Vérification à l’état limite ultime des soudures de rail des poutres de roulement selon EN 1993-6

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Si les poutres de roulement sont calculées avec les rails métalliques, les soudures des rails sont toujours un détail important à calculer. Pour fixer le rail, vous pouvez sélectionner entre la soudure d’angle continue et discontinue. Dans cet article, vous trouverez un aperçu du processus de calcul et ses fonctionnalités spécifiques, notamment lorsque EN 1993-6 est appliqué.

Options de disposition des soudures d'angle de rail

Il existe deux variantes d'assemblages soudés par filets intermittents. Elles sont représentées dans la figure suivante à partir de [2] .

Figure 01 - options-d-arrangement

Les sections de soudure peuvent être disposées de manière opposée ou en quinconce. La disposition en quinconce est désavantageuse pour la vérification car une seule soudure peut être utilisée pour le transfert des charges horizontales. La troisième possibilité, qui n'est pas représentée sur la figure ci-dessus, est une soudure continue sur tout le rail, bien sûr.

Figure 02 - soudure-continuue

longueur-efficace

La détermination des contraintes de soudure correspondantes nécessite le calcul des longueurs efficaces de charge. L'EN 1993-6 différencie trois options et fournit les formules correspondantes pour le calcul de leff dans le Tableau 5.1.

Figure 03 - en-1993-6-tableau-5-1

Dans ce cas, leff désigne la face inférieure de la semelle supérieure. Cependant, la surface supérieure de la semelle supérieure est déterminante pour le calcul des soudures. Ainsi, l eff est réduit par la double épaisseur t f .

Figure 04 - longueur-efficace

Conceptions de l'état limite ultime

Les contraintes de soudure des rails sont calculées selon la méthode directionnelle indiquée dans [2]. Dans ce cas, les contraintes se rapportent à la surface de la bissectrice de la soudure d'angle. Selon [2], (NA) Section 4.5.2, les épaisseurs minimales de structure doivent être conservées pour la soudure. La norme requiert une soudure d'une épaisseur minimale de 3 mm ou l'application de la formule suivante:
$$ \ mathrm a \; \ geq \; \ sqrt {\ max \; \ mathrm t} \; - \; 0,5 $$

La charge excentrique des roues sur un quart de la largeur de la tête de rail n'est pas considérée à l'état limite ultime selon [3]. Par conséquent, le calcul dû à la charge de la roue est toujours effectué.

Cas 1 : Soudure continue par rail

Figure 05 - contrainte-a-l-etat-limite-ultime

Pour les soudures discontinues de filets de rails, il est nécessaire de vérifier si la longueur de soudure l w est inférieure à la longueur de charge calculée l eff . En général, le minimum des deux valeurs est déterminant pour la vérification.

Figure 06 - 06-soudure-d-angle

Cas 2 : Soudage intermittent des rails sur les côtés opposés

Figure 07 - 07-contraintes-elu-de-la-soudure-de-rail-discontinue-sur-les-cotes-opposes

Cas 3 : Soudure discontinue discontinue des rails

Étant donné que la charge horizontale est appliquée à une section de soudure uniquement dans le cas d'une disposition échelonnée des soudures, le diviseur 2 est omis en termes de H Ed .

Figure 08 - 08-contraintes-elu-de-la-soudure-de-rail-discontinue-alternee

Bibliographie

[1]   Seeßelberg, C .: Kranbahnen: Bemessung und konstruktive Gestaltung nach Eurocode, 5th édition. Berlin : Bauwerk, 2016
[2]  Eurocode 3 : Calcul des structures métalliques - Partie 1‑8: Vérification des assemblages; EN 1993-1-8: 2005 + AC: 2009
[3] Eurocode 3 : Calcul des structures métalliques - Partie 6: Structures porteuses de pont roulant; EN 1993-6: 2007

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