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Voies ballastés au niveau des zones de transition de raideur

Apporter de l’élasticité au niveau des zones de transition de rigidité entre un pont en béton et une dalle d’approche avec voie ballastée

Dans le cadre d’un programme de développement global de ses infrastructures, une entreprise ferroviaire a fait évoluer son réseau ferroviaire à voie unique en un réseau à double voie. Les trains roulent sur des voies uniques non électrifiées d’un calibre de 1 000 mm pour relier des destinations sur une étendue globale de 4 000 km. Pour répondre à l’objectif d’intégration d’une mise à niveau durable et essentiellement sans entretien, GERB a fourni une solution d’élasticité visant à réduire les impacts négatifs des zones de transition de raideur.

Défi

L’une des caractéristiques spécifiques de ce réseau ferroviaire était la quantité importante de ponts. Au niveau des ponts en particulier, il a été constaté que les zones de transition entre les voies libres et les ponts entraînaient des frais de maintenance nettement plus élevés. De manière générale, ces frais de maintenance élevés sont principalement dus : d’une part au tassement du sol et donc du remblai et de la voie, ce phénomène étant observé en amont et en aval des ponts. D’autre part, au changement soudain d’élasticité au niveau de la zone de transition. Le module de rigidité ou la rigidité verticale de la structure porteuse de la voie libre est jusqu’à 6 fois plus faible qu’au niveau du pont en béton.

En fonction de la situation du sol, des solutions ont été développées, comme par exemple l’utilisation d’une dalle d’approche sur le terrain traité, le compactage du sol et l’utilisation d’une dalle d’approche au niveau des fondations sur pieux supportant le sol. Néanmoins, ces mesures ont uniquement contribué à réduire le tassement de la voie, sans toutefois aider à ajuster la rigidité de la zone de transition tel que requis.

Solution

L’objectif était de réduire les frais de maintenance des voies et du matériel roulant. Le concept de la solution GERB consiste à réaliser une transition de la rigidité en douceur à l’aide de tapis en polyuréthane à cellules fermées conformément à la norme DIN EN 16432. L’idée principale est de compenser le saut de rigidité soudain tel qu’illustré ici à titre d’exemple. Le changement de rigidité entre la voie libre et le pont se fait ainsi plus en douceur, ce qui entraîne une modification plus faible des déplacements verticaux lorsqu’un train circule au niveau de la zone de transition.

Pour la compensation du saut de rigidité soudain, GERB a suggéré de placer des tapis en polyuréthane sur toute la surface du pont sous le ballast comme illustré ci-après. Ces tapis, appelés « tapis de sous-ballast NOVODAMP® », harmonisent la rigidité au niveau des zones de transition de la superstructure de la voie ferrée.

En se basant sur les paramètres du sol et les conditions spécifiques du site, GERB fournit des solutions sur mesure avec différents types de tapis en polyuréthane à cellules fermées NOVODAMP® en termes de dimensions et de rigidité. Dans ce cas particulier, une longueur de 22 m s’est révélée nécessaire, avec deux types de tapis en polyuréthane différents, et en partant du principe que le train roule à une vitesse de 160 km/h.

Autre gros avantage de cette méthode : le processus d’installation d’une grande simplicité. Les tapis sont simplement placés directement sur le pont avant d’être recouverts de ballast. La surface supérieure du rail reste inchangée. Les coûts d’installation sont ainsi très bas, de même que le temps d’installation, si l’on compare avec d’autres méthodes visant à réduire les frais de maintenance.

Résultat

Une fois l’installation des tapis en polyuréthane de GERB terminée, un essai a été réalisé sur le terrain pour examiner la raideur au niveau de la zone de transition critique entre la structure du pont et la dalle d’approche. Des déflexions ont été mesurées en plusieurs points définis, afin de déterminer la rigidité verticale de la voie avant et après l’installation du tapis.

 

L’analyse des données mesurées a permis de démontrer que le saut de rigidité a pu être atténué après l’installation des tapis de sous-ballast NOVODAMP® sur toute la surface.

 

Le coefficient du saut de rigidité confirmé entre le pont et la dalle d’approche a été déterminé comme suit :

 

AVANT l’installation : de 2,5 à 4,8
APRÈS l’installation : de 0,7 à 1,1

 

Comme en témoignent un observateur indépendant, une université locale et l’opérateur, l’efficacité de la solution GERB a été démontrée. Les résultats du test ont démontré une réduction globale du saut de rigidité à un coefficient d’au moins 3 pour ce projet.

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    Apporter de l’élasticité au niveau des zones de transition de rigidité entre un pont en béton et une dalle d’approche avec voie ballastée

    Dans le cadre d’un programme de développement global de ses infrastructures, une entreprise ferroviaire a fait évoluer son réseau ferroviaire à voie unique en un réseau à double voie. Les trains roulent sur des voies uniques non électrifiées d’un calibre de 1 000 mm pour relier des destinations sur une étendue globale de 4 000 km. Pour répondre à l’objectif d’intégration d’une mise à niveau durable et essentiellement sans entretien, GERB a fourni une solution d’élasticité visant à réduire les impacts négatifs des zones de transition de raideur.

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    Apporter de l’élasticité au niveau des zones de transition de rigidité entre un pont en béton et une dalle d’approche avec voie ballastée

    Dans le cadre d’un programme de développement global de ses infrastructures, une entreprise ferroviaire a fait évoluer son réseau ferroviaire à voie unique en un réseau à double voie. Les trains roulent sur des voies uniques non électrifiées d’un calibre de 1 000 mm pour relier des destinations sur une étendue globale de 4 000 km. Pour répondre à l’objectif d’intégration d’une mise à niveau durable et essentiellement sans entretien, GERB a fourni une solution d’élasticité visant à réduire les impacts négatifs des zones de transition de raideur.

    Défi

    L’une des caractéristiques spécifiques de ce réseau ferroviaire était la quantité importante de ponts. Au niveau des ponts en particulier, il a été constaté que les zones de transition entre les voies libres et les ponts entraînaient des frais de maintenance nettement plus élevés. De manière générale, ces frais de maintenance élevés sont principalement dus : d’une part au tassement du sol et donc du remblai et de la voie, ce phénomène étant observé en amont et en aval des ponts. D’autre part, au changement soudain d’élasticité au niveau de la zone de transition. Le module de rigidité ou la rigidité verticale de la structure porteuse de la voie libre est jusqu’à 6 fois plus faible qu’au niveau du pont en béton.

    En fonction de la situation du sol, des solutions ont été développées, comme par exemple l’utilisation d’une dalle d’approche sur le terrain traité, le compactage du sol et l’utilisation d’une dalle d’approche au niveau des fondations sur pieux supportant le sol. Néanmoins, ces mesures ont uniquement contribué à réduire le tassement de la voie, sans toutefois aider à ajuster la rigidité de la zone de transition tel que requis.

    Défi

    L’une des caractéristiques spécifiques de ce réseau ferroviaire était la quantité importante de ponts. Au niveau des ponts en particulier, il a été constaté que les zones de transition entre les voies libres et les ponts entraînaient des frais de maintenance nettement plus élevés. De manière générale, ces frais de maintenance élevés sont principalement dus : d’une part au tassement du sol et donc du remblai et de la voie, ce phénomène étant observé en amont et en aval des ponts. D’autre part, au changement soudain d’élasticité au niveau de la zone de transition. Le module de rigidité ou la rigidité verticale de la structure porteuse de la voie libre est jusqu’à 6 fois plus faible qu’au niveau du pont en béton.

    En fonction de la situation du sol, des solutions ont été développées, comme par exemple l’utilisation d’une dalle d’approche sur le terrain traité, le compactage du sol et l’utilisation d’une dalle d’approche au niveau des fondations sur pieux supportant le sol. Néanmoins, ces mesures ont uniquement contribué à réduire le tassement de la voie, sans toutefois aider à ajuster la rigidité de la zone de transition tel que requis.

    Solution

    L’objectif était de réduire les frais de maintenance des voies et du matériel roulant. Le concept de la solution GERB consiste à réaliser une transition de la rigidité en douceur à l’aide de tapis en polyuréthane à cellules fermées conformément à la norme DIN EN 16432. L’idée principale est de compenser le saut de rigidité soudain tel qu’illustré ici à titre d’exemple. Le changement de rigidité entre la voie libre et le pont se fait ainsi plus en douceur, ce qui entraîne une modification plus faible des déplacements verticaux lorsqu’un train circule au niveau de la zone de transition.

    Pour la compensation du saut de rigidité soudain, GERB a suggéré de placer des tapis en polyuréthane sur toute la surface du pont sous le ballast comme illustré ci-après. Ces tapis, appelés « tapis de sous-ballast NOVODAMP® », harmonisent la rigidité au niveau des zones de transition de la superstructure de la voie ferrée.

    En se basant sur les paramètres du sol et les conditions spécifiques du site, GERB fournit des solutions sur mesure avec différents types de tapis en polyuréthane à cellules fermées NOVODAMP® en termes de dimensions et de rigidité. Dans ce cas particulier, une longueur de 22 m s’est révélée nécessaire, avec deux types de tapis en polyuréthane différents, et en partant du principe que le train roule à une vitesse de 160 km/h.

    Autre gros avantage de cette méthode : le processus d’installation d’une grande simplicité. Les tapis sont simplement placés directement sur le pont avant d’être recouverts de ballast. La surface supérieure du rail reste inchangée. Les coûts d’installation sont ainsi très bas, de même que le temps d’installation, si l’on compare avec d’autres méthodes visant à réduire les frais de maintenance.

    Solution

    L’objectif était de réduire les frais de maintenance des voies et du matériel roulant. Le concept de la solution GERB consiste à réaliser une transition de la rigidité en douceur à l’aide de tapis en polyuréthane à cellules fermées conformément à la norme DIN EN 16432. L’idée principale est de compenser le saut de rigidité soudain tel qu’illustré ici à titre d’exemple. Le changement de rigidité entre la voie libre et le pont se fait ainsi plus en douceur, ce qui entraîne une modification plus faible des déplacements verticaux lorsqu’un train circule au niveau de la zone de transition.

    Pour la compensation du saut de rigidité soudain, GERB a suggéré de placer des tapis en polyuréthane sur toute la surface du pont sous le ballast comme illustré ci-après. Ces tapis, appelés « tapis de sous-ballast NOVODAMP® », harmonisent la rigidité au niveau des zones de transition de la superstructure de la voie ferrée.

    En se basant sur les paramètres du sol et les conditions spécifiques du site, GERB fournit des solutions sur mesure avec différents types de tapis en polyuréthane à cellules fermées NOVODAMP® en termes de dimensions et de rigidité. Dans ce cas particulier, une longueur de 22 m s’est révélée nécessaire, avec deux types de tapis en polyuréthane différents, et en partant du principe que le train roule à une vitesse de 160 km/h.

    Autre gros avantage de cette méthode : le processus d’installation d’une grande simplicité. Les tapis sont simplement placés directement sur le pont avant d’être recouverts de ballast. La surface supérieure du rail reste inchangée. Les coûts d’installation sont ainsi très bas, de même que le temps d’installation, si l’on compare avec d’autres méthodes visant à réduire les frais de maintenance.

    Résultat

    Une fois l’installation des tapis en polyuréthane de GERB terminée, un essai a été réalisé sur le terrain pour examiner la raideur au niveau de la zone de transition critique entre la structure du pont et la dalle d’approche. Des déflexions ont été mesurées en plusieurs points définis, afin de déterminer la rigidité verticale de la voie avant et après l’installation du tapis.

     

    L’analyse des données mesurées a permis de démontrer que le saut de rigidité a pu être atténué après l’installation des tapis de sous-ballast NOVODAMP® sur toute la surface.

     

    Le coefficient du saut de rigidité confirmé entre le pont et la dalle d’approche a été déterminé comme suit :

     

    AVANT l’installation : de 2,5 à 4,8
    APRÈS l’installation : de 0,7 à 1,1

     

    Comme en témoignent un observateur indépendant, une université locale et l’opérateur, l’efficacité de la solution GERB a été démontrée. Les résultats du test ont démontré une réduction globale du saut de rigidité à un coefficient d’au moins 3 pour ce projet.

    Résultat

    Une fois l’installation des tapis en polyuréthane de GERB terminée, un essai a été réalisé sur le terrain pour examiner la raideur au niveau de la zone de transition critique entre la structure du pont et la dalle d’approche. Des déflexions ont été mesurées en plusieurs points définis, afin de déterminer la rigidité verticale de la voie avant et après l’installation du tapis.

     

    L’analyse des données mesurées a permis de démontrer que le saut de rigidité a pu être atténué après l’installation des tapis de sous-ballast NOVODAMP® sur toute la surface.

     

    Le coefficient du saut de rigidité confirmé entre le pont et la dalle d’approche a été déterminé comme suit :

     

    AVANT l’installation : de 2,5 à 4,8
    APRÈS l’installation : de 0,7 à 1,1

     

    Comme en témoignent un observateur indépendant, une université locale et l’opérateur, l’efficacité de la solution GERB a été démontrée. Les résultats du test ont démontré une réduction globale du saut de rigidité à un coefficient d’au moins 3 pour ce projet.

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