FR3053984A1 - Train de renouvellement de voies ferrees - Google Patents

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Abstract

L'invention se rapporte à un train (50) de renouvellement de voies ferrées (1). La principale caractéristique d'un procédé de renouvellement selon l'invention est qu'il comprend : Un équipement de dégarnissage intégré avec un module de criblage et remise en voie de ballast criblé (4), Un module d'aspiration (51) réalisée en début et fin de zone pour éviter des bosses dues aux rampes de début et de fin de dégarnissage, Un module de bourrage/stabilisation (71) et de balayage intégré, Un module de pré-libération intégré incluant des fours et permettant de fixer les rails (2) aux traverses (3) à une température maitrisée, Un module de serrage automatique des différentes attaches. Un module de desserrage automatique des différentes attaches. Un module de traction complémentaire qui, couplé à la chenille du train, permet de travailler dans n'importe quelle rampe et dévers, même les plus extrêmes.

Description

® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE © N° de publication : 3 053 984 (à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)
©) N° d’enregistrement national : 16 56766
COURBEVOIE © Int Cl8 : E 01 B 27/00 (2017.01), E 01 B 27/06, 27/12
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1
©) Date de dépôt : 13.07.16. ©) Demandeur(s) : TSO Société par actions simplifiée —
(30) Priorité : FR.
@ Inventeur(s) : KERNEIS RONAN et HERLIN
JEROME.
(43) Date de mise à la disposition du public de la
demande : 19.01.18 Bulletin 18/03.
©) Liste des documents cités dans le rapport de
recherche préliminaire : Se reporter à la fin du
présent fascicule
(© Références à d’autres documents nationaux ©) Titulaire(s) : TSO Société par actions simplifiée.
apparentés :
©) Demande(s) d’extension : ©) Mandataire(s) : IPSILON Société par actions simplifiée.
P4) TRAIN DE RENOUVELLEMENT DE VOIES FERREES.
FR 3 053 984 - A1 _ L'invention se rapporte à un train (50) de renouvellement de voies ferrées (1 ).
La principale caractéristique d'un procédé de renouvellement selon l'invention est qu'il comprend:
Un équipement de dégarnissage intégré avec un module de criblage et remise en voie de ballast criblé (4),
Un module d'aspiration (51) réalisée en début et fin de zone pour éviter des bosses dues aux rampes de début et de fin de dégarnissage,
Un module de bourrage/stabilisation (71 ) et de balayage intégré,
Un module de pré-libération intégré incluant des fours et permettant de fixer les rails (2) aux traverses (3) à une température maîtrisée,
Un module de serrage automatique des différentes attaches.
Un module de desserrage automatique des différentes attaches.
Un module de traction complémentaire qui, couplé à la chenille du train, permet de travailler dans n'importe quelle rampe et dévers, même les plus extrêmes.
Figure FR3053984A1_D0001
Réchauffage-1 (Remise en place Dégarnissage-1 des rails four 2 des rails
Figure FR3053984A1_D0002
Figure FR3053984A1_D0003
Figure FR3053984A1_D0004
TRAI N DE RENOUVELLEMENT DE VOI ES FERREES
La présente invention se rapporte à un train de renouvellement des voies ferrées.
Le renouvellement de voies ferrées consiste à remplacer les matériaux constitutifs des voies, à savoir les rails et les traverses, ainsi que le ballast qui assure la tenue de la voie sur sa plate-forme lorsque les matériaux sont dégradés. Pour rappel, le ballast est un remblai de pierres et/ou de graviers sur lequel repose une voie de chemin de fer. Il est conventionnellement admis qu’une voie ferrée comprend du ballast, des traverses et deux rails. Ces éléments constituent des caractéristiques implicites d’une voie ferrée.
Au cours de la vie d’une voie ferrée, tant le matériel que le ballast sont soumis à des contraintes, érosions et pollutions qui amoindrissent sa qualité et nécessitent, à terme, un remplacement.
Compte tenu des impératifs commerciaux de l’exploitant de la voie ferrée, il n’est pas envisageable d’interrompre le trafic sur une voie en cours de renouvellement pendant toute la durée du chantier de renouvellement.
C’est pourquoi les contraintes imposées aux entreprises qui exécutent ces travaux de renouvellement comportent une limitation de la durée des interruptions de trafic avec une reddition journalière de la voie en fin de poste, les convois pouvant ensuite circuler sur la voie en cours de renouvellement à une vitesse plus faible qu’en cours d’exploitation normale, tant que la voie n’a pas été entièrement consolidée au terme de l’opération de renouvellement.
Actuellement, après la reddition journalière, la vitesse commerciale autorisée sur une voie en renouvellement est de l’ordre de 40 à 60 Km/h maximum. Pour des opérations de renouvellement rapide, le ballast est ainsi enlevé puis criblé, pour en extraire les impuretés et les éléments de granulométrie impropre. De cette manière, environ 30 % de ballast est réemployé pour l’assise et la stabilisation de la voie renouvelée, le complément étant apporté par du ballast neuf.
Cette façon de procéder implique des opérations de renouvellement qui sont lourdes et compliquées, puisqu’il faut procéder d’abord à une opération d’excavation totale du ballast sur toute la largeur de la voie, puis à l’évacuation des déblais refusés au criblage, et enfin au dépôt en vrac du ballast récupéré au criblage sur la plate-forme sur laquelle repose encore le matériel de voie usé. Dans un second temps, lors de la phase de substitution, le ballast est à nouveau excavé pour être éventuellement redéposé derrière les traverses neuves.
Actuellement, toutes ces étapes destinées à renouveler les voies ferrées sont réalisées au moyen d’au moins deux trains de travaux, avec les conséquences en chaîne suivantes :
• Une succession d’opérations étalées dans le temps, • Des longueurs de ralentissements importantes, • Des taux de ralentissements importants, • Des opérations supplémentaires de traitement des voies pour les rendre aptes aux circulations des trains commerciaux.
Avec les trains de renouvellement actuellement utilisés, il est impossible de procéder à la substitution de la voie (les rails et les traverses) avec un dégarnissage réduit à la zone de ballast dégradé, suivi d’un criblage et d’une remise en voie de ballast criblé sous traverse neuve. La remise en voie par le train d’une couche de ballast sain avant la pose de traverses neuves permet d’éviter l’abaissement temporaire du niveau des voies en cours de remaniement. L’utilisation d’un train selon l’invention permet de réduire les longueurs et les taux de ralentissements.
Un train selon l’invention permet donc de réaliser l’intégralité des étapes de renouvellement d’une voie ferrée tout en s’affranchissant de lourdes contraintes.
Les procédés de renouvellement d’une voie ferrée réalisés avec au moins deux trains comme c’est le cas actuellement, ont des rendements faibles et impliquent une manutention inutile de grosses quantités de ballast.
Un train de renouvellement des voies selon l’invention a été conçu de manière à assurer toutes les opérations nécessaires au renouvellement desdites voies assurées jusqu’à présent par au moins deux trains de travaux, permettant auxdites opérations de se dérouler dans la continuité les unes des autres, sans aucun temps de latence entre elles. Avec un train selon l’invention, les voies ferrées en cours de remaniement sont donc restituées quotidiennement avec des vitesses de circulations plus élevées, des zones de ralentissements plus courtes. En conséquence, l’utilisation du train selon l’invention permet de livrer une voie remaniée beaucoup plus rapidement, et avec une empreinte sur le trafic commercial excessivement faible.
L’invention a pour objet un train de renouvellement de voies ferrées.
La principale caractéristique d’un train de renouvellement selon l’invention est qu’il comprend,
Un équipement de dégarnissage intégré avec un module de criblage et remise en voie de ballast criblé,
Un module d’aspiration réalisée en début et fin de zone pour éviter des bosses dues aux rampes de début et de fin de dégarnissage,
Un module de bourrage/stabilisation et de balayage intégré,
Un module de pré-libération intégré incluant des fours et permettant de fixer les rails aux traverses à une température maîtrisée,
Un module de serrage automatique des différentes attaches.
Un module de desserrage automatique des différentes attaches.
Un module de traction complémentaire qui, couplé à la chenille du train, permet de travailler dans n’importe quelle rampe et dévers, même les plus extrêmes.
Il est important de souligner qu’aucun des trains de renouvellement actuellement en vigueur ne regroupe tous ces équipements, et qu’aucun train actuellement en vigueur n’est en capacité de travailler en rampes et dévers extrêmes, soit en rampe de 35 pour mille cumulée à un dévers de 160 mm. Un train de renouvellement selon l’invention a été conçu de manière à pouvoir assurer toutes les opérations nécessaires au renouvellement d’une voie ferrée, y compris dans les conditions les plus extrêmes que peut présenter une voie ferrée, notamment des rampes de 35 pour mille cumulées à un dévers de 160 mm, tout en ayant une longueur totale la plus réduite possible. Il permet ainsi de remplacer avantageusement les différents trains actuellement utilisés, pour assurer ce renouvellement. Pour parvenir à un tel résultat, les différents équipements nécessaires à la réalisation de ces opérations, ont été chacun dimensionnés au plus juste de façon à réaliser ces opérations avec un rendement optimisé, tout en demeurant d’un faible encombrement. L’un des objectifs de l’invention est d’obtenir un train pleinement autonome pour assurer le renouvellement des voies ferrées, ayant une longueur totale nettement inférieure à la somme des longueurs des trains de travaux actuellement en vigueur pour assurer ce renouvellement. Un tel train permet de gagner du temps et de réduire les coûts du renouvellement de la voie en élaborant des équipements simples et performants, et en limitant le personnel d’intervention. Le terme « module >> désigne une unité opérationnelle du train pouvant mobiliser, soit un seul wagon, soit plusieurs wagons, soit une partie seulement d’un wagon, cette unité pouvant être utilisée ou retirée en fonction du besoin.
L’équipement de dégarnissage permet de prélever sur la voie ferrée le ballast à remplacer, puis de le trier de façon à séparer le ballast sain et le ballast dégradé, et enfin de redéposer sur ladite voie le ballast sain préalablement prélevé. Actuellement, un premier train-travaux réalise le dégarnissage, un deuxième train réalise le ballastage et des engins complémentaires comme par exemple une bourreuse, une régaleuse et un stabilisateur mettent en œuvre le ballast sain. L’intégration dans un même train du dégarnissage, du criblage, et du ballastage permet d’alléger considérablement le processus de dégarnissage et donc de gagner un temps précieux au niveau dudit processus. Le module d’aspiration permet d’avoir un profil de voie ferrée à hauteur constante, et d’éviter ainsi les ralentissements et les reprises. L’aspiration permet aussi de créer un espace dans le ballast pour la mise en place d’une chaîne de dégarnissage sans l’utilisation d’outils mécanisés comme par exemple une mini pelle, et sans la présence de personnel avec un outillage manuel comme par exemple une fourche à ballast. Avec la remise en voie de ballast criblé et le module de bourrage stabilisation et balayage intégré, la première passe est intégrée au train. Actuellement un ou plusieurs trains-travaux constitués de bourreuses, régaleuses et stabilisateurs effectuent le travail après le passage du train de substitution. Le module de serrage/desserrage automatique des attaches constitue un système automatique intégré et court dans le train. Il n’y a pas de wagon supplémentaire, ou de personnel évoluant sur les voies. Actuellement, il y a en amont des trains, à pied sur la voie, et sur les trains sous des wagons spéciaux, du personnel muni de petit matériel qui serre et desserre les attaches.
Avantageusement, l’équipement de dégarnissage est apte à prélever le ballast au niveau d’une zone réduite et localisée au droit de chaque rail où ledit ballast est susceptible d’être le plus dégradé. Habituellement, avec un train de substitution le prélèvement du ballast s’effectue sur la totalité de la largeur de la voie, puis le ballast ainsi prélevé est rebuté, c'est-à-dire non réutilisé dans le cadre du renouvellement de la voie ferrée. Un train selon l’invention, assure un prélèvement ciblé du ballast dans une zone réduite de la voie ferrée, puis un tri sous la forme d’un criblage de ce ballast ainsi prélevé, avant de redéposer sur la voie ferrée la partie saine de ce ballast prélevé. De cette manière, contrairement à ce qui se produit actuellement, un train de renouvellement selon l’invention permet de réutiliser sur la voie en cours de renouvellement une partie du ballast prélevé.
De façon préférentielle, l’équipement de dégarnissage est apte à prélever le ballast dégradé sur une zone de largeur réduite de la voie ferrée, correspondant à moins de 70% de la largeur totale de ladite voie ferrée.
Préférentiellement, le module de criblage est apte à trier le ballast prélevé de manière à pouvoir redéposer sur la voie le ballast sain.
Avantageusement, l’équipement de remise en voie est apte à assurer le dépôt du ballast sain en sous-couche pour former une assise.
De façon avantageuse, un train de renouvellement selon l’invention comprend un équipement apte à assurer le dépôt de ballast neuf pour compléter le dépôt de ballast sain criblé.
De façon préférentielle, le dépôt de ballast en sous-couche est réalisé avec une engravure.
Préférentiellement, un train de renouvellement selon l’invention comprend un équipement d’évacuation des traverses usagées et d’approvisionnement de traverses neuves.
De façon avantageuse, le module d’évacuation des traverses usagées et d’approvisionnement de traverses neuves fonctionne au moyen d’au moins deux portiques motorisés, les deux portiques assurant la manutention et le transfert des traverses neuves ou usagées. Par ailleurs, en cas de panne le train de renouvellement permet de garer le portique arrière en cas de défaillance de celui-ci, et de continuer à travailler uniquement avec le portique avant, à cadence réduite. Les portiques peuvent ainsi se secourir mutuellement en cas de panne de l’un des deux portiques.
Avantageusement, chaque portique est doté de roues pour pouvoir circuler le long du train, chaque portique étant associé à des moyens d’antipatinage et d’anti-basculement. En effet, lorsque le train se trouve en fort dévers et/ou dans une pente marquée, il est important que les portiques puissent se déplacer dans le wagon sans risque de patiner et donc de faire du surplace, de freiner efficacement, et sans risque de basculer hors dudit train. A titre d’exemple, ces portiques ont la capacité de travailler avec un dévers de 160 mm et des rampes de 35/1000.
De façon préférentielle, le module d’aspiration comprend des buses d’aspiration aptes à venir au contact du ballast sur la voie.
Préférentiellement, le module de bourrage comprend un poste de balayage, un poste de stabilisation, un poste de relevage, un chemin de roulement, un volet régulateur et un poste de bourrage à proprement parler.
De façon avantageuse, un train de renouvellement selon l’invention possède une longueur totale inférieure à 750 m.
Un train de renouvellement selon l’invention présente l’avantage de regrouper toutes les opérations nécessaires au renouvellement d’une voie ferrée, permettant un gain de temps significatif au niveau de ce renouvellement et donc une réduction importante du temps d’immobilisation de ladite voie ferrée. Il a de plus l’avantage d’optimiser chacune desdites opérations en augmentant son rendement et en réduisant le nombre de personnels requis pour la réalisation de cette opération.
On donne ci-après, une description détaillée d’un mode de réalisation préféré d’un train de renouvellement selon l’invention en se référant aux figures suivantes :
La figure 1 est une vue en perspective et en coupe d’une voie ferrée montrant la zone de dégarnissage de ballast prélevée par un équipement de dégarnissage d’un train de renouvellement selon l’invention,
La figure 2 est une vue en coupe de la voie ferrée de la figure 1,
La figure 3 est une vue en coupe de l’état de la voie après un traitement avec un équipement de débutage de traverses d’un train de renouvellement selon l’invention,
La figure 4 est une vue en perspective de l’état d’une voie ferrée après substitution réalisée au moyen d’un train de renouvellement selon l‘invention,
La figure 5 est une vue en coupe de l’état d’une voie ferrée après un compactage réalisé au moyen d’un équipement de compactage d’un train de renouvellement selon l’invention,
Les figures 6a, 6b, 6c , 6d, 6e, 6f sont des vues en coupe d’une voie ferrée respectivement dans une configuration opérationnelle avant travaux, dans une configuration de dégagement des têtes de traverse, dans une configuration de dégarnissage, dans une configuration de remise en voie du ballast criblé, dans une configuration de remise en place du ballast écarté préalablement sur les têtes de traverses, dans une configuration de ballastage et profilage des banquettes à l’aide d’un régaleur, ces six configurations se suivant dans le temps,
La figure 7 est une vue partielle de coté d’une partie d’un train de renouvellement selon l’invention,
La figure 8 est une vue de coté d’un wagon comportant un module d’aspiration d’un train de renouvellement selon l’invention,
La figure 9 est une vue schématique en coupe du wagon de la figure 8,
La figure 10 est une vue en perspective d’un wagon comportant un portique d’approvisionnement des traverses neuves et usagées d’un train de renouvellement selon l’invention,
La figure 11 est une vue en perspective d’un coté du wagon de la figure 10 et illustrant des moyens d’anti-patinage et freinage améliorés,
La figure 12 est une vue en perspective d’un coté du wagon de la figure 10 et illustrant des moyens d’anti-basculement et d’antidéraillement,
La figure 13 est une vue de coté d’un wagon comportant un module de bourrage d’un train selon l’invention.
Le débutage est une opération consistant à écarter le ballast présent aux deux extrémités de chaque traverse.
Un train de renouvellement 50 d’une voie ferrée selon l’invention, regroupe tous les modules fonctionnels aptes à renouveler ladite voie ferrée. Un tel train, dont la longueur totale est inférieure ou égale à 750m, est autonome et remplace avantageusement les trains actuellement mis en oeuvre pour assurer ledit renouvellement. Un « module >> représente une unité opérationnelle ou un équipement spécifique du train 50 pouvant occuper soit une partie de wagon, un wagon entier ou plusieurs wagons, et apte à réaliser une opération particulière lors du renouvellement de la voie ferrée.
En se référant aux figures 1, 2, 3, 4, 5, 6a, 6b et 6c une voie ferrée 1 comprend schématiquement deux rails 2 parallèles, des traverses 3 et du ballast 4 constitué d’un lit de pierres ou de graviers et sur lequel reposent les traverses 3 et les deux rails 2. Chaque traverse 3 comprend deux blochets 6 séparés par une entretoise 7, et s’étend perpendiculairement aux deux rails 2.
Un tel train possède ainsi au moins tous les équipements suivants :
Un équipement de dégarnissage intégré avec module de criblage et remise en voie de ballast criblé,
Un équipement de dépôt de ballast neuf un module de dégagement des têtes de traverses,
Un module d’aspiration 51 activé en début et fin de zone pour éviter des bosses dues aux rampes de début et de fin de dégarnissage,
Un module de bourrage/stabilisation 71 et de balayage intégré,
Un module de pré-libération intégré incluant des fours et permettant de fixer les rails aux traverses à une température maîtrisée,
Un équipement de compactage,
Un module de serrage/desserrage automatique des attaches,
Un équipement de dépose des traverses anciennes
Un équipement de pose des traverses neuves
Un dispositif 70 d’évacuation des traverses usagées et d’approvisionnement de traverses neuves,
Un équipement d’écartement des rails 2 pour déposer les traverses anciennes 3,
Un équipement de remise en place des rails 2, > En se référant aux figures 8 et 9, le module d’aspiration 51 comprend des buses 52 d’aspiration quasiment au contact du ballast 4 posé sur la voie ferrée 1. Ce module 51 a pour but de retirer le ballast 4 au niveau de la zone de déploiement d’une chaîne du train et le surplus de ballast dans les rampes en début et fin de zone. Ce module 51 permet d’éviter l’intervention d’une équipe complémentaire avec mini pelle, et permet ainsi de minimiser la présence de personnel sur les voies et de sécuriser les opérations.
> Le dispositif de dégagement des têtes de traverses, permet de chasser le ballast 12 sain sur chaque côté de la voie ferrée 1, comme cela est illustrée à la figure 3 à travers les flèches 5. Cette opération est effectuée en continu, au fur et à mesure de l’avancement du train, lorsque le ballast 4 en tête de traverse 3 est sain. Cette opération favorise l’avancement en écartant des têtes de traverse 3 le ballast sain 12, aussi bien du côté piste que du côté entrevoie. L’opération est réalisée moyennant des volets écarteurs de ballast 4, positionnés devant la chaîne de dégarnissage et la dépose des traverses 3. Ce volume de ballast 12 sain écarté ne sera donc pas ramassé inutilement par la chaîne de dégarnissage, comme cela est actuellement pratiqué.
> L’équipement de dégarnissage intégré avec criblage et remise en voie de ballast criblé permet schématiquement de prélever du ballast 4 sur une zone ciblée 8 de la voie ferrée 1, puis de trier le ballast prélevé afin de séparer le ballast sain et le ballast dégradé, puis de redéposer le ballast sain sur la voie ferrée 1 en cours de renouvellement. Un tel dispositif permet de réaliser une étape de dégarnissage du ballast 4 dans une zone ciblée 8 de la voie ferrée 1, située sous les deux blochets 6 d’une entretoise 7 de traverse 3.
En effet, l’originalité d’un équipement de dégarnissage d’un train de renouvellement selon l’invention, est qu’il permet d’effectuer une étape de dégarnissage du ballast 4, non pas sur toute la largeur de la voie ferrée 1 comme c’est le cas avec les trains actuellement en vigueur, mais uniquement au niveau d’une zone réduite 8 de la voie ferrée 1, où il est susceptible d’être dégradé. Il n’est en effet pas utile de prélever le ballast 4 dans des zones de la voie ferrée 1 où il n’est pas dégradé. De cette manière, la largeur de la zone de prélèvement du ballast 4 au niveau de la voie ferrée 1 est inférieure à 70% de la largeur totale de la voie ferrée 1. L’équipement de dégarnissage est conçu pour s’adapter aux opérations qui nécessitent un dégarnissage sur une largeur plus importante.
En se référant aux figures 1 et 2, il est clair que les zones précises 9, 10 dans lesquelles le ballast 4 est grandement dégradé sont situées au droit des deux blochets 6 des traverses 3 au dessus desquels sont posés les deux rails 2. La zone de prélèvement 8 du ballast 4 réalisée par le dispositif de dégarnissage d’un train de renouvellement selon l’invention, déborde légèrement vers l’extérieur des deux zones 9 de dégradation du ballast 4, et englobe également la zone de liaison 11 située entre lesdites deux zones 9 de dégradation au droit de l’entretoise 7 de chaque traverse 3.
Ce dégarnissage est suivi d’un criblage du ballast 4 réalisé par le module de criblage, et prélevé lors du dégarnissage, ce criblage étant destiné à faire le tri entre le ballast sain et le ballast dégradé.
Le criblage précédent est suivi d’un nouveau dépôt du ballast 4 sain, prélevé et trié précédemment. Autrement dit, la fraction de ballast sain 4 prélevée lors du dégarnissage est réutilisée sur la voie ferrée 1 en cours de renouvellement à travers un nouveau dépôt de ce ballast sain 4. Actuellement, les trains utilisés prélèvent le ballast 4 sur la totalité de la largeur de la voie ferrée 1, puis assurent son renouvellement au moyen de ballast neuf sans jamais réutiliser en sous-couche la partie saine du ballast 4 initialement prélevée.
De cette manière, un train de renouvellement 50 selon l’invention, comprend les équipements suivants, aptes à fonctionner de manière simultanée.
Le dégarnissage de la zone dégradée 9 s’effectue sur environ 2.70 à 2.90 m de largeur sur LGV et plus sur ligne classique selon les besoins et à la profondeur requise suivant sondages, c'est à dire en moyenne à 25 /30 cm, avec un criblage de tous les matériaux excavés. En se référant à la figure 4, l’équipement de dégarnissage permet de retirer le ballast 4 dégradé sur une zone limitée de la voie ferrée 1, les rails 2 se retrouvant alors écartés momentanément. Les couloirs et chaînes de dégarnissage sont interchangeables suivant l’utilisation du train sur ligne classique (front d’attaque d’environ 4m) ou ligne à grande vitesse LGV (front d’attaque d’environ 2.9m). La voie est prête à être calée par le module de bourrage intégré. Tout le ballast 4 visible sur la figure 4 est sain. Le criblage et la remise en voie du ballast sain 4 récupéré, est effectuée en priorité en souscouche 13 pour former l'assise avec engravure 14 centrale comme cela est illustré à la figure 5, permettant la pose de traverses 3 neuves monobloc (*), et le reliquat dans la voie pour permettre le bourrage (**). Actuellement il n’existe pas de train équipé ëe d’un tel module de criblage.
o (*) Pose de la voie 1 sur un lit de matériau sain, l’épaisseur du lit permet la diminution du nombre de passes de bourrage.
o (**) La présence de ballast sain 4 tout autour des traverses 3 permet de réaliser un bourrage intégré à l’avancement du train et d’optimiser les rendements.
La figure 5 illustre une voie dégarnie sur environ 2,9 m de largeur, 35 cm de profondeur, avec traverse neuve 3 monobloc posée sur une souscouche 13 compactée de ballast 4 sain issu du criblage, et dotée d’une engravure centrale 14. La remise en voie de ballast 4 sain est réalisée uniquement en sous-couche 13.
> Le module de desserrage automatique permet de desserrer la voie ferrée ancienne. Cette opération se fait à l’avancement du train 50 sans impacter la production. Un système de détection embarqué sur le train 50 localise les attaches et un calculateur guide et pilote les outils de desserrage automatisés. A l’heure actuelle les opérations de desserrage sont réalisées manuellement et nécessitent un wagon supplémentaire. Les attaches déposées sont automatiquement ramassées et rangées via des convoyeurs. Plusieurs modules interchangeables de desserrage sont prévus et permettent de traiter les différents types d’attaches rencontrés (Nabla, fast-clip, W14...) > L’équipement de dépose des traverses anciennes.
> L’équipement de pose des traverses neuves sur lit de matériau sain > Le module de compactage sert à tasser le ballast 4 redéposé, de manière à obtenir une sous-couche 13 et permet la création d’une engravure 14 comme illustré à la figure 5. La sous-couche de ballast 5 criblé remis en voie est compactée par un compacteur dynamique, dont le fond dispose d’une forme permettant de créer l’engravure 14 nécessaire à la pose des traverses 3 neuves monobloc sans risque de les fendre en leur centre. L’engravure 14 entraîne une absence de portée au centre et donc de sollicitation pouvant entraîner une fissure de la traverse 3.
> Le module de réchauffage des rails 2 comprend des fours permettant de chauffer les rails 2 remis en voie à une température maîtrisée en fonction de l’avancement du train 50 et des températures extérieures. Les avantages liés à ce réchauffage sont les suivants : maîtriser les contraintes dans les rails 2, permettre des restitutions de voies 1 à des vitesses plus élevées, optimiser les rendements en ne les impactant pas. Un tel module évite un chantier complémentaire avec du personnel à pied dans la voie 1 avec outillage manuel.
Actuellement, les trains de renouvellement proposent des procédés de renouvellement qui sont manuels et néfastes pour la production, car toute intervention manuelle sur une zone traitée implique une réduction du linéaire produit. De plus, les méthodes actuelles nécessitent une double intervention sur les composants ; double opération de desserrage de la zone traitée, double opération de serrage de la zone traitée. De plus les procédés actuels sont manuels, lourds et chronophages.
> Un équipement de remise en place des rails 2 anciens ou neufs.
> Un module de serrage automatique : Cette opération se fait à l’avancement du train sans impacter la production. Un système de détection embarqué sur le train localise les attaches et pilote les outils de serrage automatisé, avec maîtrise de l’effort de fixation. Un tel module évite un wagon supplémentaire et du personnel à pied dans la voie 1 avec un outillage manuel.
> Plusieurs modules interchangeables de serrage sont prévus et permettent de traiter les différents types d’attaches rencontrés (Nabla, fastclip, W14...) > Un équipement de remise en place du ballast sain 12 qui avait été auparavant chassé sur les deux côtés de la voie 1 : Cette opération se fait à l’avancement du train, sans impacter la production. L’opération est réalisée moyennant des volets de remise en voie du ballast 12, positionnés derrière la chaîne de dégarnissage et la pose des traverses neuves 3.
> Un dispositif d’approvisionnement 70 et d’évacuation des traverses 3 avec 1 ou 2 portiques circulant sur wagons, dans des dévers et rampes importants, comme illustré à la figure 10. Le train 50 est doté de deux portiques 53 dotés de roues 56 et d’une motorisation indépendante. Le dimensionnement de la zone d’approvisionnement en traverses 3, convoyeurs de stockage, permet de stationner le portique 53 côté train tout en permettant le travail d’approvisionnement et d’évacuation des traverses 3 par le second portique 53 situé côté wagons de traverses 3. Ce dimensionnement permet de poursuivre le travail même si l’un des deux portiques 53 tombait en panne, avec comme intérêt de pouvoir restituer la voie très rapidement. Actuellement il n’existe aucun portique en capacité de travailler avec un dévers de 160 mm et des rampes de 35/1000. Les portiques 53 d’un train selon l’invention le permettent grâce à des galets presseurs 54 comme illustrés à la figure 12, et à des systèmes d’anti- basculement 55, y compris au niveau des ponts de jonction des différents wagons. Les portiques 53 permettent ainsi d’intervenir sur une voie sans remaniement préalable du dévers, donc de supprimer les longueurs de ralentissement, les moyens et les coûts induits par ces modifications préalables de dévers. Les galets presseurs 54 sont des systèmes additionnels qui sont mis en place lorsque le système de traction/freinage principal du portique 53 est insuffisant c’est-à-dire dans les rampes de 15 à 35 pour mille. Sur chaque portique 53, deux galets 54 viennent appliquer latéralement un effort contre le wagon, qui a été équipé de plats latéraux 60 qui servent à l’appui des galets 54. Une fois appuyés latéralement, et non verticalement pour éviter de délester le portique 53 et donc de le faire patiner, ces galets 54 réalisés dans un matériau prévu pour la friction, sont entraînés par des moteurs 58 et créent un renfort supplémentaire de traction et freinage. Les galets presseurs 54 ont pour objectif d’empêcher les portiques 53 de patiner lorsque le train 50 de renouvellement se retrouve en pente.
En se référant à la figure 12, les systèmes d’anti basculement 55 des portiques 53 ont été ajoutés afin d’éviter tout risque de déraillement et basculement des portiques 53, notamment lors de forts dévers. Ces systèmes anti-basculement 55 sont constitués par des crochets 59 venant entourer des plats latéraux 60, ou plats d’arrêts qui servent aussi à la poussée des galets presseurs 54. Les galets presseurs 54 comme les systèmes anti-basculements 55 ont été conçus pour accepter deux hauteurs de plats latéraux 60 sur le wagon. Ainsi, au niveau des passages de ponts de jonctions de wagon (système qui doit coulisser et s’orienter pour accepter les courbes) les deux systèmes fonctionnent sans zone de discontinuité, soit sur le plat supérieur soit sur le plat inférieur, et avec une zone de recouvrement. Les systèmes anti-basculement ont pour objectif d’empêcher les portiques 53 de dérailler et de basculer hors du wagon comportant le module d’approvisionnement et d’évacuation des traverses 3, lorsque le train se retrouve en dévers sur la voie ferrée 1.
La figure 7 illustre un exemple d’une séquence d’un train 50 de renouvellement selon l’invention, apte à assurer une partie des fonctions décrites précédemment et réalisées avec les différents modules correspondants.
La figure 13 illustre l’agencement du module de bourrage 71 dans un train de renouvellement 50 selon l’invention. Ce module supporte un poste de balayage 61, un poste de stabilisation 62, un chemin de roulement 63, un poste de bourrage 64, un poste de relevage 65, et un volet régaleur 66.
Les figures 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f montrent l’évolution de la voie ferrée respectivement dans une configuration hors travaux (configuration fonctionnelle de la voie ferrée 1), une configuration de chasse du ballast sain 12 sur les deux côtés de la voie ferrée 1, une configuration pour laquelle la voie ferrée 1 est dégarnie, c'est-à-dire dépourvue du ballast 4 dégradé, une configuration de remise en voie du ballast criblé, dans une configuration de remise en place du ballast écarté préalablement sur les têtes de traverses et dans une configuration de ballastage et profilage des banquettes à l’aide d’un régaleur.

Claims (13)

  1. REVENDI CATI ONS
    1. Train (50) de renouvellement de voies ferrées (1), caractérisé en ce qu’il comprend,
    Un équipement de dégarnissage intégré avec un module de criblage et remise en voie de ballast criblé (4),
    Un module d’aspiration (51) réalisée en début et fin de zone pour éviter des bosses dues aux rampes de début et de fin de dégarnissage,
    Un module de bourrage/stabilisation (71) et de balayage intégré,
    Un module de pré-libération intégré incluant des fours et permettant de fixer les rails (2) aux traverses (3) à une température maîtrisée,
    Un module de serrage automatique des différentes attaches.
    Un module de desserrage automatique des différentes attaches.
    Un module de traction complémentaire qui, couplé à la chenille du train, permet de travailler dans n’importe quelle rampe et dévers, même les plus extrêmes.
  2. 2. Train de renouvellement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’équipement de dégarnissage est apte à prélever le ballast (4) au niveau d’une zone réduite (8, 9) et localisée au droit de chaque rail (2) où ledit ballast (4) est susceptible d’être le plus dégradé.
  3. 3. Train de renouvellement selon la revendication 2, caractérisé en ce que l’équipement de dégarnissage est apte à prélever le ballast dégradé sur une zone (8) de largeur réduite de la voie ferrée (1), correspondant à moins de 70% de la largeur totale de ladite voie ferrée.
  4. 4. Train de renouvellement selon l’une quelconque des revendications 1 à
    3, caractérisé en ce que le module de criblage est apte à trier le ballast (4) prélevé de manière à pouvoir redéposer sur la voie (1) le ballast (4) sain prélevé.
  5. 5. Train de renouvellement selon l’une quelconque des revendications 1 à
    4, caractérisé en ce qu’il comprend un équipement apte à assurer le dépôt de ballast neuf (4) pour compléter le dépôt de ballast sain criblé.
  6. 6. Train de renouvellement selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l’équipement de remise en voie est apte à assurer le dépôt du ballast sain (4) en sous-couche (13) pour former une assise.
  7. 7. Train de renouvellement selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dépôt de ballast (4) sain en sous-couche (13) est réalisé avec une engravure (14).
  8. 8. Train de renouvellement selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu’il comprend un équipement (70) d’évacuation des traverses (3) usagées et d’approvisionnement de traverses neuves (3).
  9. 9. Train de renouvellement selon la revendication 8, caractérisé en ce que l’équipement (70) d’évacuation des traverses usagées (3) et d’approvisionnement de traverses neuves (3) fonctionne au moyen d’au moins deux portiques motorisés (53), les deux portiques assurant la manutention et le transfert des traverses neuves ou usagées.
  10. 10. Train de renouvellement selon la revendication 9, caractérisé en ce que chaque portique (53) est doté de roues (56) pour pouvoir circuler le long du train (50), et en ce que chaque portique (53) est associé à des moyens d’anti-patinage (54) et d’anti-basculement (55).
  11. 11. Train de renouvellement selon l’une quelconque des revendications 1 à
    10, caractérisé en ce que le module d’aspiration (51) comprend des buses (52) d’aspiration aptes à venir au contact du ballast (4) sur la voie (1 ).
  12. 12. Train de renouvellement selon l’une quelconque des revendications 1 à
    11, caractérisé en ce que le module (71) de bourrage comprend un poste de balayage (61), un poste de stabilisation (62), un poste de relevage (65), un chemin de roulement (63), un volet régulateur (66) et un poste de bourrage (64) à proprement parler.
  13. 13. Train de renouvellement selon l’une quelconque des revendications 1 à
    12, caractérisé en qu’il possède une longueur totale inférieure à 750 m.
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    6 Μ
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