Pourquoi utiliser des ancrages de rail sur le rail 115re ?

Dans les infrastructures ferroviaires modernes, le maintien de la stabilité longitudinale de la voie est essentiel pour garantir la sécurité opérationnelle et réduire les coûts de maintenance. Parmi les configurations de voie standard en Amérique du Nord et à l'échelle internationale, laRail 115REjumelé avec compatibleAncrages de rail de 115 lbreprésente une norme largement adoptée pour les lignes de transport moyen-à-lourd-, les réseaux de transport en commun et les embranchements industriels.

Cet article technique traite de la relation dimensionnelle entre les rails 115RE et les ancrages de rail de 115 lb, de leurs fonctions opérationnelles, de la classification selon les directives AREMA et des considérations d'installation.

1. Dimensions et spécifications du rail 115RE

Le "115RE" la désignation désigne une section ferroviaire spécifique normalisée par l'American Railway Engineering and Maintenance-of-Way Association (AREMA). Le "115" fait référence à son poids nominal de 115 livres par verge (environ 56,9 kg/m).

Pour garantir qu'un ancrage de rail fonctionne comme prévu, ses tolérances de fabrication doivent correspondre au profil de base du rail. Vous trouverez ci-dessous les dimensions techniques standard de la section de rail 115RE :
 

Étant donné que les ancrages de rail sont fixés directement à la base du rail, leLargeur de base de 5-1/2 pouces (139,70 mm)est la dimension critique déterminant la conception et l’ajustement d’un ancrage de rail de 115 lb.

2. La fonction technique des ancrages ferroviaires

Ancrages de railssont des attaches-en acier à ressort d'une seule pièce appliquées sur la face inférieure de la base du rail. Ils sont conçus pour s'appuyer fermement contre les côtés des traverses de voie (traverses) ou des selles. Leurs fonctions principales comprennent :

• Contrôle du fluage des rails :Le mouvement longitudinal du rail-appelé "fluage"-est provoqué par l'effort de traction des locomotives, les forces de freinage des trains et la dilatation ou la contraction thermique. Les ancrages transfèrent ces forces longitudinales du rail vers les traverses et le lit de ballast.
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• Maintenir les espaces communs :Dans les voies à joints, les ancrages de rail aident à maintenir des espaces de dilatation uniformes entre les extrémités des rails, évitant ainsi les dommages aux joints et le flambage de la voie.
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• Sécurisation des rails soudés continus (CWR) :Dans les systèmes CWR, les variations de température introduisent des contraintes internes importantes. Les ancrages, ainsi que le profil du ballast, contraignent le rail pour empêcher le flambage latéral par temps chaud et se séparent par temps froid.

3. Types d'ancrages de rail de 115 lb

Les applications industrielles utilisent généralement deux modèles principaux d'ancrages de rail pour les systèmes ferroviaires de 115 lb. Les deux sont fabriqués à partir d'aciers à ressorts à haute teneur en carbone ou en alliage et traités thermiquement-pour garantir une puissance de maintien constante.

A. Conduire-Sur des ancres (style équitable)

Souvent appelée « Foire améliorée » ou style de conduite-, cette ancre présente un design lourd en forme de mâchoire-. Il est installé en plaçant une extrémité sur la base du rail et en enfonçant l'autre extrémité sur le côté opposé de la base à l'aide d'un maul ou d'une machine applicatrice automatisée. La conception offre une large zone d'appui contre la plaque d'attache et la face de l'attache.

B. Ancrages de type Spring- (style unité/canal)

Les ancres à ressort-(telles que les conceptions Unit ou Channeloc) utilisent une boucle d'action à ressort-résiliente. Ils sont appliqués sous la base du rail et mis en place. La tension du ressort fournit un contact bidirectionnel-, saisissant solidement la base du rail. Ces ancrages s'adaptent généralement à de légères variations d'épaisseur de la base du rail dues à l'usure.
 

4. Normes AREMA et critères de performance

Selon le Manuel AREMA pour l'ingénierie ferroviaire (Chapitre 4 : Rail), les ancrages de rail de haute-qualité doivent répondre à des critères de performance mécanique stricts pour garantir la sécurité sous charge :

• Résistance au glissement :On s'attend généralement à ce qu'un ancrage de rail standard nouvellement appliqué résiste à une force longitudinale minimale avant de glisser le long de la base du rail.
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  Résistance aux fractures :L'acier doit posséder une ductilité et une dureté suffisantes (souvent spécifiées dans une certaine plage de dureté Brinell ou Rockwell C) pour éviter les fissures lors de l'installation ou à des températures extrêmement froides.
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  Réutilisabilité :Les ancrages de rail sont conçus pour conserver un pourcentage important de leur force de maintien d'origine lorsqu'ils sont retirés et réappliqués pendant les cycles de maintenance, à condition qu'ils ne soient pas trop étirés.

5. Meilleures pratiques d'application et d'installation

L'efficacité d'un système d'ancrage de rail de 115 lb repose en grande partie sur des modèles et des techniques d'installation corrects :

• Roulement complet :L'ancrage doit être installé de manière à ce que sa face verticale repose fermement contre la traverse ou la traverse. Les espaces entre l'ancre et la traverse réduisent son efficacité, permettant au rail de bouger avant que l'ancre ne s'enclenche.
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• Ancrage symétrique :Pour contrôler le mouvement dans les deux directions, les ancrages sont généralement installés par paires sur les côtés opposés de la même traverse (appelés « ancrages en boîte »).

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• Modèles d'ancrage :Dans les voies articulées, les pratiques standard imposent souvent l'ancrage d'un nombre défini de traverses par longueur de rail (par exemple, 8 à 16 traverses par rail de 39 pieds), en fonction de la densité du trafic et de la pente. Les rails soudés continus (CWR) nécessitent généralement des modèles d'ancrage plus complets, ancrant parfois chaque traverse ou une traverse sur deux à proximité de zones critiques telles que les branchements et les approches de pont.

Foire aux questions (FAQ)

Q1 : Un ancrage de rail de 115 lb peut-il être utilisé sur une section de rail 136RE ?

Non. Un rail 136RE standard a une largeur de base de 6 pouces (152,4 mm), tandis qu'un rail 115RE a une largeur de base de 5-1/2 pouces (139,7 mm). Un ancrage de rail de 115 lb ne conviendra pas à une base de rail de 136 lb. Tenter de forcer des ancrages incompatibles peut entraîner des dommages aux composants ou une défaillance du système de fixation.

Q2 : Qu'est-ce que « l'ancrage de boîte » et pourquoi est-il utilisé ?

L'ancrage en boîte consiste à installer deux ancrages de rail sur la même traverse-un de chaque côté de la traverse sur le même rail. Cela empêche le rail de se déplacer dans les deux sens (à la fois vers l'avant et vers l'arrière). Il fournit une retenue longitudinale bidirectionnelle-contre la dilatation thermique et le trafic bidirectionnel.

Q3 : Comment les changements de température affectent-ils les performances des ancrages de rail de 115 lb ?

Les variations de température provoquent une dilatation des rails en été et une contraction en hiver. Sans ancrages de rail adéquats et correctement installés, ces forces peuvent entraîner un flambage de la voie (plis dus au soleil) ou un arrachement des rails. Les ancrages transfèrent ces forces thermiques à travers les traverses et dans le ballast, où la résistance du lit de ballast stabilise la structure de la voie.

Q4 : Les ancrages à entraînement-sur les rails 115RE sont-ils meilleurs que les ancrages à ressort- ?

Les deux styles se sont révélés efficaces lorsqu’ils sont fabriqués selon les normes AREMA. Les ancrages Drive-on offrent une zone de contact large et solide contre l'attache et sont très résistants aux dommages causés par les impacts. Les ancrages à ressort-sont souvent privilégiés pour leur résilience et leur facilité d'installation dans certaines configurations de maintenance automatisée.