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Transport ferroviaire

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Transport ferroviaire est le transport de passagers et de marchandises au moyen de véhicules à roues spécialement conçus pour les chemins de fer ou chemins de fer. Il s'agit d'un moyen de transport terrestre mécanisé rapide, économe en énergie mais à forte intensité de capital. Il fait partie de la chaîne logistique qui facilite le commerce international et la croissance économique dans la plupart des pays.

Un système ferroviaire est un exploit d'ingénierie très complexe, avec de nombreuses heures de planification et de réflexion nécessaires pour un résultat réussi. Chaque système a deux principaux types de composants: ceux qui se déplacent et ceux qui sont fixes. Les composants qui bougent, appelés matériel roulant, comprennent les locomotives, les véhicules de transport de passagers (ou autocars) et les véhicules de transport de marchandises (ou wagons de marchandises). Les composants fixes comprennent les voies ferrées (avec leurs structures de support) et les bâtiments annexes.

BNSF Railway service de fret aux États-Unis.Un long train de marchandises traverse le viaduc de Stoney Creek sur le chemin de fer Canadien Pacifique dans le sud de la Colombie-Britannique.

Le transport ferroviaire est considéré comme l'un des modes de transport les plus sûrs. Néanmoins, il existe différentes possibilités d'accidents et de pannes. Les trains sont lourds, incapables de dévier de la voie et nécessitent une grande distance pour s'arrêter. Les accidents varient des déraillements aux collisions frontales avec d'autres trains ou aux collisions avec des véhicules routiers aux passages à niveau.

Contexte général

Chhatrapati Shivaji Terminus à Mumbai, Inde.

Les voies ferrées typiques se composent de deux rails parallèles, normalement en acier, fixés aux traverses, appelés traverses (Utilisation au Royaume-Uni et en Australie) ou liens (Usage nord-américain). Les traverses maintiennent une distance constante entre les deux rails; une mesure connue comme la "jauge" de la piste. Pour maintenir l'alignement de la voie, celle-ci est soit posée sur un lit de ballast, soit fixée sur une solide fondation en béton. L'ensemble de la structure est appelé manière permanente (Royaume-Uni et Australie) ou droit de passage (Amérique du Nord).

Le matériel roulant ferroviaire, qui est équipé de roues métalliques, se déplace avec une faible résistance au frottement par rapport aux véhicules routiers. Cependant, les locomotives et les voitures motorisées dépendent normalement du point de contact de la roue avec le rail pour la traction et l'adhérence (la partie de la charge par essieu transmise qui fait que la roue "adhère" au rail lisse). Bien que cela soit généralement suffisant dans des conditions normales de rail sec, l'adhérence peut être réduite ou même perdue en raison de la présence de matériaux indésirables sur la surface du rail, tels que l'humidité, la graisse, la glace ou les feuilles mortes.

Avec divers composants d'ingénierie, les rails constituent une grande partie du chemin permanent. Ils offrent des surfaces lisses et dures sur lesquelles les roues du train peuvent rouler avec un minimum de friction. Par exemple, un wagon moderne typique peut contenir jusqu'à 125 tonnes de fret sur deux bogies / camions à quatre roues (100 tonnes au Royaume-Uni). La zone de contact entre chaque roue et le rail est minuscule, une bande ne dépassant pas quelques millimètres de large, ce qui minimise les frottements. De plus, la voie répartit uniformément le poids du train, ce qui permet des charges par essieu / roue beaucoup plus importantes que dans le transport routier, ce qui réduit l'usure sur le chemin permanent. Cela peut économiser de l'énergie par rapport à d'autres formes de transport, comme le transport routier, qui dépend du frottement entre les pneus en caoutchouc et la route. Les trains ont également une petite zone frontale par rapport à la charge qu'ils transportent, ce qui réduit la résistance de l'air vers l'avant et donc la consommation d'énergie, même si cela ne réduit pas nécessairement les effets des vents latéraux.

Les voies ferrées qui traversent la gare de Stanhope dans le nord-est de l'Angleterre, Royaume-Uni.

En raison de ces divers avantages, le transport ferroviaire est une forme majeure de transport public dans de nombreux pays. En Asie, par exemple, des millions de personnes utilisent le train comme moyen de transport régulier en Inde, en Chine, en Corée du Sud et au Japon. Il est également répandu dans les pays européens. À titre de comparaison, le transport ferroviaire interurbain aux États-Unis est relativement rare en dehors du Corridor nord-est, bien qu'un certain nombre de grandes villes américaines disposent de systèmes de transport ferroviaire de passagers locaux ou de trains légers ou de trains de banlieue très utilisés.1

Les véhicules circulant sur les rails, collectivement appelés matériel roulant, sont disposés dans une série de véhicules reliés appelée train, qui peut comprendre une locomotive si les véhicules ne sont pas alimentés individuellement. Une locomotive (ou "moteur") est un véhicule à moteur utilisé pour transporter un train de véhicules sans moteur. Aux États-Unis, les véhicules individuels non motorisés sont connus sous le nom générique des voitures. Ceux-ci peuvent transporter des passagers ou être utilisés à des fins de fret. Pour les véhicules de transport de passagers, le terme transport ou autocar est utilisé, tandis qu’un véhicule de transport de marchandises est wagon à marchandises aux États-Unis et un wagon ou un camion En Grande Bretagne. Un véhicule de tourisme à propulsion individuelle est appelé wagon ou un voiture électrique; quand un ou plusieurs étant couplés à un ou plusieurs non alimentés voitures remorques comme une unité inséparable, cela s'appelle un ensemble de wagons ou unité multiple.

Développement de rails

Rails en pierre

Travaux de voie, y compris un point sur le tramway Haytor Granite.

La première preuve d'un chemin de fer trouvé jusqu'à présent était le wagon de Diolkos de 6 kilomètres (3,7 mi), qui transportait des bateaux à travers l'isthme de Corinthe en Grèce au VIe siècle avant notre ère. Les camions poussés par les esclaves roulaient dans des rainures en calcaire, qui fournissaient l'élément de voie, empêchant les wagons de quitter l'itinéraire prévu. Le Diolkos a fonctionné pendant plus de 1300 ans, jusqu'à 900 de notre ère.Les premiers chemins de wagons tirés par des chevaux sont également apparus dans la Grèce antique, avec d'autres à Malte et dans diverses parties de l'Empire romain, en utilisant des pistes en pierre de taille. Un exemple de voie en pierre existe toujours à Dartmoor, en Angleterre, où le tramway de granit Haytor a été construit en 1820 à l'aide de blocs de granit rainurés.

Rails en bois

Les chemins de fer ont commencé à réapparaître en Europe après l'âge des ténèbres suite à l'effondrement de l'Empire romain. Le plus ancien record connu d'un chemin de fer en Europe de cette période est un vitrail dans la cathédrale de Fribourg-en-Brisgau datant d'environ 1350.2 En 1550, les chemins de fer à voie étroite fonctionnant avec des rails en bois étaient courants dans les mines en Europe.3 Les premiers chemins de fer en Grande-Bretagne (également connus sous le nom de wagons) ont été construits au début du XVIIe siècle, principalement pour le transport du charbon des mines aux quais des canaux où il pouvait être transféré sur un bateau pour être expédié. Les premiers exemples enregistrés sont le Wollaton Wagonway dans le Nottinghamshire et le Bourtreehill - Broomlands Wagonway à Irvine, Ayrshire. D'autres exemples peuvent être trouvés à Broseley dans le Shropshire, où des rails en bois et des roues à bride ont été utilisés, comme sur un chemin de fer moderne. Cependant, les rails étaient sujets à l'usure sous la pression et devaient être remplacés régulièrement.

Rails en fer

En 1768, la Coalbrookdale Iron Works a posé des plaques de fonte sur le dessus des rails en bois, offrant ainsi une surface portante plus durable. Ceux-ci ont ensuite été utilisés par Benjamin Outram dans sa fonderie de Ripley, dans le Derbyshire, la première fois que des composants standardisés ont été produits. Ce sont ces derniers qui ont conduit au nom de "platelayer" pour les travailleurs sur le chemin permanent. L'avantage était qu'une variation considérable de l'espacement des roues (jauge) pouvait être prise en compte. Cependant, les roues se lieraient contre la partie verticale de la plaque, et la boue et les pierres s'accumuleraient. Sur la passerelle Little Eaton en 1799, où Outram utilisait des boucles de passage sur la voie unique, des plaques mobiles ont été fournies, appelées «pointeurs», qui ont été raccourcies en «points».4

Rails de bord

Longueurs de rail "fishbelly" sur des blocs de support en pierre

A partir de la fin du XVIIIe siècle, des "rails de rive" en fer ont commencé à apparaître. L'ingénieur civil britannique William Jessop a conçu des rails à bords de fer lisses, qui ont été utilisés conjointement avec des roues en fer à bride, les introduisant sur une route entre Loughborough et Nanpantan, dans le Leicestershire, en complément du canal de la forêt de Charnwood, en 1793-1794.5 En 1803, Jessop a ouvert le Surrey Iron Railway dans le sud de Londres, sans doute le premier chemin de fer public tiré par des chevaux au monde.6 Étant en fonte, ces rails étaient courts, d'environ trois pieds de long, de conception "à ventre de poisson". Ils avaient un pied à chaque extrémité au moyen duquel ils étaient attachés à des blocs de pierre dans le sol.

Rails en fer forgé et acier

La fonte est un matériau fragile et les courtes longueurs ont fait qu'elles sont rapidement devenues inégales. Cependant, les développements dans le processus de laminage à chaud ont permis de produire des rails plus longs. En 1805, les premiers rails en fer forgé ont été produits à Bedlington Ironworks près de Durham. Les premiers rails en acier ont été produits par Robert Forester Mushet et posés à la gare de Derby en 1857,5 Les chemins de fer modernes utilisent encore des rails en acier, mais ils sont généralement soudés ensemble pour former des longueurs de rail soudé en continu ce qui supprime l'usure supplémentaire du matériel roulant causée par les minuscules différences de hauteur de la surface du rail au niveau du joint entre les sections de rail adjacentes.

Développement de la force motrice

Locomotives à vapeur

Blücher, une ancienne locomotive de chemin de fer construite en 1814 par George Stephenson.

La première locomotive à transporter un train de wagons sur rails a été conçue par l'ingénieur cornouaillais Richard Trevithick et a été démontrée en 1804 sur un chemin de fer à Merthyr Tydfil, dans le sud du Pays de Galles.7 Bien que la locomotive ait tiré le train avec succès, la conception du rail n'a pas été un succès, en partie parce que son poids a brisé un certain nombre de plaques de fonte cassantes. Malgré ce revers, une autre région du sud du Pays de Galles a été pionnière dans le domaine ferroviaire, lorsqu'en 1806, un chemin de fer tiré par des chevaux a été construit entre Swansea et Mumbles: le chemin de fer Swansea-Mumbles a commencé à transporter des passagers payants en 1807 - le premier au monde à faites-le.8

En 1811, John Blenkinsop a conçu la première locomotive ferroviaire réussie et pratique. Il a breveté un système de déplacement de charbons par un chemin de fer à crémaillère exploité par une locomotive à vapeur (brevet n ° 3431), et une ligne a été construite reliant la mine de charbon Middleton à Leeds. La locomotive (La Salamanque) a été construit en 1812 par Matthew Murray de Fenton, Murray and Wood.9 Le Middleton Railway a été le premier chemin de fer à utiliser avec succès des locomotives à vapeur sur une base commerciale. Il s'agissait également du premier chemin de fer de Grande-Bretagne à être construit selon les termes d'une loi du Parlement. Le moteur de Blenkinsop avait des cylindres à double effet et, contrairement au modèle Trevithick, pas de volant. En raison de l'expérience antérieure avec des rails cassés, la locomotive a été rendue très légère et cela a suscité des inquiétudes quant à une adhérence insuffisante.Au lieu de conduire directement les roues, les cylindres ont entraîné une roue dentée à travers des engrenages cylindriques, la roue dentée assurant la traction en s'engageant avec une crémaillère coulée dans le côté du rail.

Lanterne magique de la gare de Lahore, Lahore vers 1895.Densité du réseau ferroviaire européen en 1896.

En Écosse, le Kilmarnock and Troon Railway a été le premier chemin de fer construit et a été autorisé par une loi du Parlement en 1808. L'ingénieur civil qui dirigeait le projet était William Jessop, et sa construction en 1811 signifiait que c'était le premier chemin de fer en Écosse à utiliser un locomotive à vapeur, alors qu'elle était la seule ligne en Écosse depuis 14 ans. Sa représentation est apparue dans les armoiries du Burgh de Troon. La ligne était destinée à transporter du charbon pour le duc de Portland; et assurait des liaisons entre Kilmarnock et Troon Harbour. La ligne a commencé sa vie sous la forme d'un wagon tiré par des chevaux, à voie double, d'une largeur de 919 milles (16 pieds), à 4 pi 0 po (1219 mm). Il a été construit à l'aide de rails en plaque de fonte avec une bride intérieure. Une locomotive construite par George Stephenson, sa deuxième locomotive de la mine Killingworth, a été essayée sur la ligne principale en 1817, mais le poids du moteur a brisé les rails en tôle de fonte. Il a mieux fonctionné lorsque des rails en bois ont été utilisés, et la locomotive est restée en service jusqu'en 1848.

Le Stockton and Darlington Railway a ouvert ses portes dans le nord de l'Angleterre en 182510 suivi cinq ans plus tard par le Liverpool and Manchester Railway,11 considérée comme la première ligne "Inter City" au monde. L'écartement des rails (la distance entre les deux rails de la voie) était utilisé pour les premiers wagons et avait été adopté pour le Stockton and Darlington Railway. La largeur de 4 pi 8½ po (1 435 mm) est devenue la «jauge standard» internationale, utilisée par environ 60% des chemins de fer du monde. Le Liverpool and Manchester Railway, quant à lui, a prouvé la viabilité du transport ferroviaire lorsque, après l'organisation des Rainhill Trials de 1829, Stephenson's Fusée transporté avec succès une charge de 13 tonnes à une vitesse moyenne de 12 miles par heure. L'entreprise a pris la décision de travailler ses trains depuis son ouverture entièrement par traction à vapeur. Les chemins de fer se sont ensuite rapidement répandus à travers le Royaume-Uni et le monde, et sont devenus le moyen de transport terrestre dominant pendant près d'un siècle, jusqu'à l'invention des avions et des automobiles, qui a provoqué un déclin progressif des chemins de fer.

Le premier chemin de fer aux États-Unis a peut-être été un chemin de fer par gravité à Lewiston, New York en 1764. Le 1809 Leiper Railroad en Pennsylvanie a été conçu comme le premier chemin de fer permanent,12 et le 1826 Granite Railway, dans le Massachusetts, fut le premier chemin de fer commercial à évoluer par des opérations continues vers un transporteur commun. Le Baltimore et l'Ohio, ouvert en 1830, a été le premier à évoluer vers un système majeur. En 1867, le premier chemin de fer surélevé a été construit à New York. En 1869, le chemin de fer transcontinental symboliquement important a été achevé aux États-Unis avec la conduite d'une pointe d'or à Promontory, Utah.13 Le développement du chemin de fer aux États-Unis a permis de réduire le temps et les coûts de transport, ce qui a permis la migration vers l'ouest. Les chemins de fer ont accru l'accessibilité des marchandises aux consommateurs, permettant ainsi aux individus et aux capitaux de circuler vers l'ouest. Les chemins de fer ont créé des marchés nationaux caractérisés par la «loi du prix unique» en réduisant la différence de prix facturée pour les produits entre les fournisseurs et les demandeurs. Les chemins de fer ont augmenté l'épargne sociale et ont été les principaux contributeurs à toute innovation avant 1900.

L'expérience sud-américaine des chemins de fer a été réalisée pour la première fois en 1854, lorsqu'une ligne a été tracée entre les villes chiliennes de Caldera et Copiapo. Cependant, la première tentative transandine concertée entre l'Argentine et le Chili n'a eu lieu que dans les années 1870, en raison des risques financiers liés à un tel projet. Ce n'est qu'en 1887 que les Argentins ont commencé à construire leur part de l'entreprise, les Chiliens ayant commencé la construction en 1889, bien qu'en 1893, les travaux aient cessé en raison de contraintes financières. En 1896, la Transandine Railway Company a été créée à Londres pour acheter les chemins de fer existants et construire une ligne continue entre l'Argentine et le Chili qui améliorerait les liaisons de transport et de communication en Amérique du Sud. Cela a finalement été achevé en 1908, lorsque les tronçons de piste argentins et chiliens ont été joints.

Dieselisation

Deux locomotives diesel SD70M de l'Union Pacific ravitaillement en carburant à Dunsmuir, en Californie.

La dieselisation a été le remplacement de la locomotive à vapeur par la locomotive diesel-électrique (souvent appelée "locomotive diesel"), un processus qui a commencé dans les années 1930 et est maintenant pratiquement achevé dans le monde entier.

La dieselisation a eu lieu en grande partie en raison de la réduction des coûts d'exploitation qu'elle a permis. Les locomotives à vapeur nécessitent de vastes bassins de main-d'œuvre pour nettoyer, charger, entretenir et faire fonctionner. Ils nécessitent également un service étendu, des installations de charbon et d'arrosage. Les locomotives diesel nécessitent beaucoup moins de temps et de main-d'œuvre pour fonctionner et entretenir.

Après la Seconde Guerre mondiale, l'augmentation considérable des coûts de main-d'œuvre dans le monde occidental a fait de la vapeur une forme de puissance motrice de plus en plus coûteuse. Dans le même temps, la guerre a forcé des améliorations dans la technologie des moteurs à combustion interne qui ont rendu les locomotives diesel moins chères et plus puissantes. Le monde de l'après-guerre a également réaligné les marchés commerciaux et financiers, tout comme la géopolitique mondiale comme pendant la guerre froide (1947-1953).

Électrification

Carte postale montrant des tramways électriques à Richmond, en Virginie, où Frank J. Sprague a démontré avec succès son nouveau système sur les collines en 1888.

Robert Davidson a commencé à expérimenter avec un wagon électrique en Écosse en 1838. En 1839, il avait achevé et présenté un wagon de 4,8 m de long qui pesait six tonnes, batteries comprises. Il a atteint une vitesse maximale de 6,4 kilomètres à l'heure.

Magnus Volk a ouvert son chemin de fer électrique à Brighton en 1883.

L'utilisation de câbles aériens conducteurs d'électricité, inventée par Granville T. Woods en 1888, entre plusieurs autres améliorations, a conduit au développement de chemins de fer électrifiés, dont le premier aux États-Unis a été exploité à Coney Island en 1892. Richmond, Virginie avait le premier système de chariot électrique à succès aux États-Unis. Conçu par le pionnier de l'énergie électrique Frank J. Sprague, le système de chariot a ouvert sa première ligne en janvier 1888. Les collines de Richmond, longtemps un obstacle au transport, étaient considérées comme un terrain d'essai idéal. La nouvelle technologie a rapidement remplacé les tramways à chevaux.

La Suède a obtenu le premier chemin de fer développé peut-être entièrement électrifié qui transportait efficacement les navetteurs ainsi que les marchandises, en 1895. À l'époque, il allait de près du centre de Stockholm à Rimbo, situé dans la campagne de Roslagen. Il est toujours utilisé par les navetteurs aujourd'hui, mais ne fonctionne qu'environ un tiers de sa plus grande étendue, en grande partie parce qu'il n'utilise pas l'écartement standard mais 3 pieds (891 mm).

En URSS, les chemins de fer pour enfants ont été développés dans les années 1930. (Le premier au monde a été ouvert le 24 juillet 1935.) Entièrement exploités par des enfants, ils étaient des établissements d'enseignement parascolaires où les adolescents apprenaient les professions ferroviaires. Beaucoup d'entre eux fonctionnent dans les États post-soviétiques et les pays d'Europe orientale.

Depuis les années 60, de nombreux pays ont adopté des chemins de fer à grande vitesse. Le 3 avril 2007, le TGV français établit un nouveau record de vitesse. Le train, avec un moteur et des roues modifiés, a atteint 574,8 km / h (357,2 mi / h). La tentative de record a eu lieu sur la nouvelle ligne LGV Est entre Paris et Strasbourg en utilisant un TGV Duplex spécialement équipé. Les lignes aériennes ont également été modifiées pour tenter de transporter 31 000 V au lieu des 25 000 V normaux de la ligne.14 Le 24 août 2005, le chemin de fer de Qingzang est devenu la ligne de chemin de fer la plus haute du monde, lorsque la voie a été posée à travers le col du mont Tanggula à 5072 mètres (16 640,4 pieds) au-dessus du niveau de la mer dans les montagnes Tanggula, au Tibet.15

Les opérations

Deux DMU British Rail Class 143 à la gare de Cardiff Queen Street au Royaume-Uni.

Matériel roulant

Une locomotive est le véhicule qui fournit la force motrice d'un train. Une locomotive n'a pas sa propre capacité de charge utile et son seul but est de déplacer le train le long des voies. Traditionnellement, les locomotives tirent les trains de l'avant.

Une voiture de chemin de fer est un véhicule utilisé pour le transport de passagers ou de marchandises. La plupart des wagons transportent une charge «payante», bien que les wagons «non payants» soient utilisés pour le propre usage du chemin de fer, par exemple à des fins d'entretien.

Signalisation

Signal de type sémaphore GWR.

La signalisation ferroviaire est un système utilisé pour contrôler le trafic ferroviaire en toute sécurité afin d'empêcher les trains d'entrer en collision. Guidés par des rails fixes, les trains sont particulièrement sensibles aux collisions car ils fonctionnent fréquemment à des vitesses qui ne leur permettent pas de s'arrêter rapidement ou, dans certains cas, à la distance de visibilité du conducteur.

La plupart des formes de contrôle des trains impliquent que l'autorité de mouvement soit transférée des responsables de chaque section d'un réseau ferroviaire (par exemple, un signaleur ou un chef de gare) à l'équipe du train. L'ensemble des règles et l'équipement physique utilisé pour effectuer ce contrôle déterminent ce que l'on appelle méthode de travail (ROYAUME-UNI), mode opératoire (US) ou safeworking (Aus.). Toutes les méthodes ne nécessitent pas l'utilisation de signaux, et certains systèmes sont spécifiques aux chemins de fer à voie unique. Le processus de signalisation est traditionnellement effectué dans une boîte de signalisation ou une tour de verrouillage, un petit bâtiment qui abrite les cadres de levier nécessaires au signaleur pour faire fonctionner les commutateurs et l'équipement de signalisation. Celles-ci sont placées à différents intervalles le long de l'itinéraire d'un chemin de fer, contrôlant des sections de voie spécifiques. Des développements technologiques plus récents ont rendu cette doctrine opérationnelle superflue, avec la centralisation des opérations de signalisation dans les salles de contrôle régionales. Cela a été facilité par l'utilisation accrue des ordinateurs, permettant de surveiller de vastes sections de la piste à partir d'un seul emplacement.

Droit de passage

Les voies ferrées sont posées sur des terrains appartenant au chemin de fer ou loués par lui. En raison des exigences en matière de virages à grand rayon et de pentes modestes, les rails seront souvent posés sur des routes détournées. Les chemins de fer des transporteurs publics bénéficient généralement de droits limités sur un domaine éminent (Royaume-Uni: achat obligatoire). Dans de nombreux cas au XIXe siècle, les chemins de fer ont reçu des incitations supplémentaires sous forme de concessions de terrains publics. La longueur des routes et les exigences de dénivelé peuvent être réduites en utilisant des coupes et remblais en terre alternés, des ponts et des tunnels, qui peuvent tous augmenter considérablement les dépenses en capital nécessaires pour développer une emprise, tout en réduisant considérablement les coûts d'exploitation et en permettant des vitesses plus élevées sur courbes de rayon plus longues. Dans les zones densément urbanisées comme Manhattan, les chemins de fer sont parfois disposés dans des tunnels pour minimiser les effets sur les propriétés existantes.

Sécurité et catastrophes ferroviaires

Épave de train, 1907, à Canaan, New Hampshire.

Les trains peuvent circuler à très grande vitesse. Cependant, ils sont lourds, incapables de dévier de la piste et nécessitent une grande distance pour s'arrêter. Bien que le transport ferroviaire soit considéré comme l'un des modes de transport les plus sûrs, il existe de nombreuses possibilités d'accidents. Ceux-ci peuvent varier du déraillement mineur (sauter de la voie) à une collision frontale avec un autre train ou une collision avec une automobile ou un autre véhicule à un passage à niveau / passage à niveau.

Les mesures de sécurité les plus importantes sont la signalisation ferroviaire et les portes aux passages à niveau. Les sifflets des trains avertissent de la présence d'un train, tandis que les signaux au sol maintiennent les distances entre les trains. Au Royaume-Uni, le vandalisme et la négligence sont responsables de nombreux accidents ferroviaires. Les lignes de chemin de fer sont zonées ou divisées en blocs gardés par des combinaisons de signaux de bloc, de règles d'exploitation et de dispositifs de contrôle automatique de sorte qu'un train, au plus, puisse être dans un bloc à tout moment.

Par rapport aux déplacements routiers, les chemins de fer restent relativement sûrs.16

Suivi

Attaches en béton (traverses)Pont à chevaletsConnexion et arrimage des rails boulonnés. Également connu sous le nom de fishplate.

Comme indiqué précédemment, une voie ferrée typique se compose de deux rails parallèles en acier (ou, dans les réseaux plus anciens, en fer), généralement ancrés perpendiculairement aux poutres (traverses ou traverses) en bois, béton ou acier pour maintenir une distance constante (écartement). Les rails et les poutres perpendiculaires sont généralement ensuite placés sur une fondation en béton ou en terre comprimée et en gravier dans un lit de ballast pour empêcher la piste de se déformer (se pliant hors de sa configuration d'origine) lorsque le sol se stabilise au fil du temps sous le poids de la véhicules passant au-dessus.

Les rails, constitués des traverses et des rails, peuvent être préfabriqués ou assemblés en place. Les rails sont généralement composés de segments soudés ou boulonnés ensemble. La longueur de chaque segment peut être comparable à celle d'un wagon ou deux, ou elle peut être longue de plusieurs centaines de pieds.

La surface du ballast est inclinée autour des courbes pour réduire les forces latérales. C'est ce qu'on appelle le dévers ou le dévers. Cela réduit les forces tendant à déplacer la piste et rend la conduite plus confortable pour les passagers et le bétail. Cependant, cela est efficace sur une plage limitée de vitesses.

Composants de suivi

La première composante d'un chemin de fer est le tracé, qui est prévu pour fournir la moindre résistance en termes de pente et de travaux d'ingénierie. En tant que tel, le lit de voie est fortement conçu pour fournir, si possible, une surface plane. En tant que tels, les remblais sont construits pour soutenir la piste et fournir un compromis en termes d'élévation moyenne de l'itinéraire. Dans cet esprit, diverses structures telles que des ponts et des viaducs sont construites dans le but de maintenir l'élévation du chemin de fer, et les gradients sont maintenus dans des limites gérables. En terrain vallonné, pour éviter un long détour, un tunnel peut être percé à travers la colline.

Une fois ces travaux d'ingénierie nécessaires à l'itinéraire terminés, un lit de pierre (ballast) est posé sur le lit de voie compacté pour améliorer le drainage autour des traverses et répartir uniformément la pression sur une zone plus large, verrouillant ainsi la voie en place. La pierre concassée est solidement tassée pour empêcher une décantation supplémentaire et pour verrouiller les pierres. Les cours d'eau mineurs sont acheminés par des tuyaux (ponceaux) avant que la pente ne soit élevée.

La base du rail est constituée de traverses en bois traité, en béton ou en acier. La pratique américaine traditionnelle avec les traverses en bois consiste à ancrer la structure du rail au lit de la route en utilisant des plaques de base. Celles-ci sont fixées au sommet des attaches pour fournir un logement sûr pour les rails à fond plat. Après le placement du rail au sommet de la plaque, les pointes sont enfoncées dans les trous de la plaque et dans l'attache où elles sont maintenues par friction. Le sommet de la pointe a une tête qui serre le rail. En variante, des tire-fonds peuvent être utilisés pour retenir les pinces, ce qui est préférable car les vis sont moins susceptibles de se desserrer. La pratique traditionnelle au Royaume-Uni consistait à visser des «chaises» en fonte aux traverses en bois. Ces chaises maintiennent lâchement le rail bullhead qui est ensuite fixé par une «clé» en bois ou en acier coincée entre le côté du rail et la chaise. Avec les traverses en béton ou en acier, des fixations sont intégrées dans la traverse à laquelle le rail inférieur plat est fixé avec des clips en acier à ressort.

L'espace entre et entourant les traverses est rempli de ballast supplémentaire pour stabiliser le rail.

Points (aiguillages ou commutateurs)

Taux de participation

Les points (UK) ou les aiguillages (US), appelés techniquement aiguillages, sont les moyens de diriger un train sur une section de voie divergente, par exemple, une voie d'évitement, un embranchement ou une ligne de roulement parallèle. Posé de façon similaire à une voie normale, un point se compose généralement d'une grenouille (passage commun), de rails de contrôle et de deux rails de commutation. Les rails de commutation peuvent être déplacés vers la gauche ou la droite, sous le contrôle du système de signalisation, pour déterminer la trajectoire que suivra le train.

Entretien

Les pointes des attaches en bois peuvent se desserrer avec le temps, tandis que les attaches fendues et pourries peuvent être remplacées individuellement par un substitut en béton. Si les rails se déposent en raison de l'affaissement du sol, ils peuvent être soulevés par des machines spécialisées et un ballast supplémentaire tassé pour former un lit de niveau. Périodiquement, le ballast doit être retiré et remplacé par un ballast propre pour assurer un drainage adéquat, surtout si des attaches en bois sont utilisées. Les ponceaux et autres passages pour l'eau doivent être maintenus clairs afin que l'eau ne soit pas retenue par le lit de chenille, provoquant des glissements de terrain. Lorsque des lits de voie sont placés le long des rivières, une protection supplémentaire est généralement placée pour empêcher l'érosion pendant les périodes de hautes eaux. Les ponts sont un autre élément important nécessitant une inspection et un entretien.

Terminologie

Les voies ferrées.

Au Royaume-Uni et dans la plupart des autres membres du Commonwealth des Nations, le terme chemin de fer est utilisé de préférence au terme américain, chemin de fer. Au Canada, chemin de fer et chemin de fer sont utilisés de manière interchangeable, bien qu'en droit chemin de fer est le terme habituel. Chemin de fer a été utilisé au Royaume-Uni en même temps que chemin de fer jusqu'aux années 1850, quand chemin de fer est devenu le terme établi. Plusieurs entreprises américaines ont chemin de fer en leur nom au lieu de chemin de fer, le BNSF Railway étant l'exemple moderne prééminent.

Au Royaume-Uni, le terme chemin de fer fait souvent référence à l’ensemble de l’organisation des voies, des trains, des gares, de la signalisation, des horaires et des sociétés d’exploitation qui constituent collectivement un système ferroviaire coordonné, tandis que manière permanente ou p / chemin fait référence aux seules pistes. Cependant, cette terminologie n'est généralement pas courante en dehors de l'industrie ou de ceux qui s'y intéressent vivement.

Les métros, métros, lignes surélevées, lignes de tramway et souterrains sont tous des formes spécialisées de transport ferroviaire.

Voir également

  • Locomotive
  • Train de Maglev
  • Train
  • Transport

Remarques

  1. ↑ Rapport sur l'achalandage Association américaine des transports publics. Récupéré le 30 août 2018.
  2. ↑ Stuart Hylton, La grande expérience: la naissance de l'âge des chemins de fer 1820-1845 (Hersham, Royaume-Uni: Ian Allan Publishing, 2007, ISBN 978-0711031722).
  3. ↑ Georgius Agricola, Herbert Clark Hoover, Lou Henry Hoover (trans.), «De re metallica». Londres, Royaume-Uni: Le magazine minier, 1912.
  4. ↑ A. Vaughan, Cheminots, politique et argent (Londres, Royaume-Uni: John Murray, 1997, ISBN 978-0719551505).
  5. 5.0 5.1 John Marshall, Le livre Guinness des faits et exploits ferroviaires (Enfield, Royaume-Uni: Guinness Superlatives, 1979, ISBN 0900424567).
  6. ↑ The Surrey Iron Railway - 1803 Société de locomotive de Stephenson. Récupéré le 30 août 2018.
  7. ↑ J. Chartres, Richard Trevithick, dans John Cannon, (éd.) Compagnon d'Oxford à l'histoire britannique (Oxford, Royaume-Uni: Oxford University Press, 1997, ISBN 978-0198661764), 932.
  8. ↑ Une brève histoire du chemin de fer Le Swansea & Mumbles Railwa

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