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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:
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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'*
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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-
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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 ,.......:" ....<:;
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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-
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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.
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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.
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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-
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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
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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
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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
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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
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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-
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tenue en place par des oreilles 10s' que 1$on peut voir . sur la figure 3, Cette plaque assure la fixité du centre-
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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
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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
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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
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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
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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,-
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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-
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traitement à ce que l'on pourrait craindre à priori. Considé- rons, en effet, la figure 9 qui représente une section verti-
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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-
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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
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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
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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'
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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-
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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.
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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
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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 -
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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
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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
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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
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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-
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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
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n 1'organe de fixation est effilée vers le bas. On notera que
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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
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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.
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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
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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
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améliorée par la compression et 1'essoratio± qui.'en. r6àtilteï la tôle d'enveloppe deviendra inutile et sa corrosion âven tuelle serait sans inconvénient. ' ' ' .
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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
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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-
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quas et elles peuvent, comporter des associations de tôle '
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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
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(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
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aux tractions verticales tout en permettant an d6,montEï e j' facile. On, peut toutefois craindre un desserrage sous ge
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dtefforts violents et répétés exercés sur la tete, des, oram- pons parallèlement à la voie.
On améliorera considérablement,
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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-
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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
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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.
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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
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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
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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
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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
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coin qui peuvent cesser dtêtre symétriques aux ltfte du. tire fond pour faciliter la manoeuvre du coin*
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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-
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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. ,
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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
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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
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de la précontrainte. Pour des efforts plus grands. on pour- ra utiliser des armatures non tendues noyées dans le béton
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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
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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
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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
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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: .
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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
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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,
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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,
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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
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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.