Brevet FR2588023A1 — publié le 19870403

Procédé et machine de dégarnissage du ballast d'une voie ferrée L'invention se rapporte à un procedé de dégarnissage du ballast d'une voie ferrée, applicable en particulier aux voies à gabarit réduit et à courbes à faible rayon telles que les voies des réseaux urbains souterrains, et plus généralement aux voies présentant des conditions difficiles oU les degarnisseuses clessiques ne peuvent pas ou guère opérer. Ce procédé consiste essentiellement dégarnir la voie par portions successives de longueur déterminée et, pour chaque portion, tout d'abord à relâcher la fixation aux traverses des rails de la voio sur une longueur au moins égale à celle de ladite portion et à faire glisser le long des rails les traverses ainsi libérées pour les rassembler en un endroit de la voie situé en arriere de ladite portion (suivant le sens de progression du travail de dégarnisage de la voie), puis à enlever le ballast de cette dernière ainsi démunie de ses traverses. De préférence, le dégarnissage de la portion de voie s'effectue par excavation et retrait du ballast exclusivement entre les rails libérés de leurs traverses, et cela avantageusement en tête de la portion de voie, tandis qu'on effectue un refoulement du ballast entre les deux rails de la queue a la tête de ladite portion. Quant au ballast situé sur les cités à l'extérieur des rails, il convient de le rassembler dans l'axe de la voie pour que lui aussi soit refoulé vers la tête de la portion de voie. L'invention a également pour objet une machine de dégarnissage permettant de mettre en oeuvre le procédé défini cidessus.Cette machine, constituée par un véhicule ferroviaire doté d'organes de dégarnissage portés par un châssis principal, comprend une drague excavatrice de largeur inferieure à l'écartement des rails de la voie, entre lesquels elle peut être abaissée, à l'arrière du châssis principal, pour attaquer le ballast, un chassies auxiliaire prolongeant longitudinalement vers l'arrière le châssis principal, avec possibilité de pivotement pour l'inscription dans les courbes de la voie, un godet de refoulement qui peut etre descendu au contact du ballast entre les rails, et une paire de lames collectrices obliques par rapport à l'axe de la voie, qui peuvent être descendue au contact Ou ballast de part et d'autre de l'ensemble des rails, le godet et la maire de lames étant portés par des chariot~ respectifs qui, grâce à des moyens d'actionnement associés, peuvent se déplacer le long du châsJis euxiliaire, de préférence indépendamment l'un de l'autre. En outre, il convient de doter la machine, dans la partie arrière de son châssis principal, de pinces aptes à saisir les rails de la voie et de pieds télescopiques pouvant être abaissés au sol pour y prendre appui et soulever au-dessus du ballast la machine et, avec elle, la voie dont les rails ont été saisis par lesdites pinces. Le retrait des traverses préalablement aux opérations de de garnissage proprement dites peut etre réalisé à l'aide d'un petit chariot associé à la machine, lequel est mobile le long de la voie et comporte un moyen d'interception des traverses qui, après relâchement de leurs organes de fixation aux rails, est susceptible d'entraîner successivement celles-ci en les faisant glisser le long des rails. Ledit moyen d'interception des traverses est de préférence constitué par une barre transversale susceptible d'etre introduite sous les rails, entre deux traverses, tandis rue le chariot est déalacable à l'aide d!eu moins un câble de traction sous l'action d'un treuil fixé sur la voie.Avantageusement, deux câbles de trection parallèles sont utilisés, qui sont attachés à la barre transversele et dont l'énartement peut, sur commende, être emené à être soit supérieur, soit inférieur à la longueur des traverses; dans cette dernière situation, les câbles sont susceptibles de passer sous les traverses à éliminer afn de les supporter on l'absence de ballast sous-jacent lorsqu'elles sont complètement détachées des rails. Afin de pouvoir soutenir, pendent es phases de travail ie châssis auxiliaire monté en porte-a-faux sur le châssis principal, il convient de le munir, à son extrémité arrière libre, de pieds télEscopiques d'appui au sol. Par ailleurs, la machine comporte avantageusement un transporteur longitudinal d'évacuation du ballast extrait par la drague excavatrice, lequel peut se déverser sur un autre transporteur que comporte de préférence la machine, savoir un transporteur de décharge assurant l'acheminement du ballast vers un récipient de collecte tel que la benne dun wagon.Dans une forme d'exécution avantageuse, ce transporteur de décharge est porté, avec possibilité de pivotement autour d'un axe vertical, par une embase mobile le long du châssis principal de la machine, tandis que le transporteur d'évacuation comporte plusieurs zones de délivrance du ballast, qui sont sélectionnées suivant la position longitudinale du transporteur de décharge, Diverses dispositions peuvent hêtre prises pour permettre le rassemblement de tous les organes de la machine en une configuration compacte autorisant sa circulation sur des voies souterraines à gabarit reduit.Ainsi, il convient de prévoir que le châssis auxiliaire soit rétractable et puisse être amené en superposition sur le châssis principal, la longueur de la machine se atéduisant alors à celle de ce dernier chassies. Il est en outre avantageux que la drague puisse basculer autour d'un axe horiontal s'étendant transversalement par rapport à la voie. Ainsi, lorsque le transporteur d'évacuation comporte une partie arrière articulée relevable à un niveau supérieur à la hauteur occupée par la drague après basculement en situation horizontale, il est pcssible de faire se rétracter le châssis auxiliaire, -la drague qu'il supporte venant se loger horizontalement sous le transporteur d'évacuation. Il convient au surplus que la drague soit portée par un chariot pouvant être déplace le long du chassis auxiliaire, ce qui permet de la faire reculer provisoirement sur ce châssis pour faire place aux mouvements d'abaissement et de relevement de la partie arrière du transporteur d'évacuation. La machine selon l'invention est de préférence automotrice de façon a' ouvroir se déplacer à faible vitasse, par ses propres moyens, sur commande, d'une portion de dégarnissage à la suivante. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiiont plus clairement de la description qui va suivre, en regard des dessins annexés, d'un exemple de réalIsation non limitatif. La figure 1 représente, en élévation latérale, une machine de dégarnissage selon l'invention, en configuration de transport. La figure 2 représentE, à plus grande échelle, la partie arrière de la machine de la figure 1, déployée en configuration de travail. Les figures 3 et 4 représentent, à échelle agrandie, des coupes respectivement suivant les lignes III-III et IV-IV de la figure 2. Les figures 5 et 6 représentent, à l'échelle des figures 3 et 4, respectivement une vue frontale arrière de la machine suivant la flèche V de la figure 2 et une vue frontale avant montrant le transporteur de décharge du ballast en activité. La figure 7 représente, en plan et à échelle réduite, l'ensemble de la machine en configuration de travail. La figure 6 représente schématiquement, en plan, les appareillages disposés à l'arrière de la machine pour assurer l'enlèvement des traverses de la voie en cours de dégarnissage. Les figures 9 à 11 représentent, en élévation latérale et à échelle réduite, la machine respectivement au début, au cours et à la fin d'une opération de dégarnissage d'une portion de la voie. La machine de dégarnissage 1 représentée comprend essentiellement - un châssis principal 2 porté par deux bogies 3; - un châssis auxiliaire 4 formé de deux longerons 4a, 4b de section en I réunis entre eux, qui peut coulisser longitudinalement sur le châssis principal 2, gracie à des galets de roulement 59 (figure 3), entre une position escamotée de transport (figure 1) et une position de travail en porte-à-faux à l'arrière du châssis principal 2 (figures 2, 9 à 11) sous l'action de moyens d'actionnement non représentés; pour permettre l'inscription de la machine dans les courbes (figure 7), ce châssis 4 est orientable autour d'un axe de pivotement vertical 55 voisin de celui du bogie 3 arrière; - une drague élévatrice à godets 5, portée par un chariot 6 pouvant coulisser le long du châssis auxiliaire 4 sous action de moyens d'actionnement non représentés; cette drague peut, par pivotement par rapport audit chariot 5, autour d'un exe transversal 7 sous l'action d'une paire de vérins 47, (figure 2), etre abaissée entre les rails B-a, b de la voie 8 à dégarnir pour plonger dans le ballast 9 sous-jacent afin de prendre celui-ci en charge et de l'évacuer (figure 10) ou être relevée en position d'effacement (figure 9); les godets de cette drague sont montés sur une chaîne sans fin entraînée par un moteur 4P coaxial à l'axe de pivotement 7; - un godet 10 destiné à ramasser le ballast 9 entre les rails Ba, b et à le pousser vers la drague excavatrice 5, et porté à cet effet par un châssis mobile 11 (figure 4) pouvant coulisser le long du châssis auxiliaire 4, grâce à des galets de roulement 51, sous l'action d'un treuil 12 (figures 2, 5) auquel il est relié par un câble 37 via une poulie de renvoi; le godet 10, monté sur une paire de bras articulés 49, peut être relevé ou abaissé au moyen d'une paire de vérins 39 et être orienté dans un plan vertical au moyen d'un vérin 50; - ne paire de lames 13a, 13b (figures 2 et 4) portées par un châssis mobile 1@ peuvent coulisser le long du châssis auxiliaire 4, grä-e à des galets de roulement 52, sous l'action d'un t-:auil 15 auquel il est relié par une paire de cabales 38 (figure 5) via des poulies de renvoi; cette paire de lames est destinée à rassembler vers l'axe de Ia oie 8 le ballast qui se trouve de part et d'autre du godet 10, au-dessous et à l'extérieur des rails Ba, b, afin que ce ballast latéral soit lui aussi ramassé par le godet; les lames 13a, b peuvent être relevées ou abaissées au moyen d'une paire de vérins 40 et orientées dans un plar norizontal au moyen d'une paire de vérins 53; - un transporteur surmontant longitudinalement le châssis principal 2, composé (figures 9 et 10) d'une section avant 1Ça horizontale fixe et d'une section arrière 16b basculante, articulée à la section avant suivant un axe transversal 17 et pouvant basculer sous l'action diun vérin 54; ce transporteur reçoit le ballast extrait par la drague 5; - un transporteur incliné 18 (figures 6, 7, 9 à 11) porté par une embase 19 pouvant se déplacer le long du châssis'principal 2 grâce à des galets de roulement 57 et recevant le ballast du transporteur 16a, b pour le décharger soit dans un wagon 20 situé sur la voie d'à côté 21, soit via un transporteur 22 porté par une motrice 23 à laquelle est attelée la machine 1 en vue de son transport, dans un wagon situé en avant de la motrice 23, sur la même voie 8;; - un petit chariot 24 (figures 2, 8, 9 à 11) roulant sur la voie, attelé d'une part vers l'avant à un câble 25 actionné par un treuil 26 (figure 1) fixé sous le châssis principal 2 de la machine, d'autre part vers l'arrière à une paire de sables 27 actionnés par un treuil autonome 28 qui peut être fixé sur la voie, en arrière de la machine 1, à l'aide de pinces 61; le chariot 24, entraîné par les câbles 27 du treuil 26, assure l'élimination, grâce à une barre transversale 46 qu'il comporte, des traverses 29 de la voie sur chaque portion à dégarnir; - un treuil 30 (figure 1) monté scus le châssis principal 2 de la machine, actionnant une paire de câbles qui, passant sur une paire de poulies de renvoi 31, sont attachés à une paire de pinces 32 pouvant être fixées à la voie, une par file de rail 8a, e; ce treuil assure l'avancement pas à pas de la machine 1 le long de la voie B au cours du travail de dégarnissage, sans l'intervention de la motrice 23; - des pieds télescopiques hydrauliques 33 (figures 1, 10), montés de part et d'autre du châssis principal 2; mis en appui sur le ballast, ils permettent de soulever la voie B saisie par une paire de pinces 34 attachées au châssis 2 afin de dégager les traverses 29 du ballast 9; - des pieds télescopiques hydrauliques 36 montés à l'extrémité arrière du châssis auxiliaire 4 et permettant de le soutenir, conjointement avec le chassis principal 2 de le machine, dans les phases de travail des outils 10, 13 a, b, et à permettre audit châssis 4 de soutenir les rails dans la partie arrière d'une portion de voie qui vient être dégarnie, grace à des pinces 56 montées à l'extrémité inférieure de vérins verticaux 57 et capables de saisir les rails Sa, b de la voie (figure 5); - une cahine de conduite 62 placée à l'extrémité du châssis auxiliaire 4. La figure 9 illustre une phase des travaux de dégarnissage de la voie 8, a l'aide de la machine 1, où le dégarnissage d'une zone Z est achevé (les rails de la voie y sont soutenus par des étais 43) et où une nouvelle portion L de la voie va être attaquée. La machine 9 est avancée, à l'aide du treuil 30 dont les cables sont ancrés sur les rails par les pinces 32, après que ses organes de travail aient été mis en position relevée, savoir le godet 10 - par action des vérins 39-, les lames 135, b - par action des vérins 40 - et la drague 5 - par action des vérins 47, qui la font basculer autour de son axe d'articulation 7.Le chariot 24 est amené en tete de la portion L, ses câbles 27 se trouvant en situation écartée de part et d'autre es traverses 29 de la portion-L (figure 8). Puis la voie 8 est saisie par les pinces 34 (figure 10) et levée grâce aux pieds télescopiques 33 du châssis principal 2, mis en appui sur le sol, Jusqutà déjauger les traverses 29 de la portion L hors des cases 35 qu'elles occupaient dans le ballast 9. Dans cette situation, les rails sont soutenus à l'aplomb de l'extrémité postérieure du châssis auxiliaire 4, étant à cet effet saisis par les pinces 56 (figure 5) montées sous ltextrémité arrière dudit chassies 4, celle-ci étant mise en appui sur le sol par les pieds télescopiques 36 (figure 10).Les câbles 27 (figure 8) sont alors rapprochés l'un de l'autre au moyens de deux paires de vérins 44, 45 portées respectivement par la barre transversale 46 du chariot 24 et par une barre transversale 41 appartenant au treuil 26, de façon a' amener lesdits câbles par-destous les extrémités des traverses 29.Ces dernières, dont les tirefcnds 42 de fixation des rails 8a, b ont été préalablement desserrés, sont entrainees vers l'arrière, en glissant le long des rails (figures 9, 10), par la barre transversale 46 du chariot 24, celui-ci se déplaçant 1 long de la voie sous l'action du treuil 28 et desdits cab es 27. Les traverses 29 de la portion L sont ainsi rassemblées en arrière de celle-ci, de sorte que le ballast 9 de cette portion se trouve complètement dégagé; son dégarnissage peut commencer. A cet effet, on fait basculer vers le bas, autour de son axe de pivotement 7, la drague élévatrice 5; étant entrée en contact avec le ballast 9 en tête de la portion L, elle en effectue l'enlèvement en s'y enfonçant progressivement. lorsqu'elle est parvenue à fond de forme, on met en action le godet 10 qui, partant de la queue de la portion L, repousse vers la drague 5 le ballast situé dans l'axe de la voie. Le godet ayant effectué une ou plusieurs passes, on fait se déplacer les lames 13a, b qui sont orientées de façon à ramener vers l'axe de la voie le ballast latéral. On remet ensuite le godet 10 en action, lequel ramasse ce ballast et le pousse lui aussi vers la drague 5. Comme le montre la figure 4, le profil donné respectivement aux lames collectrices 13a, b latérales et aux socs amovibles 13'a, b qu'elles peuvent comporter, ainsi qu'au godet de refoulement 10 central correspond au profil transversal du radier 63 sous-jacent au ballast de la voie à dégarnir.Ainsi, par le raclage qu'effectuent lesdit outils de dégarnissage, on obtint un dérapage complet du radier 63, sans qu'il soit besoin d'opérations manuelles de nettoyage complémentaire après le passage de la machine, celle-ci ne laissant subsister derrière elle aucun résidu de ballast. Le ballast pris en charge par la drague 5 est déversé à son sommet sur le transporteur 16a, b, puis sur le transporteur 13, pour hêtre acheminé vers un wagon de réception tel que le wagon 20 (figures 6, 7). Pour bien répartir le ballast sur la longueur de celui-ci, on fait se déplacer longitudinalement le transporteur 18 sous la section avant i6a du transporteur 16a, b, celle-ci étant dotée de plusieurs issues de délivrance du ballast, utilisables sélectivement suivant la position du transporteur 18. Pour permettre un libre déplacement de celui-ci, la section 16a du transporteur 16a, b est portée par des potences 60 (figure 6) montées sur l'un des côtés longitudinaux du châssis principal 2, de sorte qu'aucun obstacle ne se trouve sur le chemin du transporteur 18. Les potences 60 sont démontables pour, en cas de besoin, pouvoir être changees de côté. Lorsque l'on doit faire circuler la machine 1 sur la voie (à l'aide de la motrice 23), par exemple pour l'amener sur un chantier de dégarnissage, on ia met en configuration de transport où tous ses éléments sont rassemblés de façon compacte, sans risque d'engagement du gabarit 54 de la voie, ce dernier étant de type réduit sur les lignes souterraines des réseaux métropolitains auxquels est destinée la machine.A cet effet (figure 1), le godet 10 et les lames 13a, b, débarrassées de leurs socss inférieurs 13'a, b amovibles, ayant été releves en position haute, on fait basculer la drague 5 en position horizontale après avoir fait reculer son chariot support 6 le long du châssis auxiliaire 4. on relève la section arrière 16b du transporteur d'évacuation 16a, b, puis on fait avancer le châssis auxiliaire 4 pour l'amener à reposer dans la quasi totalité de sa longueur sur le châssis principal 2, la drague 5 venant se loger sous le transporteur 16a, b. Quant au transporteur incliné 18, on le fait basculer vers le bas retour d'un axe horizontal 58 d'articulation à son embase 19, amenée à l'averit du châssis 2, et on l'oriente vers l'arrière de son à le loger scus la partie avant du transporteur 16a, b. Bien entendu, les pInces 34 et 56 ont été escamotées par relevage et les pies d'appui 33 et 36 ont été rétractés. Revendicaticns 1. Procédé de dégarnissage du ballast d'une voie ferrée, applicable en particulier aux réseaux souterrains à gabarit réduit, caractérisé par le fait qu'il consiste essentiellerrent a dégarnir la voie par portions successives de longueur (L) déterminée et, pour chaque portion, tout d'abord à relâcher la fixation aux traverses (29) des raiis (8a, b) de 12 voie (B) sur une longueur au moins égale à celle de ladite portion et 3 faire glisser le long des rails les traverses ainsi libérées pour les rassembler en un endroit de la oie situé en arrière de ladite portion, puis à enlever le ballast (9) de cette dernière ainsi démunie de ses traverses. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le dégarnissage de la portion de voie s'effectue par excavation et retrait du ballast exclusivement entre les rails (8a, b) libérés de leurs traverses (29), 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'excavation et le retrait du ballast sont effectués en tête de la portion de voie, tandis qu'on effectue un refoulement du ballast entre les deux rails de la queue à la tête de ladite portion. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le ballast situé sur les côtés à l'extérieur des rails est rassemblé dans l'axe de la voie pour être lui aussi refoulé vers la tette de la portion de voie. 5. Machine de dégarnissage du ballast d'une voie ferrée, utilisable en particu1ier dans les réseaux souterrains à gabarit réduit, constituée par un véhicule ferroviaire doté d'organes de dégarnissage portés par un châssis principal et caractérisée par le fait qu'elle comprend une drague (5) excavatrice et élévatrice, de largeur inférieure à l'écartement des rails (Ba, b) de la voie (8), entre lesquels elle peut être abaissée, à l'arrière du châssis principal (2), pour attaquer le ballast (9), un châssis auxiliaire (4) prolongeart longituDinalEment vers l'arrière le châssis principal C2), avec possibilité de pivotement pour l'inscription dans les courbes de la voie, un godet de refoulement (10) qui peut etre descendu au contact du ballast (9) entre les rails (Sa, b), et une paire de lames collectrices (13a, b) obliques par rapport È l'axe de la voie, qui peuvent etre descendues au contact du ballast (9) de part et d'autre de l'ensemble des rails (8a, b), le godet (10) et la paire de lames (13a, b) étant portés par des chariots respectifs (11, 14) qui, grace à des moyens d'actionnement associés, peuvent se déplacer le long du chtssis auxiliaire (4), de préférence indépendamment l'un de l'autre. 6. Machine selon la revendication 5, caractérlsée par le fait que le profil qu'offre transversalement l'ensemble de ses outils de dégarnissage - godet de refoulement (10) central et lames collectrices (13a, b) latérales - correspond au profil transversal du radier (63) sous-acent au ballast (9) de la voie. 7. Machine selon la revendication 5nu 6, caractérisée par fait qu'elle est dotée, dans la partie arrière du chassis principal (2), de pinces (34) aptes à saisir les rails (8a, b) de la voie et de pieds télescopiques (33) pouvant entre abaisses au sol pour y prendre appui et soulever au-dessus du ballast (9) la machine (1) et, avec elle, la voie (8) dont les rails ont été saisis par lesdites pinces (34). 8. Machine selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisée par le fait que lui est associé un petit chariot (24) mobile le long de la voie (8) et comportant un moyen d'interception des traverses (29) qui, après relachement de leurs organes (42) de fixation aux rails (fia, h), est susceptible d'entraîner successivement celles-ci en les faisant glisser le long des rails. 9. Machine selon la revendication 8, caractérisée par le fait que le moyen d'interception des traverses (29) est constitué par une barre transversale (46) susceptible d'etre introduite sous les rails, entre deux traverses, et que ledit chariot est déplaçable à l'aide d'au moins un sable de traction (27) sous l'action d'un treuil (25) fixé sur la voie (8). 10. Machine selon la revendication 9, caractérisée par le fait que deux câbles de traction (27) parallèles sont utilisés, oui scnt attachés à la barre transversale (46) et dont l'écartement peut, sur commande, être amené a' être soit supérieur, soit inférieur à la longueur des traverses (29). 11. Machine selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, carectérilsée par le fait que le châssis auxiliaire (4) est muni, à son extrémité arrière libre, de pieds télescopiques (35) d'appui au sol. 12. Machine selon l'une quelconque des revendications 5 à 11, caractérisée par le fait qu'elle comporte un transporteur longitudinal (16a, b) d'évacuation du ballast (9) extrait par la drague excavatrice (5). 13. Machine selon la revendication 12, caractérisée par le fait qu'elle comporte un transporteur de décharge (18) qui reçoit le ballast du transporteur d'évacuation (16a, b) pour l'acheminer vers un récipient de collecte tel que la benne d'un wagon (20). 14. Machine selon la revendication 13, caractérisée par le fait que le transporteur de décharge (18) est porté, avec possibilité de pivotement autour d'un axe vertical, par une embase (19) mobile le long du châssis principal (2) de la machine, et que le transporteur d'évacuation (16a, b) comporte plusieurs zones de délivrance du ballast, qui sont sélecticnnées suivant la position longitudinale du transporteur de décharge (15). 15. Machine selon l'une quelconque des revendications 5 a' 14, caractérisée par le fait que le chassis auxiliaire (4) est rétractahle et peut être amené en superposition sur le châssis principal (2). 16. Machine selon l'une quelconque des revendications 5 à 15, caractérisée par le fait que la drague (5) peut basculer autour d'un axe horizontal (7) s'étendant transversalement par rapport à la voie (8). 17. Machine selon les revendications 15 et 16, caractérisée par le fait'que le transporteur d'évacuation (18) comporte une partie arriére (16b) articulée, relevahle à un niveau supérieur à la hauteur occupée par la drague (5) après basculement en situation horizontale. 18. Machine selon l'une quelconque des revendications 5 à 17, caractérisée par le fait que la drague (5) est portée par un chariot (6) pouvant etre déplacé le long du châssis auxiliaire (4). 19. Machine selon l'une quelconque des revendications 5 à 18, caractérisée par le fait qu'elle est automotrice et peut se déplacer à faible vitesse, par ses propres moyens, sur commande, d'une portion de dégarnissage à la suivante.