CN100594273C - 双块式无砟轨道的施工装备及施工工艺 - Google Patents

双块式无砟轨道的施工装备及施工工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双块式无砟轨道的施工装备及施工工艺,属铁路轨道建筑领域,所述的施工装备包括相互配合使用的组合式轨道排架、自行式铺装机、多功能电控吊具、移动式机械分枕组装平台及调车平转桥,在满足施工质量及施工效率的情况下,该施工装备具有使用设备种类少、设备操作简单、施工功效高、全套装备价格低廉的优点。所述的施工工艺主要包括安装横向模板→分枕及组装轨排→排架粗调→道床钢筋网绑扎、接地焊接→联结、精调轨排→安装纵向模板→浇注道床混凝土、抹面成形→养生、拆除轨道排架进入循环的施工步骤,具有工序简单,速度快的优点。故本发明完全满足高标准、高精度、高效率的无砟轨道施工建设需要。

Description

双块式无砟轨道的施工装备及施工工艺
技术领域
本发明属铁路轨道建筑领域,特别涉及一种双块式无砟轨道的施工装备及施工工艺。
背景技术
为适应高速铁路对轨道结构的要求,无砟轨道这一结构形式在国外已被广泛应用。借鉴国外先进的技术,我国也逐渐在铁路网的建设中的使用无砟轨道技术。
1.国内无砟轨道类型及应用情况:
国内无砟轨道现有弹性支承块式,轨道板式和预埋长枕式三种类型。其中弹性支承块式无砟轨道主要应用于隧道内,已在西康线、宁西线、兰武线等长大隧道中铺设,总计铺设长度120km。轨道板式和预埋长枕式两种类型尚处在试铺阶段,分别在秦沈线,遂渝线上有应用。
三种无砟轨道的施工设备及施工程序尚处在探索工艺和试铺阶段。由于铺设数量少,工点分散,各施工企业只能根据自己所承担的无砟轨道类型,分别制定出适合本项工程的工艺方法,施工手段一般采用人工或半机械化作业。工序操作复杂,进度慢,远远达不到高速铁路建设的需要。
2.国外引进无砟轨道类型及应用情况:
目前引进的无砟轨道有雷达2000双块轨枕式、博格板式和旭普林双块轨枕式三种类型,雷达2000型用于武广客运专线,博格板型用于京津城际高速线,旭普林型用于郑西客运专线,技术应用情况目前处于消化吸收阶段。
以已竣工的武广客运专线为例进行详细说明,武广客运专线采用德国雷达2000双块轨枕式技术,施工装备包括种类繁多的散枕装置、自卸式卡车、纵向模板安装机、横向模板安装机、纵向模板拆卸机、横模板拆卸机、纵横向模板、螺杆调节器、工具轨、粗调机及混凝土浇注机,存在施工技术复杂、设备价格昂贵的缺点。施工工艺运输轨枕到工地→铺设轨枕→安装工具轨和精调螺杆底座→粗调轨面系的几何尺寸→钢筋网焊接→安装纵、横向模板→精调轨面系几何尺寸→浇筑道床混凝土→拆除模板→拆除工具轨→长轨铺设。由于施工过程占用设备多,并且施工场地大需要专用的物流通道,因此只能顺序施工、无法做到平行施工,施工进度缓慢。
所以,虽然引进的三种无砟轨道施工过程均采用大型配套机组进行机械化作业,具有工序明确,进度快的优点,但施工时需要专用的物流通道并且所采用的大型配套机组存在种类繁多、施工技术复杂、设备价格昂贵的缺点,因此针对其所要求的施工条件和性价比在我国全面推广中形成了不可忽视的重要影响因素,很难推广采用。
综上所述,就目前我国铺设使用的几种无砟轨道看,均具有结构新颖、外形美观,维修量少和各部尺寸严谨,质量标准高的优点,但同时也存在施工难度大的缺陷,决定了施工企业应具备有高超的施工能力,而施工能力又主要体现在施工设备的先进程度。所以,我国高速铁路建设所需的施工设备和工艺,应建立在借鉴国外先进的施工装备及施工工艺的基础上,同时参考国内有关无砟轨道研究课题的成果,开发适用于我国国情的无砟轨道道床施工配套设备及工艺。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的缺陷,在认真研究了国内外无砟轨道的结构特点并广泛吸收消化现有经验的基础上,依据客专建设所需的原则,提供了一种适合我国国情的双块式无砟轨道的施工装备及施工工艺,在满足施工质量及施工效率的情况下,该施工装备具有使用设备种类少、设备操作简单、施工功效高、全套装备价格低廉的优点,该施工工艺具有工序简单,速度快的优点,完全满足高标准、高精度、高效率的无砟轨道施工建设需要。
为了实现上述目的本发明采取的技术方案是:一种双块式无砟轨道的施工装备,包括相互配合使用的组合式轨道排架、自行式铺装机、多功能电控吊具、移动式机械分枕组装平台及调车平转桥。
组合式轨道排架用于轨枕安装定位、安装模板及轨道粗调与精调,包括轨排构架、排架支腿、轨向锁定器纵向模板及横向模板,轨排构架是由多个纵向均匀间隔设置的托梁、及与托梁垂直设置并通过轨距调节装置连接的两根等长工具轨组成,托梁的两端设有铰接的排架支腿,排架支腿上设有调整轨排构架高度及倾斜角度的调整装置,排架支腿上还设有用于适应道床宽度并定位的轨向锁定器,排架支腿的凹槽内设置与水平面垂直布置的纵向模板,纵向模板之间均布设有平行于托梁的横向模板。可见组合式轨道排架是集合德国雷达2000系统中的工具轨、枕轨、模板、调整系统功能为一体的机构,有效地简化作业程序。
自行式铺装机用于卸枕、组装和拆卸轨道排架及自线铺轨的循环作业,包括含有起重机的框架式龙门吊、通过电机驱动的走行装置及铺装和拆卸轨道的自线铺轨装置。相比德国雷达2000系统中利用公铁两用起重运输车、纵横向模板安装机、纵横向模板拆洗机及汽车起重机等完成的相关作业,自行式铺装机涉及的机具显然精简了许多。
多功能电控吊具是与自行式铺装机配套的吊装设备,用于起吊轨枕、组合式轨道排架、自行轨及其它相关设备,包括吊具架及安装在其上的机械轨钳、卸枕夹具和电动推杆,机械轨钳为通过销轴连接的可自动开合的平行四边形式的杠杆结构、其上设有保持机械轨钳垂直运动的导向装置,电动推杆驱动卸枕夹具及机械轨钳实现抓取及卸荷动作。而雷达2000系统的起吊轨枕是由汽车起重机完成,工具轨的安装是由公铁两用起重运输车完成,相比多功能电控吊具涉及机具较多,工作效率低。
移动式机械分枕组装平台用于轨枕不落地倒装、同时均分轨枕间距并兼做现场移动动力源,包括分枕平台及其下方的前轮组和后轮组,设于分枕平台上的可等分轨枕间距的分枕装置、分枕装置包括多组轨枕支架及与其相连的多根拉杆,设于分枕平台上的枕间距控制装置,及驱动分枕平台移动和分枕装置伸缩的动力装置;其中分枕装置的第一组轨枕支架与分枕平台固定连接,后方第二组轨枕支架与动力装置相连接,动力装置还与后轮组连接。德国雷达2000系统是采用的散枕机构依靠轮胎式挖掘机提供的动力,每次分5根轨枕,作业效率不高,而且每组(5根)轨枕之间的间距积累误差较大。移动式机械分枕组装平台可同时分15根轨枕而且做到调整轨枕间距一次到位,大大提高施工效率,安装轨排后可实现轨枕的精确定位,误差极小为±1mm。
调车平转桥用于物流车辆快速实现在两条路基上的转移及调头,调度施工物料快速分流,使得施工现场无需再建专用物流通道,而德国雷达2000系统中不存在相似功能设备,施工时需要搭临时便桥。调车平转桥在狭窄施工场地中尤显重要,例如隧道施工中使用调车平转桥可解决场地有限的问题做到自如施工,而德国2000系统就受到场地的局限无法正常施工。调车平转桥用于物流车辆快速实现在两条路基上的转移及调头,调度施工物料快速分流,包括驱动系统、机架、旋转平台及引道,驱动系统包括液压动力装置及控制旋转平台转动的齿轮传动装置,旋转平台下方设有行走轮系,旋转平台与驱动系统之间设有支撑旋转平台及其载荷的机架,机架上设有旋转平台的运行轨道及用于调车平转桥在施工现场的移动的提升装置,旋转平台两侧延伸并向下倾斜形成引道。
进一步的,所述组合式轨道排架的轨距调节装置是设置在工具轨两侧通过螺栓连接的楔形夹板;所述调整装置是竖向垂直设置在排架支腿上的高低螺杆;所述轨向锁定器包括套设在高低螺杆上并配合使用的一位调节螺杆和二位调节螺杆,一位调节螺杆与高低螺杆呈垂直设置,二位调节螺杆与高低螺杆呈倾斜设置。
进一步的,所述自行式铺装机的走行装置主要包括顺次连接的驱动电机、减速器、链条、主动轮和从动轮;所述自线铺轨装置包括设置在框架式龙门吊的走行梁上的电动葫芦和挂接在电动葫芦上的轨钳。
进一步的,所述多功能电控吊具中的导向装置为内部设有槽孔、端部设有吊装孔的导向板,导向板的一端通过槽孔挂设在机械轨钳的上端的销轴上、另一端通过导向销固定在机械轨钳的下端的销轴上,导向板的吊索孔内穿过吊索,吊索通过连杆与电动推杆相连。
进一步的,所述移动式机械分枕组装平台的分枕装置是由多组轨枕支架及与其相连的多根拉杆组成的平行四边形式结构;所述枕间距控制装置是设置在轨枕支架与分枕平台之间的行程开关;所述动力装置包括电机、中间轴及设于中间轴上的走行电磁离合器、分枕电磁离合器及主驱动链轮,电机输出轴连接主驱动链轮,走行电磁离合器通过走行驱动链轮及链条连接后轮组,分枕电磁离合器通过分枕驱动链轮连接所述分枕装置的轨枕支架。
进一步的,所述调车平转桥的液压动力装置包括电机、液压泵、控制阀组、油箱及管路;所述齿轮传动装置包括齿轮、内圈设有齿的回转轴承,齿轮与液压动力装置相连,回转轴承内圈与齿轮相啮合,回转轴承上方设有驱动盘,驱动盘与所述旋转平台连接;所述提升装置是液压缸。
为了有效地保证混凝土在灌注过程中的质量,本发明所述的双块式无砟轨道的施工装备还包括搅拌式混凝土输送罐,用于干性混凝土倒装并适应道床的混凝土灌注,包括储料斗,设于储料斗内的螺旋输送器、储料斗上方的接料筛网,连接螺旋输送器的减速器,连接减速器的电机。
本发明所述双块式无砟轨道的施工工艺,按照下述步骤进行操作,
步骤100,清理现场;
步骤101,设置中线控制桩和标桩;
步骤102,道床钢筋网预置;
步骤103,安装横向模板;
步骤104,分枕及组装轨排,所述自行式铺装机配合多功能电控吊具吊装轨枕至移动式机械分枕组装平台进行分枕,所述自行式铺装机吊装组合式轨道排架移动至移动式机械分枕组装平台分枕上方对位,将分好枕间距的轨枕安装在组合式轨道排架上形成可供铺设的小型轨排;
步骤105,轨排粗调,利用所述组合式轨道排架上的调整装置实现粗调,即中线对位;
步骤106,道床钢筋网绑扎、接地焊接;
步骤107,联结、精调轨排,调整所述组合式轨道排架上的排架支腿及轨向锁定器实现轨排的精调;
步骤108,安装纵向模板,将纵向模板安装在上述轨排的排架支腿的凹槽内,利用夹具将所述横向模板固定在所述轨排的轨底;
步骤109,浇注道床混凝土、振捣抹面成形;
步骤110,养生、拆除轨道排架进入循环施工,利用所述自行式铺装机吊起轨道排架重新悬挂轨枕循环使用,在轨道排架拆除后人工拆除纵向模板,使用自行式铺装机拆除横向模板。
本发明所述的施工工艺与雷达2000系统的施工工艺相比:首先,由于德国雷达2000系统没有轨道排架,使用两根工具轨不能实现轨排的调整,需要使用粗调机组来调整轨排,而本发明所述的组合型轨道排架是集德国雷达2000系统的工具轨、枕轨、模板、调整系统为一体,具备轨枕安装定位、轨道粗调、安装模板、轨道精调功能,可有效地简化作业程序,提高了施工效率;其次,本发明施工工艺步骤104所述的分枕作业后,直接在移动式机械分枕组装平台上组装轨排,轨枕间距准确可靠,而雷达2000系统在散枕作业后,轨枕脱离散枕装置后才组装轨排,在此过程中轨枕位置很可能发生移动,影响工程质量及进度;再次,本发明施工工艺步骤110拆除轨道排架及纵横向模板,循环利用到下一个施工段,相比雷达2000系统只能顺序施工并且施工过程占用设备多、施工场地大需要专用的物流通道、施工进度缓慢的缺点,本发明所述施工工艺能够实现循环平行施工,在施工过程具有占用设备少、设备利用率高、施工进度快的优点。
本发明的有益效果是:相比现有技术,本发明所述的施工装备采用了相互配合使用的组合式轨道排架、自行式铺装机、多功能电控吊具、移动式机械分枕组装平台及调车平转桥,在满足施工质量及施工效率的情况下,该施工装备具有使用设备种类少、设备操作简单、施工功效高、全套装备价格低廉的优点;本发明所述施工工艺具有工序简单,速度快的优点,故本发明完全满足高标准、高精度、高效率的无砟轨道施工建设需要。
附图说明
图1a是本发明所述组合式轨道排架的主视图;
图1b是图1a的俯视图;
图1c是图1a的放大侧视图;
图1d是图1c中所示的轨向锁定器的放大视图;
图1e是图1c中所示的调整装置的放大视图;
图1f是图1c中所示的轨距调节装置的放大视图;
图2a是本发明所述自行式铺装机的主视图;
图2b是图2a的侧视图;
图3a是本发明所述多功能电控吊具的主视图;
图3b是图3a的俯视图;
图3c是图3a的侧视图;
图3d是图3c中所示的机械轨钳的放大视图;
图4a是本发明所述移动式机械分枕组装平台的主视图;
图4b是图4a的俯视图;
图4c是图4a中所示的动力装置的放大视图;
图5a是本发明所述调车平转桥的主视图;
图5b是图5a的俯视图;
图5c是图5a所示的机架的主视放大视图;
图5d是图5c的俯视图;
图5e是图5a中所示的齿轮传动装置的放大视图;
图6是本发明所述搅拌式混凝土输送罐的主剖视图;
图7是本发明所述的施工工艺流程图;
图8是采用本发明施工工艺的并行循环作业图。
图中:10组合式轨道排架、11排架支腿、11.1托梁、11.2轨距调节装置、11.21楔形夹板、11.3工具轨、11.4调整装置、11.41高低螺杆、12轨向锁定器、12.1一位螺杆、12.2二位螺杆、13纵向模板、14横向模板,
20自行式铺装机、21起重机、22框架式龙门吊、22.1走行梁、23走行装置、24自线铺轨装置,
30多功能电控吊具、31吊具架、32机械轨钳、33卸枕夹具、34电动推杆、35导向装置、35.1槽孔、35.2吊装孔、35.3导向板、35.4导向销、32.1销轴、36吊索、37连杆,
40移动式机械分枕组装平台、41分枕平台、42前轮组、43后轮组、44分枕装置、44.1轨枕支架、44.2拉杆、45动力装置、45.1电机、45.2中间轴、45.3走行电磁离合器、45.4分枕电磁离合器、45.5主驱动链轮、45.6走行驱动链轮、45.7分枕驱动链轮,
50调车平转桥、51.1液压动力装置、51.2齿轮传动装置、51.21齿轮、51.22回转轴承、51.23驱动盘、52机架、52.1轨道、53旋转平台、53.1行走轮系、54引道,
60搅拌式混凝土输送罐、61储料斗、62螺旋输送器、63接料筛网、64减速器、65电机。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,但不作为对本发明的限定。
(一)本发明一种双块式无砟轨道的施工装备
如图1-6所示的一种双块式无砟轨道的施工装备,包括相互配合使用的组合式轨道排架10、自行式铺装机20、多功能电控吊具30、移动式机械分枕组装平台40及调车平转桥50。
如图1a、1b及1c所示的组合式轨道排架10,用于轨枕安装定位、安装模板及轨道粗调与精调,包括轨排构架、排架支腿11、轨向锁定器12、纵向模板13及横向模板14。参见图1c,轨排构架是由六个纵向均匀间隔设置的托梁11.1、及与托梁11.1垂直设置并通过轨距调节装置11.2连接的两根等长工具轨11.3组成。托梁11.1的两端设有铰接的排架支腿11,排架支腿11上设有调整轨排构架高度及倾斜角度的调整装置11.4。排架支腿11上还设有用于适应道床宽度并定位的轨向锁定器12,排架支腿11的凹槽内设置与水平面垂直布置的纵向模板13,形成了镶嵌浮动式结构,整套纵向模板13按道床宽度与轨道排架组合成一体,当轨道排架上下左右调整时,纵向模板13随动,能准确地保证道床直线度和道床宽度。纵向模板13之间均布设有平行于托梁11.1的横向模板14,横向模板14用卡具固定在轨道排架的工具轨11.3上。参见图1f,所述组合式轨道排架10的轨距调节装置11.2是设置在工具轨11.3两侧通过螺栓连接的楔形夹板11.21,通过同时调整工具轨11.3轨两侧的楔形夹板11.21,来实现工具轨11.3的横向移动,达到调节轨距的目的。参见图1e,所述调整装置11.4是竖向垂直设置在排架支腿11上的高低螺杆11.41,通过调整两端排架支腿11上的高低调螺杆,实现高度及倾角的调节以适应不同的底座尺寸和超高。参见图1d,所述轨向锁定器12包括套设在高低螺杆11.41上并配合使用的一位调节螺杆和二位调节螺杆,一位调节螺杆与高低螺杆11.41呈垂直设置,二位调节螺杆与高低螺杆11.41呈倾斜设置,通过调整一位螺杆12.1、二位螺杆12.2的相对位置适应曲线超高调整要求和水硬性底座2800~3400mm宽度变化范围。可见组合式轨道排架10是集合德国雷达2000系统中的工具轨、枕轨、模板、调整系统功能为一体的机构,有效地简化作业程序。
如图2a及2b所示的自行式铺装机20,用于卸枕、组装和拆卸轨道排架及自线铺轨的循环作业,包括含有起重机21的框架式龙门吊22、通过电机驱动的走行装置23及铺装和拆卸轨道的自线铺轨装置24。所述自行式铺装机20的走行装置23主要包括顺次连接的驱动电机、减速器、链条、主动轮和从动轮(图中未示出)。所述自线铺轨装置24包括设置在框架式龙门吊22的走行梁22.1上的SGCD1型双钩电动葫芦和挂接在电动葫芦上的轨钳(图中未示出),其中轨钳抓轨道,电动葫芦起升来回于走行梁22.1实现轨道的铺装、拆卸。相比德国雷达2000系统中利用公铁两用起重运输车、纵横向模板安装机、纵横向模板拆洗机及汽车起重机等完成的相关作业,自行式铺装机20涉及的机具显然精简了许多。
如图3a、3b及3c所示的多功能电控吊具30,它是与自行式铺装机20配套的吊装设备,用于起吊轨枕、组合式轨道排架10、自行轨及其它相关设备,包括吊具架31及安装在其上的机械轨钳32、卸枕夹具33和电动推杆34。机械轨钳32为通过销轴32.1连接的可自动开合的平行四边形式的杠杆结构,能够在吊重情况下实现自锁,其上设有保持机械轨钳32垂直运动的导向装置35。电动推杆34驱动卸枕夹具33及机械轨钳32实现抓取及卸荷动作。参见图3d,所述多功能电控吊具30中的导向装置35为内部设有槽孔35.1、端部设有吊装孔35.2的导向板35.3,导向板35.3的一端通过槽孔35.1挂设在机械轨钳32的上端的销轴上、另一端通过导向销35.4固定在机械轨钳32的下端的销轴32.1上,导向板35.3的吊索36孔内穿过吊索36,吊索36通过连杆37与电动推杆34相连。通过拉杆44.2带动吊索36及导向板35.3提升或下降可实现机械轨钳32自动开钩或合钩操作。而雷达2000系统的起吊轨枕是由汽车起重机完成,工具轨的安装是由公铁两用起重运输车完成,相比多功能电控吊具30涉及机具较多,工作效率低。
如图4a及4b所示的移动式机械分枕组装平台40,用于轨枕不落地倒装、同时均分轨枕间距并兼做现场移动动力源,包括分枕平台41及其下方的前轮组42和后轮组43,设于分枕平台41上的可等分轨枕间距的分枕装置44、分枕装置44包括多组轨枕支架44.1及与其相连的多根拉杆44.2,设于分枕平台41上的枕间距控制装置,及驱动分枕平台41移动和分枕装置44伸缩的动力装置45。其中分枕装置44的第一组轨枕支架44.1与分枕平台41固定连接,后方第二组轨枕支架44.1与动力装置45相连接,动力装置45还与后轮组43连接。所述移动式机械分枕组装平台40的分枕装置44是由多组轨枕支架44.1及与其相连的多根拉杆44.2组成的平行四边形式结构。所述枕间距控制装置是设置在轨枕支架44.1与分枕平台41之间的行程开关(图中未示出),只要将行程开关调到相应位置即可得到不同的轨枕间距。参见图4c,所述动力装置45包括电机45.1、中间轴45.2及设于中间轴45.2上的走行电磁离合器45.3、分枕电磁离合器45.4及主驱动链轮45.5,电机45.1输出轴连接主驱动链轮45.5,走行电磁离合器45.3通过走行驱动链轮45.6及链条连接后轮组43,分枕电磁离合器45.4通过分枕驱动链轮45.7连接所述分枕装置44的轨枕支架44.1,因此通过电机45.1的正反转可实现分枕装置44的分枕及合拢动作。德国雷达2000系统是采用的散枕机构依靠轮胎式挖掘机提供的动力,每次分5根轨枕,作业效率不高,而且每组(5根)轨枕之间的间距积累误差较大。移动式机械分枕组装平台40可同时分15根轨枕而且做到调整轨枕间距一次到位,大大提高施工效率,安装轨排后可实现轨枕的精确定位,误差极小为±1mm。
如图5a及5b所示的调车平转桥50用于物流车辆快速实现在两条路基上的转移及调头,调度施工物料快速分流,使得施工现场无需再建专用物流通道,而德国雷达2000系统中不存在相似功能设备,施工时需要搭临时便桥。另外,调车平转桥50在狭窄施工场地中尤显重要,例如隧道施工中使用调车平转桥50可解决场地有限的问题做到自如施工,而德国2000系统就受到场地的局限无法正常施工。如图5a及5b所示,调车平转桥50包括驱动系统、机架52、旋转平台53及引道54,旋转平台53两侧延伸并向下倾斜形成引道54,旋转平台53下方设有由八个轮子组成的行走轮系53.1。驱动系统包括液压动力装置51.1及控制旋转平台53转动的齿轮51.21传动装置51.2。其中,液压动力装置51.1包括电机、液压泵、控制阀组、油箱及管路(图中未示出)。参见图5e,所述齿轮51.21传动装置51.2包括齿轮51.21、内圈设有齿的回转轴承51.22,齿轮51.21与液压动力装置51.1相连,回转轴承51.22内圈与齿轮51.21相啮合,回转轴承51.22上方设有驱动盘51.23,驱动盘51.23与所述旋转平台53连接。如图5a所示,旋转平台53与驱动系统之间设有支撑旋转平台53及其载荷的机架52,参见图5c及5d,机架52上设有旋转平台53的运行轨道52.1、及用于调车平转桥50在施工现场的移动的提升装置及行走轮系53.1,所述提升装置是液压缸(图中未示出)。
为了有效地保证混凝土在灌注过程中的质量,本发明所述的双块式无砟轨道的施工装备还包括的搅拌式混凝土输送罐60。如图6所示,搅拌式混凝土输送罐60用于干性混凝土倒装并适应道床的混凝土灌注,包括储料斗61,设于储料斗61内的螺旋输送器62、储料斗61上方的接料筛网63,连接螺旋输送器62的减速器64,连接减速器64的电机65,通过电机的正反转可实现混凝土的搅拌和输送。
(二)本发明一种双块式无砟轨道的施工工艺
参见图8的并行循环施工,道床施工按每日进度327米计,共设两个工班,每班每日施工长度163.5m。现已4组轨排(20单元)为例加以说明,施工顺序为先左线,后右线,两班距离间隔163.5m,时间间隔12h。施工步骤如下:
1、左线第一组安放1-5单元,调整好轨面几何尺寸后锁定,时间控制在12h。
2、浇筑混凝土从1单元轨排开始至5单元轨排结束,浇筑长度为163.5m,时间控制在12h。混凝土浇注结束后及时抹面养生。
3、右线第二组轨排6-10单元安放在第一组开始浇注混凝土时进行,调整好轨面几何尺寸锁定。时间同样控制在12h。
4、第二组混凝土浇注由6单元轨排开始至10单元轨排结束,浇注长度同样为163.5m。时间12h。
5、左线第三组11-15单元、右线第四组16-20单元施工同上。
6、第一组轨排混凝土强度达标时,拆除1~5单元轨排,进行第五组轨排联结。依次循环,右线同理,直至完成全部道床施工。
如图7所示,本发明所述双块式无砟轨道的施工工艺,是以单班完成一段完整的施工(例如上述步骤中的1~5单元)为例进行说明,具体按照下述步骤进行操作,
步骤100,清理现场;
步骤101,设置中线控制桩和标桩;
步骤102,道床钢筋网预置;
步骤103,安装横向模板;
步骤104,分枕及组装轨排,所述自行式铺装机配合多功能电控吊具吊装轨枕至移动式机械分枕组装平台进行分枕,所述自行式铺装机吊装组合式轨道排架移动至移动式机械分枕组装平台分枕上方对位,将分好枕间距的轨枕安装在组合式轨道排架上形成可供铺设的小型轨排;
步骤105,轨排粗调,利用所述组合式轨道排架上的调整装置实现粗调,即中线对位;
步骤106,道床钢筋网绑扎、接地焊接;
步骤107,联结、精调轨排,调整所述组合式轨道排架上的排架支腿及轨向锁定器实现轨排精调,其中高低、水平由左右排架支腿螺柱调整,轨向由轨向锁定器调整,调整时应严格按:“内轨高程→中线→轨面高低及轨向→水平及三角坑→复核高程及中线”的程序进行,排架精度达到要求时,拧紧支腿螺柱,锁定左右轨向锁定器;
步骤108,安装纵向模板,将纵向模板安装在上述轨排的排架支腿的凹槽内,利用夹具将所述横向模板固定在所述轨排的轨底;
步骤109,浇注道床混凝土、振捣抹面成形;
步骤110,养生、拆除轨道排架进入循环施工,利用所述自行式铺装机吊起轨道排架重新悬挂轨枕循环使用,在轨道排架拆除后人工拆除纵向模板,使用自行式铺装机拆除横向模板。
(三)本发明与武广客运专线使用的雷达2000系统的详细对比
1.设备对比,见表1
表1
Figure C20081011223000151
2、工艺流程对比
A本发明施工工艺:
清理现场→设置中线控制桩和标桩→道床钢筋网预置→安装横向模板→分枕及组装轨排→轨排粗调→道床钢筋网绑扎、接地焊接→联结、精调轨排→安装纵向模板→浇注道床混凝土、振捣抹面成形→养生、拆除轨道排架进入循环。
B德国雷达2000系统的施工工艺:
运输轨枕到工地→铺设轨枕→安装工具轨和精调螺杆底座→粗调轨面系的几何尺寸→钢筋网焊接→安装纵、横向模板→精调轨面系几何尺寸→浇筑道床混凝土→拆除模板-→拆除工具轨→长轨铺设。
综上所述,本发明所述的施工工艺与雷达2000系统的施工工艺相比的优势如下:
首先,由于德国雷达2000系统没有轨道排架,使用两根工具轨不能实现轨排的调整,需要使用粗调机组来调整轨排,而本发明所述的组合型轨道排架是集德国雷达2000系统的工具轨、枕轨、模板、调整系统为一体,具备轨枕安装定位、轨道粗调、安装模板、轨道精调功能,可有效地简化作业程序,提高了施工效率;
其次,本发明施工工艺步骤104所述的分枕作业后,直接在移动式机械分枕组装平台上组装轨排,轨枕间距准确可靠,而雷达2000系统在散枕作业后,轨枕脱离散枕装置后才组装轨排,在此过程中轨枕位置很可能发生移动,影响工程质量及进度;
再次,本发明施工工艺步骤110拆除轨道排架及纵横向模板,循环利用到下一个施工段,相比雷达2000系统只能顺序施工并且施工过程占用设备多、施工场地大需要专用的物流通道、施工进度缓慢的缺点,本发明所述施工工艺能够实现循环平行施工,在施工过程具有占用设备少、设备利用率高、施工进度快的优点。
3.物流组织分析,见表2
表2
Figure C20081011223000161
4.经济技术综合分析比较,见表3:
表3
  分类项目   雷达2000设备   国内自主研发设备
  经济性   整套设备价格昂贵   国外设备价格的30%左右
  设备情况   设备种类多,运转整备要求高   适应现场情况,设备种类少,运转整备简单
  施工人员   专职培训,周期长   施工前培训,周期短
  施工效率   300延米/天(需施工便道)   300延米/天(无需专用物流通道)
  道床精度   满足客专施工规范要求   满足客专施工规范要求
本发明所述的施工装备采用了相互配合使用的组合式轨道排架、自行式铺装机、多功能电控吊具、移动式机械分枕组装平台及调车平转桥,在满足施工质量及施工效率的情况下,该施工装备具有使用设备种类少、设备操作简单、施工功效高、全套装备价格低廉的优点;本发明所述施工工艺具有工序简单,速度快的优点,故本发明完全满足高标准、高精度、高效率的无砟轨道施工建设需要。
以上所述的实施例,只是本发明较优选的具体实施方式的一种,本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种双块式无砟轨道的施工装备,其特征在于:包括相互配合使用的组合式轨道排架、自行式铺装机、多功能电控吊具、移动式机械分枕组装平台及调车平转桥;
组合式轨道排架用于轨枕安装定位、安装模板及轨道粗调与精调,包括轨排构架、排架支腿、轨向锁定器、纵向模板及横向模板,轨排构架是由多个纵向均匀间隔设置的托梁、及与托梁垂直设置并通过轨距调节装置连接的两根等长工具轨组成,托梁的两端设有铰接的排架支腿,排架支腿上设有调整轨排构架高度及倾斜角度的调整装置,排架支腿上还设有用于适应道床宽度并定位的轨向锁定器,排架支腿的凹槽内设置与水平面垂直布置的纵向模板,纵向模板之间均布设有平行于托梁的横向模板;
自行式铺装机用于卸枕、组装和拆卸轨道排架及自线铺轨的循环作业,包括含有起重机的框架式龙门吊、通过电机驱动的走行装置及铺装和拆卸轨道的自线铺轨装置;
多功能电控吊具是与自行式铺装机配套的吊装设备,用于起吊轨枕、组合式轨道排架、自行轨及其它相关设备,包括吊具架及安装在其上的机械轨钳、卸枕夹具和电动推杆,机械轨钳为通过销轴连接的可自动开合的平行四边形式的杠杆结构、其上设有保持机械轨钳垂直运动的导向装置,电动推杆驱动卸枕夹具及机械轨钳实现抓取及卸荷动作;
移动式机械分枕组装平台用于轨枕不落地倒装、同时均分轨枕间距并兼做现场移动动力源,包括分枕平台及其下方的前轮组和后轮组,设于分枕平台上的可等分轨枕间距的分枕装置,分枕装置包括多组轨枕支架及与其相连的多根拉杆,设于分枕平台上的枕间距控制装置,及驱动分枕平台移动和分枕装置伸缩的动力装置;其中分枕装置的第一组轨枕支架与分枕平台固定连接,后方第二组轨枕支架与动力装置相连接,动力装置还与后轮组连接;
调车平转桥用于物流车辆快速实现在两条路基上的转移及调头,调度施工物料快速分流,包括驱动系统、机架、旋转平台及引道,驱动系统包括液压动力装置及控制旋转平台转动的齿轮传动装置,旋转平台下方设有行走轮系,旋转平台与驱动系统之间设有支撑旋转平台及其载荷的机架,机架上设有旋转平台的运行轨道及用于调车平转桥在施工现场的移动的提升装置,旋转平台两侧延伸并向下倾斜形成引道。
2.根据权利要求1所述的双块式无砟轨道的施工装备,其特征在于:所述组合式轨道排架的轨距调节装置是设置在工具轨两侧通过螺栓连接的楔形夹板;所述调整装置是竖向垂直设置在排架支腿上的高低螺杆;所述轨向锁定器包括套设在高低螺杆上并配合使用的一位调节螺杆和二位调节螺杆,一位调节螺杆与高低螺杆呈垂直设置,二位调节螺杆与高低螺杆呈倾斜设置。
3.根据权利要求1所述的双块式无砟轨道的施工装备,其特征在于:所述自行式铺装机的走行装置主要包括顺次连接的驱动电机、减速器、链条、主动轮和从动轮;所述自线铺轨装置包括设置在框架式龙门吊的走行梁上的电动葫芦和挂接在电动葫芦上的轨钳。
4.根据权利要求1所述的双块式无砟轨道的施工装备,其特征在于:所述多功能电控吊具中的导向装置为内部设有槽孔、端部设有吊装孔的导向板,导向板的一端通过槽孔挂设在机械轨钳的上端的销轴上、另一端通过导向销固定在机械轨钳的下端的销轴上,导向板的吊索孔内穿过吊索,吊索通过连杆与电动推杆相连。
5.根据权利要求1所述的双块式无砟轨道的施工装备,其特征在于:所述移动式机械分枕组装平台的分枕装置是由多组轨枕支架及与其相连的多根拉杆组成的平行四边形式结构;所述枕间距控制装置是设置在轨枕支架与分枕平台之间的行程开关;所述动力装置包括电机、中间轴及设于中间轴上的走行电磁离合器、分枕电磁离合器及主驱动链轮,电机输出轴连接主驱动链轮,走行电磁离合器通过走行驱动链轮及链条连接后轮组,分枕电磁离合器通过分枕驱动链轮连接所述分枕装置的轨枕支架。
6.根据权利要求1所述的双块式无砟轨道的施工装备,其特征在于:所述调车平转桥的液压动力装置包括电机、液压泵、控制阀组、油箱及管路;所述齿轮传动装置包括齿轮、内圈设有齿的回转轴承,齿轮与液压动力装置相连,回转轴承内圈与齿轮相啮合,回转轴承上方设有驱动盘,驱动盘与所述旋转平台连接;所述提升装置是液压缸。
7.根据权利要求1-6任一权利要求所述的双块式无砟轨道的施工装备,其特征在于:还包括搅拌式混凝土输送罐,用于干性混凝土倒装并适应道床的混凝土灌注,包括储料斗,设于储料斗内的螺旋输送器、储料斗上方的接料筛网,连接螺旋输送器的减速器,连接减速器的电机。
8.一种应用权利要求1所述双块式无砟轨道施工装备的施工工艺,其特征在于:按照下述步骤进行操作,
步骤100,清理现场;
步骤101,设置中线控制桩和标桩;
步骤102,道床钢筋网预置;
步骤103,安装横向模板;
步骤104,分枕及组装轨排,所述自行式铺装机配合多功能电控吊具吊装轨枕至移动式机械分枕组装平台进行分枕,所述自行式铺装机吊装组合式轨道排架移动至移动式机械分枕组装平台分枕上方对位,将分好枕间距的轨枕安装在组合式轨道排架上形成可供铺设的小型轨排;
步骤105,轨排粗调,利用所述组合式轨道排架上的调整装置实现粗调,即中线对位;
步骤106,道床钢筋网绑扎、接地焊接;
步骤107,联结、精调轨排,调整所述组合式轨道排架上的排架支腿及轨向锁定器实现轨排精调;
步骤108,安装纵向模板,将纵向模板安装在上述轨排的排架支腿的凹槽内,利用夹具将所述横向模板固定在所述轨排的轨底;
步骤109,浇注道床混凝土、振捣抹面成形;
步骤110,养生、拆除轨道排架进入循环施工,利用所述自行式铺装机吊起轨道排架重新悬挂轨枕循环使用,在轨道排架拆除后人工拆除纵向模板,使用自行式铺装机拆除横向模板。
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