CN102888791A - 一种板式无砟轨道维修结构及其维修方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种板式无砟轨道维修结构，包括钢轨1、扣件2、轨道板3、维修填料层4、CA砂浆层5和顶升机构。钢轨1通过扣件2固定在轨道板3上，维修填料层4设置在轨道板3与CA砂浆层5间。顶升机构包括持力部件6、紧固部件7和顶升装置8，持力部件6通过紧固部件7与轨道板3固定连接，顶升装置8通过持力部件6将轨道板3向上抬起。本发明还涉及上述结构的施工方法，包括线路测量，纵坡调整，轨道板顶升，板下灌注快凝砂浆，精调线路等主要工序。本发明相比现有方案在维修时间、成本和耐久性能上，还有工人操作作业环境上都有较大的进步。
Description
技术领域
本发明涉及一种轨道维修结构及其方法，特别涉及一种板式无砟轨道维修结构及其方法，属于铁路轨道领域。
背景技术
目前，公知的高速铁路板式无砟轨道道床结构由三层组成，分别是轨道板、CA砂浆和底座。轨道在使用过程中受到风、霜、雨、雪、地震、洪涝灾害、地下水位升降等诸多因素影响，其平面曲线和竖曲线将会发生不适当的畸变，这种变化超过一定限度后将对结构的安全产生不利影响，比如，地基不均匀沉降超过30mm，超出扣件的调整量，将对高速运行的列车产生不利影响。因此，需要对高速铁路轨道道床进行维修。业内普遍采用的方法是在扣件下加装垫板，但是垫板的调整范围是有限的，在某些情况下不能满足铁路安全运行的要求。铁道部颁布的“高速铁路无砟轨道线路维修规则（试行）”参照日本板式无砟轨道的一些维修方法，当轨道结构出现大于30mm离缝时，主要采用树脂材料对离缝进行修补，但是该材料价格昂贵，维修费用是新建费用的几倍，而且，施工工艺复杂，操作难度也较大，因此，实施难度较大。
发明内容
本发明一种板式无砟轨道维修结构及其维修方法公开了新的技术方案，在轨道板和CA砂浆层间加入填料层，具体是采用袋装快凝砂浆加复合材料隔离垫层的维修技术，解决了普通维修不能满足轨道运行需要和维修难度较大的问题。
本发明板式无砟轨道维修结构包括钢轨1、扣件2、轨道板3、维修填料层4、CA砂浆层5和顶升机构。钢轨1通过扣件2固定在轨道板3上，维修填料层4设置在轨道板3与CA砂浆层5间，顶升机构包括持力部件6、紧固部件7和顶升装置8，持力部件6通过紧固部件7与轨道板3固定连接，顶升装置8通过持力部件6将轨道板3向上抬起。
本发明板式无砟轨道的维修方法包括步骤：(1)测量维修位置的竖曲线半径；(2)根据上述测得的竖曲线半径计算出需要维修的轨道长度和计划顶升高度；(3)拆除扣件，利用起道机顶升钢轨，拆除扣件下的垫高垫板；(4)利用顶升机构抬起轨道板；(5)在维修填料层位置放置填充材料；(6)调整维修位置的轨道参数，确认轨道维修段达到设定的标准。
本发明板式无砟轨道维修结构提供了一种轨道快速维修的方案，维修方法则公开了与上述维修结构匹配的实施方案，相比现有方案在维修时间、成本和耐久性能上，还有工人操作作业环境上都有较大的进步。
附图说明
图1是本发明实施例CRTS I型板式无砟轨道维修结构示意图。
图2是本发明实施例CRTS II型板式无砟轨道维修结构示意图。
图1～2中，1是钢轨，2是扣件，3是轨道板，4是维修填料层，5是CA砂浆层，6是持力部件，7是紧固部件，8是顶升装置，9是修补填料层。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明作进一步说明。
如图1和2所示，本发明板式无砟轨道维修结构的CRTS I型和CRTS II型板式无砟轨道维修结构示意图。板式无砟轨道维修结构包括钢轨1、扣件2、轨道板3、维修填料层4、CA砂浆层5和顶升机构。钢轨1通过扣件2固定在轨道板3上，维修填料层4设置在轨道板3与CA砂浆层5间。顶升机构包括持力部件6、紧固部件7和顶升装置8，持力部件6可以采用是“T”型钢，而紧固部件7可以是螺栓或螺销，顶升装置8可以是千斤顶。持力部件6通过紧固部件7与轨道板3固定连接，紧固部件7与轨道板3可以采用内外螺纹紧固连接，顶升装置8通过持力部件6将轨道板3向上抬起。
本方案引入了维修填料层4以及采用顶升机构设置维修填料层4的结构，解决了仅依靠在扣件下加装垫板不能达到维修要求的问题。
在CRTS II型板式无砟轨道损坏的案例里经常出现CA砂浆层5破损、掉块的现象，经过研究发现，当路基发生不均匀沉降时，轨道板和CA砂浆层产生分离，列车通过时轨道板和钢轨产生弹性变形，对CA砂浆层产生拍打压应力，从而导致上述损害的产生。为了解决这个问题，本方案在CA砂浆层5中设置修补填料层9，修补填料层9填补在CA砂浆层5的破损部位。
轨道***承担着繁重的运输任务，通常情况下只有在运力稀疏的非高峰期才能出现短暂的空闲时段，这就要求轨道的维修工作必须在这些短暂的时间段内完成。为了满足这个苛刻的要求，本方案的维修填料层4可以包括快硬砂浆和盛装所述快硬砂浆的袋体，先在修理部位放置袋体，然后将搅拌好的快硬砂浆灌注其内。本方案中快硬砂浆的凝结速度和强度是问题的关键，因此，本方案的快硬砂浆优选由铁铝酸盐50份、细沙80份、乳化沥青20份、水14份和外加剂3份组成，所述外加剂由占质量百分比90%聚羧酸减水剂和10%亚硝酸钠组成。同样，为了保证维修填料层4不易损坏，本方案的袋体优选无纺化纤布材料。在紧急抢修的情况下，本方案的维修填料层4还可以采用木板，但是木板的材质、尺寸和厚度应当达到一定的标准，这个标准可以根据具体情况具体确定，通常木板的长度不小于1000mm，宽度不小于150mm。
为了实施上述维修结构，本方案采用的维修方法包括步骤：
(1)测量维修位置的竖曲线半径。首先，利用线路外侧预留的施工CPIII网作为水准点，测量从线路的边坡点开始，每5m一个测量点，测量长度应达到第二个变坡点。测量完成后，将高程数据依次连线画出竖曲线，计算最大正矢。
(2)根据上述测得的竖曲线半径计算出需要维修的轨道长度和计划顶升高度。计算完成后，根据得到的结果安排作业人员并且配置相应的作业工具和材料。
(3)拆除扣件，利用起道机顶升钢轨，拆除扣件下的垫高垫板。拆除作业完成后，可将钢轨归放原位，也可以保持顶升状态，从而为下一步顶升轨道板减轻压力。
(4)利用顶升机构抬起轨道板。具体是，架设电子水准仪，测量第一块、中间一块和最后一块轨道板钢轨顶面高程值，计算需要顶升轨道板的高度，顶升第一块、中间一块和最后一块轨道板至计算高度，紧固第一块、中间块和最后一块轨道板的扣件，再次复核测量高程，观察第一块和最后一块连接段的轨向，不能出现弯点，曲扭等问题。
(5)在维修填料层位置放置填充材料。具体是，先在设定位置铺设袋体，然后将搅拌配好的快硬砂浆灌注其内。在某些紧急情况下，还可以采取木板等填塞在设定位置，但是板材的质地和尺寸应当根据具体情况具体确定，通常板材的长度不小于1000mm，宽度不小于150mm。
(6)调整维修位置的轨道参数，确认轨道维修段达到设定的标准。完成上述作业步骤后，应当对作业质量进行检查确保维修后的轨道各项参数符合指定的要求。最后清理现场，恢复正常通车状态。
本方案在维修CRTS II型板式无砟轨道的作业过程中，通常还包括修补CA砂浆层的作业程序，这个修补CA砂浆层的步骤应该设置在上述步骤(4)和步骤(5)之间，具体是，首先清理CA砂浆层的破损部位，将碎片和残渣清理干净，然后将调制好的修补填料浇注在破损部位，本方案采用的修补填料可以是本行业通用的特种材料。
本方案板式无砟轨道维修结构及其维修方法不限于实施例公开的范围，本领域技术人员根据本方案结合公知常识作出的替换方案也属于本方案的范围。
Claims (9)
1.一种板式无砟轨道维修结构，包括钢轨(1)、扣件(2)、轨道板(3)、维修填料层(4)、CA砂浆层(5)和顶升机构，钢轨(1)通过扣件(2)固定在轨道板(3)上，维修填料层(4)设置在轨道板(3)与CA砂浆层(5)间，所述顶升机构包括持力部件(6)、紧固部件(7)和顶升装置(8)，持力部件(6)通过紧固部件(7)与轨道板(3)固定连接，顶升装置(8)通过持力部件(6)将轨道板(3)向上抬起。
2.根据权利要求1所述的维修结构，其特征在于，CA砂浆层(5)中还包括修补填料层(9)，修补填料层(9)填补在CA砂浆层(5)的破损部位。
3.根据权利要求1或2所述的维修结构，其特征在于，维修填料层(4)包括快硬砂浆和盛装所述快硬砂浆的袋体。
4.根据权利要求3所述的维修结构，其特征在于，所述快硬砂浆由铁铝酸盐50份、细沙80份、乳化沥青20份、水14份和外加剂3份组成，所述外加剂由占质量百分比90%聚羧酸减水剂和10%亚硝酸钠组成；所述袋体的材质是无纺化纤布。
5.根据权利要求1或2所述的维修结构，其特征在于，维修填料层(4)是木板，所述木板的长度不小于1000mm，所述木板的宽度不小于150mm。
6.根据权利要求1或2所述的维修结构，其特征在于，持力部件(6)是“T”型钢，紧固部件(7)是螺栓或螺销，顶升装置(8)是千斤顶，紧固部件(7)与轨道板(3)内外螺纹紧固连接。
7.根据权利要求1所述板式无砟轨道维修结构的维修方法，包括步骤：
(1)测量维修位置的竖曲线半径；
(2)根据上述测得的竖曲线半径计算出需要维修的轨道长度和计划顶升高度；
(3)拆除扣件，利用起道机顶升钢轨，拆除扣件下的垫高垫板；
(4)利用顶升机构抬起轨道板；
(5)在维修填料层位置放置填充材料；
(6)调整维修位置的轨道参数，确认轨道维修段达到设定的标准。
8.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在步骤(5)中，所述填充材料是内置快硬砂浆的袋体或木板。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在步骤(4)和步骤(5)间还有一个修补CA砂浆层的步骤，所述修补CA砂浆层的步骤包括：
(1)清理CA砂浆层的破损部位；
(2)在上述清理后的部位放置修补填料。
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