Fonction et chemin de charge d'une vis de traverse ferroviaire
Une vis pour traverse de chemin de fer, également appelée pointe à vis, est l'élément fileté qui lie un ensemble de fixation de rail à une traverse en bois ou, via une cheville bouchée, à une traverse en béton. La vis traverse le patin de rail et le siège de la plaque de base et convertit la charge verticale de la roue et la force de guidage latéral en une force de serrage portée par les fibres du bois ou par le filetage du goujon. Lorsque cette force de serrage diminue, le pied du rail n'est plus retenu, l'écartement s'élargit sous la charge latérale et la durée de vie en fatigue du rail et de la traverse diminue rapidement. Les exigences techniques ci-dessous contrôlent donc bien plus que le coût d'un composant : elles fixent l'intervalle de maintenance de l'ensemble du tronçon de voie.
Sélection des matériaux et normes régissant
Les pointes à vis pour voies ferrées sont produites à partir d'aciers de construction à faible-carbone et moyenne-carbone. L'acier de construction au carbone Q235A selon GB/T 700 est le choix standard pour les projets de rails conventionnels et les projets de grand volume -, car il combine une résistance adéquate avec une bonne formabilité et un comportement de forgeage prévisible. Les aciers à moyenne-carbone et faible-alliés sont sélectionnés lorsqu'une force de serrage plus élevée ou un intervalle d'entretien plus long est requis, par exemple sur les lignes avec de lourdes charges par essieu ou dans les courbes à forte demande latérale. Les produits sont normalement fournis conformément aux spécifications de fixation ferroviaire telles que UIC 864-1 et AS 1085.18, avec des propriétés mécaniques citées sur le cadre ISO 898-1. La qualité, l'état du traitement thermique et le revêtement doivent être indiqués de manière cohérente sur le certificat d'inspection.
La chimie et la qualité doivent correspondre au bon de commande, avec une traçabilité du numéro thermique-de la billette à la vis finie.
Aucun arrêt à froid, recouvrement ou fissure de forgeage n'est accepté, notamment sur le tronc de cône.
Toute fissure allant du cône jusqu'à la tige est un motif de rejet du lot.
Exigences en matière de filetage, de tête et de surface
La qualité du filetage est vérifiée à l'aide de jauges Go and No Go sur toute la longueur du filetage. Les fils supérieurs ne doivent pas interférer avec le calibre et doivent être exempts de bavures, de marques de collision, de doubles cuspides, de rayures et de fils incomplets ; le fil doit être soigné et complet sur tout son profil. Les filetages inférieurs doivent présenter une forme de dent propre sans fissures ni dommages, car le filetage inférieur est la partie qui engage le bouchon ou le bois et supporte la charge de traction-. La surface de la vis doit être exempte d'indentations, de bavures, de bavures, de brûlures et de tartre roulé-, et la tête doit reposer à plat contre le siège de fixation afin que la force de serrage soit répartie uniformément.
| Élément de contrôle | Exigence technique |
|---|---|
| Matériel | Q235A à GB/T 700, ou acier de qualité supérieure-sur commande |
| Fil supérieur | Sans jauge-, sans bavures, doubles cuspides, rayures ou filetages incomplets |
| Fil inférieur | Forme soignée des dents, sans fissures ni dommages |
| Surface du cône | Exempt de fissures de forge ; aucune fissure s'étendant jusqu'à la tige |
| Finition superficielle | Pas d'indentation, de bavure, d'éclat, de brûlure ou de tartre |
| Charge d'épreuve | Essai de traction 130 kN sans rupture ni trace de traînée |
Options de traitement de surface
Le revêtement est choisi en fonction de la corrosivité de l'environnement d'installation, du cycle d'entretien prévu de la voie et de la compatibilité des composants voisins. Les traitements courants sont l'huilage ordinaire, le grenaillage-sablé et l'huilage, le noir d'oxyde, le zingage, la galvanisation à chaud-, le dacromet et la shérardisation. Les sections intérieures sèches sont généralement desservies par une finition huilée ou noire d'oxyde-, tandis que les lignes côtières, les tunnels, les déblais humides et les sections à courant vagabond nécessitent un revêtement barrière. Le choix du revêtement doit être fixé au stade de la conception afin que la même finition soit appliquée aux pointes de vis, aux plaques de base et aux clips dans un seul ensemble de fixation ; le mélange des finitions peut créer des couples galvaniques qui accélèrent la corrosion de la partie la moins noble.
Essais mécaniques, inspection et pratique sur site
Chaque lot de production est soumis à un test de tension physique. La pointe de la vis est chargée axialement et doit résister à une charge de 130 kN sans être séparée et sans traces de traînée qui pourraient indiquer un dénudage du filetage ou une déformation de la tige. La fréquence d'échantillonnage, la vitesse des tests et les règles d'acceptation sont convenues entre l'acheteur et le fournisseur avant la production. L'inspection de routine combine la mesure dimensionnelle de la longueur, de la section de la tige, de la géométrie de la tête et du pas du filetage, l'examen visuel du cône et du filetage et la vérification de l'apparence du revêtement. Les enregistrements du numéro de coulée, de la date du test et du résultat du test sont conservés afin que toute vis présente sur site puisse être retracée jusqu'à son lot de production.
Performances de stockage, de conduite et de piste
Les pointes de vis doivent être stockées à l'abri et hors du sol pour protéger le revêtement, et elles doivent être enfoncées avec une machine à couple contrôlé- plutôt qu'une clé à chocs qui peut dénuder le bois ou les chevilles. Pour les traverses en bois, des trous pré-percés ou pilotes réduisent la fissuration des fibres et augmentent la résistance à l'arrachement ; le diamètre du trou doit suivre les recommandations du fournisseur du système de fixation en fonction de l'essence de bois et de la teneur en humidité. Des pointes de vis correctement spécifiées et installées maintiennent la force de serrage dans sa bande de conception pendant tout le cycle de maintenance, ce qui limite l'élargissement de l'écartement, réduit le renversement des rails dans les courbes et réduit le coût des travaux de re-bourrage et de refixation-.
FAQ
Q : Quel matériau est normalement utilisé pour les vis de traverse ferroviaire ?
L'acier de construction au carbone Q235A selon GB/T 700 est la nuance standard pour les voies générales, tandis que les aciers au carbone moyen-et faiblement-alliés sont utilisés lorsqu'une force de serrage plus élevée ou une durée de vie plus longue est requise.
Q : À quelle charge d’épreuve une pointe de vis doit-elle résister ?
La pointe de vis doit résister à une charge d'essai de traction axiale de 130 kN sans rupture et sans traces de traînée sur le filetage.
Q : Quels traitements de surface sont disponibles ?
Des finitions huilées, grenaillées-et huilées, noires d'oxyde, zinguées, galvanisées à chaud-, dacromet et shérardisantes sont toutes fournies, choisies en fonction de la corrosivité du site.
Q : Quelles normes s’appliquent aux pointes à vis ?
Les spécifications de fixation ferroviaire telles que UIC 864-1 et AS 1085.18 sont couramment référencées, avec des valeurs de propriétés mécaniques citées dans le cadre ISO 898-1.
Q : Les fissures de forgeage sur le cône sont-elles acceptables ?
Non. La surface du cône doit être exempte de fissures de forgeage, et une fissure qui s'étend dans la tige entraîne le rejet du lot concerné.
Q : Pourquoi les avant-trous sont-ils recommandés dans les traverses en bois ?
Les avant-trous limitent la fissuration des fibres de bois et augmentent la résistance à l'arrachement de la vis, ce qui améliore la stabilité de la voie et réduit la fréquence de maintenance.