CN113652902A - 铁路道岔区的加固结构及下穿既有铁路的框架桥结构 - Google Patents

Abstract

本申请实施例中提供了一种铁路道岔区的加固结构及下穿既有铁路的框架桥结构。其中，铁路道岔区的加固结构，用于下穿既有铁路的框架桥，该加固结构包括多个桩基础、多根横梁、多根纵梁和架空支撑梁。多个桩基础沿铁路的两侧依次设置。多根横梁沿横跨铁路延伸，用于承托轨底或既有轨枕的枕底。横梁的两端支撑在防护桩基础上，横梁在设置有转辙器的拉杆的区域处断开。多根纵梁沿铁路方向延伸，纵梁设置于横梁的上方并且与横梁连接，纵梁在转辙器区域断开。架空支撑梁沿铁路方向延伸，架空支撑梁间隔设置于转辙器的下方，架空支撑梁的两端分别与转辙器两侧的横梁连接。采用上述方案，能够保证框架桥的施工中道岔区的强度和刚度，确保行车安全。

Description

铁路道岔区的加固结构及下穿既有铁路的框架桥结构

技术领域

本申请涉及框架桥的施工技术，具体地，涉及一种铁路道岔区的加固结构及下穿既有铁路的框架桥结构。

背景技术

近年来我国铁路、公路交通的不断发展，铁路、公路的改造往往需要改扩建或增建立交框构，这些施工的共同点是需要在不间断铁路行车的前提条件下进行。在铁路行车密度不断加大及不断进行提速改造的形势下，既有线施工与行车安全间的矛盾日益明显。如何在铁路运营的条件下顺利完成立交框架桥下穿既有铁路施工便显得十分重要。因此，顶进法成为这类工程施工的首选方案。因新建公路的选址受各方面因素的影响，公路有时不可避免的会在铁路岔区下穿通过。铁路站场尤其是其咽喉道岔区的特点是：股道多、各种道岔布置密集、各种铁路设备错综复杂、行车密集且方式多样。在大跨度框架桥穿越此类复杂线路的时候，如何保证线路加固体系完整、如何确保道岔的稳定性、复杂的加固系统如何实施、如何确保行车及线路安全便显得非常困难，原有的施工技术已不能满足此类条件下的施工。

发明内容

为了解决上述技术缺陷之一，本申请实施例中提供了一种铁路道岔区的加固结构及下穿既有铁路的框架桥结构。

根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种铁路道岔区的加固结构，用于下穿既有铁路的框架桥，该加固结构包括：

多个桩基础，沿铁路的两侧依次设置；

多根横梁，沿横跨铁路的方向延伸，用于承托轨底或既有轨枕的枕底，所述横梁的两端支撑在所述桩基础上，所述横梁在设置有转辙器的拉杆的区域处断开；

多根纵梁，沿所述铁路的延伸方向延伸，所述纵梁设置于所述横梁的上方并且与所述横梁连接，所述纵梁在设置有转辙器的区域处断开；

架空支撑梁，沿所述铁路的延伸方向延伸，所述架空支撑梁间隔设置于所述转辙器的下方，所述架空支撑梁的两端分别与所述转辙器两侧的所述横梁连接。

可选地，所述纵梁包括普通纵梁和补强纵梁，所述补强纵梁的刚度大于所述普通纵梁的刚度，所述普通纵梁在设置有转辙器的区域处断开，所述补强纵梁设置于所述转辙器的一侧或两侧，并且所述补强纵梁的两端与断开的所述普通纵梁的搭接长度大于1.5m。

可选地，所述架空支撑梁的上表面设置有绝缘垫，所述轨枕的下方设置有垫木，所述绝缘垫夹设在所述架空支撑梁与所述垫木之间。

可选地，所述横梁包括由多根所述横梁组成的横梁组，多个所述横梁组沿铁路的延伸方向布置，所述横梁组内相邻的所述横梁之间的间距为第一间距，相邻的所述横梁组之间的间距为第二间距，所述第一间距小于所述第二间距。

可选地，所述横梁组内包含2～5根所述横梁，所述第一间距为0.3～0.9m，所述第二间距为0.8～1.6m。

可选地，与所述拉杆紧邻的所述横梁之间的间距为所述第一间距。

可选地，所述加固结构还包括设置于铁路的两侧的扣轨组件，所述扣轨组件包括扣轨梁、第一U型螺栓和第一扣板，所述扣轨梁沿所述铁路的延伸方向延伸，所述扣轨组件在设置有所述转辙器的区域处断开，所述第一扣板扣设于所述扣轨梁，所述第一U型螺栓将所述第一扣板与所述轨枕连接。

可选地，所述加固结构还包括第二扣板和第二U型螺栓，所述第二扣板扣设在所述纵梁上，所述第二U型螺栓将所述第二扣板与所述横梁连接。

可选地，所述加固结构包括股间高差调节装置，所述股间高差调节装置包括垫块，所述垫块夹设在所述轨枕和所述横梁之间。

根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种下穿既有铁路的框架桥结构，该施工结构包括框架桥和上述的加固结构，所述框架桥位于所述加固结构的下方。

采用本申请实施例中提供的铁路道岔区的加固结构，至少能够达到以下技术效果：

横梁和纵梁形成的框架结构对框架桥横跨的整个道岔区进行加固，而对于设置有转辙器的区域，横梁和纵梁采用绕避方式，均在转辙器处断开，因此不会影响转辙器的正常工作，而在转辙器的下方设置架空支撑梁，架空支撑梁与其两端的横梁共同形成“工”字形结构，形成对转辙器区域的支撑加强结构，以弥补由于横梁和纵梁断开引起的强度的损失，保证施工中道岔区的强度和刚度，从而保证线路加固体系完整，确保道岔的稳定性，确保行车及线路安全。而且该加固结构的结构简单，可减少施工难度，从而减少框架桥在铁路线下的作业时间，提高作业效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的铁路道岔区的加固结构的结构示意图，其中示出了铁路和框架桥；

图2为图1中A处的局部放大示意图；

图3为本申请实施例提供的铁路道岔区的加固结构的沿纵向的剖视示意图；

图4为本申请实施例提供的铁路道岔区的加固结构的沿横向的剖视示意图；

图5为图4中B处的局部放大示意图。

附图标记

100-加固结构；10-桩基础；11-路基防护桩；12-抗横移桩；20-横梁；21-横梁组；30-架空支撑梁；31-容纳腔；40-纵梁；41-普通纵梁；42-补强纵梁；50-扣轨组件；51-扣轨梁；52-第一U型螺栓；53-第一扣板；61-第二扣板；62-第二U型螺栓；200-框架桥；1-轨枕；2-转辙器；3-枕木垛；4-绝缘垫；5-垫木；6-铁轨。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

为了在框架桥200下穿既有铁路时，确保既有铁路道岔区正常运营及安全，根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种铁路道岔区的加固结构100，用于下穿既有铁路的框架桥200，图1为本申请实施例提供的铁路道岔区的加固结构100的结构示意图，其中示出了铁路和框架桥200，图2为图1中A处的局部放大示意图，图3为本申请实施例提供的铁路道岔区的加固结构100的沿纵向的剖视示意图，图4为本申请实施例提供的铁路道岔区的加固结构100的沿横向的剖视示意图，如图1-4所示，该加固结构100包括多个桩基础10、多根横梁20、多根纵梁40和架空支撑梁30。多个桩基础10沿铁路的两侧依次设置，用于支撑横梁20。多根横梁20沿横跨铁路的方向延伸，用于承托轨底或既有轨枕1的枕底，横梁20的两端支撑在桩基础10(如防护桩基础)上，横梁20在设置有转辙器2的拉杆的区域处断开，防止在转辙器2动作时发生干涉。多根纵梁40沿铁路的延伸方向延伸，纵梁40的两端支撑在枕木垛3上，纵梁40设置于横梁20的上方并且与横梁20连接，纵梁40在设置有转辙器2的区域处断开，防止在转辙器2动作时发生干涉。架空支撑梁30沿铁路的延伸方向延伸，架空支撑梁30间隔设置于转辙器2的下方，架空支撑梁30的两端分别与转辙器2两侧的横梁20连接，转辙器2位于架空支撑梁30、铁轨6和两侧的横梁20共同围合形成的容纳腔31中。轨枕1可为钢筋混凝土枕或木枕。

通过上述的技术方案，横梁20和纵梁40形成的框架结构对框架桥200横跨穿越的整个道岔区进行加固，而对于设置有转辙器2的区域，横梁20和纵梁40采用绕避方式，均在转辙器2处断开，因此不会影响转辙器2的正常工作，而在转辙器2的下方设置架空支撑梁30，架空支撑梁30与其两端的横梁20共同形成“工”字形结构，形成对转辙器2区域的支撑加强结构，以弥补由于横梁20和纵梁40断开引起的强度的损失，保证施工中道岔区的强度和刚度，从而保证线路加固体系完整，确保道岔的稳定性，确保行车及线路安全。而且该加固结构100的结构简单，可减少施工难度，从而减少框架桥200在铁路线下的作业时间，提高作业效率。

可选地，桩基础10包括路基防护桩11和抗横移桩12。可选地，横梁20采用45b或40b工字钢。纵梁40采用45b工字钢。

为了进一步地加强转辙器2区域的强度，如图1和图2所示，纵梁40包括普通纵梁41和补强纵梁42。补强纵梁42的刚度大于普通纵梁41的刚度。普通纵梁41在设置有转辙器2的区域处断开。补强纵梁42设置于转辙器2的一侧或两侧，并且补强纵梁42的两端与断开的普通纵梁41的搭接长度大于1.5m，增加搭接长度，有助于改善搭接区域的受力，有助于普通纵梁41和补强纵梁42之间力的传递。通过在转辙器2的附近设置补强纵梁42，作为断开的普通纵梁41的局部补偿措施，从而使得断开的普通纵梁41区域强度得到加强，不会出现强度薄弱区域。

可选地，普通纵梁41可采用两根一束，两根一束指的是通过两根工字钢捆扎成一根纵梁40，补强纵梁42可采用三根一束，三根一束指的是通过三根工字钢捆扎成一根纵梁40。

在本申请的一种实施方式中，如图3所示，架空支撑梁30的上表面设置有绝缘垫4。轨枕1的下方设置有垫木5，绝缘垫4夹设在架空支撑梁30与垫木5之间。设置绝缘垫4，有助于保证铁轨6与大地之间的绝缘性，从而保证铁轨6形成轨道电路。

由于架空支撑梁30通过绝缘垫4和垫木5支撑在轨枕1的下方，从而可通过架空支撑梁30来支撑转辙器2区域的铁轨6，作为断开的横梁20和纵梁40的补偿措施之一，使得即使在横梁20和纵梁40断开的转辙器2区域，依然能够通过架空支撑梁30来支撑铁轨6，防止转辙器2区域的铁轨6缺乏支撑而出现变形。

在本申请中对于多根横梁20如何布置不作限制，在一种实施方式中，如图1和图2所示，横梁20包括由多根横梁组21成的横梁组21。多个横梁组21沿铁路的延伸方向布置，横梁组21内相邻的横梁20之间的间距为第一间距，相邻的横梁组21之间的间距为第二间距，第一间距小于第二间距。通过设置具有较小第一间距的横梁组21可保证加固结构100的强度满足要求，而且，设置具有较大间距的第二间距，增大可操作空间，可方便操作人员通过该第二间距进行相应的施工操作。通过依次布置密度较大的横梁组21，形成N密一疏(密指横梁组21内部的间距，疏指横梁组21之间的间距)的循环布置方法，既能保证加固结构100整体的强度和刚度，又预留出了操作空间。

在本申请中对于第一间距和第二间距的具体数值不作限制，可根据具体设计需求进行设置，在一种实施方式中，横梁组21内包含2～5根横梁20，可选地，横梁组21中包含3根横梁20。第一间距为0.3～0.9m，可选地，第一间距为0.6m，第二间距为0.8～1.6m，可选地，第二间距为1.2m。具体每隔横梁组21中具有几根横梁20，需要根据钢梁的强度和刚度、道岔轨道静态几何不平顺容许偏差、过岔安全速度等计算综合确定。

为了进一步保证在设置有转辙器2区域的加固结构100的强度，在一种实施方式中，如图1和图2所示，与拉杆紧邻的横梁20之间的间距为第一间距。

为了减小对铁轨6的沿横向方向的影响，在本申请的一种实施方式中，图5为图4中B处的局部放大示意图，如图4和图5所示，加固结构100还包括设置于铁路的两侧的扣轨组件50。扣轨组件50包括扣轨梁51、第一U型螺栓52和第一扣板53。扣轨梁51沿铁路的延伸方向延伸，扣轨组件50在设置有转辙器2的区域处断开。第一扣板53扣设于扣轨梁51，第一U型螺栓52将第一扣板53与轨枕1连接。沿扣轨梁51的长度方向设置有多对第一U型螺栓52和第一扣板53，从而将扣轨梁51与轨枕1连接。通过设置扣轨组件50可增加铁路沿长度方向的刚度。

可选地，第一U型螺栓52可向下延伸，以将扣轨梁51、轨枕1和横梁20连接在一起。其中，扣轨梁51为3-5-3式扣轨，包括多根钢轨，多根钢轨相互嵌合在一起，可选地，扣轨梁51包括3根或5根钢轨，钢轨采用43kg/m或50kg/m钢轨。第一U型螺栓52可为Φ22-U型螺栓。

可选地，扣轨梁51的两端伸出框架桥200的边墙以外不小于轨底至框架桥200底板底面+2.5m的距离。扣轨组件50遇到道岔曲股时顺曲线方向铺设，侵限不能贯通时则断开。顶进线路架空长度不应小于轨底至框构底板底面高度的2倍+框构桥全长+5m。框构宽度不应小于5m+线间距+5m。线路加固长度不小于指的是线路加固横梁的布置范围长度，扣轨梁的长度要比上述线路加固长度适当加长，并且是12.5m的整数倍。

在本申请中对于如何连接横梁20和纵梁40不作限制，在一种实施方式中，如图4和图5所示，加固结构100还包括第二扣板61和第二U型螺栓62，第二扣板61扣设在纵梁40上，第二U型螺栓62将第二扣板61与横梁20连接，从而将横梁20和纵梁40连接在一起。可选地，每个横梁20和纵梁40的交叉位置均布置有多对所述第二扣板61和第二U型螺栓62，以增加横梁20和纵梁40之间的连接强度。

由于道岔区上有很多股道，横跨范围较广，存在股道之间不在同一水平面的情况，从而可能会导致横梁20无法对位于高水平面上的股道的铁轨6进行有效的承托。

为了解决上述问题，在一种实施方式中，加固结构100包括股间高差调节装置，股间高差调节装置包括垫块，垫块夹设在轨枕1和横梁20之间。对于位于高水平面上的铁轨6，可在该铁轨6的轨枕1和之间增设垫块，从而使得横梁20能够承托其上方的所有股道中的铁轨6。可选地，该垫块可为型钢支架。

根据本申请实施例的第二个方面，还提供了一种下穿既有铁路的框架桥结构，该框架桥结构包括框架桥200和上述的加固结构100，框架桥200位于加固结构100的下方。

本申请中的上述的加固结构100可通过如下的施工方法来实施：

首先，在对铁路线路加固前，对无缝线路进行应力放散。将线路钢筋混凝土枕更换为木枕，抽换采用隔六换一的方式，每隔六个钢筋混凝土枕更换一个为木枕。抽换后将木枕捣固密实后，再抽换与其间隔六个的钢筋混凝土枕。抽换时线路从对应于框构中线部位向两侧对称进行，抽换后对线路进行全面检查，保证路基稳定。

然后，架设扣轨组件50，扣轨组件50中的扣轨梁51的两端伸出框架桥200边墙以外不小于轨底至框架桥200底板底面+2.5m的距离，顶进线路架空长度不应小于轨底至框构底板底面高度的2倍+框构桥全长+5m。框构宽度不应小于5m+线间距+5m，扣轨梁51遇到道岔曲股时顺曲线方向铺设，侵限不能贯通时则断开。扣轨梁51与其下的枕木用第一U型螺栓52联结一起。

然后，架设横梁20，横梁20承托既有轨枕1底。一般位置采取0.6、1.2、0.6m的间距布设(平均铺设间距为0.9m)，接头错开1.5m长度。道岔区域采取N(N取2～5)密一疏循环布置(密指横梁20间距0.6m，疏指横梁20间距1.2m)。由于混凝土岔枕不能移动，且各股道的岔枕不相对应，因此需先定位横梁20位置，以铁路正线(铁路主线路)为基准，使横梁20垂直于铁路正线。对于无法横梁20无法垂直的线路处，穿插长木枕，使横梁20托在木枕下。顶进施工的过程中横梁20一端支撑在框架顶板顶上，另一端支撑在桩基础10上。

然后，架设纵梁40，沿铁路延伸方向两侧架设纵梁40，非道岔位置处采用双根一束的普通纵梁41布置，在转辙器2区域无法布置纵梁40导致纵梁40横向间距较大时，该部分纵梁40采用三根一束的补强纵梁42布置。在岔区，在不侵入限界的情况下，可局部采用一根。纵梁40与横梁20工字钢用Φ22-U型螺栓联结一起，纵梁40两端支撑于枕木垛3基础上。

然后，进行转辙器2区域的加固，受转辙器2影响横梁20、纵梁40和扣轨梁51采用绕避方式，横梁20避开转辙器2拉杆，在拉杆两侧均保证横梁20之间的间距为0.6m。在转辙器2外侧，采用三根一束的补强纵梁42作为纵梁40局部补强措施，补强纵梁42要与两侧纵梁40搭接长度不小于1.5m。转辙器2通过小横梁20架空作用在线路加固结构100上。

最后，当股道间存在高差时，线路加固时，架设股道高差调节装置。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。使用的方位词如“上、下、左、右”通常指的是在前副车架安装于车辆状态下的“上、下、左、右”，与车辆正常行驶时的“上、下、左、右”的方向一致。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；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或两个元件的相互作用关系。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申请中的具体含义。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种铁路道岔区的加固结构，用于下穿既有铁路的框架桥(200)，其特征在于，包括：

多个桩基础(10)，沿铁路的两侧依次设置；

多根横梁(20)，沿横跨铁路的方向延伸，用于承托轨底或既有轨枕(1)的枕底，所述横梁(20)的两端支撑在所述桩基础(10)上，所述横梁(20)在设置有转辙器(2)的拉杆的区域处断开；

多根纵梁(40)，沿所述铁路的延伸方向延伸，所述纵梁(40)设置于所述横梁(20)的上方并且与所述横梁(20)连接，所述纵梁(40)在设置有转辙器(2)的区域处断开；

架空支撑梁(30)，沿所述铁路的延伸方向延伸，所述架空支撑梁(30)间隔设置于所述转辙器(2)的下方，所述架空支撑梁(30)的两端分别与所述转辙器(2)两侧的所述横梁(20)连接。

2.根据权利要求1所述的铁路道岔区的加固结构，其特征在于，所述纵梁(40)包括普通纵梁(41)和补强纵梁(42)，所述补强纵梁(42)的刚度大于所述普通纵梁(41)的刚度，所述普通纵梁(41)在设置有转辙器(2)的区域处断开，所述补强纵梁(42)设置于所述转辙器(2)的一侧或两侧，并且所述补强纵梁(42)的两端与断开的所述普通纵梁(41)的搭接长度大于1.5m。

3.根据权利要求1所述的铁路道岔区的加固结构，其特征在于，所述架空支撑梁(30)的上表面设置有绝缘垫(4)，所述轨枕(1)的下方设置有垫木(5)，所述绝缘垫(4)夹设在所述架空支撑梁(30)与所述垫木(5)之间。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的铁路道岔区的加固结构，其特征在于，所述横梁(20)包括由多根所述横梁组(21)成的横梁组(21)，多个所述横梁组(21)沿铁路的延伸方向布置，所述横梁组(21)内相邻的所述横梁(20)之间的间距为第一间距，相邻的所述横梁组(21)之间的间距为第二间距，所述第一间距小于所述第二间距。

5.根据权利要求4所述的铁路道岔区的加固结构，其特征在于，所述横梁组(21)内包含2～5根所述横梁(20)，所述第一间距为0.3～0.9m，所述第二间距为0.8～1.6m。

6.根据权利要求4所述的铁路道岔区的加固结构，其特征在于，与所述拉杆紧邻的所述横梁(20)之间的间距为所述第一间距。

7.根据权利要求1所述的铁路道岔区的加固结构，其特征在于，所述加固结构(100)还包括设置于铁路的两侧的扣轨组件(50)，所述扣轨组件(50)包括扣轨梁(51)、第一U型螺栓(52)和第一扣板(53)，所述扣轨梁(51)沿所述铁路的延伸方向延伸，所述扣轨组件(50)在设置有所述转辙器(2)的区域处断开，所述第一扣板(53)扣设于所述扣轨梁(51)，所述第一U型螺栓(52)将所述第一扣板(53)与所述轨枕(1)连接。

8.根据权利要求1所述的铁路道岔区的加固结构，其特征在于，所述加固结构(100)还包括第二扣板(61)和第二U型螺栓(62)，所述第二扣板(61)扣设在所述纵梁(40)上，所述第二U型螺栓(62)将所述第二扣板(61)与所述横梁(20)连接。

9.根据权利要求1所述的铁路道岔区的加固结构，其特征在于，所述加固结构(100)包括股间高差调节装置，所述股间高差调节装置包括垫块，所述垫块夹设在所述轨枕(1)和所述横梁(20)之间。

10.一种下穿既有铁路的框架桥结构，其特征在于，包括框架桥(200)和权利要求1-8中任一项所述的加固结构(100)，所述框架桥(200)位于所述加固结构(100)的下方。

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