CN104213478A - 一种高速铁路无砟轨道维修施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速铁路无砟轨道维修施工方法，属于轨道维修技术领域，包括水平钻孔机具、索锯切割机具和无砟轨道换板设备，本方法先用水平钻孔机具和索锯切割机具对无砟轨道砂浆层进行剥离，然后再用无砟轨道换板设备对破损轨道板进行更换。本发明自动化程度高，能够根据现场轨道板损坏程度，快速、安全、高效地完成无砟轨道Ⅰ型、Ⅱ型板的维修。

Description

一种高速铁路无砟轨道维修施工方法

技术领域

本发明涉及一种施工方法，具体是一种高速铁路无砟轨道维修施工方法，属于轨道维修技术领域。

背景技术

近几年来，我国逐步成为世界上高速铁路运营里程最多的国家，无砟轨道是我国高速铁路主要的结构形式，为保证其“高速”特点，要求其轨道结构具有较强的整体性，一旦基础发生较大变形或轨道的传力部件产生伤损，则轨道结构的稳定性和平顺性就很难保证，轻则列车限速，重则导致安全事故。

一般而言，国内外无砟轨道结构部件的维修或更换遵循采用如下三个阶段对应的方案。第一阶段：当轨道变形较小时，可用钢轨扣件进行调整；第二阶段：轨道变形较大、仅利用扣件难以调整时，可在轨道板与砂浆垫层之间灌注充填材料进行调整；第三阶段：轨道变形特大，或因突发灾害事件或其他原因导致无砟轨道部件失效、严重影响运营的情况，则需要更换轨道部件，进行彻底整治。

目前，国内外对无砟轨道结构维修的研究与应用主要集中在第二阶段，我国作为无砟轨道建设与应用的大国，也开展了针对第二阶段工况维修的研究与应用，如抬板注浆方法进行维修。此种方法需要截断钢轨和凸型挡台等结构，耗时耗力，施工效率低下。然而对于轨道板的更换，是较前瞻性的储备技术，是必须研究的重要课题。

目前，国内已经有了几例轨道板更换案例。轨道板更换的工艺从松开扣件切割钢轨开始，到轨道精调、钢轨焊接打磨结束，共有十几道重要工序，还有轨道板运输、精调等辅助准备工序，以及现场充填层快速抢修材料的制备和施工，整个过程极为繁琐，如：在2013年10月在京津城际进行的轨道板更换，约160人连续花费10天，在此之前还筹备和演练了将近7个月。此种施工方面存在诸多弊端：施工受工作区域限制，在桥下是江湖、道路、山林和隧道区域等均无法施工；施工周期过长，从准备到完工需要6个月时间，施工效率较低，安全性差，施工中需要人力物力较多，且均要通过高度达十几米的过渡平台上下，施工安全无法保证。

综上所述，针对第二、第三阶段的轨道板维修，主要以人力为主，工序繁多，准备时间长，安全性差，受区域限制明显，目前国内外还没有成熟的成套、专业、系统的维修施工方法，甚至还没有相关的机械设备来实现轨道板的维修。

发明内容

本发明提供一种高速铁路无砟轨道维修施工方法，不受区域限制，能够满足第二、三阶段轨道板的维修和更换，能够针对性解决现有施工中存在的弊端，通过提高施工工艺的自动化程度，改善目前施工周期过长，效率较低，成本过高的现状，提高轨道结构的安全性。

为了实现上述目的，本发明一种高速铁路无砟轨道维修施工方法，包括水平钻孔机具、索锯切割机具和无砟轨道换板设备，具体步骤如下：

步骤一：利用水平钻孔机具对破损轨道板下方的砂浆层钻孔，钻孔位置为破损轨道板的端部；

步骤二：利用支撑设备对所需剥离砂浆层上方的轨道板进行固定支撑，再利用索锯切割机对砂浆层进行切割；

步骤三：无砟轨道换板设备行驶到预定换板端部位置，制动无砟轨道换板设备中的牵引车Ⅰ，启动无砟轨道换板设备中的牵引车Ⅱ，实现两车分离，并保证两车分离后破损轨道板在两车正中间；

步骤四：截断钢轨，将其吊装到无砟轨道换板设备中的平板车上；

步骤五：破损轨道板吊装至平板车上；

步骤六：用无砟轨道换板设备的滑动起吊装置水平起吊新轨道板至更换位置正上方，缓慢下降至底座板正上方；

步骤七：在新轨道板与轨道板底座之间灌注新的砂浆层；

步骤八：钢轨安装，焊接、打磨，精调，检测后，列车即可通行。

进一步地，在执行步骤二时有以下两种情况：

1)针对无砟轨道Ⅰ型板进行更换，切割的同时对破损轨道板与凸型挡台之间的树脂进行清除；

2)针对无砟轨道Ⅱ型板进行更换，切割的同时对破损轨道板与相邻的两块轨道板连接部位进行拆除。

进一步地，在执行步骤七时有以下两种情况：

1)针对无砟轨道Ⅰ型板更换时，在与破损轨道板相邻的两块轨道板之间填充树脂；

2)针对无砟轨道Ⅱ型板更换时，在与破损轨道板相邻的两块轨道板之间安装连接器。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、不受施工区域限制，利用现成的自动化成套整车设备，行驶到施工现场，不需现场再搭建施工平台；

2、不需横移轨道板，因为现场横移机构搭建困难，需要利用另一行驶车道，如果是单行线需要破坏旁边的护栏来搭建，只需要上升后直接平移至设备上，施工效率提高；

3、同时满足无砟轨道Ⅰ型、Ⅱ型轨道板，双行线、单行线，桥梁、隧道和路基段等工况下无砟轨道板的更换要求；

4、完全取代现有落后的施工养护方法，提高轨道结构的安全性、稳定性和耐久性；

5、本发明方法简单，便于操作，省时省力，自动化程度高，施工周期短，有效地提高了施工效率。

附图说明

图1为本发明水平钻孔机具钻孔结构示意图；

图2为本发明索锯切割机结构示意图；

图3为本发明无砟轨道换板设备到达预定换板地点两车分离状态示意图；

图4为本发明无砟轨道换板设备起吊破损轨道板状态示意图；

图5为本发明无砟轨道换板设备起吊新轨道板状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明一种高速铁路无砟轨道维修施工方法，包括水平钻孔机具、索锯切割机具和无砟轨道换板设备，具体步骤如下：

步骤一：利用水平钻孔机具对破损轨道板3.22下方的砂浆层钻孔，钻孔位置为破损轨道板3.22的端部；

步骤二：利用支撑设备对所需剥离砂浆层上方的轨道板进行固定支撑，再利用索锯切割机对砂浆层进行切割；

如图1所示，本实施例中，所采用的水平钻孔机具主要由铰接固定座Ⅰ6、电机左端固定架7、电机8、电机右端固定架9、主动轮10、传动带11、从动轮14、钻杆固定架15、铰接固定座Ⅱ16、钻杆17、支架18、滑动杆19和推动装置组成；所述铰接固定座Ⅰ6固定在钢轨上，滑动杆19一端设有挡块，通过挡块与铰接固定座Ⅰ6连接，另一端与支架18上端相连，所述支架18下端支撑在地面上，所述电机8通过电机左端固定架7和电机右端固定架9安装在滑动杆19上，并能够在滑动杆19上左右移动；所述铰接固定座Ⅱ16固定在轨道板上，所述钻杆固定架15上端安装在滑动杆19上，并能够在滑动杆19上左右移动，下端通过拉杆15.1与铰接固定座Ⅱ16连接固定，所述电机右端固定架9向下延伸至滑动杆19下方；所述钻杆固定架15和电机右端固定架9下端设有钻杆孔；所述上述两钻杆孔孔心位于同一水平线上；所述主动轮10安装在电机8右端，所述从动轮14安装在电机右端固定架9下端右侧，所述主动轮10与从动轮14之间通过传动带11连接，所述推动装置穿过支架18安装在电机右端固定架9上。

所述支架18底端安装有调节螺杆13，并通过调节螺杆13支撑在地面上。

所述推动装置包括旋转手柄12.1和手柄杆12，所述旋转手柄12.1安装在手柄杆12一端，手柄杆12另一端穿过支架18安装在电机后端固定架9上。

水平钻孔时，先将铰接固定座Ⅰ6通过调节螺杆13紧固在钢轨上，再将铰接固定座Ⅱ16通过调节螺杆13紧固在轨道板上，然后将钻杆固定架15通过拉杆15.1与铰接固定座Ⅱ16连接固定，最后通过调节螺杆13来保持整个机具的水平度，并起到支撑作用。钻杆17通过钻杆固定架15支撑，钻杆17穿过钻杆孔，钻杆孔和钻杆17间隙配合。开启电机8，钻杆17与电机8通过带传动相连接，钻杆17高速旋转，通过旋转手柄12.1将钻杆17向前推进，通过水平导向杆同步移动，从而实现对砂浆层的快速水平钻孔。

如图2所示，本实施例中，所采用的索锯切割机为2014年8月6日公开的申请号为201410164777.1，名称为《一种高速铁路无砟轨道砂浆层索锯切割机》的发明专利申请文件中所公开的索锯切割机，主要由金刚石绳锯2.1、主动轮驱动马达2.2、驾驶室2.3、动力箱总成2.4、轨轮系统2.5、砂浆切割机索锯2.6和工作装置2.7组成。

钻孔后对砂浆层进行切割时，先启动索锯切割机上的轨道行驶机构，使其在轨道上向前行驶，金刚石绳锯2.1穿过水平钻孔机具钻好的孔，同时工作装置2.7的轮系系统带动金刚石绳锯2.1高速旋转对砂浆层切割，切割完毕后收起金刚石绳锯2.1和轮系系统行驶到公路上。

步骤三：无砟轨道换板设备行驶到预定换板端部位置，制动无砟轨道换板设备中的牵引车Ⅰ3.13，启动无砟轨道换板设备中的牵引车Ⅱ3.21，实现两车分离，并保证两车分离后破损轨道板3.22在两车正中间；

步骤四：截断钢轨，将其吊装到无砟轨道换板设备中的平板车上；

步骤五：破损轨道板3.22吊装至平板车上；

步骤六：用无砟轨道换板设备的滑动起吊装置3.17水平起吊新轨道板3.18至更换位置正上方，缓慢下降至底座板正上方；

步骤七：在新轨道板3.18与轨道板底座之间灌注新的砂浆层；

步骤八：钢轨安装，焊接、打磨，精调，检测后，列车即可通行。

进一步地，在执行步骤二时有以下两种情况：

1)针对无砟轨道Ⅰ型板进行更换，切割的同时对破损轨道板3.22与凸型挡台之间的树脂进行清除；

2)针对无砟轨道Ⅱ型板进行更换，切割的同时对破损轨道板3.22与相邻的两块轨道板连接部位进行拆除。

进一步地，在执行步骤七时有以下两种情况：

1)针对无砟轨道Ⅰ型板更换时，在与破损轨道板3.22相邻的两块轨道板之间填充树脂；

2)针对无砟轨道Ⅱ型板更换时，在与破损轨道板3.22相邻的两块轨道板之间安装连接器。

如图3至图5所示，本实施例中，所采用的无砟轨道换板设备为2014年8月6日公开的申请号为201410152207.0，名称为《一种用于高速铁路无砟轨道的换板设备》的发明专利申请文件中所公开的无砟轨道换板设备，包括牵引车I3.13、动力箱总成3.14、轨道平板车I3.15、滑动支架3.16、滑动起吊装置3.17、新轨道板3.18、滑动支架限位块3.19、轨道平板车II3.20和牵引车II3.21。

如图3和图4所示，对砂浆层切割后，换板时，在牵引车I3.13的带动下直接在轨道上行驶到预定换板地点，调整牵引车I3.13的位置，调整好后，使牵引车I3.13制动系统完全制动，启动动力箱总成3.14，保证给整个设备提供动力。打开滑动支架3.16的固定机构，启动牵引机车II3.21使其带动轨道平板车II3.20缓慢滑行，实现两车分离。两车分离时滑动支架3.16可以在轨道平板车I3.15和轨道平板车II3.20上向牵引机车II3.21行驶方向滑动，当滑动支架3.16前端滑动到滑动支架限位块3.19处时，牵引机车II3.21停止前进并使其完全制动，同时限位滑动支架3.16，保证牵引车II3.21分离后破损轨道板3.22在两车正中间。操纵滑动起吊装置3.17使其滑动到破损轨道板3.22上方，利用滑动起吊装置3.17把破损轨道板3.22吊起放到轨道平板车II3.20预定位置。

如图5所示，再操纵滑动起吊装置3.17滑动到新轨道板3.18上方，起吊并放到其更换位置完成新旧轨道板的更换。

本发明实现了砂浆层的切割、剥离和无砟轨道板的更换，自动化程度高、安全可靠性高，不受施工环境限制，有效地提高了施工效率，提高了社会的经济效益。

Claims (3)

1.一种高速铁路无砟轨道维修施工方法，包括水平钻孔机具、索锯切割机具和无砟轨道换板设备，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一：利用水平钻孔机具对破损轨道板(3.22)下方的砂浆层钻孔，钻孔位置为破损轨道板(3.22)的端部；

步骤二：利用支撑设备对所需剥离砂浆层上方的轨道板进行固定支撑，再利用索锯切割机对砂浆层进行切割；

步骤三：无砟轨道换板设备行驶到预定换板端部位置，制动无砟轨道换板设备中的牵引车Ⅰ(3.13)，启动无砟轨道换板设备中的牵引车Ⅱ(3.21)，实现两车分离，并保证两车分离后破损轨道板(3.22)在两车正中间；

步骤四：截断钢轨，将其吊装到无砟轨道换板设备中的平板车上；

步骤五：破损轨道板(3.22)吊装至平板车上；

步骤六：用无砟轨道换板设备的滑动起吊装置(3.17)水平起吊新轨道板(3.18)至更换位置正上方，缓慢下降至底座板正上方；

步骤七：在新轨道板(3.18)与轨道板底座之间灌注新的砂浆层；

步骤八：钢轨安装，焊接、打磨，精调，检测后，列车即可通行。

2.根据权利要求1所述一种高速铁路无砟轨道维修施工方法，其特征在于，在执行步骤二时有以下两种情况：

1)针对无砟轨道Ⅰ型板进行更换，切割的同时对破损轨道板(3.22)与凸型挡台之间的树脂进行清除；

2)针对无砟轨道Ⅱ型板进行更换，切割的同时对破损轨道板(3.22)与相邻的两块轨道板连接部位进行拆除。

3.根据权利要求1所述一种高速铁路无砟轨道维修施工方法，其特征在于，在执行步骤七时有以下两种情况：

1)针对无砟轨道Ⅰ型板更换时，在与破损轨道板(3.22)相邻的两块轨道板之间填充树脂；

2)针对无砟轨道Ⅱ型板更换时，在与破损轨道板(3.22)相邻的两块轨道板之间安装连接器。