Traverse pour voie ferré La présente invention se rapporte à une traverse pour voie ferrée.
On utilise depuis longtemps, sur les voies ferrées, des traverses en chêne traitées, mais en raison de la pénurie de bon bois de tous genres, on utilise mainte nant pour de nombreuses voies ferrées des traverses en béton. Les traverses de ce type ont été employées de nombreuses années à l'étranger;
on les utilise cou ramment en grandes quantités aux Etats-Unis. Ces tra verses sont faites actuellement en béton précontraint pour les rendre plus résistantes, plus durables, et pour obtenir un meilleur ancrage dans le ballast.
Bien qu'on utilise les traverses en béton comme pro duits de transition entre les traverses en bois et celles en succédané, les opérations de précontrainte, de cou lage et d'imperméabilisation prennent beaucoup de temps et nécessitent l'emploi d'installations importantes, ainsi que des frais de main-d'oeuvre qui ont peu de chances de diminuer à l'avenir,
même si l'on place la fabrica tion près des points d'utilisation.
L'objet de la présente invention est une traverse pour voie ferrée, caractérisée en ce qu'elle comprend un corps monolithique allongé en matière résineuse synthétique moulable, muni de moyens permettant la fixation sur lui des rails.
On peut noter que le poids d'une traverse de bois dépend du genre de bois, de sa teneur en eau et de l'agent préservateur. Il est de 147 à 170 kg. Cet intervalle con cerne une traverse ayant une section transversale de 15 x 15 cm à 18 x 23 cm et une longueur de 1,8 à 4,9 m. Une traverse comparable en béton pèse environ 295 à 318 kg.
Une traverse en matière synthétique de mêmes dimensions générales pèse environ 272 kg. Ce poids varie dans des limites raisonnables avec le type ou la forme de la section transversale de la traverse, ainsi qu'avec -la nature de la. matière synthétique et le renforcement choisi ou la charge, lorsqu'il est désirable d'en utiliser une.
Ainsi, il apparaît qu'en ce qui con cerne le poids, les traverses synthétiques sont compa rables, mais préférables aux traverses en béton, tout en ayant l'avantage d'une durée d'emploi plus longue que celle de toutes autres traverses généralement en usage actuellement; leurs procédés de fabrication sont, en outre, plus commodes et relativement peu coûteux.
Le béton, même imperméabilisé, devient relativement poreux et, en ce qui concerne ses renforcements m6tal- liques et les moyens de fixation métalliques aux rails, il est détérioré plus rapidement qu'une traverse com parable en matière synthétique.
En outre, les traverses en béton sont exposées à des conditions de tempéra ture et d'humidité très variables qui limitent beaucoup la durée d'emploi des moyens de fixation métalliques utilisés, en particulier dans les régions pluvieuses, humi des ou très humides,
spécialement lorsque l'air humide contient du sel comme c'est le cas dans toutes les régions côtières et dans les climats chauds lorsque le pays est entouré de mers .ou d'océans.
L'emploi de traverses en béton nécessite la présence de serre-rails qui fixent les brides des rails aux traver ses. Cette pratique ne tient pas complètement compte du mouvement ondulant inévitable des rails d'acier au passage des roues, comme c'est le cas lorsqu'il a été habituel d'utiliser des crampons pour fixer les plaques de traverses aux traverses,
et laisse les ancres des rails recevoir le mouvement ondulant en empêchant le che- minement.
Les crampons maintiennent seulement les rails à l'écartement et il arrive souvent que les têtes de ces cram pons sont élevées sensiblement à partir des brides de rail, tandis que les plaques de traverses sont fixées aux traverses par des crampons distincts.
Les serre-rails présentent en fait une petite élasti cité; néanmoins, l'expérience a montré que les serre- rails à ressort maintiennent le rail contre la traverse d'une manière qui cause un mouvement vertical de la traverse dans le ballast. mouvement connu sous le nom de puniping . Il a été établi que le ballast est une par tie importante et coûteuse de la voie ferrée, non seule ment au point de vue de l'installation initiale, mais aussi à celui de l'entretien.
Les terre-pleins où se produit une déconsolidation ( pumping ) donnent lieu à des dépen ses extraordinaires d'entretien et de remplacement, dé penses qui dépassent de beaucoup le coût final de l'em ploi des plaques de traverses et des moyens de fixation qui permettent de recevoir le mouvement ondulant avec un minimum de dommage pour le ballast.
Beaucoup d'essais ont été faits jusqu'ici pour obtenir des traverses pourvues à l'avance de plaques en assem blant les plaques et les traverses au voisinage de la voie ou dans une place d'entretien donnée, puis en fixant les plaques aux traverses par un adhésif ou autrement. Cette opération est en elle-même coûteuse du point de vue du temps et du travail qu'elle nécessite, mais elle peut être complètement éliminée en utilisant la traverse définie ci- dessus.
Le dessin représente, à titre d'exemple, diverses for mes d'exécution de la traverse selon l'invention.
La fig. 1 est une vue en perspective d'une traverse synthétique dans laquelle les filetages, pour la fixation des rails. sont moulés directement dans la matière de la traverse au moment de sa fabrication.
La fi-. 2 est une vue agrandie en coupe transversale suivant la ligne 2-2 de la fig. 1.
La fig. 2a est une vue en perspective d'une ancre pour moyen de fixation. ancre à mouler dans le corps de la traverse.
Les fi-. 3 et 3a sont des vues partielles en perspec tive de parties d'une traverse en matière résineuse syn thétique ou en un mélange de matières résineuses syn thétiques, ayant respectivement des entailles spéciales préformées, transversales ou longitudinales pour loger des moyens de fixation du rail.
La fi g. 4 représente une coupe transversale suivant la ligne 4-4 de la fig. 3.
La fig. 5 est une vue en perspective d'une variante de la traverse dont le côté s'engageant dans le ballast est arqué longitudinalement.
La<U>fi-.</U> 6 est une coupe transversale suivant la ligne 6-6 de la fi-. 5 montrant les ouvertures recevant les fixa tions débouchant dans la partie arquée pour effectuer un drainage.
La<B>fi---.</B> 7 est une vue en perpective d'une traverse présentant sur son côté inférieur une nervure longitudi nale destinée à s'engager dans le ballast.
La fi,. 8 représente une coupe transversale de la traverse de la fig. 7.
La fi-. 9 est une vue en perspective d'un exemple de cadre de renforcement avant qu'il soit placé dans le moule de coulage de la traverse ou dans une enceinte équivalente.
La fig. 10 est une vue en perspective représentant assez schématiquement une forme typique de moule. La fig. 11 est une vue en coupe transversale verticale du moule représenté à la fig. 10.
Lit <U>fi--</U> . 12 est une vue en coupe transversale verticale d'une autre forme de moule dans laquelle le fond du moule présente des entailles destinées à recevoir les épau lements .d'une ,plaque de traverse retournée afin, que ladite plaque puisse être incorporée à et entourée par la matière synthétique constituant la traverse.
La fi-. 13 est à plus grande échelle une vue en coupe transversale montrant la plaque de traverse retournée sur le fond du moule.
La fi-. 14 est ure vue en perspective d'une douille creuse retournée dont l'extrémité ouverte est placée. au moment du moulage de la traverse, dans les orifices de la plaque de traverse servant à la fixation de la ligne, pour empêcher la matière plastique de couler à travers lesdits orifices et pour constituer en même temps des poches destinées à recevoir les moyens de fixation.
La fig. 15 est une vue en perspective d'une extrémité de traverse en matière plastique dans laquelle est moulée une plaque de traverse.
Les matières constituant la traverse selon l'invention comprennent, comme indiqué ci-dessus, des matières résineuses synthétiques, un mélange de matières résineu ses synthétiques, des matières résineuses synthétiques renforcée et des mélanges renforcés de matières résineu ses synthétiques. Ces traverses sont constituées par des matières qui, comme il est dit ci-dessus, sont soumises à l'inévitable mouvement ondulant des rails d'acier au passage des roues des trains.
C'est pourquoi ces tra verses sont constitués par les matières ou compositions résineuses synthétiques indiquées ci-dessus. matières ou compositions qui ont de bonnes qualités de résistance aux charges dynamiques et statiques, une bonne résis tance à l'abrasion et présentent une résistance adéquate aux impacts et aux chocs. une immunité aux tempéra tures et aux changements de températures comprises en tre -60 et -f-135 C ou davantage, une bonne résistance aux conditions électriques environnantes (bonnes pro priétés d'isolement électrique). la capacité de résister aux acides du type rencontré dans la pratique ferro viaire, la capacité de résister aux effets nuisibles de l'oxygène. de l'ozone et de l'eau salée, celle de résister aux champignons, aux bactéries.
à l'attaque des ron geurs et autres animaux. A titre d'exemple et de façon non limitative on utilise. en raison de leur durabilité, de leur disponibilité et de leurs procédés de mani pulation établis, les matières résineuses synthétiques ther modurcissables suivantes :
résines époxy, résines ph@nol- aldéhyde ou phénoliques, résines mélamine-aldéhyde, résines urée-aldéhyde à charge de cellulose, résines alkyde telles que résines de moulage diallyl-phtalate. y compris résines DAP ou diallyl phtalate à charge de verre ou de polyacrylonitrile. connu aussi sous le nom commercial Orlon , résines phénoliques à charge de verre, résines urée-aldéhyde à charge de verre. résines mélamine-aldéhyde à charge de verre, résines silicones à charge de verre ou d'autre minéral.
résines phénoliques à charge de polyamide, matières résineuses époxy-phéno- liques, matières résineuses époxy-polyamide, ces polya mides étant connues sous le nom de Nylon , matières résineuses époxy-polysulfure, résines polyester phénoli- ques. On peut aussi utiliser des résines thermoplastiques cristallines ayant de bonnes qualités mécaniques, les rési nes polycarbonates par exemple.
L'emploi des matières résineuses synthétiques ci-des sus permet d'éliminer deux stades dans la fabrication des traverses. à savoir le créosotage. ou un autre traitement, des traverses en bois et l'imperméabilisation des traverses en bkon.
En référence au dessin, on voit qu'une traverse de :voie ferrée de dimensions généralement standards,telle que décrite jusqu'ici est désignée par T. On utilise cette désignation dans toute la description pour la traverse constituée par une matière indiquée ci-dessus. Seules des modifications de caractères de structure spéciaux sont désignées par des signes particuliers.
Comme on le voit à la fi-. 1, la face supérieure de la traverse présente deux paires de trous espacés 1-1 dans la zone d'écartement des rails. On peut, par mou lage ou par des moyens mécaniques, munir intérieure ment ces trous de filetages pour recevoir la tige filetée d'un moyen de fixation tel qu'utilisé par exemple avec des pinces de traverse. A ce propos, on peut se reporter aux fig. 2 et 2a qui montrent une douille 2 pouvant être montée dans le moule avant d'introduire dans celui-ci la matière résineuse moulable. La douille 2 est en métal ou en matière non métallique; elle présente une partie en saillie de préférence en forme d'un collet d'ancrage.
Comme représenté à la fia. 3, la traverse peut pré senter une paire d'entailles transversales 3 en forme de T retourné. Ces entailles peuvent recevoir des fixations à tête à partir des côtés de la traverse et servir à un ajus tement transversal facile des fixations avant le montage final.
La fig. 3a montre une entaille 4 du même genre que celles représentées à la fig. 3 mais disposée longitudina lement à la traverse, de sorte qu'on peut introduire des fixations à tête à partir de l'extrémité de la traverse au lieu de les introduire à partir des côtés. Cette particulari té permet d'utiliser les traverses dans les voies à écarte ment normal et dans celles à moindre écartement.
La fig. 5 représente une traverse dont la partie infé rieure présente un canal longitudinal 5. Comme on le voit sur cette figure, la surface supérieure de la traverse peut présenter des ouvertures 1 pour recevoir les fixa tions, ces orifices allant de la face supérieure découverte au canal 5 en vue d'un drainage. Le rayon d'arc de la voûte peut varier selon les besoins.
La fig. 7 représente une traverse ayant à son c5'é supérieur des ouvertures 1 pour recevoir les moyens de fixation. La partie inférieure de cette traverse présen:e une nervure 6 de préférence d'une seule pièce avec la traverse et de même longueur que celle-ci. Comme le montre la fi-. 7, la zone de la traverse correspondant à l'écartement des rails peut être évidée transversalement. comme en 11, pour recevoir les brides inférieures d'un joint continu dont les brides inférieures tournées e7 dedans sont disposées sous le rail ; ce joint est utilisé dans certains cas sans plaque de traverse.
Toutes les traverses décrites ici peuvent présen:er de telles entailles pour loger les tiges de liaison ou les plaques de traverses.
La fi-. 9 représen_e une forme de cadre de renforce ment qui peut comprendre des plaques terminales oppo sées 7 et des tiges 3 longitudinales pouvant être introdui tes facilement dans le moule M de la fig 10. Le maté riau de renforcement peut servir de charge ou de matière de renforcement pour la matière résineuse utilisée. II peut être constitué par exemple par des tiges de verre ou de métal composées de préférence de fibres revêtues de matière résineuse en cours de fabrication.
Le moule M peut être de tout type courant permet- tan' d'ob@enir la forme rectangulaire allongée de la tra verse. Au l'.-eu des parties creuses préformées et accou plées représentées à la fig. 10, les côtés peuvent être articulés de façon connue sur les parois adjacentes pour faciliter l'enlèvement de la traverse.
Une des parties du moule peut être avantageusement mun_'e d'une con- nexion 9 pour l'entrée de la matière résineuse et la paroi supérieure du moule peut présenter des orifices 10 des tinés à recevoir une forme pour les douilles filetées 1, ou un élément tubulaire fileté intérieurement.
Jusqu'à présent, on munissait à l'avance de plaques, les traverses de voies ferrées, en fixant les plaques aux traverses avec des adhésifs ou même en utilisant des moyens de fixation métalliques tout près du lieu d'ins- talLztion. Cette pratique nécessite beaucoup de temps car il faut tout d'abord placer les plaques sur les traverses puis les transporter au lieu d'installation. Tous ces pro cédés sont laborieux et coûteux. Grâce à la présente invention, on peut fixer les plaques aux traverses au moment où ces dernières sont faites.
On élimine ainsi complètement tous les procédés pour munir à l'avance les traverses de plaques et l'on obtient en un seul stade une traverse et une plaque de traverse assemblées, assemblage qui peut être utilisé si on le désire avec des ancres de rail. Dans ce cas, les ancres de rail appuient cintre les extrémités de la plaque de traverse qui sont découvertes aux côtés opposés de la traverse, comme on le voit à la fig. 15.
Lorsque la, plaque de traverse P doit être utilisée dans le moule M, ou dans une forme équivalente, la paroi M' du fond présente des entailles S allongées trans versalement pour permettre aux épaulements de la pla que de traverse retournée de passer à travers elles, de sorte que la surface de service de la plaque repose pra tiquement à ras de la face intérieure du fond 1 du moule, tandis que la matière résineuse est empêchée d'entrer dans les ouvertures de la plaque destinées aux cram pons de ligne, par des douilles creuses appropriées com prenant des parois latérales et un fond comme représenté par exemple à la fi-. 14.
L'extrémité ouverte creuse de cette douille est introduite dans les ouvertures au dos de la plaque de traverse, de sorte que ses parois latéra les et son fond empêchent la matière résineuse synthé tiques, à l'état liquide ou fluide, d'entrer dans les trous pour crampons, mais lui permet de couler dedans et de se lier avec ce qui serait autrement des trous pour cram- p:)ns dans la plaque de traverse, de sorte que lorsque la traverse est enlevée du moule, la plaque est fixée à la traverse. Les douilles B peuvent être en tout produit approprié du commerce, tel que tissu de verre imprégné de résine qui conserve sa forme pendant la manipulation des douilles et jusqu'à ce que celles-ci soient appliquées et entourées par la matière plastique formant la traverse.
Quoique la matière résineuse synthétique soit empê chée de pénétrer dans la partie de la plaque de traverse servant de siège au rail en raison de l'étroit ajustement avec la face adjacente du moule, il est bien entendu que tout revêtement non adhésif connu dans la pratique du moulage peut être appliqué soit au fond du moule, soit sur la face de la plaque de traverse. Les plaques de traverses standards laminées et découpées présentant des épaulements parallèles espacés ont souvent des parties incurvées allant du bord extérieur supérieur des nervures à une zone plate dans laquelle les ouvertures pour cram pons sont formées.
Ainsi. le fond du moule peut être courbé vers l'extérieur lorsque les entailles sont faites, ou l'on peut utiliser une matière céramique friable appro priée. pour remplir tout espace entre la face extérieure de la plaque de traverse et la surface du moule en rapport.
On voit par ce qui précède que la traverse en matière résineuse synthétique moulable obtenue nécessite pour sa confection un minimum de temps et de travail et qui, à l'emploi, présente une résistance adéquate aux impacts, à la traction et à la compression, tout en ayant un module de flexion adéquat, une contraction et dilatation thermiques minimales et une bonne résistance à l'humi dité et aux acides que l'on rencontre souvent sur les voies ferrées.
Les termes matière résineuse synthétique em ployés ici comprennent les mélanges de matières rési neuses synthétiques, les matières résineuses snythétiques renforcées et les mélanges renforcés de matières résineu ses synthétiques.