Contribution à l'étude d'une méthode d'auscultation dynamique de la structure des voies ferrées classiques
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Abstract EN:
This thesis describes a feasibility study of continuous dynamic track stiffness measurements and its use in monitoring of track substructure. To improve the efficiency of the maintenance and in particular the reliability of the railway track, an automated technique of stiffness measurement is studied by examination a dynamic method using a hydrodynamic jack of loading and a “Portancemètre”. Using this method, one identifies the sections of the track requiring an important repair in order to optimize maintenance, and to prevent the loss of its performance. This technique consists of a continuous measurement of the stiffness of the railway track under definite axle loads using the vibrating wheel on the rail. The stiffness is defined as the ratio of the applied force and the resulted deflexion. It represents a parameter which corresponds to the track performance if one regards the rail as a continuous beam on an elastic foundation. Track stiffness is an important interaction parameter in the wheel-rail contact and its variation as well as extreme values will characterize the degradation of the track. The various analyses and the obtained results of measurement made it possible to determine the operation values of force and frequency for the exciting of the railway track structure. They result preferentially in the determination of the points of operations of a dynamic applied force on the rail of 50kN and of a exciting frequency in the range of 5 to 15Hz. The continuation of this feasibility study proceeds within the framework of the European project “Innotrack” with the development of the method.
Abstract FR:
La thèse décrit l’étude de faisabilité d’une technique de mesure dynamique continue de la rigidité de la voie et son utilisation dans la surveillance de l’état structurel d’une voie ferrée. Pour améliorer l'efficacité de la maintenance de la voie et notamment la fiabilité de l’auscultation, une technique automatisée de mesure de la raideur de la voie est recherchée par la méthode d’auscultation en utilisant un vérin de chargement et un "Portancemètre". Par cette méthode, on peut identifier les sections défectueuses de la voie nécessitant une réparation importante permettant d’optimiser la maintenance, et remédier à la perte de performance de la voie. Ceci consiste en une mesure continue de la raideur de la voie sous des charges à l’essieu définies à l'aide d’une roue vibrante sur le rail. La raideur de la voie est définie comme le rapport de la force appliquée par la déformation qui en résulte. La raideur représente un indicateur de l’état de la voie en considérant le rail comme une poutre continue supportée par une fondation élastique. Elle est un paramètre important de l'interaction roue-rail et sa variation ainsi que ses valeurs extrêmes reflètent l’état de la voie. Les différentes analyses réalisées ont permis de déterminer des points de fonctionnement en valeurs de force et de fréquence de sollicitation pour l'auscultation d’une structure ferroviaire classique. Ils se traduisent préférentiellement par la détermination des points de fonctionnements pour une force dynamique de 30 à 75kN et une fréquence de sollicitation comprise entre 5 et 15Hz. La présente étude de faisabilité se poursuit dans le cadre du projet européen "Innotrack" pour le développement de la méthode.