long-welded

Le rail soudé en longs éléments est un rail en acier ordinaire qui a été joint bout à bout par soudage, plutôt que boulonné avec des éclisses et des boulons aux joints. Les sections de rail standard arrivent à l'usine en longueurs de 12 à 13 mètres. Celles-ci sont soudées par aluminothermie ou par soudage à l'arc électrique en chaînes continues de 200 à 500 mètres ou plus avant d'être transportées sur la voie et posées. Le résultat est un rail avec beaucoup moins de joints mécaniques par kilomètre de voie.

L'avantage réside dans la qualité de roulement et l'entretien. Chaque joint boulonné crée un point faible discret où les extrémités des rails peuvent bouger indépendamment, provoquant le claquement caractéristique sur les voies jointes et accélérant l'usure des roues, des boîtes d'essieux et du ballast lui-même. Le rail soudé en longs éléments, posé en tronçons continus, répartit les charges plus uniformément et élimine des centaines de ces concentrations de contraintes. Les chemins de fer principaux modernes le préfèrent presque universellement.

Contrainte thermique et retenue

Le principal défi avec le rail soudé en longs éléments est la dilatation et la contraction thermiques. Un rail continu de 300 mètres se dilatera et se contractera d'environ 300 à 450 millimètres sur une variation de température saisonnière de 60 degrés Celsius. Si le rail est maintenu rigidement aux deux extrémités, la contrainte interne atteint des niveaux dangereux. La voie doit être posée avec un certain degré de liberté, en utilisant des fixations élastiques et une attention particulière à la température neutre, la température à laquelle le rail est maintenu mécaniquement neutre afin qu'il puisse bouger légèrement sous la contrainte thermique.

Si la retenue est insuffisante, le rail peut flamber latéralement par temps chaud, un mode de défaillance appelé flambement solaire. Si la retenue est excessive, le rail peut se fracturer par temps froid. La pratique moderne utilise des clips élastiques et des fixations Pandrol qui permettent un mouvement latéral et longitudinal contrôlé, calibré en fonction de la saison et de la géographie dominantes.

La qualité des soudures est essentielle. Les défauts de soudure, les inclusions ou une mauvaise pénétration deviennent eux-mêmes des concentrateurs de contraintes et peuvent déclencher des fractures de fatigue. Le rail est généralement inspecté par ultrasons après le soudage pour détecter les défauts internes. Le rail soudé en longs éléments exige également une meilleure qualité de ballast et un bourrage plus fréquent que la voie jointée, car la structure continue est moins tolérante aux supports inégaux.