Homent d'inertie et poids des rails. — On

calcule quelquefois la résistance des rails en les assimilant à des poutres à travées solidaires. Ce calcul ne peut donner que des résultats inexacts, car il s'en faut de beaucoup que les appuis soient toujours rigoureusement en ligne droite, et leur dénivellation modifie profondément la répartition des efibrts. Mais, s'il n'est pas possible de calculer d'une manière précise

i. Annalea des Ponts et Chaussées y^uiMei 1890.

les efforts auxquels sont soumis les rails, on peut com parer mathématiquement leur résistance au moy^^ du module d'inertie, et leur rigidité au moyen ^^S moment d'inertie. ^|

On est arrivé depuis longtemps, soit pour le rJH Vignole, soit pour k rail à double champignon, à de^ formes peu différentes pour chaque type ; le poids di^ rail se trouve par suite presque indépendant de sa for--^ me. Néanmoins, dans ces derniers temps, on a fait en * France des champignons très hauts pour avoir plus d^ marge d'usure ; il en résulte un supplément de poid qui augmente peu la résistance, pai-ce qu'il déplace l'a neutre ; mais l'écart est faible, et en général on p admettre que pour le même type (Vignole ou coussinetj à environ un vingtième près, le poids est proportionnel à la résistance. C'est pour cela qu'on est arrivé à définir simplement les rails par leur type (Vignole, double champignon, ou rail à coussinets dissymétriqu la nature du métal et par le poids.

La charge des essieux a augmenté notablement i puis vingt ans ; il est probable qu'elle augmentei*a e core. Au point de vue de la résistance, un rail de 36 i legs en fer et un rail de 30 kilogs en acier {ancien ty^ du Nord et de l'Est) sont équivalents et peuvent parfal tement suffire pour porter des charges d'essieux de i à 15 tonnes et même davantage ; mais il faut teni compte de la rigidité. C'est ce qu'on n'avait pas fait i début quand on a réduit le poids des rails de 36 kiloj à 30 kilogs en raison de la supériorité de résistance 4 l'acier sur le fer ; la flèche prise par ces derniers éta plus considérable que pour les premiers ; cet excès i flexibilité a été une des causes pour lesquelles on a<] sur les voies parcourues par des trains à grande vitesse

rapprocher beaucoup les appuis dans les voies formées avec des rails de 30 kilogs.

Les Anglais ont été les premiers à adopter comme principe de rétablissement de leurs voies l'emploi d'un matériel beaucoup plus lourd qu'il n'était rigoureusement nécessaire ; ils y ont gagné, comme nous l'avons dit, de pouvoir augmenter progressivement les vitesses sans être arrêtés par la stabilité de la voie. Leurs rails à double champignon pèsent actuellement de 39 à 43 kilogs.

En France, le poids des rails à double champignon est resté, jusqu'à ces dernières années, de 36 à 38 kilogs, ce qui constitue déjà une voie très robuste ; mais en raison de l'augmentation des vitesses et du poids des machines, il a été porté à 42^5 pour l'Orléans, à 43 kilogs pour l'Ouest et à 40 kilogs pour l'Etat ; le Midi conserve son ancien rail de 37*', 600.

Le poids des rails Vignole en fer était généralement autrefois de 35 à 38 kilogs. Quand on a remplacé le fer par l'acier, le Nord, puis l'Est ont réduit le poids à 30 kilogs, ce que justifiait alors le prix élevé de ce dernier métal. Ces deux réseaux ont conservé longtemps le rail de 30 kilogs ; mais ils viennent d'adopter, pour leurs grandes lignes, le Nord un rail de 45 kilogs et l'Est un rail de 44^,2. Le Paris-Lyon-Méditerranée a adopté successivement des types de 39 kilogs pour les grandes lignes et 34 kilogs pour les lignes secondaires, puis, pour les grandes lignes, 42^ 5, et en dernier lieu 47 kilogs.

A l'étranger, la Belgique et la Hollande ont suivi le même mouvement. La Belgique a adopté récemment son rail Goliath de 53 kilogs, le plus lourd qui

existe à notre connaissance ; le réseau de l'État Néer-' landais a adopté un rail de 47* 8.

L'Allemagne et l'Autriche-Hongrie ont conservé Jusqu'à une époque i"écente des rails relativement légère. En Allemagne, le rail normal de l'État Prussien pesait seulement 33*, 4 ; on ne dépassait guère 36 kilogs dans les autres États d'Allemagne. En Autriche, le poids du rail était sur les lignes principales de SS*, 3, sur les lignes secondaires de 31*, 7. En Hongrie, pour les lignes principales, le poids du rail était de 33*, 25. II faut remarquer, à ce propos qu'en Allemagne et ea Autriche-Hongrie les Administrations de chemins do, fer sont peu portées à l'adoption de grandes vitesses, La question de l'augmentation du poids du rail y est' néanmoins à l'étude, on a commencé à poser des voies.' avec rails lourds et il très probable que, d'ici à peu de'^ temps les anciens types seront abandonnés.

En Amérique, où on commence à marcher très vite] sur les chemins de fer, on adopte aujourd'hui des' poids de 40 à 46 kilogs sur les grandes lignes.

Sur les lignes qui ne sont pas destinées à recevoir la) cii'culation deloui-des machines et de trains rapides, ou peut diminuer dans une forte proportion le poids du rail. Un le fait peu en France sur les grands réseaux qui n'ont chacun seulement un ou deux types de rails,, parce que l'organisation des services de traction neper-' met pas de spécialiser les machines. On peut d'ailleurs, sans changer le rail, proportionner la résistance de 1b< voie aux efforts qu'elle a à supporter en augmentant l'écartement des traverses sur les lignes les moins chargées. Presque tous les réseaux ont ainsi, comme nous le verrons plus loin, deux ou plusieurs plans de répartition des travei-ses pour le même type de rail..

Vois t>HOFRBM£NT DITE 321

Néanmoins, au moins jusqu'à nouvel ordre, les compagnies qui ont adopté récemment des rails pesant plus de 40kilogs ne les emploient que sur les lignes parcourues par des trains à grande vitesse. Mais sur les réseaux secondaires, où les machines sont spécialisées et n'ont qu'un faible poids à cause du peu d'importance du trafic, on en profite avec raison pour réduire la section du rail suivant la charge des essieux. Avec la voie normale, on ne fait pas descendre le poids par mètre courant au-dessous de 25 kilogs, parce que, au-dessous de cette limite, les machines ordinaires des grands réseaux ne pourraient plus, même à faible vitesse, circuler sans danger sur les voies ; or, tout en spécialisant le matériel normal, il y a de très grands avantages à pouvoir, dans certains cas, faire circuler à faible vitesse sur une ligne des machines étrangères.

Pour les lignes à voie d'un mètre, le poids du rail varie en raison de la charge d'essieu des machines, et celle-ci dépend elle-même des déclivités de la voie et de la nature du trafic. Le rail le plus robuste qui existe est celui du réseau à voie de 1™ de la Gie de l'Ouest ; c'est un rail à double champignon du poids de 25 kilogs. Les rails du réseau Corse sont également a double champignon ; ils ne pèsent que 22 kilogs. Pour les autres lignes, le rail est du type Vignole et son poids varie généralement de 15 à 20 kilogs : la limite de 15 kilogs est un peu faible, même avec des machines très légères et qui fatiguent peu la voie, et on préfère aujourd'hui adopter des poids de 18 kilogs pour les tramways et 20 kilogs pour les lignes d'intérêt local où le service des marchandises exige des machines un peu plus lourdes.

l?*?. — Dlnica«lonsdc« Hcccaaolreadii r»U.

diiuonsions dos accessoires du rail (coussiuets. selles oti attaches) sont naturellemeiit eu rapport avec celles dul rail lui-même.

Au début, les coussinets avaient de très petites dimensions et leur poids n'était que de 4 kilogs à 5 kilogs ; on a été promptement amené à les renforcer. En J France, j usqu'à cas dei-nières années, leur poids normal 1 était de lOà 12 kilogs et leur surface de base d'environ I 300""* ; h's Anglais, qui emploient des traverses en bois J tendres, et qui ont, comme nous l'avons dit, des voies! très robustes, ont été amenés à dépasser ces diinensionSiF tant pour répartir la pression sur une plus grande surface que pour pouvoir augmenter le nombre et les dimensions des tii'efonds et chevillettes. Le poids et les surfaces d'appui de leurs coussinets atteignent et dépassent le double de ceux que nous venons d'indiquer, et l«fl nombre des tirefonds ou chevillettes est porté à trois ouï quatre.

L'adoption des nouveaux rails dont nous avons parlAJ plus haut devait naturellement conduire en France â l'augmentation du poids et de la surface d'appui dtmM coussinets. Le nouveau coussinet de la Compagnie d'Or-I léanspèse 18 kilogs, celui de la Compagnie de l'Oueî 1.5 kilogs, celui des chemins de fer de l'État 14'' 500 ; la surface d'appui sur la travei-se est de fi92"'"* pour j l'Orléans. 48U'"'* pour l'Ouest et 535*^'"' pour l'État. On al adopté pour ces nouveaux coussinets la ivglo très i admise par les Anglais qui est d'élargir la surface! d'appui du rail dans le coussinet, autant que le permet lai traverse, de manière à diminuer les portées effectives, 1 et en même t(';iips l'usiiri' provenjiiil du frottement.

Les chevillettes ou tirefonds ont habituellement de 18 à 22 millimètres de diamètre.

Avec le rail Vignole, on adopte des selles dont les dimensions varient : en longueur de 0™ 100 à 0™ 200, en largeur de 0°^ 180 à 0«> 200 et en épaisseur de 0°* 009 à 0^ 013. Les selles actuelles du P. L. M. ont 0°* 15 de largeur sur 0"* 21 de longueur et 0. 12 d'épaisseur. Leur poids est de 2^ 85. Les tirefonds ou crampons ont de 20°™ à 25°*™ de largeur ou de diamètre.

Sur les lignes à faible trafic, où on emploie des rails légers, les dimensions du petit matériel sont réduites en proportion des dimensions des rails ; ainsi les coussinets du réseau Corse, à trois tirefonds, pèsent environ 10 kilogs ; les crampons, tirefonds et chevillettes ont habituellement de 15™ à 20«»°».