WO2024141745A1 - One-piece tie having recesses - Google Patents

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WO2024141745A1
WO2024141745A1 PCT/FR2023/052131 FR2023052131W WO2024141745A1 WO 2024141745 A1 WO2024141745 A1 WO 2024141745A1 FR 2023052131 W FR2023052131 W FR 2023052131W WO 2024141745 A1 WO2024141745 A1 WO 2024141745A1
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WO
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ballast
sleeper
crosspiece
recess
lateral
Prior art date
Application number
PCT/FR2023/052131
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French (fr)
Inventor
Nicolas Bredy
Gilles Aubriet
Arnaud Loaec
Original Assignee
Sateba France
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Definitions

  • the present invention relates to a one-piece concrete railway sleeper intended to be anchored in ballast and to support railway rails.
  • the invention also relates to a railway track comprising such a sleeper.
  • Railway tracks are generally formed by two rails along which trains move.
  • the rails are attached to ties which extend in a direction perpendicular to the rails and which are anchored in a bed of ballast.
  • Ballast is made up of a multitude of pebbles, also called ballast grains.
  • the sleepers can be made of different materials such as wood, concrete or more recently polymer or composite materials.
  • wood, polymer materials and composite materials are not sufficiently heavy and/or strong to be used for railway tracks on which high-speed trains run and/or tracks with long welded rails.
  • the sleepers being light, they are not sufficiently anchored in the ballast to ensure good stability of the sleeper/rail assembly.
  • Concrete sleepers having a high density, in particular between 2 and 2.5, and good solidity, are thus preferred, in particular for railway tracks on which high-speed trains run and/or tracks with long welded rails.
  • a sleeper meeting the standard template used by the SNCF has a length of 2260 mm and a trapezoid-shaped section with a base of 300 mm and a height of 170 mm.
  • Such a standard sleeper weighs 290 kg and its manufacture typically generates a quantity of CO2 of 46 kg.
  • each rail support portion has two recesses, one being provided against a side of the support portion and the other being provided against an opposite side of said support portion.
  • the recess has a depth greater than half of a possible dimension of the ballast grains which can conventionally range from 31.5 to 50 mm, which makes it possible to guarantee that at least certain ballast grains have their center of gravity positioned in the recess and their weight contributes to ballast the crosspiece by creating weight in the recess;
  • the railway track is thus more stable than a railway track comprising only sleepers according to the prior art.
  • the railway track comprises a plurality of sleepers such as those previously described, and even more preferably, only sleepers such as those previously described.
  • Each rail support portion 14a has a length 11 and the bottom wall, in particular the free edge 17a, b of the bottom wall 20a, extends over a length 12 at least equal to 80% of the length 11.
  • the length of the recess is thus optimized so as to make the crosspiece heavier over a large part of the rail support portion 14a which is the portion most subject to movements due to the passage of trains.
  • crosspiece 10B differs from the crosspiece of the first embodiment essentially by the addition of anchoring elements which are described below.
  • the other characteristics of the crosspiece are identical to those described in the first embodiment.
  • the anchoring elements 40a, b make it possible in particular to form housings capable of accommodating the ballast grains along each of the lateral blanks 32a, b.
  • Two housings 42a are formed between each anchoring element 40a and each internal side wall 24a and a third housing 44a is formed between the two anchoring elements.
  • a crosspiece 10C can comprise a single anchoring element 40a, b positioned in the middle of the lateral side 32a, b, the other elements of the crosspiece being identical to the crosspiece 10B.
  • a ballast bed 60 with a volume of approximately 2.5 to 3 m 3 is formed in a tank 62 with a length of 4 m, a width of 1.5 m and with a height of 0.4 m.
  • the sample 70 tested corresponds to two sleepers 10 spaced at a distance of 600 mm and to which two portions of rail 64 are fixed, each portion of rail 64 having a length of 1250 mm.
  • the sleepers 10 are anchored in the ballast so that the ballast surrounds the side walls of the sleepers and only the surface 26 of the sleeper emerges from the ballast. A layer of ballast with a height of 350 mm is then present under the sleepers.
  • a force is then applied to one of the rails 64 by means of a hydraulic cylinder 68 in a horizontal direction and perpendicular to the longitudinal axis of the rail 64.
  • the force presents a load increase of 6 kilonewton/minute or 6kN/min .
  • a device 66 makes it possible to measure the movement of the sample in the direction of the applied force. Several tests are carried out for each sample.
  • the graph in Figure 8 represents the average force applied to the different samples so that they move 2 mm and 4 mm, the unit kN/TB meaning kilonewton per concrete sleeper.
  • the graph in Figure 8 represents the values obtained for four samples, the first comprising two TC sleepers (sample 70TC), the second comprising two 10 ⁇ sleepers (sample 70 ⁇ ), the third comprising two 10B sleepers (sample 70B) and the fourth comprising two 10C sleepers (sample 70C).
  • the force to be applied for the 70 ⁇ sample is similar to that applied for the 70TC sample, which means that the anchoring of these two samples is similar. Indeed, for samples 70TC and 70 ⁇ , a force of 3.90 kN/TB and 3.75 kN/TB respectively must be applied for the sample to move by 2 mm, and a force of 4.40 kN/ TB and 4.20 kN/TB respectively must be applied for the sample to move 4 mm.
  • the recesses allowing ballast grains to be accommodated therefore make it possible to compensate for the lightening of the crosspiece since the anchoring of the sample 70 ⁇ comprising two crosspieces of 205 kg is equivalent to the anchoring of the sample 70TC comprising two crosspieces of 290 kg.

Abstract

The invention relates to a one-piece concrete railroad tie (10A, 10B, 10C) intended to be anchored in the ballast and to support railroad rails (52), the tie (10A, 10B, 10C) comprising a central portion (12) and two rail support portions (14) positioned on either side of the central portion (12), each of the two rail support portions (14) comprising at least one recess (16a, b), the recess being formed by a lateral flank (18a, b) of the rail support (14) and by three walls (20a, b, 22a, b, 24a, b) emerging from the lateral flank (18a, b), and being configured to be able to receive ballast grains when the tie (10A, 10B, 10C) is in a functional position on the ballast of the railroad.

Description

TRAVERSE MONOBLOC POSSEDANT DES EVIDEMENTS MONOBLOCK CROSS-MISSING WITH RECESSES
DESCRIPTION DESCRIPTION
DOMAINE DE L’INVENTION FIELD OF INVENTION
La présente invention concerne une traverse de chemin de fer monobloc en béton destinée à être ancrée dans du ballast et à supporter des rails de chemin de fer. L’invention porte également sur une voie de chemin de fer comportant une telle traverse. The present invention relates to a one-piece concrete railway sleeper intended to be anchored in ballast and to support railway rails. The invention also relates to a railway track comprising such a sleeper.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE TECHNOLOGICAL BACKGROUND
Les voies de chemin de fer sont généralement formées par deux rails le long desquels se déplacent les trains. Les rails sont fixés à des traverses qui s’étendent dans une direction perpendiculaire aux rails et qui sont ancrées dans un lit de ballast. Le ballast est formé d’une multitude de cailloux encore appelés grains de ballast. Railway tracks are generally formed by two rails along which trains move. The rails are attached to ties which extend in a direction perpendicular to the rails and which are anchored in a bed of ballast. Ballast is made up of a multitude of pebbles, also called ballast grains.
Lors de leur passage sur les voies de chemin de fer, les trains génèrent beaucoup de vibrations et exercent des forces importantes sur les rails, notamment des forces latérales dans les courbes. Les traverses ont alors pour fonction de maintenir les rails parallèles entre eux et également de maintenir l’ensemble traverses/rails solidement ancré dans le ballast dans une position fixe et avec une bonne stabilité, et ce, malgré les vibrations et forces exercées sur les rails. Pour les trains circulants à grande vitesse, l’ensemble traverses/rails est soumis à des vibrations et des forces d’autant plus importantes. When traveling on railway tracks, trains generate a lot of vibration and exert significant forces on the rails, particularly lateral forces on curves. The sleepers then have the function of keeping the rails parallel to each other and also of keeping the sleeper/rail assembly solidly anchored in the ballast in a fixed position and with good stability, despite the vibrations and forces exerted on the rails. . For trains traveling at high speed, the sleeper/rail assembly is subject to even greater vibrations and forces.
Les traverses peuvent être réalisées en différents matériaux comme par exemple du bois, du béton ou plus récemment des matériaux polymères ou composites. Cependant, le bois, les matériaux polymères et les matériaux composites ne sont pas suffisamment lourds et/ou solide pour pouvoir être utilisés pour des voies de chemins de fer sur lesquelles circulent des trains à grande vitesse et/ou des voies avec des longs rails soudés. En effet, les traverses étant légères, elles ne sont pas suffisamment ancrées dans le ballast pour assurer une bonne stabilité de l’ensemble traverses/rails. Les traverses en béton possédant une densité élevée, notamment comprise entre 2 et 2,5, et une bonne solidité, sont ainsi préférées, en particulier pour les voies de chemin de fer sur lesquelles circulent des trains à grande vitesse et/ou des voies avec des longs rails soudés. The sleepers can be made of different materials such as wood, concrete or more recently polymer or composite materials. However, wood, polymer materials and composite materials are not sufficiently heavy and/or strong to be used for railway tracks on which high-speed trains run and/or tracks with long welded rails. . Indeed, the sleepers being light, they are not sufficiently anchored in the ballast to ensure good stability of the sleeper/rail assembly. Concrete sleepers having a high density, in particular between 2 and 2.5, and good solidity, are thus preferred, in particular for railway tracks on which high-speed trains run and/or tracks with long welded rails.
Afin d’améliorer encore l’ancrage des traverses en béton dans le ballast ainsi que leur stabilité, des traverses comprenant des reliefs sur leur face inférieure, destinée à être en contact avec le ballast, ont été développées. De telles traverses représentées sur la figure 1 , comprennent une portion centrale 2, deux portions d’extrémités 3 et deux portions de support de rail 4 positionnées chacune entre la portion centrale 2 et une des portions d’extrémité 3. Les portions de support 4 comportent chacune un dispositif d’attache de rail 5 et sont élargies par rapport au reste de la traverse 1 car c’est au niveau des rails que les forces, notamment latérales, exercées par le train, sont les plus importantes. In order to further improve the anchoring of concrete sleepers in the ballast as well as their stability, sleepers comprising reliefs on their underside, intended to be in contact with the ballast, have been developed. Such sleepers shown in the figure 1, comprise a central portion 2, two end portions 3 and two rail support portions 4 each positioned between the central portion 2 and one of the end portions 3. The support portions 4 each comprise a fastening device of rail 5 and are widened in relation to the rest of the sleeper 1 because it is at the level of the rails that the forces, particularly lateral, exerted by the train, are the greatest.
La traverse 1 comporte également une face inférieure 6 comportant une alternance de sillons 7 et de nervures 7’ s’entendant dans une direction transversale par rapport à la traverse et permettant d’améliorer l’ancrage de la traverse 1 dans le ballast et donc sa stabilité. The sleeper 1 also includes a lower face 6 comprising an alternation of furrows 7 and ribs 7' extending in a direction transverse to the sleeper and making it possible to improve the anchoring of the sleeper 1 in the ballast and therefore its stability.
Cependant, la fabrication de traverses en béton implique la consommation de ressources naturelles telles que de l’eau, du gravier, du sable ainsi que les constituants du ciment (argile et calcaire) et entraine donc une empreinte carbone conséquente. À titre d’exemple, une traverse répondant au gabarit standard utilisé par la SNCF possède une longueur de 2260 mm et une section en forme de trapèze ayant une base de 300 mm et une hauteur de 170 mm. Une telle traverse standard possède un poids de 290 kg et sa fabrication génère typiquement une quantité de CO2 de 46 kg. However, the manufacture of concrete sleepers involves the consumption of natural resources such as water, gravel, sand as well as the constituents of cement (clay and limestone) and therefore results in a significant carbon footprint. For example, a sleeper meeting the standard template used by the SNCF has a length of 2260 mm and a trapezoid-shaped section with a base of 300 mm and a height of 170 mm. Such a standard sleeper weighs 290 kg and its manufacture typically generates a quantity of CO2 of 46 kg.
EXPOSE DE L’INVENTION STATEMENT OF THE INVENTION
Un objectif de l’invention est de diminuer la quantité de matériaux utilisés dans la fabrication de la traverse en béton en maintenant, voire en améliorant, la stabilité de ladite traverse en position fonctionnelle, et notamment son ancrage dans le ballast. An objective of the invention is to reduce the quantity of materials used in the manufacture of the concrete sleeper by maintaining, or even improving, the stability of said sleeper in the functional position, and in particular its anchoring in the ballast.
De préférence, la traverse en béton doit posséder des dimensions correspondant aux traverses standards de manière à ce qu’elle puisse être manipulée et mise en place selon les procédés habituels. Preferably, the concrete sleeper should have dimensions corresponding to standard sleepers so that it can be handled and installed using the usual methods.
À cet effet, l’invention a pour premier objet une traverse de chemin de fer monobloc et en béton destinée à être ancrée dans le ballast et à supporter des rails de chemin de fer, ladite traverse comprenant une portion centrale et deux portions de support de rail positionnées de part et d’autre de la portion centrale, chacune des deux portions de support de rail comportant au moins un évidement, ledit évidement étant formé par un flanc latéral de la portion de support de rail et par trois parois émergeant dudit flanc latéral et étant configuré pour pourvoir accueillir des grains de ballast lorsque la traverse est en position fonctionnelle sur le ballast du chemin de fer, chaque portion de support de rail possède une longueur 11 et la paroi de fond s’étend sur au moins 80 % de la longueur 11 . La traverse est ainsi solidement ancrée dans le ballast et est donc plus stable que des traverses de l’art antérieur. En effet, les grains de ballast qui sont disposés dans l’évidement permettent d’alourdir la traverse qui se déplace ainsi moins facilement sous l’effet du passage des trains. Par ailleurs, des points de contact entre les grains de ballast et également entre chaque grain de ballast et la traverse créent des forces de frottement qui rendent encore plus difficile le déplacement de la traverse. To this end, the invention has as its first object a one-piece concrete railway sleeper intended to be anchored in the ballast and to support railway rails, said sleeper comprising a central portion and two support portions of rail positioned on either side of the central portion, each of the two rail support portions comprising at least one recess, said recess being formed by a lateral flank of the rail support portion and by three walls emerging from said lateral flank and being configured to accommodate grains of ballast when the sleeper is in the functional position on the ballast of the railway, each portion of rail support has a length 11 and the bottom wall extends over at least 80% of the length 11. The sleeper is thus solidly anchored in the ballast and is therefore more stable than sleepers of the prior art. In fact, the grains of ballast which are placed in the recess make it possible to weigh down the sleeper which thus moves less easily under the effect of the passage of trains. Furthermore, points of contact between the ballast grains and also between each ballast grain and the sleeper create friction forces which make it even more difficult to move the sleeper.
En outre, la présence d’un évidement permet de diminuer la quantité de béton utilisée pour la fabrication de la traverse ce qui diminue donc la quantité d’eau et de matériaux utilisés pour fabriquer la traverse, et également la quantité de CO2 émis pour ladite fabrication. In addition, the presence of a recess makes it possible to reduce the quantity of concrete used for the manufacture of the sleeper which therefore reduces the quantity of water and materials used to manufacture the sleeper, and also the quantity of CO2 emitted for said manufacturing.
Avantageusement, l’évidement est positionné au niveau de la portion de support car c’est la portion de la traverse sur laquelle reposent les rails de chemin de fer lorsque cette dernière est dans sa position fonctionnelle et donc la portion de la traverse qui est le plus susceptible de bouger lors du passage des train. Le lestage de la traverse au moyen des grains de ballast et au niveau de cette portion de support de rail optimise ainsi la stabilité de la traverse. Advantageously, the recess is positioned at the level of the support portion because it is the portion of the sleeper on which the railway rails rest when the latter is in its functional position and therefore the portion of the sleeper which is the more likely to move when trains pass. Ballasting the sleeper using ballast grains and at this rail support portion thus optimizes the stability of the sleeper.
Par ailleurs, la longueur de l’évidement est optimisée de manière à alourdir la traverse sur une grande partie de la portion de support de rail, et ce, même sous le rail. De préférence, l’évidement s’étend sur toute la longueur de la portion de support de rail. Furthermore, the length of the recess is optimized so as to make the crosspiece heavier over a large part of the rail support portion, even under the rail. Preferably, the recess extends over the entire length of the rail support portion.
Selon un mode de réalisation préféré, chaque portion de support de rail possède deux évidements, l’un étant ménagé contre un flanc de la portion de support et l’autre étant ménagé contre un flanc opposé de ladite portion de support. According to a preferred embodiment, each rail support portion has two recesses, one being provided against a side of the support portion and the other being provided against an opposite side of said support portion.
Selon des modes de réalisation particuliers de l’invention pouvant être pris seuls ou en combinaison : According to particular embodiments of the invention which can be taken alone or in combination:
- les trois parois sont reliées entre elles de façon à former un « U » ; - the three walls are connected together to form a “U”;
- au moins une des trois parois dudit au moins un évidement s’étend latéralement sur une distance L1 supérieure ou égale à 30 mm ; ainsi l’évidement possède une profondeur supérieure à la moitié d’une dimension possible des grains de ballast qui peut aller classiquement de 31 ,5 à 50 mm, ce qui permet de garantir qu’au moins certains grains de ballast aient leur centre de gravité positionné dans l’évidement et que leur poids contribue à lester la traverse en créant du poids dans l’évidement ; - at least one of the three walls of said at least one recess extends laterally over a distance L1 greater than or equal to 30 mm; thus the recess has a depth greater than half of a possible dimension of the ballast grains which can conventionally range from 31.5 to 50 mm, which makes it possible to guarantee that at least certain ballast grains have their center of gravity positioned in the recess and their weight contributes to ballast the crosspiece by creating weight in the recess;
- les trois parois sont une paroi de fond et deux parois latérales, la paroi de fond formant un angle avec le flanc latéral de la portion de support de rail d’une valeur allant de 95° à 150° , de préférence allant de 100° à 135° ; la paroi de fond possède ainsi une inclinaison suffisamment faible pour que les grains de ballast puissent rester en place dans l’évidement mais suffisante pour renforcer la paroi de fond et éviter qu’elle ne se casse sous l’effet des grains de ballast ou lors de la manipulation de cette dernière ; la portion centrale comporte deux flancs latéraux et au moins un élément d’ancrage émerge de chacun des deux flancs latéraux, ledit au moins un élément d’ancrage s’étendant dans une direction perpendiculaire au plan des flancs latéraux ; l’élément ou les éléments d’ancrage permet(tent) d’améliorer la stabilité de la traverse dans les grains de ballast, notamment en raison des grains de ballast qui se positionnent de part et d’autre de ces éléments d’ancrage lorsque la traverse est en position fonctionnelle ; - the three walls are a bottom wall and two side walls, the bottom wall forming an angle with the side flank of the rail support portion of a value ranging from 95° to 150°, preferably ranging from 100° at 135°; the bottom wall thus has a sufficiently low inclination so that the ballast grains can remain in place in the recess but sufficient to reinforce the bottom wall and prevent it from breaking under the effect of ballast grains or when handling the latter; the central portion has two side walls and at least one anchoring element emerges from each of the two side walls, said at least one anchoring element extending in a direction perpendicular to the plane of the side walls; the anchoring element or elements make it possible to improve the stability of the sleeper in the ballast grains, in particular due to the ballast grains which are positioned on either side of these anchoring elements when the crosspiece is in the functional position;
- chaque élément d’ancrage s’étend à partir du flanc latéral de la portion centrale sur une longueur L4 supérieure ou égale à 30 mm ; ainsi l’élément d’ancrage possède une longueur supérieure à une dimension possible d’un grain de ballast, ce qui permet qu’au moins certains grains de ballast soient en grande partie positionnés entre le flanc latéral de la portion centrale et une extrémité libre de l’élément d’ancrage de façon à stabiliser la traverse d’une manière optimisée ; une des parois latérales est une paroi interne positionnée entre le flanc latéral de la portion de support de rail et le flanc latéral de la portion centrale et un logement est formé entre ledit au moins un élément d’ancrage et la paroi interne, ledit logement étant configuré pour accueillir des grains de ballast ; le logement permet ainsi de stabiliser la traverse en accueillant des grains de ballast et ce, sans alourdir la traverse ; de préférence, la traverse ne possède pas de paroi de fond entre la paroi interne et l’élément d’ancrage ; de préférence, la paroi interne et l’élément d’ancrage émergent du flanc latéral de la portion centrale d’une distance d’au moins 30 mm ; - each anchoring element extends from the lateral side of the central portion over a length L4 greater than or equal to 30 mm; thus the anchoring element has a length greater than a possible dimension of a grain of ballast, which allows at least certain grains of ballast to be largely positioned between the lateral side of the central portion and a free end of the anchoring element so as to stabilize the crosspiece in an optimized manner; one of the side walls is an internal wall positioned between the lateral side of the rail support portion and the side side of the central portion and a housing is formed between said at least one anchoring element and the internal wall, said housing being configured to accommodate ballast grains; the housing thus makes it possible to stabilize the sleeper by accommodating grains of ballast without making the sleeper heavier; preferably, the crosspiece does not have a bottom wall between the internal wall and the anchoring element; preferably, the internal wall and the anchoring element emerge from the lateral side of the central portion by a distance of at least 30 mm;
- ledit au moins un élément d’ancrage émergeant d’un flanc latéral et ledit au moins un élément d’ancrage émergeant du flanc latéral opposé sont alignés deux à deux ; la traverse est ainsi stabilisée de la même manière sur chacun de ses flancs latéraux ; - said at least one anchoring element emerging from a side flank and said at least one anchoring element emerging from the opposite side flank are aligned two by two; the crosspiece is thus stabilized in the same way on each of its lateral sides;
- la traverse possède une densité supérieure ou égale à 1 ,8 ; cette densité permet à la traverse d’être suffisamment lourde et donc stable quand elle est dans sa position fonctionnelle ; et - the crosspiece has a density greater than or equal to 1.8; this density allows the crosspiece to be sufficiently heavy and therefore stable when it is in its functional position; And
- chaque portion de support comporte un dispositif d’attache pour rail de chemin de fer. - each support portion includes a railway rail attachment device.
L’invention a pour deuxième objet une voie de chemin de fer comportant au moins une traverse selon le premier objet. The second object of the invention is a railway track comprising at least one sleeper according to the first object.
La voie de chemin de fer est ainsi plus stable qu’une voie de chemin de fer comportant uniquement des traverses selon l’art antérieur. De préférence, la voie de chemin de fer comporte une pluralité de traverses telles que celles précédemment décrites, et de façon encore plus préférée, uniquement des traverses telles que précédemment décrites. The railway track is thus more stable than a railway track comprising only sleepers according to the prior art. Preferably, the railway track comprises a plurality of sleepers such as those previously described, and even more preferably, only sleepers such as those previously described.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux dessins annexés, dans lesquels : Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the description which follows, given solely by way of example and made with reference to the appended drawings, in which:
- la figure 1 représente une vue schématique et en perspective d’une traverse de l’art antérieur ; la figure 2a représente une vue schématique et en perspective d’une traverse selon un premier mode de réalisation de l’invention ; - Figure 1 represents a schematic perspective view of a sleeper of the prior art; Figure 2a represents a schematic perspective view of a crosspiece according to a first embodiment of the invention;
- la figure 2b représente une vue schématique de dessus de la traverse de la figure 2a ; - Figure 2b shows a schematic top view of the crosspiece of Figure 2a;
- la figure 2c représente une vue schématique de côté de la traverse de la figure 2a ; la figure 3a représente une vue schématique et en perspective d’une traverse selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ; - Figure 2c represents a schematic side view of the crosspiece of Figure 2a; Figure 3a represents a schematic perspective view of a crosspiece according to a second embodiment of the invention;
- la figure 3b représente une vue schématique de dessus de la traverse de la figure 3a ; - Figure 3b shows a schematic top view of the crosspiece of Figure 3a;
- la figure 3c représente une vue schématique de côté de la traverse de la figure 3a ; - Figure 3c represents a schematic side view of the crosspiece of Figure 3a;
- la figure 4 représente une vue schématique en perspective d’une traverse selon une variante du deuxième mode de réalisation ; la figure 5 représente de manière schématique en vue de dessus une voie de chemin de fer selon un mode de réalisation de l’invention ; - Figure 4 represents a schematic perspective view of a crosspiece according to a variant of the second embodiment; Figure 5 schematically represents a top view of a railway track according to one embodiment of the invention;
- la figure 6 représente une vue schématique d’une traverse de l’art antérieur ;- Figure 6 represents a schematic view of a sleeper of the prior art;
- la figure 7 représente une vue schématique d’un échantillon de voie de chemin de fer selon un mode de réalisation de l’invention dans du ballast ; et - Figure 7 represents a schematic view of a sample of railway track according to one embodiment of the invention in ballast; And
- la figure 8 représente un graphique illustrant les résultats de test effectué sur des échantillon de la figure 7. - Figure 8 represents a graph illustrating the test results carried out on the samples of Figure 7.
DESCRIPTION DETAILLEE D’UN EXEMPLE DE REALISATION En référence aux figures 2a à 2c, une traverse de chemin de fer 10À selon un premier mode de réalisation de l’invention comporte une portion centrale 12 ainsi que deux portions de support de rail 14 (ou portion de support) positionnées de part et d’autre de la portion centrale 12. Les portions de support 14 sont plus particulièrement positionnées à chacune des extrémités de la traverse 10. DETAILED DESCRIPTION OF AN EXAMPLE OF WORK With reference to Figures 2a to 2c, a railway sleeper 10À according to a first embodiment of the invention comprises a central portion 12 as well as two rail support portions 14 (or support portion) positioned on either side other of the central portion 12. The support portions 14 are more particularly positioned at each of the ends of the crosspiece 10.
La traverse 10À est une pièce monobloc en béton de forme allongée et de section sensiblement carrée. La densité de la traverse est d’au moins 1 ,8, de préférence d’au moins 2, de manière que la traverse soit suffisamment lourde et stable lorsqu’elle est en position fonctionnelle et qu’elle puisse ainsi être utilisée pour des voies de chemin de fer sur lesquelles roulent des trains à grande vitesse. The 10À crosspiece is a one-piece concrete piece with an elongated shape and a substantially square section. The density of the sleeper is at least 1.8, preferably at least 2, so that the sleeper is sufficiently heavy and stable when it is in the functional position and that it can thus be used for tracks railways on which high-speed trains run.
Chaque portion de support 14a, b comporte deux évidements 16a et 16b ménagés dans chacune des deux parois latérales de la portion de support 14. Chaque évidement 16a, b est formé par un flanc latéral 18a, b de la portion de support 14 ainsi que par trois parois 20a, b, 22a, b et 24a, b qui émergent du flanc latéral 18a, b. Each support portion 14a, b has two recesses 16a and 16b formed in each of the two side walls of the support portion 14. Each recess 16a, b is formed by a lateral flank 18a, b of the support portion 14 as well as by three walls 20a, b, 22a, b and 24a, b which emerge from the lateral side 18a, b.
La traverse 10À est destinée à être ancrée de manière classique dans un lit de ballast. Lorsque la traverse 10À est dans sa position fonctionnelle dans le ballast, elle repose sur des grains de ballast et ses parois latérales sont entourées de grains de ballast. Dans cette position, seule une surface supérieure 26 émerge des grains de ballast. The 10À crosspiece is intended to be anchored in a conventional manner in a ballast bed. When the sleeper 10À is in its functional position in the ballast, it rests on ballast grains and its side walls are surrounded by ballast grains. In this position, only an upper surface 26 emerges from the ballast grains.
En vue de côté de la traverse, les trois parois sont reliées entre elles de façon à former un U, l’extrémité ouverte du U étant dirigée vers la surface supérieure de la traverse. In side view of the sleeper, the three walls are connected together to form a U, with the open end of the U pointing towards the upper surface of the sleeper.
Par ailleurs, la traverse 10À comporte deux dispositifs d’attache 28 sur lesquels peuvent être fixés classiquement des rails de fer. En particulier, un dispositif d’attache est positionné sur la surface supérieure 26 au niveau de chaque portion de support de rail 14. Furthermore, the crosspiece 10À comprises two attachment devices 28 on which iron rails can be conventionally fixed. In particular, a fastening device is positioned on the upper surface 26 at each rail support portion 14.
Ainsi, lorsque la traverse 10A est dans sa position fonctionnelle, c’est-à-dire ancrée dans un lit de ballast et avec un rail fixé sur chaque portion de support de rail 14, les évidements 16a, b sont remplis de grains de ballast. La traverse 10A est ainsi alourdie, notamment au niveau des portions de support de rail 14a, b, ce qui optimise son ancrage dans le ballast de manière qu’elle reste dans une position stable malgré le passage des trains. Par ailleurs, les grains de ballast positionnés dans les évidements sont en contact les uns des autres et sont également en contact avec les parois et flanc de la traverse 10A. Ces contacts créent des forces de frottement ce qui permet d’augmenter l’ancrage de la traverse dans le ballast et donc sa résistance aux mouvements induits par le passage des trains. Thus, when the sleeper 10A is in its functional position, that is to say anchored in a ballast bed and with a rail fixed on each rail support portion 14, the recesses 16a, b are filled with ballast grains . The sleeper 10A is thus weighed down, particularly at the level of the rail support portions 14a, b, which optimizes its anchoring in the ballast so that it remains in a stable position despite the passage of trains. Furthermore, the ballast grains positioned in the recesses are in contact with each other and are also in contact with the walls and side of the crosspiece 10A. These contacts create friction forces which increase the anchoring of the sleeper in the ballast and therefore its resistance to movements induced by the passage of trains.
En outre, la présence d’un évidement permet de diminuer la quantité de béton utilisée pour la fabrication de la traverse par rapport à une traverse de dimensions équivalentes et dont les évidements seraient remplis de béton. La quantité d’eau et de matériaux utilisés pour fabriquer la traverse 10A est ainsi diminuée, comme l’est également la quantité de CO2 émis pour cette fabrication. In addition, the presence of a recess makes it possible to reduce the quantity of concrete used for the manufacture of the sleeper compared to a sleeper of equivalent dimensions and whose recesses would be filled with concrete. The amount of water and materials used to manufacture the crosspiece 10A is thus reduced, as is also the quantity of CO2 emitted for this manufacture.
Avantageusement, l’évidement est positionné au niveau de la portion de support car c’est la portion de la traverse sur laquelle reposent les rails de chemin de fer lorsque cette dernière est dans sa position fonctionnelle et donc la portion de la traverse qui est la plus susceptible de bouger lors du passage des train. Le lestage de la traverse, au moyen des grain de ballast, au niveau de cette portion de support, et même sous les rails, permet ainsi d’optimiser la stabilité de la traverse. Advantageously, the recess is positioned at the level of the support portion because it is the portion of the sleeper on which the railway rails rest when the latter is in its functional position and therefore the portion of the sleeper which is the more likely to move when trains pass. Ballasting the sleeper, using ballast grains, at this support portion, and even under the rails, thus makes it possible to optimize the stability of the sleeper.
Parfois, dans la suite de la description de ce premier mode de réalisation, seuls les éléments d’une des parois latérales de la traverse 10A seront décrits (éléments indexés « a ») mais la description s’applique également à l’autre paroi latérale qui est identique (éléments indexés « b »). Sometimes, in the remainder of the description of this first embodiment, only the elements of one of the side walls of the crosspiece 10A will be described (elements indexed "a") but the description also applies to the other side wall which is identical (elements indexed “b”).
La paroi 20a de l’évidement forme une paroi de fond, la paroi 22a est une paroi latérale extérieure et la paroi 24a est une paroi latérale interne. Dans ce mode de réalisation, les trois parois 20a, 22a et 24a s’étendent latéralement sur une distance L1 supérieure ou égale à 30 mm. L’évidement 16a possède ainsi une profondeur permettant qu’une pluralité de grains de ballast soient positionnés de telle manière que la quasi-totalité de leur volume soit dans l’évidement 16a et exercent ainsi une pression dans une direction verticale en direction de la paroi de fond 20a. La profondeur correspond à la distance L1 , c’est-à-dire la distance entre le flanc latéral 18a de la portion de support 14 et un bord libre 17a de la paroi de fond 20a. Wall 20a of the recess forms a bottom wall, wall 22a is an outer side wall and wall 24a is an inner side wall. In this embodiment, the three walls 20a, 22a and 24a extend laterally over a distance L1 greater than or equal to 30 mm. The recess 16a thus has a depth allowing a plurality of ballast grains to be positioned in such a way that almost all of their volume is in the recess 16a and thus exert pressure in a vertical direction towards the wall. background 20a. The depth corresponds to the distance L1, that is to say the distance between the side flank 18a of the support portion 14 and a free edge 17a of the bottom wall 20a.
En outre, l’évidement 18a possède une hauteur He définie comme étant la distance verticale entre la surface supérieure 26 de la traverse et une surface supérieure du bord libre 17a de la paroi de fond 20a. La distance He de l’évidement 18a est également supérieure ou égale à 30 mm, et de préférence comprise entre 120 et 200 mm. In addition, the recess 18a has a height He defined as being the vertical distance between the upper surface 26 of the crosspiece and an upper surface of the free edge 17a of the bottom wall 20a. The distance He of the recess 18a is also greater than or equal to 30 mm, and preferably between 120 and 200 mm.
Selon une variante de réalisation possible, seule la paroi de fond 20a s’étend sur la distance L1 et les parois latérales s’étendent en biais de la surface supérieure 26 vers un bord libre de la paroi de fond. According to a possible alternative embodiment, only the bottom wall 20a extends over the distance L1 and the side walls extend diagonally from the upper surface 26 towards a free edge of the bottom wall.
La paroi de fond 20a, notamment sa surface supérieure, forme un angle avec le flanc latéral 18a ayant une valeur de 120° . Avantageusement, l’inclinaison de la paroi de fond 20a est un compromis entre une inclinaison suffisamment faible pour que les grains de ballast puissent rester en place dans l’évidement 18a et une inclinaison suffisante pour renforcer la paroi de fond et éviter qu’elle ne se casse sous l’effet des grains de ballast ou lors de la manipulation de cette dernière. En particulier, la traverse 10À possède une surface inférieure 30 plane et parallèle à la surface supérieure 26. Ainsi, l’inclinaison de la paroi de fond 20a permet à cette dernière d’être plus épaisse dans sa partie positionnée contre le flanc latéral 18a qu’au niveau de son bord libre 17a, ce qui renforce sa solidité. The bottom wall 20a, in particular its upper surface, forms an angle with the side flank 18a having a value of 120°. Advantageously, the inclination of the bottom wall 20a is a compromise between an inclination sufficiently low so that the ballast grains can remain in place in the recess 18a and an inclination sufficient to reinforce the bottom wall and prevent it from breaks under the effect of ballast grains or when handling the latter. In particular, the crosspiece 10À has a lower surface 30 that is flat and parallel to the upper surface 26. Thus, the inclination of the bottom wall 20a allows the latter to be thicker in its part positioned against the lateral side 18a than 'at its free edge 17a, which reinforces its solidity.
Selon des variantes de réalisation possibles, l’inclinaison de la paroi de fond 20a peut avoir une valeur allant de 95° à 150° , de préférence de 100° à 135° . According to possible alternative embodiments, the inclination of the bottom wall 20a can have a value ranging from 95° to 150°, preferably from 100° to 135°.
Chaque portion de support de rail 14a possède une longueur 11 et la paroi de fond, notamment le bord libre 17a, b de la paroi de fond 20a, s’étend sur une longueur 12 au moins égale 80 % de la longueur 11. La longueur de l’évidement est ainsi optimisée de manière à alourdir la traverse sur une grande partie de la portion de support de rail 14a qui est la portion la plus sujette aux mouvements en raison du passage des trains. Each rail support portion 14a has a length 11 and the bottom wall, in particular the free edge 17a, b of the bottom wall 20a, extends over a length 12 at least equal to 80% of the length 11. The length of the recess is thus optimized so as to make the crosspiece heavier over a large part of the rail support portion 14a which is the portion most subject to movements due to the passage of trains.
Selon ce mode de réalisation, la portion centrale 12 possède un premier flanc latéral 32a et un deuxième flanc latéral 32b qui sont lisses. Ces flanc latéraux 32a et 32b sont parallèles entre eux et distants d’une largeur L2 qui est la largeur de la portion centrale 12. La largeur L2 de la portion centrale 12 est plus faible qu’une largeur L3 des portions de support 14a, b. Ainsi, les parois latérales internes 24a et le flanc latéral 32a, d’une part, et les parois latérales internes 24b et le flanc latéral 32b, d’autre part, forme deux logement pouvant accueillir des grains de ballast et renforçant l’ancrage de la traverse 10A dans le ballast. According to this embodiment, the central portion 12 has a first side flank 32a and a second side flank 32b which are smooth. These side walls 32a and 32b are parallel to each other and spaced apart by a width L2 which is the width of the central portion 12. The width L2 of the central portion 12 is smaller than a width L3 of the support portions 14a, b . Thus, the internal side walls 24a and the side flank 32a, on the one hand, and the internal side walls 24b and the side flank 32b, on the other hand, form two housings capable of accommodating ballast grains and reinforcing the anchoring of crosspiece 10A in the ballast.
Un second mode de réalisation est décrit en référence aux figures 3a à 3c. Dans ce deuxième mode de réalisation, la traverse 10B diffère de la traverse du premier mode de réalisation essentiellement par l’ajout d’éléments d’ancrages qui sont décrits ci-dessous. Les autres caractéristiques de la traverse sont identiques à celles décrites dans le premier mode de réalisation. A second embodiment is described with reference to Figures 3a to 3c. In this second embodiment, the crosspiece 10B differs from the crosspiece of the first embodiment essentially by the addition of anchoring elements which are described below. The other characteristics of the crosspiece are identical to those described in the first embodiment.
Dans ce deuxième mode de réalisation, la traverse 10B comporte deux éléments d’ancrages 40a qui émergent du premier flanc latéral 32a et deux éléments d’ancrages qui émergent du deuxième flanc latéral 32b. Les éléments d’ancrages 40a, b s’étendent dans une direction perpendiculaire au plan des flancs latéraux 32a, b. In this second embodiment, the crosspiece 10B comprises two anchoring elements 40a which emerge from the first sidewall 32a and two anchoring elements which emerge from the second sidewall 32b. The anchoring elements 40a, b extend in a direction perpendicular to the plane of the side walls 32a, b.
Les éléments d’ancrage 40a, b permettent d’améliorer encore la stabilité de la traverse 10B dans le ballast, notamment grâce aux grains de ballast qui se positionnent de part et d’autre de ces éléments d’ancrage lorsque la traverse 10B est en position fonctionnelle. The anchoring elements 40a, b make it possible to further improve the stability of the crosspiece 10B in the ballast, in particular thanks to the ballast grains which are positioned on either side of these anchoring elements when the crosspiece 10B is in position. functional position.
Parfois, dans la suite de la description de ce deuxième mode de réalisation, seuls les éléments d’une des parois latérales de la traverse 10B seront décrits (éléments indexés « a ») mais la description s’applique également à l’autre paroi latérale qui est identique (éléments indexés « b »). Sometimes, in the remainder of the description of this second embodiment, only the elements of one of the side walls of the crosspiece 10B will be described (elements indexed “a”) but the description also applies to the other side wall which is identical (elements indexed “b”).
Les éléments d’ancrage 40a, b permettent notamment de former des logements pouvant accueillir les grains de ballast le long de chacun des flans latéraux 32a, b. Deux logements 42a sont formés entre chaque élément d’ancrage 40a et chaque paroi latérale interne 24a et un troisième logement 44a est formé entre les deux éléments d’ancrage. The anchoring elements 40a, b make it possible in particular to form housings capable of accommodating the ballast grains along each of the lateral blanks 32a, b. Two housings 42a are formed between each anchoring element 40a and each internal side wall 24a and a third housing 44a is formed between the two anchoring elements.
Les logements 42a, b et 44a, b permettent d’accueillir des grains de ballast et ainsi d’augmenter la surface de contact entre la traverse 10B et les grains de ballast. Par ailleurs, la pluralité des grains de ballast positionnés dans les logements et réalisant des contacts entre eux augmente la résistance du ballast sur la traverse 10B et améliore donc la stabilité de la traverse. The housings 42a, b and 44a, b make it possible to accommodate ballast grains and thus increase the contact surface between the crosspiece 10B and the ballast grains. Furthermore, the plurality of ballast grains positioned in the housings and making contacts between them increases the resistance of the ballast on the sleeper 10B and therefore improves the stability of the sleeper.
Chaque élément d’ancrage 40a, b émerge des flancs latéraux de la portion centrale d’une distance L4 d’au moins 30 mm qui est ainsi équivalente ou sensiblement inférieure à la distance L1 . Each anchoring element 40a, b emerges from the lateral flanks of the central portion by a distance L4 of at least 30 mm which is thus equivalent to or significantly less than the distance L1.
La traverse 10À possède une hauteur moyenne H qui va d’une hauteur maximale Hm en bout de traverse à une hauteur minimale au milieu de la traverse et qui est légèrement inférieure à la hauteur maximale. Les éléments d’ancrage 40a, b s’étendent sur au moins 80% de la hauteur H de la traverse 10À, ladite hauteur étant considérée à l’endroit où se situe chaque élément d’ancrage 40a, b. De cette manière, la surface de contact entre les éléments d’ancrage 40a, b et les grains de ballast positionnés dans les logements 42a, b et 44a, b est ainsi optimisée. The 10À crosspiece has an average height H which goes from a maximum height Hm at the end of the crosspiece to a minimum height in the middle of the crosspiece and which is slightly lower than the maximum height. The anchoring elements 40a, b extend over at least 80% of the height H of the crosspiece 10À, said height being considered at the location where each anchoring element 40a, b is located. In this way, the contact surface between the anchoring elements 40a, b and the ballast grains positioned in the housings 42a, b and 44a, b is thus optimized.
Les éléments d’ancrages 40a, b ont une forme de triangle en vue de dessus (ou encore en coupe transversale) et qui s’étend sur toute la hauteur de la traverse 10B. Cependant, les éléments d’ancrage peuvent avoir d’autres formes et être par exemple de section carrée, rectangulaire ou en demi-cercle. The anchoring elements 40a, b have a triangle shape in top view (or in cross section) and which extends over the entire height of the crosspiece 10B. However, the anchoring elements can have other shapes and for example be of square, rectangular or semi-circular section.
La traverse 10B est symétrique de part et d’autre d’un axe longitudinal. Ainsi, chaque élément d’ancrage 40a du premier flanc latéral 32a est aligné avec un élément d’ancrage 40b du deuxième flanc latéral 32b. Autrement dits, les éléments d’ancrage des deux flancs latéraux opposés 32a et 32b sont alignés deux à deux le long d’un axe perpendiculaire à l’axe longitudinal de la traverse. La traverse 10B est ainsi stabilisée de manière identique sur chacun de ses flancs latéraux. The crosspiece 10B is symmetrical on either side of a longitudinal axis. Thus, each anchoring element 40a of the first sidewall 32a is aligned with an anchoring element 40b of the second sidewall 32b. In other words, the anchoring elements of the two opposite side walls 32a and 32b are aligned two by two along an axis perpendicular to the longitudinal axis of the crosspiece. The crosspiece 10B is thus stabilized in an identical manner on each of its lateral sides.
Les éléments d’ancrages 40a sont espacés d’une distance D1 avec la paroi latérale interne 24a et les deux éléments d’ancrages 40a sont espacés entre eux d’une distance D2, la distance D2 étant supérieure à la distance D1 . Les distances D1 et D2 sont mesurées entre les axes de symétrie verticale des éléments d’ancrage 40a et des parois latérales internes 24a. The anchoring elements 40a are spaced apart by a distance D1 with the internal side wall 24a and the two anchoring elements 40a are spaced apart by a distance D2, the distance D2 being greater than the distance D1. The distances D1 and D2 are measured between the axes of vertical symmetry of the anchoring elements 40a and the internal side walls 24a.
Selon des variantes de réalisation possibles, les distances D1 et D2 peuvent être égale ou la distance D1 peut être supérieure à la distance D2. Par ailleurs, selon d’autres variantes possibles, la traverse peut comprendre un seul élément d’ancrage sur chacun des flanc latéraux 32a et 32b comme la traverse 10C illustrée sur la figure 5, ou comprendre trois ou quatre éléments d’ancrage sur chacun des flanc latéraux 32a et 32b. According to possible embodiment variants, the distances D1 and D2 may be equal or the distance D1 may be greater than the distance D2. Furthermore, according to other possible variants, the crosspiece can comprise a single anchoring element on each of the lateral sides 32a and 32b like the crosspiece 10C illustrated in Figure 5, or comprise three or four anchoring elements on each of the lateral flanks 32a and 32b.
En référence à la figure 4, une traverse 10C selon une variante du deuxième mode de réalisation peut comprendre un unique élément d’ancrage 40a, b positionné au milieu du flanc latéral 32a, b, les autres éléments de la traverse étant identiques à la traverse 10B. With reference to Figure 4, a crosspiece 10C according to a variant of the second embodiment can comprise a single anchoring element 40a, b positioned in the middle of the lateral side 32a, b, the other elements of the crosspiece being identical to the crosspiece 10B.
En référence à la figure 5, une voie de chemin de fer 50 selon un mode de réalisation comporte une pluralité de traverses 10B telles que celles décrites selon le premier ou le deuxième mode de réalisation ainsi que deux rails 52 fixés aux dispositifs d’attache 28 de chacune des traverses. With reference to Figure 5, a railway track 50 according to one embodiment comprises a plurality of sleepers 10B such as those described according to the first or second embodiment as well as two rails 52 fixed to the attachment devices 28 of each of the sleepers.
La voie de chemin de fer est ainsi plus stable qu’une voie de chemin de fer comportant uniquement des traverses selon l’art antérieur et peut permettre la circulation de train à grande vitesse. The railway track is thus more stable than a railway track comprising only sleepers according to the prior art and can allow high-speed train traffic.
EXEMPLES EXAMPLES
Des tests ont été réalisés en laboratoire afin d’évaluer la solidité de l’ancrage des traverses dans du ballast. Tests were carried out in the laboratory to assess the strength of the anchoring of the sleepers in ballast.
Les tests ont été réalisés sur des traverses 10À-C selon l’invention et sur une traverse TC de l’art antérieur. Toutes les traverses sont en béton et ont une densité supérieure à 1 ,8. Les dimensions des différentes traverses testées sont détaillées ci-dessous. The tests were carried out on 10À-C sleepers according to the invention and on a TC sleeper of the prior art. All sleepers are made of concrete and have a density greater than 1.8. The dimensions of the different sleepers tested are detailed below.
- T raverse 10A - Crossbar 10A
• Hauteur maximale (Hm) = 200 mm • Maximum height (Hm) = 200 mm
• Longueur maximale (Im) = 2260 mm • Maximum length (Im) = 2260 mm
• Largeur maximale (L3) = 300 mm • Maximum width (L3) = 300 mm
• Longueur de la portion de support (11 ) = 661 mm • Length of the support portion (11) = 661 mm
• Longueur de l’évidement 16a, b (12) = 497 mm • Length of recess 16a, b (12) = 497 mm
• Hauteur de l’évidemment (He) = 136 mm • Height of the recess (He) = 136 mm
• Profondeur de l’évidement (L1 ) = 63 mm • Depth of the recess (L1) = 63 mm
• Distance entre deux parois latérales internes 24a, b (13) = 972 mm• Distance between two internal side walls 24a, b (13) = 972 mm
• Poids = 205 kg - T raverse 10B • Weight = 205 kg - Crossbar 10B
• Hauteur maximale (Hm) = 200 mm • Maximum height (Hm) = 200 mm
• Longueur maximale (Im) = 2260 mm • Maximum length (Im) = 2260 mm
• Largeur maximale (L3) = 300 mm • Maximum width (L3) = 300 mm
• Longueur de la portion de support (11 ) = 661 mm • Length of the support portion (11) = 661 mm
• Longueur de l’évidement 16a, b (12) = 497 mm • Length of recess 16a, b (12) = 497 mm
• Hauteur de l’évidemment (He) = 136 mm • Height of the recess (He) = 136 mm
• Profondeur de l’évidement (L1 ) = 63 mm • Depth of the recess (L1) = 63 mm
• Longueur des éléments d’ancrage 40a, b (L4) = 53 mm • Length of anchoring elements 40a, b (L4) = 53 mm
• Distance entre deux éléments d’ancrage 40a, b (D2) = 481 mm • Distance between two anchoring elements 40a, b (D2) = 481 mm
• Distance entre deux parois latérales internes 24a, b (13) = 972 mm• Distance between two internal side walls 24a, b (13) = 972 mm
• Distance entre une paroi latérale 24a, b et un élément d’ancrage 40a, b (D1 ) = 255 mm • Distance between a side wall 24a, b and an anchoring element 40a, b (D1) = 255 mm
• Poids = 220 kg • Weight = 220 kg
- T raverse 10C suivantes : - Following 10C sleepers:
• Hauteur maximale (Hm) = 200 mm • Maximum height (Hm) = 200 mm
• Longueur maximale (Im) = 2260 mm • Maximum length (Im) = 2260 mm
• Largeur maximale (L3) = 300 mm • Maximum width (L3) = 300 mm
• Longueur de la portion de support (11 ) = 661 mm • Length of the support portion (11) = 661 mm
• Longueur de l’évidement 16a, b (12) = 497 mm • Length of recess 16a, b (12) = 497 mm
• Hauteur de l’évidemment (He) = 136 mm • Height of the recess (He) = 136 mm
• Profondeur de l’évidement (L1 ) = 63 mm • Depth of the recess (L1) = 63 mm
• Longueur des éléments d’ancrage 40a, b (L4) = 53 mm • Length of anchoring elements 40a, b (L4) = 53 mm
• Distance entre deux parois latérales internes 24a, b (13) = 972 mm• Distance between two internal side walls 24a, b (13) = 972 mm
• Distance entre une paroi latérale 24a, b et un élément d’ancrage 40a, b (D1 ) = 486 mm • Distance between a side wall 24a, b and an anchoring element 40a, b (D1) = 486 mm
• Poids = 215 kg • Weight = 215 kg
- Traverse TC - TC crossbar
• Hauteur maximale (Hm) = 200 mm • Maximum height (Hm) = 200 mm
• Longueur maximale (Im) = 2260 mm • Maximum length (Im) = 2260 mm
• Largeur maximale (L3) = 300 mm • Maximum width (L3) = 300 mm
• Poids = 290 kg • Weight = 290 kg
Protocole de test : En référence à la figure 7, un lit de ballast 60 d’un volume d’environ 2,5 à 3 m3 est formé dans un bac 62 d’une longueur de 4 m, d’une largeur de 1 ,5 m et d’une hauteur de 0,4 m. Test protocol: With reference to Figure 7, a ballast bed 60 with a volume of approximately 2.5 to 3 m 3 is formed in a tank 62 with a length of 4 m, a width of 1.5 m and with a height of 0.4 m.
L’échantillon 70 testé correspond à deux traverses 10 espacées d’une distance de 600 mm et sur lesquelles sont fixées deux portions de rail 64, chaque portion de rail 64 ayant une longueur de 1250 mm. Les traverses 10 sont ancrées dans le ballast de façon que le ballast entoure les parois latérales des traverses et que seule la surface 26 de la traverse émerge du ballast. Une couche de ballast d’une hauteur de 350 mm est alors présente sous les traverses. The sample 70 tested corresponds to two sleepers 10 spaced at a distance of 600 mm and to which two portions of rail 64 are fixed, each portion of rail 64 having a length of 1250 mm. The sleepers 10 are anchored in the ballast so that the ballast surrounds the side walls of the sleepers and only the surface 26 of the sleeper emerges from the ballast. A layer of ballast with a height of 350 mm is then present under the sleepers.
Un effort est alors appliqué sur un des rails 64 au moyen d’un vérin hydraulique 68 selon une direction horizontale et perpendiculaire à l’axe longitudinal du rail 64. L’effort présente une montée en charge de 6 kilonewton/minute ou 6kN/min. A force is then applied to one of the rails 64 by means of a hydraulic cylinder 68 in a horizontal direction and perpendicular to the longitudinal axis of the rail 64. The force presents a load increase of 6 kilonewton/minute or 6kN/min .
Un dispositif 66 permet de mesurer le déplacement de l’échantillon dans la direction de la force appliquée. Plusieurs essais sont réalisés pour chaque échantillon. A device 66 makes it possible to measure the movement of the sample in the direction of the applied force. Several tests are carried out for each sample.
Le graphique de la figure 8 représente la force moyenne appliquée sur les différents échantillons pour qu’ils se déplacent de 2 mm et de 4 mm, l’unité kN/TB signifiant kilonewton par traverse en béton. The graph in Figure 8 represents the average force applied to the different samples so that they move 2 mm and 4 mm, the unit kN/TB meaning kilonewton per concrete sleeper.
Le graphique de la figure 8 représente les valeurs obtenues pour quatre échantillons, le premier comportant deux traverses TC (échantillon 70TC), le deuxième comportant deux traverses 10À (échantillon 70À), le troisième comportant deux traverses 10B (échantillon 70B) et le quatrième comportant deux traverses 10C (échantillon 70C). The graph in Figure 8 represents the values obtained for four samples, the first comprising two TC sleepers (sample 70TC), the second comprising two 10À sleepers (sample 70À), the third comprising two 10B sleepers (sample 70B) and the fourth comprising two 10C sleepers (sample 70C).
On peut voir que pour la force à appliquer pour l’échantillon 70À est similaire à celle appliquée pour l’échantillon 70TC ce qui signifie que l’ancrage de ces deux échantillons est similaire. En effet, pour les échantillons 70TC et 70À, une force de 3,90 kN/TB et 3,75 kN/TB respectivement doit être appliquée pour que l’échantillon se déplace de 2 mm, et une force de 4,40 kN/TB et 4,20 kN/TB respectivement doit être appliquée pour que l’échantillon se déplace de 4 mm. Les évidements permettant d’accueillir des grains ballast permettent donc de compenser l’allègement de la traverse puisque l’ancrage de l’échantillon 70À comportant deux traverses de 205 kg est équivalant à l’ancrage de l’échantillon 70TC comportant deux traverses de 290 kg. We can see that the force to be applied for the 70À sample is similar to that applied for the 70TC sample, which means that the anchoring of these two samples is similar. Indeed, for samples 70TC and 70À, a force of 3.90 kN/TB and 3.75 kN/TB respectively must be applied for the sample to move by 2 mm, and a force of 4.40 kN/ TB and 4.20 kN/TB respectively must be applied for the sample to move 4 mm. The recesses allowing ballast grains to be accommodated therefore make it possible to compensate for the lightening of the crosspiece since the anchoring of the sample 70À comprising two crosspieces of 205 kg is equivalent to the anchoring of the sample 70TC comprising two crosspieces of 290 kg.
Ces tests montrent également que la force à appliquer pour les échantillons 70B et 70C comportant des traverses possédant des éléments d’ancrage doit être plus importante que pour les échantillons 70TC et 70À ne comportant pas d’éléments d’ancrage. En effet, pour les échantillons 70B et 70C, une force de 5,20 kN/TB et 5,10 kN/TB respectivement doit être appliquée pour que l’échantillon se déplace de 2 mm, et une force de 5,40 kN/TB doit être appliquée pour que l’échantillon se déplace de 4 mm. Les éléments d’ancrage permettent donc d’améliorer l’ancrage de façon significative tout en allégeant le poids des traverses utilisées, et donc en limitant la quantité de matière première utilisée lors de la fabrication et l’empreinte carbone liée à la fabrication. These tests also show that the force to be applied for samples 70B and 70C comprising sleepers having anchoring elements must be greater than for samples 70TC and 70À not having anchoring elements. Indeed, for samples 70B and 70C, a force of 5.20 kN/TB and 5.10 kN/TB respectively must be applied for the sample to move by 2 mm, and a force of 5.40 kN/ TB must be applied so that the sample moves 4 mm. The anchoring elements therefore make it possible to significantly improve anchoring while reducing the weight of the sleepers used, and therefore limiting the quantity of raw material used during manufacturing and the carbon footprint linked to manufacturing.

Claims

REVENDICATIONS
1. Traverse de chemin de fer (10A, 10B, 10C) monobloc et en béton destinée à être ancrée dans le ballast et à supporter des rails (52) de chemin de fer, ladite traverse (10A, 10B, 10C) comprenant une portion centrale (12) et deux portions de support de rail (14) positionnées de part et d’autre de la portion centrale (12), chacune des deux portions de support de rail (14) comportant au moins un évidement (16a, b), ledit évidement étant formé par un flanc latéral (18a, b) de support de rail (14) et par trois parois (20a, b, 22a, b, 24a, b) émergeant dudit flanc latéral (18a, b) et étant configuré pour pourvoir accueillir des grains de ballast lorsque la traverse (10A, 10B, 10C) est en position fonctionnelle sur le ballast du chemin de fer, dans laquelle chaque portion de support de rail (14) possèdent une longueur 11 et la paroi de fond (20a, b) s’étend sur au moins 80 % de la longueur 11 . 1. One-piece concrete railway sleeper (10A, 10B, 10C) intended to be anchored in the ballast and to support railway rails (52), said sleeper (10A, 10B, 10C) comprising a portion central portion (12) and two rail support portions (14) positioned on either side of the central portion (12), each of the two rail support portions (14) comprising at least one recess (16a, b) , said recess being formed by a lateral flank (18a, b) of rail support (14) and by three walls (20a, b, 22a, b, 24a, b) emerging from said lateral flank (18a, b) and being configured to accommodate grains of ballast when the sleeper (10A, 10B, 10C) is in the functional position on the ballast of the railway, in which each portion of rail support (14) has a length 11 and the bottom wall ( 20a, b) extends over at least 80% of the length 11.
2. Traverse (10A, 10B, 10C) selon la revendication 1 , dans laquelle les trois parois sont reliées entre elles de façon à former un « U ». 2. Crossbar (10A, 10B, 10C) according to claim 1, in which the three walls are connected together so as to form a “U”.
3. Traverse (10A, 10B, 10C) selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle au moins une des trois parois (20a, b, 22a, b, 24a, b) dudit au moins un évidement (16a, b) s’étend latéralement sur une distance L1 supérieure ou égale à 30 mm. 3. Crossbar (10A, 10B, 10C) according to claim 1 or 2, in which at least one of the three walls (20a, b, 22a, b, 24a, b) of said at least one recess (16a, b) is extends laterally over a distance L1 greater than or equal to 30 mm.
4. Traverse (10A, 10B, 10C) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle les trois parois sont une paroi de fond (20a, b) et deux parois latérales (22a, b, 24a, b), la paroi de fond (20a, b) formant un angle avec le flanc latéral (18a, b) de la portion de support (14) de rail d’une valeur allant de 90° à 150°, de préférence allant de 100° à 135° . 4. Crossbar (10A, 10B, 10C) according to any one of claims 1 to 3, in which the three walls are a bottom wall (20a, b) and two side walls (22a, b, 24a, b), the bottom wall (20a, b) forming an angle with the lateral flank (18a, b) of the rail support portion (14) of a value ranging from 90° to 150°, preferably ranging from 100° to 135°.
5. Traverse (10A, 10B, 10C) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle la portion centrale (12) comporte deux flancs latéraux (32a, b) et dans laquelle au moins un élément d’ancrage (40a, b) émerge de chacun des deux flancs latéraux (32a, b), ledit au moins un élément d’ancrage (40a, b) s’étendant dans une direction perpendiculaire au plan des flancs latéraux (32a, b). 5. Crossbar (10A, 10B, 10C) according to any one of claims 1 to 4, in which the central portion (12) comprises two side walls (32a, b) and in which at least one anchoring element (40a , b) emerges from each of the two lateral flanks (32a, b), said at least one anchoring element (40a, b) extending in a direction perpendicular to the plane of the lateral flanks (32a, b).
6. Traverse (10À, 10B, 1OC) selon la revendication 5, dans laquelle chaque élément d’ancrage (40a, b) s’étend à partir d’un flanc latéral (32a, b) de la portion centrale (12) sur une longueur L4 supérieure ou égale à 30 mm. 6. Crossbar (10À, 10B, 1OC) according to claim 5, in which each anchoring element (40a, b) extends from a lateral flank (32a, b) of the central portion (12) on a length L4 greater than or equal to 30 mm.
7. Traverse (10À, 10B, 10C) selon la revendication 5 ou 6, dans laquelle une des parois latérales est une paroi interne (24a, b) positionnée entre le flanc latéral (18a, b) de la portion de support de rail (14) et le flanc latéral (32a, b) de la portion centrale (12) et dans laquelle un logement (42a, b) est formé entre ledit au moins un élément d’ancrage (40a, b) et la paroi interne (24a, b), ledit logement (42a, b) étant configuré pour accueillir des grains de ballast. 7. Crossbar (10À, 10B, 10C) according to claim 5 or 6, in which one of the side walls is an internal wall (24a, b) positioned between the lateral flank (18a, b) of the rail support portion ( 14) and the lateral side (32a, b) of the central portion (12) and in which a housing (42a, b) is formed between said at least one anchoring element (40a, b) and the internal wall (24a , b), said housing (42a, b) being configured to accommodate ballast grains.
8. Traverse (10À, 10B, 10C) selon l’une quelconque des revendications 5 à 7, dans laquelle ledit au moins un élément d’ancrage (40a) émergeant d’un flanc latéral (32a) et ledit au moins un élément d’ancrage (40b) émergeant du flanc latéral opposé (32b) sont alignés deux à deux. 8. Crosspiece (10À, 10B, 10C) according to any one of claims 5 to 7, in which said at least one anchoring element (40a) emerging from a lateral side (32a) and said at least one element d The anchor (40b) emerging from the opposite side flank (32b) are aligned two by two.
9. T raverse (10À, 10B, 10C) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, possédant une densité supérieure ou égale à 1 ,8. 9. Crossbar (10À, 10B, 10C) according to any one of claims 1 to 8, having a density greater than or equal to 1.8.
10. Voie de chemin de fer comportant au moins une traverse (10À, 10B, 10C) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9. 10. Railway track comprising at least one sleeper (10À, 10B, 10C) according to any one of claims 1 to 9.
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