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Chemin de fer Les traverses Le rôle des traverses Le rôle des traverses est de

Chemin de fer Les traverses Le rôle des traverses Le rôle des traverses est de maintenir les rails à l'écartement normal et de répartir la charge que les rails reçoivent des essieux sur une étendue suffisante de ballast pour ne pas dépasser une certaine charge unitaire. Il faut : 1. que par leurs dimensions en longueur et en largeur, elles fournissent une surface d'appui suffisante pour que la pression unitaire reste dans certaines limites ; 2. que leur épaisseur leur donne la rigidité nécessaire tout en leur laissant une certaine élasticité. Il convient encore : 1. que leur longueur soit telle qu'elle contribue à la stabilité de la voie ; 2. que par leur forme, les traverses s'opposent efficacement aux déplacements longitudinaux et transversaux ; 3. qu'elles résistent aux agents atmosphériques ; 4. qu'elles se prêtent au « bourrage » de la voie ; 5. qu'elles permettent l'emploi d'un système d'attaches du rail qui soit solide sans toutefois être trop rigide ; 6. qu'elles donnent éventuellement l'inclinaison de 1/20 aux rails. En ce qui concerne la longueur des traverses remarquons que l'écartement des rails (points d'application de la charge) étant invariable, • une traverse trop longue a une tendance à se cintrer vers le bas et son milieu vient porter sur le ballast en la rendant dangereuse ; • une traverse trop courte tend à se cintrer vers le haut et ses deux extrémités, ayant une surface d'appui insuffisante, ont tendance à s'enfoncer. On rencontre, à l'heure actuelle, trois types de traverses : • les traverses en bois, • les traverses métalliques, • les traverses en béton armé. Les traverses en bois Dimensions • A la S. N. C. B., les traverses en bois mesurent 2,60 m de longueur sur 28 cm de largeur à la base et 14 cm d'épaisseur. • En Allemagne, 2,70 m x 26 cm x 16 cm. • En France, 2,50 m à 2,70 m x 20 à 30 cm x 12 à 15 cm. • La surface d'appui d'une traverse ordinaire de 2,60 m x 0,28 étant de 7.280 cm², la pression statique sur le ballast, supposée uniformément répartie serait, dans le cas d'un essieu de locomotive chargé de 24 tonnes , • . • Mais si l'on tient compte de ce que la traverse n'est bourrée que sur ± 45 cm de part et d'autre du rail, cette pression statique sur le ballast devient : • Si le bourrage n'existe que sur 40 cm, cette pression monte à 5 kg/cm² (fig. 1) • Considérons une traverse isolée de 2,60 m X 0,28 m posant sur son moule de ballast de 30 cm de hauteur. • L'angle d'éboulement naturel du ballast étant estimé à 45°, nous nous placerons dans des conditions peut-être un peu trop favorables, si nous estimons que la transmission de la charge se fait aussi dans la limite de cet angle. Dans ces conditions, la largeur de l'appui AB sera de 0,88 m, la longueur CD (fig. 2) de 2 X (± 1,50 m) = ± 3 m, la surface de transmission à la plateforme sera de 2,64 m², soit une charge unitaire de : Or, un terrain de qualité médiocre peut déjà supporter 1 kg/cm², le sable 2 kg/cm², les terres de 3 à 4 kg/cm². (fig. 2) • Si la charge par essieu était plus élevée ou le sol plus mauvais, une augmentation de l'épaisseur du ballast résoudrait la question. Ainsi, un ballast de 0,40 m d'épaisseur (fig. 1) fournirait une surface d'appui de 1,08 m x 3,20 m = 3,4560 m² de sorte qu'avec une charge de 30 tonnes par essieu, par exemple, la charge unitaire serait sensiblement identique à la précédente. (fig. 3). • Mais le problème ainsi considéré n'est pas tout à fait exactement posé car il faut l'étendre au cas de plusieurs traverses voisines (fig. 3). • La distance minimum entre deux essieux est de 1,50 m, l'écartement courant d'axe en axe des traverses est de 0,65 m, voire 0,60 m sur les voies très chargées • Nous négligeons la raideur du rail c'est-à-dire la solidarité des traverses. • La figure 3 montre que les moules interfèrent déjà avec 0,30 m d'épaisseur. Si donc, la traverse n° 2 était chargée en son milieu comme la traverse n° 1, l'augmentation de l'épaisseur du ballast ne modifierait pas les conditions de sollicitation et n'aurait pour effet que d'augmenter l'élasticité du ballast. • En fait, dans l'exemple choisi, la charge du deuxième essieu porte entre les traverses n° 3 et n° 4 et, dès lors, pour une épaisseur de 40 cm de ballast, la charge sur la 1retraverse se transmet en profondeur sur l'étendue EF de la plateforme. • Remarquons qu'une trop grande épaisseur de ballast retarderait sans utilité la stabilisation de la voie. • Dans tout ce qui précède, nous n'avons envisagé que les charges statiques, nous parlerons des efforts dynamiques dans la 3me partie, chap. II. Travelage (densité de traverses par km) - Nous avons dit que l'écartement d'axe en axe des traverses était de l'ordre de 0,65 m. Cependant, à la S. N. C. B., ce sont des considérations de vitesse qui, en raison de l'impact, définissent le travelage à adopter en voies principales : 1. 1.519 traverses par km si la vitesse est égale ou supérieure à 120 km/h, 2. 1.444 traverses par km si la vitesse comprise entre 90 et 120 km/h, 3. 1.371 traverses par km si la vitesse inférieure à 90 km/h. Sur les autres réseaux européens, le travelage varie de 1.400 à 1.600. • Le resserrement du travelage est limité par la nécessité de pouvoir introduire dans l'intervalle les outils de bourrage ou de soufflage. Forme Rondin (fig4) Grume fig( 6) (fig5) Les profils usuels sont : 1°) la section semi-ronde (fig. 4) provenant de rondins sciés en deux suivant l'axe longitudinal ; 2°) la section rectangulaire ou traverse plate (fig. 5) provenant ou bien de grumes équarries sciées en deux ou en quatre suivant la longueur, voire en un plus grand nombre de traverses si les dimensions transversales de la poutre équarrie le permettent (fig. 6) ou bien encore de rondins auxquels on a enlevé une dosse inférieure, une dosse supérieure et deux dosses latérales. • Avec la section semi-circulaire, il faut entailler davantage le bois pour que la surface d'appui du patin du rail soit en rapport avec la charge des essieux les plus lourds (fig. 7). Comme l'épaisseur doit néanmoins être suffisante pour permettre ultérieurement un certain nombre de resabotages, la traverse semi-ronde devra, toutes choses égales, avoir une hauteur totale plus grande qu'une traverse rectangulaire Sabotage de la traverse fig7. • Quant à la section rectangulaire, elle doit, à base égale, être extraite de troncs d'arbres de plus grand diamètre, d'où l'emploi de bois de meilleure qualité. Essences Le choix des essences est conditionné : 1. par leur résistance à la destruction mécanique provoquée par la circulation des trains, c'est-à-dire par la dureté et la cohésion du bois ; 2. par leur résistance à la pourriture, celle-ci étant d'ailleurs accélérée par les alternances d'humidité et de sécheresse ; 3. par les facilités plus ou moins grandes d'approvisionnement ; 4. enfin, par des raisons d'économie. • Pour des voies parcourues par des trains nombreux, rapides ou à essieux lourdement chargés, on donnera la préférence aux bois durs qui sont plus résistants mais qui coûtent plus cher. Par leur dureté et leur cohésion, ils résistent mieux aux efforts verticaux qui tendent soit à rompre les traverses, soit à endommager la surface d'appui des rails ; de même, ils résistent mieux aux efforts horizontaux qui tendent à ébranler les attaches • Les essences tendres, à bon marché, seront réservées aux voies secondaires sur lesquelles ne circulent que des trains peu fréquents, de vitesse réduite ou à faible charge par essieu ; la modicité des recettes de ces lignes ayant pour corollaire obligé une exploitation très économique. • Cependant, les raisons de densité de trafic et d'économie pourront parfois fléchir devant les difficultés d'approvisionnement, quitte à recourir à un renouvellement plus fréquent. Mais dans ce cas, dans l'établissement du prix de revient, il faudra tenir compte de la dépense de main d'œuvre (poses et déposes de la voie). • Certains spécialistes estiment que dans les voies bien établies et bien entretenues, c'est- à-dire là où l'on a le souci constant du bon conditionnement des attaches et où l'on remédie aux défauts éventuels du bourrage, la mise hors service des traverses résulte moins de leur destruction mécanique que de la consomption du bois, au bout de 20 à 25 ans, sous l'effet des intempéries. • Parmi les bois durs, le chêne et le hêtre sont les plus employés ; parmi les essences tendres, le sapin, le pin et le mélèze. • L'imprégnation des traverses en bois • 1°) Généralités. • L'étude de cette opération relevant de la Chimie Industrielle, nous résumerons simplement la question aux considérations suivantes : • La pourriture du bois est due essentiellement à l'action de champignons qui uploads/Litterature/ chemin-de-fer-les-traverses.pdf