CN111852089A - 一种非电气化铁路的电气化施工防护结构及防护方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种非电气化铁路的电气化施工防护结构及防护方法，其包括：移动组件和防护棚架。移动组件包括组设于所述铁路的铁轨两侧的导轨，且导轨上设有滑座。防护棚架组设于移动组件，并形成用于列车通过的通道。实现了对非电气化铁路进行施工时进行可移动防护和多点防护，提高防护结构的使用效率。

Description

一种非电气化铁路的电气化施工防护结构及防护方法
技术领域
本发明涉及铁路施工工程技术领域，特别涉及一种非电气化铁路的电气化施工防护结构及防护方法。
背景技术
目前在铁路动力的技术革新进程中，蒸汽机车、和内燃机车等非电气化动力机车在过去的铁路系统中占有举足轻重的地位，随着经济的快速的发展，非电气化铁路的运行速度已经不能满足时代的需求，而且非电气化铁路的运输能力比电气化铁路要低，在运输成本方面也较电气化铁路高。在这个铁路电气化普及和高铁盛行的时代，国内依然有较多的非电气化铁路未来将进行电气化改造，所以未来非电气化铁路的电气化改造依然会持续较长时间。
由于电气化铁路的要在铁路两侧架设电力系统，所以电气化铁路的净空要求要比非电气化铁路要高，由于净空的要求变高，原本跨越非电气化铁路的桥梁的净空就很难满足电气化改造的需求。那么，要想对非电气化铁路进行改造，就必须对不能满足电气化铁路净空要求的桥梁进行拆除、重建。在拆除重建过程中，为了保证桥梁下方的铁路不中断和运行安全，要在铁路和桥梁之间设置全断面的防护结构，防止在桥梁拆除和新建过程中有物体坠落至铁路面，影响铁路行车安全。
目前对于上跨非电气化铁路进行拆除和新建桥梁时，对铁路的防护方法较少，常用的有以下三种方式：第一，一般的防护方式按照铁路局的规定，向路局进行封锁点申请，封锁点内封锁区间不会有机车通行，从而规避了施工对行车安全的影响；第二，在上跨铁路的桥梁梁底搭设吊挂棚架，将施工区域和铁路行车区域隔离；第三，沿下穿桥梁的铁路区间，在铁路路基上施工扩大基础，在扩大基础上搭设防护棚架，将桥梁与铁路进行隔离。
现有的防护方法存在以下缺陷：1、需要提前数日进行封锁点申请，报批流程繁琐；2、需要设置专门的铁路防护人员，占用人力资源；3、封锁时间较短，封锁点内施工时间压力大；4、封锁点结束前要进行工完料清，进一步压缩有效施工时长；5、对吊挂结构的结构要求高，悬空施工难度大，且只适用于对既有桥梁维修的工程项目，并不适用于上跨桥梁的拆除项目；6、防护棚架为固定的结构，需要对影响铁路行车安全的所有施工区域全面防护，防护结构的造价较大；7、待拆除桥梁往往净空较低，进行防护棚架搭设时，无法使用吊装机械进行安装和拆卸，导致搭设效率低下。
发明内容
本发明实施例提供一种非电气化铁路的电气化施工防护结构及防护方法，以解决上述在现有铁路施工防护方法中存在的缺陷，实现了对非电气化铁路进行施工时进行可移动防护和多点防护，提高了防护结构的使用效率。
第一方面，提供了一种非电气化铁路的电气化施工防护结构，其包括：移动组件，所述移动组件包括组设于所述铁路的铁轨两侧的导轨，且所述导轨上设有滑座；防护棚架，所述防护棚架组设于所述移动组件上，并用于形成列车通过的通道。
在一些实施例中，所述防护棚架包括一个或多个标准节段棚架；所述标准节段棚架设有标准接口，相邻的所述标准节段棚架通过所述标准接口连接。
在一些实施例中，所述标准节段棚架包括垂直设置于滑座上的多个立柱和搭设于所述立柱上方的顶部支撑结构；所述顶部支撑结构与所述立柱形成用于列车通过的拱形通道；所述顶部支撑结构两端设有标准接口；所述顶部支撑结构上覆盖有防护层。
在一些实施例中，所述顶部支撑结构包括至少两个相互平行间隔设置的横向分配梁和若干相互平行间隔设置的顶部纵梁；所述横向分配梁与所述顶部纵梁垂直固定，形成“井”字形支撑结构；所述横向分配梁为拱形结构，跨设于所述铁路上方。
在一些实施例中，所述顶部纵梁为可拆分结构，由若干顶部连接节段组成；所述顶部连接节段两端设有标准接口，相邻所述顶部连接节段通过标准接口连接。
在一些实施例中，所述标准节段棚架还包括设置于所述导轨上方的底部支撑结构，所述底部支撑结构与同一侧所述导轨上方的所述立柱相连接。
在一些实施例中，所述移动组件下方还铺设有固定基础结构，用于保证所述移动组件的稳定。
第二方面提供了一种非电气化铁路施工的防护方法，该方法基于所述的一种非电气化铁路的电气化施工防护结构，其包括：所述防护棚架包括一个或多个标准节段棚架,所述标准节段棚架设有标准接口；将相邻的所述标准节段棚架通过所述标准接口连接；组装一个或多个所述标准节段棚架；安装所述移动组件；将所述防护棚架安装到所述移动组件上。
在一些实施例中，还包括对所述一种非电气化铁路的电气化施工防护结构进行监控和报警。
在一些实施例中，所述对所述一种非电气化铁路的电气化施工防护结构进行监控和报警，其包括：在待测试位置设置力传感器；将所述力传感器采集的数据传输到智能终端；设置报警阈值；当所述力传感器采集的数据超过所述报警阈值时报警。
本发明实施例提供了一种非电气化铁路的电气化施工防护结构及一种非电气化铁路施工的防护方法，由于防护棚架在防护范围可通过移动组件沿铁路轨道移动，可减少了防护结构的总体建设规模，提高了单位长度的防护结构的防护效率，同时，防护棚架的制作和移动组件的架设过程不影响铁路通行，大大缩短了铁路封锁时间，提高了非电气化铁路的电气化改造施工效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的标准节段棚架的断面图；
图2为本发明实施例提供的标准节段棚架的侧面图；
图3为本发明实施例提供的最优走形线A'B'的示意图；
图4为本发明实施例提供的铁路路基加固图；
图中：1、移动组件；10、导轨；11、滑座；2、防护棚架；3、立柱；4、顶部支撑结构；40、横向分配梁；41、顶部纵梁；410、顶部连接段；42、斜撑；5、底部支撑结构；50、底部连接节段；6固定基础结构；60、轨道预埋钢板；61、混凝土条形基础；7、标准接口；8、固定接口；9连接系。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种非电气化铁路的电气化施工防护结构实现了对非电气化铁路进行施工时进行可移动防护和多点防护，提高了防护结构的使用效率。
如图1所示，在本实施例中，移动组件1包括组设于所述铁路的铁轨两侧的导轨10，且导轨10上设有滑座11；防护棚架2组设于移动组件1，并形成一个用于列车通过的通道。可优选的，滑座11可采用轮箱，对设置于其上的防护棚架2起到支撑的作用，同时带动防护棚架2在导轨10上移动。
由于防护棚架2通过移动组件1可沿铁路的铁轨移动，且无需通电、无需二次搬迁、无需占用固定区域，简化了繁琐的报批流程，且针对需要施工的地点实现可移动式防护，提高了单位长度防护结构的使用效率和适用范围。防护棚架2的制作可以在任何指定区域进行，且移动组件1的架设过程是在铁轨两侧完成，所以不必占用铁路运行时间。同时，将防护棚架2安装到移动组件1的过程也不必在低净空的桥下空间进行，可以在桥梁外侧的空旷的铁路线上进行安装，不仅提高防护棚架2的安装效率，还减轻了封锁点内施工时间短的压力，减少人员物资的占用，解决了悬空施工难度大的问题，提高了铁路施工防护的效益和安全性。
可优选地，如图3所示，在一些实施例中，移动组件1的导轨10可沿最优走形线A'B'设置，所述最优走形线A'B'是通过如下方法得到：用线段连接铁路单侧的防护结构走形区域的弧线两端AB，取直线的中心C为起点，弧线的中心D为终点，做线段CD,然后将线段AB的中心平移至线段CD的中心点F，AB平移后到达A'B'，A'B'即为最优走形线。轨道10沿最优走形线设置，可以保证施工区域铁路防护结构的侧面与防护结构的侧面限界始终保持合理的符合规范的距离。
如图2所示，在一些实施例中，防护棚架2包括一个或多个标准节段棚架，所述标准节段棚架设有标准接口7，相邻的标准节段棚架通过标准接口7连接。可优选的，单个标准节段棚架的重量控制在5t作用，方便现场吊装的快速化施工。相邻标准节段棚架的连接方式采用10.9级的高强螺栓。连接方便快捷，同样可以契合快速化施工的需求。
当铁路营业线需要多点防护时，可将多个标准节段棚架断开连接，通过移动组件1分别移至需要施工的位置，实现分体多点防护。当铁路营业线需要集中防护时，可将多个标准节段棚架通过标准接口7连接起来，形成一个整体的防护结构，实现集中防护。由于防护棚架2具有可组合可分体的结构，实现了多点防护、单位长度任意点防护以及集中防护，提高了单位长度防护棚架2的使用效率，增强了防护棚架2的适用范围。
如图1所示，在一些实施例中，标准节段棚架包括垂直设置于滑座11上的多个立柱3和搭设于所述立柱3上方的顶部支撑结构4，顶部支撑结构4与立柱3形成用于列车通过的拱形通道，且顶部支撑结构4两端设有标准接口7，顶部支撑结构4上覆盖有防护层。立柱3用于支撑顶部支撑结构4，防护层铺设于顶部支撑结构4上，从而可对顶部支撑结构4与立柱3之间形成的用于列车通过的拱形通道内进行防护。在一些实施例中，标准节段棚架的宽度为8.3m，长度为10m，高度为6.1m，立柱3采用槽钢H300×150，立柱3与顶部支撑结构4通过高强螺栓连接，立柱3与滑座11通过固定接口8连接。
可优选的，防护层为多层结构，由下至上分别设有木板、防水透气膜和花纹钢板。通过防护层可在非电气化铁路改造的施工过程中缓冲向下的冲击力、防雨水、防燃烧以及防止坠落物。
如图1所示，在一些实施例中，顶部支撑结构4包括至少两个相互平行间隔设置的横向分配梁40和若干相互平行间隔设置的顶部纵梁41；横向分配梁40与顶部纵梁41垂直固定，形成“井”字形支撑结构；横向分配梁40为拱形结构，跨设于所述铁路上方。横向分配梁40为拱形结构，便于匹配非电气化铁路与桥梁之间的低净空桥洞的上部曲线。在一些实施例中，可针对上述低净空桥洞的具体曲线来设计横向分配梁40的曲度。同时顶部支撑结构4为“井”字形支撑结构，可使结构更稳定。
如图1所示，在一些实施例中，横向分配梁40与立柱3之间还设有斜撑42，其与横向分配梁40、立柱3形成三角形支撑结构，可使标准节段棚架的结构更稳定。
如图2所示，在一些实施例中，顶部纵梁41为可拆分结构，由若干顶部连接节段410组成；顶部连接节段410两端设有标准接口7，相邻所述顶部连接节段410通过标准接口7连接。由于非电气化铁路老式桥梁梁洞是低净空，在其下方施工的空间有限，在确保列车正常通行的基础上，为了尽可能留出更大施工空间，在一些实施例中，使顶部纵梁41与横向分配梁40以穿插的方式进行固定来节省垂直高度。具体地，横向分配梁40将顶部纵梁41分隔成若干顶部连接节段410，相邻横向分配梁40通过顶部连接节段410连接，相邻顶部连接节段410之间固定有横向分配梁40。可优选的，顶部连接节段410采用的是槽钢H300×150。
如图2所示，在一些实施例中，标准节段棚架还包括设置于导轨10上方的底部支撑结构5，底部支撑结构5与同一侧所述导轨10上方的立柱3相连接。底部支撑结构5可对立柱起到稳固的作用，使整个标准节段棚架的结构更稳定。在另一些实施例中，底部支撑结构5由多个底部连接节段50组成，底部连接节段50两端设有标准接口7，相邻底部连接节段50可通过标准接口7连接。可优选的，底部连接节段50采用的是槽钢H300×150。
如图2所示，在一些实施例中，相邻立柱3之间还设有若干连接系9，连接系9与立柱3、底部支撑结构5固定并形成三角形支撑结构，可对立柱3形成有力的支撑，使整体标准节段棚架的结构更稳定。
如图1、2所示，在一些实施例中，移动组件1下方还铺设有固定基础结构6，用于保证所述移动组件1的稳定。在一些实施例中，固定基础结构6包括轨道预埋钢板60、混凝土条形基础61；其中，导轨10固定在轨道预埋钢板60上方，轨道预埋钢板60预埋在混凝土条形基础61的中间，用于保证移动组件1的稳定和安全。可优选的，混凝土条形基础61底部预埋有排水管，可防止与铁路基础交界处积水而渗入铁路基础。在一些实施例中，如图3所示，采用土钉墙工艺进行新建路基护坡与既有路基进行有效的连接，从而增加检修便道的宽度，并使新老边坡坡顶共同受力。
本发明实施例还提供了一种非电气化铁路施工的防护方法，如图1所示，其包括：防护棚架2包括一个或多个标准节段棚架,所述标准节段棚架设有标准接口7；将相邻的所述标准节段棚架通过所述标准接口7连接；组装一个或多个所述标准节段棚架；安装所述移动组件1；将所述防护棚架2安装到所述移动组件1上。
防护棚架2的制作可以在任何指定区域进行，且移动组件1的架设过程是在铁轨两侧完成，所以不必占用铁路运行时间。同时，将防护棚架2安装到移动组件1的过程也不必在低净空的桥下空间进行，可以在桥梁外侧的空旷的铁路线上进行安装，不仅提高防护棚架2的安装效率，还减轻了封锁点内施工时间短的压力，减少人员物资的占用，解决了悬空施工难度大的问题，提高了铁路施工防护的效益和安全性。
如图4所示，在一些实施例中，移动组件1的导轨10可沿最优走形线A'B'设置，所述最优走形线A'B'是通过如下方法得到：用线段连接单侧铁路防护结构走形区域的弧线两端AB，取直线的中心C为起点，弧线的中心D为终点，做线段CD,然后将线段AB的中心平移至线段CD的中心F，AB平移后到达A'B'，A'B'即为最优走形线。轨道10沿最优走形线设置，可以保证施工区域铁路防护结构的侧面与防护结构的侧面限界始终保持合理的符合规范的距离。
当铁路营业线需要多点防护时，可将多个标准节段棚架断开连接，通过移动组件1分别移至需要施工的位置，实现分体多点防护。当铁路营业线需要集中防护时，可将多个标准节段棚架通过标准接口7连接起来，形成一个整体的防护结构，实现集中防护。由于防护棚架2具有可组合可分体的结构，实现了多点防护、单位长度任意点防护以及集中防护，提高了单位长度防护棚架2的使用效率，增强了防护棚架2的适用范围。
在另一些实施例中，所述一种非电气化铁路施工的防护方法，还包括对所述一种非电气化铁路的电气化施工防护结构进行监控和报警。
在另一些实施例中，对所述一种非电气化铁路的电气化施工防护结构进行监控和报警，其包括：
在待测试位置设置力传感器；
将所述力传感器采集的数据传输到智能终端；
设置报警阈值；
当所述力传感器采集的数据超过所述报警阈值时报警。
在另一些实施例中，在铁路防护结构的关键杆件和节点处设置应力应变片，在铁路路基上设置沉降测量仪，将数据集成到可视化的APP中，同时设置报警阈值，超过阈值时进行报警。
本发明实施例通过上述技术方案，克服有现有技术的问题，带来了如下的有益效果：
(1)防护结构在防护范围自由移动的功能，减少了防护结构的总体建设规模，提高了单位长度的防护结构的防护效率，同时可以将防护结构的安装环境由低净空的桥下空间，改为桥梁外侧的空旷的铁路线上，在外侧安装完成之后，进行推拉移动至指定防护区域，提高了防护结构的安装效率。
(2)将防护棚架设计为以标准节段棚架进行拼装的分体式结构。单个标准节段棚架的组拼可以在营业线施工之外进行，大大缩短了封锁点的需求时间，封锁点内只需要进行相邻的标准节段棚架的拼装作业即可。同时防护结构还可以在需要进行多点防护时，在接头处，进行自由分离，从而实现分体多点防护，增强防护结构的使用效率和适用性。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种非电气化铁路的电气化施工防护结构，其特征在于，其包括：
移动组件(1)，其包括组设于所述铁路的铁轨两侧的导轨(10)，且所述导轨(10)上设有滑座(11)；
防护棚架(2)，其组设于所述移动组件(1)上，并用于形成列车通过的通道。
2.如权利要求1所述的一种非电气化铁路的电气化施工防护结构，其特征在于，所述防护棚架(2)包括一个或多个标准节段棚架；
所述标准节段棚架设有标准接口(7)，相邻的所述标准节段棚架通过所述标准接口(7)连接。
3.如权利要求2所述的一种非电气化铁路的电气化施工防护结构，其特征在于，
所述标准节段棚架包括垂直设置于滑座(11)上的多个立柱(3)和搭设于所述立柱(3)上方的顶部支撑结构(4)；
所述顶部支撑结构(4)与所述立柱(3)形成用于列车通过的拱形通道；
所述顶部支撑结构(4)两端设有标准接口(7)；
所述顶部支撑结构(4)上覆盖有防护层。
4.如权利要求3所述的一种非电气化铁路的电气化施工防护结构，其特征在于，
所述顶部支撑结构(4)包括至少两个相互平行间隔设置的横向分配梁(40)和若干相互平行间隔设置的顶部纵梁(41)；
所述横向分配梁(40)与所述顶部纵梁(41)垂直固定，形成“井”字形支撑结构；
所述横向分配梁(40)为拱形结构，跨设于所述铁路上方。
5.如权利要求4所述的一种非电气化铁路的电气化施工防护结构，其特征在于，
所述顶部纵梁(41)为可拆分结构，由若干顶部连接节段(410)组成；
所述顶部连接节段(410)两端设有标准接口(7)，相邻所述顶部连接节段(410)通过标准接口(7)连接。
6.如权利要求3所述的一种非电气化铁路的电气化施工防护结构，其特征在于，
所述标准节段棚架还包括设置于所述导轨(10)上方的底部支撑结构(5)，所述底部支撑结构(5)与同一侧所述导轨(10)上方的所述立柱(3)相连接。
7.如权利要求1所述的一种非电气化铁路的电气化施工防护结构，其特征在于，
所述移动组件(1)下方还铺设有固定基础结构(6)，用于保证所述移动组件(1)的稳定。
8.一种非电气化铁路施工的防护方法，该方法基于权利要求1所述的一种非电气化铁路的电气化施工防护结构，其特征在于，其包括：
所述防护棚架(2)包括一个或多个标准节段棚架,所述标准节段棚架设有标准接口(7)；
将相邻的所述标准节段棚架通过所述标准接口(7)连接；
组装一个或多个所述标准节段棚架；
安装所述移动组件(1)；
将所述防护棚架(2)安装到所述移动组件(1)上。
9.如权利要求8所述的一种非电气化铁路施工的防护方法，其特征在于，还包括对所述一种非电气化铁路的电气化施工防护结构进行监控和报警。
10.如权利要求9所述的一种非电气化铁路施工的防护方法，其特征在于，所述对所述一种非电气化铁路的电气化施工防护结构进行监控和报警，其包括：
在待测试位置设置力传感器；
将所述力传感器采集的数据传输到智能终端；
设置报警阈值；
当所述力传感器采集的数据超过所述报警阈值时报警。
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