nescriptton sommaire de la vot^. — Toute

voie ferrée est formée de deux files de rails entretoisées de manière à ce que leur écartement soit invariable, et reposant sur le sol par l'intermédiaire de supports qui répartissent la pression sur le ballast.

Dans les voies primitives, les supports étaient des dés en pierres ; les dés avaient l'inconvénient de coûter cher et de n'établir aucune solidarité entre les deux files de rails. Ils ont depuis longtemps disparu ; cependant il en existe encore quelques-uns dans des voies de garage en Bavière.

Les supports longitudinaux ou longrines ont été

essayés à diverses reprises, et notamiuent il y a une quinzaine d'années en Allemagne, ou ils ont été employés sur une très vaste échelle. Ils n'ont pas donné de bons résultats pour des causes que nous expliquerons plus loin ; et quoiqu'il existe encore dans ce pays un très grand développement de voies sur longrines, celles-ci sont à peu près abandonnées pour la pose des voies nouvelles. Il en a été de même des essais de rails rigides, à grand moment d'inertie, reposant directement sur le ballast, notamment des rails Barlow et Hartwicb qui peuvent être considérés comme une variété des voies sur longrines. I^ système de voie à peu près exclusivement employé aujourd'hui est la voie sur traverees. C'est le seul que nous décrirons en détail, et nous nous bornerons à donner sur les autres systèmes quelques renseignements sommaires.

Le rail peut être fixé à la traverse soit directement, soit par l'intermédiaire d'un coussinet. Le premier type est le rail Vignole, à base plate ; le second est le rail à coussinets. Avant de décrire ces deux types et les éléments qui s'y rattachent, nous examinei"ons les conditions de stabilité de la voie, dont la connaissance est nécessaire pour leur étude.

107. — EOTortn «uppoptéM par la T»le. — Les efforts qui agissent sur la voie sont de trois natures : ils peuvent être verticaux, transvei-saux ou longitudinaux.

Efforts verticaux. — Les efforts verticaux supportés par le rail sont ceux qui résultent du passage des roues des véhicules. Examinons d'abord les efforts produits par les roues des machines.

La charge des essieux des machines va en croissant à raison de l'augmentation du trafic et de la vitesse ;

elle a été pendant longtemps limitée à douze tonnes sur les lignes à voie normale, puis à quatorze. Ce dernier chiffre est encore admis comme limite par l'Association des chemins de fer allemands ; mais depuis quatre ou cinq ans on fait, en Angleterre et en France, des machines dans lesquelles la charge par essieu atteint seize et même dix-sept tonnes, soit huit tonnes à huit tonnes et demie par roue. Cette charge est la charge statique, mesurée au repos ; en marche elle peut être augmentée :

1^ par la variation que subit la répartition du poids de la locomotive entre les essieux qui la portent. Au droit des dénivellations de la voie, l'essieu qui passe au point le plus bas est en partie déchargé malgré l'action des ressorts. Cet effet est plus sensible pour les machines à trois essieux que pour les machines à quatre essieux, parce que les premières peuvent basculer autour de l'essieu du milieu *.

2® par la composante verticale des efforts obliques de la bielle sur les essieux moteurs, /.'""'r^^

3^ par des efforts dus à l'i- ( v ■:^7i:?;v?7:!3:d

nertie des pièces de mouve- \^ \x

ment liées à la roue. ^*^- ^^•

4^ dans les courbes, par l'inégalité do répartition du poids d'un même essieu entre les deux roues qu'il relie. Dans les alignements droits, la résultante des charges des roues passe par l'axe de la voie. Mais dans les courbes vient s'ajouter la force centrifuge. Comme le devers est toujours ou trop fort ou trop faible, en

1. Dans certaines machines on cherche à atténuer la variation des charges par remploi de balanciers; mais l'enicacité de ce système est contestée.

raison de l'inégalité dfi la vitesse des trains, la résultante du poids et de la force cen- 9 ri trifuge tombe ou en dedans ou en 1 dehors de Taxe, ce qui surcharge y soit la roue intérieure, soit la roue

^ r " extérieure.

Il est difficile de mesurer avec précision l'augmentation aceidentelle de la charge des essieux qui peut résulter de ces diverses causes et qui varie avec le type des machines, avec les conditions de la voie, etc. M. Brière, Ingénieur en chef à la Compagnie d'Orléans, qui a fait à ce sujet des espériences très précises, a trouvé que la charge statique était, à certains moments, Fig. 129. presque doublée sur Tessieu d'avant

d'une machine. Un expérimentateur allemand, M. de Weber, est arrivé au même résultat ; M. Considère, Ingénieur en chef des Ponts et Chaussées, a trouvé davantage encore. On peut donc admettre que l'effort vertical supporté par les rails au passage des roues les plus chargées d'un train, qui est à l'état statique de 6 tonnes à 8 tonnes 500, peut dans certains cas atteindre et même dépasser une valeur de l.'î à 18 tonnes. Si les efforts verticaux agissaient seuls, il n'y aurait à considérer, au point de vue de la résistance de la voie, que leui-s valeurs moyenne et maximum ; mais la valeur minimum a aussi une grande importance, car, ainsi que nous le verrons plus loin, ces eflbrts se composant avec des effoi'ts horizontaux, la direction do la résultante peut être modifiée au point de devenir dangereuse

par la diminution de la composante verticale. C'est pour Tessieu d'avant des machines que cette diminution offre des inconvénients ; dans les machines à trois essieux, surtout lorsque le centre de gravité est en arrière de l'essieu du milieu, elle peut atteindre une valeur très considérable. M. Brière a trouvé que, pour un des types en usage sur le réseau d'Orléans, la charge de Tessieu d'avant se trouvait, à certains moments, réduite de 6 tonnes 500 à 1 tonne 500, et des expériences récentes, faites sur le réseau du Midi avec des types de machines dont la stabilité avait été reconnue insuffisante, ont montré que la charge sur Tessieu d'avant peut dans certains cas devenir nulle et même négative par l'action des forces d'inertie en jeu.

Les essieux moteurs des machines sont toujours plus chargés que ceux des tenders et des véhicules des trains ; toutefois Taction des freins, en supprimant le roulement et en paralysant, au moins en partie, l'effet des ressorts, donne aux efforts dynamiques une influence beaucoup plus grande. D'après les expériences faites par M. Couard, Ingénieur à la Compagnie P. L. M. et par M. Flamache, Ingénieur des chemins de fer de l'État Belge, les efforts verticaux produits sur la voie par les tenders et wagons freinés pourraient atteindre le triple de l'effort statique correspondant à leur poids et dépasser ainsi les efforts produits par les essieux moteurs des machines.

Sur les lignes desservies par des machines spéciales, et notamment sur les lignes d'intérêt local à voie normale et sur les lignes à voie étroite, la charge statique par essieu ne dépasse pas de huit à dix tonnes, et, comme la vitesse est toujours modérée avec les machines

légères, la majoration accidentelle est certainemei moindre que celle que nous avons indiquée ; le raill donc à supporter un effort normal maximum de tonnes, et il parait peu vraisemblable que les effort accidentels dépassent 7 à S tonnes.

Sur les tramways, la charge statique des essieui est en général encore moindre, et ne dépasse ] plupart du temps H tonnes, soit 3 tonnes par roue \ l'état statique.

Il n'est utile de considérer dans les efforts transvei saux que les effets produits par les machines. Lestei^ ders et les wagons sont en effet guidés par les attela ges, qui les maintiennent dans une direction voisine d leur direction normale.

«•8. — EiiortatronaTeraaus. — Les efforts tra: versaux peuvent agir soit vers l'extérieur soit vei l'intérieur de la voie. En ligne droite ils dépendent du mode de construction des machines, de leur attelage, des inégalités de la voie, du mouvement de lacet pi duit par le jeu alternatif des bielles et de beaueoi d'autres causes accessoires. Les efforts les plus dangereux sont ceux qui résultent des chocs, et, à ce point de vue, la rigidité des machinées est avantageuse pour la sécurité ; les machines trop tiexibles peuvent exercer un effort moyen plus faible, mais leur ballottement devient dangeit'ux si une cause quelconque fait coï] cider le mouvement de lacet résultant du déplacemi des pièces du mécanisme avec celui qui résulte des galités de la voie.

En courbe, il .se produit en outre des efforts ciaux. Ils sont dus soit à la foi'ce centrifuge si le dt vers est trop faible pour la vitesse du train, soit

contraire à la force centripète si le devers est trop fort, soit encore au glissement des roues sur les rails qu'entraîne le calage des essieux. Mais ces efforts, qui s'exercent normalement, ne sont pas les plus à craindre, car, surtout aux grandes vitesses, la force centrifuge applique contre le champignon du rail le boudin de la roue extérieure qui se trouve ainsi guidée. Le ballottement cesse et avec lui les chocs transversaux beaucoup plus dangereux que les efforts statiques.

Les efforts transversaux peuvent se produire soit au contact du rail et du bandage de la roue, soit au contact du rail et du boudin. Dans le premier cas, ils ont une limite qui est celle du frottement : ils ne peuvent dépasser le produit de la charge P de la roue par le coefficient de frottement f. En prenant pour P la valeur maximum de 16 tonnes environ que nous avons trouvée précédemment, et pour f une valeur comprise entre 0,15 et 0,20 comme on le fait généralement, on voit que le maximum de ces efforts est compris entre 2500^et3500N Si lalimitequi résulte du frottement est dépassée, le bandage glisse transversalement et le mentonnet vient s'appliquer contre le rail. On rentre alors dans le second cas et il n'y a plus de limite théorique. D est très difficile d'évaluer le maximum des efiorts qui s'exercent ainsi dans la pratique. M. Brière, dans le travail cité plus haut, a constaté que, du moins pour certains types de machines, ils doivent atteindre et dépasser fréquemment 1500*^. Mais les mesures de M. Brière s'appliquent aux efforts normaux ; un Ingénieur anglais, M. Mackensie, en analysant les effets de certains déraillements est arrivé à conclure que l'effort doit quelquefois s'élever à 7000 ou 8000*^.

aob DEUXIEME PARTIE, — CHAPITRE VI