EP0021873B1 - Blochet de voie ferrée surbaissée, notamment pour voie ferrée sans ballast - Google Patents

Blochet de voie ferrée surbaissée, notamment pour voie ferrée sans ballast Download PDF

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EP0021873B1
EP0021873B1 EP80400692A EP80400692A EP0021873B1 EP 0021873 B1 EP0021873 B1 EP 0021873B1 EP 80400692 A EP80400692 A EP 80400692A EP 80400692 A EP80400692 A EP 80400692A EP 0021873 B1 EP0021873 B1 EP 0021873B1
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Regie Nationale des Usines Renault
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B3/00—Transverse or longitudinal sleepers; Other means resting directly on the ballastway for supporting rails
    • E01B3/28—Transverse or longitudinal sleepers; Other means resting directly on the ballastway for supporting rails made from concrete or from natural or artificial stone
    • E01B3/40—Slabs; Blocks; Pot sleepers; Fastening tie-rods to them
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B1/00—Ballastway; Other means for supporting the sleepers or the track; Drainage of the ballastway
    • E01B1/002—Ballastless track, e.g. concrete slab trackway, or with asphalt layers
    • E01B1/005—Ballastless track, e.g. concrete slab trackway, or with asphalt layers with sleeper shoes

Definitions

  • the present invention relates to a construction of a concrete-steel railroad blocker where the rails bear on blocks of reinforced concrete, called blocks, optionally connected two by two in a crosspiece by a metal frame with ends sealed in said blocks.
  • This type of block is used mainly in so-called ballast-free tracks, where the blocks rest on plates of vibration damping material, in direct support on a concrete screed, in which they are generally embedded.
  • These tracks are in particular in rail transport networks in tunnels, where the absence of ballast makes it possible to significantly reduce the height of the tunnel.
  • the reinforced concrete structure oblique blocks to give them a certain dimensional mass to acquire the strength and rigidity required. Account must be taken of the significant concentrated pressures on the center of the block vertical to the rail during the passage of trains, tending to make the latter work in bending on repeated central support which is undesirable for concrete parts. This therefore results, in order to resist these flexions, necessarily fairly massive blocks, in particular in height, which go against the desired objective of a track assembly as low as possible.
  • US-A-1788913 describes a low railroad block of the type reinforced concrete with a metal saddle of general shape in inverted U; the base or sole of the rectangular saddle receives the support and the fixing of the rail and is extended downward by ribs sealed in the concrete of the block, forming a frame.
  • the present invention relates to a block structure according to the preamble of claim 1 which does not have the above drawbacks, while retaining sufficient strength and being of simple and economical construction. It is characterized in that the sole of the saddle covers most of the upper surface of the block by being stiffened by a network of solid ribs crisscrossing its lower volume and in that the ribs have a decreasing height from their support area of the rail towards the ends of the saddle, giving it a beam shape of equal flexural strength.
  • the saddle can be made of molded metal such as cast iron, the support sole of the rail then being stiffened by a network of ribs obtained by molding, these ribs crisscrossing for example the lower surface of the sole.
  • This sole will advantageously be bordered by a peripheral rib comprising external ribs at the connection points with the internal grid ribs, on the longitudinal edge of the sole, to increase the anchoring of the reinforcement.
  • the saddle will be a steel plate cut out and folded into a U-shaped profile.
  • the two wings of this U-shaped section can be fitted by wedging in the external frame of a reinforcement frame in a flat grid formed of round concrete iron.
  • the support stops and the fixing holes of the rail fasteners will be fitted in the sole of the saddle and produced, depending on the type of construction, either directly by foundry, or by cutting, embedding and / or welding of added elements.
  • a rail 1 fixed in the usual way by fasteners 2 rests on a sole 3 forming the upper plate of a saddle 4 made of cast material such as cast iron.
  • Said sole extends vertically downwards by a network of ribs 5, sealed in the concrete of a block 6.
  • the sole 3 and its network of ribs 5 give the saddle 4 a very resistant and rigid ribbed beam structure in flexion .
  • the sole 3 has reliefs 7 forming the support stops for the rail fixing system and orifices 8 for passage and for fixing the bolt heads of the rail fasteners 2.
  • FIGS. 1 and 2 show a network of ribs 5 crisscrossing the bottom surface of the sole 3 and slightly protruding at 9, their junction with a peripheral rib of the sole 3, which increases the anchoring of the sole in the concrete block 6 and avoids any other conventional auxiliary frame.
  • the block 6 is shown equipped with a liner 10 and a sole 11 of the type used for damping vibrations in tracks without ballast.
  • the saddle 4 can be made of thick sheet metal cut and folded into a U as shown in FIGS. 4, 5 and 6 where , for the sake of simplification of the drawings, the rail fastening systems 1 have not been shown, but will be fitted out with suitable holes in the sole 3 and stops which can either be wedged in such holes, cut directly, or made up of metal studs welded to this sole according to the types of fastening used.
  • the inherent limitations of this embodiment limit the ribs 5 to two longitudinal ribs giving the saddle the shape of a U-beam. These longitudinal wings have, as in the previous case, a decreasing height from the middle to the ends in a shape d equal conventional resistance for such beams working in bending.
  • This limitation to the two longitudinal ribs is compensated for by a reinforcing reinforcement in conventional round concrete iron, but presenting itself, as indicated in FIGS. 4 and 6, like a flat grid 12 which can be wedged, by its external frame 13, and other ribs 5, taking advantage of their residual folding inclination. This wedging at 14 allows the reinforcement 13 to be held in place during the pouring and setting of the concrete.
  • the concrete block 6 has a height reduced to the strict minimum for coating the lower part of the saddle 4 and that its role is limited to transmitting by simple compression, a constraint for which this material is well suited, the concentrated pressures of the rail 1, received through the saddle 4, to the damping plate 11, in the form of a uniformly distributed pressure.

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Description

  • La présente invention se rapporte à une construction de blocher de voie ferrée béton-acier où les rails prennent appui sur des blocs de béton armé, dits blochets, éventuellement reliés deux à deux en une traverse par une armature métallique aux extrémités scellées dans lesdits blochets.
  • Ce type de blochet est utilisé principalement dans les voies dites sans ballast, où les blochets reposent sur des plaques de matériau d'amortissement de vibration, en appui direct sur une chape de béton, dans laquelle ils sont généralement encastrés. Ces voies sont notamment dans des réseaux de transports ferroviaires en tunnels, où l'absence de ballast permet de diminuer sensiblement la hauteur du tunnel.
  • Par contre, et malgré l'emploi de bétons renforcés réduisant les besoins d'armatures, la structure de béton armé des blochets oblique à donner à ceux-ci une certaine masse dimensionnelle pour acquérir la solidité et la rigidité requises. Il doit être tenu compte des pressions concentrées importantes sur le centre du blochet à la verticale du rail lors des passages de trains, tendant à faire travailler celui-ci en flexions sur appui central répétées peu souhaitables pour des pièces de béton. Il en résulte donc, pour résister à ces flexions, des blochets nécessairement assez massifs, notamment en hauteur, qui vont à l'encontre du but recherché d'un ensemble de voie aussi surbaissé que possible.
  • Le brevet US-A-1788913 décrit un blochet de voie ferrée surbaissée du type en béton armaturé par une selle métallique de forme générale en U renversé; la base ou semelle de la selle de forme rectangulaire reçoit l'appui et la fixation du rail et se prolonge vers le bas par des nervures scellées dans le béton du blochet en formant une armature.
  • Les brevets BE-A-421 322 et CH-A-97 008 présentent aussi des blochets du type analogue en béton armé par une selle ou une ossature.
  • Les structures des blochets précédents ne permettent pas, bien qu'elles ne soient pas excessivement massives, une répartition uniforme de pression sur le béton de ces blochets.
  • Le présente invention concerne une structure de blochet selon le préambule de la revendication 1 n"ayant pas les inconvénients ci-dessus, tout en gardant une résistance suffisante et en étant d'une construction simple et économique. Elle se caractérise en ce que la semelle de la selle recouvre l'essentiel de la surface supérieure du blochet en étant rigidifiée par un réseau de nervures pleines quadrillant son volume inférieur et en ce que les nervures ont une hauteur décroissante à partir de leur zone d'appui du rail vers les extrémités de la selle, lui conférant une forme de poutre d'égale résistance en flexion.
  • Il en résulte de cette combinaison structurelle d'une armature métallique en forme de selle recouvrant le bloc de béton dans lequel elle est scellée par ses ailes que l'essentiel des efforts de flexion exercés par la pression concentrée du rail seront supportés par la structure métallique en U très rigide de la selle, sous laquelle le béton du blochet travaillera essentiellement en compression. La hauteur du blochet pourra donc être réduite ainsi au maximum. Pratiquement, elle n'aura à être que légèrement supérieure aux ailes de la selle, suffisamment pour assurer leur scellement correct, et transmettre la pression exercée par la selle uniformément à la plaque d'amortissement sur laquelle repose le blochet.
  • La selle peut être réalisée en métal moulé tel que la fonte, la semelle d'appui du rail étant alors rigidifiée par un réseau de nervures obtanues par moulage, ces nervures quadrillant par exemple la surface inférieure de la semelle.
  • Cette semelle sera avantageusement bordée par une nervure périphérique comportant des nervures externes aux points de raccordement avec les nervures internes de quadrillage, sur la bordure longitudinale de la semelle, pour augmenter l'ancrage de l'armature.
  • Selon un autre type de construction selon la revendication 4, la selle sera une plaque d'acier découpée et pliée en un profilé en forme de U.
  • Les deux ailes de ce profilé en U pourront venir s'encastrer par coincement dans la cadre externe d'une armature de renforcement en une grille plate formée de fer rond à béton.
  • Les butées d'appui et les orifices de fixation des attaches de rail seront aménagés dans la semelle de la selle et réalisés, selon le type de construction, soit directement par fonderie, soit par découpe, encastrement et/ou soudure d'éléments rapportés.
  • Des exemples de réalisation de l'invention seront décrits ci-dessous, en référence aux dessins annexés, où:
    • -La figure 1 représente en coupe longitudinale axiale 1-1 un blochet selon l'invention dans sa version préférée avec une selle en matériau coulé en fonderie.
    • -La figure 2 représente le même blochet en vue de dessus.
    • -La figure 3 représente le même blochet en coupe transversale III-II1.
    • -La figure 4 représente un blochet selon l'invention dont la selle est réalisée à partir d'une plaque d'acier découpée et pliée en U, en coupe longitudinale IV-IV.
    • -La figure 5 représente, en vue de dessus, la disposition de la même selle dans le même blochet.
    • -La figure 6 représente, en coupe VI-VI, les sections transversales de la selle et du blochet.
  • Sur la figure 1, un rail 1, fixé de façon usuelle par des attaches 2 repose sur une semelle 3 formant la plaque supérieure d'une selle 4 en matériau coulé tel que de la fonte. Ladite semelle se prolonge verticalement vers le bas par un réseau de nervures 5, scellées dans le béton d'un blochet 6. La semelle 3 et son réseau de nervures 5 donnent à la selle 4 une structure de poutre nervurée très résistante et rigide en flexion.
  • La semelle 3 comporte des reliefs 7 formant les butées d'appui du système de fixation de rail et des orifices 8 de passage et de fixation des têtes de boulons des attaches de rail 2.
  • Deux types d'attaches différentes sont représentées de part et d'autre du rail sur les figures 1 et 2, pour illustrer l'adaptabilité de ce type de blochet aux différents systèmes de fixation.
  • Ces figures 1 et 2 font apparaître un réseau de nervures 5 quadrillant la surface inférieure de la semelle 3 et dépassant légèrement en 9, de leur jonction avec une nervure périphérique de la semelle 3, ce qui augmente l'ancrage de la semelle dans le béton du blochet 6 et permet d'éviter toute autre armature auxiliaire classique. Le blochet 6 est représenté équipé d'un chausson 10 et d'une semelle 11 du type utilisé pour l'amortissement des vibrations dans les voies sans ballast.
  • Selon un autre mode de réalisation de l'invention, lorsque cette technique s'avère plus avantageuse selon les moyens industriels disponibles, la selle 4 peut être réalisée en tôle épaisse découpée et pliée en U comme représenté sur les figures 4, 5 et 6 où, à fin de simplification des dessins, les systèmes de fixation du rail 1, n'ont pas été représentés, mais seront aménagés avec des orifices appropriés de la semelle 3 et des butées pouvant être soit calées dans de tels orifices, découpés directement, soit constituées de plots métalliques soudés sur cette semelle selon les types de fixation utilisés.
  • Les limitations inhérentes à ce mode de réalisation limitent les nervures 5 à deux nervures longitudinales donnant à la selle une forme de poutre en U. Ces ailes longitudinales ont, comme dans le cas précédent, une hauteur décroissante du milieu vers les extrémités selon une forme d'égale résistance classique pour de telles poutres travaillant en flexion. Cette limitation aux deux nervures longitudinales est compensée par une armature de renforcement en fer rond à béton classique, mais se présentant, comme indiqué aux figures 4 et 6, comme une grille plate 12 pouvant venir se coincer, par son cadre extérieur 13, de part et d'autre des nervures 5, en mettant à profit leur inclinaison résiduelle de pliage. Ce coincement en 14 permet le maintien en place de l'armature 13 pendant la coulée et la prise du béton.
  • On constate que dans les deux modes de réalisation décrits, le blochet de béton 6 a une hauteur réduite au strict minimum pour l'enrobage de la partie inférieure de la selle 4 et que son rôle se borne à transmettre par simple compression, contrainte pour laquelle ce matériau est bien adapté, les pressions concentrées du rail 1, reçues à travers la selle 4, à la plaque d'amortissement 11, sous forme d'une pression uniformément répartie.

Claims (4)

1. Blochet de voie ferrée surbaissée du type en béton armé par une selle métallique (4) de forme générale d'un U renversé dont la base ou semelle (3) qui reçoit l'appui et la fixation du rail (1) est une plaque pleine essentiellement rectangulaire se prolongeant vers le bas par des nervures ou ailes (5) scellées dans le béton du blochet (6) et formant une armature, caractérisé en ce que:
-la semelle (3) recouvre l'essentiel de la surface supérieure du blochet (6);
-la semelle (3) est rigidifiée par un réseau de nervures (5) pleines quadrillant son volume inférieur;
-les nervures (5) ont une hauteur décroissante à partir de leur zone d'appui de rail (1) vers les extrémités de la selle (4), lui conférant une forme de poutre d'égale résistance en flexion.
2. Blochet selon la revendication 1, caractérisé en ce que la selle (4) est réalisée en métal moulé, le réseau de nervures (5) quadrillant le volume inférieur de la semelle (3) avec une nervure périphérique et des nervures internes.
3. Blochet selon la revendication 2, caractérisé en ce que la nervure périphérique de la semelle (3) comporte des nervures externes (9) aux points de raccordement avec les nervures internes de quadrillage, sur la bordure longitudinale de la semelle.
4. Blochet selon le préambule de la revendication 1, caractérisé en ce que:
-la selle (4) est une plaque d'acier découpée et pliée en un profilé en forme de U dont les deux ailes (5) viennent s'encastrer par coincement (14) dans le cadre externe (13) d'une armature supplémentaire en grille plate (12) formée de fer rond à béton;
-la base ou semelle (3) récouvre l'essentiel de la surface supérieur du blochet (6);
-les ailes ont une hauteur décroissante à partir de leur zone d'appui du rail (1)) vers les extrémités de la selle (4), lui conférant une forme de poutre d'égale résistance en flexion.
EP80400692A 1979-06-15 1980-05-20 Blochet de voie ferrée surbaissée, notamment pour voie ferrée sans ballast Expired EP0021873B1 (fr)

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