Train pour effectuer le renouvellement d'une voie de chemin de fer

Abstract

 Le train comporte un wagon-cadre avec un cadre vide (6) d'une longueur (L) supérieure à la longueur d'une travée (1), dont le boggie avant (4) se trouve sur l'ancienne voie et le boggie arrière (5) sur la nouvelle voie. Des portiques (9) peuvent se déplacer sur des chemins de roulement du cadre-vide pour transporter les anciennes et nouvelles travées ainsi que les bennes pour le transport du sable et du ballast et un chariot (10) disposé en avant des portiques supporte une excavatrice réglable (12). Ce train est agencé pour effectuer également l'assainissement de la voie et comporte à cet effet une lame de creusage orientable (16) montée en arrière de l'excavatrice (12), cette lame étant constituée de préférence de plusieurs segments latéraux munis de vérins hydrauliques pour pouvoir être déplacés individuellement dans le plan vertical et longitudinal. Cet élément de creusage est conçu de telle manière qu'il peut creuser plus profondément que l'excavatrice. La lame peut également servir pour le régalage de la plate-forme et en variante être combinée à un râteau-arracheur.

Description

[0001] L'invention concerne un train pour effectuer le renouvellement d'une voie de chemin de fer comportant un wagon de travail avec un cadre vide d'une longueur supérieure à la longueur d'une travée ayant deux boggies, le boggie arrière se trouvant sur la nouvelle voie et le boggie avant sur l'ancienne voie et, en tête du wagon de travail, une rame de wagons munis d'équipements de chargement du matériel excavé et, à l'arriére dudit wagon de travail, des wagons de transport pour les travées, le sable et le ballast, des chemins de roulement installés sur les wagons de transport et le wagon-cadre, deux portiques pouvant rouler sur ces chemins de roulement installés sur les wagons de transport et le wagon-cadre et étant équipés d'un dispositif de levage pour une travée et d'un dispositif de manoeuvre pour des bennes pour le transport de sable et du ballast et un chariot roulant se déplaçant sur lesdits chemins de roulement, disposé en avant des deux portiques, et auquel est suspendu au moins un élément d'excavation réglable en hauteur construit soit pour toute la largeur d'excavation, soit d'une largeur réduite et latéralement mobile ou pivotant pour excaver le ballast.

[0002] Ce train est déjà connu selon le brevet CH No.583 822 qui décrit un procédé et un train pour le renouvellement complet d'une voie de chemin de fer comprenant les opérations de dépose de l'ancienne voie, de dégarnissage-criblage du ballast et de pose de la nouvelle voie, le déroulement de ces trois opérations s'opérant de façon continue, dans l'ordre indiqué, en un seul passage du train de renouvellement prévu à cet effet. Cependant, ce dispositif ne permet pas d'opérer un assainissement de la voie, c'est-à-dire le remplacement de la plate-forme.

[0003] On a déjà proposé dans la demande de brevet européen No.28668 un procédé et un train pour faire cet assainissement, le déroulement des travaux étant le suivant : à l'aide d'un wagon de travail, de deux portiques et de wagons de transport équipés de chemins de roulement, le tout faisant partie d'une première rame, on procède au démontage des anciennes travées lesquelles sont remplacées par des travées de travail. Sur ces travées de travail, on fait avancer une excavatrice précédée des wagons de transport faisant partie d'une deuxième rame qui se trouve en avant de la première rame dans le sens d'avance des travaux. On excave le ballast et la plate-forme à l'aide de cette excavatrice puis on remplace la terre excavée par une couche de sable formant la nouvelle plate-forme et qui est amenée par des bennes, fixées sur les portiques de la première rame, et que l'on vide à travers le cadre du wagon de travail. On procède ensuite au régalage et au damage du sable. On amène, distribue et compacte le ballast et enfin on pose les nouvelles travées toujours à l'aide de la première rame.

[0004] Cette solution, quoique satisfaisante de par son efficacité, présente l'inconvénient de devoir disposer de deux rames distinctes, le début des opérations c'est-à-dire l'enlèvement des anciennes travées, devant être accompli par la première rame puis l'excavation par la deuxième rame après la mise en place de travées de travail, ensuite c'est de nouveau la première rame qui distribue et compacte la nouvelle plate-forme et le nouveau ballast.

[0005] Les procédés utilisés antérieurement pour cet assainissement consistaient à utiliser simplement des engins excavateurs totalement indépendants de la voie, par exemple des excavatrices ou pelleteuses montées sur chenilles, ce qui rendait difficile l'obtention d'un creusage régulier et surtout présentait des difficultés pour l'évacuation et le transport du matériel excavé.

[0006] Le but de la présente invention est de rationaliser les travaux d'assainissement tout en économisant le temps de travail, les moyens utilisés et les déplacements du train prévu pour ces travaux.

[0007] A cet effet le train selon l'invention est caractérisé en ce qu'il est agencé pour effectuer également l'assainissement de la voie et qu'il comprend à cet effet un élément de creusage orientable monté en arrière de l'élément d'excavation, préférablement constitué d'une chaîne avec des spirales tranversales, ledit élément de creusage étant muni de vérins hydrauliques pour son déplacement dans le plan vertical et longitudinal, cet élément de creusage étant conçu de telle manière qu'il peut creuser plus profondément que l'élément d'excavation et couvre toute la largeur d'excavation.

[0008] Les avantages obtenus grâce à cette invention sont avant tout l'amélioration du rendement comparativement aux trains connus jusqu'à ce jour, l'utilisation d'une seule rame qui prend appui par le boggie arrière sur la nouvelle voie et par le boggie avant sur l'ancienne voie, la suppression d'une voie de travail intermédiaire, la réduction de la zone de travail à la longueur d'une travée plus la zone de stockage. En outre, la machine travaille pas à pas, sans interruption, pour effectuer l'ensemble des opérations nécessaires à l'assainissement de la plate-forme avec la possibilité de poser avec les portiques des nouvelles travées, ou des anciennes travées si elles sont récupérables, ou des travées se composant d'anciens rails et de nouvelles traverses. L'opération d'excavation peut être exécutée en deux étapes : tout d'abord le ballast qui peut éventuellement être récupéré, puis la plate-forme et le déchargement des graviers peut être fait directement derrière l'excavatrice.

[0009] Un autre avantage de ce train d'assainissement est une utilisation rationnelle de l'élément de creusage qui est préférablement constitué par une lame laquelle peut remplir deux fonctions soit pour le régalage soit pour le creusage en la réglant plus profondément que la chaîne pour libérer la matière à excaver.

[0010] Par ailleurs, pour excaver des grandes pierres ou des rochers, la lame d'égalisation, munie de vérins hydrauliques, peut faire des mouvements similaires au godet d'une pelle mécanique. Pour améliorer la pénétration de la lame, celle-ci peut être conçue en trois unités ayant chacune une commande indépendante. D'autre part, les grandes pierres qui ne peuvent pas être transportées avec la chaîne sont mises hors de la plate-forme à l'aide de lames d'égalisation. A cet effet, les grandes pierres sont coincées entre la lame, la chaîne et les spirales et seront déplacées latéralement jusqu'à ce que les pierres arrivent sur les épaulements. Il faut en outre noter que comme toutes les opérations, et en particulier celles d'excavation et de régalage, se font directement depuis le wagon-cadre porté par la voie, la régularité du creusage de la plate-forme est assurée, celui-ci s'effectuant dans le sens de la voie, à une profondeur choisie, ce qui permet d'obtenir une parfaite planéité du sol. après l'enlèvement de l'ancienne plate-forme et donc une bonne préparation avant la mise en place de la nouvelle plate-forme.

[0011] Dans ce qui suit, l'invention est exposée plus en détail à l'aide de dessins représentant plusieurs modes d'exécution :

La figure 1 représente schématiquement une vue d'ensemble du train d'assainissement.

La figure 2 représente, à plus grande échelle, le wagon-cadre et son équipement.

La figure 3 représente, schématiquement, une vue en coupe de l'excavatrice munie de spirales latérales.

La figure 4 représente la même vue que la figure 3, mais avec une lame abaissée par rapport aux autres lames.

La figure 5 montre une vue détaillée d'une spirale avec l'élément de creusage formé par une lame en position abaissée par rapport au niveau de l'excavatrice.

La figure 6 représente une vue de profil de l'extrémité de l'excavatrice et de la lame de creusage repliée en position de travail.

La figure 7 représente une vue schématique, en perspective, de la lame et de ses dispositifs de commande indépendants.

La figure 8 représente une vue de profil d'une variante d'exécution de la lame munie d'un râteau-arracheur.

La figure 9 représente une vue partielle, de face, de la lame selon la figure 8.

La figure 10 représente schématiquement une vue d'ensemble d'une variante d'exécution du wagon-cadre.

[0012] Le train, montré partiellement sur la figure 1, et entraîné par une locomotive non représentée, se compose de plusieurs wagons de tête 1 destinés au chargement du matériel excavé lequel est transporté par un système de tapis roulants télescopiques 2. Un wagon de travail 3 supporté par deux boggies 4 et 5, comporte un cadre vide 6 d'une longueur L supérieure à la longueur 1 d'un travée l. Ce cadre vide 6 est muni de voies de roulement, se prolongeant sur les wagons arrières, et destinées à supporter les différents portiques, deux portiques 9 équipés d'un dispositif de levage pour une travée et d'un dispositif de manoeuvre pour des bennes 11 pour le transport du sable et du ballast et, en avant de ces deux portiques 9, un chariot roulant 10 auquel est suspendue une excavatrice 12 qui, en principe, peut être similaire à celle décrite dans le brevet suisse No. 583 822 et conçue soit pour toute la largeur d'excavation e, soit comme illustré figure 3, pour une largeur réduite et latéralement mobile selon _'la flèche F. Ce train comporte en outre des wagons arrières 13 pour le transport des bennes chargées du sable et du nouveau ballast et pour le transport des nouvelles travées ou des nouveaux rails.

[0013] En se référant à la figure 2 qui illustre d'une manière plus détaillée le wagon de travail 3, on peut voir que l'excavatrice 12, supportée par le chariot 10, est munie d'un vérin hydraulique 13 qui permet son réglage en hauteur, d'autres vérins, non illustrés, permettant son réglage transversal et longitudinal. Cette excavatrice 12 se compose d'une chaîne d'excavation 14 avec deux spirales latérales 15, 15' (fig.3), un élément de creusage 16 constitué par une lame qui sera décrite ci-après plus en détail, et en arrière de la lame de creusage 16, une dameuse 17 commandée également par des vérins hydrauliques. Cette excavatrice 12 pourrait, en outre, être montée pivotante sur un axe vertical.

[0014] Pour garantir une profondeur de creusage et une inclinaison de la plate-forme parfaites, le cadre du wagon de travail 3 est maintenu horizontal ou incliné en fonction de la pente de la plate-forme à l'aide de pendules. Pour maintenir le profil en long, c'est-à-dire pour permettre d'orienter à tout moment le cadre 6 parallèlement à la plate-forme, respectivement à la banquette, le cadre est monté sur le boggie arrière 5 par l'intermédiaire d'un vérin hydraulique 40 qui permet son réglage en hauteur.

[0015] La chaîne d'excavation avec les spirales 15, 15' permet d'excaver la banquette jusqu'à une profondeur de, par exemple, 90 cm et sur une largeur de 5 m. La chaîne amène le matériel excavé sur le tapis roulant 2, télescopique, monté sur le wagon avant 1 et qui fait liaison avec le train d'évacuation des détritus placé en tête de la machine.

[0016] Dans cette première forme d'exécution considérée, la lame de creusage 16 est montée directement sur l'excavatrice 12 ce qui permet, comme cela sera décrit ultérieurement, une collaboration entre la lame et l'excavatrice pour enlever les grosses pierres. En outre, dans cette forme d'exécution, l'excavatrice 12 supporte également la dameuse 17.

[0017] Pour améliorer la pénétration de la lame de creusage, d'une longueur, par exemple, de 2,6 m, celle-ci est conçue en trois segments latéraux 16a, 16b, 16c (fig.3 à 7), commandés chacun indépendamment par des vérins hydrauliques 28a, 28b, 28c, auxquels ils sont articulés par un axe 30, ces vérins étant montés eux-mêmes sur des bras 18a, 18b, 18c articulés par un axe 32 sur l'excavatrice 12 et qui sont commandés également chacun par des vérins hydrauliques 29 articulés en 31 et dont un seul est visible sur la figure 6. Ces différentes commandes et articulations permettent d'imprimer individuellement ou simultanément à chaque segment 16a, 16b, 16c des mouvements similaires à ceux d'un godet d'une pelle mécanique, ceci pour permettre d'excaver de grandes pierres, des rochers ou des gros morceaux de ballast agglomérés. Ces pierres excavées par la lame sont ensuite ramenées par les spirales 15, 15' vers la chaîne 14 de l'excavatrice et les pierres de trop gros volume qui ne peuvent pas être transportées avec la chaîne, sont mises hors de la plate-forme à l'aide des lames 16a, 16b, 16c. A cet effet, les grandes pierres seront coincées entre la lame 16, la chaîne 14 et les spirales 15 et le tout sera déplacé latéralement jusqu'à ce que les pierre arrivent sur les épaulements.

[0018] Bien entendu, la lame 16 pourrait être fabriquée en un seul segment, en deux segments ou en plus de trois segments, mais il est évident q'une lame en plusieurs segments, réglables individuellement, permet un meilleur arrachage des pierres et une manipulation plus facile qu'avec une grande lame. Comme illustré figure 4, en cas de besoin, un seul segment 16c peut être abaissé d'une hauteur h par rapport au niveau des autres segments 16a, 16b pour arracher une pierre qui se trouverait à cet endroit, ou comme illustré figure 5, les segments 16a, 16b peuvent être abaissés de la même hauteur h2 par rapport au niveau de l'excavatrice. Dans le cas d'une lame composée de plusieurs segments latéraux, il serait également possible de prévoir un pivotement de chaque segment sur un axe individuel vertical.

[0019] Pour garantir une force d'arrachage suffisante, l'excavatrice 12 est déplacée sur le wagon de travail 3 à l'aide de treuils montés sur les wagons avant et arrière.

[0020] L'égalisation du gravier et du ballast est effectuée avec la lame 16 et des spirales 15 qui permettent de transporter le matériel à l'extérieur soit avec une lame orientable montée sur la suspension de la dameuse, comme il sera décrit ultérieurement.

[0021] Selon la forme d'exécution représentée sur les figures 3 à 7, la partie inférieure de la lame 16 est munie de dents 19 qui assurent un meilleur arrachage du ballast mais qui ne présentent aucun inconvénient lors de l'utilisation de la lame pour le régalage de la plate-forme ou banquette, ces dents ne formant que de petites rainures sans importance.

[0022] Selon une autre variante d'exécution illustrée figures 8 et 9, l'élément de creusage est constitué par un râteau-arracheur 20, constitué de trois parties latérales 20a,20b,20c réglables dans le plan longitudinal et en profondeur et qui permettent d'améliorer encore l'excavation de l'ancien ballast. Chaque partie 20a, 20b,20c du râteau-arracheur est montée sur un bras 22 articulé par un axe 26 à un deuxième bras 21 lui-même articulé sur l'excavatrice 12 par un axe 32. Le bras 21 peut être basculé autour de l'axe 32 par un vérin hydraulique 29 tandis que le bras 22 peut basculer autour de l'axe 26 sous l'action d'un vérin hydraulique 25 qui est articulé d'une part par un axe 25' sur le bras 21, d'autre part par un axe 25" sur le bras 22. Ce râteau-arracheur 20 est en outre combiné à une lame de régalage 23, constituée également de trois segments 23a,23b,23c et qui est réglable indépendamment en profondeur, au moyen de vérins 24a etc, de sorte que les trois segments de cette lame peuvent travailler, ou non, sur le même niveau que les trois parties 23a,23b, 23c du râteau.

[0023] Selon une autre variante d'exécution, telle qu'illustrée figure 10, l'excavatrice 12 comporte seulement la chaîne d'excavation 14 et les spirales 15, 15', mais elle n'est pas combinée, comme dans la forme d'exécution précédemment décrite, à la lame de creusage et égalisatrice ni à une dameuse. La lame de creusage 36, soumise à l'action d'un système de vérins hydrauliques 38, représenté schématiquement, est dans ce cas montée sur un chariot indépendant 35 qui roule sur le chemin de roulement du wagon de travail, en arrière du chariot 10 supportant l'excavatrice 12 et ce chariot 35 est muni d'un système de traction indépendant pour pouvoir être déplacé indépendamment de l'excavatrice 12. Ce chariot 35 peut également supporter la dameuse 37.

[0024] Le déroulement des travaux qui s'effectue toujours à travers le cadre vide est le suivant :

- démontage des anciennes travées au moyen des portiques 9,

- excavation de l'ancien ballast et de l'ancienne plate-forme et transport du matériel à l'aide des tapis roulant 2 sur les wagons 1 en tête du train,

- égalisation et compactage de la plate-forme ou banquette,

- transport et déchargement du nouveau gravier au moyen des portiques. Cette opération peut être exécutée dès que les premiers mètres de la plate-forme sont excavés et damés,

- égalisation du gravier.avec la lame d'égalisation et compactage,

- tranport et déchargement du nouveau ballast au moyen des portiques,

- égalisation et compactage du nouveau ballast,

- pose des nouvelles ou des anciennes travées ou des travées se composant d'anciens rails et de nouvelles traverses, à l'aide des portiques,

- avancement du train d'assainissement.

Revendications

1. Train pour effectuer le renouvellement d'une voie de chemin de fer comportant un wagon de travail formé par un wagon-cadre avec un cadre vide d'une longueur supérieure à la longueur d'une travée, ayant deux boggies, le boggie arrière se trouvant sur la nouvelle voie et le boggie avant sur l'ancienne voie et, en tête du wagon-cadre, une rame de wagons munis d'équipements de chargement du matériel excavé et, à l'arrière dudit wagon-cadre, des wagons de transport pour les travées, le sable et le ballast, des chemins de roulement installés sur les wagons de transport et le wagon-cadre, deux portiques pouvant rouler sur ces chemins de roulement installés sur les wagons de transport et le wagon-cadre et étant équipés d'un dispositif de levage pour une travée et d'un dispositif de manoeuvre pour des bennes pour le transport de sable et du ballast, et un chariot roulant se déplaçant sur lesdits chemins de roulement, disposé en avant des deux portiques, et auquel est suspendu au moins un élément d'excavation réglable en hauteur construit soit pour toute la largeur d'excavation, soit d'une largeur réduite et latéralement mobile ou pivotant pour excaver le ballast, caractérisé en ce qu'il est agencé pour effectuer aussi l'assainissement de la voie et qu'il comprend à cet effet un élément de creusage orientable (16,20) monté en arrière de l'élément d'excavation (12), préférablement constitué d'une chaîne (14) avec des spirales transversales (15, 15'), ledit élément de creusage étant muni de vérins hydrauliques (28,29) pour son déplacement dans le plan vertical et longitudinal, cet élément de creusage étant conçu de telle manière qu'il peut creuser plus profondément que l'élément d'excavation et couvre toute la largeur d'excavation.

2. Train selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément de creusage (16,20) est conçu de telle manière qu'il peut être utilisé comme élément de régalage de la plate-forme du sable et du ballast.

3. Train selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que ledit élément de creusage (16) est constitué par une lame composée de plusieurs segments latéraux articulés (16a,16b,16c) munis chacun de vérins hydrauliques (28a,28b,28c) permettant de les déplacer séparément ou ensemble dans le plan vertical et longitudinal à la manière d'un godet d'une pelle mécanique.

4. Train selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'élément de creusage (20) est conçu comme un râteau-arracheur, réglable dans le plan longitudinal et en profondeur, et qu'il est muni d'une lame de régalage (23) superposée au râteau-arracheur et réglable indépendamment en profondeur de telle manière que la lame peut aussi travailler sur le même niveau que l'élément d'excavation.

5. Train selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le râteau-arracheur (20) et la lame d'égalisation (23) sont composés chacun de plusieurs parties (20a,20b;23a,23b) articulées, chaque partie étant commandée indépendamment ou ensemble par des vérins hydrauliques (29,25;24).

6. Train selon les revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que ledit élément de creusage (16,20) qui sert également d'égalisateur peut être incliné dans l'axe de la voie pour créer l'inclinaison correcte de la plate-forme.

7. Train selon les revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que ledit élément de creusage (16) est monté sur l'élément d'excavation (12) et installé de manière à pouvoir coopérer avec ledit élément d'excavation.

8. Train selon la revendication 7, caractérisé par le fait qu'une dameuse (17) servant au compactage de la plate-forme, du sable et du ballast est montée sur ledit élément d'excavation (12), derrière l'élément de creusage (16) et qu'elle est réglable en hauteur et en inclinaison.

9. Train selon les revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que ledit élément de creusage (36) orientable est monté sur un chariot indépendant (35) qui roule sur le chemin de roulement dudit wagon-cadre, derrière l'élément d'excavation, et muni d'un système de traction indépendant pour pouvoir être déplacé indépendamment de l'élément d'excavation, préférablement ce chariot (35) portant aussi une dameuse (37).

10. Train selon les revendications 1 à 9, caractérisé par le fait qu'il est prévu un dispositif de traction destiné à déplacer l'excavatrice (12), respectivement le chariot (35) portant l'élément de creusage, et comprenant un treuil monté sur les wagons avant et arrière.

11. Train selon les revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que l'extrémité arrière du cadre vide (6) est montée sur le boggie arrière (5) par l'intermédiaire d'un vérin hydraulique (40) permettant de régler la hauteur de ce cadre vide pour qu'il se trouve parallèle à la plate-forme, respectivement la banquette.

Dessins