ISO 12856-3:2022
(Main)Railway applications — Polymeric composite sleepers, bearers and transoms — Part 3: General requirements
Railway applications — Polymeric composite sleepers, bearers and transoms — Part 3: General requirements
This document specifies general requirements of polymeric composite railway sleepers. It is applicable to the sleepers, bearers and transoms to be installed in all tracks (both heavy and urban rail) with or without ballast.
Applications ferroviaires — Traverses et supports en matériaux composites à matrice polymère — Partie 3: Exigences générales
Le présent document spécifie les exigences générales des traverses en composite à matrice polymère. Elle s’applique aux traverses, aux supports et aux transoms prévus pour être installés sur toutes les voies (réseaux ferroviaires conventionnels et urbains), avec ou sans ballast.
General Information
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 12856-3
First edition
2022-02
Railway applications — Polymeric
composite sleepers, bearers and
transoms —
Part 3:
General requirements
Applications ferroviaires — Traverses et supports en matériaux
composites à matrice polymère —
Partie 3: Exigences générales
Reference number
© ISO 2022
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Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .v
Introduction . vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols . 4
5 General characteristics . 6
5.1 General . 6
5.2 Geometrical design, mass and tolerances . 6
5.3 Surface finish . 11
5.4 Loading . 11
5.4.1 Loads . 11
5.4.2 Load distribution . 11
5.5 Characteristic bending moments . 11
5.6 Ecodesign . 11
6 Quality control .12
6.1 General .12
6.2 Quality control during design approval tests .12
6.3 Quality control during manufacturing . 13
7 Documentation .13
7.1 General .13
7.2 Data to be supplied by the purchaser . 13
7.3 Data to be provided by the supplier . 14
7.3.1 Before the design approval tests . 14
7.3.2 After the design approval tests . 14
7.3.3 Prior to start-up of production . 14
7.4 Marking . 15
8 Product testing .15
8.1 General . 15
8.2 Tests on product . 15
8.2.1 General .15
8.2.2 Bending resistance . 17
8.2.3 Thermal expansion . 22
8.2.4 Permanent deformation of screw/insert in function of temperature .22
8.2.5 Fastening system .22
8.2.6 Electrical resistance . 22
8.2.7 Screw, spike, cast-in and glued-in fastening components .23
8.2.8 Fire . 23
8.2.9 System test . 23
8.3 Tests on material characteristics . . 23
8.3.1 Chemical compatibility . 23
8.3.2 Environmental resistance . 23
8.3.3 Environmental compatibility . 24
8.3.4 Mechanical properties . 24
8.4 Additional tests for consideration (optional) . 24
8.4.1 Damaging of the sleeper surface by ballast . 24
8.4.2 Test in track . 24
8.4.3 Lateral resistance . 24
Annex A (informative) Definition and recommendation for measurement of rail seat
inclination and twist between rail seats .25
iii
Annex B (informative) Design methods and factors .26
Annex C (informative) Calculation of bending moments for transom .39
Bibliography .42
iv
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
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expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO’s adherence to
the World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see
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This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 269, Railway applications, Subcommittee
SC 1, Infrastructure.
A list of all parts in the ISO 12856 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
v
Introduction
This document is used as the technical basis for transaction between corresponding parties (purchaser
– supplier).
vi
INTERNATIONAL STANDARD ISO 12856-3:2022(E)
Railway applications — Polymeric composite sleepers,
bearers and transoms —
Part 3:
General requirements
1 Scope
This document specifies general requirements of polymeric composite railway sleepers. It is applicable
to the sleepers, bearers and transoms to be installed in all tracks (both heavy and urban rail) with or
without ballast.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 12856-1, Railway applications — Polymeric composite sleepers, bearers and transoms — Part 1:
Material characteristics
ISO 12856-2, Railway applications — Polymeric composite sleepers, bearers and transoms — Part 2:
Product testing
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
3.1
purchaser
body responsible for purchasing the product on the network company’s behalf
3.2
supplier
body responsible for the use of the International Standard in response to the purchaser’s (3.1)
requirement
Note 1 to entry: The supplier is also responsible for requirements which apply to the product of the manufacturer
(3.3).
3.3
manufacturer
organization which produces the sleepers (3.4), the bearers (3.5) and the transoms (3.6)
3.4
sleeper
transverse component of the track which controls the gauge (3.29) and transmits loads from the rail to
the ballast or other sleeper support
3.5
bearer
transverse component of switches and crossings which controls the relative geometry of two or more
running rails and different pieces of special track work, and transmits loads from the rails to the ballast
or other bearer support
3.6
transom
transverse component of track on bridges with open deck which controls the gauge (3.29) and transmits
loads from the rail to the bridge structure
3.7
longitudinal beams for ballastless track on bridges
longitudinal component of ballastless track (3.27) on bridges which supports several fastening systems
(3.28) for one rail
3.8
bending moment
moment applied on the polymeric composite sleeper (3.4), bearer (3.5) or transom (3.6) which produces
tension and compression in the element
3.9
positive bending moment
moment which produces tension at the bottom of the polymeric composite sleeper (3.4), bearer (3.5) or
transom (3.6)
3.10
negative bending moment
moment which produces tension at the top of the polymeric composite sleeper (3.4), bearer (3.5) or
transom (3.6)
3.11
rail seat
area on which a running rail rests
3.12
rail seat area
rail seat (3.11) and the immediate area around the fastening system (3.28)
3.13
rail seat bending moment
moment under the centre line of the rail
3.14
centre bending moment
moment at the centre part of a monoblock sleeper (3.15)
3.15
monoblock sleeper
sleeper (3.4) consisting of one element of material
3.16
twin-block sleeper
sleeper (3.4) in which two blocks (3.17) are connected by a connecting bar
3.17
block
short polymeric composite element which transmits loads from one rail to the ballast or other support
3.18
test load
load applied during testing
3.19
dynamic rail seat load
P
k
characteristic load on a rail seat (3.11) of the sleeper (3.4) for normal service dynamic loading
Note 1 to entry: Usually the characteristic load corresponds to the mean value plus “n” standard deviations of the
dynamic wheel load.
Note 2 to entry: The term “dynamic load” used within this series, with respect to tests, should be interpreted as
“cyclic load”.
3.20
characteristic bending moment
M
k
bending moment (3.8) from the dynamic rail seat load (3.19)
3.21
characteristic positive bending moment for rail seat section
M
k,r,pos
positive bending moment (3.9) at the rail seat (3.11) from the dynamic rail seat load (3.19)
3.22
characteristic negative bending moment for rail seat section
M
k,r,neg
negative bending moment (3.10) at the rail seat (3.11) from the dynamic rail seat load (3.19)
3.23
characteristic negative bending moment for centre section
M
k,c,neg
negative bending moment (3.10) at the centre section from the dynamic rail seat load (3.19)
3.24
characteristic positive bending moment for centre section
M
k,c,pos
positive bending moment (3.9) at the centre section from the dynamic rail seat load (3.19)
3.25
thermal expansion
elongation of the sleeper (3.4), bearer (3.5) or transom (3.6) as a result of increasing temperature
3.26
bedding modulus
pressure (force per surface area) per unit deflection and measured under a uniaxial load
3.27
ballastless track
high fixity track constrained by means other than ballast
3.28
fastening system
any device used to secure running rails into chairs or baseplates or directly to sleepers (3.4), bearers
(3.5), transoms (3.6) or other rail supports
3.29
gauge
lateral distance between the running edges of rails in track
3.30
lateral track resistance
ability of a sleeper (3.4) to resist movement, perpendicular to rail, under lateral loading
3.31
conductor rail
rigid metallic section or rail mounted on insulators to distribute electrical energy to trains
3.32
geometric ballast plate
GBP
rigid steel plate with geometrically structured surface simulating ballast contact
Note 1 to entry: See ISO 12856-2:2020, Annex A.
3.33
flat plate
FP
rigid steel plate with flat surface with dimension 300 mm by 300 mm
3.34
design approval test
test on a polymeric composite sleeper (3.4), bearer (3.5) or transom (3.6) or part of it to demonstrate
compliance with the acceptance criteria
3.35
routine test
quality control test in terms of regular manufacturing
4 Symbols
For the purposes of this document, the symbols and abbreviated terms listed in Table 1 apply.
Table 1 — Symbols
Symbol Description Unit
b Maximum bottom width of the polymeric composite sleeper, bearer or transom. m
b Top width of the polymeric composite sleeper, bearer or transom. m
Top width of the polymeric composite sleeper, bearer or transom at the axis of the rail
b m
seat.
d Deformation of the sleeper in the strength test under F . mm
0s r0
d Deformation of the sleeper in the strength test under k × F . mm
1s 1s r0
d Deformation of the sleeper in the strength test under k × F . mm
2s 2s r0
d Upper limit for the sleeper deformation in the strength test at exceptional load level. mm
1s,lim
d Upper limit for the sleeper deformation in the strength test at accidental load level. mm
2s,lim
F Planeness of each rail seat area: with regard to two points 150 mm apart. —
F Positive reference test load at the centre section of the sleeper. kN
c0
F Negative reference test load at the centre section of the sleeper kN
c0n
F Positive reference test load for the rail seat section. kN
r0
F Maximum positive test load at centre of sleeper, bearer or transom. kN
cB
F Maximum negative test load at centre of sleeper, bearer or transom. kN
cBn
Table 1 (continued)
Symbol Description Unit
Constant load applied for permanent deformation test at the centre section for negative
F kN
c,perm,n
bending moments.
F Maximum positive test load at the rail seat section which cannot be increased. kN
rB
Depth at any position along the total length of the polymeric composite sleeper, bearer
h m
or transom measured in accordance with the quality plan.
Coefficient used for calculation of static test load for the exceptional load level. This
k —
1s
factor is applied to initial reference test load.
Coefficient used for calculation of static test load for the accidental load level. This fac-
k —
2s
tor is applied to initial reference test load.
k Coefficient to be used for calculation of F at the end of the fatigue test. —
3 rB
Dynamic low frequency stiffness at the centre section for the positive bending moment
k MN/m
c,dyn1
in between the loads 0,1 × F and 0,5 × F .
c0 c0
Dynamic low frequency stiffness at the centre section for the positive bending moment
k MN/m
c,dyn2
in between the loads 0,1 × F and F .
c0 c0
Static stiffness at the centre section for the positive bending moment in between the
k MN/m
c,stat1
loads 0,1 × F and 0,5 × F .
c0 c0
Static stiffness at the centre section for the positive bending moment in between the
k MN/m
c,stat2
loads 0,1 × F and F .
c0 c0
Dynamic low frequency stiffness at the centre section for the negative bending moment
k MN/m
cn,dyn1
in between the loads 0,1 × F and 0,5 × F .
c0n c0n
Dynamic low frequency stiffness at the centre section for the negative bending moment
k MN/m
cn,dyn2
in between the loads 0,1 × F and F .
c0n c0n
Static stiffness at the centre section for the negative bending moment in between the
k MN/m
cn,stat1
loads 0,1 × F and 0,5 × F .
c0n c0n
Static stiffness at the centre section for the negative bending moment in between the
k MN/m
cn,stat2
loads 0,1 × F and F .
c0n c0n
Low frequency dynamic stiffness of polymeric composite sleeper or bearer measured
k MN/m
dyn,5Hz
with GBP at (5 ± 1) Hz.
Static stiffness of polymeric composite sleeper, bearer or transom measured with GBP
k MN/m
max
between F and F .
max min
Dynamic low frequency stiffness at the rail seat section in between the loads 0,1 × F
r0
k MN/m
r,dyn1
and 0,5 × F .
r0
Dynamic low frequency stiffness at the rail seat section in between the loads 0,1 × F
r0
k MN/m
r,dyn2
and F .
r0
k Static stiffness at the rail seat section in between the loads 0,1 × F and 0,5 × F . MN/m
r,stat1 r0 r0
k Static stiffness at the rail seat section in between the loads 0,1 × F and F . MN/m
r,stat2 r0 r0
Static stiffness of polymeric composite sleeper, bearer or transom measured with GBP
k MN/m
stat
between F and F .
test min
k Coefficient used for the degradation during service life of the sleeper. —
t
L Overall length of the polymeric composite sleeper, bearer or transom. m
L Distance between the rail fastening gauge points. m
Position of the rail fastening gauge point with regard to the end of the polymeric com-
L m
posite sleeper, bearer or transom.
L Total length of reinforced polymeric composite block. m
L Design distance between centre lines of the rail seats. m
c
L Elastic length of the Winkler beam. m
el
Design distance between the centre line of the rail seat to the edge of the sleeper at the
L m
p
bottom.
m Mass of the sleeper (variation with regard to nominal mass). kg
Table 1 (continued)
Symbol Description Unit
M Characteristic bending moment. kNm
k
M Characteristic negative bending moment for centre section. kNm
k,c,neg
M Characteristic positive bending moment for centre section. kNm
k,c,pos
M Characteristic negative bending moment for rail seat section. kNm
k,r,neg
M Characteristic positive bending moment for rail seat section. kNm
k,r,pos
P Dynamic rail seat load. kN
k
T Relative twist between two rail seats (see Annex A). °
Deformation for permanent deformation test of screw/insert in function of tempera-
Δu mm
ture.
α Inclination of the rail seat (see Annex A). °
−1
α Linear thermal expansion coefficient for the bottom. K
T,bottom
−1
α Linear thermal expansion coefficient for the top. K
T,top
λ Lever length of resulting internal forces P /2. m
k
ξ Position of unit wheel load Q in function of the deflection of rail. rad
η Influence of adjacent axles. —
5 General characteristics
5.1 General
The track, including switches and crossings, is an assembly of transverse sleepers, bearers or transoms
secured to the rails by means of a fastening system and supported by ballast or other support. It is
characterized by the gauge of the track, the rail profile, the inclination of the rails and the spacing of the
polymeric composite sleepers, bearers and transoms.
5.2 Geometrical design, mass and tolerances
The relevant dimensions of polymeric composite sleepers, bearers and transoms are shown in Figures 1,
2 and 3.
NOTE 1 In case of sleepers with rectangular cross-section over the total length, b is only applied on the rail
seat. b , b , b are all equal and α = 0.
1 2 3
Key
1 measurement point
L distance between sleeper gauge points taking into account the fastening system and track gauge
Figure 1 — Monoblock sleeper
Key
1 measurement point
L distance between sleeper gauge points taking into account the fastening system and track gauge
Figure 2 — Twin-block sleeper
Figure 3 — Sleepers, bearers and transoms
The dimensions of the sleeper, bearer and transom shall be agreed between the purchaser and the
supplier.
The maximum tolerances specified in Table 2 and below Figure 4 apply to ballasted track and may be
varied by the purchaser in the case of special requirements such as dedicated polymeric composite
elements for ballastless track or use of a sleeper laying machine, etc.
Table 2 — Maximum tolerances
Symbol Tolerance
a
L ±30 mm
b ±5 mm
b ±5 mm
b ±5 mm
h
+10
mm
−3
L
+2
mm
−1
L ±8 mm
L ±8 mm
b
α ±0,5°
c
F 2 mm
T 0,5°
d
m ±5 %
a
For installation with a track laying machine, a tolerance of ±10 mm is recommended.
b
If a baseplate is used, a tolerance of ±0,25° is recommended.
c
If a direct fastening (fastening without baseplate) is used, a tolerance of 1 mm
is recommended.
d
The purchaser shall indicate if all or part of the fastening system is included in
the mass of the polymeric composite element.
In case of embedded fastening components, the positioning of these components in the sleeper, bearer
and transom shall be measured in accordance with Figure 4.
Figure 4 — Measurement of tolerances on fastening components positioning of bearer
Tolerance on dimensions A and D (on the same support area): ±1,0 mm
Tolerance on dimensions B and C (between two separate supports areas): ±1,5 mm
Tolerance between the last cast-in component and the end of the bearer (E): ±15 mm
Figure 5 shows the vertical deviation measurement of a bearer.
Dimensions in millimetres
Key
1 rigid support
2 bearer
3 support (50 mm × 50 mm section) across width of bearer
4 straight datum
5 support across width of bearer
6 top surface of bearer
7 vertical deviation measurement area
8 measurement base
Figure 5 — Vertical deviation measurement of bearer
Vertical deviation in both directions of a bearer is measured on a 3,6 m long base as in Figure 5.
Alternative measurement methods may be proposed by the manufacturer and agreed with the
purchaser.
For bearers shorter than 4 m and with more than two rail seats, the length of measurement base shall
be reduced to L – 400 mm (with L in mm). Maximum allowed deviation is (L – 400 mm) / 500 (with L in
mm).
Maximum allowed deviation is 7 mm on a 3,6 m base.
For bearer length above 6 m, the maximum allowed deviation is agreed between the supplier and the
purchaser.
The design, dimensions and tolerances of the fastening system shall be defined by the purchaser.
The purchaser shall specify the minimum clearances between rail fastening components and
reinforcement according to the fastening system to be used, and between reinforcement and connecting
bar for twin-block sleepers.
Transportation to the work site and track installation methods can limit the maximum sleeper mass,
which has to be determined by the purchaser.
The mass of the sleeper contributes to the longitudinal, lateral and vertical resistance of the track.
The lateral and longitudinal resistance of the sleeper can be measured in the sleeper-in-ballast test or
in track.
NOTE 2 A method and principle of test are described in Reference [3].
The vertical resistance of the sleeper in ballasted track is determined by the mass of the sleeper, the
resistance in the ballast and, if applicable, the ballast lifted along with the sleeper. If the purchaser
requires minimum sleeper mass for track stability, the mass of ballast lifted along with the sleeper may
also be considered.
5.3 Surface finish
Particular attention shall be paid to the rail seat area, which shall be free of any individual large void.
The purchaser shall specify the permissible size, shape and number of voids.
5.4 Loading
5.4.1 Loads
The track is subjected to repeated loads in three different directions, generally applied simultaneously:
a) vertical loads from axle load and service conditions;
b) transverse loads from guiding forces;
c) longitudinal loads from acceleration and braking, thermal stresses in continuous welded rail, etc.
Under all loading conditions the track shall retain its geometry including gauge, top, level and alignment.
The characteristic load is calculated by applying a dynamic coefficient to the static wheel load.
The dynamic coefficient takes into account the normal dynamic effects of wheel and track irregularities.
Loads and the corresponding bending moments are the responsibility of the purchaser.
5.4.2 Load distribution
The assembled rail, fastening system and polymeric composite sleepers, bearers and transoms on
ballast or other support shall be considered as a beam on a continuous elastic support.
The moment of inertia of the rail profile, the spacing of the polymeric composite sleepers, bearers and
transoms, and the elasticity of the whole assembly on its support have an influence on the longitudinal
distribution of the vertical wheel loads applied on the rail. As a result, the rail seat load applied on the
polymeric composite element is only a proportion of the wheel load.
5.5 Characteristic bending moments
The characteristic bending moments shall be determined according to the design criteria for the
polymeric composite sleeper, bearer and transom. They are used to calculate test loads.
For the determination of characteristic bending moments, see Annex B for ballasted track and Annex C
for transoms.
NOTE The method proposed in Annex B is also used for polymeric composite sleepers, bearers or transoms
on elastic layers in ballastless track.
5.6 Ecodesign
The supplier and/or manufacturer of polymeric composite sleepers, bearers or transoms shall assess
the environmental factors of its products.
The following topics shall be highlighted:
a) use of hazardous components, including percentage of mass;
b) use of recycled materials, including percentage of mass;
c) declaration of energy needed for production (type and quantity), gas emission and other
environmental aspects, related to 1 kg of goods;
d) recycling ways and opportunities, including process description, percentage of mass and energy
need;
e) declaration of transports at each level, from raw materials to customer’s border: type of transport,
quantity of material.
6 Quality control
6.1 General
The supplier and/or manufacturer shall operate a quality system, which is defined and maintained
in a quality manual. This manual shall address all actions, functions and resources, procedures and
practices concerned with achieving and providing documentary evidence that the quality of the
delivered polymeric composite sleepers, bearers and transoms and services that the supplier provides
are to the agreed requirements.
The quality manual shall include a quality plan for the production of polymeric composite sleepers,
bearers and transoms, which defines and details the following:
a) the organization, structure and responsibilities;
b) all the materials, processes and procedures for manufacturing, storing and transporting the
polymeric composite sleepers, bearers and transoms;
c) all testing requirements, including definition of testing equipment, method of testing, frequency of
tests, etc.;
d) all other quality control procedures to ensure and verify that the polymeric composite sleepers,
bearers and transoms and services provided are to the agreed requirements of the purchaser.
The purchaser shall have access to the quality manual at the premises of the supplier and/or
manufacturer.
NOTE Guidance on quality systems is given in the ISO 9000 family of standards.
Changes to the design, materials or production process from that used to produce the sleepers used
in design approval testing shall not be introduced without prior approval from the purchaser. The
purchaser may require the repetition of the design approval tests described in this document before
approving the changes mentioned above.
6.2 Quality control during design approval tests
The supplier shall provide to the purchaser all quality documents in relation to the polymeric composite
elements to be submitted to design approval tests.
This includes:
a) detailed drawings of the polymeric composite element and components included;
b) material data sheet for the product;
c) procedure showing how all test requirements are fulfilled:
1) this includes geometrical tests with description of the gauge and measurement method for
each dimension;
2) this includes load tests on the polymeric material and the sleeper, bearer or transom with a
description of the measurement means and methods;
d) general description of the manufacturing process;
e) test report showing conformity of the sleepers with the dimensions and maximum tolerances
defined in Table 2.
Design approval tests results may be used for the determination of test loads to be used for routine
tests.
6.3 Quality control during manufacturing
Before manufacturing, the supplier shall provide to the purchaser a quality plan including all quality
documents in relation to the acceptance of materials and manufacturing of the polymeric composite
elements.
The quality plan shall explain how the supplier and/or manufacturer will ensure that all sleepers
supplied meet the requirements specified by the purchaser.
For routine tests, alternative test arrangements may be used if the supplier and/or manufacturer can
provide evidence of results complying with approved test arrangements.
The quality plan shall detail:
a) frequency of testing for each dimensional requirement;
b) frequency for load tests on polymeric composite material and on sleeper, bearer or transom;
c) mechanism used to increase the inspection frequency when defects are identified;
d) actions to be taken in the case of defects being found to ensure recheck for compliance.
In case of early dimensional inspection of the polymeric composite element, the quality plan shall take
into account further shortening of the element.
At the request of the purchaser, the supplier and/or manufacturer can be asked to carry out from time
to time certain non-routine tests included in this document and to confirm conformity to this document
for the routine tests.
7 Documentation
7.1 General
The purchaser shall provide all information necessary to design the sleeper, bearer or transom. The
supplier shall provide all information necessary for approval of design and manufacture.
7.2 Data to be supplied by the purchaser
The purchaser shall specify the following data:
a) all characteristic bending moments (see Annex B for ballasted track and Annex C for transoms);
b) required tests and choice of options (see Table 3);
c) acceptance criteria for the selected test, as specified in 8.2;
d) data necessary to perform the selected tests as specified in ISO 12856-2 (depending on the selected
tests and options):
1) for the permanent deformation test: F ;
c,perm,n
2) for the fatigue test at centre: d , k ;
fat,lim 3
3) for the fatigue test at rail seat: d , k , d ;
fat,lim 3 2s,lim
4) for the strength test at rail seat: k , k , d , d ;
1s 2s 1s,lim 2s,lim
5) for the stiffness test with GBP or FP: Q , L ;
nom p
6) for the compression test with GBP or FP: Q , L , k , k ;
nom p 1s 2s
e) drawings and specifications necessary to define:
1) critical dimensions (distance between sleeper gauge points L – length – width – depth at rail
seat, etc.);
2) fastening system interface and geometric layout;
3) particular tolerances (see Table 2);
4) conductor rail insulator supports (if applicable);
5) scope of the test arrangements and procedures indicating whether the options are used;
f) absolute maximum and minimum mass of the polymeric composite sleeper, bearer and transom
(kilogram per sleeper or kg/m);
g) any additional technical specification, e.g. electrical insulation;
h) rail profile definition;
i) lower and/or upper limit for material characteristics of polymeric composite (optional).
7.3 Data to be provided by the supplier
7.3.1 Before the design approval tests
a) Detailed drawings of the polymeric composite sleeper, bearer and transom.
b) Characteristics of materials.
c) Description of manufacturing process.
d) Production file for manufacturing data for the sleepers, bearers or transoms produced for the
design approval tests.
7.3.2 After the design approval tests
Design approval test report.
7.3.3 Prior to start-up of production
All data required in Clause 5.
7.4 Marking
Each polymeric composite sleeper, bearer and transom shall have the following permanent marking:
a) year of manufacture;
b) identification mark of the production plant.
The purchaser may require additional information (permanent or not) to be identified on the polymeric
composite sleepers, bearers and transoms (i.e. mould identification and/or production machine).
8 Product testing
8.1 General
This clause defines the product testing for polymeric composite sleepers, bearers and transoms.
Two kinds of tests are used:
a) design approval test;
b) routine test: a product test as a part of the manufacturing quality control process.
Tests are defined for each type of polymeric composite sleeper, bearer and transom in ISO 12856-2 and
for material in ISO 12856-1.
The routine test procedures are carried out on polymeric composite sleepers, bearers and transoms
selected at random from the manufacturing production line. No additional preparation to normal
production is allowed. Routine tests are usually assessed on a defined statistical basis.
In some railway networks, dual gauge and convertible gauge sleepers are used. In these cases, the
test procedures in this clause may still be used but judgement shall be made by the purchaser on the
combination of tests for two gauges.
Any change in design, materials or production process from that used to manufacture the sleepers,
bearers or transoms used in the design approval tests shall not be introduced without prior approval of
the purchaser. The purchaser may request that the design approval tests described in this document be
repeated before approving any changes.
8.2 Tests on product
8.2.1 General
Table 3 summarizes the mandatory (M), optional (O) and not applicable (N/A) tests for design approval
tests.
The test methods for routine testing shall be agreed between the purchaser and the supplier.
Table 3 — Matrix of design approval tests in function of track types
Ballastless track
Ballastless track
without elastic
Ballasted track with elastic layer Transom
layer under the
b
under the sleeper
c
sleeper
Tests given in
a
ISO 12856-2:2020
Plain Plain Bridge
Plain
track, track, with
track Tunnel Tunnel Tunnel
S&C and S&C and open
and S&C
bridge bridge deck
Stiffness at centre section for
negative bending moments in M M M M N/A N/A M
8.2.2.1.1
Fatigue test and ultimate load at
centre section for negative M M M M N/A N/A M
bending moments in 8.2.2.1.2
Permanent deformation test at
centre section for negative bend- O O O O N/A N/A O
ing moments in 8.2.2.1.3
Strength test at centre section for
negative bending moments in M M M M N/A N/A M
8.2.2.1.4
Stiffness at centre section for posi-
O O O O N/A N/A N/A
tive bending moments in 8.2.2.2.1
Fatigue test and ultimate load at
centre section for positive bending O O O O N/A N/A N/A
moments in 8.2.2.2.2
Strength test at centre section
for positive bending moments in O O O O N/A N/A N/A
8.2.2.2.3
Stiffness at rail seat in 8.2.2.3.1 M M M M O O N/A
Fatigue test at rail seat in 8.2.2.3.2 M M M M O O N/A
Strength at rail seat in 8.2.2.3.3 M M M M O O N/A
Stiffness with GBP at rail seat in
O O N/A N/A N/A N/A N/A
8.2.2.4
Stiffness with FP at rail seat in
N/A N/A O O O O O
8.2.2.4
Compression test with GBP at rail
O O N/A N/A N/A N/A N/A
seat in 8.2.2.5
Compression test with FP at rail
N/A N/A O O O O O
seat in 8.2.2.5
Thermal expansion in 8.2.3 M O M O M O M
Key
S&C = switches and crossings
M = mandatory
O = optional
N/A = not applicable
a
The transoms are tested in ISO 12856-2:2020 with the test procedure for the negative bending moment for sleeper/
bearer but with a specific test arrangement.
b
Elastic layer corresponds to under sleeper pads or rubber boot.
c
Direct transfer of rail seat load to the bridge deck by compression in the polymeric composite element, with negligible
bending moment in the sleeper, bearer and transom.
Table 3 (continued)
Ballastless track
Ballastless track
without elastic
Ballasted track with elastic layer Transom
layer under the
b
under the sleeper
c
sleeper
Tests given in
a
ISO 12856-2:2020
Plain Plain Bridge
Plain
track, track, with
track Tunnel Tunnel Tunnel
S&C and S&C and open
and S&C
bridge bridge deck
Permanent
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 12856-3
Première édition
2022-02
Applications ferroviaires — Traverses
et supports en matériaux composites à
matrice polymère —
Partie 3:
Exigences générales
Railway applications — Polymeric composite sleepers, bearers and
transoms —
Part 3: General requirements
Numéro de référence
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publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction . vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions . 1
4 Symboles . 4
5 Caractéristiques générales . 6
5.1 Généralités . 6
5.2 Conception géométrique, masse et tolérances . 7
5.3 État de surface . 11
5.4 Application de charges . 11
5.4.1 Charges . 11
5.4.2 Répartition des charges . 11
5.5 Moments de flexion caractéristiques . 11
5.6 Écoconception . 12
6 Contrôle qualité .12
6.1 Généralités .12
6.2 Contrôle qualité lors des essais de qualification . 13
6.3 Contrôle qualité lors de la fabrication . 13
7 Documentation .14
7.1 Généralités . 14
7.2 Données à fournir par le client . 14
7.3 Données à fournir par le fournisseur . 15
7.3.1 Avant les essais de qualification . 15
7.3.2 Après les essais de qualification . . 15
7.3.3 Avant la mise en production . 15
7.4 Marquage . 15
8 Essais sur produits .15
8.1 Généralités . 15
8.2 Essais sur le produit . 16
8.2.1 Généralités . 16
8.2.2 Résistance à la flexion . 18
8.2.3 Dilatation thermique . 22
8.2.4 Déformation permanente de la vis/de l’insert en fonction de la température .23
8.2.5 Système de fixation . 23
8.2.6 Résistance électrique .23
8.2.7 Vis, clou, élément de fixation encastré et scellé .23
8.2.8 Résistance au feu . 24
8.2.9 Essai du système . 24
8.3 Essais sur les caractéristiques du matériau . 24
8.3.1 Compatibilité chimique . 24
8.3.2 Résistance environnementale . 24
8.3.3 Compatibilité environnementale . 25
8.3.4 Propriétés mécaniques . 25
8.4 Essais complémentaires à envisager (facultatifs) . 25
8.4.1 Endommagement de la surface des traverses par le ballast .25
8.4.2 Essais en voie . 25
8.4.3 Résistance latérale.25
Annexe A (informative) Définition et recommandation pour la mesure de l’inclinaison
des tables d’appui des rails et du gauche entre les tables d’appui des rails .26
iii
Annexe B (informative) Méthodes et facteurs de conception .27
Annexe C (informative) Calcul des moments de flexion pour les transoms .40
Bibliographie .43
iv
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir
www.iso.org/directives).
L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion
de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 269, Applications ferroviaires, sous-
comité SC 1, Infrastructure.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 12856 se trouve sur le site web de l’ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
v
Introduction
Le présent document est utilisé comme base technique pour les transactions entre les parties (client/
fournisseur).
vi
NORME INTERNATIONALE ISO 12856-3:2022(F)
Applications ferroviaires — Traverses et supports en
matériaux composites à matrice polymère —
Partie 3:
Exigences générales
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie les exigences générales des traverses en composite à matrice polymère.
Elle s’applique aux traverses, aux supports et aux transoms prévus pour être installés sur toutes les
voies (réseaux ferroviaires conventionnels et urbains), avec ou sans ballast.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 12856-1, Applications ferroviaires — Traverses et supports en matériaux composites à matrice
polymère — Partie 1: Propriétés des matériaux
ISO 12856-2, Applications ferroviaires — Traverses et supports en matériaux composites à matrice
polymère — Partie 2: Essais de produit
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/
3.1
client
organisme responsable de l’achat du produit pour le compte de la société ferroviaire
3.2
fournisseur
organisme responsable de l’application de la Norme internationale en réponse à l’exigence du client (3.1)
Note 1 à l'article: Le fournisseur est également responsable des exigences qui s’appliquent au produit du fabricant
(3.3).
3.3
fabricant
organisme responsable de la production des traverses (3.4), des supports (3.5) et des transoms (3.6)
3.4
traverse
composant transversal de la voie, qui maintient l’écartement (3.29) de voie et transmet les efforts entre
le rail et le ballast (ou un autre support)
3.5
support
composant transversal des appareils de voie, qui maintient la géométrie relative de deux rails de
roulement ou plus ainsi que de différents équipements d’appareils de voie et qui transmet les efforts
entre les rails et le ballast (ou un autre support)
3.6
transom
composant transversal de la voie sur les ponts à tablier ouvert, qui maintient l’écartement (3.29) de voie
et qui transmet les efforts entre le rail et la structure du pont
3.7
poutre longitudinale pour voie sans ballast sur les ponts
composant transversal des voies sans ballast (3.27) sur les ponts, qui intègre plusieurs systèmes de
fixation (3.28) par rail
3.8
moment de flexion
moment appliqué sur la traverse (3.4), le support (3.5) ou le transom (3.6) en composite à matrice
polymère, qui génère une tension et une compression dans l’élément
3.9
moment de flexion positif
moment qui génère une tension au niveau de la partie inférieure de la traverse (3.4), du support (3.5) ou
transom (3.6) en composite à matrice polymère
3.10
moment de flexion négatif
moment qui génère une tension au niveau de la partie supérieure de la traverse (3.4), du support (3.5)
ou transom (3.6) en composite à matrice polymère
3.11
table d’appui du rail
surface sur laquelle repose le rail de roulement
3.12
section sous rail
zone comprenant la table d’appui du rail (3.11) et la surface située immédiatement autour du système de
fixation (3.28)
3.13
moment de flexion de la table d’appui du rail
moment appliqué au droit de l’axe du rail
3.14
moment de flexion au centre
moment appliqué au centre d’une traverse monobloc (3.15)
3.15
traverse monobloc
traverse (3.4) constituée d’un seul élément de matériau
3.16
traverse bibloc
traverse (3.4) constituée de deux blochets (3.17) reliés par une entretoise
3.17
blochet
élément en composite à matrice polymère court qui transmet les efforts entre un rail et le ballast (ou un
autre support)
3.18
charge d’essai
charge appliquée lors d’un essai
3.19
charge dynamique de la table d’appui du rail
P
k
charge caractéristique d’une table d’appui du rail (3.11) de la traverse (3.4) pour une charge dynamique
en service normal
Note 1 à l'article: Généralement, la charge caractéristique correspond à la valeur moyenne plus «n» écarts-types
de la charge dynamique exercée par la roue.
Note 2 à l'article: Dans le contexte des essais spécifiés dans la présente série de normes, il convient d’interpréter
le terme «charge dynamique» comme étant un synonyme de «charge cyclique».
3.20
moment de flexion caractéristique
M
k
moment de flexion (3.8) consécutif à la charge dynamique de la table d’appui du rail P (3.19)
k
3.21
moment de flexion positif caractéristique au droit de la table d’appui du rail
M
k,r,pos
moment de flexion positif (3.9) appliqué au niveau de la table d’appui du rail (3.11) consécutif à la charge
dynamique de la table d’appui du rail Pk (3.19)
3.22
moment de flexion négatif caractéristique au droit de la table d’appui du rail
M
k,r,neg
moment de flexion négatif (3.10) appliqué au niveau de la table d’appui du rail (3.11) consécutif à la charge
dynamique de la table d’appui du rail Pk (3.19)
3.23
moment de flexion négatif caractéristique pour la section centrale
M
k,c,neg
moment de flexion négatif (3.10) appliqué en section centrale consécutif à la charge dynamique de la table
d’appui du rail Pk (3.19)
3.24
moment de flexion positif caractéristique pour la section centrale
M
k,c,pos
moment de flexion positif (3.9) appliqué en section centrale consécutif à la charge dynamique de la table
d’appui du rail Pk (3.19)
3.25
dilatation thermique
allongement de la traverse (3.4), du support (3.5) ou du transom (3.6) sous l’effet d’une élévation de la
température
3.26
module d’élasticité
pression (effort par unité de surface) par unité de déplacement mesurée sous une charge uniaxiale
3.27
voie sans ballast
voie à fixité élevée maintenue en place par un autre matériau que le ballast
3.28
système de fixation
dispositif utilisé pour la fixation des rails de roulement par interposition de coussinets ou selles ou par
fixation directe sur des traverses (3.4), des supports (3.5), des transoms (3.6) ou d’autres appuis
3.29
écartement
distance latérale entre les faces de roulement des rails en voie
3.30
résistance latérale de la voie
aptitude d’une traverse (3.4) à résister aux mouvements perpendiculaires au rail sous l’effet d’une
charge latérale
3.31
rail de contact
section métallique rigide ou rail fixé(e) sur des isolateurs afin de distribuer l’énergie électrique aux
trains
3.32
plaque à ballast géométrique
GBP
plaque rigide en acier dont la surface présente une structure géométrique qui simule le contact du
ballast
Note 1 à l'article: Voir ISO 12856-2:2020, Annexe A.
3.33
plaque plane
FP
tôle d’acier rigide présentant une surface plane de 300 mm par 300 mm
3.34
essai de qualification
essai réalisé sur une traverse (3.4), un support (3.5) ou un transom (3.6) en composite à matrice polymère
ou sur l’un de leurs éléments dans le but de démontrer leur conformité aux critères d’acceptation
3.35
essai de série
essai de contrôle qualité dont l’objet est de vérifier la conformité de la fabrication
4 Symboles
Pour les besoins du présent document, les symboles et termes abrégés dans le Tableau 1 s’appliquent.
Tableau 1 — Symboles
Symbole Description Unité
largeur inférieure maximale de la traverse, du support ou du transom en composite à
b m
matrice polymère
largeur supérieure de la traverse, du support ou du transom en composite à matrice
b m
polymère
largeur supérieure de la traverse, du support ou du transom en composite à matrice
b m
polymère au niveau de l’axe de la table d’appui du rail
d déformation de la traverse lors de l’essai de résistance avec une charge F mm
0s r0
TTabableleaauu 1 1 ((ssuuiitte)e)
Symbole Description Unité
d déformation de la traverse lors de l’essai de résistance avec une charge k × F mm
1s 1s r0
d déformation de la traverse lors de l’essai de résistance avec une charge k × F mm
2s 2s r0
limite haute pour la déformation de la traverse lors de l’essai de résistance sous un
d mm
1s,lim
niveau de charge exceptionnelle
limite haute pour la déformation de la traverse lors de l’essai de résistance sous un
d mm
2s,lim
niveau de charge accidentelle
F planéité de chaque section sous rail: par rapport à deux points espacés de 150 mm —
charge d’essai de référence positive appliquée au niveau de la section centrale de la
F kN
c0
traverse
charge d’essai de référence négative appliquée au niveau de la section centrale de la
F kN
c0n
traverse
F charge d’essai de référence positive appliquée au droit de la table d’appui du rail kN
r0
F charge d’essai positive maximale au centre de la traverse, du support ou du transom kN
cB
F charge d’essai négative maximale au centre de la traverse, du support ou du transom kN
cBn
charge constante appliquée pour l’essai de déformation permanente en section centrale
pour les moments
F kN
c,perm,n
de flexion négatifs
charge d’essai positive maximale appliquée au droit de la table d’appui du rail qui ne
F kN
rB
peut pas être augmentée
profondeur en tout point de la longueur totale de la traverse, du support ou du transom
h m
en composite à matrice polymère, mesurée conformément au plan qualité
coefficient utilisé pour le calcul de la charge d’essai statique sous un niveau de charge
k —
1s
exceptionnelle. Ce facteur est appliqué à la charge d’essai de référence initiale.
coefficient utilisé pour le calcul de la charge d’essai statique sous un niveau de charge
k —
2s
accidentelle. Ce facteur est appliqué à la charge d’essai de référence initiale.
k coefficient utilisé pour le calcul de F à l’issue de l’essai de fatigue —
3 rB
raideur dynamique à basse fréquence en section centrale pour le moment de flexion
k MN/m
c,dyn1
positif entre les charges 0,1 × F et 0,5 × F
c0 c0
raideur dynamique à basse fréquence en section centrale pour le moment de flexion
k MN/m
c,dyn2
positif entre les charges 0,1 × F et F
c0 c0
raideur dynamique à basse fréquence en section centrale pour le moment de flexion
k MN/m
c,stat1
positif entre les charges 0,1 × F et 0,5 × F
c0 c0
raideur dynamique à basse fréquence en section centrale pour le moment de flexion
k MN/m
c,stat2
positif entre les charges 0,1 × F et F
c0 c0
raideur dynamique à basse fréquence en section centrale pour le moment de flexion
k MN/m
cn,dyn1
positif entre les charges 0,1 × F et 0,5 × F
c0n c0n
raideur dynamique à basse fréquence en section centrale pour le moment de flexion
k MN/m
cn,dyn2
positif entre les charges 0,1 × F et F
c0n c0n
raideur dynamique à basse fréquence en section centrale pour le moment de flexion
k MN/m
cn,stat1
positif entre les charges 0,1 × F et 0,5 × F
c0n c0n
raideur dynamique à basse fréquence en section centrale pour le moment de flexion
k MN/m
cn,stat2
positif entre les charges 0,1 × F et F
c0n c0n
raideur dynamique à basse fréquence d’une traverse ou d’un support en composite à
k MN/m
dyn,5Hz
matrice polymère, mesurée à l’aide d’une plaque à ballast géométrique à (5 ± 1) Hz
raideur statique d’une traverse, d’un support ou d’un transom en composite à matrice
k MN/m
max
polymère, mesurée à l’aide d’une plaque à ballast géométrique entre F et F
max min
raideur dynamique à basse fréquence au droit de la table d’appui du rail entre les
k MN/m
r,dyn1
charges 0,1 × F et 0,5 × F
r0 r0
TTabableleaauu 1 1 ((ssuuiitte)e)
Symbole Description Unité
raideur dynamique à basse fréquence au droit de la table d’appui du rail entre les
k MN/m
r,dyn2
charges 0,1 × F et F
r0 r0
raideur dynamique à basse fréquence au droit de la table d’appui du rail entre les
k MN/m
r,stat1
charges 0,1 × F et 0,5 × F
r0 r0
raideur dynamique à basse fréquence au droit de la table d’appui du rail entre les
k MN/m
r,stat2
charges 0,1 × F et F
r0 r0
raideur statique d’une traverse, d’un support ou d’un transom en composite à matrice
k MN/m
stat
polymère, mesurée à l’aide d’une plaque à ballast géométrique entre F et F
essai min
k coefficient utilisé pour le calcul de la détérioration en service de la traverse —
t
longueur hors tout de la traverse, du support ou du transom en composite à matrice
L m
polymère
L distance entre les points de référence extérieurs des systèmes de fixation m
distance entre le point de référence extérieur du système de fixation et l’extrémité de la
L m
traverse, du support ou du transom en composite à matrice polymère
L longueur totale du blochet en matériau composite à matrice polymère renforcé m
L distance de conception entre les axes de la table d’appui du rail m
c
L longueur élastique de la poutre Winkler m
el
distance de conception entre l’axe de la table d’appui du rail et le rebord de la traverse
L m
p
sur la partie inférieure
m masse de la traverse (variation par rapport à la masse nominale) kg
M moment de flexion caractéristique kNm
k
M moment de flexion négatif caractéristique pour la section centrale kNm
k,c,neg
M moment de flexion positif caractéristique pour la section centrale kNm
k,c,pos
M moment de flexion négatif caractéristique au droit de la table d’appui du rail kNm
k,r,neg
M moment de flexion positif caractéristique au droit de la table d’appui du rail kNm
k,r,pos
P charge dynamique de la table d’appui du rail kN
k
T gauche relatif entre deux tables d’appui des rails (voir Annexe A) °
déformation pour l’essai de déformation permanente de la vis/de l’insert en fonction de
Δu mm
la température
α inclinaison de la table d’appui du rail (voir Annexe A) °
−1
α coefficient de dilatation thermique linéique pour la partie inférieure K
T,bottom
−1
α coefficient de dilatation thermique linéique pour la partie supérieure K
T,top
λ longueur du levier des forces internes résultantes P /2 m
k
ξ position de l’unité de charge à la roue Q par rapport à la déformation du rail rad
η influence des axes adjacents —
5 Caractéristiques générales
5.1 Généralités
La voie, y compris les appareils de voie, est un assemblage de traverses, de supports et de transoms,
qui sont fixés aux rails au moyen d’un système de fixation et sont supportés par le ballast (ou un autre
support). Elle est caractérisée par l’écartement de la voie, le profil du rail, l’inclinaison des rails, ainsi
que le travelage des traverses, supports et transoms en composite à matrice polymère.
5.2 Conception géométrique, masse et tolérances
Les Figures 1, 2 et 3 représentent les dimensions pertinentes des traverses, supports et transoms en
composite à matrice polymère.
NOTE 1 Dans le cas des traverses qui présentent une section rectangulaire sur la longueur totale, b s’applique
uniquement à la table d’appui du rail. b , b , b sont tous égaux et α = 0.
1 2 3
Légende
1 point de mesure
L distance entre les points de mesure de la traverse en tenant compte du système de fixation et de l’écartement
de la voie
Figure 1 — Traverse monobloc
Légende
1 point de mesure
L distance entre les points de mesure de la traverse en tenant compte du système de fixation et de l’écartement
de la voie
Figure 2 — Traverse bibloc
Figure 3 — Traverses, supports et transoms
Les dimensions de la traverse, du support et du transom doivent être fixées par accord entre le client et
le fournisseur.
Les tolérances maximales spécifiées dans le Tableau 2 et la Figure 4 ci-dessous s’appliquent à une voie
ballastée et peuvent être modifiées par le client dans le cas d’exigences particulières dues aux éléments
en composite à matrice polymère destinés aux voies sans ballast ou à l’utilisation d’une machine de
pose de traverses, etc.
Tableau 2 — Tolérances maximales
Symbole Tolérance
a
L ±30 mm
b ±5 mm
b ±5 mm
b ±5 mm
h
+10
mm
−3
L
+2
mm
−1
L ±8 mm
L ±8 mm
b
α ±0,5°
c
F 2 mm
T 0,5°
d
m ±5 %
a
Une longueur de ± 10 mm est recommandée en cas de pose par une machine de pose
de traverses.
b
Si une selle est utilisée, une tolérance de ± 0,25° est recommandée.
c
Si un système de fixation direct (système de fixation sans selle) est utilisé, une
tolérance de 1 mm est recommandée.
d
L'acheteur doit indiquer si tout ou partie du système de fixation est inclus(e) dans la
masse de l'élément en composite à matrice polymère.
En cas d’éléments de fixation encastrés, le positionnement des éléments dans la traverse; le support et
le transom doit être mesuré conformément à la Figure 4.
Figure 4 — Mesure des tolérances pour le positionnement des éléments de fixation dans
le support
Tolérance sur les dimensions A et D (sur la même zone d’appui): ± 1,0 mm
Tolérance sur les dimensions A et D (entre deux zones d’appui): ± 1,5 mm
Tolérance entre le dernier composant encastré et l’extrémité du support (E): ± 15 mm
La Figure 5 représente un exemple de mesure de l’écart vertical d’un support.
Dimensions en millimètres
Légende
1 appui indéformable
2 support
3 appui (section de 50 mm × 50 mm) sur toute la largeur du support
4 ligne droite de référence
5 appui sur toute la largeur du support
6 surface supérieure du support
7 zone de mesure de l’écart vertical
8 base de mesure
Figure 5 — Exemple de mesure de l’écart vertical d’un support
L’écart vertical de part et d’autre d’un support est mesuré sur une base d’une longueur de 3,6 m (voir
Figure 5).
Le fabricant peut proposer d’autres méthodes de mesure, sous réserve d’un accord avec le client.
Pour les supports d’une longueur inférieure ou également à 4 m et présentant plus de 2 tables d’appui
des rails, la longueur de la base de mesure doit être réduite de L – 400 mm (avec L en mm). Il est toléré
un écart vertical maximal de (L – 400 mm) / 500 (avec L en mm).
Il est toléré un écart vertical maximal de 7 mm sur une base de 3,6 m.
Pour les supports de longueur supérieure ou égale à 6 m, l’écart vertical maximal admis est soumis à un
accord entre le fournisseur et le client.
La conception, les dimensions et les tolérances du système de fixation doivent être définies par le client.
En fonction du système de fixation à utiliser, le client doit spécifier les distances minimales entre les
inserts et les armatures et entre les armatures et l’entretoise pour les traverses biblocs.
Les procédures de transport jusqu’au chantier et les méthodes de pose des voies peuvent limiter la
masse maximale admise pour les traverses, qui doit être déterminée par le client.
La masse de la traverse joue un rôle vis-à-vis de la résistance longitudinale, latérale et verticale de la
voie.
La résistance verticale et la résistance longitudinale de la traverse peuvent être mesurées en soumettant
la traverse à un essai dans une piscine de ballast ou à un essai en voie.
NOTE 2 Une méthode et des principes d’essai sont décrits dans la Référence [3].
La résistance verticale de la traverse sur voie ballastée est déterminée par la masse de la traverse, la
résistance dans le ballast et, le cas échéant, le ballast qui remonte jusqu’à la traverse. Si le client exige
une masse minimale pour les traverses afin d’améliorer la stabilité de la voie, la masse du ballast qui
remonte jusqu’à la traverse peut également être évaluée.
5.3 État de surface
Une attention toute particulière doit être portée à la section sous rail, qui ne doit présenter aucune
cavité importante. Le client doit spécifier les dimensions, la forme et le nombre de vides admis.
5.4 Application de charges
5.4.1 Charges
La voie est soumise à des charges répétitives dans trois directions, qui s’exercent généralement
simultanément:
a) charges verticales dépendant de la charge à l’essieu et des conditions de service;
b) charges transversales dues aux efforts de guidage;
c) charges longitudinales dues à l’accélération et au freinage, aux contraintes thermiques exercées sur
les longs rails soudés, etc.
Dans toutes les conditions de charge, la géométrie de voie ne doit pas être modifiée (maintien de
l’écartement, du nivellement, du tracé et du dressage des voies).
La charge caractéristique est calculée en appliquant un coefficient dynamique à la charge statique de
roue.
Le coefficient dynamique tient compte des effets dynamiques normaux causés par les irrégularités des
roues et de la voie.
Les charges et les moments de flexion correspondants sont spécifiés par le client.
5.4.2 Répartition des charges
L’assemblage des rails, du système de fixation et des traverses, supports et transoms en composite à
matrice polymère sur le ballast (ou un autre support) doit être représenté comme une poutre montée
sur un appui élastique continu.
Le moment d’inertie du profil de rail, le travelage des traverses, supports et transoms en composite à
matrice polymère, ainsi que l’élasticité de l’assemblage monté sur son support exercent une influence
sur la répartition longitudinale des charges verticales à la roue appliquées sur le rail. La charge exercée
par la table d’appui du rail sur l’élément en composite à matrice polymère ne représente donc qu’une
partie de la charge transmise par la roue.
5.5 Moments de flexion caractéristiques
Les moments de flexion caractéristiques doivent être déterminés par rapport aux critères de conception
de la traverse, du support et du transom en composite à matrice polymère. Ils sont utilisés pour calculer
les charges d’essai.
La détermination des moments de flexion caractéristiques est décrite pour les voies ballastées à
l’Annexe B et pour les transoms à l’Annexe C.
NOTE La méthode suggérée à l’Annexe B est également utilisée pour les traverses, supports et transoms en
composite à matrice polymère destinés aux voies sans ballast avec couche élastique sous les traverses.
5.6 Écoconception
Le fournisseur et/ou le fabricant de traverses, supports ou transoms en composite à matrice polymère
doit évaluer les aspects environnementaux de ses produits.
Les informations suivantes doivent être précisées:
a) utilisation de matériaux dangereux, y compris leur teneur (en % de la masse);
b) utilisation de matériaux recyclés, y compris leur teneur (en % de la masse);
c) énergie consommée par la production (type et quantité), émissions de gaz et autres aspects
environnements, (exprimés pour 1 kg de produit);
d) opportunités et méthodes de recyclage, y compris la description du processus, le pourcentage de
masse et l’énergie consommée;
e) déclaration des procédés de transport à chaque niveau, depuis les matériaux bruts jusqu’aux portes
du client: type de transport, quantité de matériau.
6 Contrôle qualité
6.1 Généralités
Le fournisseur et/ou le fabricant doit mettre en œuvre un système qualité, préalablement défini et
suivi dans un manuel qualité. Ce manuel doit notamment aborder l’ensemble des actions, fonctions,
ressources, modes opératoires et pratiques relatifs à l’obtention et à la production de preuves
matérielles attestant que les traverses, supports et transoms en composite à matrice polymère ainsi
que les services fournis par le fournisseur sont conformes aux exigences de qualité convenues.
Le manuel qualité doit comporter un plan qualité relatif à la production des traverses, des supports et
des transoms en composite à matrice polymère, qui définit et détaille:
a) l’organisation, la structure et les responsabilités;
b) tous les matériaux, procédés et procédures de fabrication, de stockage et de transport des traverses,
supports et transoms en composite à matrice polymère;
c) toutes les exigences d’essai y compris la définition des équipements d’essai, la méthode d’essai, la
fréquence des essais, etc.;
d) toutes les autres procédures de contrôle qualité visant à s’assurer et à vérifier que les traverses,
supports et transoms en composite à matrice polymère, et les services fournis sont conformes aux
exigences convenues du client.
Le client doit avoir accès au manuel qualité dans les locaux du fournisseur et/ou du fabricant.
NOTE La famille de normes ISO 9000 fournit des recommandations concernant les systèmes qualité.
La conception, les matériaux et le processus de production utilisés pour la fabrication des traverses
soumises aux essais de qualification ne doivent pas être modifiés sans l’approbation préalable du client.
Le client peut exiger la répétition des essais de qualification décrits dans le présent document avant
d’approuver les modifications susmentionnées.
6.2 Contrôle qualité lors des essais de qualification
Le fournisseur doit remettre au client l’ensemble des documents qualité relatifs aux éléments en
composite à matrice polymère à soumettre aux essais de qualification.
Ces documents comprennent:
a) les plans détaillés de l’élément et des composants en composite à matrice polymère inclus;
b) la fiche technique concernant la composition du produit;
c) la procédure décrivant comment toutes les exigences d’essai sont vérifiées, notamment:
1) les essais géométriques avec une description du gabarit et de la méthode de mesure utilisés
pour chaque dimension;
2) les essais de charge du composite à matrice polymère et des traverses, supports ou transoms
avec une description des méthodes et des moyens de mesure employés;
d) une description générale du procédé de fabrication;
e) le rapport d’essai démontrant la conformité des traverses aux dimensions et aux tolérances
maximales définies dans le Tableau 2.
Les résultats des essais de qualification peuvent être utilisés pour déterminer les charges d’essai à
utiliser pour les essais de série.
6.3 Contrôle qualité lors de la fabrication
Avant la phase de fabrication, le fournisseur doit fournir au client un plan qualité comprenant
l’ensemble des documents qualité portant sur l’acceptation des matériaux et la fabrication des éléments
en composite à matrice polymère.
Le plan qualité doit expliquer les moyens mis en œuvre par le fournisseur et/ou le fabricant pour
s’assurer que toutes les traverses fournies satisfont les exigences spécifiées par le client.
Pour les essais de série, d’autres montages d’essai peuvent être utilisés si le fournisseur et/ou le
fabricant peuvent apporter la preuve que les résultats sont conformes aux essais convenus.
Le plan qualité doit préciser:
a) la fréquence des essais pour chaque exigence dimensionnelle;
b) la fréquence des essais de charge du composite à matrice polymère et des traverses, supports ou
transoms;
c) les dispositions prises pour augmenter la fréquence des essais lorsque des défauts ont été identifiés;
d) les plans d’action à engager en cas de détection de défauts afin de s’assurer à nouveau de la
conformité des produits.
En cas de contrôle dimensionnel précoce de l’élément en composite à matrice polymère, le plan qualité
doit prendre en compte le raccourcissement postérieur de l’élément.
Sur demande du client, le fournisseur et/ou le fabricant pourront réaliser de temps en temps des essais
autres que les essais de série décrits dans le présent document. Ces essais serviront à confirmer que les
essais de série sont conformes au présent document.
7 Documentation
7.1 Généralités
Le client doit fournir toutes les informations nécessaires à la conception de la traverse, du support ou
du transom. Le fournisseur doit fournir toutes les informations nécessaires pour l’approbation de la
conception et de la fabrication.
7.2 Données à fournir par le client
Le client doit spécifier les données suivantes:
a) tous les moments de flexion caractéristiques (voir l’Annexe B pour les voies ballastées et l’Annexe C
pour les transoms);
b) les essais exigés et le choix des options retenues (voir Tableau 3);
c) les critères d’acceptation pour l’essai choisi, tel que spécifié en 8.2;
d) les données nécessaires à la réalisation des essais choisis, tel que spécifié dans l’ISO 12856-2 (en
fonction des essais choisis et des options):
1) pour l’essai de déformation permanente: F ;
c,perm,n
2) pour l’essai de fatigue au niveau de la section centrale: d , k ;
fat,lim 3
3) pour l’essai de fatigue au niveau de la table d’appui du rail: d , k , d ;
fat,lim 3 2s,lim
4) pour l’essai de résistance au niveau de la table d’appui du rail: k , k , d , d ;
1s 2s 1s,lim 2s,lim
5) pour l’essai de raideur par le biais d’une plaque à ballast géométrique ou d’une plaque plane:
Q , L ;
nom p
6) pour l’essai de compression par le biais d’une plaque à ballast géométrique ou d’une plaque
plane: Q , L , k , k ;
nom p 1s 2s
e) les plans et spécifications nécessaires pour définir:
1) les dimensions critiques (distance entre les points de mesure de la traverse L – longueur –
largeur – profondeur au niveau de la table d’appui du rail, etc.);
2) l’interface et la disposition géométrique du système de fixation;
3) les tolérances particulières (voir Tableau 2);
4) les supports isolants du rail de contact (le cas échéant);
5) les dispositions d’essai et les procédures indiquant si les options sont utilisées;
f) la masse théorique minimale et maximale de la traverse, du support et du transom en composite à
matrice polymère (kilogramme par traverse ou kg/m);
g) toute autre spécification technique complémentaire (isolation électrique, par exemple);
h) la définition du profil de rail;
i) la limite basse et/ou haute des matériaux caractéristiques en composite à matrice polymère
(facultatif).
ISO
...
Date: 2022-02
ISO/TC 269/SC 1/GT 1
Secrétariat: AFNOR
Applications ferroviaires — Traverses et supports en matériaux
composites à matrice polymère — Partie 3: Exigences générales
Railway applications — Polymeric composite sleepers, bearers and transoms — Part 3: General
requirements
Droits de reproductionTous droits réservés. Sauf indication contraire,prescription différente ou si cela
est nécessairenécessité dans le cadrecontexte de sa mise en applicationœuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé,
électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichageou la diffusion sur l’internet ou sur un
Intranetintranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuventUne
autorisation peut être adresséesdemandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le
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Publié en Suisse.
Sommaire
Avant-propos . v
Introduction . v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Symbole . 5
5 Caractéristiques générales . 7
5.1 Généralités . 7
5.2 Conception géométrique, masse et tolérances . 7
5.3 État de surface . 11
5.4 Application de charges . 12
5.4.1 Charges . 12
5.4.2 Répartition des charges . 12
5.5 Moments de flexion caractéristiques . 12
5.6 Écoconception . 12
6 Contrôle qualité . 13
6.1 Généralités . 13
6.2 Contrôle qualité lors des essais de qualification . 13
6.3 Contrôle qualité lors de la fabrication . 14
7 Documentation . 15
7.1 Généralités . 15
7.2 Données à fournir par le client . 15
7.3 Données à fournir par le fournisseur. 16
7.3.1 Avant les essais de qualification . 16
7.3.2 Après les essais de qualification . 16
7.3.3 Avant la mise en production . 16
7.4 Marquage . 16
8 Essais sur produits . 16
8.1 Généralités . 16
8.2 Essais sur le produit . 17
8.2.1 Généralités . 17
8.2.2 Résistance à la flexion . 19
8.2.3 Dilatation thermique . 24
8.2.4 Déformation permanente de la vis/de l’insert en fonction de la température . 24
8.2.5 Système de fixation . 25
8.2.6 Résistance électrique . 25
8.2.7 Vis, clou, élément de fixation encastré et scellé . 25
8.2.8 Résistance au feu . 25
8.2.9 Essai du système . 25
8.3 Essais sur les caractéristiques du matériau . 26
8.3.1 Compatibilité chimique . 26
8.3.2 Résistance environnementale . 26
8.3.3 Compatibilité environnementale . 27
8.3.4 Propriétés mécaniques . 27
8.4 Essais complémentaires à envisager (facultatifs). 27
8.4.1 Endommagement de la surface des traverses par le ballast . 27
8.4.2 Essais en voie . 27
iii
8.4.3 Résistance latérale . 27
Annexe A (informative) Définition et recommandation pour la mesure de l’inclinaison des
tables d’appui des rails et du gauche entre les tables d’appui des rails . 28
Annexe B (normative) Méthodes et facteurs de conception . 29
Annexe C (informative) Calcul des moments de flexion pour les transoms . 42
Bibliographie . 46
iv
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en
général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit
de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales
et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux. L’ISO collabore
étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui concerne la
normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir
www.iso.org/directives).
L’attention est appeléeattirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne sauraientsaurait être
tenuestenue pour responsablesresponsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti
de leur existence. Les détails concernant les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres
droits analogues identifiés lors de l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou
dans la liste des déclarations de brevets reçues par l’ISO (voir www.iso.org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion
de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles
techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www.iso.org/iso/foreword.htmlavant-propos. Field Code Changed
Le présent document a été élaboré par le Comité Techniquecomité technique ISO/TC 269, Applications
ferroviaires, sous-comité SC 1, Infrastructure.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 12856 se trouve sur le site web de l’ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
v
Introduction
Le présent document est utilisé comme base technique pour les transactions entre les parties
(client/fournisseur).
vi
NORME INTERNATIONALE ISO 12856-3:2022(F)
Applications ferroviaires — Traverses et supports en
matériaux composites à matrice polymère —
Partie 3: Exigences générales
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie les exigences générales des traverses en composite à matrice polymère.
Elle s’applique aux traverses, aux supports et aux transoms prévus pour être installés sur toutes les voies
(réseaux ferroviaires conventionnels et urbains), avec ou sans ballast.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les
éventuels amendements).
ISO 12856-1, Applications ferroviaires — Traverses et supports en matériaux composites à matrice
polymère — Partie 1: Propriétés des matériaux
ISO 12856-2, Applications ferroviaires — Traverses et supports en matériaux composites à matrice
polymère — Partie 2: Essais sur produitsde produit
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https://www.iso.org/obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https://www.electropedia.org/
3.1
client
organisme responsable de l’achat du produit pour le compte de la société ferroviaire
3.2
fournisseur
organisme responsable de l’application de la Norme internationale en réponse à l’exigence du client
(3.1).)
Note 1 à l’article: Le fournisseur est également responsable des exigences qui s’appliquent au produit du fabricant
(3.3).
3.3
fabricant
organisme responsable de la production des traverses (3.4), des supports (3.5) et des transoms (3.6)
3.4
traverse
composant transversal de la voie, qui maintient l’écartement (3.29) de voie et transmet les efforts entre
le rail et le ballast (ou un autre support)
3.5
support
composant transversal des appareils de voie, qui maintient la géométrie relative de deux rails de
roulement ou plus ainsi que de différents équipements d’appareils de voie et qui transmet les efforts
entre les rails et le ballast (ou un autre support)
3.6
transom
composant transversal de la voie sur les ponts à tablier ouvert, qui maintient l’écartement (3.29) de voie
et qui transmet les efforts entre le rail et la structure du pont
3.7
poutre longitudinale pour voie sans ballast sur les ponts
composant transversal des voies sans ballast (3.27) sur les ponts, qui intègre plusieurs systèmes de fixation
(3.28) par rail
3.8
moment de flexion
moment appliqué sur la traverse (3.4), le support (3.5) ou le transom (3.6) en composite à matrice
polymère, qui génère une tension et une compression dans l’élément
3.9
moment de flexion positif
moment qui génère une tension au niveau de la partie inférieure de la traverse (3.4), du support (3.5) ou
transom (3.6) en composite à matrice polymère
3.10
moment de flexion négatif
moment qui génère une tension au niveau de la partie supérieure de la traverse (3.4), du support (3.5) ou
transom (3.6) en composite à matrice polymère
3.11
table d’appui du rail
surface sur laquelle repose le rail de roulement
3.12
section sous rail
zone comprenant la table d’appui du rail (3.11) et la surface située immédiatement autour du système de
fixation (3.28)
3.13
moment de flexion de la table d’appui du rail
moment appliqué au droit de l’axe du rail
3.14
moment de flexion au centre
moment appliqué au centre d’une traverse monobloc (3.15)
3.15
traverse monobloc
traverse (3.4) constituée d’un seul blochet (3.17)élément de matériau
3.16
traverse bibloc
traverse (3.4) constituée de deux blochets (3.17) reliés par une entretoise
3.17
blochet
élément en composite à matrice polymère court qui transmet les efforts entre un rail et le ballast (ou un
autre support)
3.18
charge d’essai
charge appliquée lors d’un essai
3.19
charge dynamique de la table d’appui du rail
P
k
charge caractéristique d’une table d’appui du rail (3.11) de la traverse (3.4) pour une charge dynamique
en service normal
Note 1 à l’article: Généralement, la charge caractéristique correspond à la valeur moyenne plus «n» écarts-types de
la charge dynamique exercée par la roue.
Note 2 à l’article: Dans le contexte des essais spécifiés dans la présente série de normes, il convient d’interpréter le
terme «charge dynamique» comme étant un synonyme de «charge cyclique».
3.20
moment de flexion caractéristique
M
k
moment de flexion (3.8) consécutif à la charge dynamique de la table d’appui du rail P (3.19)
k
3.21
moment de flexion positif caractéristique au droit de la table d’appui du rail
M
k,r,pos
moment de flexion positif (3.9) appliqué au niveau de la table d’appui du rail (3.11) consécutif à la charge
dynamique de la table d’appui du rail Pk (3.19)
3.22
moment de flexion négatif caractéristique au droit de la table d’appui du rail
Mk,r,neg
moment de flexion négatif (3.10) appliqué au niveau de la table d’appui du rail (3.11) consécutif à la charge
dynamique de la table d’appui du rail Pk (3.19)
3.23
moment de flexion négatif caractéristique pour la section centrale
Mk,c,neg
moment de flexion négatif (3.10) appliqué en section centrale consécutif à la charge dynamique de la table
d’appui du rail Pk (3.19)
3.24
moment de flexion positif caractéristique pour la section centrale
M
k,c,pos
moment de flexion positif (3.9) appliqué en section centrale consécutif à la charge dynamique de la table
d’appui du rail Pk (3.19)
3.25
dilatation thermique
allongement de la traverse (3.4), du support (3.5) ou du transom (3.6) sous l’effet d’une élévation de la
température
3.26
module d’élasticité
pression (effort par unité de surface) par unité de déplacement mesurée sous une charge uniaxiale
3.27
voie sans ballast
voie à fixité élevée maintenue en place par un autre matériau que le ballast
3.28
système de fixation
dispositif utilisé pour la fixation des rails de roulement par interposition de coussinets ou selles ou par
fixation directe sur des traverses (3.4), des supports (3.5), des transoms (3.6) ou d’autres appuis
3.29
écartement
distance latérale entre les faces de roulement des rails en voie
3.30
résistance latérale de la voie
aptitude d’une traverse (3.4) à résister aux mouvements perpendiculaires au rail sous l’effet d’une charge
latérale
3.31
rail de contact
section métallique rigide ou rail fixé(e) sur des isolateurs afin de distribuer l’énergie électrique aux trains
3.32
plaque à ballast géométrique
GBP
plaque rigide en acier dont la surface présente une structure géométrique qui simule le contact du ballast
Note 1 à l'article:
Note 1 à l’article: Voir ISO 12856-2:2020, Annexe A.
3.33
plaque plane
FP
tôle d’acier rigide présentant une surface plane de 300 mm par 300 mm
3.34
essai de qualification
essai réalisé sur une traverse (3.4), un support (3.5) ou un transom (3.6) en composite à matrice polymère
ou sur l’un de leurs éléments dans le but de démontrer leur conformité aux critères d’acceptation
3.35
essai de série
essai de contrôle qualité dont l’objet est de vérifier la conformité de la fabrication
4 Symbole
4 Symboles
Pour les besoins du présent document, les symboles et termes abrégés dans le Tableau 1 s’appliquent.
Tableau 1 — Symboles
Symbole Description Unité
largeur inférieure maximale de la traverse, du support ou du transom en composite à
b m
matrice polymère
largeur supérieure de la traverse, du support ou du transom en composite à matrice
b m
polymère
largeur supérieure de la traverse, du support ou du transom en composite à matrice
b m
polymère au niveau de l’axe de la table d’appui du rail
d0s déformation de la traverse lors de l’essai de résistance avec une charge Fr0 mm
d déformation de la traverse lors de l’essai de résistance avec une charge k × F mm
1s 1s r0
d déformation de la traverse lors de l’essai de résistance avec une charge k × F mm
2s 2s r0
limite haute pour la déformation de la traverse lors de l’essai de résistance sous un
d mm
1s,lim
niveau de charge exceptionnelle
limite haute pour la déformation de la traverse lors de l’essai de résistance sous un
d2s,lim mm
niveau de charge accidentelle
F planéité de chaque section sous rail: par rapport à deux points espacés de 150 mm —
charge d’essai de référence positive appliquée au niveau de la section centrale de la
Fc0 kN
traverse
charge d’essai de référence négative appliquée au niveau de la section centrale de la
F kN
c0n
traverse
F charge d’essai de référence positive appliquée au droit de la table d’appui du rail kN
r0
F charge d’essai positive maximale au centre de la traverse, du support ou du transom kN
cB
FcBn charge d’essai négative maximale au centre de la traverse, du support ou du transom kN
charge constante appliquée pour l’essai de déformation permanente en section centrale
pour les moments
Fc,perm,n kN
de flexion négatifs
charge d’essai positive maximale appliquée au droit de la table d’appui du rail qui ne peut
FrB kN
pas être augmentée
profondeur en tout point de la longueur totale de la traverse, du support ou du transom
h m
en composite à matrice polymère, mesurée conformément au plan qualité
coefficient utilisé pour le calcul de la charge d’essai statique sous un niveau de charge
k —
1s
exceptionnelle. Ce facteur est appliqué à la charge d’essai de référence initiale.
coefficient utilisé pour le calcul de la charge d’essai statique sous un niveau de charge
k —
2s
accidentelle. Ce facteur est appliqué à la charge d’essai de référence initiale.
k3 coefficient utilisé pour le calcul de FrB à l’issue de l’essai de fatigue —
Symbole Description Unité
raideur dynamique à basse fréquence en section centrale pour le moment de flexion
k MN/m
c,dyn1
positif entre les charges 0,1 × F et 0,5 × F
c0 c0
raideur dynamique à basse fréquence en section centrale pour le moment de flexion
k MN/m
c,dyn2
positif entre les charges 0,1 × F et F
c0 c0
raideur dynamique à basse fréquence en section centrale pour le moment de flexion
kc,stat1 MN/m
positif entre les charges 0,1 × F et 0,5 × F
c0 c0
raideur dynamique à basse fréquence en section centrale pour le moment de flexion
k MN/m
c,stat2
positif entre les charges 0,1 × Fc0 et Fc0
raideur dynamique à basse fréquence en section centrale pour le moment de flexion
k MN/m
cn,dyn1
positif entre les charges 0,1 × F et 0,5 × F
c0n c0n
raideur dynamique à basse fréquence en section centrale pour le moment de flexion
k MN/m
cn,dyn2
positif entre les charges 0,1 × F et F
c0n c0n
raideur dynamique à basse fréquence en section centrale pour le moment de flexion
k MN/m
cn,stat1
positif entre les charges 0,1 × F et 0,5 × F
c0n c0n
raideur dynamique à basse fréquence en section centrale pour le moment de flexion
kcn,stat2 MN/m
positif entre les charges 0,1 × F et F
c0n c0n
raideur dynamique à basse fréquence d’une traverse ou d’un support en composite à
k MN/m
dyn,5Hz
matrice polymère, mesurée à l’aide d’une plaque à ballast géométrique à (5 ± 1) Hz
raideur statique d’une traverse, d’un support ou d’un transom en composite à matrice
k —MN/m
max
polymère, mesurée à l’aide d’une plaque à ballast géométrique entre F et F
max min
raideur dynamique à basse fréquence au droit de la table d’appui du rail entre les charges
k MN/m
r,dyn1
0,1 × F et 0,5 × F
r0 r0
raideur dynamique à basse fréquence au droit de la table d’appui du rail entre les charges
kr,dyn2 MN/m
0,1 × F et F
r0 r0
raideur dynamique à basse fréquence au droit de la table d’appui du rail entre les charges
kr,stat1 MN/m
0,1 × F et 0,5 × F
r0 r0
raideur dynamique à basse fréquence au droit de la table d’appui du rail entre les charges
k MN/m
r,stat2
0,1 × Fr0 et Fr0
raideur statique d’une traverse, d’un support ou d’un transom en composite à matrice
k MN/m
stat
polymère, mesurée à l’aide d’une plaque à ballast géométrique entre F et F
essai min
kt coefficient utilisé pour le calcul de la détérioration en service de la traverse —
longueur hors tout de la traverse, du support ou du transom en composite à matrice
L m
polymère
L distance entre les points de référence extérieurs des systèmes de fixation m
distance entre le point de référence extérieur du système de fixation et l’extrémité de la
L m
traverse, du support ou du transom en composite à matrice polymère
L longueur totale du blochet en matériau composite à matrice polymère renforcé m
L distance de conception entre les axes de la table d’appui du rail m
c
Lel longueur élastique de la poutre Winkler m
distance de conception entre l’axe de la table d’appui du rail et le rebord de la traverse
L m
p
sur la partie inférieure
m masse de la traverse (variation par rapport à la masse nominale) kg
M moment de flexion caractéristique kNm
k
Symbole Description Unité
M moment de flexion négatif caractéristique pour la section centrale kNm
k,c,neg
M moment de flexion positif caractéristique pour la section centrale kNm
k,c,pos
M moment de flexion négatif caractéristique au droit de la table d’appui du rail kNm
k,r,neg
M moment de flexion positif caractéristique au droit de la table d’appui du rail kNm
k,r,pos
P charge dynamique de la table d’appui du rail —kN
k
T gauche relatif entre deux tables d’appui des rails (voir Annexe A) °
déformation pour l’essai de déformation permanente de la vis/de l’insert en fonction de
Δu mm
la température
α inclinaison de la table d’appui du rail (voir Annexe A) °
−1
α coefficient de dilatation thermique linéique pour la partie inférieure K
T,bottom
−1
α coefficient de dilatation thermique linéique pour la partie supérieure K
T,top
λ longueur du levier des forces internes résultantes Pk/2 m
ξ position de l’unité de charge à la roue Q par rapport à la déformation du rail rad
η influence des axes adjacents —
5 Caractéristiques générales
5.1 Généralités
La voie, y compris les appareils de voie, est un assemblage de traverses, de supports et de transoms, qui
sont fixés aux rails au moyen d’un système de fixation et sont supportés par le ballast (ou un autre
support). Elle est caractérisée par l’écartement de la voie, le profil du rail, l’inclinaison des rails, ainsi que
le travelage des traverses, supports et transoms en composite à matrice polymère.
5.2 Conception géométrique, masse et tolérances
Les Figures 1, 2 et 3 représentent les dimensions pertinentes des traverses, supports et transoms en
composite à matrice polymère.
NOTE 1 Dans le cas des traverses qui présentent une section rectangulaire sur la longueur totale, b s’applique
uniquement à la table d’appui du rail. b , b , b sont tous égaux et α = 0.
1 2 3
Légende
1 point de mesure
L distance entre les points de mesure de la traverse en tenant compte du système de fixation et de l’écartement de la voie
Figure 1 — Traverse monobloc
Légende
1 point de mesure
L distance entre les points de mesure de la traverse en tenant compte du système de fixation et de l’écartement de la voie
Figure 2 — Traverse bibloc
Figure 3 — Traverses, supports et transoms
Les dimensions de la traverse, du support et du transom doivent être fixées par accord entre le client et
le fournisseur.
Les tolérances maximales spécifiées dans l’Article 4le Tableau 2 et la Figure 4 ci-dessous s’appliquent à
une voie ballastée et peuvent être modifiées par le client dans le cas d’exigences particulières dues aux
éléments en composite à matrice polymère destinés aux voies sans ballast ou à l’utilisation d’une machine
de pose de traverses, etc.
Tableau 2 —Tolérances maximales
Symbole Tolérance
a
L ±30 mm
b ±5 mm
b ±5 mm
b ±5 mm
h
+10
−3
mm
L
1 +2
−1
mm
L ±8 mm
L ±8 mm
b
±0,5°
α
c
F 2 mm
T 0,5°
d
m ±5 %
a
Une longueur de ± 10 mm est recommandée en cas de pose par une machine de pose de
traverses.
b
Si une selle est utilisée, une tolérance de ± 0,25° est recommandée.
c
Si un système de fixation direct (système de fixation sans selle) est utilisé, une tolérance
de 1 mm est recommandée.
d
L'acheteur doit indiquer si tout ou partie du système de fixation est inclus(e) dans la
masse de l'élément en composite à matrice polymère.
En cas d’éléments de fixation encastrés, le positionnement des éléments dans la traverse; le support et
le transom doit être mesuré conformément à la Figure 4.
Figure 4 — Mesure des tolérances pour le positionnement des éléments de fixation dans
le support
Tolérance sur les dimensions A et D (sur la même zone d’appui): ± 1,0 mm
Tolérance sur les dimensions A et D (entre deux zones d’appui): ± 1,5 mm
Tolérance entre le dernier composant encastré et l’extrémité du support (E): ± 15 mm
La Figure 5 représente un exemple de mesure de l’écart vertical d’un support.
Dimensions en millimètres
Légende
1 appui indéformable
2 support
3 appui (section de 50 mm × 50 mm) sur toute la largeur du support
4 ligne droite de référence
5 appui sur toute la largeur du support
6 surface supérieure du support
7 zone de mesure de l’écart vertical
8 base de mesure
Figure 5 — Exemple de mesure de l’écart vertical d’un support
L’écart vertical de part et d’autre d’un support est mesuré sur une base d’une longueur de 3,6 m (voir
Figure 5).
Le fabricant peut proposer d’autres méthodes de mesure, sous réserve d’un accord avec le client.
Pour les supports d’une longueur inférieure ou également à 4 m et présentant plus de 2 tables d’appui
des rails, la longueur de la base de mesure doit être réduite de L – 400 mm. (avec L en mm). Il est toléré
un écart vertical maximal de (L – 400 mm) / 500. (avec L en mm).
Il est toléré un écart vertical maximal de 7 mm sur une base de 3,6 m.
Pour les supports de longueur supérieure ou égale à 6 m, l’écart vertical maximal admis est soumis à un
accord entre le fournisseur et le client.
La conception, les dimensions et les tolérances du système de fixation doivent être définies par le client.
En fonction du système de fixation à utiliser, le client doit spécifier les distances minimales entre les
inserts et les armatures et entre les armatures et l’entretoise pour les traverses biblocs.
Les procédures de transport jusqu’au chantier et les méthodes de pose des voies peuvent limiter la masse
maximale admise pour les traverses, qui doit être déterminée par le client.
La masse de la traverse joue un rôle vis-à-vis de la résistance longitudinale, latérale et verticale de la voie.
La résistance verticale et la résistance longitudinale de la traverse peuvent être mesurées en soumettant
la traverse à un essai dans une piscine de ballast ou à un essai en voie.
NOTE 2 Une méthode et des principes d’essai sont décrits dans la Référence [3].
La résistance verticale de la traverse sur voie ballastée est déterminée par la masse de la traverse, la
résistance dans le ballast et, le cas échéant, le ballast qui remonte jusqu’à la traverse. Si le client exige une
masse minimale pour les traverses afin d’améliorer la stabilité de la voie, la masse du ballast qui remonte
jusqu’à la traverse peut également être évaluée.
5.3 État de surface
Une attention toute particulière doit être portée à la section sous rail, qui ne doit présenter aucune cavité
importante. Le client doit spécifier les dimensions, la forme et le nombre de vides admis.
5.4 Application de charges
5.4.1 Charges
La voie est soumise à des charges répétitives dans trois directions, qui s’exercent généralement
simultanément:
a) charges verticales dépendant de la charge à l’essieu et des conditions de service;
b) charges transversales dues aux efforts de guidage;
c) charges longitudinales dues à l’accélération et au freinage, aux contraintes thermiques exercées sur
les longs rails soudés, etc.
Dans toutes les conditions de charge, la géométrie de voie ne doit pas être modifiée (maintien de
l’écartement, du nivellement, du tracé et du dressage des voies).
La charge caractéristique est calculée en appliquant un coefficient dynamique à la charge statique de
roue.
Le coefficient dynamique tient compte des effets dynamiques normaux causés par les irrégularités des
roues et de la voie.
Les charges et les moments de flexion correspondants sont spécifiés par le client.
5.4.2 Répartition des charges
L’assemblage des rails, du système de fixation et des traverses, supports et transoms en composite à
matrice polymère sur le ballast (ou un autre support) doit être représenté comme une poutre montée sur
un appui élastique continu.
Le moment d’inertie du profil de rail, le travelage des traverses, supports et transoms en composite à
matrice polymère, ainsi que l’élasticité de l’assemblage monté sur son support exercent une influence sur
la répartition longitudinale des charges verticales à la roue appliquées sur le rail. La charge exercée par
la table d’appui du rail sur l’élément en composite à matrice polymère ne représente donc qu’une partie
de la charge transmise par la roue.
5.5 Moments de flexion caractéristiques
Les moments de flexion caractéristiques doivent être déterminés par rapport aux critères de conception
de la traverse, du support et du transom en composite à matrice polymère. Ils sont utilisés pour calculer
les charges d’essai.
La détermination des moments de flexion caractéristiques est décrite pour les voies ballastées à
l’Annexe B et pour les transoms à l’Annexe C.
NOTE La méthode suggérée à l’Annexe B est également utilisée pour les traverses, supports et transoms en
composite à matrice polymère destinés aux voies sans ballast avec couche élastique sous les traverses.
5.6 Écoconception
Le fournisseur et/ou le fabricant de traverses, supports ou transoms en composite à matrice polymère
doit évaluer les aspects environnementaux de ses produits.
Les informations suivantes doivent être précisées:
a) utilisation de matériaux dangereux, y compris leur teneur (en % de la masse);
b) utilisation de matériaux recyclés, y compris leur teneur (en % de la masse);
c) énergie consommée par la production (type et quantité), émissions de gaz et autres aspects
environnements, (exprimés pour 1 kg de produit);
d) opportunités et méthodes de recyclage, y compris la description du processus, le pourcentage de
masse et l’énergie consommée;
e) déclaration des procédés de transport à chaque niveau, depuis les matériaux bruts jusqu’aux portes
du client: type de transport, quantité de matériau.
6 Contrôle qualité
6.1 Généralités
Le fournisseur et/ou le fabricant doit mettre en œuvre un système qualité, préalablement défini et suivi
dans un manuel qualité. Ce manuel doit notamment aborder l’ensemble des actions, fonctions, ressources,
modes opératoires et pratiques relatifs à l’obtention et à la production de preuves matérielles attestant
que les traverses, supports et transoms en composite à matrice polymère ainsi que les services fournis
par le fournisseur sont conformes aux exigences de qualité convenues.
Le manuel qualité doit comporter un plan qualité relatif à la production des traverses, des supports et
des transoms en composite à matrice polymère, qui définit et détaille:
a) l’organisation, la structure et les responsabilités;
b) tous les matériaux, procédés et procédures de fabrication, de stockage et de transport des traverses,
supports et transoms en composite à matrice polymère;
c) toutes les exigences d’essai y compris la définition des équipements d’essai, la méthode d’essai, la
fréquence des essais, etc.;
d) toutes les autres procédures de contrôle qualité visant à s’assurer et à vérifier que les traverses,
supports et transoms en composite à matrice polymère, et les services fournis sont conformes aux
exigences convenues du client.
Le client doit avoir accès au manuel qualité dans les locaux du fournisseur et/ou du fabricant.
NOTE La famille de normes ISO 9000 fournit des recommandations concernant les systèmes qualité.
La conception, les matériaux et le processus de production utilisés pour la fabrication des traverses
soumises aux essais de qualification ne doivent pas être modifiés sans l’approbation préalable du client.
Le client peut exiger la répétition des essais de qualification décrits dans le présent document avant
d’approuver les modifications susmentionnées.
6.2 Contrôle qualité lors des essais de qualification
Le fournisseur doit remettre au client l’ensemble des documents qualité relatifs aux éléments en
composite à matrice polymère à soumettre aux essais de qualification.
Ces documents comprennent:
a) les plans détaillés de l’élément et des composants en composite à matrice polymère inclus;
b) la fiche technique concernant la composition du produit;
c) la procédure décrivant comment toutes les exigences d’essai sont vérifiées, notamment:
1) les essais géométriques avec une description du gabarit et de la méthode de mesure utilisés pour
chaque dimension;
2) les essais de charge du composite à matrice polymère et des traverses, supports ou transoms
avec une description des méthodes et des moyens de mesure employés;
d) une description générale du procédé de fabrication;
e) le rapport d’essai démontrant la conformité des traverses aux dimensions et aux tolérances
maximales définies dans l’Article 4le Tableau 2.
Les résultats des essais de qualification peuvent être utilisés pour déterminer les charges d’essai à utiliser
pour les essais de série.
6.3 Contrôle qualité lors de la fabrication
Avant la phase de fabrication, le fournisseur doit fournir au client un plan qualité comprenant l’ensemble
des documents qualité portant sur l’acceptation des matériaux et la fabrication des éléments en
composite à matrice polymère.
Le plan qualité doit expliquer les moyens mis en œuvre par le fournisseur et/ou le fabricant pour
s’assurer que toutes les traverses fournies satisfont les exigences spécifiées par le client.
Pour les essais de série, d’autres montages d’essai peuvent être utilisés si le fournisseur et/ou le fabricant
peuvent apporter la preuve que les résultats sont conformes aux essais convenus.
Le plan qualité doit préciser:
a) la fréquence des essais pour chaque exigence dimensionnelle;
b) la fréquence des essais de charge du composite à matrice polymère et des traverses, supports ou
transoms;
c) les dispositions prises pour augmenter la fréquence des essais lorsque des défauts ont été identifiés;
d) les plans d’action à engager en cas de détection de défauts afin de s’assurer à nouveau de la
conformité des produits.
En cas de contrôle dimensionnel précoce de l’élément en composite à matrice polymère, le plan qualité
doit prendre en compte le raccourcissement postérieur de l’élément.
Sur demande du client, le fournisseur et/ou le fabricant pourront réaliser de temps en temps des essais
autres que les essais de série décrits dans le présent document. Ces essais serviront à confirmer que les
essais de série sont conformes au présent document.
7 Documentation
7.1 Généralités
Le client doit fournir toutes les informations nécessaires à la conception de la traverse, du support ou du
transom. Le fournisseur doit fournir toutes les informations nécessaires pour l’approbation de la
conception et de la fabrication.
7.2 Données à fournir par le client
Le client doit spécifier les données suivantes:
a) tous les moments de flexion caractéristiques (conformément à voir l’Annexe B pour les voies
ballastées et l’Annexe C pour les transoms);
b) les essais exigés et le choix des options retenues (voir Tableau 1) ;3);
c) les critères d’acceptation pour l’essai choisi, tel que spécifié en 8.2;
d) les données nécessaires à la réalisation des essais choisis, tel que spécifié dans l’ISO 12856-2 (en
fonction des essais choisis et des options):
1) pour l’essai de déformation permanente: F ;
c,perm,n
2) pour l’essai de fatigue au niveau de la section centrale: d , k ;
fat,lim 3
3) pour l’essai de fatigue au niveau de la table d’appui du rail: d , k , d ;
fat,lim 3 2s,lim
4) pour l’essai de résistance au niveau de la table d’appui du rail: k , k , d , d ;
1s 2s 1s,lim 2s,lim
5) pour l’essai de raideur par le biais d’une plaque à ballast géométrique ou d’une plaque plane:
Q , L ;
nom p
6) pour l’essai de compression par le biais d’une plaque à ballast géométrique ou d’une plaque
plane: Q , L , k , k ;
nom p 1s 2s
e) les plans et spécifications nécessaires pour définir:
1) les dimensions critiques (distance entre les points de mesure de la traverse L – longueur –
largeur – profondeur au niveau de la table d’appui du rail, etc.);
2) l’interface et la disposition géométrique du système de fixation;
3) les tolérances particulières (voir Article 4) ;Tableau 2);
4) les supports isolants du rail de contact (le cas échéant);
5) les dispositions d’essai et les procédures indiquant si les options sont utilisées;
f) la masse théorique minimale et maximale de la traverse, du support et du transom en composite à
matrice polymère (kilogramme par traverse ou kg/m);
g) toute autre spécification technique complémentaire (isolation électrique, par exemple);
h) la définition du profil de rail;
i) la limite basse et/ou haute des matériaux caractéristiques en composite à matrice polymère
(facultatif).
7.3 Données à fournir par le fournisseur
7.3.1 Avant les essais de qualification
a) plans détaillés de la traverse, du support et du transom en composite à matrice polymère;
b) caractéristiques des matériaux;
c) description du procédé de fabrication;
d) fichier de production comportant les données de fabrication des traverses, supports ou transoms
produits pour les besoins des essais de qualification.
7.3.2 Après les essais de qualification
Rapport d’essai de qualification.
7.3.3 Avant la mise en production
Toutes les données exigées à l’Article 5.
7.4 Marquage
Le marquage permanent suivant doit être apposé sur chaque traverse, support et transom en composite
à matrice polymère:
a) l’année de fabrication;
b) la marque d’identification de l’usine de production.
...
Questions, Comments and Discussion
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