[0001] L'invention concerne le génie civil, en particulier la construction des voies de
chemin de fer. En effet, ce procédé est particulièrement avantageux pour insérer,
dans une dalle de béton, des selles supportant des rails de chemin de fer. Il est
applicable aussi dans tous les cas où on scelle dans du béton, à une position donnée,
avec une précision de l'ordre d'un millimètre, un insert qui comporte au moins une
cavité qui doit être remplie par du béton pour que l'insert résiste à des efforts
importants.
[0002] On connaît, par le document DE 3714581, un procédé pour la mise en place correcte
d'une armature dans une plaque de béton dans lequel on Introduit d'abord du béton
liquide dans un moule, on dépose ensuite l'armature sur le béton toujours liquide
et on amène par vibration l'armature dans sa position correcte.
[0003] On connaît, par le document EP 0 117 323 un procédé pour mettre en place, avec précision
par rapport à une ligne de référence, des barres de liaison entre deux dalles de béton,
pour réaliser une autoroute ou une piste d'aviation. Ces barres sont placées horizontalement,
et perpendiculairement au plan du joint de dilatation. Ce procédé consiste à:
- couler une dalle de béton continue et lisser sa surface ;
- puis, pendant que ce béton est frais, enfoncer chaque barre de liaison dans le béton
frais, en faisant vibrer la barre pour liquéfier le béton autour de cette barre pendant
son déplacement, jusqu'à qu'elle atteigne une position donnée: les vibrations pendant
le déplacement permettent un positionnement précis par rapport à une ligne de référence
;
- puis mettre en place un joint de dilatation qui coupe la dalle continue et la sépare
en deux dalles qui restent reliées par les barres de liaisons.
[0004] On connaît divers procédés pour réaliser une voie de chemin de fer. Les voies les
plus courantes sont supportées par des traverses posées sur ballast. Cependant on
réalise des voies sans traverses pour des applications particulières, en particulier
pour les voies de tramway dans des zones de circulation routière. Ces voies doivent
être encastrées dans la chaussée, et demandent donc des terrassements dits de décaissement.
On minimise la profondeur du décaissement, pour réduire les coûts et réduire les désagréments
occasionnés aux riverains et aux usagers des chaussées routières. Pour cela, on réalise
des voies comportant une dalle de béton au lieu des traverses classiques. Les rails
reposent sur la dalle de béton par l'intermédiaire de pièces métalliques appelées
selles et de semelles en caoutchouc. Les selles sont fixées à la dalle de béton, pour
transmettre les efforts exercés par le passage d'un tramway sur cette voie.
[0005] Un procédé connu pour réaliser une telle voie consiste à:
- solidariser deux rails en fixant manuellement des gabarits entretoises, réglables
en altitude au moyen de vérins, pour définir l'écartement des rails et leurs altitudes
respectives ;
- fixer manuellement des selles à intervalles réguliers sous chaque rail, entre les
gabarits ; chaque selle comportant, sur une face, des goujons filetés permettant de
fixer cette selle à un rail, et comportant, sur une autre face, des dispositifs d'ancrage
aptes à être scellés dans du béton ;
- ajuster ces gabarits pour que le plan de roulement soit à l'altitude prévue et présente
les pentes prévues ;
- poser des coffrages latéraux recyclables ;
- couler du béton sous les rails et le talocher, de telle sorte que les dispositifs
d'ancrage des selles soient recouverts et noyés dans la dalle de béton, et que celle-ci
présente une surface plane située juste en dessous des rails.
[0006] Ce procédé nécessite un grand soin pour obtenir un positionnement précis des rails
par les gabarits, et il nécessite du temps pour le montage des gabarits entretoises
et pour la mise en place du béton. Il est donc coûteux en main d'oeuvre. N'étant pas
de nature industrielle, il laisse une grande part à l'initiative et au savoir-faire
du personnel.
[0007] Le but de l'invention est de proposer un procédé permettant de réaliser une voie
de chemin de fer, sans traverses, à un coût moindre que ce procédé connu.
[0008] L'objet de l'invention est un procédé pour mettre en place avec précision un insert
dans du béton, cet insert comportant une ou plusieurs cavités à remplir par du béton,
consistant à :
- préparer un béton ayant une consistance ferme ;
- mettre en place ce béton, rectifier et lisser sa surface pendant qu'il est frais,
pour donner à sa surface une position donnée, avec une tolérance donnée ;
- puis, pendant que ce béton est frais, déplacer l'insert dans ce béton, en faisant
vibrer le béton autour de cet insert pendant son déplacement, jusqu'à qu'il atteigne
une position donnée, avec une tolérance donnée ;
caractérisé en ce qu'il consiste en outre à confiner le béton par des moyens empêchant
la remonteé de béton autour de l'insert pendant la mise en place de l'insert dans
ce béton, pour forcer le béton à remplir chaque cavité de l'insert.
[0009] Le procédé ainsi caractérisé permet d'utliserdes inserts comportant des cavités relativement
profondes sans qu'il y ait un risque de mauvais remplissage. Par conséquent, il garantit
un ancrage très résistant aux contraintes. Cette propriété est particulièrement avantageuse
pour des inserts supportant des rails de chemin de fer.
[0010] Le procédé ainsi caractérisé procure en outre une grande précision grâce à la collaboration
des trois caractéristiques ci-dessous :
- Le fait de faire vibrer le béton permet de le liquéfier momentanément au voisinage
du point d'application des vibrations, autorisant ainsi un enfoncement aisé, un bon
enrobage des parties noyées de l'insert, et de facto un bon scellement. Il est à noter
que les vibrations peuvent être appliquées par l'intermédiaire de l'insert ou d'un
autre dispositif indépendant de l'insert, et placé dans le béton, au voisinage de
l'insert.
- Le fait que le béton soit mis en place en premier, qu'il soit lissé, et rectifié pour
que sa surface ait une position relativement précise a pour effet qu'en enfonçant
l'insert à une profondeur nominale (telle que le dispositif d'ancrage de l'insert
ne sera ni trop ni insuffisamment recouvert par le béton), on place l'insert à une
position qui est très proche de la position souhaitée. Il suffit d'une petite modification
de l'enfoncement pour rattraper une éventuelle erreur de position de la surface du
béton. La petitesse de cette modification autorise un ajustement très précis.
- L'insert conserve cette position avec cette précision pendant toute la durée de prise
du béton parce que celui-ci retrouve rapidement, après l'arrêt des vibrations, une
consistance ferme qui évite un déplacement du béton ou de l'insert sous l'action de
leur poids.
[0011] Lorsqu'il est appliqué à la réalisation d'une voie de chemin de fer comportant des
rails supportées par des selles munies de dispositifs d'ancrage susceptibles d'être
scellés dans du béton, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'il consiste
en outre à :
- mettre le béton sous la forme d'une dalle ayant une surface unie dont la position
est déduite de la position prévue pour le plan de roulement de la voie ;
- puis, pendant que le béton est frais, enfoncer chaque selle dans la dalle de béton,
en faisant vibrer le béton autour de cette selle, jusqu'à ce qu'elle atteigne une
position donnée, avec une tolérance donnée.
[0012] Le procédé ainsi caractérisé permet de réduire notablement le coût de réalisation
d'une voie de chemin de fer, puisqu'il n'y a plus d'étape consistant à fixer des gabarits
entretoises, et à vérifier sa position avant de couler du béton. La précision obtenue
sur la position de chaque selle est suffisante pour obtenir la précision souhaitée
pour l'écartement entre les deux rails d'une voie, et pour la position du plan de
roulement. En outre, le fait de déposer une dalle de béton avant de poser les rails,
et non après, permet d'utiliser une machine classique à coffrages glissants qui permet
de couler une dalle de béton avec très peu de main d'oeuvre.
[0013] Selon un mode de mise en oeuvre préférentiel, le procédé selon l'invention est caractérisé
en ce que, pour enfoncer une selle dans une dalle de béton, en faisant vibrer cette
selle, jusqu'à ce qu'elle atteigne une position donnée, avec une tolérance donnée,
il consiste à asservir la position de la selle à une consigne de position prédéterminée,
selon trois axes orthogonaux entre eux, ou un autre repère équivalent.
[0014] Le procédé ainsi caractérisé permet d'automatiser l'enfoncement de la selle, tout
en procurant une excellente précision de position.
[0015] Selon un mode de mise en oeuvre préférentiel, le procédé selon l'invention est caractérisé
en ce que, pour enfoncer une selle jusqu'à ce qu'elle atteigne une position donnée,
avec une position donnée, il consiste :
- dans une première étape, à enfoncer la selle avec une première vitesse fixée, en laissant
une certaine liberté à la selle dans un plan horizontal, et en faisant vibrer cette
selle avec une fréquence et une amplitude de vibration adaptées à un enfoncement rapide,
jusqu'à ce qu'elle atteigne une position voisine de la consigne ;
- puis, dans une seconde étape, à positionner la selle avec une seconde vitesse fixée,
inférieure à la première, en faisant vibrer cette selle avec une fréquence et une
amplitude de vibration adaptées à un positionnement fin, jusqu'à ce qu'elle atteigne
une position correspondant à la consigne.
[0016] L'invention a aussi pour objet un dispositif pour mettre en oeuvre le procédé selon
l'invention.
[0017] Enfin, l'invention a pour objet une voie de chemin de fer obtenue par le procédé
selon l'invention.
[0018] L'invention sera mieux comprise et d'autres détails apparaîtront à l'aide de la description
ci-dessous d'exemples de réalisation du dispositif pour la mise en oeuvre du procédé
selon l'invention ; et à l'aide des figures accompagnant cette description :
- la figure 1 représente un exemple de selle pouvant être utilisé pour réaliser une
voie de chemin de fer, sans traverses ;
- la figure 2 représente une vue en coupe d'une voie de chemin de fer comportant ce
type de selle, et dont les selles ont été insérées en appliquant le procédé selon
l'invention ;
- les figures 3 et 4 représentent respectivement une vue de dessus et une vue de côté,
en coupe, de la partie principale d'un exemple de réalisation du dispositif selon
l'invention ; cet exemple étant un dispositif d'insertion pour insérer une selle de
ce type dans une dalle de béton ;
- la figure 5 représente une vue d'ensemble de cet exemple de réalisation ;
- les figures 6 à 9 illustrent quatre étapes successives du fonctionnement de cet exemple
de réalisation ;
- les figures 10 , 11, et 12 représentent deux vues de face et une vue de dessus d'une
machine mobile pouvant insérer simultanément deux selles pour réaliser une voie de
chemin de fer.
[0019] Le procédé selon l'invention peut être utilisé pour insérer tout type d'insert métallique,
ou non métallique, pouvant être scellé dans du béton. La figure 1 représente un exemple
de selle pour rail de chemin de fer, pouvant être inséré en appliquant le procédé
selon l'invention. Cet exemple de selle, référencé 1, comporte :
- une plaque de tôle d'acier emboutie, 3 ;
- et deux goujons ayant chacun une tige filetée, respectivement référencée 2 et 4, permettant
de fixer un rail sur la selle par des écrous, et une tige de scellement, référencée
respectivement 9 et 6, ayant une forme généralement cylindrique prolongeant la tige
filetée, et présentant des aspérités, circulaires par exemple, assurant la retenue
dans le béton une fois que celui-ci a durci.
[0020] La plaque 3 a une forme générale rectangulaire, plane et horizontale, comportant
: une bordure verticale 11 sur toute sa périphérie, quatre nervures de renforcement,
et deux bossages 5 et 10 possédant des parois verticales légèrement inclinées. Ces
bossages 5 et 10 sont prévus notamment pour collaborer avec des pièces, non représentées,
qui seront utilisées pour la fixation ultérieure d'un rail. Dans l'utilisation qui
en est faite ici, les bossages 5 et 10 ont aussi pour fonction de procurer un espace
libre permettant la remontée d'un volume de béton égal au volume du béton déplacé
par les tiges de scellement 6 et 9 lorsque la selle est enfoncée dans le béton. D'autre
part, les selles 1 et 1' comportent une pluralité d'orifices 7, 12 permettant l'échappement
de l'air lorsque le béton remplit la cuvette constituée par la plaque 3, sa bordure
11, et les bossages 5 et 10.
[0021] Chaque goujon est fixé à la semelle par un montage en force, ou par un soudage. La
partie filetée du goujon peut être protégée pendant toutes les opérations d'insertion
de la selle, au moyen d'un manchon de plastique vissé sur cette partie filetée.
[0022] Le procédé selon l'invention est applicable non seulement à ce type d'insert mais
aussi à tout autre type d'insert pouvant être scellé dans du béton.
[0023] La figure 2 représente en coupe un exemple de voie de chemin de fer réalisé en utilisant
ce type de selle et en appliquant le procédé selon l'invention. Cette figure 2 montre
deux rails, 12 et 14, fixés respectivement sur deux selles 13 et 15, par des écrous
et des pièces intercalées de manière classique entre chaque écrou et le rail.
[0024] Ces deux selles 13 et 15 sont scellées dans une dalle de béton 16 dont la surface
est plane, chacune des deux selles 13 et 15 étant enfoncée dans la surface de la dalle
16 à une profondeur telle que le plan de ces selles est approximativement dans le
plan de la surface de la dalle 16. Le béton remplit chaque selle et assure ainsi un
ancrage plus résistant que s'il n'était assuré que par les tiges d'ancrage.
[0025] L'altitude de chacun des rails 12 et 14 est déterminée d'une part par l'altitude
de la surface de la dalle 16 qui est fabriquée avec une précision donnée, de l'ordre
de quelques millimètres, et d'autre part est fonction de l'enfoncement de la selle
dans le béton de la dalle 16, cet enfoncement étant ajusté pour que le plan de roulement
ait une position donnée, avec une précision de l'ordre du millimètre. L'écartement
entre les rails 12 et 14 est déterminé par la distance séparant les deux selles lors
de leur scellement. Il n'y a pas de gabarits entretoises entre ces rails, ni a priori
de cale de réglage.
[0026] Les figures 3 et 4 représentent respectivement une vue de dessus et une vue en coupe
de la partie principale d'un exemple de dispositif d'insertion adapté spécialement
à l'insertion du type de selle représenté sur la figure 1. Cet exemple comporte une
base constituée d'une tôle 30 prévue pour être posée directement sur la surface 25
d'une dalle de béton 31 dans laquelle doit être insérée une selle. Ce béton est frais,
lisse, et a une consistance ferme. Cette tôle 30 comporte une ouverture circulaire
sur laquelle est soudé un tube vertical 21 permettant le passage d'une partie mobile.
[0027] Cette partie mobile comporte :
- un réceptacle 28 en polyuréthane, ayant une surface interne épousant la forme d'une
selle et comportant un joint interne souple 29, le réceptacle 28 s'appuyant sur toute
la périphérie de la selle 1 par l'intermédiaire de ce joint 29 ; et ce réceptacle
28 ayant une forme externe circulaire de diamètre légèrement inférieur à celui du
tube 21 de façon à pouvoir passer dans le tube 21, tout en empêchant une remontée
du béton dans le tube 21 pour confiner le béton ;
- une plaque support 22 en polyuréthane, ayant une forme circulaire de diamètre légèrement
inférieur au diamètre du tube 21, et qui supporte notamment le réceptacle 28 placé
sous cette plaque 22;
- quatre blocs élastiques en caoutchouc 24a, 24b, 24c, 24d, fixés sur la plaque 22 ;
- deux bras verticaux 40a et 40b, fixés sur la plaque 22 ;
- un dispositif de vibration 35, qui est fixé sur une plaque d'acier 32, cette dernière
étant fixée au sommet des quatre blocs élastiques 24a, 24b, 24c, 24d ;
- deux pinces 23a et 23b, à commande hydraulique, fixées à la plaque 32, et serrant
respectivement les tiges filetées des deux goujons de la selle 1 (la figure 4 ne représentant
que la pince 23a serrant la tige filetée 2) ;
- huit doigts de positionnement 26a à 26h, dont les extrémités appuient sur la surface
horizontale de la selle 1 en restant en contact avec les parois quasi-verticales des
bossages 5 et 10 pour donner à la selle 1 une position bien déterminée dans le plan
horizontal, chacun de ces doigts coulissant dans un fourreau, 27a à 27h respectivement,
fixé à la plaque 22 ; quatre doigts 26a à 26d étant solidaires d'une pièce 33a (représentée
partiellement sur la figure4), et quatre doigts 26e à 26h étant étant solidaires d'une
pièce homologue 33b non représentée mais solidaire de la pièce 33a par l'intermédiaire
d'un étrier 39 qui est vu de côté sur la figure 4.
[0028] Pour plus de clarté, la figure 3 ne représente pas le dispositif de vibration 35,
ni les pièces 33a et 33b, ni l'étrier 39. La figure 4 ne représente pas les tuyaux
hydrauliques alimentant les pinces et le dispositif de vibration.
[0029] Le dispositif de vibration 35 comporte un ou plusieurs vibreurs, chaque vibreur étant
constitué par exemple d'un moteur hydraulique ayant un balourd. L'ensemble du dispositif
de vibration 35 vibre en entraînant dans son mouvement la plaque 32 qui a une certaine
liberté grâce aux blocs élastiques 24a à 24d. Les pinces 23a et 23b transmettent les
vibrations aux tiges d'ancrage 9 et 6. Sous l'action de ces vibrations, le béton est
beaucoup plus fluide au voisinage des tiges d'ancrage, ce qui permet de les enfoncer
avec moins de force et d'obtenir un positionnement beaucoup plus précis.
[0030] La figure 5 représente l'ensemble de cet exemple de réalisation, en représentant
en outre des moyens permettant de déplacer verticalement la plaque support 22, et
de déplacer verticalement l'étrier 39. Ces moyens comportent :
- une poutre horizontale 45 et deux guides cylindriques verticaux 43a et 43b, constituant
un portique ;
- une pièce coulissante 42 coulissant verticalement en étant guidée par les deux guides
43a et 43b ;
- un premier vérin hydraulique 44 ayant une extrémité fixée à la poutre 45 et l'autre
extrémité fixée à la pièce coulissante 42 ;
- les deux bras verticaux 40a et 40b reliant la pièce coulissante 42 à la plaque support
22 ;
- un second vérin hydraulique 41 ayant une extrémité fixée à la pièce coulissante 42
et ayant son autre extrémité fixée à l'étrier 39 qui enjambe le dispositif de vibration
35 ;
- et une unité de commande UC reliée :
-- à un capteur de position 46 fixé d'une part à la poutre 45 et d'autre part à la
pièce coulissante 42 pour déterminer l'altitude de la selle 1 par rapport à la plaque
30 qui repose sur la surface 25 de la dalle de béton 31 ;
-- à un capteur de position CP solidaire de la poutre 45, pour déterminer l'altitude
de la plaque 30 par rapport à un plan de référence appelé plan laser parce qu'il est
repéré par un faisceau laser tournant dans un plan donné ;
-- au vérin 44 par deux tuyaux pour l'actionner ;
-- au vérin 41 par deux tuyaux pour l'actionner ;
-- et au dispositif de vibration 35 par deux tuyaux pour l'actionner.
[0031] L'unité de commande UC commande plusieurs étapes successives. La figure 6 illustre
une première étape au cours de laquelle la selle 1 est mise en place manuellement
ou automatiquement, à l'intérieur du réceptacle 28, en insérant les tiges filetées
des goujons dans les pinces hydrauliques 23a et 23b (Cette dernière n'est pas représentée).
Les vérins 44 et 41 sont rétractés, ce qui laisse de l'espace entre le tube 21 et
le réceptacle 28 pour accéder à l'intérieur de ce dernier.
[0032] La figure 7 illustre une deuxième étape au cours de laquelle la selle 1 est enfoncée
rapidement. Pendant toute cette étape, le dispositif de vibration 35 est activé avec
une amplitude et une fréquence adaptées pour pour faciliter la pénétration de la selle
1 dans la dalle de béton 31, en rendant le béton plus fluide au voisinage des tiges
d'ancrage. Les blocs de caoutchouc 24a, etc... permettent à la plaque 32 de se déplacer
légèrement dans toutes les directions, par rapport à la plaque 22. Le vérin 44 est
actionné pour enfoncer la selle 1 jusqu'à une position voisine de la position définitive
prévue, à quelques millimètres près. Le vérin 44 déplace : la pièce coulissante 42,
les bras 40a et 40b (non représentés), la plaque support 22, et le réceptacle 28 qui
lui sont associés. La selle 1 est donc poussée dans le béton liquéfié par les vibrations.
Le réceptacle 28 est abaissé jusqu'à être au voisinage de la surface 25 de la dalle
de béton. Il est à remarquer que les doigts de guidage 26a, etc, sont encore en position
relevée et ne sont pas au contact de la selle 1.
[0033] La figure 8 illustre une troisième étape de l'insertion de la selle 1, consistant
à achever l'enfoncement à une vitesse plus faible, adaptée à un positionnement précis,
jusqu'à la profondeur définitive prévue pour la selle. Le vérin 44 est activé de nouveau,
mais avec une vitesse plus faible. Le dispositif de vibration 35 est activé, mais
l'amplitude et la fréquence des vibrations sont adaptées pour un positionnement précis
de la selle 1. Le réceptacle 28 et la plaque 30, qui sont presque jointifs, confinent
le béton et le forcent à remonter dans les bossages 5 et 10. Quand la selle 1 a atteint
la position prévue, le dispositif de vibration 35 et le vérin 44 sont arrêtés.
[0034] La figure 9 illustre une quatrième étape pendant laquelle le dispositif de vibration
35 est arrêté. Le vérin 41 est activé à son tour. Il abaisse l'étrier 39 qui est solidaire
de la pièce 33a (partiellement représentée) et de la pièce 33b (non représentée),
ces pièces 33a et 33b supportant les doigts 26a, etc... L'étrier 39 s'abaisse jusqu'à
buter sur la plaque 32. Les extrémités des doigts 26a, etc... arrivent alors en contact
avec la partie plane de la selle 1. Si la selle 1 n'est pas parfaitement positionnée
dans le plan horizontal, les doigts frottent sur les parois verticales des bossages
5 et 10 de la selle 1 et provoquent un léger déplacement de la selle 1, dans le plan
horizontal, pour repositionner la selle 1 dans une position bien définie par les huit
doigts. Les vibrations ayant oessé, le béton reprend progressivement sa consistance
ferme. Les pinces 23a, etc...sont maintenues serrées, et les doigts 26a, etc... sont
maintenus dans cette position jusqu'à ce que l'augmentation de la viscosité du béton
soit suffisante pour-empêcher tout déplacement de la selle lors de la remontée des
doigts.
[0035] Les pinces hydrauliques 23a et 23b sont ensuite commandées pour relâcher les goujons
de la selle 1.Puis le vérin 41 est activé en sens inverse pour remonter les doigts
26a, etc... Puis le vérin 44 est activé en sens inverse pour remonter toute la partie
mobile du dispositif d'insertion.
[0036] Les figures 10 et 11 représentent respectivement deux vues de face d'une machine
mobile permettant l'insertion de deux selles simultanément. Sur la figure 10, la machine
est dans un état permettant de la déplacer et de préparer l'insertion d'une selle.
Sur la figure 11, la machine est en train d'insérer une selle dans une dalle de béton
frais 62. La figure 12 représente une vue de dessus. Sur ces figures, la machine a
déjà inséré des selles 70 à 76 dans une dalle de béton 62.
[0037] Cet exemple de réalisation comporte une plate-forme mobile 52 supportant deux dispositifs
d'insertion 51a et 51b, identiques entre eux et qui peuvent être analogues au dispositif
d'insertion représenté sur les figures 3 à 5, et qui a été décrit précédemment. Ils
comportent notamment des capteurs de position 64a, respectivement 64b, analogues au
capteur CP ; et des unités de commande UC1, respectivement UC2, analogue à l'unité
de commande UC. Les dispositifs 51a et 51b sont montés sur un chariot 63 qui est solidaire
de la plate-forme 52 et mobile par rapport à celle-ci selon deux axes horizontaux,
orthogonaux entre eux. D'autre part, un ensemble de vérins, non représentés, permet
d'abaisser les dispositifs 51a et 51b jusqu'à ce que leurs bases (tôle 30) reposent
sur la surface de la dalle de béton 62. Les dispositifs 51a et 51b traversent le chariot
63 par des ouvertures 61a et 61b respectivement, et en traversent la plateforme 52
par une ouverture 62.
[0038] La plate-forme 52 est montée sur quatre chenilles 53a, 53b, 53c, 53d, par l'intermédiaire
de quatre bras horizontaux articulés 55a, 55b, 55c, 55d, permettant de régler l'écartement
entre les chenilles, et par l'intermédiaire de quatre jambes verticales 57a, 57b,
57c, 57d, permettant de régler indépendamment la hauteur de chaque bras 55a, 55b,
55c, 55d, respectivement par rapport aux chenilles 53a, 53b, 53c, 53d, reposant sur
le sol.
[0039] La position de la plate-forme 52 est asservie selon trois axes orthogonaux, au moyens
d'une unité de commande UC3, de telle sorte qu'elle suit le profil prévu pour le chemin
de roulement, par conséquent elle suit la surface de la dalle 62. Les jambes 54a et
54b supportent respectivement des capteurs 58a et 58b qui suivent un guide 57 parallèle
au profil en long des rails à installer. Ce guide 57 porte des repères, afin d'asservir
la position de la plate-forme 52 selon deux axes horizontaux en se référant à ce guide
57. La plate-forme 52 enjambe la dalle de béton 62 et se déplace le long de cette
dalle 62 grâce à des moteurs actionnant les chenilles 53a, ..., 53d.
[0040] D'autre part, les jambes 54a et 54b portent respectivement des capteurs 60a et 60b
permettant de déterminer les altitudes respectives des bras 55a et 55b par rapport
à un plan laser, compte tenu du réglage de hauteur de ces bras par rapport aux jambes
54a et 54b. La connaissance de ces altitudes permet d'asservir ces altitudes à des
valeurs de consigne prédéterminées pour que la plate-forme 52 suive le profil de la
voie.
[0041] Le béton utilisé a une consistance ferme. La dalle 62 a été fraîchement coulée, vibrée
en place, rectifiée, et lissée, par une machine classique à coffrages glissants, telles
que celles utilisée pour faire des chaussées en béton, pour autoroute. Elle donne
à la surface de la dalle une position déduite de la position prévue pour le plan de
roulement de la voie, avec une précision de l'ordre de 2 millimètres, grâce à des
asservissements de position classiques.
[0042] Les dispositifs d'insertion de selles, 51a et 51b, sont écartés d'un intervalle correspondant
à l'intervalle prévu pour les rails. Le chariot mobile 63 les déplace ensemble et
permet d'affiner la position d'insertion, avec une précision de l'ordre d'un millimètre
selon deux axes horizontaux, encore meilleure que celle procurée par la plate-forme
52.
[0043] Le chariot mobile 63 porte un capteur de position 59 qui permet d'asservir la position
du chariot 63 selon deux axes horizontaux, en se référant à la position du même guide
57, mais avec une tolérance plus fine que la tolérance sur la position de la plate-forme
52. Le chariot est déplacé par deux moteurs, non représentés , commandés par une unité
de commande UC4, en fonction des mesures faites par le capteur 59 et en fonction de
la position prévue pour les deux selles à insérer.
[0044] L'asservissement des dispositifs d'insertion 51a et 51b selon un axe vertical, par
les unités de commande UC1 et UC2, permet d'insérer chaque selle avec une précision
d'altitude de l'ordre d'un millimètre, encore meilleure que la précision obtenue sur
l'altitude de la surface de la couche de béton 62.
[0045] Les dispositifs d'asservissement de position, se référant à la position d'un guide
et à la position d'un plan laser, sont des dispositifs classiques. Mais d'autres types
connus de dispositif d'asservissement de position pourraient aussi être utilisés pour
obtenir une position précise de chaque selle.
[0046] Selon une variante de réalisation, les dispositifs d'insertion 51a et 51b pourraient
être montés directement sur la machine utilisée pour couler en place la dalle de béton
62, au lieu de la plate-forme 52. La réalisation de cette machine ne sera pas décrite
car elle est analogue à la réalisation d'une machine utilisée classiquement pour faire
des autoroutes en béton.
1. Procédé pour mettre en place avec précision un insert dans du béton, cet insert comportant
une ou plusieurs cavités (5, 10) à remplir par du béton, consistant à:
- préparer un béton (31) ayant une consistance ferme ;
- mettre en place ce béton, rectifier et lisser sa surface (36) pendant qu'il est
frais, pour donner à sa surface une position donnée, avec une tolérance donnée ;
- puis, pendant que ce béton est frais, déplacer l'insert (1) dans ce béton, en faisant
vibrer le béton autour de cet insert pendant son déplacement, jusqu'à ce qu'il atteigne
une position donnée, avec une tolérance donnée ;
caractérisé en ce qu'il consiste en outre à confiner le béton (31) par des moyens (28, 30) empêchant la
remontée de béton autour de l'insert pendant la mise en place de l'insert dans ce
béton, pour forcer le béton à remplir chaque cavité de l'insert.
2. Procédé selon la revendication 1, appliqué à la réalisation d'une voie de chemin de
fer comportant des rails (12,14) supportées par des selles (13, 15) munies de dispositifs
d'ancrage susceptibles d'être scellés dans du béton,
caractérisé en ce qu'il consiste en outre à:
- mettre le béton sous la forme d'une dalle (16) ayant une surface unie dont la position
est déduite de la position prévue pour le plan de roulement de la voie ;
- puis, pendant que le béton est frais, enfoncer chaque selle (13, 15) dans la dalle
de béton, en faisant vibrer le béton autour de cette selle, jusqu'à ce qu'elle atteigne
une position donnée, avec une tolérance donnée.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que pour enfoncer chaque selle (13, 15) jusqu'à ce qu'elle atteigne une position donnée,
il consiste à asservir la position de cette selle à une consigne de position, selon
trois axes orthogonaux entre eux, ou un autre repère équivalent.
4. Procédé selon la revendication 3,
caractérisé en ce que pour enfoncer chaque selle jusqu'à ce qu'elle atteigne une position donnée, avec
une précision donnée, il consiste :
- dans une première étape, à enfoncer la selle avec une première vitesse, en laissant
une certaine liberté à la selle dans un plan horizontal, et en faisant vibrer cette
selle avec une fréquence et une amplitude de vibration adaptées à un enfoncement rapide,
jusqu'à ce qu'elle atteigne une position voisine de la consigne ;
- puis, dans une seconde étape, à positionner la selle avec une seconde vitesse, inférieure
à la première, en faisant vibrer cette selle avec une fréquence et une amplitude de
vibration adaptées à un positionnement fin, jusqu'à ce qu'elle atteigne une position
correspondant à la consigne.
5. Dispositif pour mettre en place avec précision un insert dans du béton, cet insert
(1) comportant une ou plusieurs cavités (5, 10) à remplir par du béton ; comportant:
- des moyens (40, 42, 44) pour déplacer un insert (1) dans du béton frais et ayant
une consistance ferme ;
- des moyens (35) pour faire vibrer le béton autour de l'insert pendant le déplacement
de l'insert ;
- des moyens (46, UC) pour déterminer la position de l'insert et pour commander les
moyens pour déplacer l'insert, de façon à arrêter le déplacement de l'insert lorsqu'il
a atteint une position donnée, avec une tolérance donnée ;
caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens (28, 30) pour confiner le béton (31) empêchant la
remontée de béton autour de l'insert pendant la mise en place de l'insert dans ce
béton, pour forcer le béton à remplir chaque cavité de l'insert.
6. Dispositif selon la revendication 5, pour mettre en place, avec précision, dans une
dalle de béton (62), au moins une selle (70 à 76) destinée à supporter un rail ; caractérisé en ce que les moyens (58a, 58b, 59, 60a, 60b, UC1, UC2, UC3, UC4) pour déterminer la position
et pour commander les moyens pour enfoncer déterminent la position de chaque selle
selon trois axes, ou un autre repère équivalent, par rapport à la position prévue
pour cette selle.
7. Dispositif selon la revendication 6,
caractérisé en ce que les moyens pour déterminer la position et pour commander les moyens pour enfoncer
comportent :
- des moyens (CP, UC, 46) pour asservir la position de la selle selon un axe parallèle
à la direction d'enfoncement de la selle ;
- et des moyens pour asservir la position de la selle selon deux autres axes, comportant
:
-- une plate-forme mobile (52) qui enjambe la dalle de béton (62) ;
-- un chariot (63) qui est porté par la plate-forme mobile (52), et qui est mobile
selon deux axes perpendiculaires à la direction d'enfoncement, par rapport à la plate-forme
mobile (52);
-- des premiers moyens d'asservissement (53 à 55, UC3) pour asservir la position de
la plate-forme (52) au moins selon deux axes horizontaux, par rapport à une référence
(57);
-- et des seconds moyens d'asservissement (59, UC4) pour asservir la position du chariot
(63) selon deux axes horizontaux, par rapport à une référence (57).
8. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens pour couler une dalle de béton.
9. Voie de chemin de fer obtenue en insérant dans une dalle de béton (16) des selles
(13,15), par le procédé selon l'une des revendications 2 à 4.
1. Verfahren zum lagegenauen Hinsetzen einer Einlage in Beton, welche Einlage einen oder
mehrere mit Beton zu füllenden Hohlräume (5, 10) aufweist, umfassend:
- Herstellen von Beton (31) mit geschlossener Konsistenz;
- Hinsetzen des Betons, Richten und Glätten seiner Oberfläche (36) während er nichtabgebunden
ist, um seiner Oberfläche eine gegebene Position mit einer gegebenen Toleranz zu geben;
- dann, während der Beton nichtabgebunden ist, Verschieben der Einlage (1) in dem
Beton indem man den Beton um die Einlage während deren Verschiebung schwingen lässt,
bis sie eine gegebene Position mit einer gegebenen Toleranz erreicht;
dadurch gekennzeichnet, dass es ferner umfasst, den Beton (31) durch Mittel (28, 30) einzuschließen, welche das
Aufsteigen des Betons um die Einlage während des Hinsetzens der Einlage in den Beton
verhindern, um zu erzwingen, dass der Beton jeden Hohlraum der Einlage füllt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, angewendet auf die Herstellung eines Gleises mit Schienen
(12, 14), die von Unterlagsplatten (13, 15) gestützt sind, die mit zum Eingießen in
Beton geeigneten Verankerungsvorrichtungen ausgestattet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass es ferner umfasst:
- Setzen des Betons in Form einer Platte (16) mit einer einheitlichen Oberfläche,
deren Position von der für die Fahrebene des Gleises vorgesehenen Position abgeleitet
ist;
- dann, während der Beton nichtabgebunden ist, Eindrücken jeder Unterlagsplatte (13,
15) in die Betonplatte, indem man den Beton um diese Unterlagsplatte schwingen lässt.
bis diese eine gegebene Position mit einer gegebenen Toleranz erreicht.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Eindrücken jeder Unterlagsplatte (13, 15) bis diese eine gegebene Position erreicht,
die Sollposition oder ein anderer äquivalenter Bezugspunkt dieser Unterlagsplatte
gemäß dreier zueinander orthogonaler Achsen nachgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass es zum Eindrücken jeder Unterlagsplatte bis diese eine gegebene Position mit einer
gegebenen Genauigkeit erreicht, umfasst:
- in einem ersten Schritt die Unterlagsplatte mit einer ersten Geschwindigkeit einzudrücken,
wobei man der Unterlagsplatte eine gewisse Freiheit in einer horizontalen Ebene lässt
und indem man die Unterlagsplatte mit einer für ein schnelles Eindrücken angepassten
Schwingungsfrequenz und -amplitude schwingen lässt, bis diese eine Position nahe der
Sollposition erreicht;
- dann, in einem zweiten Schritt die Unterlagsplatte mit einer zweiten Geschwindigkeit
zu positionieren, die kleiner als die erste ist, indem man die Unterlagsplatte mit
einer für eine Feinpositionierung angepassten Schwingungsfrequenz und -amplitude schwingen
lässt, bis diese eine der Sollposition entsprechende Position erreicht.
5. Vorrichtung zum lagegenauen Hinsetzen einer Einlage in Beton, welche Einlage (1) einen
oder mehrere mit Beton zu füllende Hohlräume (5, 10) aufweist, umfassend:
- Mittel (40, 42, 44) zum Verschieben einer Einlage (1) in nichtabgebundenem Beton,
welcher eine geschlossene Konsistenz aufweist;
- Mittel (35) um den Beton um die Einlage während der Verschiebung der Einlage schwingen
zu lassen;
- Mittel (46, UC) zum Bestimmen der Position der Einlage und zum Steuern der Mittel
zum Verschieben der Einlage, derart, dass die Verschiebung der Einlage gestoppt wird,
wenn sie eine gegebene Position mit einer gegebenen Toleranz erreicht;
dadurch gekennzeichnet, dass sie außerdem Mittel (28, 30) zum Einschließen des Betons (31) umfasst, welche das
Aufsteigen des Betons um die Einlage während des Hinsetzens der Einlage in den Beton
verhindern, um zu erzwingen, dass der Beton jeden Hohlraum der Einlage füllt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5 zum lagegenauen Hinsetzen in eine Betonplatte (62) von
wenigstens einer Unterlagsplatte (70 bis 76), welche bestimmt ist eine Schiene zu
stützen, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (58a, 58b, 59, 60a, 60b, UC1, UC2, UC3, UC4) zum Bestimmen der Position
und zum Steuern der Eindrückmittel gemäß dreier Achsen die Position jeder Unterlagsplatte,
oder einem anderen äquivalenten Bezugspunkt in Bezug auf die für diese Unterlagsplatte
vorgesehenen Position, bestimmen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Bestimmen der Position und zum Steuern der Eindrückmittel umfassen:
- Mittel (CP, UC, 46) zum Nachführen der Position der Unterlagsplatte gemäß einer
Achse, die zur Eindrückrichtung der Unterlagsplatte parallel ist;
- und Mittel zum Nachführen der Position der Unterlagsplatte gemäß zweier anderer
Achsen, welche umfassen:
-- eine bewegbare Plattform (52), welche die Betonplatte (62) überspannt;
-- ein Fahrgestell (63), das von der bewegbaren Plattform (52) getragen ist, und das
in zwei Richtungen senkrecht zur Eindrückrichtung in Bezug auf die bewegbare Plattform
(52) bewegbar ist;
-- erste Nachführmittel (53 bis 55, UC3) zum Nachführen der Position der Plattform
(52) wenigstens gemäß zweier horizontaler Achsen in Bezug auf eine Referenz (57);
-- und zweite Nachführmittel (59, UC4) zum Nachführen der Position des Fahrgestells
(63) gemäß zweier horizontaler Achsen in Bezug auf eine Referenz (57).
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie außerdem Mittel zum Gießen einer Betonplatte umfasst.
9. Gleis, hergestellt durch Einfügen von Unterlagsplatten (13, 15) in eine Betonplatte
(16) durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4.
1. A method of accurately placing an insert in concrete, said insert including one or
more cavities (5, 10) to be filled by the concrete, which method consists of:
- preparing a concrete (31) having a firm consistency;
- placing the concrete, and levelling and smoothing its surface (36) while it is fresh,
to impart to its surface a given position with a given tolerance;
- then, while the concrete is fresh, moving the insert (1) into the concrete, causing
the concrete around the insert to vibrate during its movement, until it reaches a
given position, with a given tolerance;
characterized in that it further consists in confining the concrete (31) by means (28, 30) for preventing
the concrete rising up around the insert during the placing of the insert in the concrete,
in order to force the concrete to fill each cavity of the insert.
2. A method according to claim 1, applied to the production of a rail track including
rails (12, 14) supported by sole plates (13, 15) provided with anchor devices adapted
to be embedded in concrete,
characterized in that it further consists in:
- forming the concrete into a slab (16) having a unified surface whose position is
deduced from the intended position of the rolling plane of the track;
- then, while the concrete is fresh, driving each sole plate (13, 15) into the concrete
slab, causing the concrete to vibrate around said sole plate, until it reaches a given
position, with a given tolerance.
3. A method according to claim 2, characterized in that, for driving in each sole plate (13, 15) until it reaches a given position, it consists
in slaving the position of said sole plate to a position set point along three mutually
orthogonal axes or an equivalent frame of reference.
4. A method according to claim 3,
characterized in that, to drive in each sole plate until it reaches a given position, with a given accuracy,
it consists of:
- in a first stage driving in the sole plate with a first speed, allowing the sole
plate some liberty in a horizontal plane, and causing the sole plate to vibrate with
a frequency and amplitude of vibration suitable for rapidly driving it in, until it
reaches a position close to the set point;
- then, in a second stage, positioning the sole plate at a second speed, lower than
the first, causing the sole plate to vibrate with a frequency and an amplitude of
vibration suited to fine positioning, until it reaches a position corresponding to
the set point.
5. A device for placing an insert accurately in concrete, said insert (1) including one
or more cavities (5, 10) to be filled with concrete, the device including:
- means (40, 42, 44) for moving an insert (1) into fresh concrete having a firm consistency;
- means (35) for causing the concrete to vibrate around the insert during the movement
of the insert; and
- means (46, UC) for determining the position of the insert and for controlling the
means for moving the insert, so as to stop the movement of the insert when it has
reached a given position, with a given tolerance;
characterized in that it further includes means (28, 30) for confining the concrete (31) and preventing
the concrete rising up around the insert during the placing of the insert in the concrete,
in order to force the concrete to fill each cavity of the insert.
6. A device according to claim 5, for accurately placing in a concrete slab (62) at least
one sole plate (70 to 76) intended to support a rail, characterized in that the means (58a, 58b, 59, 60a, 60b, UC1, UC2, UC3, UC4) for determining the position
and for controlling the driving in means determine the position of each sole plate
along three axes, or some other equivalent frame of reference, relative to the intended
position of said sole plate.
7. A device according to claim 6,
characterized in that the means for determining the position and for controlling the driving in means include:
- means (CP, UC, 46) for controlling the position of the sole plate along an axis
parallel to the direction of driving in the sole plate;
- and means for controlling the position of the sole plate along two other axes, including:
-- a mobile platform (52) which straddles the concrete slab (62);
-- a carriage (63) which is carried by the mobile platform (52) and which is mobile
relative to the mobile platform (52) along two axes perpendicular to the driving in
direction;
-- first control means (53 to 55, UC3) for controlling the position of the platform
(52) relative to a reference (57) at least along two horizontal axes;
-- and second control means (59, UC4) for controlling the position of the carriage
(63) relative to a reference (57) along two horizontal axes.
8. A device according to any of claims 5 to 7, characterized in that it further includes means for pouring a concrete slab.
9. A rail track obtained by inserting sole plates (13, 15) into a concrete slab (16)
using a method according to any of claims 2 to 4.