Pentes des chemins. Rayons des courbes

Pentes. Les chemins de fer sont dits : à pentes faibles , lorsque l’inclinaison, à quelques exceptions près, reste au-dessous de 8 à 10 millimètres ; à pentes moyennes, quand on rencontre sur une partie no-

ÉTABLISSEMENT I)E I.A VOIE

table du parcours des pentes atteignant 8 à 10 mill. ; à fortes pentes f quand des rampes inclinées à plus de 10 mill. existent sur une certaine étendue de leur parcours.

Sur toutes les grandes lignes récemment construites en France , on s’est appliqué à réduire les pentes àO'VOOS ou 0*,010 au maximum par mètre , et encore n’a-t-on adopté des pentes aussi fortes qu’au passage des portions les plus accidentées, sur une petite partie du parcours , taudis que partout ailleurs on s’est attaché à ne pas dépasser la limite 0“,005. C’est également ce que l’on a fait sur les chemins d’Angleterre, d’Allemagne et des États-Unis.

Les pentes de 4 à 5 mill. ne paraissent pas nuire à l'exploitation, en ce qui concerne le transport des voyageurs ; mais lorsqu'elles s’étendent sur une certaine longueur et se trouvent sur des parties de trajet où la courbure du chemin accroît déjà la résistance , elles nécessitent quelquefois l’emploi de locomotives derenfort pour la traction des convois de marchandises.

Dans les régions montagneuses, où il faudrait exécuter des travaux gigantesques pour obtenir des inclinaisons ne dépassant par 0",0t0ir 0“,012, on admet aujourd'hui des pentes qui s’élèvent jusqu'à 0“,035, sans que les locomotives discontinuent à remorquer les convois.

Les plans inclinés à machines fixes permettent encore de dépasser co pentes limites ; mais ils ont l'inconvénient d'occasionner une grande cène dans le service de l’exploitation et de grands retards, de plus même, comme ils n’admettent pas de grandes sinuosités et des pentes variées, ils peuvent entraîner à exécuter des terrassements qui les rendent relativement dispendieux. Si, par nécessité ou par raison d’économie, sur des petites lignes de second ordre , on fait usage de plans inclinés, on peutsans inconvénient leur donner, pour le transport des marchandises , l’inclinaison naturelle du sol , quelque forte qu'- lie soit; maison ne peut transporter sans danger des voyageurs sur des pentes qui dépassent celles des plans inclinés du chemin de Roanne a Saint-Étienne , et dont la limite est de 0“,05. En Angleterre, l'autorité a défendu tout transport régulier de voyageurs surlo chemin île Cromfort à Peakforest , dans le Derbyshire, où la pente atteint jusqu'à 0“,tt en plusieurs points.

Il convient que les chemins de fer arrivent aux gares extrêmes par des rampes de 2 à 3 mill., qui ont l’avantage de faciliter le départ des trains et d'en ralentir la vitesse à l’arrivée. Dans les stations intermédiaires, les trains partant dans les deux sens, et de plus les wagous étant quelquefois poussés par des hommes sur les voies de garage, le rail doit être de niveau. Le chemin doit aussi être de niveau à l’emplacement des changements de voie ou dans toute autre partie où la résistance se trouve déjà augmentée par d’autres causes que 1» pente.

Hayon des courbes.

Les courbes sur les chemins de fer a grande viletse (60 h 80 kiiom. a l'heure) les mieux exécutés ont en général de 800 à 1900“ de. rayon au moins. Sur quelques chemins d'Autriche, ou est descendu jusqu’à 180"; mais on ne marche qu'à de petites vitesses (.10 kilom. à l’heure), avec des machines à 6 ou 8 roues à essieux mobiles du système américain. Sur les chemins américains, on est descendu même andessous de celte limite.

Aujourd’hui , selon M. Couche, les Allemands renoncent assez généralement à l’emploi du matériel américain, et, même au prix de sacrifices assez grands , 5 ou 600“ de rayon est la limite inférieure qu'ils cherchent à atteindre. Ce n'est que dans les stations qu’ils admettent sans scrupule des rayons qui paraissent vraiment trop petits, et dont l'influence sur le matériel est d'autant plus destructive , que les manœuvres se font, en Allemagne, presque exclusivement par les changements de voie.

Lu rayon de 2 à 300" sortit lorsqu’on emploie des chevaux allant au trot, ou des machines traînant de fortes charges à de très-petites vitesses. Quand les chevaux vont au pas, on peut adopter un rayon aussi petit que l’on veut, puisqu’alors on peut employer des roues mobiles sur l'essieu , le sylème Laigncl ou tout autre ayant pour but de diminuer la résistance dans les circuits.

Au chemin de Metz à Korbach, sur la voie de ceinture exécutée provisoirement autour de la montagne de Sleinberg, avec une rampe de 0“,00<> et des courbes de ISO* de rayon, les machines, mèm« les plus grosses , à 6 roues couplées pour marchandises, ont fait leur service pendant 4 mois sans aucun accident ; il est vrai de dire qu'elles fatiguaient beaucoup, quoi qu'on n'allât qu'au pas, et que l'on eût pris la précaution d'augmenter uu peu l'écartement des rails pour diminuer Je frottement.

Dans les gares belges, on rencontre souvent des courbes de 200*. Les anciennes machines Stephcnson à 6 roues, très-répandues en Belgique, y passent assez facilement; mais avec les nouvelles machines dans lesquelles un des essieux est placé à l’arrière de la boîte a feu, il convient de donner à ces courbes de 230 à 300" de rayon au moins.

Ce n'est en général qu'aux points où l'on est obligé de ralentir la vitesse des trains, comme dans le voisinage des gares, que l'on peut diminuer notablement le rayon des courbes.

On évite avec un soin particulier les courbes de petit rayon sur des rampes Ircs-inclinèes, où les trains descendants ont souvent une grande vitesse, «t où les trains montants éprouvent un surcroît de résistance.

Qu. nul deux courbes de sens contraires se succèdent immédialc-

ÉTABUSSEBE.XT DE LA VOIE. 6ft

ment, il convient de les séparer par une partie droite d une longueur au moins égale à celle d’un train.

Pcnla s et courbes adoptées sur quelques chemins de Jer.

1* Chemitts à pentes faibles. Sur le chemin de Mulhouse la pente maxima ne dépasse pas 0“,006 , et le rayon des courbes, si cc n’est dans les stations, ne descend pas au-dessous de 800™.

Chemin de Lyon, à Avignon. Les pentes ne dépassent pas 0",005, et seulement sur une longueur de 600“. 11 y a une courbe de 500“ de rayon et 800“ de longueur, une 2* de 520“ de rayon et 800“ de longueur, et une 3* de 600“ de rayon et 859“ de longueur; placées toutes les trois à l'entrée des stations principales. Il y a deux autres courbes de 650" de rayoi» et toutes les autres ont plus de 700“.

Chemin de Londres à Birmingham. A la sortie de Londres, la pente varie de 0“,007 à 0”,015, en moyenne 0“,0!0; au delà du sommet de cette rampe, les pentes ne dépassent pas 0“,003. Le rayon des courbes ne descend que dans un seul cas et parcxception à 540".

Chemin de Londres à Bristol. Sur un espace relativement court, on a adopté des rampes opposées inclinées chacune de 0“,0095 , ayant l'une 1200“ et l'autre 4000“ de longueur, la; rayon des courbes est plus grand que sur tous les autres chemins; il est généralement de 6400 à 11000“.

2* Chemins à pentes moyennes. Chemin de Rouen au Havre, sur lequel on trouve une pente de 0“,008, d'abord sur une longueur de 3300“ avant Epretot , puis sur 8 kitom. d'Eprctot à Harfleur, et après une pente de 0“,0015 qui s'étend seulement sur une longueur de 180"; on la retrouve encore sur la partie qui comprend le viaduc d’Harfteur. Le tunnel de Donsecours à une faible pente de 0” ,001 4 et se trouve en partie dans une courbe de 750" de rayon et 880“ de développement. Le rayon des autres courbes est en général supérieur à 750".

Chemin de Lyon. Des pentes de 0",008 s’étendent sur des longueurs variant de 2081“ à 10 kilorn. Aux stations de lleaune et de Chàkms existent des courbes de 500 de rayon.

Au chemin d Orléans il existe une pente de 0”,008 surune longueur de 5300”.

Chemin de Strasbourg. Une rampe de 0“,008 snr une longueur de 10250“ s’étend à peu prés jusqu'au palier de la station de Loxevillc ; puis se trouve une partie de chemin d'environ 3 kilom. avec une très-faible inclinaison, et enfin un nouveau plan incliné de 0”,008 de pente, en sens contraire du premier. Les courbes sont nombreuses ; iî y en a dont le rayon descend jusqu’à 750“, et même 700“ anx abords de quelques grandes stations.

Chemin de ceinture. Les pentes varient de 0“,002 à 0“, 01065. L« rayon minimum des com bes est de 300“.

Chemin de Londres à Brighion. line pente de 0“, 01 règne surune

longueur de i kiloni. Partout ailleurs l’inclinaison ne dépasse pas 0“,004.

Chemin de Liverpool à Manchester. C’est le doyen des chemins anglais h grande vitesse ; le chemin de Saint-Étienne est son aîné d’une année ; mais il n'admet pas la rapidité de transport qui mérite l'épithète de grande vitesse (60 à 80 kilom. à l'heure). On y trouve deux plans inclinés en sens inverse , de chacun 2 kilom. de longueur et 0“,01 de pente, qui devaient être desservis par deux machines fixes , quand apparurent au concours de Liverpool des machines à chaudières tubulaires qui remontèrent les pentes de 0“, 01 avec une assez forte charge et une vitesse qui émerveilla les spectateurs. Alors on renonça aux machines fixes , si ce n’est pour la partie inclinée à O-, 02 établie dans la ville de Liverpool.

Chemin de Manchester à Leeds. On y trouve une pente de 0“,008 sur une longueur de 4500“ et une autre de 0*,0065 sur une longueur de 6500“. Les courbes ont généralement 1200" au moins de rayon; à l’exception de trois qui n'ont que 250“ de rayon, et une longueur de 300“ seulement. L’èboulemcnt d’un tunnel a fait adopter ces courbes à petit rayon, que l’on passe en modérant la vitesse.

Chemin de Newcastle à Carliste , sur lequel existe une rampe de 6200m inclinée a 0“,0095 et une autre de 5500“ inclinée à 0“,0055; partout ailleurs les rampes ou pentes ne dépassent pas 0“, 005 en inclinaison. Ce chemin se distingue surtout par son grand nombre de courbes à petit rayon nécessitées par un pays assez accidenté. Plusieurs n’ont pas au delà de 400“ de rayon.

3‘ Chemins à fortes pentes. Chemin de Birmingham à Gloucester, sur lequel on trouve un plan incliné à 0“’,027 sur une longueur de 3200”, et un autre à 0“,012 sur une longueur de 1600“, Le plan incliné de Bromgrave est desservi par de puissantes machines américaines.

Chemin de Cromfvrd à Peakforest. Il est établi au milieu d'une des parties les plus montucuscs de l’Angleterre ; il passe sur la cime la plus élevée du Derbyshire, en s’y élevant, d’un côté comme de l'autre, par une série de plans inclinés dont la pente atteint quelquefois 0*,11. Lue partie du chemin, tracée sur le revers de la montagne, en suit toutes les sinuosités en faisant des circuits de 200“ de rayon ; les wagons ont un essieu pour chaque roue , afin qu'ils puissent tourner plus facilement sur les courbes.

Chemin de Saint-Étienne à Lyon. De Saint-Etienne il Rive-dc-Cier, l’inclinaison est de 0",01 4 sur une longueur de 21 kilom., de Rivc-de- Gier a Givors 0“,0063, et de Givors à Lyon 0“,0005. Le rayon des courbes n’est pas inférieur k 500“. Les wagons descendent par l'impulsion seule de la gravité jusqu’k Givors ; il suffit d’en modérer la vitesse avec des freins. Des locomotives les remorquent de Givors à Lyon. Ce sont également des locomotives qui remontent les wagons

ÉTABLISSEMENT DE LA VOIE

vides à Saint-Étienne, ce qui augmente notablement le prix du transport ; mais la pente n’ctait pas assez forte pour admettre l’établissement d'appareils automoteurs. Le service des voyageurs serait d’ailleurs presque impraticable par ce système et par celui des machines fixes.

Chemin de Saint-Étienne à Roanne. A une longue partie presque de niveau, sur laquelle les wagons sont remorqués par des locomotives, succèdent plusieurs plans inclinés d’environ 0“,05 de pente desservis par des machines fixes.

Chemin de Vienne à Trieste. Le passage du Sœmmering a été effectué en ayant recours à des courbes dont le rayon descend jusqu’à 190*, sans cependant être inférieur à 285" sur les rampes inclinées à0",025. La plus longue des rampes inclinées au maximum 0“,025 a un développement de 3170 mètres et elle est précédée seulement par un court palier de 630*.

Au passage du Fichtelgebirge , en Bavière , il existe un’e rampe continue de 5400* de longueur, inclinée de 0“,025. Comme au Sœmmering, la locomotive l’a remporté sur les autres moyens de locomotion. C’est encore ce qui a lieu sur le chemin de Brunswick à Harzbourg, où une rampe a une inclinaison qui croît successivement jusqu’à la station de Harzbourg, où elle atteint la limite 0“,0277.

Sur les chemins suisses , on trouve encore des pentes de 0*,025 à l)“,027.

Enfin, sur le chemin de Turin à Gênes, pour s’élever du niveau de la mer au sommet des Apennins , sur la distance de 20 kilom., on a dû admettre la plus forte inclinaison , 0*,035 , que l’on ait encore adoptée sur les lignes de grande communication. Jusqu'à présent, les convois ont été remorqués sur les rampes à 0*,035 par des locomotives à 4 roues du poids d'environ 22 tonneaux, disposées pour être réunies par la plate-forme du mécanicien , qui peut ainsi manœuvrer les deux locomotives nécessaires pour remorquer un convoi ordinaire. On étudie en ce moment la question de savoir s'il n’y aurait pas lieu de remplacer les locomotives par des machines fixes hydraté liques.

4C1 . Sable et pierres concassées. Le ballast doit être perméable et avoir une certaine consistance. 11 est ordinairement en sable, qui doit être composé de grains de grosseur moyenne et assez durs pour ne pas être réduits en poudre au passage des convois. L'eau circule moins facilement dans le sable fin, qui peut on outre être projeté par le vent ou par le courant d’air que produisent les convois sur les parties frottantes des machines. Une petite proportion d'argile communique au sable une certaine consistance qui l’empêche de se déplacer trop facilement; mais si la proportion est un peu forte , le

SU QUATRIÈME PAKTIS.

nablc se convertit en boue à la suite des grandes pluies, et on conçoit qu'il doit être rejeté.

Dans quelques localités où le sable est rare , on l'a remplacé par des pierres concassées, mais l'entretien est plus difficile; par un mélange de briques pilées et de laitiers ; par de la houille menue, qui a très-bien réussi , mais qui doit être privée de pyrite de fer, atin de ne pas s'enflammer spontanément; enfin, par de la craie, mais seulement pour l’assise inferieure; car elle est souvent gélive et susceptible de se réduire en boue ; au chemin du Nord, elle s'est bien comportée.

Il faut au moins i mètres cubes de sable par mètre courant de chaussée , sans compter ce que l'on consomme dans les premiers temps pour relever la voie.

Le prix du sable est très-variable; il dépend surtout de la distança de la carrière au point où il est employé. A la carrière, il coûte ordinairement de 0',50 k 0',75 le mètre cube; au lieu que rendu sur le chemin de fer, il a coûté 2 fr. au chemin de Saint-Germain; au chemin de fer de Versailles (rive gauche) , sans que la distance de transport soit très-considérable, il a coûté i fr., 4', 50 et jusqu'à 6 et 7 fr. le mètre cube; au chemin de fer de Lille a la frontière belge, il a coûté jusqu’à 12 fr., et en moyenne 8', 40.

Les pierres concassées employées à la construction de la chaussée doivent être d’égale dureté et pouvoir, comme le sable , résister à l’écrasement. 11 faut rejeter celles que la gelée réduirait en poussière.

Instruction bavaroise ou sujet dm ballast : il ne convient jamais d'employer :

1* Do nble ou do gravier argileux ;

ï • Du sable quarlzeux, grossier, pur, sans être mélangé avec du gravier ou des pierres concassées ;

3* Du sable fin et mourant, soit seul, soit comme mélange avec du gravier ou dea

pierres concassées ;

4* Des pirrres pourries ou se dilatant par tes influences atmosphériques.

Los matériaux i proférer sont le gravier de quart! dur, ou d'autres pierres non gélive* afant moins de O'VOi.V de diamètre, mêlées d'environ un tiers de sable , grossier et pur, ou renfermant fieu d’argile. On obtient un ballast également bon en couvrant un blocage de O™, 15 ou O", 20 d'épaisseur d'une coucbe de pierres passées é l'anneau de 0“,05, mélangées d’environ un tiers de sable pur et grossier. Le sable ne doit pas fermer oauehc avec les pierres, mais être mêlé on mémo temps.

Le gravier tout é fait pur d'argile, même mêlé de sable grossier pur, convient moins bien. I.es pierres cassées, tendres, qui sc réduisent en sable, aoit par les influences atmosphériques, soit sous l'action de foutil, en bourrant les traverse», conviennent encoro moins bien.

4U2. Dis. Les dés peuvent èlrc d'une pierre quelconque, «nais ni trop tendre ni trop gélive. Sur les chemins anglais, ils n'onl pas moins ds Q",60 de côté sur 0”,3Q de hauteur. A l'exception de la face

ÉTABLISSEMENT DE LA VOIE

supérieure, que Ton dresse légèrement pour recevoir le coussinet, le» autres faces sont brutes ou à peu près. Une plaquette de carton goudronné ou de bois interposée entre le dé et le patin du coussinet donne de l’élasticité au chemin (457 et 474).

465. Traverses. D’après le cahier des charges du chemin de fer de Strasbourg r

Les traverses à fournir seront en bots de chêne neuf , sans pourriture , nœuds vicieux, gélivure, roulure ni piqûre , de l'espèce la plus dure cl la plus dense, et abattu en bonne saison, c'est-A-dire du 45 octobre au 45 mars. Ces traverses n'auront pat plus de deux aux d’abatage.

Les traverses seront è (uarrics ou demi-rondes. (La compagnie do l'Est n'admet plus de traverses demi-rondes.)

Les traverses èqusrries auront les quaire faces dressées 1 la scie ou 4 la cognée, sans sujétion de vive arête sur l’une des faces seulement , et sans que ta Hache ait plut de 4 centimètres.

Les traverses demi-rondes seront débitées dans les bois feuduseu deux à U scie, par conséquent leur épaisseur sera moitié de lour largeur; elles seront complètement dépourrues d'écorce.

Le nombre des trarerses do joint sera 4 celui des traverses intermédiaires dans le rapport de t A3.

Voir le tableau suivant pour les dimensions des tcaverses.

Sur ces dimensions, et sur un quart de 1a fourniture seulement, on admettra les tolérances indiquées an tableau, tt est évident que les tolérances sur la longueur derront sc compenser, c’est-à-dire qu'il j aura autant de traverses avec la tolérance en plue qu'avec la tolérance en moins.

En mesurant l'épaisseur et la largeur, on ne tiendra pas compte de T aubier.

Les traverses seront droites sur les deux faces horizontales, et dans l’autr* sens, on d't tolérera pas de courbure dont la flèche dépasserait 10 centimètres.

TABLEAU des dimensions normales des traverse» et des tolérances sur divers chemins.

curant*.