ÉPAISSEUR

du corps.

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mkli* «oaniBl.

cent.

C«Dt.

ccnto 1,3 1,6

Ulogr.

tiv. l**, — VOIfi.

Ces profils, établis en parlant de IV'^iilit*' de'^ résistnnccs (!'lémpnt;nres, ne donnent cependant pas de part et d'anti-e de Taxe horizontal passant par le centre de gravité, des moments d'inertie tout à lait égaux. Il y aune différence de 75 environ en faveur de la partie supérieure, différence destinée à compenser d'avance f usure du champignon. Le rapport des aires est à très-peu près le même que celui des moments.

Le rapport 2,91 de la hauteur à la demî-largeur est peutr-être excessif; mais cet exemple prouve du moins combien les hommes compétents, eu Allemagne, se préoccupaient peu, il y a déjà quinze ans, d'ime des objections auxquelles le rail américain est encore en butte de la part de quelques ingénieurs : la tendance au renversement : et Texpérience a donné pleinement raison aux prenders. La détermination du profil doit d'ailleurs être discutée dans chaque cas, en tenant compte de tous les éléments qui lui sont propres. Cette discussion, toujours nécessaire, Test encore plus pour le rail VignoU que pour le rail à deux champignons, qui n*a pas à satisfaire par lui-même à des conditions aussi multipliées. Il serait au surplus fort inutile de décrire ici de nombreuses formes de rails; il suffit de faire ressortir la tendance actuelle, et ses motifs. Certaines formes, d'aifleurs, même parmi les mieux étudiées, pèchent en quelque point : il est difficile, par exemple, d'admettre que le rail si élancé de Cologne à jfifiden, et le rail si trapu de Bilbao à Tudela (Pl. U.fig. 26) , soient l'un et r autre parfaitement motives par la nature des choses; peut-être a-t-on attuché une importance trop exclusive à la résistance verticale, dans un cas, à la résistance horizontale et surtout à la stabilité de rotation, dans l'autre.

Dans l'état actuel de la (juestion, le rail n" 1 de M. Weishaupt et celui du Nord irançais (Pl. MI. fig. l.'i) adopté depuis })ar jilusieurs lignes, paraissent avoir des propoilions très-convenables i)0ur les chemins à grandes rour]>es. Le prolil adopté depuis la lin de 1803, pai- l'Kst français (Pl. \\ï^ ftg. 12) mérite aussi d'êtie signalé, d'autant mieux que les modifications apportées au rail primitif ont été suggérées par r(î\})érience. Sans parler de la partie du tracé qui intéresse spécialement l'éclissage (82, 83) , (et qui a été d'ailleurs conservée pour que le nouveau rail pût être substitué à l'ancien dans les remplacements partiels) , les bords du champignon ont été mièux soutenus, l'épaisseur du corps a été réduite de 1 8 millimètres à 15, et les ailes du patin ont été rappro- ' chées de l' horizontale pour améliorer la portée des têtes des tirefonds. En somme, le poids a été diminué (35 kilogrammes par mètre au lieu

CBkP. IL ^ RÂIL VIGNOLE. — $£S PttOfOilTiUr^S. 67

de 36) tout en augmentant un peu la résistance verticale. Le ra^iport de la hauteur à la demi-largeur est 2,88 au nord, 2,A2 à TEst; il est donc très-rassurant. Bien n'indique môme jusqu'ici qu'on doive r^retter la hardiesse,en apparence exagérée, du troisième type de la ligne de ilftndèn, sur laquée la vitesse est cependant aussi grande que ches nous.

Le rail déjà cité de la ligne de CAaiam, est très-peu élancé. Mais la largeur de la base relativement à la hauteur, est bien plus exagérée encore sur un autre chen^ anglais auquel le rail Vignole a été également appliqué, le Métropolitain de Lmdres, Ce profil a été arrêté toujours sous l'empire de la même préoccupation, celle d'empêcher la pénétration du fer dans le bois. Mais ici le danger était réel, car le rail est posé sur longrines, et comme on avait sous les yeux l'exemple peu rassurant du Great Western, sur lequel le maculage des longriiies est très-prouoiicé malgré la graiidu kugeur du rail eu .1, ou comprend que les iugéuieurs aient voulu se mettre en garde contre le même effet. Je reviendrai du reste sur ce point en traitant des supports longitudinaux (127).

4S. Rails des Êlats-Unis. — Si Fou jeite un (-(uip d'œil de rauiiv côté de l'Océan, ou trouve mie siugulière di\ersiré dans les pri^poitions du profil aiusi que dans le i)oids des rails en usage au\ Elals- Lms. Touteiois, ce qui douiine eu général, c'est la légèreté et les formes ramassées. Sur le chemin de New York à Êriv, le poids a été graduellemeut augmenté de près de 50 p. 100 (de 55 à 75 livres par yard), et d'après M. A. HoUey ('), les rails les plus lourds ont été presque invariablement les plus mauvais. Sur le chemin de Camden à àmbay^ on est revenu à un rail de 0'",11A de haut, qui fait un bon service, après avoir employé, sans succès, un rail de 0'",i78.

D'après l'auteur cité, les rails l^ers, à tige très-courte, ne sont pas seulement de meilleure qualité, avantage dû à une compression plus énergique du métal, à un rapport plus favorable entre le périmètre et faire de la section ; ils seraient, en outre, inieux appropriés à l'état deA voies américaines , état généralement imparfait, par suite de fépatsseur insuffisante et de la qualité médiocre du ballast, des dimensions trop grêles des traverses, et d'un entretien négligé. On conçoit eu eifet qu'un rail flexible peut se modeler en quelque sorte sur les inégalités de ses supports, et qu'une telle situation, évidemment inadmis-

% (*) ÀmetkttH and Mvropean ruUwaïf jsrae^e, in-i. — New^Yorkt 1801.

sible sur nos cheniius à grande \itesse, peut Otie acceptable sur les chenuijs des Ktats-l'nis oti la vitesse est faible, et où d'ailleurs Ir matériel roulant, par sa (li-[K)sjtion spéciale, se plie mieux que le notre aux ondiilation.N du prolil de la voie. Ce parti pris d' une grande flexibilité peut seul expliquer les formes trapues, à gros champignon , à corps très-courts, si répondus sur les chemins dont il s'agit et qui portent le nom de rail en poire {pear head) (H. Yl, fig* iO et 11).

$ ni. — mu i«M»«Nictt« ém ctampliBra.

â*. Le bombement du champignon de roulement est encore à peu près général. Toutelois, le rayon est généralement de 0"','200, chiilre auquel il a été porté, par e\em})le, dans le nouveau rail Vignole de l'Est français (à/), tandis qu il était seulement 0'",098 dans le précédent; il ne s'abaisse guère aujourd'hui au-dessous de 0™, 15 et presque jamais au-dessous de 0"',13, limite inférieure fixée en Allemagne par la réunion de Dvcsde (*); mais on est desrendu souvent beaucoup plus bas yusqu'à 0"%0t5, en Angleterre), et quelques ingénieurs le feraient encore s'ils ne craignaient d'accélérer beaucoup Fusure des bandages.

Il semble cependant que rien ne justifie l'importance qu'on attache si généralement, en Angleterre surtout, à la courbure de la surface de roulement. Les premiers rails anglais avaient le champignon plat, et large (0'",06) ; cette forme ayant donné nécessairement de trèsmauvais résultats, on a un peu légalement condamné le profil à surface de roulement plate, tandis que le mal était seulement dans Tezagération de longueur de la ligne droite. Si un bombement prononcé est utile, c'est parce qu'il réduit la portée du bandage à une sone assez étroite de la région moyenne du chanq>]gnon, parce qu'il élimine ainsi les glissements que produirait la conicîté du bandage si cette surface était plus large, et surtout parce qu'il soustrait à l'action immédiate de la charge les parties latérales, en porte-Â-faux, du champignon. Cette seconde condition doit être remplie non-seulement quand les ban* dages sont neufs, mais aussi quand leur profil est déjà un peu altéré, tant par l'usure proprement dite que par le refoulem^t du métal vers l'extérieur. Si le champignon est trop plat, le bourrelet ainsi formé ap-

C*) TechHùche Vertuéanmgenf etc., 1866> «rt. 12.

CHAP. II. — aAliS. — BOMBEMENT OU CHAMPIGNON. 69

pH^e la charge vers le bord extérieur du ehampignon, et le rail se dé^rganise beaucoup plus rapidement que si cette application avait lieu vers le bord intérieur, parce que dans le premier cas là force pousse vers le vide, tandis que dans le second elle est dirigée vers rintérieur du rail. Tel est le motif qui s oppose très-souvent au retournement horizontal du rail, le bord extérieur étant trop déformé pour être placé à Fintérieur de la voie et soumis à Faction des mentonneUt.

Mais pour combattre cette cause de destruction, que Fentretîen des bandages doit d'ailleurs contenir dans des limites asses étroites, il n*est nullement nécessaire d'augmenter la courbure de la région moyenne du champignon; on peut même la faire tout à fait plate, pourvu qu elle ne soit j^as trop îai'ge, et que la courbure des surlares u\ec lesquelles elle se raccorde soit assez prononcée; ce qu'il luul, en un mot, c'est que les bords fuient rapidement.

Dans le rail à champignons inégaux (36^25) delà Méditerranée, par eveniple, une tangente de 0"',01 se raccorde de chaque côté, avec une anse de panier, dont les rayons sucr^ssits sont : 0"»,0715, 0"\01(3 et 0"',012. Dans le rail symétrique (X Orléans, un arc de 0"",091 de rayon , sous-tendant un angle de 30' (corde, 0,0A6) se raccorde de chaque eût»' avec un arc de 0"',Ortli le rayon. La flèche d'un arc de 0"'.09l et 0'",01 de longueur est 0""",137. Il suflît de supei-poser ces deux profds pour s'assurer que, quand la coïncidence est établie au milieu, elle a lieu aussi pour les bords ; de sorte (jue, dans les deux rails, les parties en porte-à-faux se dérobent à peu près également à l'action des bandages. Le premier protil est donc préférable au second, car il répartit les pressicms plus également, sans cependant exagérer la largeur de la zone de contact, et tout en ménageant les renflements latéraux, dont la fonction spéciale est de constituer la résistance transversale du rail. Si le rayon moyen s'abaisse, par exemple, jusqu'à 0",0d, la flèche s'élève à 0»"^21 ; on ne protège alors les bords du rail qu'en surchargeant la région moyenne par une concentration excessive des pressions; concentration qui n'est nullement nécessaire pour dérober les bords à Faction directe des bandages, et qui doit même conduire bientôt à un résultat tout opposé, en accélérant Fu> sure ou pour mieux dire F écrasement de la région intermédiaire.

Il sufilit, du reste, d'observer Firrégularité des altérations qu'éprouve bientôt le profil des champignons, même dans les rails de bonne qualité, pour être convaincu de Finsignifiance de plusieurs détails dont on se préoccupe souvent. Poussée à un point

trop minulieux, la détermination du meilleur txs/ok théorique devient un problème oiseux; il n'y a qu'une seule condition vrAiment essentielle, c'est de combiner une largeur de contact et une flèche du champignon suffisantes. Si cette condition n'est pas remplie^les bandages ne tardent pas, malgré leur chanfrein de fabrication, à porter sur le bord extérieur du champignon, dont la destruction est alors bien plus rapide ({ue celle du bord Intérieur, malgré l'action des mentonnets, et qu'il est facile d'observer sur les rails dont la jlècfae de bombement est trop faiUe, quels que soient les détails de leur tracé.

&0. Le laènie effet pourrait aussi résulter, avec des rails trop i^lats, (J'un léger excès d'inclinaison (55); considération dont il serait bon de tenir compte dans l'établissement de la voie sur les chemins à tracé très-contourné et par suite à roues très-coniques. Si la llè< lie du champignon n'était pas suftisante, la circulation du matériel appartenant aux chemins à courbes de rayons plus grands, et paj* suitp à loues moins coniques, serait très-nuisible pour les i*ails, à cause de T excès de leur inclinaison sur la conicité des bandages; i)eut-être conviendrait-il alors de ne donner au rail qu'une inclinaison un peu inférieure à la conicité du matériel de la ligne elle-même, car il faut s'attacher surtout à empêcher les bandages de porter siu* le bord extériem*.

Ce désaccord, entre l'inclinaison et la conicité, existe partiellement au Semring, par exemple. La conicité des roues des machines spécialement affectées au service de cette section, est plus grande que celle des wagons, qui circulent sur tout le réseau, et c'est sur la plus p&> tite que l'inclinaison des rails a été réglée.

ftl. Un profil étudié avec beaucoup de soin en 1856, celui du chemin derEstprussî^ dit: Normal ProfU ou r at7mttijslért'el(Pl. Il, fig, 9] , a été depuis modifié dans le sens des observations qui précèdent, et adopté en 1863 pour les chemins hollandais, sauf une légère surépaisseur donnée au corps. L'expérience a prouvé que le rail primitif, longtemps en faveur en Prusse, remplit, en efi'et, les conditions essentielles de résistance et de stabilité;' mais on a reconnu qu'il convenait de supprimer la courbure au sommet, non-seulement poiu* répartir également la charge, sans exagérer toutefois la largeur de la zone de contact, mais aussi en vue d'assurer, au laminage, une compression plus énergique du métal dans cette région. — Sous ce dernier rapport,

CHAP. n. — 1IAIL5. — BOMSBIIENT DU CHAMPIGNON. 71

rinfluence de la suppression de la courbure au sommet pai ait laible. Quels que soient les détails du profil final, le rôle des cannelures finisseuses, dans lesquelles le rail ])asse de champ, ost toujours secondaire quant à la conijjression du métal dans ia région du roiili nirnl. Sans doute, la hauteur du rail croit légèrement à chaque cannelunî (de 1 à 2 millimètres), et cela aux dépens de la compression dans ce sens; mais ce lait est à peu près indépendant du rayon de courbure au roulement. Ce qu'il y a de \ rai, c'est que la courbure s'eiraçant par l'usage (surtout sur les sections ou les freins agissent fréquemment), et cela aux dépens des bandages^ il semble naturel d'adopter déprime abord une fonne plus durable ; on peut disserter, et encoi-e dans certaines limites seulement, sur la largeur qu'il convient de donner à la zone de contact, mais ce qui ne paraît guère contestable, c'est qu*il convient de la £ure plate.

Toutefois la courbure prévaut en général. U y a même sur quelques chemins allemands une cortaîne tendance à la faire plus prononcée, contrairement à l'exemple cité tout à Theure. Ainsi, le rayon au roulement est seulement de 0'*,12i2 dans le nouveau type de rail étudié en Autriche, pour Tapplication de l'acier BesMiner. (PL II, fig. lâ). Par contre, le rail du Gebirg's-Bahn (*) silésîen (Pl. V, fig, 28) pré* sente une tangente de 0"',03, raccordée de chaque cété avec un quart de circonférence ayant pour rayon 0^014. La longueur de la droite parait un peu trop grande.

S9. M. JDoêlen a proposé récemment, en AUemagne (Pl. Il, /ït/. 18), un mil* dont le champignon, tout à fait plat, est élargi, terminé par une arête vers l'extérieur en vue d'augmenter la surface de contact, pt donne l'inclinaison. La symétrie et par suite le retournement horizontal sont ainsi sacrifiés; et, au lieu de Taxautage théorique qu'on recherche, cette forme entraînerait J<*s inconvénient de tout genit», amplement prouvés par T expérience du premier rail de Paris à Saint-Germain qui avait une forme analogue.

On est placé, pour la largeur de la zone de portée des roues, entre

(*) Eo Prusse on appelle : chemins de montagnes^ des lignes qui, ailleurs, seraient considérées comme ayant simplement des locllnafeons moyennes. Sur les lignes principales de ce r*'> ti f^condaire de Silësie, les pentes ne dépassent pas 0,01; r'i sf - clément sur un enibroiicbement, celui de Diltersbach k Waidenburg, qu'elles alteigiieut 0.014. Les courbes ont de rayon en général, et ne descendent que par exception

la moitié de ce chiffre.

72 tiv, i*. VOIE.

deux écueils. Trop grande, elle met en jeu les effets nuisibles de la

coiaaté, et ceux plus graves encore des défauts du sabotage ou de r entretien, d'une inclinaison trop forte ou trop faible des lails. Trop petite, elle abouti i a une concentration des pressions sur une surface tellement réduite que le métal se désorganise et s'écrase au contact des roues. 11 est difficile d'assigner dans chaque» cas la limite atteinte par ces pressions, et la part qid leur revient dans les altérations des champignons des rails. Mais il est certain que ces altérations ne proviennent pas seulement : 1* de la tension des libres cxtiéaies du rail considéré comme solide fléchi transversalement; des glissements des jantes dus à Iti solidarité des roues enrayées et des roues couj)lées des machines; 3" de la pression tangentielle des roues motrices; à" du patinage; 5" des pressions et des glissements des mentonnets et du glissement transversal des jantes dans les courbes, mais aussi de l'action immédiate de la charge sur les points d'application de la concentration même des pressions sur des surfaces très-petites, — et d'autant plus petites que le diamètre des roues est plus réduit. Sous ce rapport, un rail lourd, rigide, soufire plus qu'un rail légei-, parce que celui-ci, plus flexible, embrasse un arc plus grand de la roue, et répartit ainsi la pression — fort inégalement il est vrai, — sur une aire plus étendue.

«4. A défaut d'une évaluation précise, impossible en présence d*actions si complexes, l'exagération fréqu^te, à ce point de vue, de la charge sur rails a été prouvée d'une manière irrécusable par l'écrasement des bandages ; fait heureux,car ici il n' y a pas cette complication .qui rendait le doute possible pour le rail. Cest cette rapide destruction des bandages,, bien plus que celle des rails, qui a ouvert les yeux des ingénieurs du matériel et les a déterminés à renoncer enfm à des charges abusives en multipliant, au besoin, les points d'appui des machines. La voie a profité ainsi d'un bienfait qui ne s'adressait pas à elle.

On peut admettre que des rails de bonne qualité, pesant 36 à 37 kilogrammes par mètre, peuvent supporter sans désorganisation du métal une charge de 10 à 11 tonnes par essieu, limite qu'on s'efforce uidiiiairement de ne pas dépasser, si ce n'est pour les machines à roues libres, les exigences de l'adhérence forçant à aller fort au delà pour elles. — Ainsi, dans l'opinion des ingénieurs du Nord français, leur voie n'est pas surchargée aujourd'hui, les rails de 67 kilog, peuvent suffire au travail qm leur est imposé.

CHAF. II. » fkAOS, ^ iEVn INCUNAISON.

La conicité des bandages et sa conséquence immédiate, l'indi' naison des rails, datent presque de l'origine des chemins de fer; leur utilité a été mise récemment en question, et même formellement contestée. Ce point a trop d'intérêt pour que nous ne nous y arrêtions

pas un instant.

n ne s'agît pas, bien ent^du, de la circulation en courbes; sous ce rapport, les avantages de la conicité sont trop évidents, pour être niés. Aussi a-t-on cherché à la conserver dans les courbes roides tout en la supprimant dans les alignements droits et dans les courbes de gi'and rayon. (Test seulement au point de vue du parcours eh ligne droite qu'elle doit être envisagée en ce moment. Elle a alors pour but de combattre, dans certaines limites, les causes multiples qui tendent à faire prendre aux essieux une position oblique relativement à la voie et à maintenir l'un ou l'autre des mentonnets des deux roues conjuguées appliqué contre le bord du rail. La réalité de son influence dans ce sens ne peut guère être mise en doute, même abstraction faite de l'expérience ; mais on ne peut pas davantage nier, au moins en principe, ses inconvénients, car l'utilité de ses effets résulte de l'inégalité des rayons du roulement des deux roues solidaires, et cette inégalité entraîne nécessairement des oscillalions de l'essieu de part et d'autre de sa position moyenne, normale à la voie et horizontale; oscillations amplifiées, pour la caisse, par le jeu des ressorts de suspension. C'est précisément pour cela que la conicité et par suite l'inclinaison du rail ne doivent pas, tant qu il s'agit seulement de l'alignement droit, dépasser une certaine limite. Utiles jubijue-là, elle deviennent nuisibles au delà; c'est une question de mesure.

M. Il n'y a ni conicité ni inclinaison du rail sur la petite ligne de Paris à Sceaux^ mais c'était une conséquence toute naturdle de l'indépendance des roues, qui est un des caractères du matériel

articultj imaginé par feu M. Arnoux.

On avait cru devoir poser sans inclinaison les rails à supports métalliques du système M'Cunnell, essayé sur le cin uiin de liristol à ExeUr et décrit plus bas. Mais ou a reconnu plus tard la nécessité de réparer cette faute. H est vrai que le matériel qui circulait sur ces rails non inclinés avait les bandages (•oni(|ues. On s'est contenté d'ailleurs d'une inclinaison un peu inférieui-e à la conicité : ^ au lieu de

74 wv. I". — VOIE.

chiffre adopté, pour les grandes lignes, en Angleterre conune en

France.

Les ingénieurs d'une des dernières grands lignes construites en Autriche, celle de 1 Ouest (de Vienne k iyalzbourg) ^ étaient arrivés à la conviction que la couicité est inutile. Son inutilité admise, il était facile de lui faire un procès en règle et de la condamner comme décidément nuisible, ne fût-ce qu'au point de vue du bombement, considéré comme défavorable à la répartition des pressions entre les roues et les rails, et comme dérivant d'ailleurs uniquement de la co« nicité.

Mais cette dernière manière de voir est elle-même au moins trèscontestable. Théoriquement,, sans doute, avec des bandages cylindriques la surface de roulement du champignon pourrait et devrait être plane et large; mais si l'on tient compte des déformations inévitables des bandages et des légers écarts de la position du rail relativement à la verticale, on reconnaît que cette large surface de roulement, bonne pour un état de perfection théorique, ou au moins passager, doit être en réaljté tr^manvaise, et cela précisément au point de vue de la répartition des pressions. En croyant augmenter la longueur de la zone de contact, on arriverait très-souvent au résultat contraire, et, ce qm est plus grave encore, à appliquer la charge sur la partie du rail qui est le moins en état d'y résister, c'est-à-dire sur le bord du champignon, et surtout du champignon extérieur. Ces elléts sont inciéj)en(lants de la conicité: sans elle coniiiie avec elle, il est nécessaire de les pré\cnir. Or le .seul moyen, c'est de maintenir à coup sûr, quelles que soient les altérations df^s formes et les irrégularités de la pose, la zone de contact dans la réLnon moyemie du champignon, au droit du corps du rail, c'est-à-dne de donner de la flèche au champignon. Le bomb'>n)Miiî, tel qu'il a été délini plus haut, paraît donc tout aussi nécessau e avec le rail vertical et les jantes cylindriques qu'avec le rail irîcliné et les jantes coniques.

L'opinion contraire à la conicité senlGmont ayant prévalu au chemin de l'Ouest antt icliien, ou adopta le rail vertical, mais bombé, et les jantes coniques (ou plutôt cylindro-coniques , comme on le verra plus tard). Mais le résultat n'a pas, tant s'en faut, répondu à l'attente des auteurs de cette expérience. Au lieu d'osciller autour de la position moyenne, de cette situation d'équilibre à laquelle la conicité tend toujours à les ramener, les roues exercent librement, ou du moins sans autre obstacle que le fh)ttement transversal.

€!HAP. m — RAIIS, — LEUR INCLINAISON. 75

les impulsions rlo leurs mcntoniKHs contre les rails. Les traverses se (lébourreni, ia voie se dérègle, et en somme bien loin d'être atténuées, les exigences de Tentretien et sans doute aussi les résistances et l'usure sont aggravées. Dans les courbes, loi'squ' elles sont parcourues dans un seul sens, les traverses se placent obliquement à l'axe de la voie, défaut qu'on a cherché à combattre, sur la section à double voie, en s'assujettissant à y faire prendre périodiquement aux trains tantôt la droite, tantôt la gauche. En somme, on a reconnu la nécessité de ramener la voie et le matériel de la Wett'Bahn aux conditions ordinaires. Tel est le résultat final de cette expérience trèfr4ntéressante d'ailleurs, et qui aura abouti à confirmer la justesse des vues des premiers constructeurs de chemins de fer, et à mettre dorénavant hors de toute contestation la nécessité d'une certaine inclinaison du rail.

ftf . La conicité a été également rejetéè sur un chemin de fer déjà cité de r Inde anglaise (Indian Braïuà raUtiDay)^ remarquable d*aUleurs par plusieurs dispositions ingénieuses qui seront décrites plus loin et dont je dois la communication à l'obligeance de M, Ed, JFtbon, ingénieur en chef de cette ligne. Le rail, à patin, a 0<",057 de largem* au champignon; celui-ci est formé d'une droite de 0",0i8 raccordée par deux congés avec deux bords également rectilignes, et verticaux (Pl. IX, /ig. 1 , 2, 3] . Les inconvénients constatés en Autriche ne paraissent pas s'être manifestés jusqu'à présent sur le chemin indien. Mais sur celui-ci la vitesse est faible, elle ne dépasse pas 40 kilomètres à l'heure; ou conçoit dès lors que la suppression de la conicité n'ait pas d'effet bien sensil)le, car il est clair que c'est essentiellement une question de vitesse.

&8. La question de la conicité a été examinée àdiversesrepi ises par les ingénieurs all<Mnauds dans leur.s rrnnlous auimolles. Ici, le piiiicipe même n'a jamais été attaqué, mais la majorité a été amenée à conclure que dans certains cas on avait dépassé la limite, tandis que dans d'autres on était resté iiotahlenicut en deçà. Ainsi, en 1859, la réunion de avait adopté comme inclinaison minimum chiffre

au-dessous duquel elle n'avait d'ailleurs jamais été réduite jusque-là en Allemagne» Quelques observations ont conduit depuis plusieurs inîîénieurs à regarder cette valeur comme généralement trop faible; la voie tendrait plus à s'élargir qu'avec une inclinaison plus pronon-

LÎV. f". — VOIE.

cée. Par contre, rindiiiaisoii de adoptée sur plusieurs ]ig;nes, sur celle de Colotjne à Minden entre autres, a été jugée troj) forte; elle tendrait, par suite île son excès même, à croître encore par l'usage, lùi somme, rinclinaison de a semblé être relie qui tend le mieux à se maintenir sans altération, et (pii, à ce titre, mériterait la préférence pour les grandes lignes. Mais la réunion de 18(35, qui du reste ne parait pas avoir disc^ité la question, s'est hoinée à reproduire la recommandation de 18â9, c ea^-à-dîre à indiquer comme limite inférieure (*).

Cette limite n'a même pas été acceptée par tout le monde. Ainsi l'inclinaison a été réduite à 77 sur le Gebirgs-Bahn de Silésie; (elle a d'aiUem-s été entièrement supprimée, dans les gares et aux changements et croisements de cette ligne). Mais la petitesse de T inclinaison était, dans ce cas, la conséquence presque nécessaire du prolil du rail. Avec sa large surfoce de roulement (ôl) une inclinaison et par suite une conlcité plus 'grandes exagéreraient les glissements aux jjuites. Une pente trës-faible était aussi et plus encore, une nécessité pour le rail de M. IhuUn (62), qui a adopté également ^. On se trouve toujours en face de cette dépendance des éléments, qui ne permet de les déterminer et de les juger que corrélativement.

&9. Le coussinet est fixé aux traverses au moyen de chevilles ou de tire-fonds (Ouest français) en fer, insérés dans la semelle.

Le patin du rail Vignole pourrait être fixé exactement de la même manière; on l'a même fait 'quelquefois, soit sur toutes les traverses, soit seulement sur celles du joint (Londres à CAafam; chemin belge du Luxembourg) (Pl. IV, fig. 21). Mais en appliquant les attaches extérieurement au patin, on a le triple avantage de supprimer les trous, de donner à la résistance longitudinale, dans le cas où elle serait mise en jeu par la tendance au renversement, son bras de levier maximum, et de se réserver une liberté complète pour le mode de répartition des traverses; une encoche au moms doit seulement être ménagée de chaque c^té dans le bord du patin, pour empêcher le déplacement longitudinal du rail (105).

(') TechniicAe Verein^ttngen, 1866, etc., art. 15.

GHAP. II. — RAILS. — GRAMPOXS ET TIRE-FONIIS. 77

La fonction essentielle des aitarlies est de s'opposer au glissement transversal du rail, mais elles doivent nnssi, comme ou l'a vu maiutenir le patin intimement appliqué contre la traverse et empêcher ainsi le claquement^ destrncteur du bois. Il faut donc qu eiie^ soient pourvues d'une tête saillante, et très-solide.

On emploie des crampons et des tire-fonds; aujourd'hui on les galvanise assez généralement, suitout quand les traverses sont préparées au sulfate de cuivre. Quant aux chevilles en bois, même comprimé, tantôt pleines, tantôt creuses avec âme en fer, qui ont été pendant longtemps assez en usage en Angleterre pour fixer les coussinets, elles manquaient de solidité, quoiqu'on eût souvent la précaution d'en placer deux à l'extérieur. Le Board of Trade (ministère du commerce) a invité les compagnies anglaises k s'abstenir de leur emploi. £n France la ligne de ilontereau à Troytê qui les avait appliquées a dû y renoncer bientôt, malgré son tracé favorable et la légèreté des machines qui y circulaient jusqu'à l'époque où elle a été comprise presque entièrement dans la grande ligne de Parti à MMoute*

Les crampons sont toujours unis (non barbdiés) et souvent terminés en bas, lorsque la traverse n'est pas percée à fond, par un biseau nonnal aux &ces latérales de la tète; cette forme est moins su* jette que toute autre à faire fendre le bois, parce que l'ouvrier est forcé de placer le tranchant transversalement aux fibres : condition souvent éludée pour les attaches à tète circulaire, télles que les chevilles de coussinets, terminées ainsi en fermùir, comme celles du réseau d* Orient, par exemple. Une petite entaille faite sur la tète, indique toutefois, la direction du tranchant; elle ne r^d pas la position de celui-ci obligaioire, mais elle permet de la contrôler.

Le corps est parfois une pyramide renversée, à faces peu inclinées, formant queue d'hironde (exemple : Ouest suisse Pl. V, fig. 36) , mais on a généralement renoncé u celle forme, quoique des expériences faites en Haiiovie aient montré, comme on devait s'y attendre, qu'elle augmente la résisiance a 1 aii achemeut. Mais cou une ( elle-ci est déjà plus que suffisante avec la forme prismatique, il conviendrait plutôt de donner un peu de conicité au ci ampon pour réduire sa résistance aux efforts longitudinaux, sans dimiîiuer sa résistance aux efforts transversaux. Ce n'est guère que sur une mauvaise voie que la ré.sistance à l'aiTachement peut être mise gravement en jeu. Si une traverse mal bourrée se dérobe sous la charge, le fléchit beaucoup, et en

se redressant, il rappelle bru^^quement la traverse, qui résiste par son inertie et par son poids. Si ces effets se reproduisaient souvent, les crampons et les vis se relâcheraient, niais sur une voie bien ballastée et biem entretenue, ce cas ne peut se présenter qu'accidenteUement, à la suite de gelées prolongées.

Les faces intérieures de la tète et du corps, raccordées par un congé arrondi, font un angle plus ou moins obtus, afin que la tète s'applique exactement sur le patin, quand Taxe du crampon a été enfoncé normalement, à la base du rail, c'est-À^ire avec une inclinaison de ^ à ^ sur la verticale (55 à 58).

Quelquefois cependant Fangle dont il s'agit étant droit, les crampons sont enfoncés obliquement, et convergent. Cette disposition est vicieuse suus le rapport de la résistance, soit au glissement, soit au renversement du rail; elle met enjeu la tension de la cheville dans le premier cas, et l'augmente dans le second: elle est d'aillenrs d'une exécution plus difiicile; l'insuffisance de l'inclinaison du crampon serait surtout un défaut grave, car c'est principalement par le collet et non par le bord que le crochet doit s'appuyer sui* le patin, sous peine d'exposer à se rompre.

On a employé assez souvent des chevilles à tète polygonale symé^trique transformées par la torsion en vis, à pas très-allongé et peu saiÛant. Ces vis étaient enfoncées comme les crampons, à coups de masse, et sans trous percés d'avance. En Hanovre, cependant, on prescrivait de percer des amorces pendant les grandes chaleurs, à cause de la prédisposition des traverses à se fendi'e. Les vis étaient placées verticalement, leur large tète et la tige étant raccordées par un'congé profilé exactement suivant le bord du patin.

Ces vis ont sur les crampons l'avantage d'une extraction plus fa^ cile; on peut les retirer par rotation, comme si elles avaient été mises en place de même. Mais l'expérience a été peu favorable à cette sorte de terme moyen entre le crampon et la vis à bois proprement dite. L'enfoncement d'une vis doit nécessairement désorganiser les fibres ligneuses; il faudrait que la cheville tourn&t, sous l'action des chocs, en pénétrant dans le bois. On m'a souvent aflSrmé qu'il en était ainsi. J* aî cep^dant observé fréquemment le contraire en Bavière et en Prusse, où ce système a été fort en la\eur. La rotation se produirait peut-être, si renfoncement était fait avec plus de ménagement.

• «O. Aujom d'hui, le crampon enfoncé à coups de marteau, et la vis

CnkP. îl. — BAILS. — CBAMPONS ET TIRE-FONDS. 79

à bois, introduite par rotation au moyen d'une clef, dans un trou de tar rière, d'un diamètre un peu inférieur à celui du corps de la pièce (64), sont seuls en usage, si ce n'est aux joints, où les boulons sont assez souvent appliqués (6A , 85) . Pendant assez longtemps les ingénieurs ont été à peu près d'accord pour donner la préférence aux crampons, avec les traverses en cbène, et aux vis avec les autres essences. Mais aujourd'hui la vis est souvent préférée, même avec les traverses en chêne* Le Nord et l'Est français, par exemple, l'appliquent exclusivement aujourd'hui après avoir d*abord fait usage du crampon (Pl. V, fg* 14 et 15).^BaremeDt on a abandonné le tire-fond pour revenir au crampon. léL est cependant le cas pour les voies VignoU de TÉtat belge, ainsi que pour le Smring.

Bans les bois tendres, les crampons prennent facilement du jeu. Dans le bois dur, ce n'est pas le défaut mais au contraire l'excès de résistance à l'arrachement qu'on leur reproche (59) ; s'il ne s'agissait que de cette résistance, il sullirait de réduire ou la longueur ou l'équarissagc du cjampon, mais on réduirait du même coup la résistance aux elïorts horizontaux, et celle-ci est souvent insuffisante, au moins dans les ruui'ljes. Un autre grief contre les crampons, gnei beaucoup niohis grave, du reste, et ([u'on a exagéré, c'est la possibilité de la rupture de la tète. Connue on l'a vu (39), il est indispensable que celle-ci s'applique sur le patin, afin de maintenir le patin lui-m(^me appliqué sur la traverse. Quand on approche du contact, un coup mal mesuré peut détacher la tête; et si le poseur, trop en garde contre ce risque, s'aiTête trop tôt, la solidarité du rail et de la traverse est imparfaite, le cl<iquement a lieu, et croît rapidement. Avec le tire-fond, la condition du contact est remplie à coup sûr, sans la moindre difficulté. Mais il a surtout sur le crampon l'avantage d'être plus fiicile à extraire. Il est clair que renfoncement du tire-fond au marteau doit être rigoureusement interdit; sur le Nord français, on a rendu toute fraude impossible en âûsant saillir sur la tête du tire^fond, une petite pointe aiguë qui doit rester intacte, et dont l'altération trahirait le poseur fautif (PL V, fig, 14). Sttr l'Bst le même but est atteint au moyen d'un caractère en relief (E) qui protège la tête (Jig. 15).

«t. Résistance à V arrachement, — On a fait sm* le même chemin plusieurs expériences comparatives sur la résistance des crampons et des tire-fonds. Ou a procédé par arrachement, tandis que c'est sur-

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tout la résistaïKie aux efforts transversaux qu'il eut été intércsbaiit de constater, rien n'autorisant ii conclure de la première résistance à la seconde. Il est néanmoins utile de faire connaître les résultats de ces essais, dont je dois la communication à M. LedrUt ingénieur en chef de la compagnie de 1 Est.

« Chaque pièce a été enfoncée une première fois, puis soumise à la trac- « tion au moyen d'un levier dont le grand bras était chargé de poids; on

« a obtenu les résultats indiqués à la colonne n" 1. Sous rrttn première ff épreuve la pièce était sortie du trou de r> millimètres un arrêt limitant u la course du levier); on l'enfonçaii île nouveau et on recommençait l'é- <c preuve, qui donnait les résultats indiqués h la colonne n*S, et ainsi de « suite en suivant tonjours la même marche.

« Dans 1f"s tr-Rversos f^n chêne, au moment où l'on arrive îilri rhargc cx- « trêmc, les pièces se soulèvent très-lentemeut. Dans le hèlre préparé, le « même résultat a lieu seulement jusqu'à un soulèvement de 2 à 3 milli- « métrés; mais la'derniére période s'ac^lére beaucoup. Dans le sapin pré- « parc, au contraire, le soulèvcmeut de la pièce a lieu tout le temps avec a une assez grande rapidité et même brusquement vers la tin des S mil- « limètres de course. Dans le charme préparé, les tire-fonds se soulèvent de « I k l millimètre 1/8 sous des charges indiquées *a la colonne des obser> « TationSf puis ils restent stationnaires, et il faut arriver à une charge de « beaucoup supérieure pour les souleyer complètement» et avec moins de .« rapidité que dans le chêne.

• « On trouve dans la série des coluunes du n* 2 au u" 0 quelques chiffres a qui n*ont pas de proportions décroissantes régulières. Cela tient au sertf rage des pièces qu*il était difficile de faire tonjours d^ne manière régu-

« lière.

« Les diamètres des amnt-trom^ comme on le voit, n'influent pas, dans « certaines limites, d*une manière sensible sur la résistance des pièces. La longueur engagée dans le bois a seule donné des différences assez

« considérables. On remarquera cependant d'après les résultats obtenus « de tire-fonds que pour les types Vignrh\ celui avec filets de l'Ouest en- « foncé dans un trou de 14 millimètres donne généralement plus de résis> « tancehrarrachement.

« Les essais faits sur une traverse en bouleau, ont donné des résultats « peu satisfaisants. D'après le tableau, on voit en effet qu<^ les tire-fonds « des différents modèles sont, comme résistance h l'arrachement et pour « les chiffres les plus élevés, toujours d'au moins 1.500 kil. inférieurs aux a résultats trouvés pour le chêne, le hêtre et le charme.

n Le bouleau, quoique serré, n'a pas d'élasticité ni de ténacité. Quand « on perce des trous, il n'appelle pas la t;irière. sur laquelle il fautconstamc nient appuyer pour la faire mordre; les copeaux se mettent en poussière. « En outre, lorsqu'on enfonce les tire-fonds pour la troisième fois, on peut « les faire tourner indéfiniment.

« Ce bois ne peut donc pas donner de bons résultats dans les voies Vi-

gnole, et quoiqu'un peu supérieur, il faut le ranger dans la catégorie ft des bois trop tendres comme le sapin, »