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TRAVERSE DE CHEMIN DE FER EN BETON ARME, ET PROCEDE POUR SA
FABRICATION.
Pour la fabrication des traverses de chemin de fer on utilise déjà depuis longtemps le béton, outre le bois et l'acier. Le béton possède une résistance élevée à la compression, et est insensible aux intempéries, qualités qui rendent ce matériau bien approprié à la fabrication des tra- verses de chemin de fer. Le béton possède toutefois d'autres caractéristi- ques défavorables, notamment son retrait. D'autre part, il ne présente qu' une faible résistance à l'égard des efforts de flexion et de traction.
On a déjà formulé toute une série de propositions, en ce qui concerne la fabrication des traverses de chemin de fer en béton armé.
En premier lieu, on a appliqué aux traverses de chemin de fer en béton la pré-contrainte déjà utilisée dans d'autres branches de la techni- que du béton armé. A cet effet, outre l'armature ordinaire, ou bien en lieu et place de celle-ci, la traverse comporte au moins une barre d9acier qui s' étend dans le sens de la longueur de celle-ci, et transmet au béton de la traverse, sous forme de pré-contrainte les forces de traction qui lui ont été appliquées.
Ceci est réalisé, de manière également,connue, avec ou sans effet d'adhérence entre le béton et l'acier. Dans le second cas, la barre d'acier est engagée dans un tube noyé dans le corps de béton, ou bien 'est revêtue a- vant le bétonnage d'un enduit constitué par exemple par du bitume, pour em- pêcher l'adhérence entre l'armature et le béton. Après la prise, la barre d'acier prend appui contre les faces d'extrémité du corps de la traverse, .par l'intermédiaire de rondelles de pression et d'écrous vissés à ses extré- mités.
Outre les traverses en béton armé en une seule pièce, pré-con- traintes de la manière ci-dessus mentionnée, on connaît aussi les traverses é-
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tablies en plusieurs pièces, Le corps de la traverse est alors subdivisé soit suivant le sens longitudinal, soit suivant le sens transversal de la traver- se, c'est-à-dire dans le sens transversal ou longitudinal de la voie. Les tra- verses subdivisées dans le sens transversal, de réalisation connue, compor- tent deux tasseaux de béton constituant les assises des deux rails, réunis de façon appropriée pour conserver leur écartement. A cet effet, les traverses en question comportent une portion médiane ou entretoise en bois, acier ou béton.
On a essayé de remédier aux conditions de travail défavorables de la traverse en ce qui concerne ses sollicitations à la flexion et à la traction lorsqu'elle porte irrégulièrement, par exemple seulement dans sa portion mé- diane ou quand les surfaces d'appui de cette traverse se trouvent à un niveau différent au droit des deux rails, sur une certaine portion de la voie, en réa- lisant de manière élastique l'entretoise rigidement assemblée aux deux tasseaux.
De telles traverses ont seulement une durée limitée,et l'on rencontre cer- taines difficultés dans leur fabrication.
Suivant une autre fabrication connue, l'élément intermédiaire for- mant entretoise est élastiquement relié aux deux tasseaux, par l'intermédiaire d'articulationso Ces articulations favorisent la pénétration de l'humidité à l'intérieur de la traverse, de sorte que des corrosions peuvent intervenir, compromettant la durée de l'armature, notamment lorsque les traverses sont exposées à des conditions climatiques défavorables, et séjournent par exemple longtemps dans la neige ou dans l'eau de fusion de la neige. D'autre part, 1' existence d'articulations, en particulier lorsque la voie n'est pas bien entre- tenue, conduit à des distorsions trop importantes aux extrémités des traverses, distorsions qui se transmettent aux rails, en sorte que leur inclinaison pré- vue n'est plus respectée.
La présente invention vise à perfectionner la fabrication des tra- verses en béton armé pré-contraint connues, établies en plusieurs parties. El- le est basée sur l'observation du fait que l'utilisation d'une entretoise en béton est essentiellement judicieuse, mais que, suivant les propositions con- nues, cette entretoise n'a pas été employée de manière convenable.
L'invention consiste essentiellement dans le fait que la portion médiane de la traverse est constituée par une pièce de béton pré-fabriquée, de longueur et de section appropriées, reliée à deux tasseaux extrêmes en béton qui constituent les appuis des rails, au moyen d'une barre d'acier pré-tendue traversant la pièce dans le sens longitudinal, de manière à constituer un en- semble rigide, non articulé et unitaire.
Dans la nouvelle traverse suivant l'invention, la portion médiane peut être fabriquée de manière à posséder une très grande résistance, de fa- çon à pouvoir supporter les forces de pré-contrainte qui sont nécessaires pour que cette portion médiane soit en mesure de résister sans apparition de fissures dans le béton à toutes les sollicitations, et notamment aux efforts de flexion. La nouvelle traverse suivant l'invention, qui ne comporte pas d' articulations, résiste aux flexions dans sa portion médiane tout en restant cependant suffisamment élastique.
L'invention a en outre pour objet des procédés particuliers de fa- brication de la nouvelle traverse de chemin de fer en question, procédés grâce auxquels des avantages additionnels peuvent être obtenus.
A cet égard, l'invention consiste essentiellement dans le fait que la partie médiane ou entretoise, constituée par un élément de béton fabriqué à l'avance, est placée dans le moule destiné à la fabrication des tasseaux extrêmes, et assemblés à ceux-ci lors du bétonnage des tasseaux, de façon à constituer en ensemble rigide.
Conformément à l'invention, on peut aussi procéder en fabriquant séparément tant l'entretoise que les tasseaux extrêmes de la traverse, ces trois éléments étant ensuite réunis pour constituer une pièce unitaire rigi- de. A cet effet, l'entretoise est engagée par ses deux extrémités dans des logements correspondants ménagés sur les faces en regard des tasseaux, et fixée dans ces logements au moyen d'une masse susceptible de prise, par exem- ple du ciment.
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D'autres particularités de l'invention, et des détails portant sur les avantages qu'elle permet d'obtenir, ressortiront de la description qui va suivre, relative à une forme de réalisation de la nouvelle traverse, représen- tée dans les dessins annexés où :
La figure 1 montre une traverse de chemin de fer suivant l'inven- tion, représentée partie en vue extérieure et partie en coupe longitudinale, c'est-à-dire transversalement à la voie.
La figure 2 représente la même traverse vue en plan.
La figure 3 est une coupe transversale suivant la ligne III-III de la figure 1.
La traverse représentée se compose de deux tasseaux d'appui ex- trêmes 1, 2 en béton, sensiblement identiques. Sur ces tasseaux seront posés les rails 3, d'une façon qu'on indiquera plus loin. La pièce médiane 4 de la traverse, établie également en béton, joue le rôle d'entretoise. Ainsi qu'il ressortira de la description détaillée du procédé de fabrication de la traver- se suivant l'invention, cette entretoise est réunie après son achèvement aux deux tasseaux 1 et 2, de façon à donner naissance à une pièce unitaire sans articulation et par conséquent.rigide.
Dans chaque tasseau 1, 2 est prévu un canal longitudinal qui coïn- cide avec le perçage correspondant de l'entretoise 4, et par lesquels est en- gagée une barre d'acier 5 qui s'étend sur toute la longueur de la traverse.
Cette barre 5 prend appui par l'intermédiaire de rondelles de pression 7 et d'écrous 6 sur les faces d'extrémités des tasseaux 1, 2 et transmet à l'en- semble de la traverse les forces de tension qui lui ont été appliquées de ma- nière connue, sous forme d'une pré-contrainte appropriée. On peut encore pré- voir dans les tasseaux 1, 2 une armature additionnelle ordinaire, non repré- sentée, propre à supporter les efforts de traction transversaux.
La fixation des rails 3 est assurée par les crapauds 10, les écrous 11 et les boulons d'ancrage 12. Comme la figure 2 permet de le voir, les points d'attache des rails sont décalés ou alternés dans le sens longitudinal des rails de part et d'autre de la barre de traction 5. On évite ainsi l'affaiblissement des tasseaux 1 et 2.
Les logements 13 ménagés aux extrémités extérieures des tasseaux 1 et 2 pour recevoir les organes d'ancrage extrêmes 6,7 de la barre de trac- tion 5, peuvent être obturés au moyen de bouchons de ciment, après application de la force de pré-contrainte.définitive. Si l'on estime désirable de pouvoir exercer ultérieurement un effort complémentaire de traction sur la barre 5, ces logements resteront ouverts. Les organes d'ancrage terminaux 6, 7 de la barre d'acier 5 seront alors facilement accessibles à l'intérieur des loge- ments 13 des tasseaux 1, 2 en vue de cette action complémentaire ou addition- nelle.
De préférence, on adoptera pour l'entretoise 4 une section trans- versale circulaire (voir figure 3). Cette section pourra toutefois être dif- férente, par exemple elliptique ou polygonale.
La fabrication de la nouvelle traverse décrite et représentée s' effectue de la manière suivante
Ainsi qu'on l'a déjà mentionné, on utilise comme entretoise 4 une pièce de béton fabriquée d'avance, en atelier et de façon générale en quanti- tés importantes. Autant que possible, ces entretoises sont stockées avant leur utilisation pendant une période de temps assez longue pour qu'un retrait addi- tionnel du béton ne se fasse pratiquement plus sentir. Cette entretoise est logée dans le moule ou coffrage non représenté, servant à la fabrication de la traverse, et dépasse par ces extrémités, dans une certaine mesure, jusque dans les cavités de moulage correspondant aux tasseaux 1 et 2, Après qu'éven- tuellement les fers d'armature additionnelle ordinaire des tasseaux 1 et 2 ont été mis en place, le béton est coulé dans le moule.
Du fait de sa prise, on réalise une liaison solide avec l'entretoise 4, en donnant naissance à une piè- ce unitaire ou monolithe sans articulation, et par conséquent rigide.
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Un autre procédé également satisfaisant en vue de la fabrication de la traverse conforme à l'invention est le suivant :
L'entretoise est également constituée par une pièce de béton fa- briquée à l'avance, en atelier, et que l'on stocke pendant une période de temps suffisante. On procède de même en ce qui concerne les deux tasseaux 1 et 2, c'est-à-dire que ces derniers sont également fabriqués à l'avance. On prévoit alors sur leurs deux faces dextrémités en regard, correspondant à l'entretoise lors de l'assemblage ultérieur, des logements de profondeur ap- propriée de même forme que celle de l'entretoise.
Les trois éléments ainsi fabriqués à l'avance sont, après leur durcissement, réunis en une pièce monolithe rigide, du fait que l'entretoise sera engagée par ses deux extrémités dans les logements en question des tas- seaux, puis scellés au moyen d'un masse faisant prise, habituellement consti- tuée par du ciment.
Les forces de précontrainte sont appliquées, de manière connue en soi, et pour l'une comme pour l'autre des deux variantes de fabrication dé- crites, après la prise du béton et après que l'assemblage des différents élé- ments de la traverse a été terminé, au moyen de presses hydrauliques, en ser- rant de manière appropriée les organes d'ancrage 6, 7. Ces opérations n'ont pas à être décrites plus en détail.
On pourra toutefois indiquer, pour plus de précision, que lors du moulage on placera dans le moule des noyaux de section appropriée, recouverte d'un revêtement empêchant l'adhérence au béton, par ex- emple un revêtement à base de bitume, ces noyaux étant éloignés après le démou- lage. C'est ainsi que seront formés les canaux ou perçages mentionnés plus haut, et destinés au passage de la barre de tension, s'étendant dans le sens longitudinal de la traverse. Les canaux ou perçages des différents éléments de la traverse, destinés à l'engagement de la barre de tension, pourront être par exemple obtenus en logeant dans les moules des tronçons tubulaires formés par exemple en tôle mince, et d'un diamètre intérieur légèrement plus grand que celui de la barre de tension.
Ces tronçons tubulaires restent noyés dans les éléments de béton.
Lorsque la traverse subit la pré-contrainte due à la barre d'acier 5, il se crée dans la zone de l'entretoise 4 une compression plus élevée que dans la zone des tasseaux 1 et 2. Cette compression sera convenablement déter- minée de façon que des criques ne puissent prendre naissance si la traverse subit une certaine flexion, comme par exemple dans le cas d'un décalage de ni- veau entre les deux tasseaux. Un avantage particulier de la traverse qui fait l'objet de l'invention réside dans le fait que, lorsque la voie est parcourue par des véhicules dont les roues ne sont pas parfaitement circulaires, l'entre- toise de la traverse n'est pas endommagée par les oscillations provoquées de ce fait, en raison de sa pré-contrainte élevée, et de sa section relativement faible, attendu que pratiquement elle n'entre pas en vibration.
Du fait de 1' assemblage sans joint entre les trois éléments de la traverse, l'humidité ne peut nulle part pénétrer à l'intérieur de celle-ci, si bien que la traverse suivant l'invention est d'une durée plus longue que celle obtenue d'après les autres procédés connus de fabrication.
La forme des tasseaux et celle de l'entretoise peuvent être facile- ment adaptées aux exigences des différents cas d'utilisation.
La fabrication de la traverse peut être assurée à l'aide de mou- les ou coffrages très simples et par suite peu onéreux. Cette traverse pré- sente encore l'avantage de pouvoir s'adapter aux différentes largeurs de voies, sans pour cela devoir établir spécialement des moules ou coffrages correspon- dants, du fait qu'il suffira de disposer d'entretoises de longueurs appropriées.
On réalise de ce fait une économie importante, notamment en ce qui concerne le parc de moules. D'autre part, l'invention permet la réalisation d'une traverse de chemin de fer en béton économique même en ce qui concerne les voies de gran- de largeur. Jusqu'ici, en effet, il fallait habituellement adopter pour la fa- brication des traverses en béton de voies à grandes largeurs des moules spé- ciaux en acier, très onéreux., La fabrication d'une traverse également bien ap- propriée aux voies larges constituait un problème particulièrement ardu, en
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raison du risque mentionné plus haut d'une portée ou assise inégale de celle- ci. La présente invention apporte au contraire une solution satisfaisante à ce problème.
Enfin, le poids relativement réduit de la nouvelle traverse suivant l'invention, par rapport à celui des traverses connues en béton armé, d'une part, et d'autre part la réduction de section de la partie médiane ou entretoise facilitent les travaux, lors de la pose d'une voie. Cette pose doit fréquemment être précédée d'un enlèvement des anciennes traverses. L' entretoise arrondie de la traverse suivant l'invention offre une bonne prise aux mains pendant les manipulations, ce qui est en pratique important attendu que lors de l'échange des traverses, celles-ci doivent être engagées sous les rails.