[0001] La présente invention concerne le domaine de l'installation d'un équipement, en particulier,
un équipement ferroviaire (rail, coeur d'aiguillage, etc.) lors du renouvellement
d'une voie de chemin de fer.
[0002] Une voie de chemin de fer, appelée également voie ferrée, s'étend longitudinalement
et comprend deux rails longitudinaux reposant sur des traverses transversales. Chaque
rail longitudinal est formé d'une pluralité de tronçons qui sont soudés ensemble à
leurs extrémités et fixés aux traverses.
[0003] Du fait de l'usure induite par la circulation de véhicules ferroviaires sur la voie
ferrée, il est nécessaire de remplacer de manière périodique les rails longitudinaux
usagés par des rails longitudinaux neufs.
[0004] En référence à la demande de brevet
FR 2847917A1, il est connu d'utiliser un train ferroviaire (train-travaux) pour stocker les rails
longitudinaux neufs et les installer dans une zone de maintenance. Lors de son utilisation,
un tel train ferroviaire présente l'inconvénient d'occuper une voie ferrée adjacente
à la voie ferrée à renouveler. Cela est pénalisant lorsque deux gares ne sont reliées
que par deux voies ferrées adjacentes, toute circulation entre les gares est alors
interdite, ce qui présente une gêne importante ainsi qu'un manque à gagner pour les
exploitants du réseau ferré. Du fait de ces inconvénients, les opérations de renouvellement
d'une voie ferrée ne sont réalisées qu'au cours de la nuit, ce qui allonge de manière
importante la durée des opérations de renouvellement.
[0005] On connaît par ailleurs, par la demande de brevet
FR2394641 A1, un véhicule ferroviaire comprenant une poutre de pose de tronçon supportée par un
bras de levage. Un tel véhicule ferroviaire possède un encombrement important ainsi
qu'une masse élevée, ce qui empêche une manipulation et un transport aisés d'une telle
poutre et d'un tel bras.
[0006] L'invention a donc pour but de remédier à ces inconvénients en proposant une poutre
de support d'un équipement, en particulier un rail ferroviaire, de conception nouvelle
afin de faciliter sa manipulation et son transport tout en garantissant un support
fiable de l'équipement même si ce dernier possède une répartition massique hétérogène
selon sa longueur.
[0007] L'invention est née dans le domaine ferroviaire mais elle peut s'appliquer à tout
domaine nécessitant le transport d'un équipement, de préférence, un équipement longitudinal
dont la masse est élevée.
PRESENTATION GENERALE DE L'INVENTION
[0008] A cet effet, l'invention concerne une poutre structurale adaptée pour supporter un
équipement, en particulier un rail ferroviaire, ladite poutre comportant un corps
longitudinal comprenant une première extrémité de connexion et une deuxième extrémité
de connexion adaptées pour se connecter à des moyens de déplacement, et une pluralité
d'éléments de liaison, répartis le long dudit corps longitudinal, qui sont adaptés
pour être reliés audit équipement afin de le suspendre audit corps longitudinal.
[0009] La poutre structurale peut être portée par ses extrémités, ce qui optimise la longueur
du corps longitudinal apte à répartir et à faire transiter les efforts reçus par les
éléments de liaison. Ainsi, pour supporter un même équipement, une poutre de support
selon l'invention peut posséder une longueur limitée et un encombrement réduit par
comparaison à une poutre de support utilisée dans l'art antérieur sur des trains-travaux
et maintenue en son centre par une grue de levage ou analogue.
[0010] De préférence, le corps longitudinal est modulaire de manière à permettre son stockage
avec un faible encombrement. Ainsi, la poutre de support peut être logée dans un véhicule
routier de faibles dimensions, ce qui évite de recourir à un véhicule ferroviaire
comme dans l'art antérieur.
[0011] De préférence encore, le corps longitudinal comporte une pluralité de modules indépendants
reliés les uns aux autres de manière amovible. Ainsi, les modules peuvent être avantageusement
empilés pour limiter de manière importante leur encombrement.
[0012] De manière préférée, le corps longitudinal est réglable en longueur afin de s'adapter
aux dimensions de l'équipement à supporter et aux contraintes liées au chemin de déplacement
de la poutre de support. En outre, un corps réglable en longueur permet de s'adapter
à des accès étroits.
[0013] Le corps longitudinal comporte avantageusement une pluralité de modules articulés
les uns aux autres, ce qui facilite le réglage de la longueur de la poutre ainsi que
son stockage. De préférence, le corps longitudinal est configuré pour se déplier dans
un plan horizontal, ce qui permet avantageusement un dépliage dans un tunnel.
[0014] Selon un aspect de l'invention, au moins une partie du corps longitudinal est télescopique
afin de permettre un dépliage rapide en position d'utilisation tout en ayant un encombrement
limité en position de stockage.
[0015] Selon un autre aspect de l'invention au moins une partie du corps longitudinal possède
une structure en ciseaux afin de permettre un dépliage rapide en position d'utilisation
tout en possédant un encombrement limité en position de stockage.
[0016] De manière préférée la poutre de support est dépourvue, au niveau de sa partie centrale,
de moyens de connexion à une grue de levage ou analogue, ce qui limite sa masse.
[0017] De préférence, le corps longitudinal est en acier ou en matériaux composites afin
de posséder une masse limitée et une résistance mécanique importante, en particulier,
aux efforts de flambage. De manière avantageuse, le corps longitudinal est configuré
pour supporter une masse élevée, dans cet exemple, de l'ordre de 8 tonnes.
[0018] De manière préférée, la longueur du corps longitudinal est de l'ordre de 30 mètres
afin de supporter de manière stable un équipement de masse ou de longueur élevée.
[0019] La poutre de support comporte, de manière avantageuse, des moyens de stabilisation
autonome adaptés pour être en appui sur un sol, de préférence, une pluralité de jambages.
Ainsi, la poutre peut être montée/dépliée au-dessus du sol sans pénibilité par les
opérateurs. De préférence, les moyens de stabilisation autonome sont intégrés à chaque
module de la poutre de support.
[0020] L'invention concerne également un ensemble d'une poutre telle que présentée précédemment
et d'un premier convoyeur mobile et d'un deuxième convoyeur mobile reliés respectivement
à la première extrémité de connexion et à la deuxième extrémité de connexion de la
poutre afin de la déplacer. Un tel ensemble est avantageux pour déplacer un équipement
de manière rapide et fiable sans recourir à un train-travaux selon l'art antérieur.
PRESENTATION DES FIGURES
[0021] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée
uniquement à titre d'exemple, et se référant aux dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 est une représentation schématique de côté d'une poutre de support selon
l'invention lors du support d'un rail ferroviaire longitudinal, ladite poutre de support
étant portée à ses extrémités par des convoyeurs ;
- la figure 2 est une représentation schématique de côté d'une poutre de support selon
l'invention comportant plusieurs modules amovibles ;
- la figure 3 est une représentation en éclaté de la poutre de support de la figure
2;
- la figure 4 est une représentation schématique de côté d'une poutre de support télescopique
selon l'invention en position allongée d'utilisation ;
- la figure 5 est une représentation schématique de côté de la poutre de support de
la figure 4 en position de stockage ;
- la figure 6 est une représentation schématique de côté d'une poutre de support articulée
selon l'invention en position allongée d'utilisation ;
- la figure 7 est une représentation schématique de dessus de la poutre de support de
la figure 6 ;
- la figure 8 est une représentation schématique de côté de la poutre de support articulée
de la figure 6 en position intermédiaire d'utilisation ;
- la figure 9 est une représentation schématique de dessus de la poutre de support de
la figure 8 ;
- la figure 10 est une représentation schématique de côté de la poutre de support articulée
de la figure 6 en position de stockage ;
- la figure 11 est une représentation schématique de dessus de la poutre de support
de la figure 10 ;
- la figure 12 est une représentation schématique de côté d'une poutre de support à
ciseaux selon l'invention en position allongée d'utilisation ; et
- la figure 13 est une représentation schématique de côté de la poutre de support de
la figure 12 en position de stockage.
[0022] Il faut noter que les figures exposent l'invention de manière détaillée pour mettre
en oeuvre l'invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir
l'invention le cas échéant.
DESCRIPTION D'UN OU PLUSIEURS MODES DE REALISATION ET DE MISE EN OEUVRE
[0023] La poutre de support selon l'invention va être présentée pour le support d'un équipement
ferroviaire longitudinal mais il va de soi que l'invention est adaptée pour supporter
tout type d'équipement (un garde-corps, une rampe, une balustrade, un longeron, une
poutre, etc.) pour une utilisation dans tout type d'industrie.
[0024] Une telle poutre de support permet en particulier la manutention de tout équipement,
même non équilibré massiquement, c'est-à-dire, dont la masse est répartie de manière
non homogène selon sa longueur. Grâce à une telle poutre de support, les contraintes
mécaniques sont réparties de manière uniforme, sans risque de déformation de l'équipement.
[0025] En référence à la figure 1, il est représenté de manière schématique une poutre de
support 1 selon l'invention transportant un rail ferroviaire longitudinal 2 entre
un lieu de stockage de rails ferroviaires et un lieu de maintenance.
[0026] La poutre de support 1 est dite structurale car elle permet de faire transiter des
efforts mécaniques importants et, en particulier, supporter un équipement de masse
élevée, de l'ordre de 8 tonnes
[0027] Dans cet exemple, la poutre de support 1 possède une hauteur verticale plus importante
que son épaisseur latérale afin de présenter une résistance importante au flambage
tout en limitant son encombrement.
[0028] En référence à la figure 1, la poutre de support 1 comporte un corps longitudinal
10 ayant une longueur supérieure à 30 mètres afin de supporter des équipements de
grande longueur tels que des rails longitudinaux.
[0029] La poutre de support 1 comporte une première extrémité de connexion 11 et une deuxième
extrémité de connexion 12 adaptées pour se connecter à des moyens de déplacement,
en particulier, des convoyeurs mobiles 31, 32 tels que des automates routiers ou ferroviaires.
De manière préférée, chaque extrémité de connexion 11, 12 possède une forme sensiblement
sphérique afin de former une liaison rotule avec les convoyeurs mobiles 31, 32 de
manière à limiter toute contrainte lié au débattement de la poutre 1 lors de son déplacement.
Ainsi, de manière avantageuse, la poutre de support 1 est équilibrée verticalement
de manière automatique même si les convoyeurs 31, 32 sont inclinés du fait d'un nivellement
du sol. Il va de soi que d'autres types d'extrémités de connexion 11, 12 pourraient
également convenir.
[0030] De manière avantageuse, une extrémité de connexion comportant une chape en forme
de U montée sur un pivot libre ainsi qu'une liaison articulée permettent de former
une liaison rotule de manière pratique afin de limiter le débattement de la poutre
structurale 1 comme cela sera présenté par la suite. Une extrémité de connexion sphérique
est particulièrement avantageuse étant donné qu'elle possède un coût de revient limité.
[0031] De telles extrémités de connexion 11, 12 permettent de supporter la poutre de support
1 par ses extrémités afin d'optimiser la répartition des efforts induits par l'équipement
2 sur toute la longueur du corps longitudinal 10. Ainsi, la poutre de support 1 peut
supporter un équipement 2 de masse élevée sans risque de rupture tout en possédant
une longueur réduite.
[0032] De manière préférée, chaque partie d'extrémité du corps longitudinal possède une
section décroissante du centre du corps longitudinal 10 vers son extrémité de connexion
11, 12, comme illustré à la figure 1, afin de limiter les débattements.
[0033] Le corps longitudinal 10 de la poutre de support 1 est en acier et ou en matériaux
composites afin de posséder une résistance importante, en particulier au flambage,
pour une masse réduite. De préférence, le corps longitudinal 10 de la poutre de support
1 est creux. De manière avantageuse, le corps longitudinal 10 comporte une enveloppe
de protection afin d'éviter tout risque de blessure d'un opérateur lors de la manutention
de la poutre de support 1.
[0034] En référence à la figure 1, la poutre de support 1 comporte une pluralité d'éléments
de liaison 13, répartis le long dudit corps longitudinal 10, qui sont adaptés pour
être reliés à l'équipement 2 afin de le suspendre audit corps longitudinal 10. Autrement
dit, la pluralité d'éléments de liaison 13 forme des moyens de mouflage, c'est-à-dire,
des moyens de levage d'une charge selon plusieurs zones écartées les unes des autres.
[0035] De préférence, au moins une pluralité d'éléments de liaison 13 sont mobiles selon
la longueur du corps longitudinal 10 de manière à pouvoir placer les éléments de liaison
13 de manière adaptable en fonction de la forme et de la répartition massique de chaque
équipement à porter. De manière préférée, le déplacement des éléments de liaison 13
est motorisé et, de préférence, piloté par un opérateur.
[0036] Dans cet exemple de réalisation, chaque élément de liaison 13 se présente sous la
forme d'une boucle flexible adaptée pour être passé sous l'équipement afin de le soulever.
Il va de soi que les éléments de liaison 13 pourraient se présenter sous une forme
différente.
[0037] De tels éléments de liaison 13 permettent de supporter des équipements ferroviaires
tels que des demi-aiguillages, des coeurs d'aiguillage et, ce, indépendamment de leur
masse et/ou de la position de leur centre de gravité. En outre, lors du support, la
forme, les dimensions et l'état de surface de l'équipement ne sont pas affectés, ce
qui est très avantageux.
[0038] Lors de son utilisation, la poutre de support 10 possède une longueur importante
pour favoriser un support équilibré et stable d'un équipement 2. A l'inverse, lors
de son stockage, la poutre de support 10 possède une longueur réduite afin de limiter
son encombrement et faciliter son transport, en particulier, dans un camion de transport
routier, de préférence, un camion semi-remorque de catégorie 1.
[0039] De manière préférée, en référence aux figures 2 et 3, le corps longitudinal 10 de
la poutre de support 1 comprend une pluralité de modules structuraux 100 reliés les
uns aux autres de manière amovible. Dans cet exemple, le corps longitudinal 10 de
la poutre de support 1 comporte 7 modules mais il va de soi que le nombre de modules
100 pourrait être différent.
[0040] De manière avantageuse, la longueur d'un module structural 100 est inférieure à 20
m afin de permettre le stockage d'un tel module structural dans un camion semi-remorque
de catégorie 1.
[0041] De préférence, les modules structuraux 100 possèdent des longueurs différentes de
manière à permettre l'assemblage d'une poutre de support 1 de longueur désirée.
[0042] Comme illustré à la figure 3, chaque module 100 comporte à au moins une de ses extrémités
longitudinales des moyens de connexion avec un autre module 100 de la poutre de support
10. Les moyens de connexion permettent avantageusement de centrer deux modules 100
consécutifs. Parmi les moyens de connexion, on distingue des moyens de connexion mâle
101 et des moyens de connexion femelle 102 adaptés pour coopérer ensemble et permettre
le transfert des efforts structuraux d'un module 100 à un autre.
[0043] A titre d'exemple, en référence à la figure 3, chaque moyen de connexion mâle 101
se présente sous la forme d'une languette longitudinale tandis que chaque moyen de
connexion femelle 102 se présente sous la forme d'un logement longitudinal (non visible
sur les figures) dont la forme est complémentaire à la languette. Ainsi, lors de la
connexion de deux modules structuraux 100 ensemble, ces derniers sont alignés de manière
précise. De préférence encore, chaque module 100 comprend des moyens de verrouillage
de l'assemblage de deux modules 100 consécutifs assemblés ensemble. Dans cet exemple,
en référence à la figure 3, chaque module 100 comprend des ouvertures traversantes
103 au niveau de ses moyens de connexion 101, 102 de manière à permettre le verrouillage
de deux modules assemblés 100 par brochage ou goupillage. Il va de soi que les moyens
de verrouillage pourraient être différents. En particulier, les moyens de verrouillage
pourraient être intégrés aux moyens de connexion 101, 102.
[0044] La poutre de support 1 est, dans cet exemple, symétrique. En outre, la partie centrale
de la poutre de support 1 possède une section centrale sensiblement constante, ce
qui est avantageux pour supporter un équipement 2 de manière équilibrée. En outre,
le nombre de modules structuraux 100 de la poutre de support 1 peut être adapté en
fonction de la longueur de l'équipement 2 à soulever.
[0045] De manière préférée, le corps longitudinal 10 de la poutre de support 1 est assemblé
en hauteur par rapport au sol. Le corps longitudinal 10 est maintenu en hauteur par
rapport au sol par des moyens de stabilisation autonome (non représentés) adaptés
pour être en appui sur le sol.
[0046] Les moyens de stabilisation autonome se présentent de préférence sous la forme d'un
jambage afin de faciliter le positionnement et le stationnement d'un module 100 lors
de son assemblage. De manière préférée, chaque module 100 comporte un jambage escamotable.
De préférence encore, chaque jambage est équipé d'un actionneur motorisé pour faciliter
son pliage/dépliage. De préférence toujours, chaque jambage comporte un sabot d'appui
qui est articulé afin de s'adapter au relief du sol sur lequel est en appui le jambage.
[0047] Selon une autre forme de réalisation, en référence aux figures 4 et 5, le corps longitudinal
10 de la poutre de support 1 comprend une pluralité de modules structuraux 200 adaptés
pour s'emboîter les uns dans les autres afin de former une poutre télescopique. Dans
cet exemple, le corps longitudinal 10 de la poutre de support 1 comporte 3 modules
200 mais il va de soi que le nombre de modules 200 pourrait être différent. De manière
avantageuse, la longueur d'un module structural 200 est inférieure à 15 m, de préférence
10 m, afin de permettre le stockage d'un module 200 dans un camion semi-remorque de
catégorie 1.
[0048] Dans cet exemple, les modules 200 possèdent des sections différentes de manière à
permettre un emboîtement les uns dans les autres.
[0049] De manière avantageuse, la longueur d'une telle poutre télescopique peut être rapidement
réglée entre sa position d'utilisation (Figure 4) et sa position de stockage (Figure
5). En outre, la longueur de la poutre de support 1 peut être adaptée en fonction
de la longueur de l'équipement 2 à soulever.
[0050] Selon une autre forme de réalisation, en référence aux figures 6 à 11, le corps longitudinal
10 de la poutre de support 1 comprend une pluralité de modules structuraux 300 adaptés
pour se plier les uns sur les autres comme illustré plus particulièrement à la figure
10. Dans cet exemple, le corps longitudinal 10 de la poutre de support 1 comporte
3 modules 300 mais il va de soi que le nombre de modules 300 pourrait être différent.
De manière avantageuse, la longueur d'un module structural 300 est inférieur à 15
m afin d'être stockée dans un camion semi-remorque de catégorie 1.
[0051] Comme illustré à la figure 9, deux modules 300 consécutifs sont reliés à leurs extrémités
longitudinales par des moyens d'articulation 301 avec un autre module 300 de la poutre
de support 10. Dans cet exemple, les moyens d'articulation 301 sont configurés pour
autoriser une rotation selon une direction orthogonale à la direction longitudinale
selon laquelle s'étend la poutre de support 1 en position d'utilisation. De préférence,
les moyens d'articulation 301 sont configurés pour autoriser une rotation selon une
direction verticale de manière à permettre un pliage de la poutre de support 1 dans
un plan horizontal. Cela est particulièrement avantageux pour plier la poutre 1 lorsque
l'espace vertical est limité, par exemple, pour un pliage dans un tunnel.
[0052] Dans cet exemple, les moyens d'articulation 301 se présentent sous la forme d'une
charnière mais il va de soi que d'autres moyens d'articulation pourraient convenir,
par exemple, une tige, une lame flexible, etc. De préférence, la poutre de support
1 comporte des moyens motorisés de dépliage, en particulier, des vérins.
[0053] De manière avantageuse, la hauteur perdue, c'est-à-dire, la distance verticale séparant
le (ou les) point(s) d'accrochage(s) de la charge et les extrémités de connexion,
est faible, ce qui autorise des amplitudes importantes selon les 3 axes tout en respectant,
par exemple, le gabarit d'une voie ferroviaire.
[0054] De manière avantageuse, la longueur d'une telle poutre de support 1 pliable peut
être rapidement réglée entre une position d'utilisation de longueur maximale (Figures
6 et 7), une position d'utilisation de longueur intermédiaire (Figures 8 et 9) et
une position de stockage (Figures 10 et 11). Ainsi, la longueur de la poutre de support
1 peut être adaptée en fonction de la longueur de l'équipement 2 à soulever.
[0055] Selon une autre forme de réalisation, en référence aux figures 12 et 13, le corps
longitudinal 10 de la poutre de support 1 comporte une structure à ciseaux 400 de
manière à se plier/déplier de manière rapide et aisée. Une telle structure à ciseaux
400 est connue en soi de l'homme du métier et ne sera pas présentée plus en détails.
[0056] Le corps longitudinal 10 comporte des tronçons d'extrémités 401 configurés pour reprendre
les efforts de manière répartie et homogène. De préférence, chaque tronçon d'extrémité
401 possède une forme triangulaire dont un bord est relié à la structure à ciseaux
400 et dont le sommet opposé audit bord comporte une extrémité de connexion 11, 12
comme illustré aux figures 12 et 13.
[0057] De manière avantageuse, la longueur d'une telle poutre de support 1 télescopique
peut être rapidement réglée entre sa position d'utilisation (Figure 12) et sa position
de stockage (Figure 13). En outre, la longueur de la poutre de support 1 peut être
adaptée en fonction de la longueur de l'équipement 2 à soulever.
[0058] En pratique, pour transporter un rail ferroviaire depuis une zone de stockage vers
une zone de maintenance, les opérateurs réalisent tout d'abord une étape de déchargement
d'un camion routier dans lequel est stockée la poutre de support 1. Ensuite, cette
dernière est assemblée ou dépliée afin de posséder une longueur importante apte à
supporter un rail ferroviaire de masse élevée. De préférence, la poutre de support
1 est maintenue en hauteur au-dessus du sol grâce à ses jambages.
[0059] Des convoyeurs mobiles 31, 32 se connectent ensuite aux extrémités de connexion 11,
12 de la poutre de support 1 afin de la soulever au-dessus du sol par ses extrémités
afin de maximiser la longueur de poutre de support 1 apte à faire transiter des efforts.
[0060] Les éléments de liaison 13 de la poutre de support 1 sont placés autour du rail ferroviaire
2 reposant sur le sol. Dans cet exemple, les éléments de liaison 13 sont répartis
à égale distance les uns des autres selon la longueur de la poutre de support 1 étant
donné que cette dernière possède une répartition massique homogène selon sa longueur.
De manière préférée, les éléments de liaison 13 sont déplacés de manière à suspendre
l'équipement 2 à la poutre de support 1. En pratique, le rail ferroviaire 2 s'étend
à moins de 200 cm selon la direction verticale de la poutre de support 1 lors de son
déplacement afin de limiter tout basculement.
[0061] Les convoyeurs mobiles 31, 32 sont ensuite déplacés sur le sol puis sur la voie ferroviaire
pour atteindre la zone de maintenance. Les extrémités de connexion 11, 12 sont avantageuses
pour absorber les oscillations de la poutre de support 1 lors de son déplacement par
les convoyeurs mobiles 31, 32. Pour libérer le rail ferroviaire 2, les éléments de
liaison 13 sont descendus afin de reposer le rail ferroviaire 2 sur le sol qui peut
ensuite être monté sur la voie ferroviaire.
[0062] Grâce à la poutre de support 1 selon l'invention, il n'est plus nécessaire de recourir
à un train ferroviaire ni à une poutre de support massive et dont l'encombrement est
important.