EP0329918B1

EP0329918B1 - Procédé de réfection d'une voie de chemin de fer

Info

Publication number: EP0329918B1
Application number: EP88810117A
Authority: EP
Inventors: Fritz Bühler
Original assignee: LES FILS D'AUGUSTE SCHEUCHZER SA
Current assignee: LES FILS D'AUGUSTE SCHEUCHZER SA
Priority date: 1988-02-26
Filing date: 1988-02-26
Publication date: 1991-10-02
Anticipated expiration: 2008-02-26
Also published as: EP0329918A1; DE3865305D1; ES2027413T3; ATE68026T1

Description

L'invention se rapporte à un procédé selon le préambule de la revendication 1.
Un tel procédé est connu du EP-A-0213253. L'émetteur, formé par un émetteur laser, est installé sur un chariot qui roule sur la voie et qui, lors de l'opération de mesure dans un intervalle, est stationné sur la voie devant la machine près d'un point de référence fixe. Grâce à un système optique spécial, le faisceau laser est divisé dans un plan vertical servant de base de référence pour le ripage, et un plan horizontal servant de base de référence pour le nivellement. Les récepteurs s'ajustent automatiquement sur le faisceau vertical, respectivement horizontal.
En outre, une machine sous la forme d'une bourreuse-niveleuse-ripeuse au moyen de laquelle ce procédé peut être mis en application, est connue du EP-B-0090098 et du EP-A-0207197, les deux étant déposés par la demanderesse. L'émetteur qui est aussi stationné sur la voie est constitué, de préférence, par un émetteur laser conçu pour que son faisceau puisse être tourné sur son axe pour émettre un faisceau en éventail ou à balayage dans un plan vertical et un faisceau horizontal. Cette machine avance pas à pas, de traverse en traverse, et à chaque arrêt ou traverse on procède au nivellement puis, après avoir tourné de 90° l'émetteur laser, au ripage. La machine peut également travailler en continu avec les outils qui bourrent.
Dans les courbes, on utilise comme ligne de référence absolue la corde d'une section de voie qui est, dans la machine connue, formée par un faisceau laser en éventail ou à balayage dans un plan vertical. Cette corde s'étend habituellement entre l'émetteur qui se trouve sur le rail directeur ou l'axe de la voie et le point d'intersection du faisceau avec le rail directeur ou l'axe de la voie. La position de la ligne de référence, telle que définie précédemment, est appelée absolue car les positions successives de l'émetteur sont déterminées par rapport à des points fixes qui ont été définis lors du premier tracé de la voie et la position correcte de la voie est déterminée en fonction de ces points fixes. Ces points fixes sont matérialisés soit par des bornes topographiques, soit par des points se trouvant sur des pylônes disposés à côté de la voie. En disposant l'émetteur sur l'axe théorique de la voie ou la position théorique du rail directeur et en introduisant ses coordonnées par rapport au point fixe, un système de calcul permet de donner au rayon ou faisceau laser la direction correcte déterminant ainsi la base de référence absolue par rapport à laquelle la machine sera guidée pour le nivellement et le ripage de la voie. Pour effectuer la correction de ripage dans une courbe, on mesure la flèche de la corde matérialisée par les rayons ou faisceau laser, on la compare avec la flèche connue de la courbe voulue, et on calcule la différence pour obtenir la valeur de déplacement latéral de la voie dans un ou l'autre sens. Selon les procédés conventionnels pour le ripage dans une courbe, on choisissait la corde comme intervalle de mesure dans lequel, la machine se déplace pas à pas ou en continu vers l'émetteur sans avoir à changer la position de celui-ci. La mesure initiale était effectuée à l'intersection du faisceau avec le rail directeur ou avec l'axe de la voie, de cette façon il y avait seulement les flèches de la corde situées sur le même côté du rail. La corde maximale était bien entendu limitée par la condition que la flèche maximale ne dépasse pas la course latérale possible du récepteur sur la machine.
Afin de diminuer les arrêts de la machine qui rendent les travaux de réfection plus longs, ce qui va à l'encontre du désir des compagnies de chemin de fer qui veulent que les voies soient ouvertes au trafic le plus longtemps possible, on a proposé dans la demande de brevet européen 207197, de choisir, comme illustré à la figure 1 de la présente demande, un intervalle de mesure G plus grand, qui dépasse la corde MN au-delà du point d'intersection N du faisceau avec le rail directeur ou axe de la voie, jusqu'au point Q qui représente, dans l'exemple choisi, l'endroit de mesure (Q Q′) et correction initiale. De cette manière, l'intervalle de mesure et de travail est rallongé d'une distance L₂, qui suivant les cas peut être approximativement la moitié de la longueur L₁ de la corde MN utilisée habituellement. Ceci permet de gagner du temps, car le travail s'effectue sans déplacement de l'émetteur E se trouvant, au point M de la courbe (fig. 1), pour une longueur de travail G plus grande qu'habituellement. On mesure les flèches réelles des différent points de la courbe NM, on les compare dans un calculateur avec les valeurs de consigne et on donne l'ordre à la machine de corriger les valeurs actuelles des flèches afin qu'elles coïncident avec les valeurs de consigne représentant la position théorique de la voie. L'intervalle de mesure maximum G doit bien entendu être choisi de sorte que la somme de flèches maximum à gauche et à droite soient compatibles avec la course latérale du récepteur Rr qui s'ajuste toujours au faisceau émis par l'émetteur E.
Dans la pratique, si on se trouve sur un tronçon de voie ne présentant pas trop de courbures, on peut positionné au départ le chariot portant l'émetteur laser à une distance d'environ 350 à 400 m. de la machine, donc plus grande que jusqu'ici, et une fois que celle-ci s'est avancée en cours de travail trop près de l'émetteur, on redéplace de nouveau le chariot à une distance d'environ 350 à 100 m. de la machine. Avec ce système de mesure l'émetteur laser est placé dans l'axe de la voie ou sur le rail directeur et le récepteur sur une base mobile en tête de la machine. Après chaque longueur de mesure et de travail, l'émetteur doit être avancé à une distance qui varie selon la géométrie de la voie, positionné dans l'axe de la voie ou sur rail directeur à l'aide d'un appareil de mesure de distance, afin qu'il soit positionné à la place consignée par rapport au point fixe et il est ajusté par rapport au récepteur de la machine. Lors de la mise en position de l'émetteur, qui représente un travail relativement long, d'une part la machine ne travaille pas, et d'autre part il est impossible de se déplacer sur le tronçon de la voie compris entre l'émetteur et la machine afin de ne pas gêner le travail de réglage, et même après le réglage il est impossible de se déplacer sur ledit tronçon pour ne pas interrompre le faisceau, ce qui diminue le rendement.
Il est connu, selon le DE-A-2553318, un dispositif de mesure d'une voie ferrée comportant un émetteur laser placé à côté de la voie et en dehors du gabarit d'espace libre des voitures. Cet émetteur est installé sur un axe de pivotement, d'une manière excentrique par rapport à cet axe et au dessus de lui, de telle manière qu'au dessus de cet axe de pivotement se trouve un grand espace ouvert dans la zone du point d'intersection du faisceau laser avec cet axe de pivotement, pour permettre l'approche d'un dispositif de mesure de la flèche monté sur une machine à riper. Le but de cet arrangement consiste à créer une ligne droite de référence entre deux points fixes telle que ladite ligne puisse être suivie par ledit dispositif de mesure de la flèche sans interruption.
La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients mentionnés relatifs aux procédés connus, et propose un procédé pour la réfection d'une voie de chemin de fer permettant de diminuer les arrêts de la machine et permettant pendant la mise en place de l'émetteur l'utilisation du tronçon entre l'émetteur et la machine.
Le procédé pour la réfection d'une voie de chemin de fer selon l'invention est caractérisé par la clause caractérisante de la revendication 1.
Les avantages du procédé selon l'invention sont liés directement au fait de disposer l'émetteur non plus sur l'axe ou le rail directeur de la voie mais à côté. En effet, disposer l'émetteur à côté de la voie, permet, d'une part de pouvoir utiliser aussi le tronçon de la voie compris entre l'émetteur et la machine, pendant la mise en place et le réglage de l'émetteur et le début du travail de la machine sur le tronçon pour des travaux intermédiaires ou le déplacement de matériaux, et d'autre part permet d'allonger la longueur de l'intervalle de mesure et de travail, notamment dans les courbes comme revendiqué par ailleurs dans la revendication 2. Dans ce cas, le fait de pouvoir disposer l'émetteur à côté de la voie permet d'allonger l'intervalle de travail au-delà de la corde utilisée habituellement, car on peut placer l'émetteur à l'extérieur de la corde sur la sécante la prolongeant, et donc à l'extérieur de la courbe. Ainsi, la longueur de l'intervalle de mesure et de travail se trouve allongé et les arrêts de la machine pour le déplacement de l'émetteur sont réduits. Lors de la mise en place du système d'émetteurs à côté de la voie, à gauche ou à droite en fonction du sens de la courbe, on mesure les coordonnées de l'émetteur par rapport au point fixe et on introduit ces valeurs dans le système de calcul afin d'obtenir les valeurs de différents points de la voie en fonction de la position réelle de l'émetteur.
Le système d'émetteurs est positionné distance maximum à côté de la voie qui est déterminée, d'une part par l'espace libre disponible, c'est-à-dire n'empiétant pas sur l'éventuelle voie parallèle et l'espace qui n'est pas entrecoupé par des pylônes, clôtures, etc. qui pourraient exister à côté de la voie, et d'autre part avec la course latérale du système de capteurs, qui est liée à la course maximum latérale de la machine de ripage.
Selon une variante préférée de l'invention, on dispose de deux systèmes d'émetteurs de sorte que pendant que le travail est exécuté avec le premier système d'émetteurs on dispose sur la voie le deuxième système d'émetteurs, définissant le deuxième intervalle de travail de sorte que lorsque la machine arrive à proximité du premier système d'émetteurs on arrête la machine pour régler le deuxième système d'émetteurs par rapport au système de récepteurs. Pendant ce temps, le système d'émetteurs utilisé jusque là est chargé sur un chariot qui l'amène vers la position suivante, sans gêner le travail de réglage avec le système d'émetteurs suivant, étant donné que ce deuxième système d'émetteurs se trouve à l'extérieur de la voie et son faisceau n'est pas interrompu par le chariot lorsqu'il se déplace sur le tronçon qui se trouve entre ce deuxième système d'émetteurs et la machine. Pendant qu'on déplace et on effectue le positionnement et le réglage du premier émetteur à sa nouvelle place la machine, après avoir effectué le réglage du système d'émetteurs par rapport au système de récepteurs et introduit les coordonnées du système d'émetteurs dans le calculateur, peut commencer le travail de réfection. Ainsi, quand la machine arrive à proximité de ce deuxième émetteur, on arrête le travail juste le temps d'effectuer le réglage final du premier système d'émetteurs à sa nouvelle place par rapport au système des récepteurs pendant que l'on amène avec le chariot le deuxième système d'émetteurs à sa nouvelle place et ainsi de suite.
Par ce procédé le temps d'arrêt de la machine, qui jusqu'à maintenant était de l'ordre de 30% du temps total de travail dans les courbes à petit rayon, est limité à environ 10% voire moins, ainsi le rendement de la machine est augmenté.
Selon une variante préférée, le transport des systèmes d'émetteurs est fait sur un chariot automoteur à télécommande qui s'arrête automatiquement au point où le système d'émetteurs doit être positionné.
L'invention concerne également un dispositif permettant de fixer le système d'émetteur à côté de la voie tel que défini par les revendications 7 à 8.
L'invention sera décrite plus en détail à l'aide du dessin annexé.

La figure 1 est un dessin illustrant un procédé selon l'état de la technique;
La figure 2 représente un diagramme explicatif du procédé selon l'invention;
La figure 3 est une vue schématique illustrant le procédé selon la revendication 2 lorsqu'on se trouve sur une courbe de la voie, qui est un agrandissement d'une partie de la figure 2 vue en plan;
La figure 4 est une vue schématique du dispositif supportant l'émetteur et indiquant les différents paramètres entrant dans le calcul pour le positionnement de différents points de la voie en fonction de la base absolue définie par l'émetteur;
La figure 5 est une vue schématique et de face du chariot utilisé pour le déplacement du système d'émetteur.

Nous allons décrire la variante préférée du procédé selon l'invention à savoir l'utilisation de deux systèmes d'émetteurs d'ondes électromagnétiques qui sont de préférence d'émetteurs laser comme celui décrit dans le brevet européen 0090098 et lequel nous ne décrirons pas.
Comme mentionné précédemment, jusqu'ici lors de la réfection d'une voie ferrée on mesure la position actuelle de la voie par rapport à une base de référence absolue, on la compare au moyen d'un système de calcul, aux coordonnées théoriques enregistrées lors de la pose de la voie, et on donne l'ordre à la machine de corriger la position de la voie aussi bien en hauteur (nivellement) que latéralement (ripage). Nous ne nous étendrons pas sur la manière de réaliser les mesures et les corrections car elle est décrite dans les deux documents susmentionnés.
Pour plus de facilité on ne parlera plus d'un système d'émetteurs ou récepteurs mais seulement d'un émetteur ou d'un récepteur qui peuvent avantageusement être ceux décrits dans le brevet européen 090098.
Le nouveau procédé de la demanderesse dans sa forme préférée, est représenté aux figures 2 à 4.
En disposant selon le procédé, l'émetteur toujours à côté de la voie permet, comme mentionné précédemment aussi bien pendant le travail que la mise en place et le réglage de l'émetteur à une nouvelle position, d'utiliser le tronçon de la voie pour le transport. Un autre avantage est que lorsque le travail de réfection est effectué dans une courbe de la voie le fait de disposer l'émetteur à côté de la voie permet d'allonger la longueur de l'intervalle de travail.
En effet, on a vu qu'en disposant l'émetteur E₁ (fig. 2) à côté de la voie cela permet d'allonger l'intervalle de travail et de mesurer d'une valeur L₃ qui peut être, en fonction des paramètres mentionnés précédemment, environ le 50% de la longueur L₁ de la corde M₁ N₁.
Le fait de placer l'émetteur toujours à côté de la voie permet également d'utiliser alternativement deux systèmes d'émetteurs comme il sera expliqué par la suite à l'aide de la figure 2.
Au départ, on dispose le premier émetteur E₁ à la position B à côté de la voie, on mesure les coordonnées relativement au point fixe correspondant et on les introduit dans le système de calcul pour définir la base de référence absolue pour le premier intervalle de mesure et de travail P₁, au moyen du faisceau de l'émetteur E₁, comme il sera décrit ultérieurement à l'aide de la figure 4. Après avoir effectué les réglages appropriés, la machine 1 avance sur la voie V jusqu'à ce que le récepteur Rr arrive au point A, qui est le point le plus proche de l'émetteur E₁, disposé au point B, permettant d'effectuer des mesures. Le premier intervalle de travail P₁ est ainsi parcouru.
Pendant que la machine 1 travaille sur l'intervalle P₁, on positionne le second émetteur E₂ à un point B₁, et on mesure ses coordonnées par rapport au point fixe correspondant pour définir la base de référence absolue pour le deuxième intervalle de mesure et de travail P₂. Lorsque la machine 1 arrive à la fin de l'intervalle P₁, soit au point A, elle est arrêtée et l'émetteur E₁ est chargé sur un chariot automoteur 2 pour être conduit à une position B₂. On procède au réglage final de l'émetteur E₂ par rapport au récepteur Rr et le travail de réfection commence dans le deuxième intervalle de mesure et de travail P₂ défini par les points A et A₁ même si le chariot 2 est toujours sur le tronçon de la voie V correspondant à ce deuxième intervalle. Ainsi, le temps de l'arrêt de la machine se réduit uniquement au réglage final de l'émetteur par rapport au récepteur, le déplacement, la mise en place et les mesures de ses coordonnées ayant été effectués pendant que la machine 1 travaillait sur intervalle P₁.
Pendant que la machine travaille sur l'intervalle P₂, le chariot 2 avec l'émetteur E₁ est conduit au point B₂ où elle s'arrête automatiquement, et on procède à la mise en place de l'émetteur E₁, à la mesure de ses coordonnées relatives au point fixe correspondant. Ainsi, lorsque la machine arrive au point A₁, on l'arrête, on charge sur le chariot 2, qui est revenu près de lui, l'émetteur E₂, et il part pour l'amener à un point B₃ (non représenté) pendant que l'on procède au réglage de l'émetteur E₁ se trouvant au point B₂ par rapport au récepteur Rr se trouvant au point A₁. Ensuite on commence le travail de réfection sur le tronçon P₃ et ainsi de suite.
Au moyen de ces deux émetteurs que l'on dispose toujours à côté de la voie, les temps morts de la machine sont réduits au 10% environ du temps total de travail dans les courbes à petit rayon, tandis qu'avec les systèmes conventionnels sont d'environ 30%. Lorsqu'on travaille sur des tronçons droits les temps morts de la machine sont réduits à moins de 5%.
Il est entendu que la longueur de chaque intervalle de travail et de mesure P₁, P₂, P₃, etc. est fonction de la configuration du terrain et de la voie de sorte que les rayons émis par l'émetteur E₁ ou E₂ ne soient pas interrompues par des pylônes, clôtures, etc., et notamment, sur les courbes elles sont en fonction du déplacement maximum possible du récepteur de ripage. Ainsi, sur la figure 2, les deux intervalles P₂, P₃ sont de longueur différente car comme représenté à la figure 3, P₃ se trouve sur une courbe.
Selon la configuration de la plate forme, on dispose l'émetteur à gauche ou à droite de la voie mais en tout cas dans les courbes l'émetteur est toujours placé à l'extérieur de l'arc (fig. 3)
A la figure 4, on a représenté schématiquement, le dispositif supportant un émetteur E à côté de la voie et les différentes coordonnées de consigne et relatives à un point fixe F pour la détermination de la base de référence absolue. Au préalable, nous allons décrire le dispositif supportant l'émetteur E.
Il comprend une base 7 posée sur des traverses 3 et munie à une extrémité d'une pince 8, permettant de l'attacher à une file de rails 5 adjacente. Sur cette base 7, est disposé un axe 9 auquel est articulé un support 10 muni d'une colonne 11. L'articulation 9 peut être déplacée dans le plan horizontal à l'aide d'une vis non représentée, permettant de déplacer le distancemètre D ainsi que l'émetteur E par rapport à l'axe théorique de la voie. Le support 10 portant le distancemètre D et l'émetteur E qui se trouvent au même axe, peut être mis à la verticale à l'aide de la vis 12.
Sur la colonne 11 est montée une pièce coulissante 13 solidaire d'un écrou 14 collaborant avec une vis 15 parallèle à la colonne 11. L'extrémité inférieure de la vis 15 repose contre un palier de butée 16 solidaire de la colonne 11. Une pièce 17 montée en équerre sur la pièce coulissante 13 sert de support à l'émetteur E. La vis 15 sert au réglage de la hauteur de l'émetteur E. Enfin, sur l'extrémité supérieure 18 de la colonne 11 et dans l'axe de l'émetteur E est fixé un distancemètre D. Il est évident que deux tels supports sont utilisés pour chacun des émetteurs E₁, E₂.
La détermination de la base de référence absolue est faite de la manière suivante (fig. 4).
On dispose l'émetteur E avec son dispositif de support face à un point fixe F qui dans le cas présent est matérialisé sur un pylône 19 à côté de la plate-forme de la voie. Après avoir mis le support pour l'émetteur E et distancemètre D à la verticale au moyen de la vis 12, on mesure au moyen du distancemètre les valeurs R_M qui est la distance horizontale entre le point fixe F et le distancemètre D et N_M qui est la hauteur entre l'axe du distancemètre et le point fixe F. La hauteur N et la distance R de l'axe théorique de la voie 6 par rapport au point fixe F sont connues et consignées. Pour déterminer la position de travail de l'émetteur E par rapport à l'axe théorique 6, on calcule la différence R_L = R - R_M ou R_L = R′_M - R dans le cas où l'émetteur E est disposé de l'autre côté de la voie et la hauteur N_L en fonction de la géométrie et de la hauteur de levage de la voie. En courbe, la valeur N_L doit être corrigée en fonction du dévers. Avant la réfection, l'axe théorique 6 ne coïncide que rarement avec l'axe de la voie.
Les valeurs R_L et N_L sont introduites dans le système de calcul qui indique la direction du faisceau de l'émetteur et indiquera par la suite les corrections à faire en tenant compte de la position de l'émetteur E.
A la figure 5, on a représenté schématiquement le chariot 2 destiné à transporter successivement les émetteurs E₁ et E₂ avec leurs supports d'une position à l'autre B₁, B₂, B₃. etc.
Il comprend une potence 20 avec un système de levage 21 muni d'un crochet 22. Ce chariot 2 est de préférence automoteur à commande à distance s'arrêtant automatiquement à l'endroit désiré.

Claims

1. Procédé pour la réfection d'une voie de chemin de fer en utilisant, d'une part un système d'émetteurs de rayons électromagnétiques (E₁, E₂), en particulier des rayons laser, qui émet des faisceaux définissant une base de mesure absolue et, d'autre part, une machine à niveler et riper (1), munie d'un système de récepteurs (Rr) pour ces faisceaux, ainsi qu'un système pour déterminer les corrections de ripage et de nivellement à effectuer dérivées des coordonnées de consigne de la voie ferrée relatives à la base de mesure absolue, et des coordonnées actuelles de la position de la voie au début des travaux, le système d'émetteurs (E₁; E₂) est installé devant la machine (1) à une distance déterminée à une position déterminée par rapport à un point de référence fixe (F), cette distance définit l'intervalle de mesure et de travail (P₁, P₂, P₃) qui est ensuite parcouru par la machine (1), à la fin du parcours dudit intervalle (P₁, P₂, P₃), on interrompt le travail pour avancer le système d'émetteurs (E₁, E₂) au prochain intervalle de mesure et de travail, qui sera parcouru par la machine (1) et ainsi de suite, l'écart latéral (R_L) et vertical (N_L) du système d'émetteurs (E₁, E₂) relatif à l'axe théorique (6) de la voie (V) étant mesuré et introduit dans le système pour déterminer les corrections à effectuer, caractérisé par le fait que le système d'émetteurs (E₁, E₂) est placé chaque fois à côté de la voie (V), que dans une courbe (A′₁, A′₂) de la voie (V), les rayons électromagnétiques définissent une corde (N₁, M₁) de cette courbe, et le système d'émetteurs est placé à l'extérieur de cette corde (N₁, M₁) sur la sécante la prolongeant, et donc à l'extérieur de la courbe (A′₁, A′₂) pour allonger la longueur de l'intervalle de mesure et de travail (P₃), que le système d'émetteurs (E₁, E₂) est placé soit à gauche, soit à droite de l'axe (6) de la voie (V) en fonction du sens de la courbe (A′₁, A′₂), que la distance latérale entre le système d'émetteurs et la voie ne dépasse pas une distance maximum (A₂, A₂′), déterminée par l'espace libre disponible et compatible avec la course latérale du système de récepteurs et que le système de récepteurs (Rr) est situé sur la sécante de la courbe (A₁′, A₂′), soit à l'extérieur, soit à l'intérieur de la corde (N₁, M₁).

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on utilise deux systèmes d'émetteurs (E₁, E₂) placés à l'extérieur de la voie permettant le transport de l'émetteur hors service dans l'intervalle de travail sans déranger le fonctionnement de l'émetteur en service.

3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que le transport du système d'émetteur (E₁, E₂) est fait sur un chariot automoteur (2) à télécommande.