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铁轨连续更新的方法及设备，其通过用新的焊接长轨节替换旧的焊接长轨节并释放新的焊接长轨节来连续更新铁轨，该方法包括：储存新的轨节零件并将之带到释放温度；并在将所述新的轨节零件稳定于所述释放温度之后：在释放温度，控制新的长轨节的伸长；使旧的长轨节与路道轨枕脱离连接；在释放温度，拆除旧的长轨节并安放新的长轨节；在释放温度，连接新的长轨节到轨枕；在释放温度，通过焊接新的轨节零件形成新的长轨节，储存旧的长轨节。所述设备包括一列车，其具有：多辆新旧轨节储存用的平车(WSn，WEn)、两动力单元(UM)、拆卸螺纹道钉并储存旧的小器件用的平车(WA)、能量产生用的平车(WB)和新的小器件就位和螺纹道钉安装用的平车(WC)。

1.  铁轨连续更新的方法，其通过用新的焊接长轨节替换旧的焊接长轨节并释放新的焊接长轨节来连续更新铁轨，其特征在于，该方法包括：
-储存新的轨节零件并将之带到释放温度；并且
-在将所述新的轨节零件稳定于所述释放温度之后：
-在所述释放温度，控制所述新的长轨节的伸长；
-使旧的长轨节从路道轨枕上脱离连接；
-在所述释放温度，拆除所述旧的长轨节并将所述新的长轨节安放在路道轨枕上；
-在所述释放温度，连接所述新的长轨节；
-在所述释放温度，通过焊接所述新的轨节零件，无任何间断地形成新的长轨节；
-储存所述旧的长轨节。

2.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，储存新的轨节零件并将之带到所述释放温度，通过至少一配有加热装置(C_n)和温度测量装置的专用平车(WS₁、WS_n)实施。

3.  如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述加热装置(C_n)由至少一强制热空气发生器构成。

4.  如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述加热装置(C_n)由至少一热水发生器构成。

5.  如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述温度测量装置为接触型和/或辐射型。

6.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，伸长控制通过与位于所述加热装置(C_n)外部的标准轨节进行比较实施。

7.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，伸长控制通过与位于所述加热装置(C_n)内部的标准轨节进行比较实施。

8.  如权利要求1所述的方法，其特征在于，伸长控制通过与钢材膨胀的理论规律进行比较实施。

9.  铁轨连续更新用的设备，其通过利用置换列车(T)，采用新的焊接长轨节替换旧的焊接长轨节并释放新的焊接长轨节来连续更新铁轨，其特征在于它包括：
-位于所述置换列车(T)上游的第一动力单元(UM₁)；
-多辆储存新轨节的专用平车(WS_n)；
-拆卸螺纹道钉并储存旧的小器件用的平车(WA)；
-能量产生、焊接轨节、旧轨节拆卸与新轨节安放用的平车(WB)；
-新的小器件就位和螺纹道钉安装用的平车(WC)；
-多辆收集旧轨节的平车(WD₁、WD₂、WD₃)；
-多辆储存旧轨节用的平车(WE_n)；和
-位于所述置换列车下游的第二动力单元(UM₂)。

10.  如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述多辆储存新轨节的专用平车(WS_n)通过热密封连接件(L_n)加以连接。

11.  如权利要求9所述的设备，其特征在于，整个所述置换列车(T)分为两个不同的部分：
-由所述动力单元(UM₁)和平车(WS_n、WA、WB)构成的第一部分；
-由所述平车(WC_n、WD_n、WE_n)和动力单元(UM₂)构成的第二部分。

12.  如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述不同的部分在一方向上由动力单元操纵，而在另一方向上由转换室系统操纵，其配有控制所述动力单元和法规要求的必要装载信号系统的控制无线电，以便借用其上进行更新的线路类型。

13.  如权利要求12所述的设备，其特征在于，为了到达现场区域所借用的路道类型为“高速”型或“普通”型；在第一种情况，所述平车(WB、WC)装配有在高速线上行驶所必需的“路道传输”(“Transmission VoieMachine”或“TVM430”)型的车载信号系统；在第二种情况，这些平车装配有条例规定的用于普通线路的系统，如“信号重复”(或“RS”)、“列车停止自动检测”(或“DAAT”)、“车地无线信息传输系统”(或“RST”)、“信标控制速度”(或“KVB”)、和驾驶事件记录器(或“EEC”)。

铁轨连续更新的方法和装置
技术领域
[01]本发明涉及铁轨连续更新的方法和装置。
[02]本发明特别适用于铁路路道的更新，尤其是考虑到采用新轨节替代旧轨节时新旧轨节之间的温度差与使新轨节稳定在称为释放温度的给定温度。
背景技术
[03]通常已知铁道更新现场由一些重型设备如长度可达750米的“工程”列车、自主机械、轻型牵引车、以及大量担负复杂作业的人员构成。
[04]另外，铁道经营的限制要求不能长时间干扰铁路交通，并最好地适应于季节性行车运输，并利用当地的季节性气候条件。
[05]更确切的说，现场一般在与相邻通行路道的交叉点处；这就意味着在有效的干预时间之外，商业列车在更新后的路道上行驶，并且在这些相同的干预时间期间，其它列车可以在毗邻路道上运行。
[06]另外，这种场地组织应能够发展变化，以便纳入尤其有关环境和安全的新规定；现场的组织应当能满足生产率方面的新要求；最后还应考虑到新的技术数据，例如涉及更高的减速速度和器件的部分更新等。
[07]目前的技术答案在于使用专门的列车，这些列车使在外界温度下储存在路道上、或者也在外界温度下储存在储存平车上的新的焊接长轨节与旧的焊接长轨节交错。在这种情况下，轨节更换阶段后的释放作业是必不可少的。该释放作业需要使用各种在路道上就位的小器件，以便进行均匀化作业，并将轨节带到它的释放温度。将轨节带到释放温度所使用的装置一般为气体燃烧器，操作者使这些燃烧器在待释放的轨节部分上滑动，或者所述装置是新近使用的液压收紧器，所述液压收紧器一旦在释放区的中央就位，就可使焊接长轨节被拉伸到所需的长度。有关焊接长轨节更换现场的组织和释放作业的现有技术是在列车上进行，该列车利用位于路道中央的新的焊接长轨节更换旧的焊接长轨节，并将新的焊接长轨节带到释放温度。实际上，该列车更换旧的焊接长轨节，并同时通过带有感应炉的加热隧道加热新的焊接长轨节。在该列车的上游，新轨节处于外界温度，然后被带到它的释放温度，并被安放到路道上。这种方法的主要缺点是新的焊接长轨节在路道上的预备，即将之焊接在路道中央，以便在现场的这个整个阶段期间得到一条连续的焊接长轨节。另外，通过连续感应进行瞬时加热提出两个主要问题：一方面，不容易在新的焊接长轨节的轨头和轨底内于中心实现对释放温度的控制，因此只有通过在轨节表面得到的信息来了解释放温度；另一方面，加热隧道中的点状加热看来不能在这些隧道的整个长度上保证轨节中可接受的热连续性和均质性。另外，整辆列车的停止可能妨碍热量在轨节中的良好传播，在这种情况下，轨节可能具有完全不准确的释放温度。即使使用多个点状加热系统，停车管理仍是问题。
发明内容
[08]因此本发明的目的更特别地在于克服这些缺点。
[09]因此本发明提出铁轨连续更新的方法，其通过用新的焊接长轨节替换旧的焊接长轨节并释放新的焊接长轨节来连续更新铁轨，该方法包括：
[10]-储存新的轨节零件并将之带到释放温度；并且
[11]- 在将所述新的轨节零件稳定于所述释放温度之后：
[12]- 在所述释放温度，控制新的长轨节的伸长；
[13]- 使旧的长轨节从路道轨枕上脱离连接；
[14]- 在所述释放温度，拆除所述旧的长轨节并将所述新的长轨节安放在路道轨枕上；
[15]- 在所述释放温度，连接所述新的长轨节；
[16]- 在所述释放温度，通过焊接所述新的轨节零件形成新的长轨节；
[17]- 储存所述旧的长轨节。
[18]有利地，储存新的轨节零件并将之带到所述释放温度，通过配有加热装置和温度测量装置的专用平车实施。
[19]加热装置可以由强制热空气发生器和/或热水发生器构成。
[20]温度测量装置可以为接触型(半导体结式探头或热电偶)或辐射型(红外检测)。
[21]有利地，通过软的和热绝缘的接合件实现两辆专用平车的连接；当然专用平车的数量将取决于新的轨节零件的长度。
[22]有利地，所述新长轨节的伸长控制可以通过各种方式进行，即：
[23]- 通过与位于所述强制热空气加热装置外部的标准轨节进行比较；
[24]- 通过与位于所述强制热空气加热装置内部的标准轨节进行比较；
[25]- 通过与钢材膨胀的理论规律进行比较。
[26]可以通过超声传感器测量轨节长度；超声发射器将位于焊接长轨节的固定部分附近，超声接收器将位于焊接长轨节的自由部分附近；轨节的长度是超声波经过时间的函数。
[27]也可通过激光干涉进行轨节长度的测量。
[28]因此，符合本发明的方法可以：
[29]- 把新的焊接长轨节带到释放温度，并在为此设置的斜坡台上使其保持在该温度，其中旧的焊接长轨节在该斜坡台上滚动；
[30]- 通过准确测量新的焊接长轨节伸长来确定所述释放温度，并将其与标准轨节的参考长度进行比较；
[31]- 在使旧的焊接长轨节脱离连接并拆除旧的焊接长轨节期间，将新的焊接长轨节保持在释放温度，直到连接新的焊接长轨节连接以替换上述旧的焊接长轨节；且因此，可以通过用新的焊接长轨节连续替换旧的焊接长轨节来更新铁轨，这样就取消了该替代作业后的任何后释放作业。
附图说明
[32]当然，本发明还涉及用于实施上述方法的设备，并且下面将参照如下附图作为非限定例子描述本发明的一实施例：
[33]- 图1是用新的焊接长轨节替换旧的焊接长轨节的置换列车的示意图；
[34]- 图2是储存新的轨节零件并将其带到释放温度用的平车(wagon)的纵向示意图；
[35]- 图3是储存并施加温度用的平车的横向示意图；及
[36]- 图4是两个储存和施加温度用的平车之间连接装置的纵向示意图。
具体实施方式
[37]在图1所示的例子中，置换列车T从上游到下游包括：
[38]- 位于置换列车T上游的第一动力单元UM₁；
[39]- 部分示出的被动力单元UM₁牵引的新轨节储存用的第一辆平车WS₁；
[40]- 部分表示的新轨节储存用的第n-1辆平车WS_n-1；
[41]- 新轨节储存用的第n辆平车WS_n；
[42]- 螺纹道钉拆卸和旧的小器件储存用的平车WA；
[43]- 能量产生、焊接轨节、旧轨节拆卸与新轨节安放用的平车WB；
[44]- 新的小器件就位和螺纹道钉安装用的一辆或多辆平车WC；
[45]-旧轨节收集用的一组平车WD₁、WD₂、WD₃；
[46]- 部分示出的旧轨节储存用的第一辆平车WE₁；
[47]- 部分示出的旧轨节储存用的第n辆平车WE_n；和
[48]- 位于置换列车T下游的第二动力单元UM₂。
[49]因此，根据该布局，置换列车T的上游部分在旧轨节上行驶，并且置换列车T的下游部分在新轨节上行驶，同时在上游储存新轨节零件而在下游储存旧轨节零件。
[50]为了调节整组列车的效率，并免除由于切割旧的焊接长轨节以便其储存而造成的停车，可以考虑置换列车的两部分式“工作”布局：
[51]- 第一部分，其由动力单元UM₁和平车WS_n、WA、WB构成；
[52]- 第二部分，其由平车WC_n、WD_n、WE_n和动力单元UM₂构成。
[53]有利地，上述不同部分可以通过动力单元朝一方向操纵，并通过转换室(cabine dite de réversibilité)系统朝另一方向操纵，该转换室配有控制动力单元和法规规定的必要车载信号系统的控制无线电，以便借用在上面实施更新的线路类型。
[54]另外，为到达现场区域而借用的路道类型可以是“高速”型或“普通”型。在第一种情况，平车WB和WC应装备车载信号系统“TVM430”；在第二种情况，它们应装备规定要求的普通线路用系统，如“RSDAAT”、“RST”、“KVB”、“IV”和驾驶事件记录器。
[55]下面将详细描述储存平车WS₁、WS_n-1、WS_n；它们主要包括可以储存新的轨节零件的热围挡E₁、E_n-1、E_n和可以提高轨节零件的温度以达到所述释放温度的加热装置C_n-1、C_n。
[56]下面详细描述新轨节温度的确定；确定该温度尤其是基于准确测量轨节的长度，这就需要在轨节的上游端使之连接到位于所述储存平车WS₁上游的固定点PA，并且所述轨节通过靠于安装在机械轴承上的空转辊上而能自由膨胀。
[57]另外，为了使新轨节零件的温度保持恒定，上述储存平车WS₁、WS_n-1、WS_n通过柔性并热绝缘的连接装置L_n-1、L_n、L_n+1连接起来；连接装置L_n-1位于储存平车WS_n-1与储存平车WS_n之间；连接装置L_n位于储存平车WS_n与螺纹道钉拆卸和旧的小器件储存用的平车WA之间；连接装置L_n+1位于螺纹道钉拆卸和旧的小器件储存用的平车WA与能量产生、轨节焊接、旧轨节拆卸与新轨节安放用的平车WB之间。
[58]螺纹道钉拆卸和旧的小器件储存用的平车WA主要包括三个工作站，分别为P₁、P₂、P₃。
[59]位于储存平车WS_n一侧的工作站P₁、P₂对应于拆卸保持旧轨节的轨夹的螺纹道钉的作业；操作者可以支配悬挂在平车WA的框架上的电气设备。
[60]位于工作站P₁、P₂下游的工作站P₃对应于收集由工作站P₁、P₂的操作者之前从旧轨节卸下的所有旧小器件的作业，然后利用搬运装置如传送带TR，将所述使用过的器件储存在位于平车WA上部的适当盘ST中。
[61]能量产生、轨节焊接、旧轨节拆卸与新轨节安放用的平车WB构成置换列车T的主要元件。
[62]该平车WB主要包括中央梁，该中央梁的长度足以使其在上游可以在旧轨节上行驶，而在下游可以在新轨节上行驶。
[63]因此，平车WB在上游被动轮转向架BM₁牵引，在下游被动轮转向架BM₂牵引。
[64]另外，平车WB包括多个装配有夹具的液压作动筒V₁、V₂、V₃、V₄、V₅、V₆、V₇，它们允许抓持住旧轨节和新轨节，以便使其准确就位。
[65]所述多个作动筒的控制可以通过位于平车WB上游的工作站P₄进行。
[66]因此，从上游到下游，作动筒V₁、V₂、V₃通过使旧的焊接长轨节从轨枕上的其座槽中脱出，可以将之抬升起，并且在轨枕外边缘的方向上即在路道的侧面上卸下旧的焊接长轨节；至于作动筒V₄、V₅、V₆、V₇，它们可以使新的焊接长轨节在轨枕上就位，以便将其从上述储存平车WS₁、WS_n-1、WS_n确定的其初始位置安放在轨枕的空座槽中。
[67]需要指出的是，在搬运新的焊接长轨节的作业期间，所述新的焊接长轨节被保持在它们的释放温度。
[68]所述多个作动筒从上游到下游的拓扑设置为：V₄、V₁、V₅、V₂、V₆、V₇、V₃。
[69]另外，第二工作站P₅对应于收集使用过的垫板的作业。
[70]未示出的新轨节零件焊接站位于平车WB的上游；该焊接站可以利用与焊接时间有关的停车来连接新的轨节零件；该连接可以避免在路道上进行整个焊接，并且允许不间断地地、即无需临时拼接地安放新的焊接长轨节。
[71]当然，平车WB包括不同构件，如交流发电机、液压泵、操纵和控制电子设备、以及位于平车WB下游的控制站，从而当该平车在替换现场行进时能操纵该平车。
[72]新的小器件就位和螺纹道钉安装用的平车WC主要包括三个工作站，分别为P₆、P₇、P₈。
[73]位于平车WB一侧的工作站P₆对应于使在未示出的储存盘中取出的新的小器件安装就位的作业。
[74]位于工作站P₆下游的工作站P₇、P₈对应于安装保持新轨节的轨夹的螺纹道钉的作业；操作者可以支配悬挂在平车WC的框架上的电气设备。为了得到很大的效率，特别是使新的焊接长轨在它的释放温度下尽可能快地连接到轨枕且不降低生产率，工作站P₆、P₇和P₈可以分布在多辆平车WC_n上。
[75]旧轨节收集用的平车WD₁、WD₂、WD₃可以将所述旧轨节从它们在路道侧翼的位置提升到在储存平车WE₁、WE_n上的储存位置。
[76]这些平车特别包括便于搬运旧轨节的进口斜坡台。
[77]旧的焊接长轨节在储存到所述储存平车WE₁、WE_n之前将被切割成段。
[78]当在现场行进时，并且为了限制置换列车的长度，可以将该列车分为两个不同的部分：
[79]- 第一部分，其具有动力单元UM₁和平车WS_n、WA和WB；
[80]- 第二部分，其具有平车WC_n、WD_n、WE_n和动力单元UM₂。
[81]由平车WD₁、WD₂、WD₃、WE₁、WE_n构成的整体可以与所述置换列车T分开，并因此根据旧轨节的储存状态由第二动力单元UM₂牵引该整体。
[82]在图2所示的例子中，储存新的轨节零件并将之带到释放温度用的平车WS_n特别包括可储存新的轨节零件的热围挡E_n、和可提高这些新的轨节零件的温度以达到所述释放温度的加热装置C_n。
[83]操作者P_n可以通过位于所述热围挡E_n上部的可拆卸绝缘板进入热围挡E_n。
[84]该设备寻求的目标是：
[85]- 可对新的轨节零件施温，直至获得所述释放温度；
[86]- 可使新的轨节零件无应力地伸长；
[87]- 可不受气候条件影响地控制并保持该释放温度；
[88]- 可在新的轨节零件焊接期间保持该释放温度，直到首先部分地、然后全部地在WC₂和WC₃上连接新的长轨节，以替换前面的旧的焊接长轨节。
[89]这就要求所述储存平车WS装有储存并施加及控制所述温度的装置，另外，这还要求所述平车WS能够根据新的焊接长轨节的长度借助连接装置互相连接，并同时遵照上面确定的目标。
[90]当然，该设备整体应当能采取近100米的曲率半径。
[91]因此，在热围挡的内部，轨节零件互相平行地布置，并承靠在安装于机械轴承上的空转唇式辊上。
[92]长度接近储存平车长度的所述热围挡由多个隔间构成，通过位于所述隔间上部的至少一可拆卸绝缘板能通达每个隔间。
[93]每个隔间与储存平车的平台连在一起，并且各隔间沿储存平车的主轴线包括桥道，从而使操作者能在所有隔间上移动，并利用位于所述桥道两侧的至少一板的开口通达每个隔间。
[94]通过适当密封垫来保证在巡查板附近不同隔间之间的热密封性。
[95]构成每个所述隔间的固定的和活动的壁可以采用多层复合材料形成。
[96]例如，三个新轨节可以位于储存平车的主轴线的两侧。
[97]有利地，在桥道附近形成可安放标准轨节的附加隔间，该标准轨节的作用将在下面描述。
[98]另外，也可在平车WS_n上增加储存新的焊接长轨节的第二储存层。
[99]加热装置主要由与储存平车连在一起的强制燃油锅炉构成，从而可以提供提高储存在热围挡内的新轨节的温度所需的热量。
[100]所述加热装置位于储存平车一端部的附近。
[101]因此，热空气通过沿热围挡分布的管道和标定喷嘴以适当方式被分配到热围挡中。
[102]另外，位于轨节附近、并与调节装置关联的温度测量传感器可以从一额定温度出发，使所述轨节的温度保持在恒定值，该温度将为所述释放温度。
[103]在图3所示的例子中，六根轨节R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆在热围挡E_n中位于唇式辊上；三根热空气进管C₀、C₁、C₂分别位于热围挡中央附近和主轴线的两侧。
[104]另外，所述热围挡的构形允许将标准轨节R₀装在主轴线附近，其作用将在下面描述。
[105]需要指出的是，由于轨节的整体形状是长型的并且它的截面不是均匀的，因而新轨节的加温应满足轨节质量块中非常好的均匀性的基本要求。
[106]上述方法的第一变型在于：通过位于轨节之上的管道和喷射器用热水喷浇轨节。
[107]上述方法的第二变型在于：通过加热电阻加热轨节的底部。
[108]为了在整个新焊接长轨上保持热均质性，连接装置位于储存平车之间。
[109]在图4示出的例子中，连接装置L_n-1位于部分示出的两个储存平车即分别为平车WS_n-1和WS_n之间。
[110]所述连接装置主要由采用高热阻合成材料制的柔性热围挡构成，该热围挡以热密封的方式连接至分别与储存平车WS_n-1和WS_n关连的热围挡E_n-1和E_n。
[111]准确了解新轨节的温度是用新轨节替代旧轨节的方法中的决定因素，特别是在使新轨节稳定在所述释放温度时。
[112]假设所考虑的轨节的温度在它的整个长度上是均匀的，并且在它的截面上是均质的，由于构成轨节的材料的膨胀而产生的伸长与它的温度增加之间的简单线性关系，可以从初始条件即温度升高前的轨节长度和相应轨节的初始温度出发，确定对应于轨节释放温度的最终轨节长度。
[113]在这些条件下，可以通过已知方式测量与能达到释放温度的升温对应的新轨节伸长，但应注意为轨节一端部设置一固定点，其将视为轨节长度的测量原点。
[114]如前面已经指出的，或者通过测量超声信号的传播时间，或者通过激光干涉测量，可在轨节伸长时实时测量轨节长度。
[115]当然，固定点由热绝缘材料形成，以便避免热量散失，并因此在相应轨节的端部附近产生冷点。
[116]可以考虑三种控制新轨节伸长的方法，即：
[117]- 通过与位于新轨节加热装置外部的标准轨节进行比较；
[118]- 通过与位于新轨节加热装置内部的标准轨节进行比较；
[119]- 通过与钢材膨胀的理论规律进行比较。
[120]根据提出的第一种方法，位于加热装置外部的标准轨节具有一给定长度，并且它的温度通过在不同距离上位于轨头和轨底中的传感器加以确定；在这些条件下，所测得的温度为外部温度。
[121]因此，外部温度下的标准轨节长度与储存环境温度下的新焊接长轨节长度之间的长度比较，即标准轨节长度与新轨节的测量长度之间的在新轨节加热后的长度差和加热前在新轨节内温度下测量的长度差，可以给出膨胀率的准确指示，并因此给出轨节伸长、因而给出所述释放温度的准确指示。
[122]根据提出的第二方法，位于加热装置内的标准轨节具有一给定长度，并且通过在不同距离上位于轨头和轨底中的传感器确定它的温度；在这些条件下，测得的温度为储存环境温度。
[123]在这些条件下，从位于加热装置内的标准轨节内部进行的温度测量出发，通过模拟进行所述新轨节的释放温度测量。
[124]根据第三方法，通过从初始条件即：轨节的初始长度和它的初始存储内温度出发，通过与钢材膨胀的理论规律进行比较来控制新轨节的长度。
[125]总之，符合本发明的方法可以：
[126]- 把新的焊接长轨节带到释放温度，并使新轨节在为此设置的斜坡台上保持于该释放温度，其中旧的焊接长轨节在所述斜坡台上滚动；
[127]- 通过准确测量新的焊接长轨节的伸长来确定所述释放温度；
[128]- 在使旧的焊接长轨节脱离连接并拆除这些旧轨节的期间，使新的焊接长轨节保持在释放温度，直到连接新的焊接长轨节以替换前面的旧的焊接长轨节；并且
[129]因此可以通过用新的焊接长轨节连续替换旧的焊接长轨节来更新铁轨，且这消除了任何在该替换作业后的释放作业。