Superstructure de la piste : appareil et types

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-07 20:58

Toute voie ferrée est un complexe complexe de divers types de structures d'ingénierie qui forment une route avec une voie de guidage ferroviaire. Il se compose de deux parties principales - le support inférieur et le support supérieur. Cette dernière est en fait la route sur laquelle circule le matériel roulant.

Objectif principal

Lorsque le train se déplace, la superstructure de la voie reçoit les charges verticales et horizontales de ses roues et les transfère sur une base en terre ou artificielle. La voie elle-même détermine la direction du mouvement du train. Le VSP est conçu, tout d'abord, en tenant compte du fait qu'à l'avenir, il devrait assurer le passage en toute sécurité des trains avec des vitesses maximales spécifiées.

Caractéristiques de conception

La superstructure de la voie ferrée se compose de deux parties principales:

• rail de traverse;
• prisme ballast.

La structure du treillis, à son tour, comprend les rails eux-mêmes, ainsi que des traverses fabriquées à partir de différents matériaux. Prisme du chemin supérieurpeut être simple ou double couche. Le plus souvent, cette dernière option est utilisée dans la construction d'une ligne de chemin de fer. Un prisme de ballast à deux couches se compose généralement de:

• couche de support de sable;
• gravats faits de roches dures.

Pour remplir un prisme à une seule couche, des matériaux tels que du sable et du gravier, de la pierre concassée, des déchets de production d'amiante, des scories, des coquillages peuvent être utilisés.

En plus du réseau et du prisme, on distingue les éléments suivants de la structure supérieure de la piste:

• obligations;
• antivol;
• intersections sourdes;
• aiguillages.

Conception VSP

Lors de l'élaboration des dessins d'une structure aussi importante que la superstructure de la voie, les ingénieurs doivent résoudre les tâches suivantes:

• définir la classe, la catégorie et le groupe de chemins;
• déterminer la conception du VSP lui-même;
• déterminer les conditions de son installation;
• calculer l'augmentation et la diminution de la température des fouets, en tenant compte de leur force et de leur stabilité;
• calculer les intervalles de fixation des cils;
• déterminer la hauteur des rails et le gabarit dans la courbe.

Superstructure de la voie ferrée: rails

Cet élément de la conception VSP est destiné à la direction réelle du mouvement du train. Dans certains cas, les rails peuvent également servir de conducteur électrique.courant (dans les zones à traction électrique ou à blocage automatique). Cet élément VSP peut être marqué comme P50, P65, P75 et P43. Actuellement, dans la construction de voies ferrées, la variante P65 est principalement utilisée. En fait, le rail lui-même se compose de:

• têtes;
• cous;
• semelles.

La longueur standard des rails dans la Fédération de Russie est de 25 m. Dans certaines sections des lignes, des éléments de guidage raccourcis peuvent également être posés - de 24,84 m et 24,92 m. Afin de réduire le nombre de joints entre les rails, ils sont souvent soudés en fouets d'une longueur de 800 m ou plus.

Matériaux de la structure de la voie: fabrication des rails

Cet élément VSP est généralement fabriqué dans les entreprises de l'industrie métallurgique à partir d'acier au carbone à foyer ouvert. Les rails sont soigneusement traités thermiquement sur toute leur longueur par trempe à l'huile et revenu au four. Cette procédure est effectuée principalement dans le but d'augmenter la résistance à l'usure de l'alliage. Les rails durcis durent une fois et demie plus longtemps que les rails non traités. Actuellement, les éléments en acier peuvent être utilisés dans l'assemblage des voies ferrées:

• basse température (P65);
• Premier groupe d'acier au bore vanadium-niobium trempé.

Ce dernier type de rail est généralement utilisé pour la pose de voies dans des zones aux conditions climatiques sévères - en Extrême-Orient, en Sibérie, etc.

Traverses VSP

L'objectif principal des supports sous rail dans l'assiette de la voie est la perception de la charge des rails et leur transfert vers le prisme de ballast. Les traverses assurent également la stabilité du gabarit en plan et en profil. A notre époque, les traverses peuvent être réalisées soit en béton armé, soit en bois. Le métal n'est pas utilisé à cette fin en raison de sa sensibilité à la corrosion. 80% des traverses posées dans le pays sont en bois. Dans la production de cet élément VSP, des essences telles que le sapin, le bouleau, le mélèze, le pin, etc. peuvent être utilisées.

Les traverses en béton armé ne sont généralement posées que sur des structures artificielles - dans les tunnels et sur les ponts. Ces supports peuvent être de petits cadres ou des dalles.

La longueur des traverses dépend des caractéristiques de la section de la voie sur laquelle elles sont posées. Ainsi, les poteaux en bois ont une longueur standard de 2,75 cm et l'écart autorisé par rapport à la norme est de 2 cm.

La section transversale des traverses en bois peut être:

• couper;
• semi-tranchant;
• sans marge.

Les traverses en béton armé sont réalisées avec une section variable sur la longueur. Pour leur production, du béton lourd de grade M500 ou F200 est utilisé. Dans ce cas, les raccords sont utilisés à partir de fil de 3 mm. Des traverses sont posées sur la voie à raison de 2000 pièces / km dans des zones difficiles. En lignes droites, ils sont distribués à 1440-1600 pièces par kilomètre.

Classementtraverses

Les supports de voie en béton armé, en fonction du degré de résistance aux fissures et de la précision des paramètres géométriques, sont divisés en produits de première et deuxième qualités. Le dispositif de la structure de voie dans différents cas implique l'utilisation de traverses en bois des classes suivantes:

• First (I) - pour les pistes principales.
• Deuxième (II) - pour les routes fixes et d'accès.
• Troisième (III) - pour les voies industrielles qui ne sont pas soumises à des charges fréquentes.

Les traverses en bois durent de 12 à 15 ans sans qu'il soit nécessaire de les remplacer, les traverses en béton armé - jusqu'à 50 ans. Les inconvénients de ces derniers, cependant, sont considérés comme leur poids élevé et leur haut degré de conductivité électrique.

Couche de ballast VSP

Le but de cet élément VSP est de transférer la charge des rails et des traverses directement aux couches d'une base telle qu'une plate-forme (supérieure). La structure du chemin supérieur sur les ponts est légèrement différente. Le prisme de ballast dans ce cas n'est pas équipé. Sur les parcelles en terre, il est le plus souvent réalisé à partir de pierre concassée de roches dures. Les ballasts de sable et de gravier, puisqu'ils ne drainent pas bien l'eau, ne sont équipés que sur des lignes sans importance. Dans les zones fortement encrassées, dans la plupart des cas, un substrat d'amiante est coulé et percuté. Pendant la pluie, une croûte pas trop épaisse se forme dessus. Ce dernier constitue un bon obstacle à la pénétration de divers types de mauvaises herbes dans le ballast.

Aiguillages VSP

Les éléments structuraux de la superstructure de ce type de voie peuvent servir à assurer la circulation des trains d'une voieà l'autre ou pour faire pivoter le chariot de 180 degrés. Ils sont également utilisés lors de croisements de chemins au même niveau. Les principaux éléments d'un aiguillage ferroviaire sont:

• flèche réelle avec un mécanisme de transfert;
• croix;
• chemins de connexion;
• barres de transfert.

Principaux types de VSP

Actuellement, les types de superstructures suivants sont utilisés sur les routes principales de la Fédération de Russie:

• lourd;
• moyen;
• lumière.

La classe VSP est déterminée en fonction de sa densité brute de trafic. Cela s'explique principalement par le fait que, contrairement à la plupart des autres ouvrages d'art, tous ses composants fonctionnent avec des déformations résiduelles accumulées.

La lourde superstructure de la voie implique l'utilisation de rails de classe P75 dans la plupart des cas. Comme base, un prisme de pierre concassée ou de déchets d'amiante est utilisé. Ces ouvrages sont destinés aux autoroutes dont la densité de trafic est de 80 millions de tkm/km par an.

Le type intermédiaire implique la pose de rails P65. Il est destiné aux lignes dont la densité de trafic est de 25 à 80 millions de tkm/km par an. En outre, de telles voies sont posées pour les trains de voyageurs à grande vitesse et dans les sections à trafic particulièrement intense.

Le type léger de VSP, à son tour, est divisé en deux variétés principales:

• pour les lignes d'une intensité de 5 à 25 millions de tkm/km enannée;
• moins de 5 millions de tkm/km par an.

Dans le premier cas, les rails P50 sont utilisés pour la pose. Dans ces zones également, d'anciens guides en acier P75 ou P65 peuvent être utilisés. Pour la pose de voies avec une tension de 5 millions de tkm / km par an, des rails R50 usagés sont généralement utilisés. Le prisme de type léger VSP est généralement équipé d'un mélange de gravier et de sable.

Voies ferrées fluides

Dans les zones où le sol est fiable, il est recommandé d'équiper ce type particulier de VSP. En Russie, la longueur des cils des pistes sans soudure est en moyenne de 500 à 600 m. Leurs avantages incontestables incluent:

• faciliter une procédure telle que la réparation de la superstructure de la voie;
• augmenter la durée de vie du VSP;
• augmenter la fluidité du trafic ferroviaire.

Le chemin transparent est, en fait, une conception plus avancée que le chemin conventionnel. Cependant, sa conception est une procédure un peu plus compliquée. En effet, dans ce cas, des contraintes thermiques supplémentaires apparaissent dans les rails.