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DISPOSITIF DE SUPPORT POUR RAILS DE VOIE FERREE
DESTINE A LA FIXATION D'UNE TRAVERSE MONOBLOC La présente invention s'inscrit dans le domaine des dispositifs de support pour rails de voie ferrée destinés à la fixation d'une traverse dans une dalle de béton.
Il est déjà connu d'installer un chausson dans une dalle de béton pour recevoir partiellement une traverse de voie ferrée. Le chausson connu présente cependant l'inconvénient de ne pas être très manipulable à l'usage, notamment quant à l'accessibilité de la traverse qu'il enveloppe et en particulier lorsque la traverse doit être extraite du chausson pour remplacement ou entretien.
Le problème qui se pose ici est donc celui d'une extraction commode de la traverse hors du chausson dans lequel elle est fixée tout en préservant cependant un bon maintien de la traverse par l'intermédiaire du chausson dans lequel la traverse est enveloppée, ceci afin d'assurer une stabilité suffisante de la traverse dans le béton. Cette stabilité de la traverse est essentielle pour assurer une bonne fiabilité de la voie ferrée supportée par la traverse et empêcher toute déformation de la voie ferrée pouvant provenir d'un manque de stabilité d'une traverse.
Pour résoudre ce problème, EP-A-0533645 propose un chausson en matière élastique, présentant un fond et une paroi latérale périphérique se rattachant au fond
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et s'étendant de manière à envelopper la traverse à partir de la base de celle-ci jusqu'à une hauteur prédéterminée le long de ses faces latérales. Ce chausson connu comprend deux plages de contact avec la traverse, ces plages de contact étant situées à une distance verticale prédéterminée l'une de l'autre. La surface intérieure de la paroi latérale est inclinée vers l'intérieur du chausson à partir d'une zone destinée à se trouver à hauteur de la plage de contact inférieure de manière à ménager un espace entre la surface intérieure inclinée précitée et les faces latérales de la traverse.
L'élasticité de la paroi latérale du chausson permet de retirer la traverse du chausson et/ou de la remettre de manière particulièrement commode en écartant l'extrémité libre de la paroi latérale du chausson et en faisant coulisser la traverse à l'intérieur du périmètre de la plage de contact inférieure. La surface de contact entre le chausson et les faces latérales de la traverse et donc également le frottement se trouvent ainsi considérablement réduits.
Un tel chausson est destiné à une traverse ne portant qu'un seul rail, mais il ne convient pas pour recevoir une traverse prévue pour porter les deux rails d'une voie ferrée.
L'invention a pour but de résoudre le problème de l'extraction commode hors du chausson, de traverses monoblocs ayant des tolérances en longueur relativement importantes, par exemple t 5 mm.
A cet effet, l'invention propose d'utiliser un chausson d'extrémité en matière élastique, qui enveloppe la tra-
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verse à partir de la base de celle-ci jusqu'à une hauteur prédéterminée le long de trois faces latérales à chaque extrémité de la traverse, chaque chausson s'étendant depuis une extrémité de la traverse jusqu'à une longueur comprenant au moins la zone d'appui correspondante qui reprend les efforts.
A son extrémité ouverte, la surface intérieure des côtés latéraux et du fond du chausson présente un rebord saillant pour prendre appui sur les faces latérales et sur la base de la traverse qu'il reçoit. La surface intérieure de la paroi latérale du chausson comprend une première et une deuxième plage de contact avec la traverse. Les plages de contact précitées sont situées à une distance verticale prédéterminée l'une de l'autre. La première plage de contact est formée par l'extrémité libre de la paroi latérale. La deuxième plage de contact est formée par un cordon périphérique disposé autour de la traverse et présentant une raideur dynamique prédéterminée.
La surface intérieure de la paroi latérale est inclinée vers l'intérieur du chausson à partir d'une zone destinée à se trouver à hauteur du cordon de manière à ménager un espace entre la surface intérieure inclinée précitée et les faces latérales de la traverse.
A proximité de son bord supérieur, la paroi latérale de chaque chausson présente un bourrelet extérieur formant un ressaut qui permet de retenir un cerclage périphé- rique entourant la traverse et les deux chaussons d'extrémité.
Dans la paroi latérale peuvent être accrochées les extrémités de brides entourant la partie de la traverse, située hors du chausson de manière à exercer une pres-
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sion sur le bourrelet et répartir la pression périphérique sur la traverse.
L'élasticité de la paroi latérale du chausson permet de retirer la traverse du chausson et/ou de la remettre de manière particulièrement commode en écartant l'extrémité libre de la paroi latérale du chausson et en faisant coulisser la traverse à l'intérieur du périmètre de la plage de contact inférieure. La surface de contact entre le chausson et les faces latérales de la traverse et donc également le frottement se trouvent ainsi considérablement réduits.
En outre, de par sa raideur dynamique, le cordon confère au dispositif suivant l'invention un taux d'amortissement latéral et vertical qui assure ainsi une bonne tenue aux vibrations et donc une bonne stabilité de la traverse, tout en préservant une liberté dans le choix du comportement dynamique en fonction de la charge appliquée. La stabilité est encore améliorée par le serrage du chausson sur la traverse à hauteur des première et deuxième plages de contact entre le chausson et la traverse. Ce serrage contribue en outre à l'étanchéité du dispositif Dans un mode de réalisation particulier, deux chaussons d'extrémité peuvent être réunis en une seule pièce.
La stabilité de la traverse et du rail est renforcée par l'agencement, sous chaque traverse, d'une semelle anti-vibratoire qui améliore l'amortissement des vibrations du rail lors du passage de véhicules sur le rail. La raideur dynamique de la semelle anti-vibratoire doit être inférieure à la raideur du chausson.
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La constante de temps d'amortissement des déformations du rail se trouve réduite de manière efficace, conformément à un autre aspect de l'invention, en sélectionnant pour la semelle anti-vibratoire de chaque support de rail, une raideur dynamique de telle manière que les supports successifs le long de chaque rail forment alternativement des appuis relativement rigides et des appuis relativement souples. Le rapport de la raideur dynamique des appuis relativement rigides à celle des appuis relativement souples est égal à un facteur d'au moins 5.
Grâce à cette disposition, les vibrations du rail lors du passage d'un véhicule roulant sur le rail se trouvent amorties en un laps de temps très court de manière que soient évitées les résonances entre le rail et le véhicule roulant, qui sont gênantes pour le confort des voyageurs et qui sont nuisibles non seulement pour le matériel roulant mais également pour la stabilité et la sécurité des rails. L'espacement entre deux supports anti-vibratoires successifs est fonction du type de rail et de la raideur dynamique des semelles anti-vibratoires desdits supports.
D'autres avantages et particularités du dispositif suivant l'invention ressortent des sous-revendications.
L'invention est exposée dans le texte descriptif qui suit en référence aux dessins annexés dans lequels : - la figure 1 est une vue en élévation avec coupe partielle d'un premier mode de réalisation du dispositif de support suivant l'invention avec une traverse monobloc ; - la figure 2 est une vue en coupe transversale d'un chausson représenté en figure 1, partiellement tronquée à échelle agrandie ; - la figure 3 est une vue en élévation d'un deuxième
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mode de réalisation du dispositif de support suivant l'invention avec une traverse monobloc ; - la figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne IVIV de la figure 3, partiellement tronquée, à échelle agrandie ;
- la figure 5 est un dessin schématique illustrant l'alternance des appuis anti-vibratoires le long d'un rail, conformément à un aspect de l'invention.
Les figures 1 et 2 illustrent un premier mode de réalisation du dispositif de support de rails suivant l'invention avec traverse monobloc. Ce mode de réalisation convient particulièrement pour une traverse ayant des tolérances en longueur relativement importantes. La traverse 1 présente deux zones d'appui 110 et 120 pour supporter chacune un rail. La partie inférieure de la traverse en dessous de chacune des deux zones 110 et 120 est entourée le long de trois faces latérales, d'un chausson 2 en matière élastique qui s'étend depuis une extrémité de la traverse jusqu'à une longueur qui va au-delà de la zone d'appui correspondante.
Chaque chausson présente un fond 11 et une paroi latérale 12 qui s'étend sur trois côtés et se rattache au fond 11. La paroi latérale 12 s'étend pratiquement à 900 par rapport au fond 11.
A son extrémité ouverte, la surface intérieure des côtés latéraux et du fond de chaque chausson présente un rebord saillant 13 pour prendre appui sur les faces latérales et sur la base de la traverse qu'il reçoit et assurer l'étanchéité latérale. Ce rebord est de préférence nervuré.
La hauteur de la paroi latérale 12 du chausson est prévue de manière à permettre un enrobage dans une dalle
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ou un radier de béton 20 jusqu'à une profondeur qui est légèrement inférieure à ladite hauteur de la paroi latérale 12. Le chausson est fabriqué en une matière élastique, par exemple un élastomère. Cette matière présente une composition offrant une dureté Shore fonction de l'application.
Il ressort de la figure 2 que, dans le dispositif suivant l'invention, deux plages de contact 13 et 14 sont prévues entre le chausson 2 et la traverse 1. La surface de ces plages respectives est très réduite, ce qui accroît la facilité d'extraction ou d'introduction de la traverse grâce à la diminution du frottement entre traverse et chausson qui en résulte. Afin de réduire la surface de contact des plages 13 et 14 à un minimum, la paroi latérale 12 du chausson se termine en lèvre, celle-ci étant tournée vers une face latérale 10 de la traverse de manière que la première surface de contact 13 se réduise au contact de la lèvre sur une traverse.
La deuxième plage de contact 14 est formée par un cordon périphérique 16, de préférence élastique. Celui-ci est disposé autour de la traverse et s'y maintient par exemple par son élasticité. Le cordon 11 présente une raideur dynamique prédéterminée, conférant ainsi au dispositif le taux d'amortissement voulu. Le pourtour du cordon 16 est avantageusement arrondi pour réduire la surface de contact de la deuxième plage de contact 14.
Les deux plages de contact 13 et 14 présentent entre elles un écartement prédéterminé, agissant ainsi comme un bras de levier pivotant autour du cordon 16. Par cet agencement à deux plages de contact 13,14 avec élasti-
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cité de la paroi latérale 12 du chausson, on obtient un meilleur serrage de la traverse avec fixation amovible de celle-ci. En outre, de par sa raideur dynamique, le cordon confère au dispositif suivant l'invention un taux d'amortissement latéral et vertical qui assure ainsi une bonne tenue aux vibrations et donc une bonne stabilité de la traverse, tout en préservant une liberté dans le choix du comportement dynamique en fonction de la charge appliquée. La stabilité est encore améliorée par le serrage du chausson sur la traverse à hauteur des première et deuxième plages de contact entre chausson et traverse.
Ce serrage contribue en outre à l'étanchéité du dispositif.
La surface intérieure 17 de la portion de la paroi latérale 12 située entre les deux plages de contact 13 et 14 est inclinée vers l'intérieur du chausson comme montré sur la figure 2, de manière à former un angle avec les faces latérales 10 de la traverse 1 et à laisser ainsi un espace 18 entre le chausson et la traverse.
Dans la portion précitée de la paroi latérale, le chausson présente un bourrelet 21 faisant saillie vers l'extérieur en formant un ressaut 22. Celui-ci présente une forme convexe permettant un rabattement vers l'extérieur de l'extrémité libre du chausson. Ce rabattement est considérablement facilité par la présence, dans la paroi du chausson, d'une entaille périphérique 19 adaptée pour coopérer avec le cordon 16. La profondeur de l'entaille qui présente par exemple une forme en V arrondi, est par exemple comprise entre 40 % et 60 % de l'épaisseur de la paroi latérale 12 du chausson. Lors de l'installation du chausson 2 dans le béton 20, le ressaut 22 agit comme arrêt pour le chausson.
La surface extérieure 23 du bourrelet est avantageuse-
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ment formée avec une rainure agencée pour recevoir un moyen de cerclage périphérique 24, par exemple une bride. Celle-ci est destinée à permettre une identification immédiate du chausson, notamment quant à la nature des semelles anti-vibratoires 3 qu'il renferme et se présente à cette fin avantageusement sous forme d'un ruban couleur. Cela revêt une grande importance dans les dispositifs de support de rails de voie ferrée appliquant le principe de raideur dynamique alternée pour les semelles anti-vibratoires. Le moyen de cerclage périphérique renforce en outre le serrage sur la traverse et accroît l'étanchéité du dispositif, tout en laissant suffisamment de liberté à la traverse pour assurer sa fonction d'amortissement.
A cet effet il est également prévu un faible écartement entre le chausson 2 et la base de la traverse 1, permettant un certain jeu de la traverse à l'intérieur du chausson. Le moyen de cerclage périphérique permet encore de libérer la traverse pour une intervention éventuelle à la voie.
Grâce à l'aspect localisé des plages de contact 13,14, les manipulations d'extraction ou d'introduction de la traverse sont rendues nettement plus commodes.
Dans la paroi latérale sont avantageusement prévus des oeillets 25 servant à accrocher les extrémités de brides 26 disposées pour entourer la partie de la traverse située hors du chausson de manière à exercer une pression sur le bourrelet et répartir la pression périphérique sur la traverse.
Les figures 3 et 4 illustrent un deuxième mode de réalisation du dispositif de support de rails suivant l'invention avec une traverse monobloc. Dans ce mode de réalisation, les chaussons d'extrémité 2 s'étendent audelà des zones d'appui 110 et 120 et ne forment plus
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qu'un seul chausson enveloppant la partie inférieure de l'entièreté de la traverse monobloc 1. La paroi latérale 12 du chausson 2, dans ce cas, s'étend sur tout le pourtour de la traverse 1. Le fond 11 du chausson présente deux logements pour recevoir une semelle antivibratoire 3 en dessous de chacune des zones d'appui de rail 110 et 120. Ces deux logements sont séparés par une zone de surépaisseur dont l'épaisseur est inférieure à l'épaisseur des semelles anti-vibratoires prévues.
La stabilité de la traverse est influencée par le comportement dynamique des rails et la constante de temps d'amortissement des déformations des rails en réponse aux sollicitations dynamiques lors du passage de véhicules sur le rail. L'amortissement des vibrations est considérablement amélioré par l'agencement de semelles anti-vibratoires sous la traverse. La raideur dynamique de ces semelles anti-vibratoires doit être inférieure à la raideur du chausson. La raideur dynamique des semelles anti-vibratoires est choisie en fonction du comportement dynamique des rails.
Une étude dynamique des rails couramment utilisés pour les tramways, le métro et le chemin de fer (par exemple les rails types NP4, EB50 et UIC 60) a montré que la courbe de déformation en fonction de la fréquence présente une série de crêtes qui sont à l'origine de vibrations qui s'amortissent avec une constante de temps dépassant largement une milliseconde et s'approchant même de deux millisecondes. Cette constante de temps étant plus longue que le laps de temps entre deux sollicitations dynamiques successives appliquées par les roues du véhicule (laps de temps lié à la distance entre les axes des roues), il en résulte des résonances entre les vibrations du rail et les vibrations du véhi-
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cule lui-même.
Afin de réduire la constante de temps d'amortissement des déformations des rails de manière à éviter les effets de résonance gênants pour le confort des voyageurs et nuisibles pour le matériel (véhicules et rails), la raideur dynamique des semelles anti-vibratoires de chaque dispositif de support est choisie de manière que les supports successifs le long des rails forment des appuis anti-vibratoires ayant des raideurs dynamiques alternées. La figure 5 représente schématiquement un tronçon de voie ferrée 30 posé sur des dispositifs de support selon l'invention qui forment des appuis antivibratoires A et B alternés. Les appuis A et B sont alternés à distance régulière.
Les appuis A constituent des appuis relativement rigides qui seront appelés dans la suite appuis rigides et les appuis B constituent des appuis relativement souples qui seront appelés dans la suite appuis souples.
Au droit d'un appui rigide A, les semelles anti-vibratoires sont constituées d'un bloc amortissant ayant une raideur dynamique K1 prédéterminée. Au droit d'un appui souple B, les semelles anti-vibratoires sont constituées d'un bloc amortissant ayant une raideur dynamique K2 prédéterminée. Le rapport entre la raideur dynamique des appuis relativement rigides A et celle des appuis relativement souples B est avantageusement égal à un facteur d'au moins 5. Les blocs amortissants formant les semelles anti-vibratoires peuvent par exemple être constitués de polyuréthane à cellules fermées, EVA micro-cellulaire, matériau composite, etc. Les appuis souples ne contribuent pas à la raideur du système mais lui confèrent un amortissement adéquat.
Le rail se comporte alors comme un système ancré rigidement au droit
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des appuis rigides A et ayant une déformation maximale au droit des appuis souples B. Le rail ainsi fixé sur appuis anti-vibratoires alternés présente une fréquence propre qui est supérieure aux fréquences propres principales du matériel roulant qui sont habituellement inférieures à 20 Hz.
La raideur dynamique des appuis est déterminée en fonction du type de rails et de la distance entre deux appuis successifs. Avec un écartement de 750 mm par exemple entre deux appuis successifs, les appuis rigides A ont par exemple une raideur dynamique K1=5xI08 N/m environ et les appuis souples B ont par exemple une raideur dynamique K2=2x107 N/m environ.
La déformation d'un rail sur appuis de raideurs alternées selon l'invention a été calculée pour le rail type UIC 60 avec les valeurs indiquées ci-dessus pour les raideurs dynamique Kl et K2 et un effort de 112.500 N correspondant à une charge classique de voie ferrée. Le calcul de la flèche du rail au droit d'un appui souple par la méthode des éléments finis donne une flèche X = 1 mm. Des mesures effectuées sur site ont confirmé les résultats prévus.
La flèche obtenue est intéressante. Elle est moins importante que celle que l'on obtient avec des appuis souples classiques (X = 2,30 mm). Pour une masse non suspendue de 800 kg par roue, il en résulte une fréquence propre du système roue/rail/support d'environ 50 Hz, semblable à celle d'une voie ballastée et à celle d'une voie sur béton avec des appuis souples classiques. Pour un même comportement dynamique dans les basses fréquences, on obtient donc avec l'invention une flèche moins importante des rails, et pour une même
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flèche du rail, l'invention produit une plus basse fréquence de résonance du système roue/rail/support, d'où une moindre sollicitation des dispositifs de support et une durée de vie accrue du matériel.
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SUPPORT DEVICE FOR RAIL TRACKS
The present invention relates to the field of support devices for rail tracks intended for the fixing of a cross member in a concrete slab.
It is already known to install a slipper in a concrete slab to partially receive a railway sleeper. The known liner however has the drawback of not being very easy to handle in use, in particular as regards the accessibility of the crosspiece which it envelops and in particular when the crosspiece must be removed from the liner for replacement or maintenance.
The problem which arises here is therefore that of a convenient extraction of the crosspiece from the liner in which it is fixed while, however, preserving good retention of the crossmember by means of the liner in which the crossmember is wrapped, in order to ensure sufficient stability of the cross member in the concrete. This stability of the sleeper is essential to ensure good reliability of the railroad supported by the sleeper and to prevent any deformation of the railway track which may arise from a lack of stability of a sleeper.
To solve this problem, EP-A-0533645 proposes a liner made of elastic material, having a bottom and a peripheral lateral wall connecting to the bottom.
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and extending so as to wrap the crosspiece from the base thereof to a predetermined height along its side faces. This known boot includes two contact pads with the cross member, these contact pads being located at a predetermined vertical distance from each other. The inner surface of the side wall is inclined towards the inside of the liner from an area intended to be at the height of the lower contact pad so as to provide a space between the aforementioned inclined inner surface and the side faces of the crossing.
The elasticity of the side wall of the liner makes it possible to remove the cross member of the liner and / or to put it back in a particularly convenient manner by spreading the free end of the side wall of the liner and by sliding the cross member inside the perimeter of the lower contact area. The contact surface between the liner and the lateral faces of the cross member and therefore also the friction are thus considerably reduced.
Such a liner is intended for a cross member carrying only one rail, but it is not suitable for receiving a cross member intended to carry the two rails of a railway track.
The object of the invention is to solve the problem of convenient extraction from the liner of one-piece sleepers having relatively large length tolerances, for example t 5 mm.
To this end, the invention proposes to use an end liner made of elastic material, which envelops the tra
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pours from the base thereof to a predetermined height along three side faces at each end of the cross member, each liner extending from one end of the cross member to a length including at least the area corresponding support which takes up the efforts.
At its open end, the inner surface of the lateral sides and of the bottom of the liner has a projecting rim for bearing on the lateral faces and on the base of the crosspiece which it receives. The inner surface of the side wall of the liner includes first and second contact areas with the sleeper. The aforementioned contact pads are located at a predetermined vertical distance from each other. The first contact pad is formed by the free end of the side wall. The second contact pad is formed by a peripheral cord arranged around the cross member and having a predetermined dynamic stiffness.
The inner surface of the side wall is inclined towards the inside of the liner from an area intended to be at the height of the bead so as to provide a space between the aforementioned inclined inner surface and the lateral faces of the cross-member.
Near its upper edge, the side wall of each liner has an outer bead forming a projection which makes it possible to retain a peripheral strapping surrounding the cross-member and the two end slippers.
In the side wall can be hung the ends of flanges surrounding the part of the crosspiece, located outside the boot so as to exert a pressure.
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on the bead and distribute the peripheral pressure on the crosspiece.
The elasticity of the side wall of the liner makes it possible to remove the cross member of the liner and / or to put it back in a particularly convenient manner by spreading the free end of the side wall of the liner and by sliding the cross member inside the perimeter of the lower contact area. The contact surface between the liner and the lateral faces of the cross member and therefore also the friction are thus considerably reduced.
In addition, due to its dynamic stiffness, the cord gives the device according to the invention a lateral and vertical damping rate which thus ensures good resistance to vibrations and therefore good stability of the cross member, while preserving freedom in the choice of dynamic behavior as a function of the applied load. Stability is further improved by tightening the liner on the crosspiece at the level of the first and second contact areas between the liner and the crosspiece. This tightening also contributes to the tightness of the device. In a particular embodiment, two end slippers can be joined in one piece.
The stability of the cross-member and of the rail is reinforced by the arrangement, under each cross-member, of an anti-vibration sole which improves the damping of the vibrations of the rail during the passage of vehicles on the rail. The dynamic stiffness of the anti-vibration sole must be less than the stiffness of the liner.
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The damping time constant of the rail deformations is effectively reduced, in accordance with another aspect of the invention, by selecting for the anti-vibration soleplate of each rail support, a dynamic stiffness so that the successive supports along each rail alternately form relatively rigid supports and relatively flexible supports. The ratio of the dynamic stiffness of relatively rigid supports to that of relatively flexible supports is equal to a factor of at least 5.
Thanks to this arrangement, the vibrations of the rail during the passage of a rolling vehicle on the rail are damped in a very short period of time so as to avoid the resonances between the rail and the rolling vehicle, which are troublesome for the passenger comfort, which is harmful not only for rolling stock but also for the stability and safety of the rails. The spacing between two successive anti-vibration supports is a function of the type of rail and the dynamic stiffness of the anti-vibration pads of said supports.
Other advantages and features of the device according to the invention are apparent from the subclaims.
The invention is set out in the following descriptive text with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 is an elevational view with partial section of a first embodiment of the support device according to the invention with a monobloc cross member ; - Figure 2 is a cross-sectional view of a liner shown in Figure 1, partially truncated on an enlarged scale; - Figure 3 is an elevational view of a second
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embodiment of the support device according to the invention with a one-piece crosspiece; - Figure 4 is a sectional view along line IVIV of Figure 3, partially truncated, on an enlarged scale;
- Figure 5 is a schematic drawing illustrating the alternation of anti-vibration supports along a rail, according to one aspect of the invention.
Figures 1 and 2 illustrate a first embodiment of the rail support device according to the invention with one-piece crosspiece. This embodiment is particularly suitable for a cross member having relatively large length tolerances. The cross member 1 has two support zones 110 and 120 for each supporting a rail. The lower part of the cross member below each of the two zones 110 and 120 is surrounded along three lateral faces, by a liner 2 made of elastic material which extends from one end of the cross member to a length which goes beyond the corresponding support area.
Each boot has a bottom 11 and a side wall 12 which extends on three sides and is connected to the bottom 11. The side wall 12 extends practically 900 relative to the bottom 11.
At its open end, the inner surface of the lateral sides and of the bottom of each liner has a protruding rim 13 for bearing on the lateral faces and on the base of the crosspiece that it receives and ensuring lateral sealing. This rim is preferably ribbed.
The height of the side wall 12 of the liner is provided so as to allow coating in a slab
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or a concrete slab 20 to a depth which is slightly less than said height of the side wall 12. The liner is made of an elastic material, for example an elastomer. This material has a composition offering Shore hardness depending on the application.
It appears from FIG. 2 that, in the device according to the invention, two contact pads 13 and 14 are provided between the liner 2 and the cross-member 1. The surface of these respective pads is very small, which increases the ease of 'extraction or introduction of the crosspiece through the reduction in friction between crosspiece and liner which results. In order to reduce the contact surface of pads 13 and 14 to a minimum, the side wall 12 of the liner ends in a lip, the latter being turned towards a side face 10 of the cross member so that the first contact surface 13 is reduce on contact with the lip on a cross member.
The second contact pad 14 is formed by a peripheral cord 16, preferably elastic. It is arranged around the cross member and is held there for example by its elasticity. The cord 11 has a predetermined dynamic stiffness, thus giving the device the desired damping rate. The periphery of the cord 16 is advantageously rounded to reduce the contact surface of the second contact pad 14.
The two contact pads 13 and 14 have a predetermined spacing between them, thus acting as a lever arm pivoting around the cord 16. By this arrangement with two contact pads 13, 14 with elasticity.
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cited from the side wall 12 of the liner, a better tightening of the cross member is obtained with removable fixing thereof. In addition, due to its dynamic stiffness, the cord gives the device according to the invention a lateral and vertical damping rate which thus ensures good resistance to vibrations and therefore good stability of the cross member, while preserving freedom in the choice of dynamic behavior as a function of the applied load. Stability is further improved by tightening the liner on the crosspiece at the level of the first and second contact areas between the liner and the crosspiece.
This tightening also contributes to the tightness of the device.
The inner surface 17 of the portion of the side wall 12 located between the two contact pads 13 and 14 is inclined towards the inside of the liner as shown in FIG. 2, so as to form an angle with the side faces 10 of the cross member 1 and thus leave a space 18 between the liner and the cross member.
In the aforementioned portion of the side wall, the boot has a bead 21 projecting outwardly forming a projection 22. The latter has a convex shape allowing the free end of the boot to be folded outward. This folding is considerably facilitated by the presence, in the wall of the liner, of a peripheral notch 19 adapted to cooperate with the cord 16. The depth of the notch which has for example a rounded V shape, is for example between 40% and 60% of the thickness of the side wall 12 of the liner. When installing the liner 2 in the concrete 20, the projection 22 acts as a stop for the liner.
The outer surface 23 of the bead is advantageous-
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ment formed with a groove arranged to receive a peripheral strapping means 24, for example a flange. This is intended to allow immediate identification of the liner, in particular as to the nature of the anti-vibration soles 3 which it contains and is advantageously presented in this form in the form of a colored ribbon. This is of great importance in rail track support devices applying the principle of alternating dynamic stiffness for anti-vibration soles. The peripheral strapping means also reinforces the tightening on the cross-member and increases the tightness of the device, while leaving sufficient freedom for the cross-member to ensure its damping function.
For this purpose, there is also provided a small spacing between the liner 2 and the base of the cross member 1, allowing a certain play of the cross member inside the liner. The peripheral strapping means also makes it possible to free the cross-member for possible intervention on the track.
Thanks to the localized appearance of the contact pads 13, 14, the operations of extracting or introducing the cross-member are made much more convenient.
In the side wall are advantageously provided eyelets 25 serving to hang the ends of flanges 26 arranged to surround the part of the cross member located outside the liner so as to exert pressure on the bead and distribute the peripheral pressure on the cross member.
Figures 3 and 4 illustrate a second embodiment of the rail support device according to the invention with a one-piece crosspiece. In this embodiment, the end liners 2 extend beyond the support zones 110 and 120 and no longer form
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that a single liner enveloping the lower part of the entire monobloc cross member 1. The side wall 12 of the liner 2, in this case, extends over the entire periphery of the cross member 1. The bottom 11 of the liner has two housings for receiving an anti-vibration sole 3 below each of the rail support zones 110 and 120. These two housings are separated by an additional thickness zone, the thickness of which is less than the thickness of the anti-vibration soles provided.
The stability of the sleeper is influenced by the dynamic behavior of the rails and the constant time of damping of the deformations of the rails in response to dynamic stresses when passing vehicles on the rail. The damping of vibrations is considerably improved by the arrangement of anti-vibration soles under the crossmember. The dynamic stiffness of these anti-vibration soles must be less than the stiffness of the liner. The dynamic stiffness of the anti-vibration soles is chosen according to the dynamic behavior of the rails.
A dynamic study of the rails commonly used for trams, metro and railways (for example NP4, EB50 and UIC 60 type rails) has shown that the deformation curve as a function of frequency presents a series of peaks which are at the origin of vibrations which are damped with a time constant largely exceeding a millisecond and approaching even two milliseconds. This time constant being longer than the time between two successive dynamic stresses applied by the wheels of the vehicle (time related to the distance between the axes of the wheels), this results in resonances between the vibrations of the rail and the vehicle vibrations
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cule itself.
In order to reduce the damping time constant for rail deformations so as to avoid annoying resonance effects for passenger comfort and harmful to equipment (vehicles and rails), the dynamic stiffness of the anti-vibration soles of each device support is chosen so that the successive supports along the rails form anti-vibration supports having alternating dynamic stiffnesses. FIG. 5 schematically represents a section of railroad track 30 placed on support devices according to the invention which form alternating anti-vibration supports A and B. The supports A and B are alternated at regular distance.
The supports A constitute relatively rigid supports which will be called hereinafter rigid supports and the supports B constitute relatively flexible supports which will be called hereinafter flexible supports.
In line with a rigid support A, the anti-vibration soles consist of a damping block having a predetermined dynamic stiffness K1. In line with a flexible support B, the anti-vibration soles consist of a damping block having a predetermined dynamic stiffness K2. The ratio between the dynamic stiffness of the relatively rigid supports A and that of the relatively flexible supports B is advantageously equal to a factor of at least 5. The damping blocks forming the anti-vibration soles can for example be made of closed-cell polyurethane, Micro-cellular EVA, composite material, etc. The flexible supports do not contribute to the stiffness of the system but give it adequate damping.
The rail then behaves like a system rigidly anchored to the right
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rigid supports A and having maximum deformation in line with the flexible supports B. The rail thus fixed on alternating anti-vibration supports has a natural frequency which is greater than the main natural frequencies of the rolling stock which are usually less than 20 Hz.
The dynamic stiffness of the supports is determined according to the type of rails and the distance between two successive supports. With a spacing of 750 mm for example between two successive supports, the rigid supports A have for example a dynamic stiffness K1 = 5 × 10 8 N / m approximately and the flexible supports B have for example a dynamic stiffness K2 = approximately 2 × 107 N / m.
The deformation of a rail on alternating stiffness supports according to the invention was calculated for the UIC 60 type rail with the values indicated above for the dynamic stiffness Kl and K2 and a force of 112,500 N corresponding to a conventional load of track. The calculation of the deflection of the rail at the right of a flexible support by the finite element method gives an deflection X = 1 mm. On-site measurements confirmed the expected results.
The arrow obtained is interesting. It is less important than that obtained with conventional flexible supports (X = 2.30 mm). For an unsprung mass of 800 kg per wheel, this results in a natural frequency of the wheel / rail / support system of approximately 50 Hz, similar to that of a ballasted track and that of a track on concrete with supports. flexible classic. For the same dynamic behavior at low frequencies, we therefore obtain with the invention a less significant deflection of the rails, and for the same
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deflection of the rail, the invention produces a lower resonant frequency of the wheel / rail / support system, resulting in less stress on the support devices and an increased lifetime of the equipment.