CHARGE

avec riblons et fine métal.

en fine métal pur.

avec fonte au bois et fine métal.

Flèche

tonnes.

Flèche.

conservée,

la charge

étant enlevée.

Flèche.

conservée,

la charge

étant enlevée.

Flèche.

conservée,

la charge

étant enlevée.

Les expériences relatées dans ce tableau ont été faites avec un appareil qui permettait de laisser agir la charge aussi longtemps qu'on 1& désirait, et de l'enlever ensuite pour reconnaître Jusqu'à quelle limita le rail, après avoir fléchi, pouvait revenir sur lui-même par son élasticité»

Cette limite est entre 14 et 15 tonnes; au delà, le rail fléchit sans revenir aucunement sur lui-même. Les nombres du tableau sont des moyennes d'expériences faites sur des rails du chemin de fer de Paris à Orléans dont les couvertures [assises supérieure et inférieure des trousses (378)] étaient faites, les premières avec un mélange de fine métal et de riblons, les secondes avec du fine métal pur, les troisièmes avec un mélange de Jine métal et de fonte au bois, celle-ci remplaçant les riblons.

973. Tableau des résultats fournis par des expéinences faites au Conservatoire y par MoriTij sur les rails du chemin de fer du Nord (996), et sur des rails fabriqués aux forges dCAnzin et Denain*

(Les flexions correspondent à une eharge de 1000 kilogrammes placée à égale distance des appuis, qui sont éloignés de 4™ ,00. (D. G.) signifie rails k double champignon, et (V.) rails Vignole.)

TORAES

foumisseon.

1* Rails du chemin de fer du Nord,

Aozin (D.C.)

Mai^euge. Hamoir. id. .

Sambre. Leclercq. id. .

Tredegar id. .

Sambre. Leclercq. id, .

Id.

, • m , id. .

Tredegar. . ,

Dowelais. . .

• • . id, .

Tredegar. .

Dowelais. . .

. • • . tV/. .

Blaina. . . .

Varteg. . . ,

» • . • tV/. .

Sclesin. . . .

• . . id, .

POIDS

par mètre.

Type.

< c. . . id. ,

2» Forges

d'ÂDzln

et Denain.i d. , (V.). .

\ e. . , id. .

kU.

id.

id,

id.

Réel.

ka.

MOMEHT

d'intttie I.

COBFFIGISMT

d'élasticité E.

FLEXIOn

mill.

lAPPOaT

de cette

flexion

à 11 portée

de 4",00.

A Texception de quelques rails, ce tableau montre que E s'éloigne peu de 18225000000, qui est à peu près la valeur que Ton obtient pour les bons fers employés dans les constructions de bâtiments (page 433).

Des rails pesant moins de 20 kilog., avec un écarlement de 0",90 entre les appuis, sont trop légers pour le service des locomotives pesant de 8 à 16 tonnes, les plus légères étant montées sur 4 roues et les plus lourdes sur 6 ; il convient de porter ce poids à 25 kilog. pour un écartement d'appuis de 0"*,90, quand on fait habituellement usage des machines de 16 tonnes; c'est le poids des rails du chemin de fer de Strasbourg à Bâle, où les coussinets ordinaires pèsent S^^^jSO. Pour les rails du poids de 30 kilog., tels que ceux du chemin de fer de Versailles (rive gauche] et d'Orléans, l'écartement entre les appuis est de 1",12,

et il convient d'adopter un poids de 9^,20 pour les coussinets. Enfin, pour les rails de 36 à 37 kilog., tels que ceux du chemin de Paris à Rouen, on a adopté Técartement de 1"*,20 entre les appuis, et le poids de 9^«,50 à 10 kilog. pour les coussinets. Les rails des chemins construits dans ces dernières années pèsent de 37 à 42 kilog. et leur longueur, qui ne dépassait pas autrefois i'^^bO à 6 mètres, atteint aujourd'hui jusqu'à 10 mètres

L'emploi de lourdes machines sur les chemins anglais devenant général, et se propageant en France soit dans le but de marcher à de grandes vitesses, soit dans celui de traîner des charges considérables, on se sert de rails très lourds. Ainsi, les machines pour le transport des voyageurs pesant environ 19 tonnes, non compris l'eau et le charbon que porte la chaudière, et celles destinées au transport des marchandises 22 tonnes, le poids des rails est ordinairement de 37 à 38 kilog. par mètre courant.

Au chemin du Nord, les rails de 6 mètres, à deux champignons, posés sans éclisses, étaient soutenus par 8 traverses, soient :

2 portées de O^^SO, 2 de 0'",70 et À portées de 0-,90.

Les mêmes rails posés avec éclisses en porte-à-faux étaient supportés par 7 traverses, soient :

2 portées de O^jSO et 6 de 0»,90.

Les voies du chemin de l'Ouest, en rails de 6 mètres de longueur, à champignons symétriques, avec coussinets-éclisses aux joints, reposaient sur 6 traverses, soient :

2 portées de 0-,80 et 4 de 1",10.

Dans les parties des voies très fatiguées ou présentant un tracé accidenté, on place une traverse de plus, et Ton a pour le rail de 6 mètres de longueur :

2 portées de 0»,60, 2 de 0'»,90 et 3 de 1»,00.

Au chemin de l'Est français, où le rail Vignole pèse 33 kilog. le mètre, on prend deux systèmes de pose. Il y a par rail une traverse de joint et cinq ou six traverses intermédiaires : cinq sur les lignes secondaires, six sur les lignes à lourd trafic. Dans le premier cas on a :

2 portées de 0",80, 2 de l'",©?^ et 2 de l'»,125.

Dans le second cas on a :

2 portées de 0»,75 et 5 de O^jgo.

Depuis quelques années, la pose des joints éclisses en porte-à-faux des rails Vignole prend beaucoup d'extension, surtout en Allemagne. On a alors pour le rail de 6 mètres :

2 portées de 0",30 et 6 de 0",90.

La ligne de Paris à la Méditerranée, qui remplace ses anciens rails par des rails Vignole en acier Bessemer, de 0",130 de hauteur et de base, du poids de 40 kilog., avec joints éclisses et en porte-à-faux, adopte :

2 portées de 0»,30, 2 de O-jTO et 5 de 0",80.

Avec ces proportions, la voie ayant 1",44 de largeur, les trains de

voyageurs marchent avec une vitesse moyenne de 16 lieues à l'heure, arrêts compris. Sur les chemins à voies larges, où les machines sont un peu plus puissantes, la vitesse moyenne est de 80 kilomètres.

On emploie sur quelques chemins de très puissantes machines pesant jusqu'à 60 tonnes et plus. Elles sont utiles pour gravir de fortes pentes; mais elles ne seraient pas avantageuses pour traîner en plaine de très fortes charges. L'expérience a prouvé qu'il ne convenait pas de composer un train de marchandises de plus de 40 wagons. Les trains trop longs éprouvent une très grande résistance dans les courbes et sont difficiles à manœuvrer dans les gares.

Aujourd'hui, on fait usage de machines-tender à 10 roues, de divers systèmes, qui pèsent 50 tonnes à vide et 64 en charge^ et qui remorquent 500 tonnes de poids utile. Comme il y a 8 roues motrices et que l'énorme poids de 64 tonnes se reporte sur 5 essieux, il en résulte que ces machines ne fatiguent pas sensiblement plus la voie que les machines ordinaires.

Pour des vitesses modérées de 30 kilomètres à l'heure, soit de 24 kilomètres arrêts compris, l'écartement des essieux extrêmes n'étant pas exagéré, le poids des rails peut être de 30 kilog. sans inconvénient. Une partie de la ligne de Montereau à Troyes est construite avec des rails de 30 kilog. Le poids des rails augmente avec la vitesse.

974. Fabrication des rails en fer. Autrefois, d'après la Métallurgie de Flachat, Petiet et Barrault, parue en 1842, on employait à la fabrication des rails tous les fers, pourvu qu'ils fussent durs et rigides. Ces qualités sont réunies dans la plupart des fers qui proviennent du puddlage des fontes au coke; du reste ces fers étaient les seuls qui avaient cette destination ; ceux au bois sont trop chers, et on les réservait pour la fabrication des machines, usage auquel les fers au coke sont impropres. Les rails s'affranchissent à chaud au moyen de scies circulaires. Ces scies ont de 0",80 à 1"*,20 dç diamètre et 0",004 d'épaisseur; elles sont maintenues entre deux plateaux en fonte qui les empêchent de se voiler, et elles trempent dans une bâche remplie d'eau qui évite qu'elles se détrempent trop vite; elles font de 800 à 1000 tours à la minute et coupent un rail en 12 ou 15 secondes. On doit les changer et les visiter toutes les douze heures ; il en faut 3 ou 4 de rechange. Leur usure est de 0™,004 à 0",005 par jour. On affranchit les deux extrémités à la fois pendant que le rail est chaud, à l'aide de deux scies dont Técartement est égal à la longueur des rails.

Dressage. Les rails ne sortent pas parfaitement rectilignes des lami* noirs. Ils présentent des déformations accidentelles, et pour les effacer on profite naturellement de la chaleur des barres; on les bat à coups de maillet sur un gabarit de dressage, plan pour les profils symétriques, mais courbes pour les autres. Ainsi le patin du rail Vignole, à cause de sa plus glande surface à masse égale^ se refroidit plus rapidement que le champignon, et si le rail était rectiligne encore chaud, il serait concave du côté du champignon une fqis refroidi. Pour déterminer la courbure de la plaque de dressage, on dresse à chaud, sur une surface

QUATItlËUE PARTIE.

^crlain nombre de rails, et après le refroidissemeot on relève

qui doit être celui du gabarit.

;essaire ensuile de faire disparaître h froid les légères ondui cahiers des charges interdisent pour cette opération l'emlercussion. La pression doit être exercée au moyen de vis, imer graduellement au métal la flèche sous charge corres- 1 la déformation permanente qu'il doit conserver, itsemeitt des rails. Les rails doivent être affranchis aui deux .leurs cahiers des charges fixaient la longueur des chutes, mente, les défauts de soudure affectant surtout les extrémités i. Ce minimum était ordinairement de 0",30. oujours expressément défendu de réchauffer aucune partie iprès ce laminage, soit pour abattre les bouts, soit pour tout f, hors le cas de dérangement momentané de la machine à bouts, et pendant le temps strictement nécessaire pour la ti service.

n des rails. Il est de la plus hante importance qu'il n'y ait ectuosité dans la forme des rails; aussi l'ingénieur en chef Dagnie ne doit se reposer sur aucun agent, de quelque ordre lu soin d'approuver les premiers échantillons fournis par les doit exiger que des échantillons des premiers rails sortis des lui soient envoyés, et que l'on ne commence la fabrication sur e échelle q ue lorsqu'il aura fait parvenir son assentiment par recteur de l'usine.

doivent être parfaitement soudés et exempts de toute espèce , telles que pailles, stries, criques ou brûlures. Les champiout doivent être parfaitement sains et unis. ' sont affranchis à la scie circulaire ou au burin monté sur le porte de s'assurer que l'usine possède ces outils. Is en acier (364 et suivants). Aujourd'hui ces rails sont d'une

courante dans les principales usines métallurgiques frandis qu'avant 1S70 la fabrication des rails en acier Bessemer ;ore pris un développement notable que dans trois établissessailly (Loire), d'imphy (Nièvre) et de Terre-Noire (Loire). Les claies traitées provenaient, dans le premier, des n: É de Saint-Léon (Sardaigne) ; dans le second, des n pagnel, de Vicdessos et du Canigou; dans le trois, [adid (province de Bone) et de Privas (Ardèche). La fonte t léralement au convertisseur qu'en seconde Fusion.

rails actnels en acier, leur durée probahle, leurs formes Bnivant les Compagnies (987). Les voies les plus répandues

sontfla voie k coussinets constituée avec des rails h double in (symétrique ou non) reposant sur des traverses en bois, et noie (rail à patin) établie également sur des traverses, es systèmes de voies, essayés un peu partout, mais surtout à

forment trois catégories : les voies sur longuerines, les voies rdés en pierre et les voies entièrement métalliques.

inerais de isième, de

Ainsi qu'il a été (iit {975}, les rails en acier vont bientôt rem partout les rails en fer. Les éclisses, clIes-mÉmes, se font aussi en Les (ire-fonds se font en fer ou en acier.

Le tableau suivanlque nous empruntons au Traité de chemins de H. Humbert donne la situation précise de la question pour la I et pour les Compagnies principales à la date de t88b.

des eompagnifs.

i la lia de im.

de voie OQ k,

5696 Ulom.

94* kilom.

ïi'-

Paris-Lyon

Moyenne 27 p.

977. Consommation des rails en France. En 1S69, sur 1836S8 t de rails consommés en France, 133 403 tonnes étaient en S0S25 tonnes seulement étaient en acier.

Depuis, la proportion de l'acier n'a fait que s'accroître, pendai celle du fer diminuait d'autant. En 1875, sur 217Sï6 tonnes àf consommés, il n'y en avait plus que 96.886 en fer, tandis qu'i avait 120660 en acier. En 1881, l'exclusion du fer s'accuse comm taineà I)ref délai; on n'en emploie plus, pour les rails, que 8.064 te contre S3133i tonnes en acier. Enfin, à partir de 1884, on n'en plus que des rails eu acier (281031 tonnes en 1884, 10S89S tonn IS87). L'acier a donc été complètement substitué »u fer, et il n'i que quelques années pour opérer celte transformation du matéri rails. Les rails en acier coûtent de 18 à 19 francs les 100 kilog. (9

978. Qualités de l'acier pour rail. Les ingénieurs, suivant les et même suivant les Compagnies, ont des opinions différentes s qualités que doit présenter l'acier pour constituer un bon ra général, les Compagnies françaises donnent la préférence aux durs. La compagnie du Nord fait usage d'un acier qui ne se rom «ous une charge de 60 à 74 kilog. par millimètre carré avec ail ment de 20 à 10 p. 100. La compagnie du Midi est plus rigoure elle exige que le taus de la rupture soit de 79 k 83 kilog. par milli carré avec un allongement de H à 4 p. 100.

Les Compagnies américaines préfèrent l'acier doux. Indépei ment de la qualité de l'acier, les deux éléments principaux d'u sont ta forme et le poids par mètre linéaire. Nous ferons seulem parallèle entre la voie Vignole {figMS) ou à patins et la voie à c nets, constituée par des rails à champignon {fig. 2i3, p. 1263).

ée à la voie Vignols. U y a bien des anaées que ces deux sortes de voies sont en usage, et cependant laqoesde savoir quelle est la meilleure n'est pas tranchée. Toutes deux ont des partisans, parce qu'elles onldes qualités spéciales que l'on peut mettre k profit suivant les données.

Nous résumons, d'après les ingénieurs autorisés, les raisons pour et contre des deux systèmes. Nous commencerons par rappeler que sur les sept grandes Compagnies françaises, deux (Nord, P.-L.-H) emploient exclusivement le railVignole; trois {Orléans, État et Midi) on t adopté le rail à coussinet et deux (l'Ouest et l'Est) ont expérimenlé les deux systèmes (voir le (ableaa a* 982). Cependant, dans ces derc Vignole.

Exploitation des chemijts de fer, pré- : même de M. Haniel, inspecteur des opter dans le réseau du Nord; mais lé, donne lapréférence au rail h dou-

ole a été expérimentée en Angleterre, l'ait abandonnée.

;st pratiquée sur une grande échelle.

ela voie Vignole :

i coussinets, qui présentent asse-ï de quantité lors d'un déraillement, el en les coins en bois dont la surveillance pendieux. Deux points importants le Vignole : son moindre prix d'élalie de 3000 francs par kilomètre] et, e la voie et une grande douceur dans nt mettre à l'actif de la voie à coussente en cas d'avarie pour le remploie du passage de deux trains. Cette ;nes où les trains se succèdent rapi-

iment des rails symétrlqaei. Elle a x rails en fer à double champignon el le même du profil, par5uit« delapose le champignon supérieur était usé.

En la durée des rails et faire une éco-

nomîe considérable. La pratique a montré que les rails ainsi retournés et usés s'appliquent difficilement dans les coussinets et font un mauvais service. D'ailleurs, aujourd'hui que les rails se font en acier, le retournement est abandonné, parce que la durée probable d'un rail en acier est fixée à une cinquantaine d'années au moins par suite de son usure peu sensible et très régulière, observée dans ces dernières années. On estime qu'après ce temps l'usure sera de 10 à 12 millimètres. C'est d'après cette considération qu'en Angleterre les rails se font avec des champignons inégaux; ce qui a permis, sans augmenter le poids du rail, de renforcer le champignon supérieur, tout en donnant au champignon inférieur une section suffisante qui puisse assurer l'attache rigide du rail dans les coussinets.

Il y a quelques années, une commission eut pour mission de trancher la question du rail Vignole et du rail à coussinet. Son rapporteur ne s'est pas prononcé d'une manière exclusive ni pour l'un ni pour l'autre ; mais il semble résulter que pour des lignes d'un faible trafic, la voie Fignole doive avoir la préférence par suite de l'économie pécuniaire qu'elle procure.

En résumé, les deux systèmes ont leurs avantages respectifs et l'on ne pourrait dire si le temps permettra d'opter catégoriquement en toute connaissance de cause. 11 est bon de rappeler qu'en Allemagne le rail Vignole est appliqué à des lignes de très grand trafic.

981. La question du poids des rails par mètre courant est aussi envisagée assez diversement suivant les ingénieurs. Cependant, il y a une tendance générale à augmenter le poids du matériel fixe en raison d'ailleurs de l'augmentation croissante du poids des machines locomotives. No us donnons ci-après les poids des rails de? principales Compagnies et leurs principales dimensions, hauteur et largeur. On peut remarquer que la hauteur varie très peu et qu'elle se rapproche de 0",430, et que la largeur du champignon supérieur est à peu près de 60 millimètres, l'âme de 17 à 20 millimètres pour les rails à champignon et de 12 à 15 pour les rails à patins.