EP2666907B1 - Voie de chemin de fer avec traverses sur dalle en béton continu et procédé de fabrication - Google Patents

Voie de chemin de fer avec traverses sur dalle en béton continu et procédé de fabrication Download PDF

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EP2666907B1
EP2666907B1 EP13305669.7A EP13305669A EP2666907B1 EP 2666907 B1 EP2666907 B1 EP 2666907B1 EP 13305669 A EP13305669 A EP 13305669A EP 2666907 B1 EP2666907 B1 EP 2666907B1
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EP
European Patent Office
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sleepers
slab
resin
railway track
wings
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EP13305669.7A
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German (de)
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EP2666907A1 (fr
Inventor
Jacques Malod-Panisset
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Colas Rail SAS
Original Assignee
Colas Rail SAS
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Filing date
Publication date
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Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B1/00Ballastway; Other means for supporting the sleepers or the track; Drainage of the ballastway
    • E01B1/002Ballastless track, e.g. concrete slab trackway, or with asphalt layers
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B1/00Ballastway; Other means for supporting the sleepers or the track; Drainage of the ballastway
    • E01B1/008Drainage of track

Definitions

  • the present invention relates to a railroad track with sleepers on reinforced concrete slab or unreinforced continuous damping for movement of trains, high speed or other, and a method of manufacture. It has applications in the field of Railway Civil Engineering for the construction of railways, in particular for the circulation of high-speed trains.
  • railway track laying on double track There are two main types of railway track laying on double track: the laying on supports, discontinuous, where the rail rests and is fixed by fasteners on supports at suitable intervals and the continuous laying where the rail rests and is fixed by fasteners on a support with support over its entire length.
  • railway tracks are conventionally made by laying rails on sleepers on a rock ballast. If this type of implementation has a cost / benefit balance interesting, in some cases its limits can be a source of difficulties, especially for routes subject to significant constraints in terms of speed of movement of trains. In addition, in some areas, such as a tunnel or a particular piece of land, a zone with local constraints (or even local advantages), other ways of constructing the railways have been proposed and, in particular, the second one. type of pose.
  • railways have been proposed on a continuous concrete support and in which, in the absence of sleepers, either the rail is fixed on the support or the rail is fixed on blocks which are themselves fixed on the support. by "flooding" in a grout of cement or concrete.
  • EP 555 616 A discloses a method of manufacturing a railway track, a platform, a U-shaped slab, sleepers, a bonding material and a longitudinal channel.
  • the problem of the damping of the track, especially by a lower damping stage through the implementation of a polymerizable resin which, in addition to sticking the cross member on the slab once polymerized, is flexible / resilient, n ' is not addressed in these documents.
  • the present invention provides a particular embodiment of a railroad track on concrete slab which implements conventional track laying elements that are the sleepers.
  • the railway track obtained allows high traffic speeds of the trains while allowing to choose within certain limits the behavior of the track to these circulations, particularly in terms of stress on its various constituent elements and vibrations transmitted and / or generated, in particular by virtue of the possibility of damping vibrations and stresses. It is thus possible to control within certain limits the deflection of the track.
  • the invention therefore relates to a railroad track with sleepers on reinforced concrete slab or unreinforced continuous damping for movement of trains, including high-speed trains, said railroad track comprising a railroad consisting of rails fastened to crosspieces by fasteners, the U-shaped slab made of continuous reinforced or unreinforced concrete, referred to as the auger slab, comprising two lateral wings forming the two rising branches of the U and, between the two wings, a bottom on which the crosspieces are glued by a bonding material, the slab being disposed on a prepared platform.
  • the invention is defined by the method according to claim 1 and by its variants defined by the dependent claims, as well as by the railway of the corresponding claims.
  • high speed is to be understood as train traffic at speeds above 250 km / h and, for example, at 300 km / h or 350 km / h or more.
  • damping means that means decreasing the emission and / or transmission of vibrations are implemented, mechanical and / or sound vibrations, in particular to reduce the noise passing high speed trains.
  • the damping reduces the loads and stresses on the components of the railway track during these passages of trains.
  • the bonding of the sleepers causes their sealing on the slab.
  • the track is also usable for the circulation of trains at reduced speeds.
  • the invention also relates to a method of manufacturing a railway track with sleepers on reinforced concrete slab or unreinforced continuous damped for high speed train traffic, such as to obtain the present railway, the cross-members are bonded to the bottom of the U-shaped slab made of reinforced or unreinforced concrete, called the auger slab, with two lateral wings forming the two rising branches of the U and, between the two wings, bottom on which the ties are glued, the slab having been placed on a prepared platform.
  • the method also comprises all the technically possible steps of implementing the material means of the invention.
  • the reinforced concrete slab or unreinforced continuous 5 On the sub-layer-bitumen, there is then the reinforced concrete slab or unreinforced continuous 5, said slab bucket, which has a U-shaped with two side wings 13 which extend along the slab and, between the two wings, a bottom 14 of slab 5.
  • the concrete slab or unreinforced continuous concrete is made by sliding formwork and there are provided connectors to subsequently achieve expansion joints. For example, these expansion joints are made every 4.8 m, between two sleepers.
  • a single flow channel 7 has been made on the bottom 14 of the slab 5 and is median. Means (not shown) for discharging water from the channel out of the slab are made at appropriate intervals, in particular through the wings of the slab for lateral evacuation / discharge.
  • the two rails 2 are fixed to the cross members 4 by fasteners 3 of any suitable type, for example fasteners from the NABLA, PANDROL, VOSSLOH ... or other companies, and an elastomer sole or other material is placed under the runner of the rail to form an upper damping stage.
  • fasteners 3 of any suitable type, for example fasteners from the NABLA, PANDROL, VOSSLOH ... or other companies, and an elastomer sole or other material is placed under the runner of the rail to form an upper damping stage.
  • the bonding of the sleepers on the bottom of the slab is performed with a resin which remains substantially resilient after polymerization and thus benefits from a damping stage, said lower floor, between the sleepers and the slab so we can say that the track consists of rails fixed by ties on sleepers, is a floating way.
  • the choice and modalities of use of the resin make it possible to modify the deflection of the pathway (displacement under load), by modifying the stiffness of the polymerized resin, and to obtain, depending on the location, the type of circulation or all other decisive criteria, the necessary deflection.
  • the deflection can also be modified at the level of the upper stage which provides an additional advantage because of the possibility of changing the stiffness of the sole after the construction of the track and thus adapt to the type of convoy circulating.
  • the filling of the empty spaces around the sleepers will be achieved by means of a filling product whose behavior will be of the grout type.
  • the invention is applicable to any type of cross, monoblock or bi-blocks and any type of rail attachment to the cross is also usable.
  • a clean damping stage may or may not be implemented between the rail and the cross member.
  • such an upper damping stage is implemented in the form of a rubber sole under the runner of the rail.
  • the rubber elements that are used may be based on recycled rubber.
  • the channel comprises two damping stages.
  • acoustic absorption elements are used between the sleepers in the longitudinal direction of the track in order to further improve the attenuation of the generation and transmission of noise. These elements are particular filling materials and / or devices reported between the crosspieces in the upper part.
  • the U-shape of the slab 5 with its two lateral wings 13 which rise on each lateral side there are two parallel strips on each side of the track and which can be used as treads for construction site machines or maintenance of the railway track.
  • these construction machines have low-pressure tires.
  • At least one of the wings has an upwardly open chute which can be closed upwards by cover plates in order to benefit from a cable raceway for example while retaining a path. of rolling thanks to the cover plates covering the chute.
  • slab 5 in reinforced concrete or unreinforced continuous was made on the platform and has a U-shaped with a flat bottom 14 flanked by two wings 13 side.
  • a channel 7 of flow is made on the bottom 14 of the slab 5. It is understood that the channel is essentially useful if water infiltration can occur on the bottom of the slab, in particular because a typical filling material Ballast was spilled in the chambers between the sleepers. If a concrete is used in the chambers, the passage of water on the bottom of the slab is no longer possible and a channel on the bottom of the slab is not essential but in case we want to presence, we will implement a cache system to prevent the concrete does not pass in the channel as in the case of the resin injected sub-transom.
  • the sleepers 4 were placed on the bottom of the slab and since it is planned to inject a resin under the crossmember to stick it on the bottom of the slab, a cover 8 was placed on the channel 7 so to prevent the injected fluid resin from flowing in said channel.
  • the cover can remain permanently in place or, alternatively, be part of removable forms and be removed once the resin taken. In the case where several channels are present on the bottom of the slab, it will implement as many caches as necessary.
  • the rails were fixed on the sleepers with the fasteners 3 and a resilient sole could be installed under the runner of the rail to form a possible upper damping stage. Note that in a variant, the sleepers and rails are laid in a single step, the rails having already been partially fixed on the sleepers by the fasteners before laying on the slab.
  • a grout-type filler 6 was cast to fill the voids on the side of the ties.
  • injections are made through the cross-member into orifices passing therethrough.
  • at least one of these through holes serves as a vent so that the air under the crosspiece can escape.
  • the crosspiece has no through hole they are made by drilling the cross.
  • the formwork intended to contain under the struts the primer and the resin comprise channels for injecting these compounds and for venting.
  • the underside of the sleepers may be specially structured to receive the resin and have recessed patterns to increase the contact area with the resin and / or to create snap-in recesses by dovetail-type patterns preventing tearing of the polymerized resin.
  • frame can also be used as lost formwork for the injection of the resin.
  • This frame is typically about 60 mm high and preferably has external reinforcements for casting a concrete slab in the chambers between the sleepers, in case the filling material chosen is a concrete.
  • the lost formwork can be implemented even without pouring concrete into the chambers.
  • the filling materials may be lean concretes, wood concretes, bituminous concretes, self-placing concretes, concretes laden with recycled rubber granules, ballast, resin ballast, gravels, natural bass, light polystyrene concrete or any other suitable material.
  • no filling is performed in the chambers, between the sleepers.
  • an additional damping stage can be implemented between the slab and the floor and it then benefits from two (combined with the lower damping stage) or three (combined with the upper and lower floors of the floor). 'damping' damping stages.
  • optical fiber (s) and / or sensors are incorporated in the slab so as to be able to measure the stresses and vibrations experienced by the track.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Railway Tracks (AREA)
  • Machines For Laying And Maintaining Railways (AREA)

Description

  • La présente invention concerne une voie de chemin de fer avec traverses sur dalle en béton armé ou non armé continu à amortissement pour circulation de trains, à grande vitesse ou autres, ainsi qu'un procédé de fabrication. Elle a des applications dans le domaine du Génie Civil ferroviaire pour la construction des voies ferrées notamment destinées à la circulation de trains à grande vitesse.
  • Il existe deux principaux types de pose de voies de chemin de fer sur double file de rails : la pose sur appuis, discontinue, où le rail repose et est fixé par des attaches sur des appuis à des intervalles adaptés et la pose continue où le rail repose et est fixé par des attaches sur un support avec appui sur toute sa longueur.
  • Dans le premier type de pose, les voies de chemin de fer sont classiquement réalisées par pose de rails sur traverses sur un ballast de pierres. Si ce type de réalisation présente un bilan coût/bénéfice intéressant, dans certains cas ses limites peuvent être source de difficultés notamment pour des voies soumises à des contraintes importantes en termes de vitesse de circulation des trains. De plus, dans certaines zones, par exemple tunnel ou terrain particulier, zone avec contraintes locales (ou même des avantages locaux) ont fait que d'autres modalités de réalisation des voies de chemin de fer ont été proposées et, en particulier, le second type de pose.
  • On a par exemple proposé des voies de chemin de fer sur support continu en béton et dans lesquelles en l'absence de traverses, soit le rail est fixé sur le support, soit le rail est fixé sur des blochets eux-mêmes fixés sur le support par un « noyage » dans un coulis de ciment ou de béton.
  • Dans toutes ces techniques, les problèmes liés aux effets des vibrations dues aux passages de trains à grande vitesse et/ou lourds doivent être pris en compte, notamment pour réduire les contraintes sur les éléments de la voie de chemin de fer et pour réduire les vibrations et donc le bruit. Ainsi, par exemple, on peut être amené à mettre en oeuvre des semelles en caoutchouc sous le rail et/ou sous les traverses, voir sous la dalle support et qui est alors une dalle flottante.
  • C'est ainsi qu'on connait par les documents DE19913173 , DE3809466 , et EP0663470 , des réalisations de voies sur traverses et dalles avec collage des traverses sur la dalle. EP 555 616 A divulgue un procédé de fabrication d'une voie de chemin de fer, une plateforme, une dalle en U, des traverses, un matériau de collage et une rigole longitudinale. Toutefois le problème de l'amortissement de la voie, notamment par un étage amortisseur inférieur grâce à la mise en oeuvre d'une résine polymérisable qui, en plus de coller la traverse sur la dalle une fois polymérisée, est souple/résiliente, n'est pas abordé dans ces documents.
  • La présente invention propose une modalité particulière de réalisation d'une voie de chemin de fer sur dalle de béton qui met en oeuvre des éléments classiques de pose de voie que sont les traverses.
  • La voie de chemin de fer obtenue autorise des vitesses de circulation élevées des trains tout en permettant de choisir dans certaines limites le comportement de la voie à ces circulations, notamment en terme de contrainte sur ses différents éléments constitutifs et de vibrations transmises et/ou générées, notamment grâce à des possibilités d'amortissement des vibrations et contraintes. On peut ainsi contrôler dans certaines limites la déflexion de la voie.
  • L'invention concerne donc une voie de chemin de fer avec traverses sur dalle en béton armé ou non armé continu à amortissement pour circulation de trains, notamment de trains à grande vitesse, ladite voie de chemin de fer elle comportant une voie ferrée constituée de rails fixés sur des traverses par des attaches, la dalle en forme de U en béton armé ou non armé continu, dite dalle auget, comportant deux ailes latérales formant les deux branches montantes du U et, entre les deux ailes, un fond sur lequel les traverses sont collées par un matériau de collage, la dalle étant disposée sur une plateforme préparée.
  • Plus précisément, l'invention est définie par le procédé objet de la revendication 1 et par ses variantes définies par les revendications dépendantes, ainsi que par la voie de chemin de fer des revendications correspondantes.
  • Le terme « grande vitesse » doit être compris comme des circulations de trains à des vitesses supérieures à 250 Km/h et, par exemple, à 300 Km/h ou 350 Km/h, voire plus. Le terme amortissement signifie que des moyens diminuant l'émission et/ou la transmission des vibrations sont mis en oeuvre, vibrations mécaniques et/ou sonores, notamment pour diminuer le bruit au passage des trains à grande vitesse. En outre, l'amortissement permet de réduire les charges et contraintes subies par les éléments constitutifs de la voie de chemin de fer lors de ces passages de trains. Le collage des traverses provoque leur scellement sur la dalle. La voie est également utilisable pour la circulation de trains à des vitesses plus réduites.
  • Dans divers modes de mise en oeuvre de l'invention, les moyens suivants pouvant être utilisés seuls ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont employés :
    • les attaches des rails sur les traverses sont réglables afin de permettre un réglage de la voie de roulement ferrée,
    • les rails sont fixés sur les traverses avec des moyens amortisseurs formant un étage amortisseur propre, dit étage amortisseur supérieur,
    • le matériau de collage est étendu essentiellement sous la traverse,
    • le coffrage disposé le long des traverses maintenant la résine initialement fluide sous les traverses est perdu et est laissé en place,
    • le coffrage est amovible et est retiré une fois la résine polymérisée,
    • le composé comporte en outre une ou des charges,
    • le composé comporte du polyuréthane,
    • un primaire est injecté en sous traverse afin d'améliorer le collage,
    • la voie de chemin de fer comporte en outre un matériau de remplissage disposé entre les traverses, sur le fond de la dalle,
    • le matériau de remplissage est choisi parmi un ou toute combinaison possible des éléments suivants : les bétons maigres, les bétons de bois, les bétons bitumineux, les bétons auto-plaçant, les bétons chargés en granulats de caoutchouc recyclé, un ballast, un ballast résiné, des graves, des graves naturelles ou un béton allégé de polystyrène,
    • la rigole comporte latéralement deux épaulements d'une hauteur correspondant sensiblement à l'épaisseur du cache protecteur et recevant ledit cache protecteur afin que ledit cache protecteur ne déborde pas vers le haut du plan général du fond de la dalle,
    • la souplesse du cache protecteur est semblable à la souplesse de la résine polymérisée,
    • la dalle comporte en outre des conduites ou canaux transversaux reliés à la/les rigoles ainsi que des passages latéraux à travers au moins une des ailes pour lesdites conduites transversales ou lesdits canaux transversaux afin de permettre la décharge à l'extérieur de la dalle des eaux collectées et s'écoulant dans la rigole,
    • la plateforme est un sol, le sol ayant été préparé pour recevoir la dalle,
    • le sol préparé comporte une couche de mise hors gel,
    • le sol de la plateforme comporte en outre à sa partie supérieure une sous couche grave-bitume et sur laquelle est disposée la dalle,
    • la voie de chemin de fer comporte en outre une sous couche grave-bitume sur laquelle la dalle repose,
    • les traverses sont des traverses béton monobloc ou biblocs,
    • les traverses sont d'un modèle standard ou de conception spécifique,
    • les traverses peuvent comporter à travers leur épaisseur des orifices pour l'injection de la résine depuis le dessus de la traverse vers sa base et/ou à titre d'évent pour la sortie de l'air sous la traverse remplacé par la résine,
    • le coffrage comporte sur sa hauteur des canaux pour injection de la résine et/ou à titre d'évent,
    • les ailes sont parallèles entre-elles,
    • le sommet des ailes est sensiblement plat et forme un chemin de roulement de pneus notamment pour des engins de chantier.
  • L'invention concerne également un procédé de fabrication d'une voie de chemin de fer avec traverses sur dalle en béton armé ou non armé continu à amortissement pour circulation de trains à grande vitesse, tel que pour obtenir la présente voie de chemin de fer, on colle par un matériau de collage les traverses sur le fond de la dalle en forme de U en béton armé ou non armé continu, dite dalle auget , comportant deux ailes latérales formant les deux branches montantes du U et, entre les deux ailes, ledit fond sur lequel les traverses sont collées, la dalle ayant été disposée sur une plateforme préparée.
  • Le procédé comporte également toutes les étapes techniquement possibles de mise en oeuvre des moyens matériels de l'invention.
  • La présente invention, sans qu'elle en soit pour autant limitée, va maintenant être exemplifiée avec la description qui suit de modes de réalisation et de mise en oeuvre en relation avec :
    • la Figure 1 qui représente une vue en coupe transversale de la voie de chemin de fer selon l'invention,
    • la Figure 2 qui représente une étape de terrassement et préparation de la plateforme pour la voie de chemin de fer de l'invention,
    • la Figure 3 qui représente une étape de réalisation de la dalle en béton armé ou non armé continu, dite dalle auget, pour la voie de chemin de fer de l'invention,
    • la Figure 4 qui représente une étape de pose des traverses sur la dalle pour la voie de chemin de fer de l'invention,
    • la Figure 5 qui représente une étape de pose des rails pour la voie de chemin de fer de l'invention,
    • la Figure 6 qui représente une étape d'injection en sous-traverse d'une résine de collage de traverse sur la dalle pour la voie de chemin de fer de l'invention, et
    • la Figure 7 qui représente une étape de remplissage des espaces vides pour la voie de chemin de fer de l'invention.
  • On va maintenant décrire un exemple de réalisation d'une voie de chemin de fer 1 sur dalle en béton, de préférence armé mais pouvant être non armé, continu selon l'invention et qui est représenté schématiquement Figure 1 en coupe transversale.
  • En commençant par le bas, on trouve un terrain qui a été préparé par terrassement avec un sol 12 préparé pour recevoir la voie ferrée, surmonté par une sous-couche de mise hors gel 11, cette dernière étant ici surmontée d'une sous-couche grave-bitume 10. Ces éléments sont classiquement réalisés par des opérations de terrassement routier. On comprend que ces éléments peuvent varier en fonction des caractéristiques propre du terrain, par exemple nécessité d'un remblai, terrain avec infiltrations, terrain peu porteur, passage sur un ouvrage d'art, etc. On pourra donc trouver des structures de sous-couches différentes et/ou comportant d'autres éléments.
  • Sur la sous-couche grave-bitume, on trouve ensuite la dalle en béton armé ou non armé continu 5, dite dalle auget, qui a une forme en U avec deux ailes latérales 13 qui s'étendent le long de la dalle et, entre les deux ailes, un fond 14 de dalle 5. La dalle en béton armé ou non armé continu est réalisée par coffrage glissant et on y prévoit des connecteurs afin de réaliser par la suite des joints de dilatation. Par exemple, ces joints de dilatation sont réalisés tous les 4,8 m, entre deux traverses. Dans cet exemple, une seule rigole 7 d'écoulement a été réalisée sur le fond 14 de la dalle 5 et elle est médiane. Des moyens (non représentés) d'évacuation des eaux de la rigole hors de la dalle sont réalisés à des intervalles adéquats, notamment à travers les ailes de la dalle pour une évacuation/décharge latérale.
  • Sur la Figure 1, on peut voir une des traverses 4 de la voie de chemin de fer, traverses qui sont disposées et collées sur le fond de la dalle 5. La couche de collage, sous forme d'une résine qui a polymérisé après son injection en sous-traverses, est représentée sous la référence 9. La résine polymérisée est souple/résiliente et forme un étage amortisseur inférieur. On remarque la présence d'un cache 8 sur la rigole 7 d'écoulement, cache destiné à empêcher le passage de la résine encore fluide dans la rigole d'écoulement lors de son injection en sous-traverse. Un produit de remplissage 6 a été coulé dans les espaces libre autour des traverses et, essentiellement latéralement entre chaque extrémité latérale de traverse et l'aile correspondante de la dalle. Non visible sur cette Figure 1, dans le sens de la longueur de la voie de chemin de fer, un matériau de remplissage a été répandu dans les chambrées, entre les traverses, sur le fond de la dalle, par exemple du ballast.
  • Les deux rails 2 sont fixés aux traverses 4 par des attaches 3 de tout type adapté, par exemple des attaches des sociétés NABLA, PANDROL, VOSSLOH...ou autres , et une semelle en élastomère ou autre matière est disposée sous le patin du rail pour former un étage amortisseur supérieur.
  • D'une manière générale, le collage des traverses sur le fond de la dalle s'effectue avec une résine qui reste sensiblement résiliente après polymérisation et on bénéficie ainsi d'un étage d'amortissement, dit étage inférieur, entre les traverses et la dalle, ainsi on peut dire que la voie constituée de rails fixés par des attaches sur des traverses, est une voie flottante.
  • Le choix et les modalités d'emploi de la résine permettent de modifier la déflexion de la voie (déplacement en charge), en modifiant la raideur de la résine polymérisée, et d'obtenir au besoin, suivant le lieu, le type de circulation ou tous autres critères déterminants, la déflexion nécessaire.
  • La déflexion peut également être modifiée au niveau de l'étage supérieur ce qui procure un avantage supplémentaire en raison de la possibilité de changer la raideur de la semelle après la construction de la voie et ainsi s'adapter au type de convoi circulant. Avec l'utilisation d'un étage inférieur d'amortissement, le remplissage des espaces vides autour des traverses sera réalisé au moyen d'un produit de remplissage dont le comportement sera du type coulis.
  • L'invention est applicable à tout type de traverse, monoblocs ou bi-blocs et tout type d'attache du rail sur la traverse est également utilisable.
  • De plus, un étage propre d'amortissement, dit étage supérieur, peut être ou non mis en oeuvre entre le rail et la traverse. De préférence, on met en oeuvre un tel étage supérieur d'amortissement sous forme d'une semelle en caoutchouc sous le patin du rail. Les éléments en caoutchouc qui sont mis en oeuvre peuvent être à base de caoutchouc recyclé.
  • Ainsi, dans le cas où cet étage supérieur d'amortissement est mis en oeuvre, la voie comporte deux étages d'amortissement.
  • En outre, dans certaines variantes de réalisation, on met en oeuvre entre les traverses, dans le sens longitudinal de la voie, des éléments d'absorption acoustique afin d'améliorer encore plus l'atténuation de la génération et de la transmission des bruits. Ces éléments sont des matériaux de remplissage particuliers et/ou des dispositifs rapportés entre les traverses dans la partie supérieure.
  • Grâce à la forme en U de la dalle 5 avec ses deux ailes latérales 13 qui remontent de chaque côté latéral, on dispose de deux bandes parallèles de chaque côté de la voie et qui peuvent servir de bandes de roulement pour des engins de chantier de pose ou d'entretien de la voie de chemin de fer. De préférence, ces engins de chantier ont des pneus basse-pression.
  • Dans une variante de réalisation, au moins une des ailes comporte une goulotte ouverte vers le haut et que l'on peut refermer vers le haut par des plaques couvercles afin de bénéficier d'une goulotte de circulation de câbles par exemple tout en conservant un chemin de roulement grâce aux plaques couvercles recouvrant la goulotte.
  • On va maintenant décrire un exemple de modalité de réalisation de la voie de chemin de fer de l'invention sous forme d'une série d'étapes.
    • Terrassement pour préparation du sol afin d'obtenir une plateforme adaptée avec notamment réalisation d'une sous-couche de mise hors gel,
    • Sur la sous-couche de mise hors gel, mise en place d'une sous-couche en grave bitume par une technique de mise en oeuvre traditionnelle routière et permettant de réaliser une bonne interface avec le béton de la dalle tout en apportant une souplesse relative. Une telle sous-couche en grave bitume autorise la circulation d'engins de chantier sur la plateforme ainsi réalisée et, ceci, sans risque de détérioration de cette dernière.
    • Réalisation de la dalle en béton armé ou non armé continu, dite dalle auget, grâce à une machine à coffrage glissant. Cette réalisation est effectuée avec une précision de positionnement de plus ou moins 5 mm grâce à un guidage précis via une station topographique totale. Classiquement, le temps de séchage du béton sera de 29 jours.
    • Perforation des ailes pour notamment le drainage et/ou passage de câbles ou autres et rabotage des appuis de traverses sur le fond de la dalle une fois le béton pris: La tolérances de pose est atteinte par cette étape de rabotage du béton, étape de rabotage qui est optionnelle au cas où la réalisation de la dalle est telle qu'elle sera dans la tolérance de pose une fois le béton pris.
    • Pose des traverses sur le fond de la dalle, tous types de traverses pouvant être mis en oeuvre, avec un travelage classique et une méthode de pose standard.
    • Pose des coffrages dans les chambrées afin de pouvoir maitriser la quantité de résine utilisée, les coffrages permettant de maintenir la résine sous les traverses à l'étape ultérieure d'application de la résine et de l'éventuel primaire.
    • Pose des rails, de préférence rails longs soudés (LRS) avec une méthode de pose standard. Des attaches réglables sont de préférence utilisées afin de permettre une gestion dans le temps de la géométrie de la voie.
    • Pose des gabarits de réglage de la géométrie de la voie selon une méthode standard et maitrisée qui permet le réglage fin de la voie en X, Y et Z. Le réglage de la voie se fait avant l'injection de résine.
    • Application d'un primaire sur le fond de la dalle, sous les traverses, afin de faciliter l'accrochage de la résine qui va ensuite être introduite sous les traverses sur le béton de la dalle.
    • Coulage de la résine sous les traverses avec des pompes doseuses/mélangeuses, afin de permettre le collage et la fixation des traverses sur le fond de la dalle, voir, dans une variante aussi sur les côtés latéraux de la traverse sur les parois remontantes des ailes, après la polymérisation de ladite résine. La résine est choisie suivant les caractéristiques de la voie que l'on recherche, en particulier en termes d'amortissement du fait du choix possible de la souplesse/résilience plus ou moins importante de la résine polymérisée. Cette souplesse correspond à une déformation sous charge (passage de convois ferroviaires) avec reprise de forme lors de la disparition de la charge, la résine polymérisée présente donc une certaine résilience ou élasticité. La résine polymérisée souple formant l'étage amortisseur inférieur a donc, en plus de sa fonction de collage de la traverse sur la dalle, un comportement de souplesse/résilience qui s'apparente à celui de la semelle résiliente à base de caoutchouc ou élastomère installée sous le patin du rail et formant l'étage supérieur d'amortissement. On peut même penser que cette souplesse permet d'obtenir un collage de la traverse sur la dalle plus résistant à long terme aux contraintes de charge par rapport à des matériaux de collage, par exemple à base de ciment, qui sont rigides une fois solidifiés.
    • Dépose des coffrages des chambrées une fois la polymérisation de la résine en cours ou effectuée au cas où les coffrages ne sont pas des coffrages perdus.
    • Si nécessaire, pose des protections d'attaches de rail afin de protéger les attaches pendant le remplissage ultérieur des chambrées entre traverses par des matériaux de remplissage.
    • Remplissage des chambrées entre traverses et autres espaces vides par des matériaux de remplissage qui sont choisis suivant la configuration attendue de la voie. Les matériaux de remplissage sont mis en place par gravité et un compactage peut éventuellement être réalisé suivant la nature des matériaux.
    • Libération des contraintes dans le rail et nettoyage pour fournir une voie de chemin de fer prête à rouler.
  • De telles étapes sont schématisées par les Figures 2 à 7.
  • Sur la Figure 2, le terrassement est terminé et on a disposé sur une sous-couche de mise hors gel 11 reposant sur un sol préparé 12, une sous couche grave-bitume 10 d'épaisseur typique de 16 cm. Une telle plateforme a une portance d'environ 120MPa.
  • Sur la Figure 3, la dalle 5 en béton armé ou non armé continu a été réalisée sur la plateforme et elle présente une forme en U avec un fond plat 14 bordé de deux ailes 13 latérales. Une rigole 7 d'écoulement est réalisée sur le fond 14 de la dalle 5. On comprend que la rigole est essentiellement utile si des infiltrations d'eau peuvent se produire sur le fond de la dalle, notamment parce qu'un matériau de remplissage type ballast a été répandu dans les chambrées entre les traverses. Au cas où un béton est utilisé dans les chambrées, le passage de l'eau sur le fond de la dalle n'est plus possible et un rigole sur le fond de la dalle n'est alors pas indispensable mais au cas où on souhaite sa présence, on mettra en oeuvre un système de cache afin d'éviter que le béton ne passe dans la rigole comme dans le cas de la résine injectée en sous-traverse.
  • Sur la Figure 4, les traverses 4 ont été posées sur le fond de la dalle et étant donné qu'il est prévu d'injecter une résine sous la traverse pour la coller sur le fond de la dalle, un cache 8 a été disposé sur la rigole 7 afin d'empêcher que la résine fluide injectée ne s'écoule dans ladite rigole. Le cache peut rester en place définitivement ou, dans une variante, faire partie des coffrages amovibles et être retiré une fois la résine prise. Dans le cas où plusieurs rigoles sont présentes sur le fond de la dalle, on mettra en oeuvre autant de caches que nécessaire.
  • Sur la Figure 5, les rails ont été fixés sur les traverses grâce aux attaches 3 et une semelle résiliente a pu être installée sous le patin du rail pour former un éventuel étage supérieur d'amortissement. A noter que dans une variante, on pose les traverses et rails en une seule étape, les rails ayant déjà été partiellement fixés sur les traverses par les attaches avant leur pose sur la dalle.
  • Sur la Figure 6, la résine 9 a été injectée sous la traverse.
  • Sur la Figure 7, un produit de remplissage 6 de type coulis a été coulé pour combler les vides sur le côté des traverses.
  • Pour l'application sous chaque traverse aussi bien du primaire que de la résine, on procède à des injections à travers la traverse dans des orifices traversant de celle-ci. De préférence au moins un de ces orifices traversant sert d'évent pour que l'air sous la traverse puisse s'échapper. Dans le cas où la traverse ne comporte pas d'orifice traversant on les réalise par perçage de la traverse. Dans une variante, les coffrages destinés à contenir sous les traverses le primaire et la résine comportent des canaux d'injection de ces composés et d'évent.
  • La face inférieure des traverses peut être structurée spécialement pour recevoir la résine et comporter des motifs en creux permettant d'augmenter la surface de contact avec la résine et/ou de créer des renfoncements d'accrochage par des motifs type queue d'aronde empêchant l'arrachage de la résine polymérisée.
  • A noter que dans des variantes on peut poser un cadre autour de la traverse, cadre pouvant également servir de coffrage perdu pour l'injection de la résine. Ce cadre mesure typiquement environ 60 mm de haut et, de préférence, dispose d'armatures extérieures permettant de couler une dalle de béton dans les chambrées, entre les traverses, au cas où le matériau de remplissage choisi est un béton. Le coffrage perdu peut être mis en oeuvre même sans coulage de béton dans les chambrées. D'une manière générale, les matériaux de remplissage pourront être des bétons maigres, des bétons de bois, des bétons bitumineux, des bétons auto-plaçant, des bétons chargés en granulat de caoutchouc recyclé, du ballast, du ballast résiné, des graves, des graves naturelles, du béton allégé de polystyrène ou tout autre matériau adéquat. Dans une variante, aucun remplissage n'est effectué dans les chambrées, entre les traverses.
  • Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation particuliers qui viennent d'être décrits, mais s'étend à toutes variantes et équivalents définit par les revendications. Ainsi, on comprend bien que l'invention peut être déclinée selon de nombreuses autres possibilités sans pour autant sortir du cadre défini par la description et les revendications.
  • Ainsi, dans des variantes, un étage d'amortissement supplémentaire peut être mis en oeuvre entre la dalle et le sol et on bénéficie alors de deux (combiné à l'étage inférieur d'amortissement) ou trois (combiné aux étages supérieur et inférieur d'amortissement) étages d'amortissement. Dans des variantes, une/des fibres optiques et/ou capteurs sont incorporés à la dalle afin de pouvoir mesurer les contraintes et vibrations subies par la voie.

Claims (14)

  1. Procédé de fabrication d'une voie de chemin de fer (1) avec traverses (4) sur dalle (5) en béton armé ou non armé continu à amortissement pour circulation de trains, notamment trains à grande vitesse, dans lequel :
    - on prépare une plateforme (10, 11, 12),
    - on construit sur la plateforme la dalle (5) en forme de U en béton armé ou non armé continu, dite dalle auget, comportant deux ailes (13) latérales formant les deux branches montantes du U et un fond (14) entre les deux ailes, la dalle étant disposée sur la plateforme préparée (10, 11, 12),
    - on pose sur le fond (14) de la dalle les traverses, lesdites traverses étant collées par un matériau de collage (9) sur le fond de la dalle,
    caractérisé en ce que
    - lors de la construction de la dalle, on réalise en outre sur le fond (14) de la dalle au moins une rigole (7) longitudinale destinée à se retrouver sous les traverses, pour collecte et écoulement des eaux,
    - on dispose un cache (8) protecteur souple entre les traverses et ladite rigole, le cache protecteur (8) formant une surélévation sur le fond de la dalle,
    - on réalise un étage amortisseur inférieur entre les traverses et la dalle en utilisant le matériau de collage (9) des traverses (4) sur le fond (14) de la dalle (5) qui est une résine polymérisant initialement fluide, la résine polymérisée étant souple,
    et en ce que
    - on injecte la résine initialement fluide sous les traverses en maintenant ladite résine fluide sous les traverses par un coffrage disposé le long des traverses, le cache (8) protecteur étant destiné à empêcher le passage de la résine initialement fluide dans la rigole (7).
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on fixe des rails (2) sur les traverses (4) avec des moyens amortisseurs formant un étage amortisseur propre, dit étage amortisseur supérieur.
  3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on dispose en outre un matériau de remplissage entre les traverses, sur le fond de la dalle.
  4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le matériau de remplissage est choisi parmi un ou toute combinaison possible des éléments suivants : les bétons maigres, les bétons de bois, les bétons bitumineux, les bétons auto-plaçant, les bétons chargés en granulats de caoutchouc recyclé, un ballast, un ballast résiné, des graves, des graves naturelles ou un béton allégé de polystyrène.
  5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on réalise en outre une sous couche grave-bitume (10) sur laquelle la dalle repose.
  6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les traverses sont des traverses béton monobloc ou biblocs.
  7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le coffrage est perdu et est laissé en place.
  8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, avant l'injection de la résine sous les traverses, on injecte un primaire en sous traverse destiné à améliorer le collage.
  9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le sommet des ailes est sensiblement plat et forme un chemin de roulement de pneus notamment pour des engins de chantier.
  10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un produit de remplissage (6) est coulé latéralement aux traverses, entre chaque extrémité latérale de traverse et l'aile correspondante de la dalle.
  11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on procède à des injections de la résine initialement fluide à travers la traverse dans des orifices traversant de ladite traverse.
  12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'on procède à des injections de la résine initialement fluide à travers de canaux d'injection des coffrages destinés à maintenir sous les traverses la résine.
  13. Voie de chemin de fer (1) avec traverses (4) sur dalle (5) en béton armé ou non armé continu à amortissement pour circulation de trains, notamment trains à grande vitesse, obtenue par le procédé de l'une quelconque des revendications précédentes, ladite voie de chemin de fer, comprenant :
    une voie ferrée constituée de rails (2) fixés sur les traverses (4) par des attaches (3),
    la dalle (5) en forme de U, dite dalle auget, à deux ailes (13) latérales formant les deux branches montantes du U et un fond (14) entre les deux ailes,
    les traverses (4) collées par un matériau de collage (9) sur le fond de la dalle, le fond de la dalle comportant un cache (8) protecteur souple entre les traverses et une rigole (7) longitudinale sur le fond (14) de la dalle, le cache protecteur (8) formant une surélévation sur le fond de la dalle,
    un étage amortisseur inférieur entre les traverses et la dalle constitué d'un matériau de collage (9) des traverses (4) sur le fond (14) de la dalle (5), le matériau de collage (9) étant une résine polymérisée souple, ladite résine ayant été injectée et maintenue sous les traverses par un coffrage disposé le long des traverses, le cache (8) protecteur ayant empêché le passage de la résine initialement fluide dans la rigole (7).
  14. Voie de chemin de fer (1) selon la revendication 13, caractérisée en ce qu'elle comporte le coffrage, ledit coffrage étant un coffrage perdu laissé en place.
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