<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
m E m 0 1 R u DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de 3 ' . 'l' D'1 invention formée par : Monsieur HENRY (Charles, Albert) Ingénieur 80, rue Taitbout - PARIS (France) pour : VOIE POUR VEHICULAS A BANDAGES PNEUMATIQUES @
<Desc/Clms Page number 2>
Les voies ferrées actuelles sont presque tou- jours formées de rails d'acier posés sur des traverses repor- tant les charges roulantes sur le sol et qui sont des appuis espacés faisant travailler les rail.s.. à la flexion.
On fait aussi des voies dont les rails sont posés sur des longrines en sable, en béton ou en maçànnerie, qui sont continues et qui sous la charge travaillent seule- ment à la compression. Mais ces voies n'ont pas l'élasticité suffisante pour-les grandes vitesses. Elles ne sont appli- quées jusqu'ici que pour les voies d'usine, les voies de port , les voies d'ateliers, les voies de tramways.
D'autre part, les roues à pneumatiques pour les véhicules sur rails sont empliyéesedepuis longtemps déjà, mais leur force portante est limitée par la largeur du cham- pignon du rail des voies de chemin de fer.
Cette force portante qui était au début de 7 à 800 Kgs par roue, arrive maintenant à 1.200 Kgs et même ùn peu plus.
Malgré l'allégement des véhicules, il est donc nécessaire de les faire rouler sur un très grand nombre de roues, ce qui est admissible pour certaines voitures à voyageurs, locomotrices ou tracteurs, mais ne pourrait évi- demment être pratiquement retenu, pour une locomotive ou des wagons à marchandises.
La présente invention a pour but de réaliser un chemin de roulement capable de supporter une roue et son pneumatique portant une charge de l'ordre de 10 tonnes au moins comme les roues des wagons et locomotives ordinaires.
Les roues et pneus d'avions peuvent maintenant porter très facilement 10 tonnes et vont même, pour certains avions gros porteurs, jusqu'à 20 tonnes, 30 tonnes et davan- tage.
<Desc/Clms Page number 3>
Donc le pneu - et la roue existent et sont de fabrication et d'usage courant s.
On peut en munir les véhicules de chemin de fer actuel, mais il faut offrir à cette roue un chemin de roulement approprié, remplaçant le système actuel, constitué par un rail d'acier posé sur traverses et ballast. Un tel chemin de roulement doit donc avoir nécessairement une lar- geur d'au moins 2C0 à 300 m/m/.
La voie pour véhicules à bandages pneumati- ques suivant la présente invention est caractérisée par le fait qu'elle comporte deux files de poutres-rails parallèles, à large chemin de roulement, par exemple de l'ordre de 200 à 300 m/m de largeur, supportées chacune par une longrine de fondation continue en béton, assise dans le sol.
Les roues à pneus par leur élasticité propre permettent en effet d'adopter le principe des voies sur longrine et ces voies peuvent alors supporter des véhicules à grande vitesse. Ces longrines peuvent être en acier, cons- tituées des rails ordinaires, mais elles peuvent aussi être en maçonnerie, en béton armé et surtout en béton précontraint, car les rails ne travaillent plus à la flexion mais seulement à la compression, la longrine transmettant la pression de la roue à la fondation par simple compression.
Les poutres-rails à large chemin de roulement, du mëme ordre de longueur que les rails en acier, 18 ou 24 mètres, seront de préférence établies en béton armé ou pré- contraint et pourront être fabriquées en atelier.
De tels rails en béton coüteront moins cher que des rails en acier, particulièrement dans les pays qui ne produisent pas tous les rails en acier dont ils ont be-
L'adhérence des pneumatiques sur le béton étant très supérieure à celle de l'acier, de telles voies en rails de béton pourront être établies avec des pentes
<Desc/Clms Page number 4>
très supérieures à celles actuellement admises pour les voies de chemin de fer, ce qui évitera de nombreux terrasse- ments et la construction de nombreux ouvrages d'art; le démarrage et surtout le freinage seront beaucoup plus effi- caces, de sorte que les équipements de frein seront simpli- fiés et la sécurité mieux assurée par le freinage.
Les poutres-rails de roulement en béton se- ront avantageusement supportées par les poutres support, également en béton armé ou précontraint auxquelles elles seront reliées, ces dernières étant simplement posées sur le sol ou sur une longrine de fondation. Les poutres-rails et les poutres-supports seront, éventuellement entretoi- sées d'une file à l'autre. Les poutres-support seront éga- lement fabriquées en atelier.
A titre d'exemple, il est décrit ci-dessous et représenté au dessin annexé diverses formes de réalisa- tion d'une telle voie pour véhicules à pneumatiques.
Les figures 1 à 6 représentent, en section verticale transversale, différents types d'une poutre-rail en béton avec son support, la figure 7 représente un rail en courbe vu en plan ; les figures 8 et 9 représentent, en coupe transversale, une ligne à deux voies à écartement normal, en rails d'acier respectivement en alignement et en courbe, doublée por une voie double en béton suivant l'invention; l'ensemble formant deux voies à quatre files de rails paral- lèle s.
Les figures 10 et 11 représentent, respective- ment en élévation et en plan, partie en coupe, la région de jonction d'une poutre-rail en béton avec la poutrelle GREY en acier d'un appareil de voie. suivant la figure 1, une file de poutres - rails 1 en béton armé ou précontraint, d'une longueur, par
<Desc/Clms Page number 5>
exemple de 18 ou 24 m. , ayant une section en I, ou de forme approchante, est posée, de préférence encastrée par son pied, sur une longrine - (ou murette) - grossière en béton maigre 2, noyée dans le sol 3; le pied du rail-poutre peut etre également noyé dans le sol; la table de roulement de ce rail présente une largeur de 200 à 300 mm., au moins égale à la surface d'appui du pneumatique 4 de la roue fortement chargée, par exemple jusqu'à 10 ou 20 tonnes.
Le mentonnet 5 de la roue à pneumatique est disposé de préférence du coté extérieur de la voie, ce qui présente divers avantages notamment pour la résistance aux efforts centrifuges dans les courbes et pour les appareils d'aiguil- lage; de ce coté, la table de roulement est pourvue, notamment dans les courbes, d'un fer plat ou d'une cornière 6 fixée de façon amovible pour permettre son remplacement après usure.
Suivant la figure 2, la longrine 2 de la fi- gure 1 est remplacée par une poutre-support 7, en béton armé ou précontraint, ayant une section en l'ou de forme approchante. Cette poutre-support 7 est encastrée dans le sol 3. Elle supporte la poutre-rail 8.
Différents dispositifs peuvent être employés pour la liaison de la poutre-rail et de la poutre-support.
Suivant cette figure 2, la face supérieure de la poutre-support 7 forme un V dont les deux branches 9 et 10 sont réunies par une petite partie plate 11; la face inférieure de la poutre-rail 8 forme aussi un V de même ouverture, dont les deux faces 12 et 13 sont réunies par une partie arrondie 14, de façon à permettre à la poutre- rail 8 une petite inclinaison sur son support d'un coté et de l'autre et un déplacement d'un coté et de l'autre néces- saire pour les courbes de la voie. Ces deux W sont solida- risés par une couche de mortier de ciment intercalée. En /
<Desc/Clms Page number 6>
réglant l'épaisseur de cette couche et l'inclinaison de la poutre-rail 8 il est facile de donner à la table de roule- ment un emplacement correct en hauteur et en horizontalité.
La figure 3 montre un dispositif de voie suivant l'invention accolée à une voie actuelle à rails d'acier posée sur des traverses encastrées dans une couche de ballast 15. Dans ce cas, une longrine de béton maigre 16 est noyée dans le sol .solide 17; elle est surmontée d'une poutre-support 18 dont le pied 29 est encastré dans sa face supérieure et qui s'élève au dessus du ballast pour supporter la poutre-rail 19 dont la table de roulement est sensiblement à la hauteur de celle des rails d'acier.
Dans cette figure, on a représenté une liai- son des deux poutres, dont les faces de contact 20-21 sont planes, au moyen de crapauds 22-23 en acier estampé fixés sur les ailes de la poutre support par des boulons à écrous 24, 25 qui les appuient fortement contre la semelle de la poutre-rail. Les joints entre les poutres-rails seront dé- calés par rapport aux joints entre les poutres-supports.
Il n'est pas indispensable d'éclisser les poutres-rails puisque la longrine ae fondation ou les pou- tres-supports sur lesquelles elles reposent constituent pour elles un support continu invariable et qu'elles ne sont pas, comme les rails en acier sur traverses encastrées dans du ballast et soumises à des flexions et à des chocs au passage des roues à pneumatiques sur les joints.
Toutefois, pour faciliter la pose de ces poutres-rails et maintenir plus exactement leur alignement on peut les réunir sommairement par des éclisses plates 26 - 27 percées de trous, maintenues par des boulons à écrous'28.
On peut donner aux poutres-rails en béton armé ou précontraint, des formes de section très diverses.
Par exemple suivant la figure 5, une section rectangulaire 30, munie d'un évidemment 31 ou suivant la figure 6, cette
<Desc/Clms Page number 7>
forme 32-33 est modifiée avec une face inférieure 34 en forme de V; et on a représenté ce dernier type de poutre- rail 32 reposant sur le longrine enterrée au ras du sol 36 par l'intermédiaire d'une poutre-support 35 de faible hau- teur ayant une face supérieure en V.
Dans les courbes, fig. 7, on utilise des poutres railes telles que 37 auxquelles on donne par défor- mation élastique la courbure voulue. Pour les soutenir, et maintenir cette courbure, on utilise des éléments de poutres- supports de longueur relativement faible, par exemple 6 mètres, tels que 38, 39, 40,41 qui sont disposés suivant une ligne polygonale suivant l'alignement de la courbe de la poutre- rail 37. Si les poutres supports ont leur surface supérieure plane (fig; 1 et 3) elles seront munies de crapauds de forme variable tels que les crapauds 22-23 de la fig. 3 qui épau- leront la poutre-rail 37.
Si les poutres-supports ont leur surface supé- rieure en V (fig.2,4,5,6) les faces des V de la poutre-sup- port et de la poutre-rail seront en contact d'un coté en 42 au milieu de la poutre support 38 et au contact de l'autre' coté en 43 et 44 aux extrémités de la poutre-support, et ceci grâce au jeu laissé entre les deux V et bourré ensuite au mortier de ciment ou d'asphalte, scellement qui suffit pour former la courbe et la maintenir.
On s'arrangera pour que l'extrémité 45 du rail en courbe soit disposée à peu près au milieu de l'une des poutres-supports 41 de la polygonale.
Par exemple dans le cas d'une courbe à rayon de 300 mètres, qui est le plus petit rayon à envisager nor- malement sur une voie parcourue à une certaine vitesse la flèche correspondant à l'arc occupant un élément des poutres de fondation 38, sers de 15 mm., de sorte que le jeu à lais- ser entre les faces 7 de la poutre-support et de la poutre- rail est parfaitement admissible ainsi que la courbure élas- tique de la poutre-rail.
<Desc/Clms Page number 8>
Pour rattraper la différence de longueur dans les courbes entre les deux files de rails en béton, il sera prévu quelques poutres-rails un peu moins longues que les poutres normales, par exemple ayant deux mitres de moins, poutres que l'on intercalera de place en place sur la file intérieure. Il est à remarquer que cette voie étant destinée à des véhicules à roues munies de pneumatiques et étant ri- gidement soutenue, il n'est pas nécessaire que les joints des deux files de rails soient les uns en face des autres.
En fig. 8, on a représenté la coupe d'une li- gne de chemin de fer à deux voies normales en alignement droit, formée par les deux voies à rails d'acier 46, 47, montés sur des traverses 48, 49 encastrées dans une couche de ballast 50, 51.
Pour doubler ces voies à rails d'acier avec deux .autres voies à poutres-rails de béton pour pneumatique, on dispose trois longrines en gros béton 52, 53, 54 plus ou moins encastrées dans le sol solide 55, l'une entre les deux voies à rails d'acier et les deux autres extérieurement à celles-ci. Sur chacune de ces longrines sont disposées les files de poutres-support respectivement 56, 57 et 58 59, sur celles-ci sont disposées les poutres-rails respective- ment 60, 61 et 62, 63 dont les tables de roulement sont au même niveau que celles des rails en acier.
Les voies normales actuelles ayant un écarte- ment de 1 m 435, avec distance d'axe en axe des deux voies de 3 m 5S en alignement droit et un peu plus dans les courbes, il est possible de donner aux poutres-rails en béton d'une voie d'encadrement, une largeur allant jusqu'à trois mètres environ. ]Les véhicules circulant sur la voie large en béton auraient le même gabarit que le s véhicules actuels, c'est-à- dire au maximum, 3 m 33 de largeur, gabarit des roues compris, ce qui laisserait, lors d'un croisement, un intervalle d'envi- ron 0 m 23 comme il est de règle actuellement sur les lignes
<Desc/Clms Page number 9>
489054 à double voie.
Aux deux voies ferrées normales on a donc su- perposé deux voies larges en bcton ayant le même axe que les voies ferrées. L'ensemble constitue l'armement d'une ligne à double voie sur laquelle peuvent rouler dans les deux sens les locomotives et trains actuels à voie normale et les tracteurs ou wagons sur pneumatiques à voie large de 3 m. environ.
En outre, cette disposition permet la trac- tion de wagons à pneumatiques sur voie large par une loco- motive roulant sur la voie ferrée normale et inversement la traction de wagons de marchandises ou de voyageurs roulant sur la voie ferrée normale par un tracteur roulant sur la voie large, en profitant de l'adhérence pneu sur béton.
De place en place, les poutres rails en béton pourront etre reliées aux traverses supportant la voie en rails d'acier. pour établir et assurer le circuit électrique de sécurité qui sera le même que pour les voies ferrées nor- males et dans le cas de la traction électrique, le câble d'amenée de courant étant disposé dans l'axe de la voie ac- tuelle en rails d'acier, les véhicules à roues à pneumatiques circulant sur la voie à poutres-rails de béton pourront être alimentés en courant par la même ligne de distribution et seront munis de patin glissant sur les rails en acier de la voie actuelle.
Pour la réalisation d'un ensemble de voies des deux types tels que celui représenté en fig. 8 et 9, il est avantageux de prévoir des dispositions spéciales pour les appareils de voie tels que, appareils d'aiguillages, appareils de la voie normale ou de sortie de la voie large, traversées, etc... ces appareils de voie seront en acier et
<Desc/Clms Page number 10>
formés, par exemple, de poutrelle GREY à tables de roulement de même largeur que celle de poutres-rails en béton et qui seront éclissées avec ces dernières .
Dans le mode de réalisation correspondant, représenté en fig. 10 et 11, la poutre-rail en béton 64 est supportée par une longrine 65 encastrée dans le sol et dans la face supérieure de laquelle est encastrée une plaque d'acier 66. La poutre-rail en béton 64 suivant la forme de sa face inférieure plane ou en V est fixée sur cette se- melle 66 par l'un ou l'autre des deux dispositifs représen- tés respectivement dans la partie droite et dans la partie gauche de la figure 10. Suivant la partie droite, la semel- le 67 du rail est droite; elle est fixée par un crapaud 68 maintenu par un boulon 69 scellé sur la longrine 65 et pourvu d'un écrou de serrage ; suivant la partie gauche de la figure 10, la semelle 70 de la poutre-rail est incli- née.
Elle est maintenue par un élément d'acier 71 en forme de coin, disposé au dessous d'elle solidaire- de la semelle 66 et qui est lui-même fixé à la longrine 65 par un boulon à écrou 72 qui traverse ce coin et qui est scellé dans la longrine 65 et au moyen d'un crapaud 75 lui est serré par un écrou et dont les pattes s'appliquent sur le bord de la semelle.
A cette extrémité de la poutre-rail en béton 64 est reliée une poutre-rail GREY en acier 74, à section en double T ayant la même hauteur et la même'largeur de ta- ble de roulement que celle-ci. Cette poutre est constituée par une semelle 75 reposant sur la semelle de fondation 65 à laquelle elle est convenablement reliée et per la table de roulement 76 réunie à la semelle par une âme 77.
Les deux extrémités en regard de la poutre rail en béton 64 et de la poutrelle d'acier 74 sont réunies par deux éclisses 78, 79 formées chacune de deux parties parallèles réunies par un coude dirigé vers l'intérieur, de façon à embrasser par leurs extrémités ayant des écartements différents, l'une, @
<Desc/Clms Page number 11>
l'âme de la poutre-rail en béton, et l'autre, l'âme de la poutrelle en acier. La voie en béton se trouve ainsi con- tinuée par une voie d'acier qui comporte les appareils de voie en acier, usuels et de largeur voulue, tels que appareils d'aiguillage, appareils de sortie de type connu.
Comme il a été indiqué plus haut, le problème de l'éclissage pour les voies suivant l'invention est plus simple, que pour les voies actuelles, puisque par suite de la position invariable des rails sur leurs supports les éclisses ne sont plus soumises à la fatigue et à l'usure comme dans les voies en acier sur traverses.
Dans le cas où une voie suivant l'invention n'est pas établie en doublement d'une voie actuelle, mais en simple voie large pour une ligne en pays neuf, on pourra envisager de porter l'écartement des deux rails jusqu'à 4 mètres; On obtiendra ainsi des possibilités de trafic très supérieures.
Pour éviter les risques d'accident au cas ou un pneumatique se dégonflerait ou éclaterait, les véhi- cules comporteront 6 ou 8 roues et celles-ci seront portées par des boggies de façon que la charge du boggie se répar- tisse sur un nombre de roues suffisant, au moine quatre, pour continuer à assurer l'équilibre et le roulement. Pra- tiquement dans les vieux pays comme la France, la Belgique, l'Italie, des boggies à six roues portant 30 à 40 tonnes seront suffisants et laisseront les pneus chargés au des- sous de leur possibilité, mais une ligne neuve, en pays neuf, pourra utiliser des wagons de 200 tonnes et plus.