Notion générale des voies ferrées

Projet, rapport de stage, et mémoire de fin d’études PROJET DE CONSTRUCTION DU PONT FERROVIAIRE AU PK 174 + 990 SUR LA LIGNE TCE. Etudes de l’ouvrage provisoire et de l’ouvrage définitif en PDF

NOTION GENERALE DES VOIES FERREES

Avant d’entrer à l’objet principal de ce mémoire, il est indispensable d’avoir la connaissance générale concernant la notion des voies ferrées à Madagascar.

La superstructure de la voie ferrée La superstructure de la voie ferrée est composée par six éléments dont :

Le rail C’est l’élément de la superstructure qui est en contact direct avec les roues du convoi. Il est déstiné à recevoir les forces dynamiques venant des roues des matériels roulants, transmettre ces forces vers les parties sous-jacentes de la superstructure de la voie et à guider les roues afin que les matériels roulants ne soient pas déraillés. Le rail est en général composé par .

Longueur Rails normaux Les longueurs standard élémentaires des rails sont variées entre 8 et 18 mètres suivant les lieux où ils sont installés. Ils constituent les éléments de voie en alignement et dans les files extérieure des courbes. Rails courts A chaque longueur normale de rail correspondent des rails de longueur inférieure appelée rails courts. Ces rails sont utilisés dans les files intérieures des courbes dans le but de réaliser l’équerrage des joints par rapport à l’axe de la voie.

Poids métrique C’est la caractéristique principale qui définit le type et la puissance des rails. Le système d’unité Internationale est le [Kg/ml]. A Madagascar, le type de rail utilisé varie de 25 à 33 kg mais on installe actuellement les rails de 40 kg. ii. Durée de vie des rails La durée de vie des rails est très variable et dépend du tonnage que supporte la voie, de la vitesse des trains, la puissance des rails (poids), les caractéristiques de la superstructure de la voie (traverse et ballast), la qualité de l’acier du rail et du tracé de la voie (en alignement ou en courbe). Selon les trafics et tous ces critères énumérés ci-dessus, en moyenne à Madagascar, la durée de vie des rails varie de 20 à 30 ans.

Les organes de liaison entre barres élémentaires des rails

Les rails doivent être assemblés entre eux par des éclisses ou par soudure aluminothermique. Ils ont pour rôles de lier les rails entre eux au niveau des joints, de garder l’espacement ou écartement des voies entre deux fils du rail et de supporter les efforts dynamiques de l’interaction roue-rail.

a.Les joints: Il doit être aménagé entre deux rails consécutifs un espace appelé joint dont l’ouverture est fonction de la longueur des rails, du coefficient de dilatation linéaire de l’acier, de la température de pose de rails et la température maximale observée dans la région considérée. Il existe deux types d’emplacement des joints :
– Joints suspendus ou en porte à faux ;
– Joints appuyés.

b. Les éclisses
Les éclisses servent à assembler les rails entre eux. Pour cela, ils doivent satisfaire aux conditions suivantes :
− Relier les rails de façon à ce qu’ils se comportent comme une poutre continue
− Avoir une résistance à la déformation aussi près que possible à celle des rails qu’ils assemblent.
− Empêcher les mouvements latéraux et verticaux des extrémités des rails tout en permettant la dilatation
− Être aussi simple que possible et composés des minimums d’éléments.

c. Les Longs Rails Soudés (LRS) Si les rails élémentaires sont assemblés par soudure aluminothermique, l’ensemble s’étend sur une longueur variant de 120 à 1000 m et forme les Longs Rails Soudés (LRS). L’exploitation des voies à LRS présente à la fois des avantages mais aussi des inconvénients par rapport aux voies à barres normales.

Les organes de fixation des rails sur les traverses

Ces organes dépendent du type des traverses.

a. Fixation pour les traverses en bois Les rails sont fixés sur les traverses en bois par des tire-fonds (vis à bois) ou par des crampons (gros clous à section carrée).

b. Fixation pour les traverses en béton armé .

i. Boulons spéciaux Les rails sont fixés sur les traverses en béton armé par des boulons spéciaux. Ces fixations sont plus compliquées que celles des traverses en bois. Ces organes de fixation doivent être élastiques. Entre les rails et les traverses, il faut intercaler des semelles en caoutchouc afin d’éviter l’usure de la table de sabotage de la traverse en béton armé.

ii. Attaches élastiques Les attaches élastiques sont des méthodes plus récentes et plus performantes car ce type de fixation ne nécessite pas des serrages périodiques.

Les traverses

Les traverses ont pour rôles de recevoir les efforts dynamiques verticaux et horizontaux des rails et les transmettre aux couches de ballast, d’amortir ces efforts dynamiques, de garder l’écartement de la voie et de donner l’inclinaison du rail (1/18 è ou 1/20 è). Les traverses peuvent être en bois, en béton armé ou métallique mais actuellement, les traverses métalliques ne sont plus utilisées. a. Les traverses en bois On les fabrique avec des bois durs de bonne qualité. On fixe les dimensions suivant les normes (1950 mm × 250 mm × 350 mm) ;

i. Forme géométrique Pour les rails de 8 m, les traverses sont espacées de 0,828 m c’est à dire on trouve 10 traverses sous chaque rail.

ii. Avantages et inconvénients Les traverses en bois sont très élastiques, faciles à confectionner, à exploiter, à transporter et de faible coût. Par contre, elles présentent des inconvénients comme la durée de service maximum 15 ans problèmes d’environnement et la destruction des forêts. On a besoin 80 m3 de bois au kilomètre

iii. Durée de vie La durée de service des traverses en bois dépend de l’usure mécanique. Cette usure mécanique dépend des conditions d’exploitation (tonnage), du type de bois utilisé, du climat et du type de fixation des rails.

Les traverses métalliques Ce sont des produits de fabrication industrielle. Un métal laminé en forme de U renversé. Les dimensions sont fixées suivant les normes (1800 mm × 233 mm × 75 mm) et 8 mm d’épaisseur. Elles peuvent être plates ou pincées. Le poids d’une traverse est de l’ordre de 45kg.

Les traverses en béton armé Ce sont des produits de fabrication industrielle soit en monoblocs ou en biblocs liés par une entretoise en acier de section L de même type que le rail. Les dimensions sont fixées suivant les normes.
− Monoblocs (1900mm× 25 mm × 15 mm)
− Pour celles en biblocs, la semelle a pour dimension (55mm × 25 mm) liée par une entretoise de 70 cm de longueur.. .

Travelage ou épure de pose des traverses C’est la façon de disposer les traverses perpendiculairement aux fils des rails ou normalement à l’axe des voies dans les courbes. C’est aussi le nombre de traverses au kilomètre (détermination de la distance entre axe élémentaire des traverses). A Madagascar, en alignement, le nombre de traverses au kilomètre est de l’ordre de 1500 traverses tels que 2000 traverses dans les courbes.

Table des matières

INTRODUCTION
PARTIE I : GENERALITES
-Chapitre I : Historique de la RNCFM
– Chapitre II : Notion générale des voies ferrées
– Chapitre III : Diagnostic de l’infrastructure de la ligne TCE
PARTIE II : JUSTIFICATION DU PROJET
– Chapitre I : Analyse de l’environnement socio-économique du projet
– Chapitre II : Etude de trafic
– Chapitre III : Diagnostic de l’ouvrage existant et solution provisoire
PARTIE III : CONCEPTION DU PROJET
– Chapitre I : Etudes de base
– Chapitre II : Etude comparative et choix de la variante principale
– Chapitre III : Etude de la variante principale
– Chapitre IV : Etude des impactes environnementaux
PARTIE IV : EVALUATION DU COUT DU PROJET
– Chapitre I : Avant métré
– Chapitre II : Sous détail des prix
– Chapitre III : Bordereau du détail estimatif
CONCLUSION GENERALE
BIBLIOGRAPHIE
ANNEXES

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