tra-
EMI6.3
verse, compris entre les plans 8 et B, n'est plus souois oueà la force ES, telle que la somme de Z et Fa équilibre la.force F.
Si l'on suppose que le chnrgemenb de la traverse crée un moment M, ce moment relèvera la force F d'une
EMI6.4
hauteur égale à hÎ et la portera donc en FI sans modifier sa valeur de façon appréciable. Ce même moment relèvera également Fl et Fa qui viennent en P 1 et F<8. Il est -'la- cile de voir que tant que F' restera au-dessous de F'l, F'2 restera au-dessous de F", c'est-à-dire pratiquement plus voisine de la fibre moyenne longitudinale de la traverse
EMI6.5
que cette dernière.
On peut en conclure que si cette oondi- tion est réalisée l'existence d'un moment fléchissant fera apparaître moins rapidement des contraintes de traction dans la partie de la traverse comprise entre les faces ter- minales de l'alvéole que dans les parties extérieures à ces faces, en d'autre termes que la présence du coin améliore dans cette région la tenue du béton de la traverse en dimi- nuant la probabilité de l'apparition de contraintes de trac- tion à la face inférieure.
Il se trouve que pour une traverse de section rectangulaire ou trapézoïdale, F est normalementsituée vers les 2/5 de la hauteur à partir de la base ou un peu au-dessus et la non-fissuration de celle-ci exige que F'
EMI6.6
rate dans le tiers central, c' es t-à-dire ne remonte pas au- dessus des deux tiers de cette même hauteur. La condition établie ci-dessus sera réalisée si F'1 est lui-même situé vers ce tiers supérieur ; condition réalisée avec des queues d'ancrage de longueur comprise entre les .3/3 et les 3/4 de . l'épaisseur de la traverse et un serrage uniforme sur toute la hauteur des pièces lorsque la traverse est au repos. Pour des sections de traverses autres que rectangulaires, il se- rait facile de trouver des conditions équivalentes.
On pourrait montrer également -et l'expérience con- firme le raisonnement- qu'une traverse ainsi établie résiste suffisamment bien aux moments négatifs, qui prennent nais-
EMI6.7
sance sous les efforts d'arrachement imposés -U.. crampons, notamment par l'inertie des traverses lors des mouvements de soulèvement rapide des rails qui précèdent et suivent leur chargement. Ce mode de fixation résiste égalementbien aux efforts d'arrachement et de desserrage des attaches dans leur partie haute, efforts dus à la flexion de la treverse, ce desserrage est, en effet, compensé per une augmentation du serrage dans la partie inférieure.
Ces résultats supposent toutefois que la force F de précontrainte n'est pas placée initi-alement trop près de la base de la traverse.
<Desc/Clms Page number 7>
On assupposé implicitement que le serrage obtenu par l'enfoncement du coin 8 est, ou uniforme, ou réalise selon une loi jugée plus favorable mais définie et connue* Ceci implique l'égalité de la somme des angles de l'ensemble des pièces mâles 6,4 ... etc... contenues dans l'alvéole et de l'angle des faces A et B de dernier peut être réalisé lors
EMI7.1
du moulagé de la traverse avec une tres grande pt$pision-;<à J' l'aide de mandrins de préférence métalliques usinés avec:.soin. et polis* Ces mandrins seront noyés dans la traverse et leu:
,enlèvement après durcissement sera facilité, par. le-frui.t donné aux faces du mandrin ou par un refroidissement de ce mandrin à l'aide d'un fluide 'très froid..On 'favorisera ce -
EMI7.2
refroidissement en ménageant une cavité dans ledi-t'mandrin.
De leur coté, la série des pièces mâles obtenues à la presse, par étirage, par moulage ou par usinage ont des formes. qui peuvent être réalisées avec une précision satisfaisante. ,
Ceci étant, les petites erreurs sur les an'gles que l'on n'aura pu éviter seront faciles à compenser parla défera
EMI7.3
mation des pièces mâles ou celles des faces de l'alvéole''sous'j l'effet du serrage.
On ne peut cependant guère, aompter"sur - les déformations purement élastiques'qui sont d'un'ordre- très petit à moins d'utiliser des pièce/:! , auxqueles ,on 'aura donné des possibilités de grandes déformations élst3:qusr> telles que celles qui seront décrites'en ragard des fi.gqies 11 6 à'"29 et il faudra utiliser les àéformati.ons plastiques ';1 et en particulier celles-très importantes que peuvent prendrez les matériaux frettés quand on dépasse .1a, contrainte d"90m- .J pression que peuvent supporter sans rupture les mêmes maté- riaux non frettés. Pour ce faire, on pourra u,tilier,lé,ait Y que les pressions locales développées par le.serrage des coins sont considérables et peuvent être augmentées autant qu'on le désire par une localisation voulue des efforts sur des zones limitées des surfacés d'appui.
Il,est naturellement possible de mettre eh oeuvre les considérations générales qui viennent d'être indiquées d'un grand nombre de manières qui'doivent être considérées comme équivalentes au point de vue de l'invention*.Dans la
EMI7.4
suite le Demandeur se contentera de décrire un cer.tair nôm.- bre de moyens de réalisation choisis parmi les plus simples ,,,lesquels ne devront être bien entendu considérés que'comme des exemples.
Dans le cas'de la figure 1, le crampon 4 sera de pré- férence en acier forgé ; il pourra être usiné si l'on ne peut obtenir de forge une précision suffisante. Ce. crampon pourra
EMI7.5
comporter une e en queue d'aronde ka (1'ig.) afin de faci- liter l'arrachement et en outre une rainure'5 pour assurer la position correcte du coin.
Afin de réaliser une économie de métal on pourra lui donner la forme illustrée par les figures 18, 19, 20, c'est- . à-dire le constituer par une queue 51 de section en 1 et une tête comportant éventuellement .des surfaces d'appui 52, pour l'arrachage, surfaces venues de forge par renflement local de l'âme de l'I. Cette forme joint à l'avantage d'une extrême résistance une économie de métal qui peut dépasser 65 %.par rapport aux tirefonds de modèle normal équivalents. Les'fa-
EMI7.6
ces 51' et 51" peuvent être parallèles ou former un angle ou- vert vers le bas ou le haut et d'autre part être légèrement' déformé selon le tracé en pointillé de la figure 20 pour donner lieu à des possibilités étendues de déformation soit élastiques, soit plastiques.
Dans les exemples des figures 1, 2, 10, la queue de
EMI7.7
n 1'organe de fixation est effilée vers le bas. On notera que
<Desc/Clms Page number 8>
s'il.existe un contre-coin de démontage, on pourra se dis- penser de réaliser la tête en queue d'aronde. Comme le 'mon- trent les figures 12, 13, 16, 17 ,: on peut également con- cevoir les organes de fixation ayant une forme effilée vers le haut venue de forge comme sur la figure 12 et les figures'
26 et 28 ou constituée par exemple comme sur les figures 16 et 17, d'une queue forgée 15 enrobée de métal moulé sous pression, de béton fretté ou protégé par une enveloppe 16 de tôle mince par exemple.
Le coin lui-même pourra être également en acier forgé et usiné. Les figures 7 et 8 montrent toutefois qu'il est possible de réaliser ce coin à l'aide d'une enveloppe
15 remplie de béton 16 ou à l'aide de deux demi-enveloppes
15a et 15b éventuellement reliées par des points de soudure et également remplies de béton.
Etant donné que le réglage en épaisseur peut être facilement obtenu par le jeu des pièces 6 et 7, l'angle du coin peut être très allongé de l'ordre de 1/50 par exemple, c'est-à-dire qu'un enfoncement de 30mm entraîne un serrage de 1 mm.
Les cales d'épaisseur 6 et 7 peuvent être en mor- tier moulé à base de liants divers éventuellement additionné de charges fibreuses (amiante ou laine de verre) ou fretté et armé de toutes les manières convenables de façon à éviter toutes les possibilités -de pulvérisation par écrasement. On pourra en particulier envelopper complètement les cales d'u- ne tôle mince (voir en particulier en 44 sur la figure 1 et en-45 sur la figure 25). On pourra aussi les réaliser en ma- tière plastique moulée, en métal découpé, forgé ou moulé, en bois bakélise, etc..
Il sera toutefois'préférable de conserver à la pièce 6 qui détermine la position du crampon 4, donc celle du rail 2 une faible déformabilité. Pour éviter le déplace- ment des cales 6 et 7, on pourra les maintenir par des oreil- les prenant appui sur les bords de l'alvéole telles que cel- les qui ont été représentées en 10a sur la figure 3. On pour- ra aussi comme le montre la figure 12 utiliser un crampon 51 qui viendra prendre appui dans une encoche 32 du bord supé- rieur de l'alvéole ou placer au fond de l'alvéole une butée
33 qu'on pourra faire venir de moulage. Enfin comme le mon- tre la figure 1 on pourra transformer en étriers de soutien
53 des,cales intermédiaires minces et métalliques et empêcher ainsi le déplacement des autres cales.
L'alvéole ou l'un au moins des éléments qui y sont inclus devra en général être rendu suffisamment défor- mable pour obtenir une loi de pression régulière sur les fa- ces A ou B de ladite alvéole, malgré une petite différence entre les angles des parties mâles et femelles emboîtées l'u- ne dans l'autre. Différents moyens pourront être utilisés à cette fin.
Sur les figures 10 et 11, par exemple,on a représenté une pièce 7 formée d'une tôle 17 échancrée aux quatre angles, repliée sur les quatre bords et complétée sur la face avant par une tôle plane 18. On délimite ainsi un espace clos pa- rallélipipédique que l'on peut garnir à l'intérieur de mor- tier frais de ciment bien plastique. On provoquera, en' enfon- çant'le coin, une déformation de l'ensemble de la tôle et du ciment qui prendra la forme exacte de l'espace qui lui est offert. Le serrage puissant qui interviendra ensuite chassant l'eau par les fentes des angles fera durcir le mortier et le mettra en état de résister à des pression mettant la tôle en tension.
En conséquence, la résistance de l'ensemble ne sera
<Desc/Clms Page number 9>
EMI9.1
limitée que par çelle de la ta-1:ej des pressions- .de plu- -'10 sieurs centaines da kilogs par cm2 peuvent ainsi être sup- portées par le mortier frais.
EMI9.2
Si l'on se reporte â, la fig. '25 ±n remarque que la déformation de cette sorte de sac en tole métalligüe fait naître, sous l'influence des. pressions 46 dues à .lacs tion du coin+ des efforts 47 mettant la tôle 45 en tension et par suite également la face B- de l'alvéole avec laquelle.. cette tôle 4 est' en contacta cette paroi subit ainsi un
EMI9.3
effort de traction. Il petit etre nécessaire'de ltarméri - . fortement pour qu'elle puisse résistera cette s'l,lc.tation, on y parviendra à l'aide à'ane tôle 48 qu,i peut âtre" plane ou en g0u.ttière, noyée dans le béton à la o.ottlê.e ,Oll : libre dans l'alvéole.
Après la prise du. mortier grandement hâtée et
EMI9.4
améliorée par la compression et 1'essoratio± qui.'en. r6àtilteï la tôle d'enveloppe deviendra inutile et sa corrosion âven tuelle serait sans inconvénient. ' ' ' .
EMI9.5
Il est évident qu.*au. lieu. de ciment on pourrait 1: employer une pâte dont le liant' serait une 'bakélite non durcie par exemple. Après serrage du coin, on pourrait en provoquer le durcissement par chauffage puis achever le serrage.
Si'la différence entre l'angle des pièces mâles comprises dans l'alvéole et celles de ladite alvéole est faible, et ce sera le caa le plus fréquent$ on pourra éviter la manipulation de mortier frais, en le remplaçant par du mortier ayant déjà fait prise mais encore éloigné de son durcissement maximum. Il sera d'ailleurs possible de , retarder à la demande ledit durcissement en ajoutant au ciment de ce mortier de l'argile, de la chaux ou. d'antres corps connus pour leurs propriétés retardatrices de la prise et du durcissement.
L'enveloppe extérieure des pièces 6et 7 pourra dans ce cas se réduire à, un tube aplati en tôle mince très
EMI9.6
déformable oavert à ses extrémités, voire même à une simple frette dé.i7.3 capable de grands allongements. En enfon- gant le coin, on atteindra rapidement le taux d'écrasement du béton non fretté et à ce moment les pressions croîtront à peu près proportionnellement à, l'enfoncement du coin et à la densité du frettage transversal: Ainsi sur la fig. 5, la pièce 7 est constituée d'un tube allongé 43 rempli de mor- tier tandis que sur les fig. 1 et 4 le chiffre de référence
41 correspond à une frette de fil fin dont la distance entre les spires est plus petite au voisinage des extrémités qu'au: centre de la pièce;
en outre il a été prévu des armatures longitudinales 42.
Lorsque la compression est réalisée les déforma- tions ultérieures du. système des alvéoles et de leur rem- plissage deviennent parfaitement élastiques et suivent à peu près la loi de Navier. Cette circonstance est évidem- ment très favorable au maintien de la résistance de la tra- verse aux flexions positives et négatives et au déplacement . vers le'milieu de l'épaisseur de/12. traverse des compressions exercées sur la queue du; crampon au cas d'un effort d'arra- chage exercé sur le crampon.
On peut évidemment, sans sortir de l'invention, modifier tant la disposition que l'ordre des différentes, pièces. Leurs matières constitutives peuvent être quelcon-
EMI9.7
quas et elles peuvent, comporter des associations de tôle '
<Desc/Clms Page number 10>
etd'armartures découpées, laminées, forgées ou étirées, de pièces moulées à chaud ou 2, froid, des crampons et organes de tenue provisoire ou définitive, des revêtements en maté- riaux divers, de préférence minces pour abaisser les frotte- ments, des stries de forme quelconque pour les augmenter ou pour limiter les surfaces d'appui et faire croître et rà- gler leur déformabilité.
Dans le même but. des pièces in- tercalaires pourront etre constituées par dns feuilles en métal poinçonnées ou des fils repliés.
A titre d'exemple, on a fait figurer en 19, sur les figures 3 et 5, un fil plié en zig-zag et pressé contre une surface plane plastique dans laquelle il pénétrera de quantités croissantes avec la pression. On obtient ainsi un moyen de régler cette pression et en même temps, de créer entre les pièces 7 et la surface B un coefficient ae frottement'très élevé. Aux fins d'enrober ces grilles poin- çonnées ou ces fils, ou pour constituer des éléments in- termédiaires entre deux es pièces comprises dans l'alvéole, on pourra employer des pates capables de durcir telles que des mortiers déciment. Suivant les cas, il sera commode de méler à ces pâtes des charges capables d'abaisser les frot- tements, par exemple du talc, ou de les augmenter, par exemple du sable a angles très vifs ou des abrasifs de tous genres.
Enfin il sera également possible d'isoler les faces
A et B des éléments en contacts par une feuille de bois, de papier, de métal, etc... afin de conserver l'intégrité de la forme de l'alvéole en cas de démontage.
On peut réaliser de nombreuses combinaisons entre les angles des faces A et B et les angles propres de cha- cune des pièces males, soit 4b, 6,7, etc....
Si les angles des différentes pièces mâles sont bien choisis, tout desserrage par traction de bas en haut est impossible tant que cette traction demeure inférieure ou. plus faible que tous les produits obtenus en multipliant la pression de serrage par la somme des angles de frotte- ment sur deux quelconques de ces surfaces, par exemple entre
6 et 20 et entre 11 et 23 sur la figure 2, prises de part et d'antre de l'organe ou du groupe d'organes sur lequel s'exerce la traction (organes qui peuvent être le crampon ou le coin de serrage), cette somme étant diminuée de l'an- gle de ces surfaces.
Par une valeur suffisante donnée à cette traction, on peut toujours obtenir le démontage à condition que l'angle des deux surfaces pour lesquelles le produit est minima soit ouvert vers le haut sinon la traction ne ferait qu'augmenter la pression sans' autre' limite que la rupture des pièces.
En ce cas, le démontage exige l'emploi d'un contre- coin approprié tel que celai qui a été figuré en 11 sur la figure 3 et qui porte le même chiffre de référence sur les figures 12 et 13 ; mais on remarquera que le raisonnement qui vient d'être fait pour la queue de l'organe de fixation s'applique égalment au contre-coin 11, c'est pourquoi il sera bon que ce contre-coin soit isolé par des plaques tel- les que 10 directement au contsct ou non, de manière à ce que l'on soit certain que l'ensemble entraîné par le mouvemen du contre-coin ait un angle limite ouvert vers le bas. Comme complément de ces considérations, on signalera ou'il est possible de modifier à volonté les angles de frottement.
On peut les diminuer à l'extrême par exemple par 1'adonction de clinquants à face glissante graissée qui réalise f=O,IO
<Desc/Clms Page number 11>
EMI11.1
(moins même s'il s'agit d'un métal mou antifria-tioul oncles augmenter considérablement en utilisant des grilles,. des.', fils repliés,. des enduits â base d-tabrasifst, de rés.ines.'OtU.'-'âe caoutchouc, certaines gommes choisies donnant-des'valeurs de f voisines de l'unité t'Etant donne la variété de ces;
Moyens on pourra combiner des attaches variant à l'infini dans leur détail sans sortir du cadre de l'invention.., ' ,
Les dispositions qui viennent d'être ''décrites permettent de réaliser des pressions très élevées et régu- lières sur l'ensemble des pièces 4,6, 7, 8,11, etc..* et par suite d'assurer une-très bonne résistance des crampans
EMI11.2
aux tractions verticales tout en permettant an d6,montEï e j' facile. On, peut toutefois craindre un desserrage sous ge
EMI11.3
dtefforts violents et répétés exercés sur la tete, des, oram- pons parallèlement à la voie.
On améliorera considérablement,
EMI11.4
la résistance à ce genre d'efforts en introànisant, par exemple en 20 et 21 sur les figures IO à 13, dea bandes de . caoutchouc ou d'une matière de propriétés analogues. La position de ces bandes entre les pièces comprises, dans l'alvéole- peut être quelconque mais leur maximum d'effica- cité sera obtenu en les paçant au contact de la queue 4b.
En conséquence des observations précédentes relatives aux possibilités de démontage, on observera toutefois qu'il est difficile de provoquer un glissement d'une surface quelconque sur du caoutchouc, le coefficient de frottement de l'acier sur le caoutchouc par exemple est très, élevé et le polissage des surfaces ne le diminue pas.
Dans l'exemple illustré par la figure 10 qui correspond à une disposition très¯simple et très efficace, le démontage s'effectuera par exemple en exerçant.une trac- tion sur la tête 4a, traction d'intensité très supérieure aux efforts de service. On provoquera ainsi un glissement sur les surfaces de contact entre la plaque 10 et le coin 8 d'une part et, d'autre part entre la surface de caoutchouc 20 et la cale 6. Oomme ce glissement serait difficile en raison de la présence du caoutchouc, on intercalera avanta-
EMI11.5
geusement enre la bande de colitchoue 0 et la cale 6 une féuille de tole mince 23 qui favorisera l'arrachement à con- dition de laisser un vide entre le haut de cette plaque et le patin du rail.
On peut d'ailleurs aussi effectuer le démontage en tirant sur le coin 8.
Il est à remarquer sur cette figure 10 que l'angle des faces de la queue 4b étant ouvert vers le haut;le crampon ne sera jamais serré contre le rail à cause de la présence du caoutchouc, en revanche le démontage sera facile.
Si ces faces étaient parallèles le démontage ae serait possible que par le glissement de l'ensemble des pièces 4, 21, 10 et 8 ou 1 arrachage du coin 8. Si l'angle én question devenait obtus, tout desserrement par les efforts, de service se trouverait rendu impossible, mais le démontage serait par contre inopérable sauf par un arrachage du coin. 8 qui
EMI11.6
peut être impossible par défaut de moyens, de préhenaion..
Dans le cas des. fipi 2 et 12 qui représentent des., variantes utilisant un contre-coin de démontage la. pla.qu.e de- iaau,t- chouc 21 peut être placée au contact de la cale 7;'a'est,, le cas, de la fig. 2,. Il convient alors de disposer llne' pla;:;' que isolante 25 entre, la surface de aaoà5Qhouç 81'et le coin 11. Le démontage pourra se faire 'en éhas3ant'le.apin 11 mais on constate en particulier pour la i'.g.Z qao"tout dé- montage par traction es,t impossible,le coIn 8' étant inacces- sible.
<Desc/Clms Page number 12>
Le rôle du caoutchouc est de limiter les contrain- tes développées par les chocs et de les maintenir au-dessous de la résistance du système en permettant un déplacement lastique du coin. Il est évident que ce caoutchouc peut ere remplacé par toute autre matière pouvant jouer le meme rôle, par exemple du liège, du bois ou du feutre com- primé. Toutefois, ces matières donnent en.général des résultats inférieurs.
Par les moyens qui viennent d'être décrits, on obtient des résistances illimitées à l'arrachement. Dans ces conditions,rien n'empêche de constituer latête'de l'organe de fixation par un boulon tel que 25 muni d'un écrou 26 serrant un crapaud 26a, ainsi qu'il est montré par les figures 12 et 16. On remarquera toutefois que dans l'exemple de réalisation représenté par la fig.12, 1'usage du contre-coin 11 n'est pas indispensable) le démontage pou- vant etre obtenu après desserrage de 1'éerou 26 par le sim-0 ple enfoncement du boulon.
Dans ces conditions, on peut utiliser la queue de l'organe de fixation comme coin de serrage, ce que l'on pourra réaliser en supposant sur la fig. 12 les pièces 8, 10, 11 confondues avec la pièce 7, la queua 4b pouvant) à titre de variante, prendre la forme des fig. 16 et 17, ou comme le montre la fig. 21, solida- riser la queue de cet organe avec le coin et obtenir le déplacement de ce dernier par l'action exercée sur 1'orga- ne de serrage.
Sur les figures 37 et 38, les tiges filetées 104 solidaires des coins mâles 105 serrent par les écrous 103 les crapauds 106 à la fois sur la traverse 101 et sur le 'rail 103 La surface d'appui de ces crapauds sur la traverse est ménagée sur des bossages 107 de la face supérieure de celle-ci. Cette disposition assure, outre un meilleur main- tien latéral du rail sur la traverse, uno augmentation locale du moment d'inertie de la section de celle-ci, du fait que la table de la traverse, comprimée sous les ef- forts de flexion, se trouve majorée de la hauteur du patin ou. de celle des crapauds, étant donné que les efforts de compression se transmettent à travers les crapauds et le patin.
Etant donné la qualité de ce genre d'attaches, en règle-générale, deux jeux sont suffisants pour chacune des -traverses*
1'exemple da la figu21, qui correspond toutefois à une solution moins avantageuse que les précédentes, ressem- ble à des formes de réalisation qui ont déjà été utilisées avec des traverses en béton armé ordinaire. On sait, en effet, que pour assurer le vissage des tirefonds dans ces tra- verses on a parfois utilisé des blochets en bois ou en ma- tière moulée, voire en béton, de forme essentiellement co- nique ou pyramidale, introduits par la face inférieure de la traverse dans une alvé'ole correspondant à l'emplacement du. tire fond'.
La différence de ces formes de réalisation connues avec celles qui fait 1'objet de l'invention est toutefois essentielle. En effet, par suite des coefficients de frot- tement élevés, des pentes relativement fortés des faces du bloche't et de la faible valeur des sollicitations verticales qui peuvent etre obtenues avec un tirefond, on ne réalise dans ces systèmes, entre le blochet et les faces de l'alvéole que des pressions modérées et précaires s'exerçant en général en ,toutes directions et dans des conditions que des
<Desc/Clms Page number 13>
circonstances imprévues de fabrication 'et de pose peuvent changer du tout au tout* Il y a dailleurs. intérêt à conserver a ces efforts des valeurs modérées pour éviter la fis- suration des traverses.
Dans ces, conditions, la tenue des attaches est due non,au,-, frottements s'exerçant entre cet organe et les fa.ces de l'alvéole normales à ces efforts, mais uniquement à l'appui normal et plus- ou moins bien réalisé du blochet contre les faces de'l'alvéole soumis de ce fait à des ef- forts qui peuvent être normaux à la plus grande dimension des traverses.
Dans l'exemple de réalisation montré par la fig.21 le blochet n'entre en contact qu'avec deux faces de l'alvéo- le et les pentes de ce blochet ainsi que le coefficient de .' frottement de ces faces contre les parois de l'alvéole sont . choisis tels que l'on obtienne un serrage énergique de ce blochet à l'encontre des forces. de précontrainte existant dans le béton.
Ce serrage petit d'ailleurs'être augmenté par l'action d'un coin. ,
Le tirefond 61 est vissé dans un blochet 62 en béton par exemple armé' longitudinalement en 63 frotté en 64 et muni de toutes armatures et renforcements meme non figurés pour lui permettre de résister à tous efforts normaux aux faces A et B, une cale de démontage 65 éven- tuellement plastique permet de mettre en place le blochet par'la face supérieure de la traverse et. de le retirer lorsque, après avoir desserré le t'irefond et frappé sur sa
EMI13.1
tete,....on a rendu à, cette cale une certaine liberté. Grace aux tôles 66 et 67 on peut à volonté modifier le. coefficient de frottement du blochet contre les. faces.
A et B de son logement et permettre par*la remontée du. blochet, un ser- rage efficace. S'il n'est pas possible d'obtenir- un ser- rage suffisant dans l'alvéole, on peut adjoindre comme pré- cédemment à l'ensemble un coin auxiliaire 8 de serrage
EMI13.2
opmplémentaire. La fig. 2& montre que le blochet 62 peut également etre un bloc fait de lames de bois collées à 1'ibreB,recroiséesj on peut eussittiliaorg bien entendu., une matière quelconque moulée pourvu que sa résistance soit suffisante.
On peut modifier lea directions des, faces du
EMI13.3
coin qui peuvent cesser dtêtre symétriques aux ltfte du. tire fond pour faciliter la manoeuvre du coin*
EMI13.4
La'fig. 14 montre que l'on peut aaasi ttiZier l'action exercée sur 1''organe de- fixation de- manière à provoquer le serrage par une modalité différentes Le tire-
EMI13.5
fond 29 est conique'et porte un filetage, qlIe'lco,nqU:e... En: le vissant on tend à écarter les. deux pièces 27 ¯et: 28[qui aoustituant chacune une sorte de dem1-êcroll. Ceux-ci tour- ront être en bois bakélite, à fibres croisées'comme, ar la fig9 24 en fibro...c:ttt1ent.' el1 -Métal mQu1é" S.OI1a presaiO\:f:; A voire meme en mortier protégées ou.-renforcés3 par des. r6v ,O" temen'ts 29 de tôle mince.
Le desserrage de cet organe'dé fixation sera obteau par le dévissage du. tirefond-.avec une clé, Comme précédemment, on pourra interposer en 20-et 21 des éléments en outchouc ou adjoindra- un a,oin 8 de serrage supplémentaire. ,
EMI13.6
Une forme de réalisation parti callbepraent hetitense est représentée par les fig6 86 et 8' ieli, "6ullê norma'le au rail et. par les fig. 87 et 29,cîui sont respectivement'des cotipea selon XXVII - XXVII et XXIX - XXDE des fig,6 e 38.
Les faces A B; Ci ï7,de ltalvole forment des angles dibdres ouverts vers 19'h8Ut pe qui facilite' le
<Desc/Clms Page number 14>
démoulage des noyaux fixés à la paroi du moule de la traver- se. La queue 4b du crampon 4 comporte un angle ouvert vers le bas et sa section a la forme d'un 1 dont les ailes 90 sontevasées, c'est-à-dire ont en section, comme le montre la Fig. 27, la forme d'un V très ouvert. La queue 4b de ce crampon forme ainsi ressort lorsque par le serrage on aplatit les ailes de la section. Le coin 8 est muni, comme le montre la fig. 30, d'une queue d'hironde 91 Les cales 7 sont comme précédemment plastiques et en béton fretté et la paroi B de l'alvéole avec laquelle elles sont au contact est renforcée d'une tole 92 noyée dans le béton au moulage.
La variante de la fig 26 comp orte une cale de réglage 6 maintenue par un remplissage 93 de béton coulé à demeure. Sur'la variante de la fige 28, la cale trapé- zoïdale 94 remplace la cale 6 et le remplissage 93 de 1a fig. 26. Sur les fig. 28 et '29 il a été prévu en outre une garniture de caoutchouc 20, 21 analogue a, celle qui a dejè été utilisée sur les variantes décrites précédemment. On a interposé en outre entre la garniture de caoutchouc 21 et le coin 8 une lame métallique 95.
En enfonçant le coin 8, on serre le crampon 4 contre le rail. Par contre les tractions exercées sur ce crampon ne se répercutent pas sur le coin 8 car le frotte- ment du crampon contre le coin, c'est-à-dire métal contre métal éventuellement avec interposition d'une pellicule de graisse est de toute façon inférieur au frottement du coin 8 contre la cale 7 en béton. Ce raisonnement qui vaut pour la fig.'26 s'applique également à la variante de la fig.28 .sur laquelle l'interposition des cales de caoutchouc isole mieux encore le crampon du coin.
Le coin 8 ne peut donc jamais remonter de lui-même et tout desserrage est impos- ible. Si,'au contraire, on enfonce le crampon 4 ce ne peut etre que de quantités très faibles et l'élasticité du système,notamment ce'lle des ailes 90, assure la constance du serrage.
Pour démonter ce mode d'attache il conviendra de tirer fortement sur le coin 8 avec une mâchoire d'ar- rachage actionnée par exemple par un fort vérin à vis, tan- dis que simultanément on frappera sur la tête du crampon pour faciliter le glissement. Il est évident que l'arrachage selon la face A de l'alvéole est impossible en raison du frottement élevé ciment sur ciment. Afin d'éviter la su- jétion de l'utilisation d'un vérin à vis ce mode d'attache pourra éventuellement etre combiné avec un contre-coin de démontage tel que celui décrit en regard des figures préeéda tes.
Dans tout ce qui précède, on a envisagé une di- rection de serrage unique sur la queue de fixation par ' utilisation d'une direction d'effort parallèle à celle de la précontrainte donnée à la traverse. Ce moyen donnera en général satisfaction mais il peut arriver que l'on ait besoin d'accroître la résistance dans le sens normal à la direction de la précontrainte. Ce fait se produira notamment ai l'on comprime très fortement les éléments plastiques tels que 20 et 21. Ceux-ci tendent en effut 'ci s'échapper laté- ralement et a prendre appui contre les faces C et D.
Si les efforts demandés à ces faces sont faibles, la résistance des alvéoles, normalement à la direction de la précontrainte, due à la résistance à la traction du béton pourra suffire d'autant que cette résistance est augmentée par l'existence
<Desc/Clms Page number 15>
de la précontrainte. Pour des efforts plus grands. on pour- ra utiliser des armatures non tendues noyées dans le béton
EMI15.1
perpendiculairement aux efforts à supporter. L efficacité 'de telles armatures est médiocre; on l'améliorera considé- rablement on utilisant en guise d'armatures transversales, comme le montre la fig.
SI$ des plaques- 34 normales à la direction des armatures 35 de précontrainte et perforées potr le passage de celles-ci* Ces, plaques seront, de dimensions un peu inférieures aux dimensions transversales de la traverse.
Pour chaque alvéole, on pourra utiliser deux de ces plaques disposées suivant les plana A et B ou'plus. sim- plement encore une plaque unique telle que 54a placée sous le rail et commune au groupe d'alvéoles. correspondant aux alvéoles de fixation extérieures et inférieures d'un même rail. On peut ainsi résister à des efforts transversaux importants.
Des résistances bien supérieures encore. comparâblés aux résistances longitudinales. dues à la tension des
EMI15.2
armatl1.resAde précontrainte principales de la traverse., pourront être réalisées ai 'on dispose des armatures mises, en tension préalable parallèlement a axe du rail et conve- nablement situées.
Ce résultat pourra être obtenu notamment par le moyen suivant indiqué à.titre d'exmeple et illustré
EMI15.3
par les fig. 32 et 3e' Les armatures 70 para llè1esUHûc ra ils , comportent des éléments droits réunis, par des; boucles 70a de manière à constituer un ensemble de spires continu..Les boucles 70a sont noyées dans dessalements de béton 71
EMI15.4
moulés a.l'avance et destinés à être incorporés.au béton- de la traverse.
En imposant à ces éléments 71 une sollicitation tendant à les écarter on mettra les armatures; 70 en tension.
Cette sollicitation pourra être obtenue par exemple en: .
EMI15.5
agissant sur des coins 2^i de préférence en à'cieîi occupant la position des alvéoles- à ménager dans la traverser La transmission de l'effort exerce par ces. coins se fera par l'intermédiaire d'autres éléments tels que 73, 74'moulés, à
EMI15.6
l'avance et comportant des. rainures ou. des osD4ufy éva±és pour faciliter la pénétration du béton lors de ,la;cole;
canaux ou rainures destinés au passage 'des. armatures 75 de précontrainte principale de la traverser On pourra en outre,
EMI15.7
ai l'on veut créer dans. l'alvéole t1ne 'rés.istanc à la traction dans le sens verticale insérer entre les'.coins 72 et les éléments du béton 7-3 74$ au o'onta'et de cea'derniers des t'oies métalliques minces- telles que 76 < L'ensemble des éléments 7It.73t 74 et0t**.réunis par la tension des armatures 10 obtenues par l'enfoneeaient des coins 72 formera.une sorte-de plaqué qui pourra être disposée dans le moule 77 de'la traverse.
On notera que, afin de loger commodément cette plaque dans le moule, les coins72 pourront comporter des.avant-*coins amovibles.. 78 ce qui facilitera également la mise,en tension des arma- tures. rlprès mise en tension des armatures principales 75,
EMI15.8
coulage ddroissementi report de'la tension des armatures-75 au béton ou éventuellement coulage et durcissement selon .
- le procédé de mise en précontrainte-longitudinale qui' sera utilisé,les coins 72 seront chassés ce'qui-reportera'sur le béton entourant les alvéoles la tension des armatures-70* Les alvéoles ainsi-ménagées sont capables de résister à des efforts considérables exercés suivant deux directions, rec- tangulaires*. Les fig. 29, 30, et 31 sont des'exemplesde
<Desc/Clms Page number 16>
réalisation de tels efforts. et est ainsi que la fig. 29 montre deux coins 8 et 8' agissant ortahogonalemnt à 1 eu- contre de deux cales déformables 7 et 7' pour enserrer la queue 4b de l'organe de fixation.
Sur la figure 30 cette aueue 4b est enveloppée de caoutchouc 78 et le serrage est exerce dans une direc- tion unique par le coin 8, isolé de la gomme par une pla- que 10 en métal ou toute autre matière. Inaction de ce coin est telle que la gomme 70 transmet les pressions dans toutes les directions grâce à sa déformabilité Comme précédemment le réglage de la place de la queue 4b par rapport au rail est obtenu par les calés 6 et 7 analogues à celles qui ont été décrites précédement.
Le démontage pourra s'effectuer par une traction pouvant s'exercer sur la tete 4a de l'organe de fixation si la forme de la queue le permet ou par l'utilisation d'un contre-coin (non représenté) analogue dans son prin- cipe et son fonctionnement ceux qui ont été décrits an- térieurement.
Enfin la figure 30 montre que l'on peut provoquer le serrage indirect de deux coins 79 et 80 par l'enfoncement d'un coin unique 8 et de la sorte serrer suivant deux di- rections rectangulaires la queue 4b-de l'organe de fixation.
Il va de soi que des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits sans sortir pour cela du cadre de l'invention.
REVENDICATIONS
1. Des dispositifs d'attache des rails sur les traverses de chemin de fer en béton précontraint, caractéri- sés en ce que l'attache est fixée par serrage dans une alvéole de la traverse en même temps que des cales permet- tant éventuellement un réglage de l'écartement des rails et le démontage de l'attache sans dépose de la traverse et qu'on serrage énergique et permanent est obtenu par le dé- placement vertical d'en ou de coins placés de telle sorte qu'ils développent des compressions opposées à une fraction des efforts de précontrainte imposés à la traverse si bien que la permanence de ces compressions, assurée par 1'existen- ' ce même de ces précontraintes, détermine des forces de frottement permanentes qui assurent la fixité des attaches.
<Desc / Clms Page number 1>
Devices for assembling rails and their sleepers particularly applicable to pre-stressed concrete sleepers.
While reinforced concrete sleepers give disappointing results due to the poor resistance of this material - to alternating shear forces, concrete:
EMI1.1
prestressed by. its excellent behavior visV "1s these forces makes it possible to achieve such slow sleepers without difficulty. In a certain number of patents, applications, 4t previous blicatio.ns; the Applicant has put this fact in ett3 = dence and indicated several means *, of realization. We for '*
EMI1.2
The problem of prestressed concrete sleepers would therefore be considered as solved, if the fixing of the tramway did not raise multiple difficulties for which there did not yet exist a satisfactory solution.
Indeed, a good fastener must meet ax con-
EMI1.3
editions. following: -. 'transmit to the cross member the è1'térts, imposed by the rail whatever the intensity and direction -' "without creating in this cross any constraint including the '....-"' 4, .......: ".... <:;
<Desc / Clms Page number 2>
concrete cannot endure repetition indefinitely and without itself being torn off or altered; - loosen only by wear of the various elements of the track and be easy to tighten; .
- be insensitive to thermo-hygrometric variations; be inexpensive; - require only a little metal for its realization; - not include. any part which is difficult to manufacture or too.sensitive to corrosion; - allow the rail to be tightened at will or to maintain a play; - possibly allowing a variation in rail gauge on a given sleeper; - allow rapid disassembly and reassembly, the replacement of the rails, the variation of their positions in relation to the cross member and the change of the parts of the fastener without having to remove the cross member ball ast.
The present invention relates to a device for assembling the rails and their sleepers which satisfies the conditions set out above.
According to the invention, the fixing member clamping the rail against the cross member is clamped in a cell, made in the latter, by the insertion of a corner also included in said cell and which may be independent of said cell. member or combined with it and the forces developed by this tightening are transferred to the material constituting the cross member in the direction of the prior stresses developed by the prestressing imposed on this cross member.
The transmission of these forces to the concrete can be obtained by means of suitably machined rigid parts applied against the faces of the cell. The elastic deformability of said parts can be increased by creating therein possibilities of deformation by bending in order to better distribute the contact pressures and to ensure the permanence of the forces, despite manufacturing errors in the cells and the parts. included. Plastic parts can also be used for this purpose either permanently or during tightening only, the deformations becoming elastic after this operation.
It is also possible to provide elastic distribution parts, made of rubber for example capable of allowing elastic vertical movements of the fixing member which will have the advantage of avoiding loosening under the action of repeated shocks or vibrations. The use of rubber liners of this type may, on the other hand, develop additional forces in a direction normal to that of the prestressing and require reinforcement of the periphery of the cell. It will be the same if, in order to increase the power of the tightening, wedges acting in several directions at the same time or several wedges of different orientation are used.
In this case, it may become necessary to reinforce the concrete which surrounds the cell at least in a direction normal to that of the prestress, usually longitudinal, im-
<Desc / Clms Page number 3>
placed at the cross member. This result can be 'obtained by' also prestressing the concrete in the transverse direction.
The rail fixing member will advantageously be a clamp, but it is also possible to use any fixing means, for example a bolt with nut tightening a clamp or a lag screw of the ordinary, cylindrical or conical shape. If a clamp is used, it can help to increase the resistance of the cross member to the right of the rail if its shape and its bearing on the cross member are chosen such that they are able to transmit the compressions. - longitudinal sions, which it undergoes, through the base of the rail.
In an advantageous embodiment, this member penetrates into a cell of rectangular section, two faces of which are approximately normal to the axis of the rail, two faces substantially perpendicular to the first and which preferably concerns the height of the tra-- poured in such a way as to avoid any stagnation of water which could cause it to burst,
Is preferably interposed between the tail of the gold .... 'clamping gane and the walls of the cell, shims or furs intended either to allow a certain movement, relative to the cross member, of the locking member. fixing, or to facilitate dismantling,
either to the distribution of the forces or to several of these ends simultaneously and the whole is subjected to an energetic tightening by the displacement in this cell of a wedge, preferably at a low slope, acting between surfaces which it can be advantageous to choose metallic, smooth and oily, either on both sides of the corner, or on only one.
As this wedge is arranged so as to exert its clamping force only in the direction that the concrete is subjected to a preliminary stress, the parts arranged in the cell support a fraction, in general large, of the force of prestress permanently imposed on the concrete of the sleeper by the tension of its longitudinal reinforcements; this avoids making the concrete withstand tensile forces which would not be compensated by prior pre-pressures.
If, however, the concrete which surrounds the cavity is subjected by the clamping to non-oriented forces in the direction of the main prestressing; it is convenient to prestress, at least locally, the concrete of the following sleeper. a direction normal to that of said main prestressing. This result can be obtained by means of transverse reinforcements which will advantageously be pre-tensioned by a set of wedges forced into the mandrel intended to spare the location of the cell in the cross member.
The description which will follow, with reference to the appended drawing, given by way of nonlimiting example, will make it clear how the invention can be carried out, the particularities which emerge both from the text and from the drawing, of course showing that part of said invention. '
FIG. 1 shows a simple embodiment of the mode of attachment of the rails according to the invention.
-Figure = is a variant comprising a loosening counter-wedge.
FIG. 3 is a section, parallel to the axis of the rail, which corresponds to several variants.
<Desc / Clms Page number 4>
Figure 4 is a section on IV-IV of Figure 1.
Figure 5 is a section along V-V of Figure 3
Figure 6 is a section along VI-VI of Figure 2.
Figures 7 and 8 are exemplary embodiments of a concrete clamping corner provided with a metal casing.
Figure 9 is a diagram of the distribution of forces in a section of the cross member.
Figure 10 is a variant of Figure 1 mainly comprising the addition of rubber elements.
Figure 11 is the section along XI-XI.
FIG. 12 is a variant of fasteners with bolts and toads, of which FIG. 13 is the section following XIII-XIII.
FIG. 14 is a variant with the use of a lag screw, of which FIG. 15 is the section through XV-XV.
FIG. 16 represents an exemplary embodiment of fixing members, a variant of that of FIG. 12, and FIG. 17 is the section along XVII-XVII of this FIG. 16.
Figures 18, 19 and 20 illustrate an embodiment of a fixing clamp.
FIG. 21 is another variant illustrating a re-melting.
Figure 2a is the section along XXII-XXII of Figure 21.
Figure 23 shows a variant of the clamping block which is shown in the figures. 21 and 23
Figure 24 is also a variant in section of the embodiment illustrated by Figures 14 and 15.
FIG. 25 shows the advantage of adding a plate of reinforcing sheet to the wall of the cells.
Figures 26 and 27 on the one hand, 28 and 29 on the other hand are. variants corresponding to a particularly advantageous embodiment.
Figure 30 is a detail of the wedge used in these latter variations.
Figure 31 is a longitudinal section of a prestressed concrete sleeper.
Figures 32 and 33 illustrate a means of pre-tensioning this cross member transversely and are sections through XXXII-XXXII and XXXIII-XXXIII respectively from each other.
Finally, Figures 34, 35 and 36 show cells in which the clamping of the rail fixing member is carried out in two rectangular directions.
<Desc / Clms Page number 5>
Figures 37 and 38 are two views of bolt and clip fasteners having particular advantages.
In all of these figures, the crossmember 1 com-
EMI5.1
carries a cell limited by quatre.faces planes A, Bi C * D. The rail 2 rests on this cross member by the intermediary of a harness 3 of a known type. It is held there by a clamping member 4 comprising a head 4a and a shank 4b penetrating into the cell. This is partially filled by two groups of shims 6 and 7 which allow, among other things, variations in the position of the rail with respect to the sleeper by modifying their number or their thickness, the total thickness of these shims remaining constant. The clamping wedge 8, low slope; fills the gap remaining in the cell.
In some variations, this independent wedge may, however, not exist and be replaced by the tail of
EMI5.2
the fixing member (fig. 12 assuming the parts - 7 8, 10, 11 united in one, only) or by a driven block; in vertical translation by a traction exerted on, 1 ', 0;.' 1 "fixing gane itself (fig.21).
If an independent wedge is used, tightening is obtained by driving the wedge 8 with hammer blows
EMI5.3
for example. To obtain disassembly; it is advisable to tear off the wedge 8 or the fixing member, if the latter is a crampon, by exerting a vertical force for example by
EMI5.4
acting by means of jacks and claws on the crampon. This pulling force must naturally be more powerful, than the maximum forces tapped during service on the crampon or. Possibly stfr, the corner To facilitate the tearing the head 4a of the crampon or that of the wedge, seen in profile in Figure 1 , may have, as shown in Figure 3, a shape. dovetail parallel to the track.
In the variants shown in Figures 2
EMI5.5
and 12, the 4th disassembly mode is different, The Jserragft is always obtained by l / .enfonoemeht of corner 8, while. that the loosening will be done by driving downwards the gutter 11, the slope of which may be greater than 'That of the corner ... The corner and the counter-corner are separated by a plate 10 hand-
EMI5.6
held in place by 10s' ears that $ 1 can be seen. in figure 3, this plate ensures the fixity of the center
EMI5.7
corner 11 when we push in the corner 8 and that of 8 when we drive out the counter-corner 11.
The above indications are sufficient to show
EMI5.8
that by acting by tightening the) wedge 8, which may include smooth faces in contact with other sutaoes, smooth and possibly greased, carried by the parts which enclose it. one causes.an tightening of the crampon tail, and the parts which accompany it only between the faces
EMI5.9
A and B of the alveolus. one thus obviously develops five tensile traints in the sections of the cross member included between the faces A and B on either side of the cell.
Consequently, the tightening is limited only by the need to keep these stresses below ', the value of
EMI5.10
pre-payments made. , la abric3a: from there crosses. It is, in fact, essential to avoid the formation of cracks which could become harmful if they occur.
EMI5.11
would extend the tension reinforcements up to a maximum of which they could facilitate corrosion.
The extent of the tightening which can be achieved depends, therefore on the value and on the initial position of the prestressing force imposed on the cross member,] Jans under normal manufacturing conditions this prestressing can have a very large value and allow tightening which gives birth, -
<Desc / Clms Page number 6>
sance to very high friction most often sufficient to withstand the forces imposed on the fasteners by the rails.
Under certain conditions, creating this tightening force does not weaken the resistance of the cross member.
EMI6.1
treatment to what one might fear a priori. Let us consider, in fact, Figure 9 which represents a vertical section.
EMI6.2
wedges the concrete in a portion of the cross member in line with a cell. Let F be the permanent prestressing force imposed on the reinforcement of the sleeper by construction. The tightening of the wedge 8 creates in the concrete a force Fl of direction opposite to the force F so that the concrete of the tra-
EMI6.3
verse, included between plans 8 and B, is no longer subject to the force ES, such that the sum of Z and F balances the force F.
If we suppose that the chnrgemenb of the traverse creates a moment M, this moment will raise the force F of a
EMI6.4
height equal to hÎ and will therefore bring it to FI without modifying its value appreciably. This same moment will also mark Fl and Fa which come in P 1 and F <8. It is easy to see that as long as F 'remains below F'l, F'2 will remain below F ", that is to say practically closer to the longitudinal average fiber of the crossing
EMI6.5
than the latter.
It can be concluded that if this condition is achieved, the existence of a bending moment will cause tensile stresses to appear less quickly in the part of the cross member between the end faces of the cell than in the external parts. to these faces, in other words that the presence of the wedge improves the strength of the concrete of the sleeper in this region by reducing the probability of the appearance of tensile stresses on the lower face.
It turns out that for a cross member of rectangular or trapezoidal section, F is normally located about 2/5 of the height from the base or a little above and the non-cracking of this requires that F '
EMI6.6
spleen in the central third, that is to say, does not rise above two thirds of the same height. The condition established above will be fulfilled if F'1 is itself located towards this upper third; condition carried out with anchoring tails of length between .3 / 3 and 3/4 of. the thickness of the cross member and uniform tightening over the entire height of the parts when the cross member is at rest. For cross sections other than rectangular, it would be easy to find equivalent conditions.
We could also show - and experience confirms the reasoning - that a crossing thus established resists sufficiently well to the negative moments, which arise-
EMI6.7
sance under the tearing forces imposed -U .. crampons, in particular by the inertia of the sleepers during the rapid lifting movements of the rails which precede and follow their loading. This method of fixing also resists well the pulling and loosening forces of the fasteners in their upper part, forces due to the bending of the treverse, this loosening is, in fact, compensated by an increase in tightening in the lower part.
However, these results assume that the prestressing force F is not initially placed too close to the base of the cross member.
<Desc / Clms Page number 7>
It is implicitly assumed that the tightening obtained by the depression of the wedge 8 is, either uniform, or carried out according to a law considered more favorable but defined and known * This implies the equality of the sum of the angles of all the male parts 6 , 4 ... etc ... contained in the cell and the angle of the sides A and B of last can be achieved when
EMI7.1
the casting of the crosspiece with a very large pt $ pision -; <with the help of mandrels preferably metal machined with:. care. and polished * These mandrels will be embedded in the crosspiece and their:
, removal after hardening will be facilitated, by. the-frui.t given to the faces of the mandrel or by cooling this mandrel using a 'very cold fluid. We' will promote this -
EMI7.2
cooling by leaving a cavity in the di-t'mandrin.
For their part, the series of male parts obtained by pressing, by drawing, by molding or by machining have shapes. which can be performed with satisfactory precision. ,
This being the case, the small errors on the angles that we could not avoid will be easy to compensate by defera
EMI7.3
mation of the male parts or those of the faces of the cell '' under the effect of tightening.
However, one can hardly count "on - purely elastic deformations' which are of a very small order unless using parts / :!, to which one will have given possibilities of large elst3 deformations: qusr > such as those which will be described in reference to fi.gqies 11 6 to '"29 and it will be necessary to use the plastic deformati.ons'; 1 and in particular those very important which can take the hooped materials when one exceeds .1a , stress of 90m- .J pressure which the same non-shrunken materials can withstand without breaking. To do this, it is possible to use the local pressures developed by the tightening of the wedges to be considerable and can be increased as much as desired by a desired localization of the forces on limited areas of the bearing surfaces.
It is, of course, possible to implement the general considerations which have just been indicated in a large number of ways which should be regarded as equivalent from the point of view of the invention.
EMI7.4
following the Applicant will be satisfied to describe a cer.tair num.- ber of means of realization chosen among the simplest ,,, which should of course only be considered as examples.
In the case of FIG. 1, the stud 4 will preferably be of forged steel; it can be machined if sufficient precision cannot be obtained from forging. This. crampon may
EMI7.5
have a dovetail e ka (1'ig.) to facilitate tearing and furthermore a groove'5 to ensure the correct position of the wedge.
In order to save metal, it can be given the shape shown in FIGS. 18, 19, 20, that is. that is to say constitute it by a tail 51 of section 1 and a head optionally comprising .des bearing surfaces 52, for tearing, surfaces from forging by local bulging of the core of the I. This shape combines with the advantage of extreme resistance a saving of metal which can exceed 65% compared to equivalent normal model lag screws. Les'fa-
EMI7.6
these 51 'and 51 "can be parallel or form an open angle downwards or upwards and on the other hand be slightly deformed according to the dotted line of figure 20 to give rise to extended possibilities of deformation either elastic or plastic.
In the examples of Figures 1, 2, 10, the tail of
EMI7.7
n the fastener is tapered downward. Note that
<Desc / Clms Page number 8>
if there is a disassembly counter-wedge, one can dispense with making the dovetail head. As shown in Figures 12, 13, 16, 17, it is also possible to design the fasteners having an upwardly tapered shape from forging as in Figure 12 and Figures.
26 and 28 or constituted, for example, as in FIGS. 16 and 17, of a forged shank 15 coated with die-cast metal, concrete hooped or protected by a casing 16 of thin sheet, for example.
The wedge itself could also be forged and machined steel. Figures 7 and 8 show, however, that it is possible to make this corner using an envelope
15 filled with concrete 16 or using two half-envelopes
15a and 15b possibly connected by welding points and also filled with concrete.
Since the thickness adjustment can be easily obtained by the play of parts 6 and 7, the angle of the wedge can be very lengthened by the order of 1/50 for example, that is to say a 30mm depression results in 1mm clamping.
The shims 6 and 7 can be in molded mortar based on various binders possibly added with fibrous fillers (asbestos or glass wool) or hooped and reinforced in any suitable way so as to avoid all the possibilities of crush spray. In particular, the shims can be completely wrapped in a thin sheet (see in particular at 44 in FIG. 1 and at-45 in FIG. 25). They can also be made in molded plastic, in cut, forged or molded metal, in Bakelised wood, etc.
However, it will be preferable to keep the part 6 which determines the position of the clamp 4, and therefore that of the rail 2, a low deformability. In order to prevent the wedges 6 and 7 from moving, they can be maintained by means of the lugs bearing on the edges of the cell such as those which have been shown at 10a in FIG. 3. We can also as shown in figure 12, use a crampon 51 which will come to rest in a notch 32 of the upper edge of the cell or place a stopper at the bottom of the cell.
33 that we can bring in molding. Finally, as shown in figure 1, we can transform into support brackets
53 of the thin, metallic intermediate shims and thus prevent the movement of the other shims.
The cell or at least one of the elements included in it must in general be made sufficiently deformable to obtain a law of regular pressure on the sides A or B of said cell, despite a small difference between the angles. male and female parts nested in one another. Different means can be used for this purpose.
In Figures 10 and 11, for example, there is shown a part 7 formed of a sheet 17 notched at the four corners, folded over on the four edges and completed on the front face by a flat sheet 18. A closed space is thus defined. parallelepipedic that can be garnished inside with fresh mortar of plastic cement. By 'driving' the wedge, the whole of the sheet metal and the cement will be deformed which will take the exact shape of the space offered to it. The powerful tightening which will intervene then expels the water by the slots of the angles will harden the mortar and will put it in a state to withstand pressure putting the sheet in tension.
Consequently, the resistance of the assembly will not be
<Desc / Clms Page number 9>
EMI9.1
limited only by ta-1: pressures of more than several hundred kilograms per cm2 can thus be supported by the fresh mortar.
EMI9.2
Referring to FIG. '25 ± n notices that the deformation of this kind of metal-coated sheet metal bag gives rise, under the influence of. pressures 46 due to .lacs tion of the wedge + forces 47 putting the sheet 45 in tension and therefore also the face B- of the cell with which .. this sheet 4 is' in contacta this wall thus undergoes a
EMI9.3
tractive effort. It may be necessary to have the army. strongly so that it can withstand this if it is l, lc.tation, it will be achieved with the aid of a sheet 48 which can be "flat" or "g0u.ttière" hearth, embedded in the concrete at the o.ottlê .e, Oll: free in the cell.
After taking the. greatly hastened mortar and
EMI9.4
improved by compression and 1'essoratio ± qui.'en. R6àtilteï the casing sheet will become unnecessary and its subsequent corrosion would be harmless. '' '.
EMI9.5
It is obvious that. * At. location. of cement one could 1: use a paste whose binder would be an unhardened bakelite for example. After tightening the wedge, it could harden by heating and then complete the tightening.
If the difference between the angle of the male parts included in the cell and those of the said cell is small, and it will be the most frequent caa $ we can avoid the handling of fresh mortar, by replacing it with mortar that has already taken but still far from its maximum hardening. It will also be possible to delay said hardening on demand by adding clay, lime or clay to the cement of this mortar. other bodies known for their setting and hardening retarding properties.
The outer casing of parts 6 and 7 can in this case be reduced to a flattened tube made of very thin sheet
EMI9.6
deformable oavert at its ends, or even to a simple de.i7.3 hoop capable of large elongations. By driving in the wedge, we will quickly reach the crushing rate of the unshrinkled concrete and at this moment the pressures will increase roughly in proportion to the wedge sinking and the density of the transverse hooping: Thus in fig. 5, part 7 consists of an elongated tube 43 filled with mortar, while in FIGS. 1 and 4 the reference number
41 corresponds to a hoop of fine wire, the distance between the turns of which is smaller in the vicinity of the ends than in: the center of the part;
in addition, longitudinal reinforcements 42 have been provided.
When the compression is achieved the subsequent deformations of the. the system of cells and their filling become perfectly elastic and more or less follow Navier's law. This circumstance is obviously very favorable to maintaining the resistance of the sleeper to positive and negative bends and to displacement. towards the middle of the thickness of / 12. crosses compressions exerted on the tail of; crampon in the event of a pull-out force exerted on the crampon.
It is obviously possible, without departing from the invention, to modify both the arrangement and the order of the different parts. Their constituent materials can be any
EMI9.7
quas and they can include sheet metal associations'
<Desc / Clms Page number 10>
and cut, rolled, forged or drawn armor, hot or cold molded parts, spikes and parts for temporary or definitive holding, coatings of various materials, preferably thin to reduce friction, striations of any shape to increase them or to limit the bearing surfaces and increase and adjust their deformability.
For the same purpose. intermediate pieces may be formed by punched metal sheets or folded wires.
By way of example, there has been shown at 19, in FIGS. 3 and 5, a wire folded in a zig-zag fashion and pressed against a flat plastic surface into which it will penetrate in increasing quantities with the pressure. A means is thus obtained to regulate this pressure and at the same time to create between the parts 7 and the surface B a very high coefficient of friction. For the purpose of coating these punched grids or these threads, or to constitute intermediate elements between two parts included in the cell, it is possible to use pastes capable of hardening such as decimenting mortars. Depending on the case, it will be convenient to mix these pastes with fillers capable of lowering the friction, for example talc, or of increasing them, for example very sharp-angled sand or abrasives of all kinds.
Finally it will also be possible to isolate the faces
A and B of the elements in contact with a sheet of wood, paper, metal, etc. in order to preserve the integrity of the shape of the cell in the event of dismantling.
Numerous combinations can be made between the angles of faces A and B and the natural angles of each of the male parts, i.e. 4b, 6.7, etc ....
If the angles of the various male parts are well chosen, any loosening by tension from bottom to top is impossible as long as this tension remains lower or. weaker than all the products obtained by multiplying the clamping pressure by the sum of the angles of friction on any two of these surfaces, for example between
6 and 20 and between 11 and 23 in Figure 2, taken on either side of the organ or group of organs on which the traction is exerted (organs which can be the clamp or the tightening wedge) , this sum being reduced by the angle of these surfaces.
By a sufficient value given to this traction, we can always obtain the disassembly provided that the angle of the two surfaces for which the product is minimum is open upwards otherwise the traction would only increase the pressure without 'other' limit as the pieces break.
In this case, disassembly requires the use of a suitable counter-wedge such as that which has been shown at 11 in FIG. 3 and which bears the same reference numeral in FIGS. 12 and 13; but it will be noted that the reasoning which has just been made for the tail of the fixing member also applies to the counter-corner 11, which is why it will be good for this counter-corner to be isolated by plates such- them that 10 directly to the contsct or not, so that it is certain that the assembly driven by the movement of the counter-wedge has an open limit angle downwards. As a complement to these considerations, we will point out where it is possible to modify the friction angles at will.
They can be reduced to the extreme, for example by the addition of tinsel with a greased sliding face which achieves f = O, IO
<Desc / Clms Page number 11>
EMI11.1
(less even if it is a soft metal antifria-tioul uncles increase considerably by using grids ,. of. ', folded wires ,. coatings containing tabrasifst, res.ins.'OtU. '-'âe rubber, certain gums chosen giving-des'values of f close to unity given the variety of these;
Means, it is possible to combine fasteners varying ad infinitum in their detail without departing from the scope of the invention ..., ',
The arrangements which have just been '' described make it possible to achieve very high and regular pressures on all the parts 4, 6, 7, 8,11, etc. * and consequently to ensure a very high good resistance of crampans
EMI11.2
vertical pull-ups while allowing easy climbing. One, however, can fear a loosening under ge
EMI11.3
violent and repeated efforts exerted on the head, orampons parallel to the track.
We will improve considerably,
EMI11.4
resistance to this kind of effort by introducing, for example at 20 and 21 in FIGS. 10 to 13, bands of. rubber or a material of similar properties. The position of these bands between the parts included, in the cell, can be arbitrary, but their maximum efficiency will be obtained by placing them in contact with the tail 4b.
As a consequence of the preceding observations relating to the possibilities of dismantling, it will however be observed that it is difficult to cause any surface to slip on rubber, the coefficient of friction of steel on rubber for example is very, high and polishing the surfaces does not reduce it.
In the example illustrated by FIG. 10 which corresponds to a very simple and very efficient arrangement, disassembly will be carried out for example by exerting a traction on the head 4a, traction of intensity much greater than the service forces. . This will cause a sliding on the contact surfaces between the plate 10 and the wedge 8 on the one hand and, on the other hand between the rubber surface 20 and the wedge 6. As this sliding would be difficult due to the presence of the rubber, we will insert before
EMI11.5
Carefully between the band of colitchoue 0 and the wedge 6 a sheet of thin sheet 23 which will promote tearing on condition of leaving a vacuum between the top of this plate and the shoe of the rail.
You can also remove it by pulling on the wedge 8.
It should be noted in this figure 10 that the angle of the faces of the tail 4b being open upwards; the crampon will never be tight against the rail because of the presence of the rubber, on the other hand disassembly will be easy.
If these faces were parallel, disassembly ae would be possible only by sliding all of the parts 4, 21, 10 and 8 or 1 pulling out of the corner 8. If the angle in question became obtuse, any loosening by the forces, of service would be made impossible, but the dismantling would be inoperable on the other hand except by tearing off the corner. 8 who
EMI11.6
may be impossible by lack of means, prehenaion ..
In the case of. fipi 2 and 12 which represent., variants using a disassembly wedge. pla.qu.e de- iaau, chouc 21 can be placed in contact with the wedge 7; 'a is ,, the case of FIG. 2 ,. It is then appropriate to have llne 'pla;:;' that insulating 25 enters, the surface of aaoà5Qhouç 81 'and the corner 11. The disassembly can be done' by éhas3ant'le.apin 11 but one notes in particular for the i'.gZ qao "any disassembly by traction es, t not possible, since corner 8 'is inaccessible.
<Desc / Clms Page number 12>
The role of rubber is to limit the stresses developed by shocks and to keep them below the resistance of the system by allowing an elastic displacement of the wedge. It is obvious that this rubber can be replaced by any other material which can play the same role, for example cork, wood or compressed felt. However, these materials generally give inferior results.
By the means which have just been described, unlimited resistance to tearing is obtained. Under these conditions, nothing prevents the head of the fixing member from being formed by a bolt such as 25 provided with a nut 26 tightening a clamp 26a, as shown in FIGS. 12 and 16. It will be noted however that in the example of embodiment shown in fig. 12, the use of the counter-wedge 11 is not essential) the disassembly can be obtained after loosening the éerou 26 by the simple depression of the bolt.
Under these conditions, the tail of the fixing member can be used as a tightening wedge, which can be achieved by assuming in FIG. 12 the parts 8, 10, 11 combined with the part 7, the tail 4b being able) as a variant, take the form of FIGS. 16 and 17, or as shown in fig. 21, secure the tail of this member with the wedge and obtain the displacement of the latter by the action exerted on the clamping member.
In Figures 37 and 38, the threaded rods 104 integral with the male wedges 105 tighten by the nuts 103 the toads 106 both on the cross member 101 and on the 'rail 103 The bearing surface of these toads on the cross member is provided on bosses 107 of the upper face thereof. This arrangement ensures, in addition to a better lateral support of the rail on the cross member, a local increase in the moment of inertia of the section thereof, due to the fact that the cross member table, compressed under the bending forces. , is increased by the height of the pad or. that of the toads, since the compressive forces are transmitted through the toads and the shoe.
Given the quality of this kind of fasteners, as a general rule, two sets are sufficient for each of the sleepers *
The example of fig21, which however corresponds to a less advantageous solution than the preceding ones, resembles embodiments which have already been used with ordinary reinforced concrete sleepers. We know, in fact, that to ensure the screwing of the lag bolts in these sleepers, we have sometimes used blocks made of wood or molded material, or even concrete, of essentially conical or pyramidal shape, introduced by the face. lower cross member in a cell corresponding to the location of. pull back '.
The difference between these known embodiments and those which are the subject of the invention is, however, essential. In fact, as a result of the high friction coefficients, the relatively steep slopes of the sides of the block and the low value of the vertical stresses which can be obtained with a lag bolt, one does not realize in these systems, between the block and the faces of the alveolus only moderate and precarious pressures being exerted in general in, all directions and under conditions that
<Desc / Clms Page number 13>
unforeseen manufacturing and installation circumstances can change dramatically. interest in keeping these efforts at moderate values to avoid cracking of sleepers.
Under these conditions, the holding of the fasteners is due not, to, -, friction exerted between this organ and the facings of the alveolus normal to these efforts, but only to the normal support and more- or less well made of the block against the faces of the alveolus subjected thereby to forces which may be normal to the largest dimension of the sleepers.
In the exemplary embodiment shown in FIG. 21, the block only comes into contact with two faces of the cell and the slopes of this block as well as the coefficient of. ' friction of these faces against the walls of the cell are. chosen such that one obtains an energetic tightening of this block against the forces. prestressing existing in the concrete.
This small tightening moreover 'to be increased by the action of a wedge. ,
The lag screw 61 is screwed into a concrete block 62 for example reinforced longitudinally in 63 rubbed in 64 and provided with all reinforcements and reinforcements even not shown to allow it to withstand all normal forces on sides A and B, a dismantling wedge 65 possibly plastic makes it possible to put in place the block through the upper face of the cross member and. remove it when, after loosening the base and knocking on its
EMI13.1
head, .... we have given this wedge a certain freedom. Thanks to the plates 66 and 67 you can modify the. coefficient of friction of the block against. faces.
A and B from his home and allow by * the ascent of. block, effective clamping. If it is not possible to obtain sufficient tightening in the cell, as before, an auxiliary clamping wedge 8 can be added to the assembly.
EMI13.2
additional. Fig. 2 & shows that the block 62 can also be a block made of strips of wood glued to 1'ibreB, recrossedj one can eussittiliaorg of course., Any molded material provided that its strength is sufficient.
We can modify the directions of the faces of the
EMI13.3
corner which may cease to be symmetrical to the ltfte du. pull back to facilitate the maneuver of the wedge
EMI13.4
La'fig. 14 shows that one can aaasi ttiZier the action exerted on the fixing member so as to cause the tightening by a different modality.
EMI13.5
bottom 29 is conical and carries a thread, qlIe'lco, nqU: e ... By: screwing it one tends to separate them. two pieces 27 ¯and: 28 [which aoustituant each a kind of dem1-eccroll. These will turn out to be in Bakelite wood, with cross fibers 'like, in fig. 24 in fibro ... c: ttt1ent.' el1 -Métal mQu1é "S.OI1a presaiO \: f:; A even in mortar protected or.-reinforced3 by. r6v, O" temen'ts 29 of thin sheet.
The loosening of this fixing member will be obtained by unscrewing the. screw-. With a key, As before, we can interpose in 20-and 21 elements outchouc or addra- a, oin 8 additional tightening. ,
EMI13.6
An embodiment of the callbepraent hetitense is represented by figs. 86 and 8 'ieli, "6ullê norma'le au rail and by figs 87 and 29, which are respectively cotipea according to XXVII - XXVII and XXIX - XXDE of fig, 6 e 38.
Sides A B; Ci ï7, of the talvole form open angles at around 19h8Ut pe which facilitates the
<Desc / Clms Page number 14>
release of the cores fixed to the wall of the mold of the cross-piece. The tail 4b of the crampon 4 has an open angle downwards and its section has the shape of a 1 whose wings 90 are flared, that is to say have in section, as shown in FIG. 27, the shape of a very open V. The tail 4b of this crampon thus forms a spring when, by tightening, the wings of the section are flattened. The corner 8 is provided, as shown in fig. 30, of a dovetail 91 The wedges 7 are, as above, plastic and made of hooped concrete and the wall B of the cell with which they are in contact is reinforced with a sheet 92 embedded in the concrete during molding.
The variant of FIG. 26 comp orte an adjustment wedge 6 held by a filling 93 of permanently cast concrete. On the variant of pin 28, the trapezoidal wedge 94 replaces the wedge 6 and the filling 93 of FIG. 26. In fig. 28 and '29 there has also been provided a rubber lining 20, 21 similar to that which has already been used on the variants described above. A metal blade 95 has also been interposed between the rubber lining 21 and the wedge 8.
Pushing in wedge 8 tightens clamp 4 against the rail. On the other hand, the traction exerted on this crampon does not affect the wedge 8 because the friction of the crampon against the wedge, that is to say metal against metal possibly with the interposition of a film of grease is anyway less than the friction of the wedge 8 against the concrete block 7. This reasoning which applies to fig.'26 also applies to the variant of fig.28. On which the interposition of the rubber wedges further isolates the crampon from the wedge.
Wedge 8 can therefore never come up on its own and any loosening is impossible. If, on the contrary, the clamp 4 is pushed in, it can only be very small quantities and the elasticity of the system, in particular ce'lle of the wings 90, ensures the constancy of the tightening.
To remove this method of attachment, it will be necessary to pull strongly on the wedge 8 with a pulling jaw actuated for example by a strong screw jack, while simultaneously knocking on the head of the crampon to facilitate sliding. . It is obvious that tearing off along face A of the cell is impossible because of the high cement-on-cement friction. In order to avoid the constraint of the use of a screw jack, this method of attachment could possibly be combined with a disassembly counter-wedge such as that described with regard to the preceding figures.
In all of the foregoing, a single clamping direction has been envisioned on the fixing shank by using a force direction parallel to that of the prestress given to the cross member. This means will generally give satisfaction but it may happen that one needs to increase the resistance in the normal direction to the direction of the prestressing. This fact will occur in particular if the plastic elements such as 20 and 21 are very strongly compressed. These tend in effect to escape laterally and to bear against faces C and D.
If the forces required from these faces are low, the resistance of the cells, normally to the direction of the prestressing, due to the tensile strength of the concrete may be sufficient as much as this resistance is increased by the existence
<Desc / Clms Page number 15>
prestressing. For greater efforts. we can use unstretched reinforcements embedded in the concrete
EMI15.1
perpendicular to the forces to be supported. The efficiency of such reinforcements is poor; it will be improved considerably by using transverse reinforcements, as shown in fig.
IF $ of the plates- 34 normal to the direction of the prestressing reinforcements 35 and perforated for the passage thereof * These, plates will be, of dimensions a little smaller than the transverse dimensions of the cross member.
For each cell, we can use two of these plates arranged along the plana A and B or'plus. simply again a single plate such as 54a placed under the rail and common to the group of cells. corresponding to the outer and lower fixing slots of the same rail. It is thus possible to withstand significant transverse forces.
Resistance much higher still. compared to longitudinal resistances. due to the tension of
EMI15.2
main prestressing reinforcements of the sleeper., can be produced with the reinforcements placed, in prior tension parallel to the axis of the rail and suitably located.
This result can be obtained in particular by the following means indicated as an example and illustrated
EMI15.3
by fig. 32 and 3e 'The frames 70 para llè1esUHûc ra they, comprise straight elements joined together, by; loops 70a so as to constitute a set of continuous turns. The loops 70a are embedded in desalination of concrete 71
EMI15.4
molded in advance and intended to be incorporated into the concrete of the sleeper.
By imposing on these elements 71 a stress tending to move them apart, the reinforcements will be placed; 70 in tension.
This solicitation can be obtained for example by:.
EMI15.5
acting on the wedges 2 ^ i preferably in a'cieîi occupying the position of the alveoli- to be spared in the cross. The transmission of the force exerted by these. corners will be done through other elements such as 73, 74 'molded, to
EMI15.6
advance and comprising. grooves or. flared bones to facilitate penetration of the concrete during, the; school;
channels or grooves intended for the passage of. reinforcements 75 of main prestressing to cross it.In addition,
EMI15.7
have we want to create in. the cell t1ne 'tensile strength in the vertical direction insert between the' corners 72 and the concrete elements 7-3 $ 74 at the o'onta 'and these last thin metal geese - such that 76 <The set of elements 7It.73t 74 et0t **. united by the tension of the reinforcements 10 obtained by inserting the corners 72 will form.une kind of plate which can be placed in the mold 77 of the crosspiece .
It will be noted that, in order to conveniently accommodate this plate in the mold, the wedges 72 may include removable front corners 78 which will also facilitate the tensioning of the reinforcements. r after tensioning of the main reinforcements 75,
EMI15.8
pouring ddroissementi transfer of the tension of the reinforcements-75 to the concrete or possibly pouring and hardening according to.
- the longitudinal prestressing process which will be used, the corners 72 will be driven out which will transfer the tension of the reinforcements to the concrete surrounding the cells-70 * The cells thus-formed are capable of withstanding forces considerable exerted in two directions, rectangular *. Figs. 29, 30, and 31 are examples of
<Desc / Clms Page number 16>
making such efforts. and is thus that FIG. 29 shows two wedges 8 and 8 'acting ortahogonalemnt at 1 eu- against two deformable wedges 7 and 7' to grip the shank 4b of the fixing member.
In Fig. 30 this core 4b is wrapped in rubber 78 and the clamping is exerted in a single direction by the wedge 8, isolated from the rubber by a plate 10 of metal or other material. Inaction of this wedge is such that the rubber 70 transmits the pressures in all directions thanks to its deformability As previously, the adjustment of the position of the tail 4b relative to the rail is obtained by the wedges 6 and 7, similar to those which have been described above.
The dismantling can be carried out by a traction which can be exerted on the head 4a of the fixing member if the shape of the tail allows it or by the use of a counter-wedge (not shown) similar in its principle. - ciphers and its functioning those which have been described previously.
Finally, FIG. 30 shows that it is possible to cause the indirect clamping of two wedges 79 and 80 by the depression of a single wedge 8 and thus tighten in two rectangular directions the shank 4b-of the locking member. fixation.
It goes without saying that modifications can be made to the embodiments which have just been described without thereby departing from the scope of the invention.
CLAIMS
1. Rail fastening devices on pre-stressed concrete railway sleepers, characterized in that the fastener is fixed by clamping in a recess of the sleeper at the same time as wedges possibly allowing a adjustment of the spacing of the rails and the disassembly of the fastener without removing the cross member and that energetic and permanent tightening is obtained by the vertical displacement of en or corners placed in such a way that they develop compressions opposed to a fraction of the pre-stressing forces imposed on the cross member so that the permanence of these compressions, ensured by the very existence of these pre-stresses, determines permanent frictional forces which ensure the fixity of the fasteners.