Les boulons de rail sont les fixations filetées qui maintiennent le système de rail ensemble. Leur rôle principal est de serrer les éclisses sur l'âme du rail au niveau des joints boulonnés, transmettant ainsi la flexion et le cisaillement à travers le joint, mais la même famille de fixations est utilisée pour les clips, les pinces, les plaques de base, les aiguillages et les ancrages de rail. Cet article explique ce que sont les boulons de rail, leurs principaux types, comment ils sont construits et comment sélectionner le bon boulon pour une application de joint ou de fixation.
1. À quoi servent les boulons de rail
Au niveau d'un joint de rail boulonné, les éclisses (éclisses) reposent des deux côtés de l'âme du rail et sont serrées par des boulons passant à travers l'éclisse et les trous de l'âme du rail. La précharge du boulon génère une friction entre l'éclisse et le rail, qui est ce qui supporte réellement la charge ; le boulon positionne également l'éclisse contre le rail. À l'écart des joints, des boulons similaires fixent les clips, les pinces, les selles, les rails d'aiguillage et les dispositifs anti--anti-fluage. Étant donné qu'un boulon d'assemblage desserré modifie la rigidité du joint et accélère la frappe des extrémités du rail, la spécification des boulons et le contrôle du couple sont essentiels à la maintenance.
2. Principaux types de boulons de rail
Boulon à tête ovale à tête ronde : le boulon à éclisse standard international. Le col ovale s'insère dans le trou ovale de l'éclisse et empêche le boulon de tourner pendant que l'écrou est serré.
Boulon à col diamanté : le col carré ou diamanté se verrouille dans la fente de l'éclisse, utilisé lorsqu'une rigidité de serrage plus élevée est requise.
Boulon à poisson : terme général désignant les boulons d'assemblage fournis avec des écrous et des rondelles élastiques, adaptés au modèle de trou de l'éclisse.
Boulon de clip et boulon de serrage : fixez les clips de rail et les ensembles de serrage à la traverse ou à la plaque de base ; le filetage et la longueur suivent la conception de la pince.
Boulon en T- : déposé dans le canal d'une plaque de base ou d'un collier de serrage ; serré avec un écrou carré ou hexagonal.
Boulon d'ancrage et boulon inséré : fixez les plaques de base, les composants d'aiguillage et les rails intégrés ; les types insérés avec des fils spéciaux sont utilisés dans la piste standard russe-.
Types de normes nationales : la NF F 50-008 couvre les boulons de chenille français et les boulons basés sur GOST suivent la pratique russe ; chacun a une géométrie définie de tête, de col et de filetage.
3. Structure d'un ensemble de boulons de chenille
Un ensemble de boulons de chenille comporte quatre éléments. La tige du boulon porte le filetage extérieur à une extrémité et la tête à l'autre ; la forme de la tête, en bouton ou carrée, définit la manière dont le boulon est maintenu lors du serrage. L'écrou, normalement hexagonal, s'engage dans le filetage et applique la force de serrage. Les rondelles se trouvent sous l'écrou (et souvent sous la tête) pour répartir la charge sur l'éclisse et la protéger du grippage. Des éléments anti-desserrage, tels que des rondelles élastiques, des rondelles frein ou des contre-écrous, empêchent l'écrou de reculer sous l'effet des vibrations du train ; pour les boulons de joint, les rondelles élastiques sont le choix standard car elles compensent également les petits tassements du joint.
4. Matériaux, qualités et revêtements
L'acier des boulons est sélectionné par classe de propriété selon la norme ISO 898-1 : les classes 8,8 et 10,9 sont typiques pour les boulons de chenille, la classe 10,9 étant préférée pour les fixations à transport lourd-et à grande vitesse- où la précharge est élevée. Les boulons en acier inoxydable conformes à la norme ISO 3506 sont utilisés dans des environnements côtiers et corrosifs. Le revêtement le plus courant est le zinc : galvanisation à chaud-par immersion selon EN ISO 1461 pour une protection épaisse, galvanoplastie selon ISO 4042 pour des tolérances plus étroites, ou revêtement en flocons de zinc selon ISO 10683 où la fragilisation par l'hydrogène doit être exclue. Les filetages sont souvent laissés sans revêtement ou légèrement lubrifiés afin que le coefficient de frottement, et donc la précharge réalisable, soient prévisibles.
5. Sélection et pratique du couple
Trois paramètres définissent le boulon : le diamètre, la longueur et la classe de propriété. Le diamètre suit le motif des éclisses ou des trous de fixation, généralement 22-27 mm pour des joints de rail de 50-60 kg/m. La longueur doit couvrir l'éclisse, l'âme du rail et l'écrou avec au moins deux filetages complets. La classe de propriété définit le couple de serrage, qui est normalement défini par la documentation du système de fixation ; sur site, des clés dynamométriques sont utilisées et les boulons desserrés sont resserrés lors du cycle de maintenance. Ne mélangez jamais les classes de propriétés dans un même joint et ne réutilisez jamais un boulon qui a été trop serré ou dont le filetage est endommagé, car le contrôle de la précharge est ce qui maintient le joint serré sous la circulation.
FAQ
Q1 : Pourquoi les boulons de joint de rail ont-ils un col ovale ?
Le col ovale s'insère dans le trou ovale de l'éclisse et empêche le boulon de tourner pendant que l'écrou est serré. Cela permet une installation par une seule-personne et garantit que la tête du boulon est correctement orientée dans la fente de l'éclisse.
Q2 : Quelle est la différence entre un boulon de rail et un boulon à poisson ?
Dans l’usage quotidien, les termes se chevauchent. Le boulon à poisson est le terme spécifique désignant le boulon qui serre les éclisses au niveau d'un joint de rail ; Le boulon de rail est la famille la plus large qui comprend également les boulons à clip, les boulons de serrage, les boulons en T- et les boulons d'ancrage.
Q3 : Quelle qualité de boulon dois-je spécifier pour les joints de transport lourd- ?
La classe de propriété 10,9 selon ISO 898-1 est le choix standard pour les boulons d'assemblage lourds-et à grande vitesse, car la limite d'élasticité plus élevée permet une précharge plus élevée, ce qui maintient la connexion par friction de l'éclisse serrée sous des charges de roue importantes.
Q4 : Pourquoi les boulons de chenille se desserrent-ils sous l'effet de la circulation ?
Les charges cycliques sur les roues provoquent de minuscules tassements dans le joint, les vibrations agissent sur le filetage et les changements de température modifient la longueur du rail. Les rondelles élastiques et les éléments de verrouillage compensent les tassements, et des contrôles réguliers du couple lors du cycle de maintenance capturent le reste.
Q5 : Puis-je utiliser des boulons structurels ordinaires pour les joints de rail ?
Seulement si la géométrie correspond. Les boulons d'articulation nécessitent un col ovale ou diamanté qui se verrouille dans l'éclisse, ainsi qu'une longueur de préhension définie et un traitement anticorrosion adapté au service sur piste extérieure. Un boulon hexagonal standard sans col tournera et ne pourra pas développer la précharge conçue.
Q6 : Comment puis-je connaître le couple de serrage d'un boulon de chenille ?
Le couple est défini par la documentation du système de fixation pour la qualité du boulon, le diamètre et le revêtement. En l'absence de documentation, utiliser les tableaux de couple pour la classe de propriété et les filetages lubrifiés, et vérifier avec une clé dynamométrique lors de l'installation.