WO2015015074A1 - Wagon de traitement du ballast et procede de renouvellement de ballast et de traverses - Google Patents

Wagon de traitement du ballast et procede de renouvellement de ballast et de traverses Download PDF

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WO2015015074A1
WO2015015074A1 PCT/FR2014/051656 FR2014051656W WO2015015074A1 WO 2015015074 A1 WO2015015074 A1 WO 2015015074A1 FR 2014051656 W FR2014051656 W FR 2014051656W WO 2015015074 A1 WO2015015074 A1 WO 2015015074A1
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WO
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ballast
wagon
track
treatment
car
Prior art date
Application number
PCT/FR2014/051656
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Emmanuel Mange
Guillaume Chaine
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Etf
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B27/00—Placing, renewing, working, cleaning, or taking-up the ballast, with or without concurrent work on the track; Devices therefor; Packing sleepers
    • E01B27/06—Renewing or cleaning the ballast in situ, with or without concurrent work on the track
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D15/00—Other railway vehicles, e.g. scaffold cars; Adaptations of vehicles for use on railways
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B27/00—Placing, renewing, working, cleaning, or taking-up the ballast, with or without concurrent work on the track; Devices therefor; Packing sleepers
    • E01B27/06—Renewing or cleaning the ballast in situ, with or without concurrent work on the track
    • E01B27/10—Renewing or cleaning the ballast in situ, with or without concurrent work on the track without taking-up track
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T30/00—Transportation of goods or passengers via railways, e.g. energy recovery or reducing air resistance

Definitions

  • the invention relates to a ballast treatment wagon, a combined ballast and tie renewal process and a work train using such a wagon.
  • RGB Channel Renewal
  • RB Ballast Renewal
  • a Lane Renewal train equipped for both Crossing Renewal (RT) and Rails Renewal (RR); some of the machines capable of performing these operations are also capable of excavating used ballast, to facilitate RT and RR operations, but the excavated ballast is thrown behind the RV train,
  • a balancer who carries out the Ballast Renewal, equipped for this purpose with systems for excavating the ballast under the track, to reprocess the excavated ballast by screening and to restart the ballast whose grain size criteria are accepted by the network. , as well as, in some machines, to make a contribution of new ballast.
  • a disadvantage of this method is the need to successively involve two separate trains, which makes the organization of the site complex, particularly in the dense areas, and multiplies the interventions and risks.
  • RGB Another known method of RGB is to use a machine capable of carrying out the installation of new sleepers and the excavation of the ballast, but which requires before its passage the total dismantling of sleepers and old rails.
  • this operation is carried out by cutting off the 18-meter element track (track panels) which are removed via a specific wagon or simple road-rail excavators. Once the panels are removed, a raceway is placed on the ballast to allow the machine to circulate and excavate the ballast longitudinally and then the sleepers. New conveyors are inserted between the temporary track and the bottom of the excavation. After the removal of the temporary raceway, the final rails are placed and secured to the sleepers.
  • a major disadvantage of this method lies in the preparatory part upstream of the passage of the machine: the disassembly of the old way. Indeed, a large length of rail in front of the machine must be deposited, which in case of failure involves the resetting track signs already stored on cars and therefore delayed track restitutions.
  • the implementation of this machine induces relatively low yields due in particular to the complexity of supply cross ties and a limited excavation capacity. In addition, the usual operations of ballasting and lane lifting are still necessary to make the track its final geometry.
  • a third method consists in using lighter means of gantry type of railway laying. These gantries roll on the rails previously unloaded on both sides of the track and replace 18m track panels previously cut. They store old track panels on dedicated cars and place new track signs in place of old ones. In the meantime, a stripping of the ballast with bulldozer or shovel means can be achieved.
  • the invention proposes a railway wagon comprising processing means adapted to separate the used ballast reusable ballast and unusable ballast, further comprising means for raising the track and rebroadcasting means.
  • Used ballast wagons for example by means of one or more screens, are known.
  • the usual treatment of used ballast results in a separation of reusable treated ballast, including acceptable particle size according to operator standards, and unusable treated ballast called "land".
  • the reusable ballast is returned to the lane without prior lifting of sleepers and rails.
  • the excavation of used ballast necessarily leads to a decrease in the volume of ballast of the track and therefore to a lowering of the level of sleepers and rails. Upgrading the track requires other machines such as tampers to be moved later so that part of the added ballast is placed under the sleepers and the track finds a geometry adapted to the speed of commercial traffic.
  • the wagon according to the invention comprises means for raising the track, that is to say the rails and sleepers fixed thereto, as well as means for resetting the ballast track, so as to improve the geometry of the the way before its restitution to the commercial traffic, and thus to increase the rate of LTV.
  • This treatment car can therefore be called a screening / lifting car.
  • the wagon may comprise a front end and a rear end, said lifting means being disposed between the front end and the ballast reset means.
  • the wagon according to the invention preferably comprises a direction of use in works, that is to say a front end and a rear end in the direction of advancement of the site.
  • the means for raising the rails are preferably located upstream of the ballast means, so that ballast takes place under the sleepers and the ballast reset operation also results in a bearing. of the way.
  • the resetting means may be provided for putting in track reusable ballast and / or new ballast.
  • the ballast set up may be reusable treated ballast, new ballast or a combination of both.
  • the wagon may further comprise a ballast tamping unit.
  • the stuffing unit may advantageously be located between the means of restoring the track and the rear end of the wagon.
  • the wagon may comprise first means of transport for transporting the used ballast from the front end of the wagon to the processing means.
  • the wagon according to the invention comprises for example a first belt conveyor for receiving used ballast, transporting it and delivering it to the ballast processing means.
  • This used ballast could be excavated by a renewal machine hitched at least indirectly to the treatment car according to the invention and comprising a ballast stripping module.
  • the invention proposes two variants with regard to the new ballast:
  • the wagon may comprise second transport means for transporting new ballast, preferably from the rear end of the wagon to the restarting means.
  • the wagon may comprise for example a second belt conveyor for receiving and transporting new ballast; this new ballast may come from ballast storage wagons coupled at least indirectly to the treatment wagon according to the invention,
  • the wagon may further comprise second transport means for transporting new ballast, preferably from the rear end to the front end of the wagon; in this variant, the second transport means are provided to evacuate the new ballast to another wagon coupled to the wagon according to the invention, the new ballast just passing through the wagon treatment.
  • the two variants can be combined, the new ballast transported by the second transport means can be divided into two streams, a stream to be returned to the track and a flow to be evacuated.
  • the wagon may further comprise third means of transport for transporting the unusable ballast, preferably to the rear end of the wagon.
  • the unusable ballast is recovered at the end of the treatment and evacuated by third means of transport, for example to storage wagons coupled at least indirectly to the rear of the wagon according to the invention.
  • the invention also relates to a work train comprising a used ballast treatment wagon according to the invention.
  • the work train may comprise, hitched at least indirectly to the ballast treatment car:
  • a tie and ballast renewal machine comprising a ballast stripping module, a means for removing old ties, a means for installing new sleepers and a means of transport for delivering the used ballast to said treatment car,
  • the train of work according to the invention makes it possible to perform the combined renewal of ballast and sleepers, which will be called RBT.
  • the ballast stripping module is embedded in a ballast renewal machine and sleepers such as a car integrated into a renewal train.
  • this train of renewal of sleepers and ballast comprises a train of wagons storage new sleepers and old sleepers, advantageously located at the front of the train.
  • This renewal machine also comprises means of transport for evacuating the used ballast, generally towards the rear.
  • This used ballast is received by the first means of transport of the treatment car coupled directly or indirectly to the stripping car.
  • the wagon of the treatment wagon is hitched directly or indirectly a train of ballast storage wagons.
  • the second transport means of the treatment wagon according to the invention make it possible to recover the new ballast delivered by the lower transport means of the storage wagons.
  • the third transport means of the treatment wagon according to the invention make it possible to unload the unusable ballast, the "lands", on the upper transport means of the storage wagons, with a view to directing it towards one or more storage wagons.
  • 'At least indirectly coupled' means that there may exist - for example between the renewal machine and the processing wagon - other wagons, for example servitude, having a 'dual flow' capacity, that is i.e. comprising at least two ballast transport means, preferably an upper transport means and a lower transport means, so that two different grades of ballast can pass through this service wagon, preferably in two different directions.
  • the ballast stripping module may be located between the means for removing the old sleepers and the laying means of the new sleepers.
  • the train of ballast storage wagons may comprise double-flow storage wagons, comprising means of transport for delivering the new ballast to the treatment wagon and means of transport for receiving unusable ballast.
  • a double-flow storage wagon is understood to mean a wagon comprising one or more storage boxes, an upper means of transport and a lower means of transport.
  • the upper means of transport makes it possible to fill the boxes, the lower transport means makes it possible to empty them by gravity, so that within one and the same train, such wagons can store different materials, for example new ballast or used ballast.
  • the upper and / or lower means of transport may belong individually to each wagon or may be shared by all or part of the train.
  • the work train may further comprise, coupled at least indirectly to the ballast treatment wagon and the train of ballast storage cars, a double-flow stuffing wagon.
  • Such a car may comprise:
  • ballast • Two means of transporting the ballast so that ballast, including new ballast and non-reusable used ballast, can circulate between the process wagon and the dual flow storage wagons.
  • This stuffing wagon makes it possible to refine the placement of the track at a defined geometry (laterally: dressage of the track and vertically: leveling of the track) close to the final geometry. Thanks to that organization, this operation comes immediately after stripping and rebroadcasting.
  • the invention also relates to a ballast renewal method using a work train, comprising the steps of:
  • the method may further comprise the step of:
  • the process may be followed by one of the following steps:
  • the stuffing operation whether carried out by the ballast treatment wagon or by a double-flow stuffing wagon, makes it possible to obtain, immediately after the passage of the work train, a track geometry very close to the final geometry.
  • the RBT is realized using a single train composed of: o Servicing wagons and storage of new and old sleepers,
  • the rails in turn are replaced in a second step, that is to say that the old rails are first replaced on the new sleepers, then replaced later preferably by a known method that does not require removing new rails beforehand on the track, and therefore does not impose a slowdown in commercial traffic. In any case, the replacement of the rails does not give rise to an LTV.
  • FIG. 1A represents in elevation a treatment car according to the invention
  • FIG. 1B represents the circulation of the ballast flows in this wagon
  • FIG. 1C represents in elevation a first variant of a treatment car according to the invention
  • FIG. 1D shows the flow of ballast flows in this first wagon variant
  • FIG. 2A represents in elevation a treatment car according to the invention inserted in a work train.
  • FIG. 2B represents the circulation of the ballast flows in this work train.
  • Figure 3 shows in elevation a double-flow stuffing wagon.
  • the ballast treatment wagon according to the invention 100 illustrated in FIG. 1A is designed to move from right to left in the drawing (arrow F), that is to say in the direction of progression of a train of work in which it is incorporated.
  • the words “before”, “back”, “in front”, “behind”, “upstream”, “downstream” constantly refer to this direction of progression of the train.
  • the ballast treatment wagon has a front end 100a and a rear end 100b.
  • the ballast treatment wagon according to the invention 100 is illustrated coupled to a double flow storage wagon 300. It comprises, mounted on a rail frame 101:
  • a power generation plant 102 so that the wagon is autonomous in energy
  • a first ballast transport means 110 in the form of a first conveyor belt, located in the upper part of the wagon, and passing especially above the power plant 102; this first belt conveyor 110 is especially designed to receive ballast 510 excavated by a stripping module located upstream in the work train, and transporting it from the front end 100a of the wagon to a processing unit,
  • At least one processing unit in the form of a screen 103 provided to receive the used ballast 210 transported by the first belt conveyor 110; the screen 103 is inclined at a determined angle close to 40 ° with respect to the horizontal, so that the upper part of the screen is oriented towards the rear 100b of the treatment car,
  • a second ballast transport means 120 in the form of a second belt conveyor, located in the lower part of the wagon, and passing especially below the screen 103; this second belt conveyor 120 is provided to receive new ballast delivered by the lower transport means 330 of the double flow storage car 300 and to convey it from the rear 100b of the car to a resetting means; in FIGS. 1A and 1B, this second belt conveyor 120 is composed of two successive parts 120a and 120b,
  • a third ballast conveyance 130 in the form of a third belt conveyor which extends below the screen 103 and substantially at the same inclination to the horizontal as the screen 103; this third belt conveyor 130 is provided to collect the ballast treated by the sieve 103 but not reusable, and raise it to the upper part of the wagon 100, so as to be able to transport it backwards 100b of the wagon and to deliver it on the upper conveyance 320 of the double flow storage car 300.
  • the reusable ballast that escapes from the screen 103 is re-routed via at least one distributor 104 allowing a precise and localized distribution of the reusable treated ballast 204.
  • the new ballast delivered by the second belt conveyor 120 in addition to the reusable ballast, is returned to track at at least one bow 105, behind the distributor 104, allowing the filling of the ballast track.
  • the new ballast may be delivered preferably upstream of the retrofitted ballast to fill the areas under the most requested track but it can also be postponed.
  • FIG. 1B illustrates more particularly the ballast flows:
  • the treatment car 100 further comprises, upstream of the distributor
  • the wagon 100 therefore comprises:
  • a bow 105 for placing the ballast new, so that the new ballast layer is placed above the reusable ballast.
  • the wagon 100 may further comprise a ballast tamping unit which has just been put back in track, situated downstream of the means of restoring the track.
  • FIGS. 1C and 1D illustrate a variant 100 'of the ballast treatment wagon according to the invention which differs from the treatment wagon 100 previously described only in that the second transport means 120 extend to the front end 100'a of the wagon so as to deliver new ballast to the car coupled upstream of the treatment car 100 '.
  • the second transport means 120 consist of three segments of conveyors 120a, 120b and 120c of the rear end 100'b rear to the front end 100'a of the wagon; the foremost segment 120c extends below the power plant 102.
  • this variant of car 100 ' is not intended to put back into ballast nine, there is no new ballast flow for resetting the track.
  • the new ballast stream 220 extends to the front end of the car 100 '.
  • this variant of wagon may also include a bow.
  • the new ballast stream 220 could be separated into a new ballast stream 220 'for resetting and a new ballast stream 220 "which extends to the front end of the ballast. car.
  • the treatment wagons 100, 100 'illustrated have a front end and a rear end and are therefore not reversible in use, which can be a disadvantage in the constitution of the work train.
  • a treatment wagon 100 "comprises two hoppers inclined at substantially additional angles as well as first and third suitable transport means, so as to supply used ballast the hopper whose upper part is oriented towards the rear end of the wagon.
  • FIGS. 2A and 2B illustrate a portion of work train in which a processing car 100 is inserted. This treatment car is coupled:
  • ballast renewal and cross-substitution machine 400 intended to replace the crosspieces and also comprising a ballast stripping module 420, similar to that described in the application F 2 926 094,
  • FIG. 3 illustrates a double-flow stuffing wagon 600 which can be advantageously integrated in such a work train, between the processing wagon according to the invention 100, 100 'and the train of double-flow storage wagons 300.
  • a wagon can to include:
  • a tamping unit 620 making it possible to consolidate the layer or layers of ballast that have been put back on the track by the processing car 100,
  • the double-flow stuffing wagon usually has a front end 600a and a rear end 600b because it is preferable that the rail lift be performed before the stuffing; the group of rail clamps 610 is in this case located upstream with respect to the stuffing unit 620.
  • the belt conveyors 630, 640 operate in opposite directions, so that this double-flow tamping wagon makes it possible to exchange ballast streams of different quality from one end to the other of the wagon.
  • This car can be made reversible by providing two groups of rail clamps, each located on either side of the stuffing unit 620, knowing that the carriers each have the ability to operate in both directions.
  • screening wagon and the double-feed stuffing wagon are not related to the context and organization described above, they could be used in different contexts and organizations.

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Abstract

Wagon ferroviaire (100), train de travaux comportant un tel wagon, ainsi que procédé de renouvellement utilisant un tel wagon comportant des moyens de traitement (103) adaptés pour séparer le ballast usagé en ballast réutilisable et en ballast inutilisable, comportant en outre des moyens de relevage (106) des rails et des moyens de remise en voie (104, 105) de ballast. Les moyens de remise en voie (104, 105) peuvent être prévus pour mettre en voie du ballast réutilisable et/ou du ballast neuf.

Description

WAGON DE TRAITEMENT DU BALLAST ET PROCEDE DE RENOUVELLEMENT DE BALLAST ET DE TRAVERSES.
L'invention concerne un wagon de traitement du ballast, un procédé combiné de renouvellement de ballast et de traverses et un train de travaux utilisant un tel wagon.
Le renouvellement complet des matériaux constitutifs d'une voie ferrée (rails, traverses, ballast), aussi appelé RVB (Renouvellement Voie et Ballast), est un chantier complexe sur lequel pèsent de nombreuses contraintes qui tiennent pour la plupart à l'impossibilité, dans certains cas, d'interrompre totalement la circulation des trains sur la voie pendant les travaux ; en conséquence les travaux ont habituellement lieu de nuit et la voie est restituée à la circulation pendant la journée. Parmi ces contraintes on peut citer :
- La voie restituée fait l'objet d'une Limitation Temporaire de Vitesse
(LTV), mais la vitesse autorisée doit être la plus proche possible de la vitesse commerciale ; ceci implique que la géométrie de la voie restituée soit la plus proche possible de la géométrie finale,
- Il faut anticiper le cas toujours possible de panne d'une machine, ce qui conduit également à privilégier les procédés qui minimisent l'emprise du chantier sur la voie,
- Les zones densément peuplées telles que l'Ile de France sont plus difficiles à traiter à cause de la présence de nombreux ouvrages d'art tels que ponts, quais... et de passages à gabarit réduit, - Malgré ces difficultés, le rendement du chantier (en mètres par heure) doit bien entendu être maintenu à une valeur acceptable.
Un procédé connu de RVB consiste à dissocier les opérations de Renouvellement de Voie (RV), c'est-à-dire traverses et rails, des opérations de Renouvellement de Ballast (RB). Ce procédé utilise donc au moins deux machines ou ensembles de machines :
- Un train de Renouvellement de Voie, équipé à la fois pour le Renouvellement des Traverses (RT) et le Renouvellement des Rails (RR) ; certaines des machines capables de réaliser ces opérations sont également capables d'excaver du ballast usagé, pour faciliter les opérations de RT et RR, mais le ballast excavé est rejeté derrière le train de RV,
- Une dégarnisseuse qui effectue le Renouvellement de Ballast, équipée à cet effet de systèmes permettant d'excaver le ballast sous la voie, de retraiter par criblage le ballast excavé et de remettre en voie le ballast dont les critères de granulométrie sont acceptés par le réseau, ainsi que, dans certaines machines, de procéder à un apport de ballast neuf. Un inconvénient de ce procédé est la nécessité de faire intervenir successivement deux trains distincts, ce qui rend complexe l'organisation du chantier, particulièrement dans les zones denses, et multiplie les interventions et les risques.
Un autre procédé connu de RVB consiste à utiliser une machine capable d'effectuer la mise en place des traverses neuves et l'excavation du ballast, mais qui nécessite avant son passage le démontage total des traverses et des rails anciens. En général, cette opération se réalise par le tronçonnage de la voie en élément de 18 mètres (panneaux de voies) qui sont ôtés via un wagon spécifique ou de simples pelles rail-route. Une fois les panneaux retirés, un chemin de roulement est placé sur le ballast afin de permettre à la machine de circuler et d'excaver le ballast dans le sens longitudinal, puis les traverses neuves convoyées sont insérées entre le chemin de roulement provisoire et le fond de fouille. Après le retrait du chemin de roulement provisoire, les rails définitifs sont mis en place et solidarisés aux traverses.
Un inconvénient majeur de ce procédé réside dans la partie préparatoire en amont du passage de la machine : le démontage de la voie ancienne. En effet, une longueur de rail importante devant la machine doit être déposée, ce qui en cas de panne implique la remise en voie des panneaux de voie déjà stockés sur des wagons et donc des restitutions de voie retardées. La mise en œuvre de cette machine induit des rendements relativement faibles dus notamment à la complexité de P approvisionnement des traverses et une capacité d'excavation limitée. De plus, les opérations habituelles de ballastage et de relevage de la voie sont encore nécessaires afin de rendre à la voie sa géométrie définitive.
Un troisième procédé consiste à utiliser des moyens plus légers de type portiques de pose ferroviaires. Ces portiques roulent sur les rails préalablement déchargés de part et d'autre de la voie et substituent des panneaux de voie de 18 m préalablement tronçonnés. Ils stockent les panneaux de voie ancienne sur des wagons dédiés et placent des panneaux de voie neuve en lieu et place des anciens. Entre temps, un dégarnissage du ballast avec des moyens de type bulldozer ou pelle peut être réalisé.
Ce procédé entraîne de nombreux inconvénients :
• les rendements obtenus sont très faibles (de l'ordre de 50 m/h maximum),
• une grande portion de voie est mise à nue, ce qui peut être extrêmement pénalisant en cas de panne du matériel,
• les portiques roulant sur des rails déchargés de part et d'autre de la voie nécessitent l'interruption des circulations sur la voie contigue ce qui est très pénalisant vis-à-vis de l'exploitation commerciale du réseau,
• ce procédé est d'une gestion complexe à cause de la coactivité générée par la proximité des opérations de substitution de panneaux (neufs/anciens) et de dégarnissage, ce qui accroît le risque lié à la sécurité du personnel.
Il existe donc un besoin de rationaliser les opérations de renouvellement de traverses, de rails et de ballast.
A cet effet, l'invention propose un wagon ferroviaire comportant des moyens de traitement adaptés pour séparer le ballast usagé en ballast réutilisable et en ballast inutilisable, comportant en outre des moyens de relevage de la voie et des moyens de remise en voie de ballast.
Des wagons de traitement de ballast usagé, par exemple au moyen d'un ou plusieurs cribles, sont connus. Le traitement habituel du ballast usagé aboutit à une séparation entre du ballast traité réutilisable, comportant notamment une granulométrie acceptable selon les normes de l'opérateur, et du ballast traité inutilisable, appelé « terres ». Dans l'état de l'art, le ballast réutilisable est remis en voie sans relevage préalable des traverses et des rails. Or l'excavation du ballast usagé conduit nécessairement à une diminution du volume de ballast de la voie et donc à un abaissement du niveau des traverses et des rails. Remettre la voie à niveau impose de faire passer ultérieurement d'autres machines telles que des bourreuses de façon qu'une partie du ballast ajouté se place sous les traverses et que la voie retrouve une géométrie adaptée à la vitesse des circulations commerciales. Le wagon selon l'invention comporte des moyens de relevage de la voie, c'est-à-dire des rails et des traverses qui y sont fixées, ainsi que des moyens de remise en voie de ballast, de façon à améliorer la géométrie de la voie avant sa restitution au trafic commercial, et donc augmenter le taux de LTV.
Ce wagon de traitement peut donc être appelé wagon de criblage/relevage.
Avantageusement, le wagon peut comporter une extrémité avant et une extrémité arrière, lesdits moyens de relevage étant disposés entre l'extrémité avant et les moyens de remise en voie de ballast. Le wagon selon l'invention comporte de préférence un sens d'utilisation en travaux, c'est-à-dire une extrémité avant et une extrémité arrière dans le sens d'avancement du chantier. Les moyens de relevage des rails sont de préférence situés en amont des moyens de remise en voie de ballast, de façon à ce que du ballast prenne place sous les traverses et que l'opération de remise en voie du ballast se traduise également par un relèvement de la voie.
Avantageusement, les moyens de remise en voie peuvent être prévus pour mettre en voie du ballast réutilisable et/ou du ballast neuf.
Le ballast mis en voie peut être du ballast traité réutilisable, du ballast neuf ou une combinaison des deux.
Avantageusement, le wagon peut comporter en outre une unité de bourrage de ballast.
Le bourrage du ballast juste après sa remise en voie, par le même wagon, permet de consolider la voie très rapidement. L'unité de bourrage peut avantageusement être située entre les moyens de remise en voie et l'extrémité arrière du wagon.
Avantageusement, le wagon peut comporter des premiers moyens de transport pour transporter le ballast usagé de l'extrémité avant du wagon vers les moyens de traitement.
Le wagon selon l'invention comporte par exemple un premier convoyeur à bande pour recevoir du ballast usagé, le transporter et le délivrer aux moyens de traitement du ballast. Ce ballast usagé a pu être excavé par une machine de renouvellement attelée au moins indirectement au wagon de traitement selon l'invention et comportant un module de dégarnissage de ballast.
L'invention propose deux variantes en ce qui concerne le ballast neuf :
- Dans une première variante, le wagon peut comporter des seconds moyens de transport pour transporter du ballast neuf, de préférence de l'extrémité arrière du wagon jusqu'aux moyens de remise en voie. Dans cette variante, le wagon peut comporter par exemple un second convoyeur à bande pour recevoir et transporter du ballast neuf ; ce ballast neuf peut provenir de wagons de stockage de ballast attelés au moins indirectement au wagon de traitement selon l'invention,
- Dans une seconde variante, le wagon peut comporter en outre des seconds moyens de transport pour transporter du ballast neuf, de préférence de l'extrémité arrière jusqu'à l'extrémité avant du wagon ; dans cette variante, les seconds moyens de transport sont prévus pour évacuer le ballast neuf vers un autre wagon attelé au wagon selon l'invention, le ballast neuf ne faisant que traverser le wagon de traitement.
Bien entendu, les deux variantes peuvent se combiner, le ballast neuf transporté par les seconds moyens de transport pouvant être divisé en deux flux, un flux pour être remis en voie et un flux pour être évacué.
Avantageusement, le wagon peut comporter en outre des troisièmes moyens de transport pour transporter le ballast inutilisable, de préférence jusqu'à l'extrémité arrière du wagon.
Le ballast inutilisable est récupéré à l'issue du traitement et évacué par des troisièmes moyens de transport, par exemple vers des wagons de stockage attelés au moins indirectement à l'arrière du wagon selon l'invention.
L'invention porte également sur un train de travaux comportant un wagon de traitement de ballast usagé selon l'invention.
Avantageusement, le train de travaux peut comporter, attelés au moins indirectement au wagon de traitement de ballast :
- une machine de renouvellement de traverses et de ballast, comportant un module de dégarnissage de ballast, un moyen de dépose des traverses anciennes, un moyen de pose de traverses neuves et un moyen de transport pour délivrer le ballast usagé audit wagon de traitement,
- une rame de wagons de stockage de ballast. Le train de travaux selon l'invention permet d'effectuer le renouvellement combiné de ballast et de traverses, que l'on appellera RBT.
Le module de dégarnissage de ballast est embarqué dans une machine de renouvellement de ballast et de traverses tel qu'un wagon intégré au sein d'un train de renouvellement. Bien entendu, ce train de renouvellement de traverses et ballast comporte une rame de wagons de stockage de traverses neuves et des traverses anciennes déposées, avantageusement située à l'avant du train.
Cette machine de renouvellement comporte également des moyens de transport pour évacuer le ballast usagé, généralement vers l'arrière. Ce ballast usagé est reçu par les premiers moyens de transport du wagon de traitement attelé directement ou indirectement au wagon de dégarnissage.
A Tanière du wagon de traitement est attelée directement ou indirectement une rame de wagons de stockage de ballast. Les seconds moyens de transport du wagon de traitement selon l'invention permettent de récupérer le ballast neuf délivré par les moyens de transport inférieurs des wagons de stockage.
Les troisièmes moyens de transport du wagon de traitement selon l'invention permettent de décharger le ballast inutilisable, les « terres », sur les moyens de transport supérieurs des wagons de stockage, en vue de le diriger vers un ou plusieurs wagons de stockage.
Par « attelé au moins indirectement », on entend qu'il peut exister - par exemple entre la machine de renouvellement et le wagon de traitement - d'autres wagons, par exemple de servitude, ayant une capacité « double flux », c'est-à-dire comportant au moins deux moyens de transport de ballast, de préférence un moyen de transport supérieur et un moyen de transport inférieur, de sorte que deux qualités différentes de ballast peuvent traverser ce wagon de servitude, de préférence dans deux sens différents.
Avantageusement, le module de dégarnissage de ballast peut être situé entre le moyen de dépose des traverses anciennes et le moyen de pose des traverses neuves. Avantageusement, la rame de wagons de stockage de ballast peut comporter des wagons de stockage double flux, comportant des moyens de transport pour délivrer le ballast neuf au wagon de traitement et des moyens de transport pour en recevoir du ballast inutilisable.
On entend par wagon de stockage double flux un wagon comportant une ou plusieurs caisse(s) de stockage, un moyen de transport supérieur et un moyen de transport inférieur. Le moyen de transport supérieur permet de remplir les caisses, le moyen de transport inférieur permet de les vider par gravité, de sorte qu'au sein d'une même rame, de tels wagons peuvent stocker des matières différentes, par exemple du ballast neuf ou du ballast usagé. Les moyens de transport supérieur et/ou inférieur peuvent appartenir individuellement à chaque wagon ou être partagés par tout ou partie de la rame.
Avantageusement, le train de travaux peut comporter en outre, attelé au moins indirectement au wagon de traitement de ballast et à la rame de wagons de stockage de ballast, un wagon de bourrage double flux.
Dans l'état de l'art, les opérations de bourrage sont réalisées après le passage de train de travaux à l'aide d'engins spécifiques.
Entre la rame double flux et le wagon de criblage/relevage, il est avantageux d'intégrer un wagon de bourrage double flux. Un tel wagon peut comporter :
• Des moyens de relevage des rails,
• Un module de bourrage du ballast,
• Deux moyens de transport du ballast, de façon à permettre à du ballast, notamment le ballast neuf et le ballast usagé non réutilisable, de circuler entre le wagon de traitement et les wagons de stockage double flux.
Ce wagon de bourrage permet d'affiner le placement de la voie à une géométrie définie (latéralement : dressage de la voie et verticalement : nivellement de la voie) proche de la géométrie définitive. Grâce à cette organisation, cette opération intervient tout de suite après le dégarnissage et la remise en voie de ballast.
De plus, intégré dans un train de travaux, il permet de réduire encore la durée du chantier et de réduire le nombre d'engins qui doivent intervenir sur un chantier.
L'invention porte également sur un procédé de renouvellement de ballast à l'aide d'un train de travaux, comportant les étapes consistant à :
• A l'aide d'une machine de renouvellement comportant un module de dégarnissage de ballast, dégarnir au moins partiellement le ballast d'une voie ferrée et convoyer le ballast usagé vers un wagon de traitement de ballast attelé au moins indirectement à ladite machine de dégarnissage,
• A l'aide du wagon de traitement :
o Traiter le ballast usagé de façon à au moins le séparer en ballast réutilisable et en ballast inutilisable,
o Relever les rails en utilisant des moyens de relevage prévus dans le wagon de traitement,
o Remettre en voie le ballast réutilisable,
o Evacuer le ballast inutilisable.
Avantageusement, le procédé peut en outre comporter l'étape consistant à :
• A l'aide du wagon de traitement, mettre en voie du ballast neuf. Cette mise en voie peut être simultanée à la remise en voie du ballast réutilisable.
Avantageusement, le procédé peut être est suivi de l'une des étapes suivantes :
• A l'aide du wagon de traitement, bourrer le ballast remis en voie,
• Ou, à l'aide d'un wagon de bourrage au moins indirectement attelé audit wagon de traitement : o Relever les rails en utilisant des moyens de relevage prévus dans le wagon de bourrage,
o Bourrer le ballast en utilisant des moyens de bourrage prévus dans le wagon de bourrage.
L'opération de bourrage, qu'elle soit réalisée par le wagon de traitement de ballast ou par un wagon de bourrage double flux, permet d'obtenir immédiatement après le passage du train de travaux une géométrie de voie très proche de la géométrie définitive.
Les avantages obtenus par l'utilisation de ce wagon de traitement de ballast sont les suivants :
• Rendements de RBT élevés du fait du gain de temps généré par le relevage de la voie (relevage des rails et apport de ballast) immédiatement derrière l'excavation,
• Vitesse de restitution de la voie (Taux de LTV) plus élevée ; en effet, après avoir subi une déconsolidation au niveau de la machine de renouvellement, la voie est restituée à la circulation avec une géométrie proche de celle qui est requise pour la voie définitive, en conséquence la vitesse de circulation des trains après les travaux peut-être élevée,
• Diminution du nombre de trains de travaux global sur le chantier : le RBT est réalisé à l'aide d'un seul train composé de : o Wagons de servitude et de stockage des traverses neuves et anciennes,
o Machine de renouvellement intégrant un module de dégarnissage de ballast,
o Wagon de traitement (criblage de ballast et relevage de la voie),
o Rame de wagons de stockage double flux. L'intégration d'une unité de bourrage dans le wagon de criblage/relevage, ou d'un wagon de bourrage double flux derrière ce wagon, permet en outre de :
• Gagner du temps en fin de chantier car le second calage de la voie est effectué immédiatement par ou derrière le wagon de criblage/relevage,
• Augmenter encore le taux de LTV après travaux car la voie a subi deux relevages successifs ce qui la rapproche beaucoup de sa géométrie finale,
· Réduire la durée pendant laquelle la voie est soumise à un LTV,
• Concentrer le nombre d'engins présents sur le chantier et donc les nuisances inhérentes à ces activité et gênantes en zones urbaines (bruit des machines et de l'excavation du ballast, émission de poussières....).
Les rails quant à eux sont remplacés dans un deuxième temps, c'est-à- dire que les rails anciens sont tout d'abord remis en place sur les traverses neuves, puis remplacés ultérieurement de préférence grâce à une méthode connue qui ne nécessite pas de dépose des rails neufs au préalable sur la voie, et donc n'impose pas de ralentissement de la circulation commerciale. En tout état de cause, le remplacement des rails ne donne pas lieu à une LTV.
Des modes de réalisation et des variantes seront décrits ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, avec référence aux dessins annexés dans lesquels :
La figure 1A représente en élévation un wagon de traitement selon l'invention,
La figure 1B représente la circulation des flux de ballast dans ce wagon, La figure 1C représente en élévation une première variante de wagon de traitement selon l'invention,
La figure 1D représente la circulation des flux de ballast dans cette première variante de wagon,
La figure 2A représente en élévation un wagon de traitement selon l'invention inséré dans un train de travaux, La figure 2B représente la circulation des flux de ballast dans ce train de travaux,
La figure 3 représente en élévation un wagon de bourrage double flux.
Le wagon de traitement du ballast selon l'invention 100 illustré en figure 1A est prévu pour circuler de la droite vers la gauche sur le dessin (flèche F), c'est-à-dire dans le sens de progression d'un train de travaux dans lequel il est incorporé. Dans la suite du texte, les mots « avant », « arrière », « devant », « derrière », « amont », « aval » font en permanence référence à ce sens de progression du train. Ainsi le wagon de traitement du ballast comporte une extrémité avant 100a et une extrémité arrière 100b.
Le wagon de traitement du ballast selon l'invention 100 est illustré attelé à un wagon de stockage double flux 300. Il comporte, montés sur un châssis ferroviaire 101 :
- Une centrale de production d'énergie 102, de façon que ce wagon soit autonome en énergie,
- Un premier moyen de transport de ballast 110 sous la forme d'un premier convoyeur à bande, situé en partie haute du wagon, et passant notamment au- dessus de la centrale de production d'énergie 102 ; ce premier convoyeur à bande 110 est notamment prévu pour recevoir du ballast 510 excavé par un module de dégarnissage situé en amont dans le train de travaux, et le transporter de l'extrémité avant 100a du wagon vers une unité de traitement,
- Au moins une unité de traitement sous la forme d'un crible 103, prévu pour recevoir le ballast usagé 210 transporté par le premier convoyeur à bande 110 ; le crible 103 est incliné d'un angle déterminé voisin de 40° par rapport à l'horizontale, de façon que la partie haute du crible soit orientée vers l'arrière 100b du wagon de traitement,
- Un second moyen de transport de ballast 120 sous la forme d'un second convoyeur à bande, situé en partie basse du wagon, et passant notamment au- dessous du crible 103 ; ce second convoyeur à bande 120 est prévu pour recevoir du ballast neuf délivré par le moyen de transport inférieur 330 du wagon de stockage double flux 300 et le convoyer de l'arrière 100b du wagon vers un moyen de remise en voie ; dans les figures 1A et 1B, ce second convoyeur à bande 120 se compose de deux parties successives 120a et 120b,
- Un troisième moyen de transport de ballast 130 sous la forme d'un troisième convoyeur à bande qui s'étend au-dessous du crible 103 et sensiblement à la même inclinaison par rapport à l'horizontale que le crible 103 ; ce troisième convoyeur à bande 130 est prévu pour recueillir le ballast traité par le crible 103 mais non réutilisable, et l'élever jusqu'en partie haute du wagon 100, de façon à pouvoir le transporter vers l'arrière 100b du wagon et le délivrer sur le moyen de transport supérieur 320 du wagon de stockage double flux 300.
Le ballast réutilisable qui s'échappe du crible 103 est remis en voie par l'intermédiaire d'un au moins répartiteur 104 permettant une répartition précise et localisée du ballast traité réutilisable 204.
Le ballast neuf délivré par le second convoyeur à bande 120, en complément du ballast réutilisable, est remis en voie au niveau d'au moins une étrave 105, derrière le répartiteur 104, permettant le remplissage de la voie en ballast. Le ballast neuf peut être remis de préférence en amont du ballast retraité afin de combler les zones sous la voie les plus sollicitées mais il peut être également remis après.
La figure 1B illustre plus particulièrement les flux de ballast :
- ballast usagé 210,
- ballast neuf 220,
- ballast inutilisable 230,
- ballast réutilisable 204 remis en voie,
- ballast neuf 205 remis en voie.
Le wagon de traitement 100 comporte en outre, en amont du répartiteur
104, et donc avant les flux de remise en voie, un groupe de pinces 106 permettant le relevage de la voie, de façon que le ballast remis en voie s'insère sous les traverses.
D'avant en arrière, le wagon 100 comporte donc :
- un groupe de pinces 106 de relevage de la voie,
- un répartiteur 104 de ballast réutilisable,
- une étrave 105pour la mise en voie de ballast neuf, de sorte que la couche de ballast neuf se place au-dessus du ballast réutilisable.
Dans une variante non illustrée, le wagon 100 peut encore comporter une unité de bourrage du ballast qui vient d'être remis en voie, située en aval des moyens de remise en voie.
Les figures 1C et 1D illustrent une variante 100' du wagon de traitement de ballast selon l'invention qui ne diffère du wagon de traitement 100 précédemment décrit qu'en ce que les seconds moyens de transport 120 se prolongent jusqu'à l'extrémité avant 100'a du wagon de façon à délivrer du ballast neuf au wagon attelé en amont du wagon de traitement 100'. Dans la variante illustrée, les seconds moyens de transport 120 se composent de trois segments de transporteurs 120a, 120b et 120c de l'extrémité arrière 100'b arrière à l'extrémité avant 100'a du wagon ; le segment le plus en avant 120c s'étend sous la centrale de production d'énergie 102. En conséquence, cette variante de wagon 100' n'est pas prévue pour remettre en voie de ballast neuf, il n'existe pas de flux de ballast neuf pour remise en voie. En revanche, le flux 220 de ballast neuf se prolonge jusqu'à l'extrémité avant du wagon 100'. En revanche cette variante de wagon peut également comporter une étrave.
Bien entendu, dans une autre variante non illustrée, le flux de ballast neuf 220 pourrait être séparé en un flux de ballast neuf 220' pour remise en voie et un flux de ballast neuf 220" qui se prolonge jusqu'à l'extrémité avant du wagon.
Les wagons de traitement 100, 100' illustrés comportent une extrémité avant et une extrémité arrière et ne sont donc pas réversibles en utilisation, ce qui peut être un inconvénient lors de la constitution du train de travaux. Dans encore une autre variante non illustrée, un wagon de traitement 100" comporte deux trémies inclinées selon des angles sensiblement supplémentaires ainsi que des premiers et troisièmes moyens de transport adaptés, de façon à alimenter en ballast usagé la trémie dont la partie haute est orientée vers l'extrémité arrière du wagon.
Les figures 2A et 2B illustrent une portion de train de travaux dans lequel s'insère un wagon de traitement 100. Ce wagon de traitement est attelé :
- par son extrémité avant 100a, à une machine de renouvellement de ballast et de substitution de traverses 400 prévue pour remplacer les traverses et comportant également un module de dégarnissage de ballast 420, semblable à celui qui est décrit dans la demande F 2 926 094,
- par son extrémité arrière 100b, à une rame de wagons de stockage double flux 300.
Le ballast excavé 520 par le module de dégarnissage 420 est repris par un moyen de transport 410 (ballast 510) de la machine de renouvellement 400 et renvoyé vers l'arrière de la machine. Il est ensuite repris par le premier convoyeur à bande 110 (ballast 210) du wagon de traitement 100. La figure 3 illustre un wagon de bourrage double flux 600 pouvant être avantageusement intégré dans un tel train de travaux, entre le wagon de traitement selon l'invention 100, 100' et la rame de wagons de stockage double flux 300. Un tel wagon peut comporter :
- un groupe de pinces à rails 610 pour le relevage des rails,
- une unité de bourrage 620, permettant de consolider la ou les couche(s) de ballast qui ont été remise(s) en voie par le wagon de traitement 100,
- un transporteur à bande supérieur 630,
- un transporteur à bande inférieur 640.
Comme le wagon de traitement du ballast selon l'invention, le wagon de bourrage double flux comporte habituellement une extrémité avant 600a et une extrémité arrière 600b car il est préférable que le relevage des rails soit effectué avant le bourrage ; le groupe de pinces à rails 610 est donc dans ce cas situé en amont par rapport à l'unité de bourrage 620.
Habituellement, en travaux, les transporteurs à bande 630, 640 fonctionnent dans des sens opposés, de sorte que ce wagon de bourrage double flux permet d'échanger des flux de ballast de qualité différente d'une extrémité à l'autre du wagon.
Ce wagon peut être rendu réversible en prévoyant deux groupes de pinces à rails, situés chacun de part et d'autre de l'unité de bourrage 620, sachant que les transporteurs ont chacun la capacité de fonctionner dans les deux sens.
Bien entendu, le wagon de criblage/relevage et le wagon de bourrage double flux ne sont pas liés au contexte et à l'organisation décrits ci-dessus, ils pourraient être utilisés dans des contextes et des organisations différents.

Claims

Revendications
1. Wagon ferroviaire (100, 100') comportant des moyens de traitement (103) adaptés pour séparer le ballast usagé (210) en ballast réutilisable (204) et en ballast inutilisable (230),
caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de relevage (106) de la voie et des moyens de remise en voie (104, 105) de ballast.
2. Wagon ferroviaire selon la revendication 1,
caractérisé en ce qu'il comporte une extrémité avant (100a) et une extrémité arrière (100b), et en ce que lesdits moyens de relevage (106) sont disposés entre l'extrémité avant et lesdits moyens de remise en voie (104, 105) de ballast.
3. Wagon ferroviaire selon l'une des revendications 1 ou 2,
caractérisé en ce que lesdits moyens de remise en voie (104, 105) sont prévus pour mettre en voie du ballast réutilisable (204) et/ou du ballast neuf (205).
4. Wagon ferroviaire selon l'une des revendications 2 ou 3,
caractérisé en ce qu'il comporte en outre une unité de bourrage de ballast.
5. Wagon ferroviaire selon l'une des revendications 2 à 4,
caractérisé en ce qu'il comporte des premiers moyens de transport (110) pour transporter le ballast usagé (210) de l'extrémité avant (100a) du wagon vers les moyens de traitement (103).
6. Wagon ferroviaire selon l'une des revendications 2 à 5,
caractérisé en ce qu'il comporte des seconds moyens de transport (120a, 120b) pour transporter du ballast neuf (220), de préférence de l'extrémité arrière (100b) du wagon jusqu'aux moyens de remise en voie (104, 105).
7. Wagon ferroviaire (100') selon l'une des revendications 2 à 5,
caractérisé en ce qu'il comporte des seconds moyens de transport (120a, 120b, 120c) pour transporter du ballast neuf (220), de préférence de l'extrémité arrière (100b) jusqu'à l'extrémité avant (100a) du wagon.
8. Wagon ferroviaire selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce qu'il comporte en outre des troisièmes moyens de transport (130) pour transporter le ballast inutilisable (230), de préférence jusqu'à l'extrémité arrière (100b) du wagon.
9. Wagon ferroviaire selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que lesdits moyens de remise en voie du ballast comportent au moins un répartiteur de ballast (104) et/ou au moins une étrave (105).
10. Train de travaux comportant un wagon ferroviaire (100, 100') de traitement de ballast usagé selon l'une des revendications précédentes.
11. Train de travaux selon la revendication 10,
caractérisé en ce qu'il comporte, attelés au moins indirectement audit wagon de traitement de ballast :
- une machine de renouvellement de traverses et de ballast (400), comportant un module de dégarnissage de ballast (420), un moyen de dépose des traverses anciennes, un moyen de pose de traverses neuves et un moyen de transport (410) pour délivrer le ballast usagé (510) audit wagon de traitement (100, 100'),
- une rame de wagons de stockage de ballast.
12. Train de de travaux selon la revendication 11,
caractérisé en ce que ledit module de dégarnissage de ballast (420) est situé entre le moyen de dépose des traverses anciennes et le moyen de pose des traverses neuves.
13. Train de de travaux selon l'une des revendications 11 ou 12,
caractérisé en ce que ladite rame de wagons de stockage de ballast comporte des wagons de stockage double flux (300), comportant des moyens de transport (330) pour délivrer le ballast neuf (220) audit wagon de traitement et des moyens de transport (320) pour en recevoir du ballast inutilisable (230).
14. Train de de travaux selon l'une des revendications 11 à 13,
caractérisé en ce qu'il comporte en outre, attelé au moins indirectement audit wagon de traitement de ballast (100, 100') et à ladite rame de wagons de stockage de ballast :
- Un wagon de bourrage double flux (600).
15. Procédé de renouvellement de ballast à l'aide d'un train de travaux, comportant les étapes consistant à :
• A l'aide d'une machine de renouvellement (400) comportant un module de dégarnissage de ballast (420), dégarnir au moins partiellement le ballast d'une voie ferrée, et convoyer le ballast usagé (520) vers un wagon de traitement de ballast (100, 100') attelé au moins indirectement à ladite machine de dégarnissage,
• A l'aide dudit wagon de traitement :
o Traiter le ballast usagé (210) de façon à au moins le séparer en ballast réutilisable (204) et en ballast inutilisable (230), o Relever les rails en utilisant des moyens de relevage (106) prévus dans le wagon de traitement,
o Remettre en voie le ballast réutilisable, o Evacuer le ballast inutilisable.
16. Procédé de renouvellement de ballast selon la revendication 15,
caractérisé en ce qu'il comporte l'étape suivante :
• A l'aide dudit wagon de traitement, mettre en voie du ballast neuf (205).
17. Procédé de renouvellement de ballast selon l'une des revendications 15 ou 16,
caractérisé en ce qu'il est suivi de l'étape suivante :
• A l'aide dudit wagon de traitement, bourrer le ballast remis en voie.
18. Procédé de renouvellement de ballast selon l'une des revendications 15 ou 16,
caractérisé en ce qu'il est suivi de l'étape suivante :
• A l'aide d'un wagon de bourrage (600) au moins indirectement attelé audit wagon de traitement (100, 100'),
o Relever les rails en utilisant des moyens de relevage (610) prévus dans le wagon de bourrage,
o Bourrer le ballast en utilisant des moyens de bourrage (620) prévus dans le wagon de bourrage.
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