EP1331311A1 - Procédé de construction d'une voie ferrée sur une dalle de voie en béton - Google Patents

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EP1331311A1 EP03290027A EP03290027A EP1331311A1 EP 1331311 A1 EP1331311 A1 EP 1331311A1 EP 03290027 A EP03290027 A EP 03290027A EP 03290027 A EP03290027 A EP 03290027A EP 1331311 A1 EP1331311 A1 EP 1331311A1
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    • E01B2204/00—Characteristics of the track and its foundations
    • E01B2204/09—Ballastless systems

Definitions

  • the invention relates to a method of constructing a railway on a slab of concrete track with grooves intended to receive the rails of the track railway.
  • the invention applies in particular to the construction of railway tracks for trains metro or tram.
  • This technique is quick for laying concrete but has the disadvantage of being slow for laying and setting the rails. It is therefore reserved for portions fairly short, like level crossings.
  • an object of the present invention is to remedy this drawback by proposing a method of building a railroad on a concrete slab in which the establishment of the rails in the engravings is greatly accelerated.
  • FIG. 1 represents a detailed view of a concrete track slab 1 intended for receive one or more rows of grooved rails 2, the track slab 1 being provided, for each line of rail 2, an engraving 4 delimited by lateral edges 4a and a background 4b.
  • This track slab 1 is produced for example by a known construction method of the skilled person under the Anglo-Saxon name "slip-form" and is advantageously poured on a cleanliness platform, not shown on the Fig.
  • the slab 1 is continuously constructed using a machine carrying a mold moving along the track, fresh concrete being pumped or placed in front of the machine, the mold giving it a shape predetermined as the machine advances.
  • the general shape of the concrete slab 1 is substantially rectangular, the etchings 4 intended for receiving the rows of rails 2 being produced by suitable grooves in the mold.
  • the cross section of the engravings 4 is shaped trapezoidal, the lateral edges 4a being slightly inclined, for example from 3 ° to 15 °, relative to the plane perpendicular to the bottom 4b, the latter constituting the largest base of the trapezoid.
  • the rows of rails 2 consist of a succession of rails 2 welded end to end which comprise, in a manner known per se, a pad P at the bottom, a core A provided with mutually opposite surface in the middle part, and in the upper part, a mushroom C and a flap B which delimit a groove G intended to receive the rail wheel stud.
  • the pad P of each rail 2 is coated with an envelope 3 in a resilient material such as synthetic rubber, for example in polyurethane, this envelope 3 having a thickness adapted so that the pad P provided with its envelope 3 has a width slightly greater than the width of the engraving 4 at the bottom 4b.
  • a resilient material such as synthetic rubber, for example in polyurethane
  • Such an envelope 3 is advantageously obtained by molding the resilient material around the pad P of the rail 2, this molding can be carried out on site or beforehand in the factory.
  • the casing 3 also partially covers the core A of the rail 2 in stopping below the shape of the mushroom C of rail 2 and includes an outline substantially rectangular exterior.
  • the rail file 2 is brought above the channel 4 by means of a gantry, not shown, and the rail 2 is lowered gradually in look of the engraving 4 until the underside of the envelope 3 covering the pad P is flush with the upper surface of the track slab 1.
  • a force is then applied locally and vertically from top to bottom, by example by means of a pressure wheel circulating on the rail 2, in order to insert in forces the pad P of the rail 2 inside the channel 4, the edges of the envelope 3 finding then compressed against the lateral edges 4a of the engraving 4 by generating compressive forces represented by arrows in FIG. 2. Due to the trapezoidal shape of the channel 4, the reaction forces of the side edges 4a on the envelope 3 then tend to center the rail 2 in the channel 4 and the result of these reaction forces has a downwardly oriented vertical component which holds the rail 2 at the bottom of the groove 4, thus achieving a first locking of the rail 2 in engraving 4.
  • the free volume arranged on either side of the rail 2, in the upper part of the channel 4, is filled with a resin 5 such as a polyurethane, the latter adhering to the rails 2 and the edges 4a of the engraving 4, the attachment of the resin 5 being able advantageously be reinforced by the application of a primer on the concrete edges of the engraving 4 and on the sides of the rail 2.
  • the solidification of the resin 5 contributes to the final immobilization of the rail 2 in its engravage 4 and the resin 5 contributes also to the sealing of the device against water infiltration, preserving installation against freezing.
  • Such a resin 5 also provides insulation reinforced electrical system and protects the underlying casing 3.
  • Such a construction method has the advantage of allowing acceleration of the rate of installation of the rails in the engravings and therefore to reduce the time of railway construction.
  • the precision in the location of the rails within the engraving is ensured automatically by the cooperation of the efforts of compressions of the resin and the shape of the engraving, which makes it possible to remove any rail adjustment operation.
  • the figures previously described illustrate a method of constructing a railway track provided with grooved rails, but the method according to the invention can also apply to the construction of railways fitted with "vineyard” type rails, having a substantially cylindrical fungus, leaving the rail head above the upper level of the slab or leaving a gap free on one side of the channel for the passage of the wheel flange of the vehicle rail.

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Abstract

Procédé de construction d'une voie ferrée sur une dalle de voie (1) en béton comportant des engravures (4) destinées à recevoir les rails (2) de la voie ferrée, caractérisé en ce que, après solidification du béton constituant la dalle de voie (1), il comprend au moins les étapes suivantes : a) mise en place des files de rails (2) au-dessus des engravures (4) de la dalle de voie (1), les rails comportant un patin (P) recouvert d'une enveloppe (3) en matériau résilient ; b) insertion en force du patin (P) recouvert de son enveloppe (3) dans l'engravure (4). <IMAGE>

Description

L'invention se rapporte à un procédé de construction d'une voie ferrée sur une dalle de voie en béton comportant des engravures destinées à recevoir les rails de la voie ferrée. L'invention s'applique notamment à la construction de voies ferrées pour train métro ou tramway.
Il est connu des procédés de construction de voies ferrées faisant appel à une dalle de voie en béton, ces procédés étant de plus en plus fréquemment employés car ils permettent une cadence de construction de la dalle de voie très rapide. Dans de tels procédés, le béton frais est généralement moulé en continu par une machine automatique qui suit le parcours de la voie à construire, la machine comportant un moule glissant comprenant deux rainures ménageant des engravures dans la dalle de béton. Après solidification du béton, les rails sont disposés par tronçons dans les engravures, soudés bout à bout, puis calés manuellement en hauteur, en écartement l'un par rapport à l'autre en laissant un jeu par rapport aux bords des engravures. Un matériau résilient, comme de la résine, est ensuite coulé dans les engravures.
Cette technique est rapide pour la pose du béton mais présente l'inconvénient d'être lente pour la pose et le calage des rails. Elle est de ce fait réservée à des portions assez courtes, comme des passages à niveau.
Aussi, un but de la présente invention est de remédier à cet inconvénient en proposant un procédé de construction d'une voie ferrée sur une dalle de béton dans lequel la mise en place des rails dans les engravures est grandement accélérée.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de construction d'une voie ferrée sur une dalle de voie en béton comportant des engravures destinées à recevoir les rails de la voie ferrée, caractérisé en ce que, après solidification du béton constituant la dalle de voie, il comprend au moins les étapes suivantes :
  • a) mise en place des files de rails au-dessus des engravures de la dalle de voie, les rails comportant un patin recouvert d'une enveloppe en matériau résilient dont l'épaisseur est telle que le patin recouvert de son enveloppe est légèrement plus large que l'engravure ;
  • b) insertion en force du patin recouvert de son enveloppe dans l'engravure, la forme de l'engravure étant adaptée pour assurer, sous les efforts de compression du matériau résilient de l'enveloppe, une force réactive tendant à maintenir le rail au fond de l'engravure.
    • Selon des modes particuliers de réalisation, le procédé de construction selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
    • lors d'une étape supplémentaire c), remplissage, au moyen d'une résine, du volume libre situé dans la partie supérieure de l'engravure de part et d'autre du rail, ladite résine renforçant l'immobilisation du rail dans l'engravure
    • préalablement à l'étape a), les rails d'une même file sont soudés bout à bout ;
    • chaque engravure présente, au moins localement, une largeur diminuant du fond vers le haut de l'engravure ;
    • les engravures possèdent une section trapézoïdale, la plus grande base de la section trapèze constituant le fond de l'engravure ;
    • les bords de l'engravure sont inclinés de 3° à 15° par rapport au plan perpendiculaire au fond de l'engravure ;
    • l'enveloppe recouvrant le patin des rails possède une forme présentant une surépaisseur de quelques millimètres par rapport à la forme complémentaire de l'engravure ;
    • préalablement à l'étape c), un apprêt est disposé sur les bords de l'engravure et sur les côtés du rail de façon à favoriser l'accrochage de la résine ;
    • la dalle de voie est obtenue par moulage d'une masse de béton frais en continu le long d'un parcours déterminé.
    On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de la présente invention, d'après la description donnée ci-après d'un mode de réalisation de l'invention, présenté à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels :
    • la figure 1 est une vue en coupe transversale d'une portion de voie représentant schématiquement, au niveau de l'une des files de rails, une étape du procédé de construction selon un mode particulier de réalisation de l'invention ;
    • la figure 2 est une vue en coupe transversale de la portion de voie réalisée par le procédé de la figure 1.
    Pour faciliter la lecture du dessin, seuls les éléments nécessaires à la compréhension de l'invention ont été représentés.
    La figure 1 représente une vue de détail d'une dalle de voie 1 en béton destinée à recevoir une ou plusieurs files de rails 2 à gorge, la dalle de voie 1 étant pourvue, pour chaque file de rail 2, d'une engravure 4 délimitée par des bords latéraux 4a et un fond 4b.
    Cette dalle de voie 1 est réalisée par exemple par un procédé de construction connu de l'homme du métier sous la dénomination anglo-saxonne "slip-form" et est avantageusement coulée sur une plate-forme de propreté, non représentée sur la figure. Dans un tel procédé, la dalle 1 est construite en continu à l'aide d'une machine portant un moule se déplaçant le long du parcours de la voie ferrée, du béton frais étant pompé ou déposé devant la machine, le moule lui conférant une forme prédéterminée au fur et à mesure de l'avancement de la machine. La forme générale de la dalle de béton 1 est sensiblement rectangulaire, les engravures 4 destinées à recevoir les files de rails 2 étant réalisées par des rainures adaptées dans le moule.
    Conformément à la figure 1, la section transversale des engravures 4 est de forme trapézoïdale, les bords latéraux 4a étant légèrement inclinés, par exemple de 3° à 15°, par rapport au plan perpendiculaire au fond 4b, ce dernier constituant la plus grande base du trapèze.
    Les files de rails 2 sont constituées par une succession de rails 2 soudés bout à bout qui comportent, de manière connue en soi, un patin P en partie inférieure, une âme A pourvue de surface mutuellement opposée en partie médiane, et, en partie supérieure, un champignon C et une bavette B qui délimitent une gorge G destinée à recevoir le mentonnet des roues d'un véhicule ferroviaire.
    Conformément à l'invention, le patin P de chaque rail 2 est enrobé d'une enveloppe 3 en matériau résilient tel qu'un caoutchouc synthétique, par exemple en polyuréthane, cette enveloppe 3 possédant une épaisseur adaptée pour que le patin P muni de son enveloppe 3 présente une largeur légèrement plus importante que la largeur de l'engravure 4 au niveau du fond 4b. Une telle enveloppe 3 est avantageusement obtenue par moulage du matériau résilient autour du patin P du rail 2, ce moulage pouvant être réalisé sur chantier ou préalablement en usine. De manière préférentielle, l'enveloppe 3 recouvre également partiellement l'âme A du rail 2 en s'arrêtant en dessous de la forme du champignon C du rail 2 et comprend un contour extérieur sensiblement rectangulaire.
    Le procédé de construction selon l'invention va maintenant être décrit en référence à la figure 1 qui illustre l'étape d'insertion du rail 2 dans l'engravure 4, cette étape étant réalisée après la solidification du béton constituant la dalle de voie 1.
    Conformément à cette figure, la file de rail 2 est amenée au-dessus de l'engravure 4 au moyen d'un portique, non représenté, et le rail 2 est descendu progressivement en regard de l'engravure 4 jusqu'à ce que la face inférieure de l'enveloppe 3 recouvrant le patin P affleure la surface supérieure de la dalle de voie 1.
    Une force est ensuite appliquée localement et verticalement de haut en bas, par exemple au moyen d'une roue de pression circulant sur le rail 2, afin d'insérer en force le patin P du rail 2 à l'intérieur de l'engravure 4, les bords de l'enveloppe 3 se trouvant alors comprimés contre les bords latéraux 4a de l'engravure 4 en générant des forces compressives représentées par des flèches sur la figure 2. Du fait de la forme trapézoïdale de l'engravure 4, les forces de réaction des bords latéraux 4a sur l'enveloppe 3 tendent alors à centrer le rail 2 dans l'engravure 4 et la résultante de ces forces de réaction présente une composante verticale orientée vers le bas qui maintient le rail 2 au fond de la rainure 4, réalisant ainsi un premier blocage du rail 2 dans l'engravure 4.
    Conformément à la figure 2, une fois l'opération d'insertion effectuée, le volume libre disposé de part et d'autre du rail 2, dans la partie supérieure de l'engravure 4, est rempli d'une résine 5 telle qu'un polyuréthane, cette dernière venant adhérer sur les rails 2 et les bords 4a de l'engravure 4, l'accrochage de la résine 5 pouvant avantageusement être renforcé par l'application d'un apprêt sur les bords en béton de l'engravure 4 et sur les côtés du rail 2. La solidification de la résine 5 participe à l'immobilisation définitive du rail 2 dans son engravure 4 et la résine 5 contribue également à l'étanchéité du dispositif contre les infiltrations des eaux, préservant l'installation contre le gel. Une telle résine 5 assure également un isolement électrique renforcé et protège l'enveloppe 3 sous-jacente.
    Un tel procédé de construction présente l'avantage de permettre une accélération de la cadence de mise en place des rails dans les engravures et donc de réduire le temps de construction des voies ferrées. De plus, la précision dans l'emplacement des rails au sein de l'engravure est assurée automatiquement par la coopération des efforts de compressions de la résine et de la forme de l'engravure, ce qui permet de supprimer toute opération de réglages des rails.
    Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.
    Ainsi, les figures précédemment décrites illustrent un procédé de construction d'une voie ferrée munie de rails à gorges, mais le procédé selon l'invention peut également s'appliquer à la construction de voies ferrées munies de rails de type "vignole", présentant un champignon sensiblement cylindrique, en laissant dépasser le champignon du rail au dessus du niveau supérieur de la dalle ou en laissant un espace libre d'un côté de l'engravure pour le passage du boudin de la roue du véhicule ferroviaire.

    Claims (8)

    1. Procédé de construction d'une voie ferrée sur une dalle de voie (1) en béton comportant des engravures (4) destinées à recevoir les rails (2) de la voie ferrée, caractérisé en ce que, après solidification du béton constituant la dalle de voie (1), il comprend au moins les étapes suivantes :
      a) mise en place des files de rails (2) au-dessus des engravures (4) de la dalle de voie (1), les rails comportant un patin (P) recouvert d'une enveloppe (3) en matériau résilient dont l'épaisseur est telle que le patin (P) recouvert de son enveloppe (3) est légèrement plus large que l'engravure (4) ;
      b) insertion en force du patin (P) recouvert de son enveloppe (3) dans l'engravure (4), la forme de l'engravure (4) étant adaptée pour assurer, sous les efforts de compression du matériau résilient de l'enveloppe (3), une force réactive tendant à maintenir le rail (2) au fond de l'engravure (4) ;
      c) remplissage, au moyen d'une résine (5), du volume libre situé dans la partie supérieure de l'engravure (4) de part et d'autre du rail (2), ladite résine (5) assurant l'étanchéité du dispositif.
    2. Procédé de construction d'une voie ferrée selon la revendication 1, caractérisé en ce que préalablement à l'étape a), les rails (2) d'une même file sont soudés bout à bout.
    3. Procédé de construction d'une voie ferrée selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que chaque engravure (4) présente, au moins localement, une largeur diminuant du fond (4b) vers le haut de l'engravure (4).
    4. Procédé de construction d'une voie ferrée selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites engravures (4) possèdent une section trapézoïdale, la plus grande base du trapèze constituant le fond (4b) de l'engravure.
    5. Procédé de construction d'une voie ferrée selon la revendication 4, caractérisé en ce que les bords (4a) de l'engravure sont inclinés de 3° à 15° par rapport au plan perpendiculaire au fond (4b) de l'engravure (4).
    6. Procédé de construction d'une voie ferrée selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'enveloppe (3) recouvrant le patin (P) des rails (2) possède une forme présentant une surépaisseur de quelques millimètres par rapport à la forme complémentaire de l'engravure (4).
    7. Procédé de construction d'une voie ferrée selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que préalablement à l'étape c), un apprêt est disposé sur les bords (4a) de l'engravure (4) et sur les côtés du rail (2) de façon à favoriser l'accrochage de la résine (5).
    8. Procédé de construction d'une voie ferrée selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la dalle de voie (1) est obtenue par moulage d'une masse de béton frais en continu le long d'un parcours déterminé.
    EP03290027A 2002-01-24 2003-01-07 Procédé de construction d'une voie ferrée sur une dalle de voie en béton Expired - Lifetime EP1331311B1 (fr)

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    FR0200897 2002-01-24
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    AT (1) ATE278067T1 (fr)
    AU (1) AU2003200136B2 (fr)
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    CA (1) CA2416284A1 (fr)
    DE (1) DE60300056D1 (fr)
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    ES (1) ES2230531T3 (fr)
    FR (1) FR2835003B1 (fr)
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    NZ (1) NZ523762A (fr)
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