EP0466651A1

EP0466651A1 - Dispositif pour la substitution des rails des voies de chemins de fer

Info

Publication number: EP0466651A1
Application number: EP91810528A
Authority: EP
Inventors: Antoine Pascal Scheuchzer
Original assignee: Scheuchzer SA
Current assignee: Scheuchzer SA
Priority date: 1990-07-13
Filing date: 1991-07-05
Publication date: 1992-01-15
Anticipated expiration: 2011-07-05
Also published as: DE69112729T2; ATE127557T1; DK0466651T3; JPH0579003A; DE69112729D1; US5181472A; EP0466651B1; CA2046940A1

Abstract

Les nouveaux rails à poser (R2) sont chauffés en continu afin d'être neutralisés. A cet effet, ils sont soulevés et exposés à une source de chaleur en forme de deux tunnels de chauffage (15) qui sont montés sur un véhicule (1) roulant de façon continue sur les anciens rails (R1). Chaque tunnel de chauffage est traversé par une file de nouveau rail. Simultanément les anciens rails (R1) sont détachés des traverses et, après le passage dudit véhicule, sont déposés le long de la voie ou évacués. Le véhicule de chauffage est suivi d'un véhicule de montage (2) au moyen duquel les nouveaux rails, amenés et maintenus à la température de neutralisation, sont posés en continu sur les traverses et y sont attachés. En avant du véhicule de chauffage, il est prévu, sur l'ancienne voie, un véhicule de soudage pour souder les nouveaux rails. <IMAGE>

Description

L'invention concerne un procédé et un dispositif pour la substitution des rails des voies de chemins de fer.
Jusqu'à aujourd'hui la substitution des rails seulement, en gardant les mêmes traverses, représentait un long travail qui s'effectuait en grande partie par des opérations manuelles et qui nécessitait beaucoup de temps. Pour substituer les rails, en effet, il faut tout d'abord que les anciens rails soient détachés des traverses, déplacés à côté de la voie et évacués. Puis les nouveaux rails, préalablement déposés le long de la voie, doivent être posés et attachés sur les traverses.
Ensuite a lieu l'opération dite de "neutralisation" des nouveaux rails. Cette neutralisation a pour but de fixer les rails à un état de moindre dilatation, soit à une température moyenne déterminée (par exemple 25°C) lorsque la neutralisation a lieu par chauffage des rails, ou avec un étirement des rails correspondant à leur dilatation à cette température moyenne lorsque l'opération de neutralisation se fait par étirement des rails. Grâce à la neutralisation des rails, on diminue considérablement les risques de rupture desdits rails par temps froid ou de déformation par grandes chaleurs.
Le chauffage des nouveaux rails posés sur les traverses se fait en général au moyen de brûleurs à air soufflé, qui doivent être déplacés régulièrement sur la voie, les deux files de rails étant traitées simultanément. En général, le chauffage s'effectue en plusieurs passes allant de l'extrémité libre des longs rails vers le point fixe et en revenant en sens inverse. Pendant le chauffage, les rails sont légèrement soulevés de leurs appuis pour leur permettre de s'allonger librement entre le point de chauffage et l'extrémité libre des longs rails. Aussitôt que l'allongement prescrit est obtenu, il faut procéder au resserrage des attaches. La mesure de la température des rails se fait à l'aide d'au moins deux thermomètres à aimant, et cette mesure doit durer cinq minutes au moins. Cependant, de telles mesures ne donnent pas des résultats très exacts.
Toutes ces manipulations exécutées pas à pas, par portion de rails, rail après rail ou longue barre après longue barre, exigent beaucoup de temps. Jusqu'à l'heure actuelle, elles n'ont fait l'objet d'aucune mécanisation.
Les trains de renouvellement des voies ferrées, comme par exemple ceux qui sont décrits dans les documents EP-B-4985 et EP-B-19984, sont conçus pour remplacer non seulement les rails, mais aussi les traverses et le ballast, et ne comportent aucune installation pour la neutralisation des nouveaux rails.
La présente invention a pour but de créer un procédé et un dispositif pour la substitution et la neutralisation mécanisées des rails.
Pour atteindre ce but le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que:

les nouveaux rails, préalablement acheminés sur le chantier, sont chauffés en continu afin d'être neutralisés, les rails étant à cet effet soulevés et exposés à une source de chaleur déplacée de façon continue,
les anciens rails sont détachés des traverses et déposés le long de la voie ou évacués,
les nouveaux rails amenés et maintenus à la température de neutralisation sont posés en continu sur les traverses et y sont attachés.

Un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé est défini par la revendication 4.
L'avantage essentiel de l'invention est de permettre, en un seul processus, à la fois la substitution et la neutralisation des rails, et cela de manière mécanisée, ce qui procure de considérables gains de temps et de main-d'oeuvre.
D'autres avantages de l'invention résultent du fait que l'opération de chauffage peut se faire facilement par induction à haute fréquence et a lieu en continu, alors que les nouveaux rails à chauffer ne se trouvent pas du tout logés dans les attaches des traverses. Ainsi dégagés de la voie, les nouveaux rails peuvent être plus facilement exposés à la source de chaleur. De plus, ils "flottent" librement, ce qui permet à la dilatation du métal de se faire sans contraintes. Le système de chauffage en continu proposé a en outre l'avantage de ne pas exiger de transport longitudinal des rails traités : c'est le train de substitution qui avance, alors que les nouveaux rails ne sont que soulevés. Le chauffage ainsi que la température des rails traités peuvent être respectivement contrôlé et mesuré beaucoup plus facilement et de manière plus exacte qu'en pleine voie selon les systèmes actuels non mécanisés. Un autre avantage de l'invention tient au fait que pendant le chauffage des nouveaux rails, les anciens rails sont détachés et libérés, ce qui fait encore gagner du temps.
L'invention permet de substituer et de neutraliser les rails à une vitesse moyenne de l'ordre de 300 m à 400 m par heure, durant les quelques heures nocturnes accordées, donc sur environ 1,5 à 2 km par nuit.
Des formes d'exécution préférables du procédé sont définies par les revendications 2 et 3, et des formes d'exécution préférables du dispositif sont définies par les revendications 5 à 18.
L'invention sera décrite à l'aide des formes d'exécution du dispositif en référence aux dessins annexés.
Les figures 1 à 5 montrent un premier dispositif formé par un train de substitution et de neutralisation des rails, représenté en cinq parties successives.
Les figures 6 à 9 montrent une deuxième forme d'exécution d'un tel train.
La figure 10 le représente en entier.
Les figures 11 à 13 montrent une troisième forme d'exécution, complétée par un véhicule de soudage et comprenant une forme préférée d'un véhicule de chauffage.
Les figures 11a à 13a sont des vues de dessus de la voie pour illustrer les positions des anciens rails R1 et des nouveaux rails R2 et leur déplacement latéral lors de la substitution, ainsi que quelques organes des véhicules selon les figures 11 à 13.
La figure 14 est une vue agrandie et en coupe du tunnel seul pour le véhicule 1 selon la figure 12.
La figure 15 montre en coupe, comme la figure 14, une variante de l'arrangement du tunnel.
Le dispositif formé par un train de substitution et de neutralisation des rails, selon les figures 1 à 5, est conçu pour enlever les anciens rails R1 d'une voie et poser à leur place de nouveaux rails R2 neutralisés. Les nouveaux rails R2 à poser sont disposés préalablement de part et d'autre ou au centre de la voie, approximativement à l'endroit de pose. Les opérations de dépose des anciens rails, de chauffage et de pose des nouveaux rails s'effectuent toutes en continu, à une vitesse moyenne de, par exemple, 300 à 400 m par heure.
Selon les figures 1 à 5, le train qui avance dans le sens de la flèche comprend deux unités de travail, à savoir un véhicule de chauffage 1 et, derrière celui-ci, un véhicule de montage 2. Le véhicule 1 qui roule sur les anciens rails R1 soulève les nouveaux rails R2 et les chauffe, tout en détachant les attaches des anciens rails R1. Le véhicule 2 qui roule sur les nouveaux rails R2 pose de nouveaux rails chauffés R2 tout en évacuant les anciens rails R1. Pendant cette substitution les nouveaux rails R2, tout comme les anciens rails R1, ne subissent aucun transport longitudinal, ils restent en quelque sorte sur place. Le train ne fait que les soulever et les déplacer dans le sens transversal en progressant relativement aux rails stationnaires.
Le véhicule 1 comprend trois sections 1a, 1b, 1c articulées en 3 et 3′ qui roulent sur un boggie avant 5, des essieux intermédiaires 8 et 10, ainsi qu'un boggie arrière 12. Le long de ce véhicule 1 sont installés deux tunnels de chauffage 15 en forme de tubes, un tunnel par file de rails. Ces tunnels, supportés principalement par un cadre 6, sont légèrement bombés vers le haut et sont donc en légère forme de voûte ayant une flèche de 30 à 40 cm environ. Les tubes formant les tunnels 15 sont en matériau un peu souple et/ou articulés.
Dans un compartiment avant prévu dans la caisse 4 du véhicule se trouvent les moteurs d'entraînement et les génératrices pour le chauffage des tunnels; à la queue du véhicule 1 se trouve une cabine de contrôle 13.
A la tête du véhicule 1 sont installés des moyens de préhension 14 des nouveaux rails R2 pour saisir et introduire ces rails dans l'extrémité avant 15e des tunnels de chauffage 15. Ces moyens de préhension comportent des pinces à rails 14a montées à l'extrémité de leviers articulés 14b et réglables par des vérins 14c. Les nouveaux rails R2 sont préalablement soudés pour former une file de rails continue, donc sans joints.
A cet effet, de longues barres, par exemple de 108 m, composées de trois rails soudés à l'atelier, sont placées le long de la voie et ces barres sont soudées par des machines au fur et à mesure que le train de substitution s'approche. De cette manière ce sont les deux files de rails continues qui sont introduites dans les deux tunnels de chauffage 15, où elles sont chauffées.
Un préchauffage a lieu dans des tunnels, dans la partie avant 35, et un contrôle de la température à la valeur de neutralisation désirée est effectué dans la partie 35′ des tunnels, à la queue du véhicule 1.
En traversant ces tunnels les rails peuvent flotter sur des galets, ce qui permet au métal de se dilater sans contrainte. A cet effet, les nouveaux rails R2 peuvent être supportés ou guidés par des rouleaux de support et/ou de guidage. Au besoin, des pinces à rouleaux motorisés permettent de les déplacer longitudinalement, par exemple pour les ajuster aux anciens rails au début de la pose.
Comme illustré aux figures 3 et 4, la partie arrière de chaque tunnel de chauffage 15 dépasse la queue du véhicule 1 et elle est suspendue à une poutre 33 en porte-à-faux télescopique par un câble 34 qui tient l'extrémité arrière 15s du tunnel où sort le rail R2 chauffé.
De préférence le chauffage dans les tunnels 15 est à induction. En créant une multitude de champs magnétiques enveloppant le rail, il est possible de le chauffer rapidement jusqu'au coeur, et d'en contrôler l'échauffement selon l'intensité du courant. La température du rail avant et pendant le chauffage est contrôlée et l'intensité du chauffage est réglée en fonction de la température extérieure et de l'avance de la machine. En cas d'arrêt intermédiaire du train, le chauffage est réglé pour maintenir la température voulue - en principe 25° C - quelle que soit la durée de l'arrêt. Cela se fait notamment après le début des travaux si l'extrémité arrière des files de nouveaux rails a traversé le tunnel et est soudée à l'extrémité avant des files de rails existants, par exemple, posées la nuit précédente. Pendant la réalisation de ces premières soudures, il y a un arrêt de quelques minutes. Cependant, il est aussi possible de renoncer à faire ces soudures à ce moment-là et de les réaliser ultérieurement après la fixation des nouvelles files de rails sur les traverses.
La disposition des tunnels de chauffage et de guidage tient compte à la fois de la place nécessaire pour détacher les anciens rails R1 et du fait que les nouveaux rails R2 seront d'autant plus facilement disposés sans contrainte sur les traverses qu'ils auront été acheminés à la verticale de leur endroit de pose. Cela signifie que, de préférence, les tunnels de chauffage et de guidage auront à peu près le même écartement que celui des rails en voie.
Il est bien entendu possible de chauffer les deux files de rails dans un seul tunnel de chauffage. Mais cette économie dans la construction a pour inconvénient qu'il n'est plus possible de dissocier le contrôle de la température de chaque file de rails et que la trajectoire desdits rails doit être corrigée avant la pose.
Le véhicule 1 ne sert pas seulement à chauffer les nouveaux rails R2, mais aussi à libérer simultanément les anciens rails R1. Ces deux fonctions sont nettement séparées dans la structure même de la machine. Tandis que les deux tunnels de chauffage 15, en légère forme de voûte, s'étendent dans la partie supérieure du véhicule 1, les postes de travail pour libérer les anciens rails sont prévus sur des nacelles 16, 21, 25 et 27 suspendues, au-dessous des tunnels de chauffage, aux châssis 7, 9 et 11 de façon escamotable au moyen de vérins 17, 22 et 28 pour la marche haut le pied. En travail, les nacelles peuvent rouler sur la voie, ce qui permet d'assurer, notamment dans les courbes, un bon positionnement des postes et/ou des outils de détachage et d'attachage.
Sur les nacelles 16 se trouvent des postes de détachage avec des tirefonneuses automatiques 18 et des sièges roulants 19 pour les travailleurs qui enlèvent des attaches ou libèrent des fixations. Sur les nacelles 21 sont prévus des sièges roulants 23 pour le tirefonnage manuel et des sièges roulants 24 pour le détachage manuel.
Les autres nacelles 25 et 27 sont équipées d'appareils de détachage automatique 26 et munies de roues 25a, 27a leur permettant de reposer sur les rails en voie, ce qui facilite considérablement le positionnement exact des ces appareils de détachage automatique, la flèche devenant négligeable dans les courbes. Les nacelles de travail du véhicule 1 permettent donc le tirefonnage et l'enlèvement ou la libération des fixations, que ce soit à la main ou automatiquement.
Si des attaches doivent être complètement enlevées celles-ci sont récoltées et convoyées à partir des postes de détachage du véhicule 1 aux postes d'attachage du véhicule 2 au moyen d'un système de transport composé de plusieurs sections, 20, 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, les sections 20, 20b, 20c et 20e étant des convoyeurs à bandes horizontales, la section 20a un transporteur de levage et la section 20d un transporteur de descente.
Après la libération des anciens rails R1, ceux-ci sont saisis par des guides-rails 29 et des pinces à rails 32, montés sur un support 31 réglable à la queue du véhicule 1 qui comprend aussi des barres d'écartement et de maintien 30 des rails libérés. La disposition des pinces à rails est telle que le guidage des rails s'opère par le simple avancement du véhicule 1. Ces anciens rails sont soulevés et acheminés sur le véhicule 2 pour être évacués soit directement sur des wagons spéciaux de transport, soit pour être déposés au centre de la voie ou à côté de celle-ci.
Le véhicule 1 comporte à l'arrière une poutre télescopique 33 qui porte la section 20b du système de transport des attaches, ainsi que l'extrémité arrière 15s de chaque tunnel de chauffage 15, suspendue par un câble 34 et postionnée de telle sorte que les nouveaux rails R2 sortant de chaque tunnel sont posés sur les traverses aux endroits de leur fixation.
Le véhicule de montage 2 comporte un châssis principal 51 avec un boggie avant 42, un essieu intermédiaire 60 et un boggie arrière 61 (montré seulement partiellement) et, à l'avant, un cadre 40 en porte-à-faux avec une poutre télescopique 43 en porte-à-faux ainsi qu'un cadre 41 également en porte-à-faux. La poutre télescopique 43 porte la section 20c du système de transport des attaches suspendue à des crochets 44.
Au cadre 40 sont fixés un support réglable 45 muni de guides-rails 46 pour les anciens rails R1, ainsi qu'un support réglable 47 muni des pinces à rails 48 pour les nouveaux rails R2 préchauffés qui sortent du tunnel de chauffage 15. Les anciens rails R1 sont supportés et guidés sur le châssis principal 51 par des rouleaux 59 soit à axe horizontal soit à axe vertical et déposés derrière le véhicule 2, au centre ou à côté de la voie.
A l'aide des pinces à rails 48 les nouveaux rails sont disposés sur les traverses et préattachés juste avant le passage du boggie 42 de tête du véhicule 2. Celui-ci est équipé de nacelles d'attachage 53 et 57 analogues à celles de détachage du véhicule 1. Ces nacelles 53 et 57, montées dans les châssis 52 et 56, sont également escamotables au moyen des vérins 62 et 63, et permettent de recevoir, de disposer et d'arrimer les fixations des nouveaux rails R2, sur lesquels roule le véhicule 2. Selon la figure 5 la nacelle 53 comprend par exemple les tirefonneuses automatiques 54 et un siège roulant 55, tandis que la nacelle 57 est équipée de plusieurs postes de tirefonnage manuel en forme de sièges roulants 58.
Ce travail d'attachage des nouveaux rails R2 se fera donc à la main ou de manière automatisée. De préférence, les nacelles des véhicules 1 et 2 sont équipées de machines-robots commandées par ordinateur, respectivement pour le détachage et pour l'attachage automatique des fixations des rails.
Le châssis en porte-à-faux 41 porte une nacelle 49 escamotable et équipée d'un poste de soudage 50. Ce poste de soudage sert aux premières soudures qui se font au début des travaux, juste avant l'installation des nouveaux rails chauffés R2 dans leurs attaches sur les traverses, donc en tête du véhicule 2.
Les figures 6 à 10 montrent schématiquement une deuxième forme d'exécution d'un train de substitution et de neutralisation des rails.
On n'a indiqué par des références que les parties principales; les parties correspondant aux parties de la première forme d'exécution des figures 1 à 5 portent les mêmes références et ne sont pas décrites à nouveau.
Les modifications par rapport à la première forme d'exécution sont les suivantes :
Les moyens de préhension 14 des nouveaux rails R2 à la tête du véhicule 1 ont une autre configuration. Le véhicule 1 repose sur trois boggies 5, 8′ et 12, et il est articulé en son milieu en 3′, et comprend donc seulement deux sections articulées 1a, 1b; il est également muni de deux tunnels de chauffage 15 pour chauffer les nouveaux rails R2, et de nacelles de travail 16, 21, 25 et 27 pour libérer les anciens rails R1. Chaque tunnel de chauffage 15, représenté partiellement en coupe pour montrer des galets de support 37 des nouveaux rails, est prolongé dans la zone critique de croisement des anciens et des nouveaux rails (Fig. 8) par une section 15d, de manière qu'entre le moment où le nouveau rail quitte ce tunnel et le moment où la fixation des attaches bloque le rail chauffé, il ne s'écoule guère que quelques minutes.
Cette section 15d des tunnels de chauffage est suspendue à la poutre télescopique 43 du véhicule 2 au moyen de suspensions 66′, tandis que le secteur précédent des tunnels de chauffage est suspendu à la poutre télescopique 33 du véhicule 1 par des suspensions 66.
Le véhicule 2 roule sur deux boggies 42 et 61 et comprend un châssis en porte-à-faux 41′ auquel est suspendu le poste de soudage 50, ainsi qu'un cadre 40, également en porte-à-faux, auquel est suspendue une nacelle escamotable 67 située avant le premier boggie 42 et destinée à manipuler les attaches qui arrivent sur le système de transport d'attaches. Celui-ci comprend sept sections 20, 20a, 20b, 20′b, 20c, 20d, et 20e. En outre la nacelle 67 peut servir à tirefonner, de même que les autres nacelles 53 et 57. Comme dans la première forme d'exécution, les nacelles sont de préférence équipées de machines-robots, commandées par ordinateur, pour le détachage et l'attachage automatique des fixations des rails.
Pour guider les anciens rails R1 il est prévu des pinces à rails 46′ suspendues à la poutre télescopique 43, des rouleaux de support 59 et des contre-rouleaux 59a ainsi que des guides-rails 68 à la queue du véhicule 2 pour acheminer ces rails R1 directement sur des wagons spéciaux (non représentés). Ou alors ces rails, comme représenté pour un rail R′1, peuvent être déposés au centre de la voie.
Les tunnels de chauffage ne doivent pas nécessairement être des tubes continus, mais peuvent avoir des sections, tubulaires, articulées ou non. Ces sections tubulaires peuvent aussi être disposées à distance l'une de l'autre, chacune contenant un poste de chauffage, et de préférence reliées entre elles par des enveloppes ou des gaines pour maintenir la chaleur.
Les figures 11 à 13 montrent, posées l'une à la suite de l'autre, une troisième forme d'exécution d'un train de substitution complété, en avant du véhicule de chauffage 1, par un véhicule de soudage 80 pour souder les nouveaux rails R2, avant que ceux-ci soient neutralisés. En outre, les tunnels de chauffage du véhicule 1 sont plus courts et sont installés plus bas, tel que la trajectoire des rails R2 se trouve au-dessous des essieux des boggies, à une distance du ballast comprise entre 20 à 40 cm, de préférence entre 25 et 30 cm. Grâce à cette disposition, on évite de devoir soulever les rails très haut et surtout au-dessus des essieux, ce qui facilite le travail et le guidage des rails.
Les parties du véhicule de chauffage 1 qui correspondent aux parties du premier exemple ont les mêmes signes de référence.
Le véhicule 1 (figure 12) muni d'un boggie avant 5 et d'un boggie arrière 12 roule sur les anciens rails R1 et comporte une caisse 4 comprenant une cabine 4a, des compartiments 4b pour des onduleurs qui alimentent les inducteurs de chaque tunnel de chauffage à haute fréquence, des compartiments 4c pour les groupes frigorifiques qui refroidissent les inducteurs, un réservoir 4d pour le mazout, des groupes générateurs 4e qui alimentent les onduleurs, ainsi que des groupes de condensateurs 4f attribués aux inducteurs. Les nouveaux rails R2, déposés préalablement au milieu de la voie, sont saisis à la tête du véhicule 1 par des moyens de préhension 14 et posés sur les rouleaux de guidage 64 fixés au châssis du véhicule et distribués le long de celui-ci de telle manière que les nouveaux rails R2 puissent passer au-dessous des essieux 5a, 12a et entre les roues des boggies 5 et 12.
Les tunnels de chauffage sont installés dans la zone de l'extrémité arrière du véhicule 1 au milieu de la voie, dans un bâti commun 36 (figure 14). Dans le cas considéré ils sont divisés en deux parties 15a, 15b fixées au châssis 7, l'une située avant et l'autre après le boggie arrière 12. Pour le chauffage à haute fréquence, la partie 15a comporte deux unités d'inducteurs 76 ayant chacune une longueur de 1 m, et n'a donc que 2 m de longueur, tandis que la partie 15b ne comporte qu'un inducteur qui est de 1 m de longueur. Chaque inducteur 76 a la forme d'une bobine à une spire et est relié à un groupe de condensateurs, le circuit oscillant formé par cette bobine et ces condensateurs étant alimenté par des onduleurs. Grâce au peu de longueur du tunnel, les rails R2 n'ont pas besoin d'être guidés à l'intérieur du tunnel, mais peuvent le passer librement. Bien sûr, chaque partie du tunnel comprend deux sections placées côte à côte, une pour chaque file de rails, comme montré figure 14 pour les parties 15a, 15a′, munies d'inducteurs 76 entourant les deux rails R2. Afin d'assurer un bon guidage centré, chaque partie des tunnels peut être munie de rouleaux 37a qui s'appuient et roulent sur les rails R2 passant cette partie, ces rouleaux étant installés avant et après les inducteurs, respectivement entre les inducteurs. Les parties des tunnels sont suspendues au chassis 7 de façon qu'elles soient un peu mobiles par rapport au chassis pour leur permettre de s'ajuster elles-mêmes.
Selon la variante de la figure 15, les deux sections 15a, 15a′ du tunnel prévues pour chaque file de rail sont un peu écartées l'une de l'autre, connectées jar une traverse 36a et suspendues au châssis 7 par des vérins 7a qui permettent de les lever lors de la marche haut-le-pied. Chaque tunnel est muni non seulement de rouleaux 37a qui s'appuient sur les rails R2, mais aussi de part et d'autre de chaque rail, de galets 37b assurant le guidage latéral
Pour détacher les anciens rails R1, il est prévu des postes de détachage sur deux nacelles 16 suspendues au châssis 7; ces nacelles sont équipées d'outils de démontage des fixations comme des tirefonneuses automatiques 18 et sont munies de roues 16a pour rouler sur les rails R1.
A l'arrière, le véhicule 1 comporte des guides-rails 29 pour les anciens rails R1 libérés, un cadre 38 en porte-à-faux portant un support 31 réglable muni de pinces à rails 32 qui lèvent les rails R1 (Figure 12) et les écartent (Figure 12a), ainsi qu'une chenille 39 roulant sur les traverses pour les empêcher de sortir du ballast lors du levage des rails R1. Le cadre 38 peut être déplacé vers l'intérieur du véhicule grâce aux rouleaux 38a roulant sur des glissières du châssis 7.
Le véhicule de montage 2 (Figure 13) ayant les boggies 42 et 61 roule sur les nouveaux rails R2 qui sont posés dans leur position correcte sur les traverses à l'avant du boggie 42. Pour cela, le véhicule comporte à la tête un cadre 40 en porte-à-faux muni d'un support réglable 47 portant des pinces à rails 48 pour écarter les rails R2 vers les positions de fixation, comme le montre la figure 13a. Le cadre 40 peut être déplacé vers l'intérieur du véhicule grâce aux rouleaux 40a roulant sur des glissières du châssis 52.
Au-dessus du châssis 52 du véhicule 2 sont montés un tunnel de chauffage auxiliaire 15c, positionné en tête dudit véhicule et recouvrant depuis le haut les rails R2, ainsi que d'autres pinces à rails 69 pour le positionnement de ces rails R2 sur les traverses T. Ce tunnel auxiliaire 15c entre en fonction seulement en cas d'interruption des travaux, pour réchauffer les rails R2 déjà sortis du tunnel 15a, 15b avant leur fixation.
Une liaison 36′ entre les véhicules 1 et 2 comprenant une ligne électrique et une conduite de refroidissement sert à alimenter cette partie 15c du tunnel.
Le véhicule 2 comporte en outre des cabines avant 70 et arrière 71, un groupe générateur 72, ainsi que des postes de montage sur les deux nacelles 53. Ces nacelles sont suspendues au châssis 52 et munies d'outils pour le montage des fixations, notamment des tirefonneuses automatiques 54, ainsi que des roues 53a pour rouler sur les rails R2. Les anciens rails R1 sont guidés par des rouleaux de guidage 65 et déposés à côté de la voie comme le montre la Figure 13a.
A la queue du véhicule 2 sont prévus des moyens 73 de ramassage des attaches démontées par les postes de détachage du véhicule 1 et déposées sur la voie. Ces attaches sont transportées par des convoyeurs 73a à des places de stockage 74 et par des convoyeurs 75 aux postes d'attachage sur les nacelles 53.
A l'avant du véhicule 1, un véhicule 80 de soudage (figure 11) roule sur les rails R1 pour souder des nouveaux rails R2 et, après avoir effectué un soudage, avance à l'endroit du prochain soudage. Ce véhicule 80 comporte à la tête une grue à rail 81, une cabine 82 et, suspendue au châssis 80a, une unité de soudage 83 par étincelage-forgeage, des moyens 84 pour le positionnement des rails à souder ainsi qu'une unité de meulage 85 pour l'usinage des soudures. A l'arrière se trouve un groupe générateur 86. Des rouleaux de guidage 87 suspendus au châssis guident les rails R2 avant leur positionnement par les moyens 84 et après le soudage. Si le véhicule 80 est hors service l'unité de soudage peut occuper une position de repos 83′ comme représenté en pointillés sur la figure 11. Grâce à ce véhicule 80, qui travaille dans une grande mesure automatiquement, les nouveaux rails R2 forment une file sans joint avant de passer le véhicule 2. Comme montré figure 11, les moyens 84 ainsi que les unités 83 et 85 sont installés entre les boggies avant et arrière; cette disposition permet un bon positionnement et un traitement plus rapide des rails qu'avec des dispositifs de soudage connus.
La durée de chaque soudage est d'environ 1,5 à 2 minutes, l'opération complète, y compris le positionnement et le meulage ainsi que l'avancement du véhicule 80 durant environ 18 minutes. Si, par exemple, les rails ont une longueur de 108 m, le train formé des véhicules 1 et 2 peut avancer d'une manière continue à une vitesse de 360 m/h environ.
Pour faciliter la manipulation des rails R2 ceux-ci sont posés sur des petits chariots de cheminement 90 comportant un petit support posé entre deux traverses T et muni de rouleaux, sur lesquels les rails R2 peuvent se déplacer facilement dans le sens longitudinal lors de leur positionnement avant le soudage et lors du soudage ainsi jusqu'à ce qu'ils soient fixés. Dans ce but les nouveaux rails R2 se trouvant devant le véhicule de soudage 80 sont placés sur les petits chariots 90 jusqu'à ce qu'ils soient repris par les rouleaux de guidage 87 et, derrière le véhicule 80, les rails se posent de nouveau sur les chariots 90 jusqu'à ce qu'ils soient repris par les rouleaux de guidage 64 du véhicule 1. Ces petits chariots 90 peuvent être stockés sur un support 88 à la tête du véhicule 80 et lorsqu'ils ne sont plus utilisés une fois que les rails ont été repris par les rouleaux de guidage 64 du véhicule 1, ils peuvent être déposés sur un support 79 à la tête du véhicule 2. Ces chariots 90 sont distribués à l'avant du véhicule 1 par un chariot de pose roulant sur les anciens rails R1.
Comme dans l'exemple selon la figure 4, il peut aussi être prévu à la tête du véhicule 2 un poste de soudage pour la première soudure au début des travaux.
L'invention n'est pas limitée aux formes d'exécution décrites mais peut présenter de nombreuses variantes.

Claims

Procédé pour la substitution des rails des voies de chemins de fer caractérisé en ce que :
- les nouveaux rails, préalablement acheminés sur le chantier, sont chauffés en continu afin d'être neutralisés, les rails étant à cet effet soulevés et exposés à une source de chaleur déplacée de façon continue,

- les anciens rails sont détachés des traverses et déposés le long de la voie ou évacués,

- les nouveaux rails amenés et maintenus à la température de neutralisation sont posés en continu sur les traverses et y sont attachés.
Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source de chaleur est montée sur un véhicule roulant sur les anciens rails qui sont détachés au passage dudit véhicule.
Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les nouveaux rails sont soudés pour former une file sans joints avant d'être chauffés, et en ce que l'extrémité arrière de cette file est soudée à l'extrémité avant de la file de rails existante, avant ou après la fixation de la nouvelle file aux traverses.
Dispositif pour la substitution des rails des voies de chemins de fer, caractérisé en ce qu'il comprend un train composé d'au moins deux unités de travail roulant sur la voie l'une après l'autre, à distance au moins approximativement constante, l'unité avant étant un véhicule de chauffage (1) roulant sur les anciens rails (R1) et comportant :
- au moins un tunnel de chauffage (15) qui est destiné à être traversé par les nouveaux rails (R2) pendant l'avancement du train pour les neutraliser et des moyens pour mesurer et contrôler la température des nouveaux rails (R2);

- en tête, des moyens de préhension (14) des nouveaux rails (R2), préalablement acheminés sur le chantier, pour les introduire dans ledit tunnel (15) ;

- des postes (18, 19, 23, 24, 26) pour libérer les anciens rails (R1) des traverses;

- des moyens de guidage (29, 31, 32, 65) des anciens rails (R1) détachés ;
l'unité arrière étant un véhicule de montage (2) roulant sur les nouveaux rails (R2) posés sur les traverses et comportant :
- en tête, un cadre en porte-à-faux (40) muni de moyens de guidage et de pose (47, 48) des nouveaux rails (R2) sur les traverses,

- ainsi que des postes (54, 55, 58) pour attacher aux traverses les nouveaux rails (R2) portés à la température désirée.
Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il y a au moins deux tunnels (15), disposés approximativement à la verticale des endroits de pose des nouveaux rails, avec à peu près le même écartement que celui des rails en voie.
Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit tunnel (15) est disposé au-dessous de la caisse (4) du véhicule de chauffage (1), et que les nouveaux rails (R2) passent sous les essieux (5a, 12a) et entre les roues du véhicule de chauffage (1).
Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le tunnel se trouve entre les rails de la voie dans la zone de l'extrémité arrière du véhicule de chauffage (1) et est préférablement divisé en deux parties (15a, 15b) disposées l'une avant et l'autre après le boggie arrière de ce véhicule.
Dispositif selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce qu'il est prévu un tunnel de chauffage (15, 15′) pour chaque file de nouveaux rails (R2) et que de préférence lesdits tunnels sont installés côte à côte dans un seul bâti (36).
Dispositif selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que à la tête du véhicule de montage (2) est installé un tunnel de chauffage auxiliaire (15c).
Dispositif selon l'une des revendications 4 à 9, caractérisé en ce qu'il est prévu un cadre en porte-à-faux (38) à la queue du véhicule de chauffage (1), ce cadre portant un support (31) réglable muni de pinces à rails (32) pour guider les rails.
Dispositif selon les revendications 4 et 10, caractérisé en ce que lesdits cadres en porte-à-faux (38, 40) sont déplaçables vers l'intérieur du véhicule concerné.
Dispositif selon l'une des revendications 4 à 11, caractérisé en ce que les postes pour libérer les anciens rails (R1) et pour attacher les nouveaux rails (R2) sont installés sur des nacelles (16, 21, 25, 27, 49, 53, 57) suspendues aux châssis (7, 9, 11, 52, 56) des unités de travail de façon escamotable et de préférence disposées pour pouvoir rouler sur les anciens et nouveaux rails.
Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que lesdites nacelles sont équipées de machines-robots (18, 54), commandées de préférence par ordinateur, respectivement pour le détachage et pour l'attachage automatique des fixations des rails.
Dispositif selon l'une des revendications 4 à 13, caractérisé en ce qu'un système de transport (20, 20a, 20b, 20c, 20d, 20e; 73, 74, 75) est prévu pour le convoyage des attaches, démontées aux postes du véhicule de chauffage (1), jusqu'aux postes d'attachage du véhicule de montage (2).
Dispositif selon l'une des revendications 4 à 14, caractérisé en ce qu'à la tête du véhicule de montage (2) est prévu un poste de soudage (50) des rails.
Dispositif selon l'une des revendications 4 à 15, caractérisé en ce que chaque tunnel (15, 15a, 15b) est muni de rouleaux de support ou de guidage (37, 37a, 37b).
Dispositif selon l'une des revendications 4 à 16, caractérisé en ce que chaque tunnel (15, 15a, 15b) est muni d'une installation de chauffage par induction.
Dispositif selon l'une des revendications 4 à 17, caractérisé en ce que le train comprend en outre un véhicule de soudage (80) roulant devant le véhicule de chauffage (1) sur l'ancienne voie et muni de moyens (84) pour positionner les nouveaux rails (R2) à souder, d'au moins une unité de soudage (83) pour souder les extrémités adjacentes des nouveaux rails (R2) et d'une unité de meulage (85), lesdits moyens (84) et lesdites unités (83, 85) étant installés entre les boggies avant et arrière du véhicule de soudage (80).