1.1. Gabarits des obstacles

Introduction

Le gabarit d’obstacles est une convention, conclue entre le gestionnaire d'infrastructure et les entreprises ferroviaires, qui définit l'espace libre disponible pour le matériel roulant.

Définition (PTR V1.1)

Le gabarit des obstacles est la limite entre l’espace disponible à la circulation des convois et l’espace disponible pour l’emplacement des installations fixes.

Il est défini sur base des différents contours décrits ci-après.

Contour limite

Le contour limite définit l’espace utilisé pour le trafic des trains ordinaires.

Aucun obstacle ne peut se trouver à l’intérieur de ce contour sauf cas exceptionnels. Ces derniers sont règlementés par la PTR V1.1 chapitre 5.2.

Le contour limite est illustré sur la figure ci-dessous.

Géométrie du contour limite pour les lignes classiques

Elargissement du contour limite

Les caractéristiques géométriques du contour limite sont variables le long des voies compte tenu :

• de l’inclinaison des voitures ou des wagons en cas de dévers h ou d’insuffisance de dévers i ;

• du déport géométrique en courbe ;

• du surécartement local de la voie s ;

• de l’abaissement des parties basses en rayon vertical.

Les valeurs d’élargissement dans ces cas de figure sont données dans l’annexe 3 de la prescription technique de la voie (PTR V01 fasc.1).

Contour nominal

Le contour nominal détermine l’espace qui doit être réservé à la circulation des transports exceptionnels. Aucun obstacle ne peut se trouver à l’intérieur de ce contour.

Le contour nominal, comparé au contour limite, offre de l’espace pour les transports exceptionnels, l’ouverture des portes, l’exécution de travaux.

L’utilisation temporaire de cet espace est autorisée moyennant l’accord des services centraux et des services concernés.

Le contour nominal pour les lignes existantes et pour les nouvelles lignes a été fixé par le service Voies dans la PTR Voies V1.1 – art. 53 et ses annexes.

Géométrie du contour nominal

(*) En courbe de rayon > 250 m : remplacer AC par ligne ABC.

Parties basses H < 760 mm : adapter cote X₀ = 1650 mm aux valeurs du contour limite : voir à cet effet les annexes 3 et 4 de la PTR Voie V1.1.

Contour pour les équipements électriques

Sur les lignes électrifiées, en plus de l'espace maintenu libre pour les lignes non électrifiées, il faut prévoir un espace libre de tout obstacle pour laisser passer les équipements de traction électrique équipant la toiture du matériel roulant ainsi que pour les installations fixes de traction électrique.

Ce contour comprend :

• la position du fil caténaire ;

• l'espace nécessaire pour le libre passage du pantographe ;

• l'espace libre pour la suspension des systèmes de caténaire.

La hauteur minimale requise dépend de la tension et du type de caténaire, mais aussi de la longueur d’un éventuel ouvrage d’art.

On tient compte dans tous les cas de la distance d'isolement électrique entre le train et ce qui l’environne d'une part et les éléments de la caténaire et du pantographe sous tension d’autre part.

Cet espace libre est délimité par le contour en forme de "cheminée" de la figure ci-dessous.

Géométrie du contour de libre passage des pantographes et caténaire

Symboles et abréviations

Le tableau ci-dessous récapitule les symboles et abréviations utilisés dans la suite du chapitre.

Symbole	Description
AddD/i,h	Terme additionnel tenant compte du dévers D, ou de l’insuffisance de dévers i (à une hauteur h donnée).
B	Largeur de l’ouvrage d’art.
bw	Demi-largeur de l'archet du pantographe
bwc	Pantographe à cornes isolantes Demi-largeur de la partie conductrice du pantographe. Pantographe à cornes non isolantes Idem, mais bwc = bw
bwr	La moitié de la largeur utile du pantographe ("working range") avec laquelle la caténaire entre en contact sous la charge due au vent. Remarque : bwr ≤ bwc. Normalement, il n'est utilisé qu'une partie de bwr. Les extrémités (encore toujours dans 2bwr) sont utilisées en cas de charge due au vent.
bzncc	Demi-largeur inférieure à bwr et utilisée par la caténaire sans influence du vent, par un train circulant à v = vmax (zone normale pour les cc = fils de contact). bzncc se trouve en position centrale dans la pièce droite relativement horizontale du frotteur
bisol	Distance d'isolement électrique : bisol,stat = bisol statique. bisol,dyn = bisol dynamique.
bo,mec	Largeur du GABPANTO mécanique à une hauteur de 6,5 m (le point supérieur de vérification).
bu,mec	Largeur du GABPANTO mécanique à une hauteur de 5,0 m (le point inférieur de vérification).
bh,mec	Largeur du GABPANTO mécanique pour un point intermédiaire.
bh,elec	Largeur du GABPANTO électrique pour un point intermédiaire.
cw	Largeur de la corne, mesurée horizontalement (corn width) : = bw – bwc.
D'0	Valeur de référence pour le dévers à prendre en compte pour le calcul du GABPANTO mécanique
D	Valeur réelle du dévers à prendre en compte pour le calcul du GABPANTO mécanique.
epo	Désaxement du pantographe à une hauteur de 6,5 m (le point supérieur de vérification)
epu	Désaxement du pantographe à une hauteur de 5,0 m (le point inférieur de vérification)
ep	Désaxement du pantographe dû aux caractéristiques du véhicule pour un point intermédiaire
fs	Marge pour la prise en compte du soulèvement des fils de contact.
fws	Marge pour la prise en compte de la mise en biais du pantographe consécutivement à son désaxement.
GABPANTO	Gabarit de libre passage des pantographes.
h'c0	Hauteur de référence pour le centre de roulis du véhicule à prendre en compte pour le calcul du GABPANTO mécanique
hcc	Hauteur statique des fils de contact à -15 °C.
hmec	Hauteur effective du GABPANTO mécanique.
helec	Hauteur effective du GABPANTO électrique.
h	Hauteur pour le calcul du GABPANTO mécanique
h'o	Hauteur maximale de vérification (6,5 m) pour le calcul du GABPANTO mécanique
h'u	Hauteur minimale de vérification (5,0 m) pour le calcul du GABPANTO mécanique
I'0	Valeur de référence pour l'insuffisance de dévers à prendre en compte pour le calcul du GABPANTO mécanique
i	Valeur réelle de l'insuffisance de dévers à prendre en compte pour le calcul du GABPANTO mécanique (voir 403.106, addendum I)
K
HOA	Hauteur de l’ouvrage d’art.
	Ecartement réel de la voie
Inom	Ecartement nominal de la voie
L	Distance entre les axes des rails d'une même voie
q	Véhicules à bogies : Le jeu transversal entre l'essieu, d'une part, et le châssis du bogie, d'autre part Véhicules sans bogie : Le jeu transversal entre l'essieu, d'une part, et la caisse du véhicule, d'autre part
qs'	Effet quasi-statique
R	Rayon de la courbe horizontale
S’	Saillie consécutivement au surécartement et à l'effet géométrique en courbe
s'0	Coefficient de souplesse entre le véhicule et l'infrastructure à prendre en compte pour le calcul du GABPANTO mécanique.
Tcharge	Ecart d'angle par rapport à la verticale dû à une dissymétrie dans le chargement
TD	Variation dans le dévers entre deux entretiens successifs
Tosc	Oscillations de la caisse de véhicule dues aux irrégularités de la voie
Tsusp	Ecart d'angle par rapport à la verticale dû à une dissymétrie dans la suspension
Ttrack	Déplacement transversal de la voie entre deux entretiens successifs
w	Jeu transversal entre le bogie et la caisse de véhicule
Y	Axe de la voie
Δbi	Désaxement latéral du pantographe pour i = charge, D, osc, susp ou track
θ	Ecart d'angle par rapport à la verticale provenant des tolérances de montage du pantographe
τ	Tolérance transversale provenant des tolérances de montage du pantographe
Σj	Somme des marges de sécurité horizontales pour la prise en compte d'une série de phénomènes aléatoires influençant le GABPANTO
v	Vitesse maximale du tronçon de ligne considéré.

Largeur du gabarit mécanique de libre passage des pantographes GAB_PA : Contour NQRR’Q’N’

Demi-largeur :

avec

• (mm) : demi-largeur en alignement (voir figure)

Valeur de pour toute hauteur comprise entre 5 et 6,5 m : interpolation linéaire.

Pour une hauteur de fil de contact , est vérifiée à la hauteur :

avec le relèvement des fils de contact sous la pression du pantographe (voir tableau page suivante).

S’, prise en compte du sur-écartement de la voie (uniquement en courbe) :

Valeurs du sur-écartement de voie l :

• , terme additionnel tenant compte du dévers D ou de l’insuffisance de dévers i (uniquement en courbe) :

Insuffisance de dévers

D ou i	[mm] pour 40 < vitesse de la ligne < 160 [km/h]
	Coefficient de souplesse
	0,225				0,4
(mm)	Intérieur courbe		Extérieur courbe		Intérieur courbe		Extérieur courbe
0 à 45	0	0	0	0	0	0	0	0
50	0	0	0	0	0	0	0	0
60	0	0	3	4	0	0	11	16
70	3	4	10	13	5	7	23	32
80	10	13	16	22	17	23	35	48
90	16	22	23	31	29	39	47	64
100	23	31	30	40	41	55	59	80
110	30	40	37	49	53	71	71	96
120	37	49	43	58	65	87	83	112
130	43	58	50	67	77	103	95	128
140	50	67	57	76	89	119	107	144
150	57	76	64	85	101	135	119	160
160	64	85	70	94	113	151	131	176
170	70	94	77	103	125	167	143	192

Hauteur du gabarit mécanique de libre passage des pantographes GAB_PA : Contour NQRR’Q’N’

avec :

• , la hauteur locale de la caténaire (à -15 °C) ;

• , l’inclinaison de l’archet du pantographe par la pression + usure du carbone de la surface de contact ;

• , avec s0 le soulèvement attendu ; avec fs le soulèvement calculé pour la conception de la caténaire.

Aux points de suspension, (s₀ en mm ; v en km/h est la vitesse maximale du tronçon ; a en m est la valeur de la portée) avec une valeur max de 100 mm :

V [km/h]	s0 [mm]	[mm]
40	61	122
60	63	126
90	67	134
120	72	144
130	74	148
140	76	152
160	81	162
200	93	186
220	100	200

Ailleurs dans la portée, le soulèvement doit être chiffré au cas par cas.

Largeur du gabarit électrique de libre passage des pantographes GAB_PA : Contour NQRR’Q’N’

Demi-largeur :

avec :

• , distance d’isolement statique (voir tableau paragraphe suivant) ;

• , largeur de la corne isolante du pantographe, mesurée horizontalement (voir tableau en bas de page).

Hauteur du gabarit électrique de libre passage des pantographes GAB_PA : Contour NQRR’Q’N’

Les distances d’isolement dans l’air, recommandées par la norme EN 50119, entre la terre et les parties sous tension de la caténaire, pour une tension nominale de 3 kV, sont :

• = 150 mm (valeur minimum tolérée : 130 mm) ;

• = 50 mm.

La hauteur du gabarit électrique de libre passage des pantographes est calculée comme suit :

Un facteur de sécurité de 2 ayant été considéré sur dans le calcul de , est utilisée pour le calcul de .

Gabarit du système de suspension de la caténaire GAB : STT’S’ (3kV DC) / VWW’V’ (25kV AC)

En pleine voie, la structure porteuse (mise à la terre) de la caténaire doit se trouver en dehors du gabarit électrique défini ci-dessus.

Le contour pour le système de suspension de la caténaire n’est à considérer qu’en présence d’un ouvrage d’art.

Voir plan type : 480.001 Hauteurs libres des ouvrages d’art.

(1) Si la largeur de l'ouvrage d'art est supérieure à 12,5 m, des niches (40 cm x 40 cm) de 25 cm de profondeur sont à prévoir.

(2) Dans le cas d'une caténaire compound, on peut utiliser des pendules plus courts. La souplesse est garantie par des pendules coulissants.

Ruban

Largeur du ruban

= zone où la largeur utile du pantographe est présente

= zone où les fils de contact doivent être présents, également sous l’action du vent.

Ruban en alignement

Demi-largeur = b_R= = C_R=

Ruban en courbe

b = b_R∞ - S’ – Add_D = b_w + b_wr – b_h,mec,i

c = c_R∞ - S’ – Add_i = b_w + b_wr – b_h,mec,a

avec S’ et Add_D/i définis aux pages 1.1.1.6. et 7.