DES EAU.S

rails ', a observé avec raison que si la partie infe rieure des rails en état de service sur un chemin de fer n'est pas fatiguée par le frottement ^ elle ne Tert pas moins par Taction du poids des convois.

Et en effet 9 quand une barre portée sur des appuis fléchit par suite d'un effort transversal, lu fibres situées du côté de la face convexe sont allongées; les fibres situées du côté de la face concave sont raccourcies ; certaines fibres, situées dansfintérieur du corps, conservent une longueur invariable. On donne le nom d'axe neutre à la ligne qui sépare les fibres raccourcies de celles allongées. M. Bariow a reconnu que l'axe neutre est dans les barres de fer, placé entre le tiers et le cinquième de la han* teur comptés à partir de leur surface supérieure. Or, le raccourcissement ou l'allongement des fiibret est en raison de leur éloignement de l'axe neutre* L'allongement des fibres inférieures de la barre est donc plus grand que le raccourcissement des fibres supérieures.

Ce fait établi, dit M. Bariow, je regarde comme bien mal fondée la prévoyance des ingénieurs qui ont fait les tables supérieure et inférieure, dans le

1. Expériences sur la force irmisversale et les autres propriitii du fer malléable , dans son application aux chemins de fer^ par P. Bariow. Traduit de l'anglais par G. Quiibet , ancien élè?6 de l'École polytechnique.

A CHAMPJG19019. 111

.rail à champignon, de figures égales pour le cas où la table supérieure venant à être usée, on pourrait tourner le rail , et la table inférieure remplacerait la supérieure, puisque la table inférieure est celle qui supporte le plus grand effort. Ce serait une expérience fort dangereuse , continue M. Barlow, de Youloir tourner un rail qui a été soumis pendant plusieurs années à une grande force de compression, et que Ton suppose par cela même grandement altéré, pour l'exposera un effort d'extension encore plus considérable. C'est pourquoi je recommanderais, au contraire, de donner à tout le métal introduit dans la table inférieure ou base , la forme qui est la plus convenable pour le présent, sans égard pour l'avenir.

On dit aussi du rail double T, ajoute le même auteur, que lesdeux côtés étant semblables, les poseurs peuvent choisir le côté qui s'ajuste le mieux , mais il serait sûrement préférable d'avoir des rails fabriqués assez régulièrement pour qu'aucun choix ne fût nécessaire*

Nous ferons enfin observer qu'en supposant que le champignon du rail double T déformé par la pression et par le froti ement pût être renversé sensdessus-dessous, il ne s'appliquerait généralement pas exactement contre les parois du coussinet , d'où il résultera que l'assiette du chemin sera fort imparfaite et la rupture des coussinets très-fréquente.

Nous considérons le rail simple T du mod^i %. D, comme plus durable que le double T contenant le même poids de métal par mètre courant; mais cet avantage n'est pas le seul qu'il possède sur le rail double T.

lorsqu'on emploie le rail double T, on est obligé^ pour se réserver la faculté d'introduire le rail de haut en bas dans le coussinet, soit verticalement, soit même en l'inclinant sur le côté , de conserver au logement du rail une grande largeur entre kB saillies du coussinet , ce qui nécessite des coins en bois d'une grande épaisseur pour caler le rail, et des coussinets fort longs. Ces coins prennent facilement du jeu , et les coussinets sont très-lourds. Avec le le rail simple T on peut employer un coussinet moins large et un coin moins volumineux. Les coussinets sont moins dispendieux et le serrage est meilleur.

Enfin, si notre rail simple T ne peut, lorsqu'on le retourne, servir pour les chemins de fer du premier rang, du moins sera-t-il employé utilement pour les terrassements ou pour les petites exploitations.

On a signalé comme l'un des avantages du rail double T sur le simple T celui d'être moins sujet au renversement parce qu'il pose sur le fond du coussinet par une plus large base. Nous n'avons cepen-

A CHAMFICarON. 113

dant entendu aucun ingénieur se plaindre de ce que sur des chemins construits avec du rail simple T, la voie eût manqué de stabilité.

Le rail simple T, à poids égal, résiste moins bi^i, suivant la théorie, que le double T tant à la pression verticale qu'à la pression latérale. Il a aussi le dé&ut d'être un peu moins raide , mais la différence de résistance, soit à la rupture soit à la flexion, est tellement Ëdble, qu'en pratique die n'exerce aucune influence nuisible»

Bien que sur le chemin de Versailles (rive gauche) nous employons les machines les plus lourdes, nous n*avons jamais trouvé que notre rail fût trop fragile ou trop flexible.

M. Barlow prétend que la forme du rail double T n'est pas comme la théorie l'indique, celle qui correspond au maximum de résistance.

Le tableau suivant, d'expériences faites à l'usine deDecazeville,pour comparer la résistance des rails simple T et double T, conduirait cependant à une conclusion contraire K

1. Ce tableau est extrait de Fouvrage de BOf. Eugène Hachât, Jules Petiet et Barrault , d^à cité.

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Les nombres du tableau relatifs aux rails du che-

1 . Ces expériences ont été communiquées par M. L. de Barroel, chargé de la réception des rails pour le chemin de fer de VersaOlei (ri?e gauche), et plus tard pour celui d*Orléans.

A CHAKPI6H0N. 115

min ^ d'Orléans, sont dés moyennes d'expériences &ites sur des rails dont les couvertures étaient £ûtes, les premières avec un mélange de fin métal et de riblons, les secondes avec du fin métal pur, les troisièmes avec un mélange de fin métal et de fonte en bois, celle-ci remjrfaçant les riblons '•

Dans les expériences, le rail était placé sur des appuis de o^5 de largeur, écartés de ]*a5 d'axe en axe. La charge se faisait dans le milieu seulement, et sur une largeur de o"^07 ; mais elle n'agissait qu'instantanément, l'appardl n'ayant pas étédisposé de manière à la laisser un temps su£6sammait long pour qu'on fut parfaitement assuré que le rail avait toute la hauteur de flèche que cette charge était susceptible de lui faire prendre. Comme moyens de comparaison, toutefois, ces expériences suffisent. Les divers rails qui ont été essayés n'ont commencé à donner de flèche sensible que sous une charge de 8 tonnes.

Qoant à la question de savoir quelle est la durée relative des rails simple et double T contenant la même, quantité de matière, elle ne peut être édaircie que par l'emploi de ces rails. Il serait donc k désirer que sur ce point comme sur un grand nombre d'autres relatifs au service des chemins de fer, les

1 . Voir plus loin on article sur la fabrication des rails. Voir aussi sur la forme et le polda^des rails, les planches et les légendes.

116 DES BÀ1L9

ingénieurs qui dirigent l'exploitation de ces voies de communication voulussent bien réunir tous les documents pouvant aider à la solution du problème.

M. le ministre des travaux publics de Belgique nous a fait l'honneur de nous communiquer le projet qu'il avait formé de provoquer un congrès d'ingénieurs et de directeurs des chemins de fer dans ce pays où ce nouveau genre de communication Rfm de si grands développements. Nous regrettons que ce projet n'ait pas encore été mis à exécution , et nous espérons qu'il n'est pas abandonné. Il appartient à l'administration si éclairée et si libérale dei chemins de fer belges de prendre en pareille circonstance l'initiative.

Revenant à l'examen des quaUtés ou défsiuts respectifs des raiis simple T et double T , nous diroDS que les avis sont, encore aujourd'hui, tellement par tagés sur ce point , que les chemins construits récemment avec Tune ou l'autre espèce de rails sont à peu près égaux en nombre et en importance.

Ainsi on a adopté le rail simple T sur presque tous les chemins de fer du nord de FAngleterre, sur le chemin dit NorthrMiddland raUwajr , le chemin de Manchester à Leeds, le chemin dit Eastern-CouniieSj jailwajTj le chemin de Greenwich, tous les chemins belges, le chemin de Berlin à Potsdami le chemin de

A GHAHPIGNON. 117

Versailles (rive gauche), ceux de Montpellier à Cette, de Bordeaux à la Teste, et de Naples à Nocerra.

Le rail double T, au contraire, a obtenu la préférence sur les chemins de Liverpool à Manchester, Londres à Birmingham, Birmingham à Liverpool, Londres à Southampton , Paris à Saint-Germain , Paris à Versailles (rive droite), Paris à Orléans , Paris à Rouen, Saint-Étienneà Lyon, Baie à Strasbourg, Saint-Pétersbourg à Pauïosk.

On remarque en étudiant les planches des raiis dive^^ de notre atlas que les ingénieurs ne se sont pas bor- ^^'^'"P**'*' nés à varier les dimensions relatives du champignon et de la tige, seulement ; ils en ont aussi modifié la forme.

Ainsi, on voit que dans les rails des chemins de Saint-Germain , et de Liverpool à Manchester, fig. C, sér. B, pL I , le champignon, arrondi sur l'un des côtés, se termine par un angle vif sur l'autre. On a, de cette manière, élargi la surface de roulement par l'addition d'une faible quantité de matière, mais on s'est imposé l'obligation de ne placer du coté de l'axe de la voie que la face convexe du champignon ; et l'expérience a prouvé que Tarete vive, souvent défectueuse, se détruisait rapidement.

Sur le chemin de Versailles (rive droite), construit par les mêmes ingénieurs que le chemin de Saint-

lld DBS RAILS

Germain, postérieurement à ce dernier, on a égaks ment employé le rail à champignon double , mm sans arêtes vives.

r^lSff^e» ^ surface de roulement du champignon était^ ^E^^ dans Forigine, bombée, ainsi que le prouve Tinspec- ^.r^^^ tion de l'ancien rail du chemin de Newcastle k Cêx^ lisle, fig. T. On Fa remplacée par ime raiAce plane, puis l'on est revenu , depuis un ou deux ans seulement, à la surface bombée. Les nouveaux rails des chemins d'Orléans, de Rouen, etdeSaint-ÉtieDni à Lyon sont tous à surface bombée.

La sur&ce plane présente certains inconvénienti graves. Les roues des chariots étant coniques afin de faciliter le passage dans les courbes, on incline les rails k surface plate vers l'axe de la voie , de manière à ce que la surface conique pose sur la surface entière du champignon. Il en résulte, dans les lignes droites , un frottement de glissement d'autant plus grand que le rail est phis large, car un cône ne peut se mouvoir en ligne droite sur un plan sans qu'il y ait glissement. D'un autre côté , si l'inclinaison de la surface d'une partie des rails n'est pas exactement la même que celle du pourtour de la roue, ce qui arrive fréquemment, les roues coniques, en passant sur ces rails , ne posent que sur l'arête exté* rieureou intérieure du champignon, ce qui en provoque l'écrasement. Et s'il arrive que l'inclinaison

A CHAMPICWON. 119

diffère entre les deux rails opposés d'une même Yoie ou entre les rails qui se suivent, cette imperfection donne naissance à des oscillations latérales qui accroissent le mouvement de lacet '•

On évite, avec les rails à surface bombée, les inconvénients que nous venons de signaler; mais n'est-îl pas à craindre que les roues et les rails n'étant en contact que par des surfaces d'une petite étendue, ces surfeces ne s'usent rapidement, et qu'après un temps fort court, le champignon ne s'aplatisse par suite de l'usure? ne serait-ce pas l'observation de ce fait qui aurait précédemment conduit à abandonner les raik bombés ?

1. Poar qne les deux roues coniques portées sur un même essieu druadiariof 4ë ehemln de fer, parcourant le même chemin, le ehaml se meuYie en ligne droite, il faut que ces deux roues posent sur le rail par des éléments également éloignés des boudins de la roue. Si par suite d*un mouvement latéral quelconque , le boudin dHine des roues se rapproche du rail , tandis^ c|ue celui de Tautre roue s*ea éloigne , le chariot ees^ de marcher en ligne drmte , il tourne sur la voie de telle façon que le boudin qui s'était éloigné du rail s'en rapproche, et que celui qui s'en était rapproché s'éh éloigne. Dans un moment donné, infiniment petit, les deux boudais se trouvent de noùvciau' U égale distance des rails, mdn comme ils arrivent à cette position d'équilibre avec une vitesse acquise il la dépassent, le boudin qui d'abord était le plus éloigné du rail, en est devenu le plus rapproché, et le plus rapproché le plus éloigné. Le mouvement de rotation du chariot a lieu alors en sens contraire, el ainsi de suite, en sorte que le chanot suit une ligne sinueuse au lieu de marcher en ligne droite.

IM DBS EAILS

ÂTantages Les rails en usage sur les grandes lignes de db»- ^oQduiés mins de fer ont aujourd'hui tous , à un très-petit

(«nUèies. nombre d'exceptions près, même hauteur dans toute leur longueur, en sorte que leur section transversale est toujours la même, en quelque point qu'elle soit prise.

On employait, il y a quelques années encore, des rails dont la hauteur variait entre les points d'appui, de telle façon que leur forme correspondait à celle du solide d'égale résistance. Ces rails, appelés rails ondulés j parce que leur arête inférieure était une ligne ondulée^ sont aujourd'hui abandonnés par les raisons suivantes :

I® Les traverses devant toujours être perpendiculaires à l'axe de la voie, cette condition ne peut être remplie dans les courbes qu'autant que l'écartement des points d'appui est plus grand sur la file de rails qui forme la courbe de plus grand rayon que sur celle qui forme la courbe de petit rayon. La différence d'écartement doit varier avec le rayon des courbes. Lorsqu'on se sert de rails ondulés, cet écartement est nécessairement invariable.

a^ Les points d'appui des rails ondulés étant forcément à des distances toujours égales , il en résulte que lorsqu'un rail vient à casser ou à ployer entre les supports, il n'est pas possible de glisser

A CflAMPKSHON. IM

nue traverse pour le soutenir, comme cela se fait soQYent avec les rails droits, dits rails parallèles.

3û n est également impossible, avec les rails ondulés, de varier le nombre des points d'appui suivant la natyre du terrain, suivant le poids des machines ou suivant toute autre circonstance qui peut déterminer à le changer.

4* Le terrain sQps Tun des supports du rail on* dulé,ou l'un des supports même venant à s'abaisser, le rail étant alors comme suspendu au-dessus du sol , se trouve être le plus faible à l'endroit où il doit résister au plus grand efifort.

5^ Le rail ondulé contient théoriquement moins de métal, à égalité de résistance, que le rail parallèle; mais ce métal, inégalement comprimé, est moins homogène. La fabrication des rails ondulés présentant d'ailleurs plus de difficultés que celle des rails droits, la forme du rail ondulé pourra manquer d'exactitude, et le rail n'aura plus la solidité désirable.

6^ Le rail ondulé enfin, plus difficile à fabriquer que le rail parallèle, est aussi coûteux, bien que contenant moins de métal, et, lorsqu'il est usé, il se trouve avoir perdu une plus grande partie de sa valeur.

laa MOmi B'AfiSBUBLAGB

raiis^iiiantg ^'^ anciens rails en fonte ont tous la forage du eo foDte. solide d'égale résistance, mais comme ils n'ont jamais plus de j°^20 de longueur, ils ne posent sur des appuis qu'à leurs extrémités et se terminent en conséquence, dans leur partie inférieure, par une courbe convexe sur toute son étendue.

S^mLiUmb ^^ ^^^^^ tantôt sont posés simplement bout à desniJs. bout et coupés à leurs extrémités carrément ou obliquement, comme l'indiquent les figures suivantes :

• HDD r-^=T-i .

D'autres fois^ les champignons sont assemblés à mifer, fig. 8. Dans ce dernier cas, les tiges sont assemblées à mi-fer, comme fig. 9, ou à recouvrement, comme fig. 10.

Le mode de réunion des rails, fig. 6, est employé exclusivement sur tous les chemins de fer construits en France, et sur un grand nombre de chemins de fer en Angleterre.

Le mode fig. 7 a été appliqué en Belgique. Les secousses, au passage des voitures sur les joints de ce genre, sont moins sensibles que sur les joints

DBS MAOA A GHAMPiGlIOll. 138

fig. 6. Mais lorsque les £aces latérales des rails ne se trouvent plus exactement dans le même alignement| comme fig. 7, le boudin des roues venant à firapper ou même seulement à presser latéralement contre l'angle aigu A ou contre l'angle B, entame aisément le rail.

Le mode fig. 8, bien que coûteux^ a obtenu depuis quelques années la préférence sur plusieurs lignes importantes, notamment en Belgique. Les tiges sont alors assemblées comme fig. 10. (Voyez fig. a, a, a,, 24, 4, 4, 4„ 4^, 6 et 6«, série B, pi. 4.)

Les rails que nous venons de décrire sont toujours fixés aux dés ou aux traverses au moyen de coussinets.

On a aussi employé des rails à champignon, ter- |^|,^ ^j^ minés dans leurs parties inférieures par une semelle *n»^<»^ qui pose immédiatement sur les traverses. Voir les rails L, M, N, O, pi. 3, série B. Ces rails, connus sous le nom de rails américains , sont maintenus en place par des crampons en fer^ ainsi que l'indique la fig. 5^ série B, pi. a.

Les rails américains ont été essayés sur le chemin de Saint-Germain, mais on a reconnu que leur mode d'assemblage avec la traverse manquait de solidité. Cette observation ayant été faite plus particulièrement dans les fourbes, il y a lieu de sup-

196 M8 MAILS » BOIS » m.

Eaite En Europe, on ne trouve de rails de ce genre sur

m éfïïés 8or aucune ligne importante. La portion métallique du ^*'*^'^^ rail en bois et fer est toujours ou un rail à champignon de fer , avec embase comme les rails fig. P et Q, série B, pi. 3, ou un rail évidé comme ceux fig. R, S, T,U, y, W, Xy Y et Z de la mémeplandie.

Les rails de Tune ou de Tautre espèce sont fixés aux longuerines par des crampons comme fig. 5« pL a, série B, par des vis ou par des boulons, comme les rails tout en fer à champignon avec semelles, le sont avec traverses.

Les longuerines, que nous considérons comme partie constituante du rail en bois et fer, sont liées à des traverses par des chevilles ou par des boulons.

Quelle que soit la forme des bandes de fer fixées aux longuerines en bois, ces bandes doivent s'as* sembler sur une semelle en fonte encastrée dans le bois. Elles sont coupées àleurs extrémités carrément ou obliquement.

Compftniflon Le rapport entre la hauteur et la base de la m^toewer hande de fer étant beaucoup moindre dans les rails

tout esTfor. ^^ ^^ ^^ ^^^ V^^ ^^^^ ^^^^ ^^^^ ^" ^^^ ^ cliampignon avec semelle , et les points d'attache pouvant être aussi nombreux qu'on le désire, les rails en boiset fer sont moins sujets au déversement. Ils offrent, à un plus haut degré que les rails tout en fer, une cer-

Ni lAiM Ki'K» sr m. isnr

laine élasticité qui, favorable à la conservation du matériel, adoucit le mouveinent des voitures. Dans les pays où le boh est cher et le fer à bon marché, ils sont plus coûteux que ceux tout en fer. Us of- ^frent moins de garantie de durée, et présentent un inconvénient qui n'est pas sans gravité lorsque la circulation est très-active, celui d'être plus di£Bciles à enlever et à remplacer que les rails en fer fixés au moyen de coins entre les saillies des coussinets.

Des deux espèces de rails en fer qui, fixés à des longuerines en bois, constituent les rails en bois et fer, du rail à champignon avec semelle, et du rail évidé, ce dernier nous parait préférable ^n ce que le métal plus Clément comprimé en est amssi plus homogène et que la table sur laqudle a lieu le roulement n'en est pas sujette à s'écraser comme celle des rails à champignon.

Terminant ici la description des di£férentes espèces de rails, étudiés plus particulièrement du point de vue de leur forme, nous passons à la comparaison des différents modes employés pour les attacher au sol.

Nous avons déjà été conduits, en signalant les avantages respectifs des rails ordinaires à champignon et des rails américains, adonner la préférence au mode d'attache adopté pour les premiers

128 DES RAILS m BOIS BT VBR.

sur celui usité pour les derniers. Nous entrerons maintenant dans quelques détails sur les apfdict^ tions qui ont été &ites de l'un et de Fautra moyen.

Les coussinets sont fixés aux traverses ou aux dés par des chevilles en fer ou en bois, qui traversent leur semelle. Lorsqu'on se sert de supports en pierre on ménage dans ces dés ou supports, k remplacement des trous de la semelle du coussinet^des trous que l'on remplit avec une cheville en bois. C'est dans la cheville en bois que pénètre celle en fer.

M. Manby a communiqué au Journal des Che^ mins de fer un excellent article sur les avantages respectifs des chevilles en fer et en bois pour fixer les coussinets avec support. Nous en extrayons le passage suivant :

Défiots des a Dans Torigine de la construction des chemins Attaches eo ^

to poor fixer de fer pour le transport des voyageurs, on se servait

de dés en pierre pour supporter les coussinets. Dans l'état actuel de l'art, il est généralement admis que les traverses en bois sont de beaucoup préféra* blés, en ce qu'elles maintiennent Técartement de la voie avec une exactitude parfaite, et en ce que, donnant la même base aux deux côtés de la voie, les deux lignes parallèles deviennent ainsi solidaires Tune de l'autre. Quel que soit, du reste, le mode