EP1178153A1 - Procédé et dispositif de guidage pour l'insertion d'éléments dans le sol - Google Patents

Procédé et dispositif de guidage pour l'insertion d'éléments dans le sol Download PDF

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EP1178153A1
EP1178153A1 EP01401856A EP01401856A EP1178153A1 EP 1178153 A1 EP1178153 A1 EP 1178153A1 EP 01401856 A EP01401856 A EP 01401856A EP 01401856 A EP01401856 A EP 01401856A EP 1178153 A1 EP1178153 A1 EP 1178153A1
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EP
European Patent Office
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elements
insertion device
arm
measuring station
guiding
Prior art date
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EP01401856A
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German (de)
English (en)
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EP1178153B1 (fr
Inventor
Ian Robertson
Jean Ehrsam
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Alstom SA
Original Assignee
Alstom SA
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B19/00Machines or methods for applying the material to surfaces to form a permanent layer thereon
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B29/00Laying, rebuilding, or taking-up tracks; Tools or machines therefor
    • E01B29/32Installing or removing track components, not covered by the preceding groups, e.g. sole-plates, rail anchors
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B1/00Ballastway; Other means for supporting the sleepers or the track; Drainage of the ballastway
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B1/00Ballastway; Other means for supporting the sleepers or the track; Drainage of the ballastway
    • E01B1/002Ballastless track, e.g. concrete slab trackway, or with asphalt layers
    • E01B1/004Ballastless track, e.g. concrete slab trackway, or with asphalt layers with prefabricated elements embedded in fresh concrete or asphalt
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B29/00Laying, rebuilding, or taking-up tracks; Tools or machines therefor
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B35/00Applications of measuring apparatus or devices for track-building purposes
    • E01B35/02Applications of measuring apparatus or devices for track-building purposes for spacing, for cross levelling; for laying-out curves

Definitions

  • the invention relates to a method for guiding a device intended to insert elements in the ground for the realization of a work and in particular to a method of guiding a saddle insertion device for the creation of a track of iron, of the type described in patent application EP 0 803 609, allowing to obtain the insertion of saddles in concrete, at a given position with accuracy less than a millimeter.
  • the invention also relates to a device for inserting elements into the ground using such a method of guide.
  • the object of the present invention is therefore to remedy these drawbacks by proposing a guidance process allowing the precise and rapid positioning of a device for inserting elements into the ground and which is simple and economical to install in action.
  • the invention also relates to a device for inserting at least one element into the ground implementing the guidance method described above, characterized in that that it comprises at least one reflector intended to reflect a transmission sent by a measuring station and allowing to determine with precision the distance and the angle between the reflector and the measuring station.
  • FIG. 1 represents a vehicle 11 for transporting a stool insertion device guided in position according to the prior art, over a slab 10 of front track hardening of concrete.
  • the guiding of the vehicle 11 insertion of saddles along the track is carried out by means of two site guide rails 12 arranged on either side of the concrete slab 10 and serving as a reference for positioning the vehicle 11.
  • the vehicle 11 seat insert is equipped with a roller 13 for holding the vehicle 11 on the rail 12 bearing on the upper face of one of the guide rails 12 and serving as reference along the insertion axis Z and of two holding rollers 13 bearing laterally on either side of the second guide rail 12 making it possible to reference the vehicle 11 in the plane X, Y perpendicular to the insertion axis Z.
  • Such a guide method has the disadvantage of requiring the prior installation of site guide rails during a long and careful operation which slows down considerably the speed of progress in the construction of the railway.
  • Figures 2 and 3 show a device 1 for inserting saddles 2 guided along the route of the railroad view by a particular embodiment of the process of guidance according to the invention.
  • the stool insertion device 2 consists of a vehicle 1 mounted on four wheels, two of which are steered and the other two are drive, ensuring autonomous movement of the vehicle 1 according to a direction given.
  • the vehicle 1 has a rear face equipped with an arm 5 motorized in translation and rotation along the three orthogonal axes X, Y, Z provided with a mechanism allowing very high precision movements.
  • the arm 5, shown alone in FIG. 4, has a general shape in H and supports on its lower part two jacks 6 at the end of which are fixed the two saddles 2 intended to be inserted into a freshly poured concrete slab 10, the two saddles 2 being held by the arm 5, at a distance from each other corresponding to the gauge of the track to be installed.
  • Arm 5 is equipped with a double inclinometer, not shown, permanently measuring the orientation of the arm 5 by in relation to the X and Y axes.
  • the saddles 2 are of the conventional type and comprises a plate 21 made of rigid material, such as cast iron, and two anchors 22 each having a threaded rod making it possible to fix a rail on the saddle 2 by nuts.
  • the saddle 2 also comprises two sealing rods 23 having a general shape cylindrical ensuring retention in the concrete slab 10 once it has hardened.
  • the arm 5 has on its rear face three reflectors 7 intended to cooperate with a measuring station 3 installed on the edge of the railway to be installed.
  • a reflector 7 is also mounted on the roof of the vehicle 1.
  • Measuring station 3 located at the edge of the track is installed on a tripod vertically from a terminal 8 of topographic survey.
  • the station measure 3 includes a laser distance measuring device fitted with optics transmitting and receiving optics to know with very great precision the distance and the angle separating the measuring station from all the reflectors 7 carried by the arm 5 and the vehicle 1.
  • the laser measuring device used is for example the device marketed under the reference TC / TCA 2003 by the LEICA company.
  • the measurement station 3 also includes a radio transmitter 9 sending the results of the measurements carried out at all times by the laser measuring device in direction of a receiver 30 carried by the vehicle 1.
  • the receiver 30 of the vehicle 1 is connected to a computer 31 on board the vehicle 1, the computer 31 ensuring the calculation of the exact position of the arm 5 in space from the information sent by the measuring station 3 and the known position of terminal 8 for topographic reading.
  • the computer 31 is connected to an automaton, not shown, which controls the displacement of the arm 5 and of the jacks 6 as well as the motors making it possible to orient and to move the vehicle 1.
  • insertion vehicle 1 On the day of stool insertion 2, insertion vehicle 1 is brought over a portion of track where the concrete slab 10 has just been freshly poured and is not not yet hardened. From this starting position of vehicle 1, the station measure 3 is advantageously placed on the nearest terminal 8 allowing a direct aim on the rear face of the vehicle 1 and in particular on the reflectors 7 of the arm 5 and of the vehicle 1.
  • the positioning of the measurement station 3 on the terminal 8 is very precisely, by placing the measuring station 3 directly above the terminal 8, and the coordinates of the measuring station 3 in X, Y, Z are determined in measuring the vertical distance between measuring station 3 and terminal 8 using a cane.
  • the station 3 can also be placed at any point near the track rail allowing direct sighting on the reflectors 7, the coordinates in X, Y, Z of the measurement station 3 then being determined by targeting different points topographical 8 known using the measuring station 3 and determining from angles and distances measured the exact position of the measuring station 3.
  • the laser measuring device distance is oriented towards the rear face of the vehicle 1 so that it can measure the distance and the angle separating it from each of the reflectors 7 and in particular the reflector 7 placed on the roof of the vehicle 1.
  • the result of these measurements is sent immediately by radio waves from the transmitter 9 to computer 31 located on board vehicle 1 which then calculates the exact position of the vehicle 1 in space from the data sent by the measurement station 3 and the known position of the measuring station 3.
  • the exact coordinates of the points at which saddles 2 must be inserted being previously stored in a memory of the computer 31, the computer 31 calculates from these points and from the position of the vehicle 1 measured by station 3, the gap between arm 5, then in a rest position from which a movement of a few centimeters following the six degrees of freedom is possible, from the position at which the next 2 saddles should be inserted. From this difference, computer 1 sends signals to the PLC which controls the driving and steering wheels so as to move the vehicle 1 along the axis of the track until bringing the articulated arm 5, stationary in the position of rest, substantially at the height of the theoretical stool insertion points 2. Good heard, taking into account the games existing in the transmission of vehicle 1, the positioning of vehicle 1 on the track is then not very precise, of the order of centimeter.
  • the computer 31 checks the position arm 5 in space, from data sent by measurement station 3, and sends signals to the controller to control the movement of the articulated arm 5 along the six axes of freedom so as to bring, with very high precision, the saddles 2 carried by the arm 5 opposite the theoretical points of insertion of the saddles 2.
  • the jacks 6 are then actuated to insert the saddles 2 into the concrete 10 no further hardened according to a process described in patent application EP 0803 609.
  • the arm 5 is returned to the rest position and computer 31 searches for the coordinates of the following points at which new saddles 2 must be inserted.
  • the guidance process to bring the vehicle 1 next to these new points is similar to that described previously.
  • the measurement station 3 is regularly moved to the terminal topographic survey 8 closest to vehicle 1 allowing direct targeting on all the reflectors 7.
  • Such a guidance method has the advantage of being very quickly operational and inexpensive to implement, requiring only the installation of terminals topographic survey every 50 m to 100 m and the establishment of the measures the day of the stool insertion operation.
  • a method of guidance has the advantage of not using direct contact between the device stool insertion and the repository used, thus removing constraints that can be generated by the stool insertion device on the repository.
  • the example describes a device for inserting saddles into a concrete slab but the guiding method according to the invention can equally well be used for the guiding of an insertion device of any element necessary for the realization of a work.
  • the insertion device may be fitted with tracks instead of wheels or any other means allowing the displacement of the insertion device.

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Abstract

Procédé de guidage d'un dispositif (1) destiné à insérer des éléments (2) dans le sol pour la réalisation d'un ouvrage, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : établissement de points topographiques (8) et relevé des coordonnées de ces points (8) dans un référentiel X,Y,Z; mise en place d'une station de mesure (3) à proximité de l'ouvrage et détermination de la position en X,Y,Z de ladite station de mesure (3) en se référençant par rapport à un ou plusieurs points topographiques (8) ; détermination, à l'aide de ladite station de mesure (3), de la distance et de l'angle séparant ledit dispositif d'insertion (1) de la station de mesure (3); calcule de la position du dispositif (1) à l'aide de la distance mesurée et de la position connue de la station de mesure (3) ; déplacement du dispositif d'insertion (1) de façon à ce que lesdits éléments (2) soient en regard, et dans l'axe d'insertion, d'une position donnée au niveau de laquelle on souhaite insérer les éléments (2) dans le sol. <IMAGE>

Description

L'invention se rapporte à un procédé de guidage d'un dispositif destiné à insérer des éléments dans le sol pour la réalisation d'un ouvrage et notamment à un procédé de guidage d'un dispositif d'insertion de selles pour la réalisation d'une voie de chemin de fer, du type de celui décrit dans la demande de brevet EP 0 803 609, permettant d'obtenir l'insertion de selles dans du béton, au niveau d'une position donnée avec une précision inférieure au millimètre. L'invention se rapporte également à un dispositif d'insertion d'éléments dans le sol mettant en oeuvre un tel procédé de guidage.
On connaít, du document EP 0 803 609, un dispositif d'insertion de selles dans du béton permettant de réaliser rapidement une voie chemin de fer à coût réduit. Un tel dispositif d'insertion de selles nécessite toutefois, pour être efficace, de mettre en place précisément le dispositif d'insertion afin d'obtenir une position précise de chaque selle. Jusqu'à présent, on utilise avec ce dispositif d'insertion des rails de guidage de chantier, installés préalablement le long du parcours de la voie ferrée par rapport à des références fixes déterminées à l'aide de relevés topographiques, pour servir de référence au positionnement du dispositif d'insertion de selles.
Toutefois, la pose préalable des rails de guidage de chantier le long du parcours de la voie ferrée présente l'inconvénient d'être longue et fastidieuse et de ralentir ainsi considérablement la réalisation de la voie de chemin de fer. Par ailleurs, pour obtenir une bonne précision dans le positionnement du dispositif d'insertion, il est nécessaire que le terrain supportant les rails de guidage de chantier soit parfaitement stabilisé pour éviter tout déplacement de ces derniers, sous la pression des points d'appui du dispositif d'insertion assurant la mise en référence du dispositif d'insertion de selles. De plus, les travaux couramment effectués sur les chantiers sont susceptibles de déplacer accidentellement les rails de guidage.
Le but de la présente invention est donc de remédier à ces inconvénients en proposant un procédé de guidage permettant le positionnement précis et rapide d'un dispositif d'insertion d'éléments dans le sol et qui soit simple et économique à mettre en oeuvre.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de guidage d'un dispositif destiné à insérer des éléments dans le sol pour la réalisation d'un ouvrage, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
  • établissement de points topographiques et relevé des coordonnées de ces points dans un référentiel X,Y,Z ;
  • mise en place d'une station de mesure à proximité de l'ouvrage et détermination de la position en X,Y,Z de la station de mesure en se référençant par rapport à un ou plusieurs points topographiques ;
  • détermination, à l'aide de la station de mesure, de la distance et de l'angle séparant le dispositif d'insertion des éléments dans le sol de la station de mesure ;
  • calcule de la position du dispositif d'insertion à l'aide de la distance et de l'angle mesurés et de la position connue de la station de mesure ;
  • déplacement du dispositif d'insertion de façon à ce que les éléments soient en regard, et dans l'axe d'insertion, d'une position donnée au niveau de laquelle on souhaite insérer les éléments dans le sol ;
Selon des modes particuliers de réalisation, le procédé de guidage selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
  • la station de mesure comporte un procédé de mesure optique par laser coopérant avec des réflecteurs portés par le dispositif d'insertion ;
  • on effectue des relevés topographiques au niveau de différents points de référence répartis le long de l'ouvrage et, au fur et à mesure de l'avancement du dispositif d'insertion, on déplace la station de mesure sur le point de relevé topographique permettant d'obtenir la plus grande précision de calcul à l'aide de la station de mesure ;
  • la distance séparant deux points de relevé topographique successifs est comprise entre 50 m et 100 m de manière à obtenir une précision sur la mesure de la position des éléments insérés dans le sol inférieure à 1 mm ;
  • le déplacement du dispositif d'insertion est commandé par un automate embarqué relié à un ordinateur embarqué, en fonction des données de distance et d'orientation communiquées à l'ordinateur à chaque instant par la station de mesure, de manière à amener les éléments supportés par le dispositif d'insertion sensiblement en regard, et dans l'axe d'insertion, de positions données dont les coordonnées sont stockées dans une mémoire de l'ordinateur ;
  • le dispositif d'insertion comporte un bras supportant les éléments, le bras étant motorisé en translation et en rotation suivant trois axes orthogonaux entre eux, le mouvement du bras étant commandé par ordinateur de manière à amener précisément les éléments en regard et dans l'axe d'insertion des positions données ;
  • l'ouvrage est une voie de chemin de fer et les éléments sont des selles destinées à supporter un rail de chemin de fer, les selles étant insérées dans une dalle de béton non encore durci.
L'invention concerne également un dispositif d'insertion d'au moins un élément dans le sol mettant en oeuvre le procédé de guidage décrit précédemment, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un réflecteur destiné à réfléchir une émission envoyée par une station de mesure et permettant de déterminer avec précision la distance et l'angle séparant le réflecteur de la station de mesure.
Selon des modes particuliers de réalisation, le dispositif d'insertion d'éléments dans le sol selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
  • le dispositif comporte un bras motorisé en translation et en rotation suivant trois axes orthogonaux entre eux, le bras supportant les éléments destinés à être insérés dans le sol et comportant des réflecteurs permettant de connaítre, à l'aide de la station de mesure, l'emplacement dans l'espace du bras et des éléments à insérer dans le sol ;
  • le dispositif comporte des roues motrices et/ou directrices ou des chenilles pour constituer un véhicule autonome dans ses déplacements, le châssis du véhicule étant lui même équipé d'un réflecteur ;
  • le véhicule comporte un ordinateur recevant les données de la station de mesure et calculant la position du véhicule et du bras, l'ordinateur envoyant des signaux à l'automate pour commander le déplacement du véhicule et du bras afin d'assurer l'insertion des éléments dans le sol aux endroits prédéterminés ;
  • lesdits éléments sont des selles destinées à supporter un rail de chemin de fer, lesdites selles étant insérées dans une dalle de béton non encore durci.
On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de la présente invention, d'après la description donnée ci-après d'un mode de réalisation de l'invention, présenté à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels :
  • La figure 1 est une vue schématique, en coupe, d'un dispositif d'insertion de selles destinées au support d'un rail de chemin de fer utilisant un procédé de guidage selon l'art antérieur ;
  • La figure 2 est une vue en perspective d'un dispositif d'insertion de selles utilisant un procédé de guidage selon un mode particulier de réalisation de l'invention ;
  • La figure 3 est une vue schématique de dessus du dispositif d'insertion de selles de la figure 2 dans une courbe ;
  • La figure 4 est une vue de détail du bras articulé du dispositif d'insertion de selles de la figure 2 ;
  • La figure 5 représente un exemple de selle pouvant être utilisé pour réaliser une voie de chemin de fer.
Pour faciliter la lecture du dessin, seuls les éléments nécessaires à la compréhension de l'invention ont été représentés.
La figure 1 représente un véhicule 11 de transport d'un dispositif d'insertion de selles guidé en position selon l'art antérieur, au-dessus d'une dalle 10 de voie avant durcissement du béton. Conformément à la figure 1, le guidage du véhicule 11 d'insertion de selles le long du parcours de la voie ferrée est effectué au moyen de deux rails de guidage de chantier 12 disposés de part et d'autre de la dalle de béton 10 et servant de référence pour le positionnement du véhicule 11. Le véhicule 11 d'insertion de selles est équipé d'un galet 13 de maintien du véhicule 11 sur le rail 12 prenant appui sur la face supérieure de l'un des rails de guidage 12 et servant de référence selon l'axe d'insertion Z et de deux galets 13 de maintien prenant appui latéralement de part et d'autre du second rail de guidage 12 permettant de référencer le véhicule 11 dans le plan X,Y perpendiculaire à l'axe d'insertion Z.
Un tel procédé de guidage présente l'inconvénient de nécessiter la pose préalable des rails de guidage de chantier au cours d'une opération longue et minutieuse qui ralenti considérablement la vitesse de progression dans la réalisation de la voie ferrée.
Les figures 2 et 3 représentent un dispositif 1 d'insertion de selles 2 guidé le long du parcours de la voir ferrée par un mode particulier de réalisation du procédé de guidage selon l'invention.
Conformément à la figure 2, le dispositif d'insertion de selles 2 est constitué d'un véhicule 1 monté sur quatre roues, dont deux sont directrices et les deux autres sont motrices, permettant d'assurer un déplacement autonome du véhicule 1 suivant une direction donnée. Le véhicule 1 comporte une face arrière équipée d'un bras 5 motorisé en translation et en rotation suivant les trois axes orthogonaux X,Y,Z pourvu d'un mécanisme permettant des déplacements d'une très grande précision.
Le bras 5, représenté seul sur la figure 4, possède une forme générale en H et supporte sur sa partie inférieure deux vérins 6 à l'extrémité desquels sont fixés les deux selles 2 destinées à être insérées dans une dalle de béton 10 fraíchement coulée, les deux selles 2 étant maintenues par le bras 5, à une distance l'une de l'autre correspondant au gabarit de la voie à installer. Le bras 5 est équipé d'un double inclinomètre, non représenté, mesurant en permanence l'orientation du bras 5 par rapport aux axes X et Y.
Les selles 2, dont l'une est représentée seule sur la figure 5, sont de type classique et comporte une plaque 21 en matière rigide, telle que de la fonte, et deux ancrages 22 ayant chacun une tige filetée permettant de fixer un rail sur la selle 2 par des écrous. La selle 2 comporte également deux tiges 23 de scellement ayant une forme générale cylindrique assurant la retenue dans la dalle 10 de béton une fois que celui-ci a durci.
Conformément à la figure 4, le bras 5 comporte sur sa face arrière trois réflecteurs 7 destinés à coopérer avec une station de mesure 3 installée en bordure de la voie de chemin de fer à installer. Un réflecteur 7 est également monté sur le toit du véhicule 1.
La station de mesure 3 disposée en bordure du parcours de la voie ferrée est installée sur un trépied à la verticale d'une borne 8 de relevé topographique. La station de mesure 3 comporte un dispositif laser de mesure de distance équipé d'une optique émettrice et d'une optique réceptrice permettant de connaítre avec une très grande précision la distance et l'angle séparant la station de mesure de l'ensemble des réflecteurs 7 portés par le bras 5 et le véhicule 1. La dispositif laser de mesure utilisé est par exemple le dispositif commercialisé sous la référence TC/TCA 2003 par la société LEICA.
La station de mesure 3 comporte également un émetteur radio 9 envoyant les résultats des mesures effectuées à chaque instant par le dispositif laser de mesure en direction d'un récepteur 30 porté par le véhicule 1. Le récepteur 30 du véhicule 1 est relié à un ordinateur 31 embarqué sur le véhicule 1, l'ordinateur 31 assurant le calcul de la position exacte du bras 5 dans l'espace à partir des informations envoyées par la station de mesure 3 et de la position connue de la borne 8 de relevé topographique. L'ordinateur 31 est relié à un automate, non représenté, qui commande le déplacement du bras 5 et des vérins 6 ainsi que les moteurs permettant d'orienter et de déplacer le véhicule 1.
Le procédé de guidage du dispositif d'insertion de selles va maintenant être décrit.
Conformément à la figure 3, préalablement à l'étape d'insertion des selles 2, plusieurs points de relevé topographique sont effectués successivement le long du parcours de la voie ferrée avec des intervalles de l'ordre de 50 m à 100 m et marqués par des bornes 8.
Le jour de l'insertion des selles 2, le véhicule d'insertion 1 est amené au-dessus d'une portion de voie où la dalle de béton 10 vient d'être fraíchement coulée et n'est pas encore durcie. A partir de cette position de départ du véhicule 1, la station de mesure 3 est avantageusement disposée sur la borne 8 la plus proche permettant une visée directe sur la face arrière du véhicule 1 et en particulier sur les réflecteurs 7 du bras 5 et du véhicule 1. Le positionnement de la station de mesure 3 sur la borne 8 est effectuée de manière très précise, en mettant la station de mesure 3 à l'aplomb de la borne 8, et les coordonnées de la station de mesure 3 en X,Y,Z sont déterminées en mesurant la distance verticale séparant la station de mesure 3 de la borne 8 à l'aide d'une canne. Dans une variante de réalisation du procédé selon l'invention, la station de mesure 3 peut également être disposée en un point quelconque près de la voie ferrée permettant une visée directe sur les réflecteurs 7, les coordonnées en X,Y,Z de la station de mesure 3 étant alors déterminée en visant différents points topographiques 8 connus à l'aide de la station de mesure 3 et en déterminant à partir des angles et des distances mesurés la position exacte de la station de mesure 3.
Une fois la position de la station de mesure 3 connue, le dispositif laser de mesure de distance est orienté en direction de la face arrière du véhicule 1 de manière à ce qu'il puisse mesurer la distance et l'angle le séparant de chacun des réflecteurs 7 et notamment du réflecteur 7 disposé sur le toit du véhicule 1.
Le résultat de ces mesures est envoyé immédiatement par ondes radio de l'émetteur 9 vers l'ordinateur 31 disposé à bord du véhicule 1 qui calcule alors la position exacte du véhicule 1 dans l'espace à partir des données envoyées par la station de mesure 3 et de la position connue de la station de mesure 3.
Les coordonnées exactes des points au niveau desquels les selles 2 doivent être insérés étant préalablement stockées dans une mémoire de l'ordinateur 31, l'ordinateur 31 calcule à partir de ces points et de la position du véhicule 1 mesurée par la station 3, l'écart séparant le bras 5, alors dans une position de repos à partir de laquelle un débattement de quelques centimètres suivant les six degrés de liberté est possible, de la position au niveau de laquelle les prochaines selles 2 doivent être insérées. A partir de cet écart, l'ordinateur 1 envoie des signaux à l'automate qui commande les roues motrices et directrices de manière à déplacer le véhicule 1 suivant l'axe de la voie jusqu'à amener le bras articulé 5, immobile en position de repos, sensiblement à la hauteur des points théoriques d'insertion des selles 2. Bien entendu, compte tenu des jeux existant dans la transmission du véhicule 1, le positionnement du véhicule 1 sur la voie n'est alors pas très précis, de l'ordre du centimètre.
Une fois le véhicule 1 arrêté dans cette position, l'ordinateur 31 vérifie la position bras 5 dans l'espace, à partir des données émises par la station de mesure 3, et envoie des signaux à l'automate pour commander alors le mouvement du bras articulé 5 suivant les six axes de liberté de manière à amener, avec une très grande précision, les selles 2 portés par le bras 5 en regard des points théoriques d'insertion des selles 2. Les vérins 6 sont ensuite actionnés pour insérer les selles 2 dans le béton 10 non encore durci suivant un procédé décrit dans la demande de brevet EP 0803 609.
Une fois les deux selles 2 insérées, le bras 5 est ramené en position de repos et l'ordinateur 31 recherche les coordonnées des points suivants au niveau desquels de nouvelles selles 2 doivent être insérées. Le procédé de guidage pour amener le véhicule 1 en regard de ces nouveaux points est similaire à celui décrit précédemment.
Afin de conserver une précision suffisante dans le guidage du véhicule 1 d'insertion des selles 2 pour obtenir un positionnement des selles avec une précision inférieure au millimètre, la station de mesure 3 est régulièrement déplacée sur la borne de relevé topographique 8 la plus proche du véhicule 1 permettant une visée directe sur l'ensemble des réflecteurs 7.
Un tel procédé de guidage présente l'avantage d'être très rapidement opérationnel et peu coûteux à mettre en oeuvre, en ne nécessitant que l'installation de bornes de relevé topographique tous les 50 m à 100 m et la mise en place de la station de mesure le jour de l'opération d'insertion des selles. De plus un tel procédé de guidage, présente l'avantage de ne pas utiliser de contact direct entre le dispositif d'insertion de selles et le référentiel utilisé, supprimant ainsi les contraintes physiques pouvant être générées par le dispositif d'insertion de selles sur le référentiel.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple.
Ainsi, l'exemple décrit un dispositif d'insertion de selles dans une dalle de béton mais le procédé de guidage selon l'invention peut tout aussi bien être utilisé pour le guidage d'un dispositif d'insertion de tout élément nécessaire à la réalisation d'un ouvrage.
Ainsi, dans des variantes de réalisation non représentées, le dispositif d'insertion pourra être équipé de chenilles à la place des roues ou de tout autre moyen permettant le déplacement du dispositif d'insertion.

Claims (11)

  1. Procédé de guidage d'un dispositif (1) destiné à insérer des éléments (2) dans le sol pour la réalisation d'un ouvrage, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
    établissement de points topographiques (8) et relevé des coordonnées de ces points (8) dans un référentiel X,Y,Z ;
    mise en place d'une station de mesure (3) à proximité de l'ouvrage et détermination de la position en X,Y,Z de ladite station de mesure (3) en se référençant par rapport à un ou plusieurs points topographiques (8) ;
    détermination, à l'aide de ladite station de mesure (3), de la distance et de l'angle séparant ledit dispositif d'insertion (1) de la station de mesure (3) ;
    calcule de la position du dispositif (1) à l'aide de la distance mesurée et de la position connue de la station de mesure (3) ;
    déplacement du dispositif d'insertion (1) de façon à ce que lesdits éléments (2) soient en regard, et dans l'axe d'insertion, d'une position donnée au niveau de laquelle on souhaite insérer les éléments (2) dans le sol.
  2. Procédé de guidage d'un dispositif d'insertion (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite station de mesure (3) comporte un procédé de mesure optique par laser coopérant avec des réflecteurs (7) portés par le dispositif d'insertion (1) des éléments (2).
  3. Procédé de guidage d'un dispositif d'insertion (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que l'on effectue des relevés topographiques au niveau de différents points (8) de référence répartis le long de l'ouvrage et en ce qu'au fur et à mesure de l'avancement du dispositif d'insertion (1), on déplace la station de mesure (3) sur le point (8) de relevé topographique permettant d'obtenir la plus grande précision de calcul à l'aide de la station de mesure (3).
  4. Procédé de guidage d'un dispositif d'insertion (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que la distance séparant deux points (8) de relevé topographique successifs est comprise entre 50 m et 100 m de manière à obtenir une précision sur la mesure de la position des éléments (2) inférieure à 1 mm.
  5. Procédé de guidage d'un dispositif d'insertion (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le déplacement du dispositif d'insertion (1) est commandé par un automate embarqué relié à un ordinateur (31) embarqué, en fonction des données de distance et d'orientation communiquées à l'ordinateur (31) à chaque instant par la station de mesure (3), de manière à amener lesdits éléments (2) supportés par le dispositif d'insertion (1) sensiblement en regard et dans l'axe d'insertion de positions données dont les coordonnées sont stockées dans une mémoire de l'ordinateur (31).
  6. Procédé de guidage d'un dispositif d'insertion (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit dispositif d'insertion (1) comporte un bras (5) supportant lesdites éléments (2), ledit bras (5) étant motorisé en translation et en rotation suivant trois axes orthogonaux entre eux, le mouvement dudit bras (5) étant commandé par l'ordinateur (31) de manière à amener précisément les éléments (2) en regard et dans l'axe d'insertion des positions données.
  7. Procédé de guidage d'un dispositif d'insertion (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit ouvrage est une voie de chemin de fer et en ce que lesdits éléments (2) sont des selles destinées à supporter un rail de chemin de fer, lesdites selles (2) étant insérées dans une dalle de béton (10) non encore durci.
  8. Dispositif d'insertion (1) d'au moins un élément (2) dans le sol mettant en oeuvre un procédé de guidage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 et comportant au moins un réflecteur (7) destiné à réfléchir une émission envoyée par une station de mesure (3), caractérisé en ce qu'il comporte un bras (5) motorisé en translation et en rotation suivant trois axes orthogonaux entre eux, ledit bras (5) supportant les éléments (2) destinés à être insérés dans le sol et comportant des réflecteurs (7) permettant de connaítre, à l'aide de la station de mesure (3), l'emplacement dans l'espace dudit bras (5) et desdits éléments (2).
  9. Dispositif d'insertion (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte des roues motrices et/ou directrices ou des chenilles pour constituer un véhicule (1) autonome dans ses déplacements, le châssis dudit véhicule (1) étant lui même équipé d'un réflecteur (7).
  10. Dispositif d'insertion (1) selon les revendications 8 et 9, caractérisé en ce qu'il comporte un ordinateur (31) recevant les données de la station de mesure (3) et calculant la position du véhicule (1) et dudit bras (5), ledit ordinateur (31) envoyant des signaux à l'automate pour commander le déplacement dudit véhicule (1) et du bras (5) afin d'assurer l'insertion desdits éléments (2) dans le sol aux endroits prédéterminés.
  11. Dispositif d'insertion (1) selon lune quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que lesdits éléments (2) sont des selles destinées à supporter un rail de chemin de fer, lesdites selles (2) étant insérées dans une dalle de béton (10) non encore durci.
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