CN106192620A - 一种铁路无砟轨道支撑层及下部结构拆换方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铁路无砟轨道病害消除技术领域，具体地指一种铁路无砟轨道支撑层及下部结构拆换方法。在天窗点期间将切断的轨道板移除，在待施工区域上架设临时钢轨连接既有轨道；在天窗点期间拆除临时钢轨，在待施工区域上架设钢垫梁，在钢垫梁上铺设通行钢轨连接既有轨道，拆除通行钢轨下方的支撑层；在天窗点期间在通行钢轨的下方浇筑混凝土形成新的支撑层；依次循环交替进行，直至所有的支撑层更换完成。本发明通过使用钢垫梁将施工区域架空支撑通行钢轨，铁路沿线可正常运行，不用停运，保证了轨道的正常运行，另外本发明可以彻底的消除轨道下方支撑层及下部结构中出现的病害问题，彻底消除轨道隐患，具有极大的推广价值。

Description

一种铁路无砟轨道支撑层及下部结构拆换方法

技术领域

本发明涉及铁路无砟轨道病害消除技术领域，具体地指一种铁路无砟轨道支撑层及下部结构拆换方法。

背景技术

无砟轨道以良好的稳定性、养护维修工作量小、乘车舒适度高、轨道使用寿命长、结构高度低等优点广泛运用于中国高速铁路，与此同时高速铁路要求轨道必须具备高平顺性，需要轨下基础结构具有很高的稳定性。虽然已建或者在建的高速铁路设计、施工等都采用了前所未有的高标准建造措施，但由于我国地域辽阔，铁路建设条件十分复杂，仍然有很多因素可能会影响无砟轨道的稳定性，比如施工质量、基础沉降等。

高速铁路无砟轨道的支撑层及下部结构是影响无砟轨道平顺性和行车安全的关键因素，由于施工中可能存在混凝土不密实、局部地质情况变化等情况，造成无砟轨道支撑层及下部结构不符合设计要求，可能引起无砟轨道板和支撑层开裂、变形导致轨道不平顺，虽然可以通过调整扣件、抬升轨道板、重新灌注砂浆、封闭裂缝等措施改善无砟轨道结构的不利状态，但这只是治标不治本的方法，在长期频繁的列车荷载作用下，未得到根治的下部结构缺陷与日俱增，久而久之病害会再次产生，甚至影响行车安全，因此对于无砟轨道病害如果探明确由支撑层及下部结构缺陷产生，则不能仅对无砟轨道进行整治，而需要对支撑层及下部结构同时拆除重建。对于高铁客专，一旦停车维修，将直接影响民众正常出行、造成不良社会影响，在保证安全前提下仅利用天窗时间进行施工是非常有必要的。目前对无砟轨道不中断行车情况下的整治尚存在诸多技术难题，对位于无砟轨道以下的支撑层及下部结构在运营情况下进行拆换更是困难重重，故寻求一种不中断行车、安全可靠、经济合理、施工方便、适应能力强的高速铁路无砟轨道支撑层及下部结构的拆换方法势在必行。

发明内容

本发明的目的就是要解决上述背景技术中提到的现有技术在无砟轨道的支撑层及下部结构出现问题时不能在不影响铁路运行的情况下对其进行修复的问题，提供一种铁路无砟轨道支撑层及下部结构拆换方法。

本发明的技术方案为：一种铁路无砟轨道支撑层及下部结构拆换方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)、对轨道横向两侧的地层进行加固，在天窗点期间将待施工区域的轨道板的纵向两端切断；

2)、在天窗点期间将切断的轨道板移除，在待施工区域的第二支撑层上架设临时钢轨连接既有轨道；

3)、在天窗点期间拆除临时钢轨，在待施工区域的第二支撑层上架设钢垫梁，在钢垫梁上铺设通行钢轨连接既有轨道，拆除通行钢轨下方的第二支撑层及其下部结构；

4)、在通行钢轨的下方浇筑混凝土形成新的支撑层及下部结构；

5)、待混凝土强度达到要求后，平移钢垫梁至下一个施工点循环施工，吊运轨道板至新的支撑层上，并在轨道板上重新安装钢轨连接两端的既有轨道。

进一步的步骤2中，架设临时钢轨的方法为：在待施工区域的第二支撑层上端面架设若干根沿轨道横向方向的枕木，在枕木上铺设临时钢轨，使用扣件将临时钢轨固定在枕木上，调整临时钢轨将钢轨的纵向两端与既有轨道上的钢轨相连接。

进一步的步骤3中，架设钢垫梁的方法为：在待施工区域的纵向两端的既有轨道下方的第一支撑层上开挖安装槽，在安装槽内安装支座，将钢垫梁沿轨道纵向架设于两个相对的支座上悬置于待施工区域的第二支撑层上方。

进一步的支座的安装方法为：在待施工区域纵向两端的既有轨道下方的第一支撑层上开凿出安装槽，在安装槽内放置一块钢板，再在钢板的上端铺设一块支撑纵梁的橡胶板形成支承钢垫梁的支座结构。

进一步的步骤3中，通行钢轨的铺设方法为：将两根由工字钢制作而成的两根纵梁沿轨道纵向分别搁置在两个相对的支座上，两根纵梁之间通过多根沿轨道横向布置的横梁相互连接形成钢垫梁结构，将通行钢轨置于纵梁的上端，调整通行钢轨的位置将其与既有轨道连接，通过扣件将通行钢轨与纵梁固定连接为一体。

进一步的步骤5中，循环施工的方法为：将需要拆除的轨道下方的第二支撑层及下部结构按轨道纵向分割为若干个等长的循环施工区域，每个循环施工区域沿轨道纵向依次划分为等长的第一循环施工单元、第二循环施工单元和第三循环施工单元，同时对每个循环施工区域中的第一循环施工单元进行拆除施工，施工完成后，平移钢垫梁至第二循环施工单元上方进行第二循环施工单元的施工，依次交替进行，直至所有的循环施工区域施工完成。

进一步的步骤1中，地层加固的方法为：在待施工区域的横向两侧的土层上插打若干根锚杆加固土层。

进一步的步骤1中，地层加固的方法为：在待施工区域的横向两侧的土层上插打若干根锚杆加固土层。

本发明的优点有：1、在不中断线路运营的情况下对无砟轨道支撑层及下部结构进行拆换，对行车影响较小。

2、对于无砟轨道的支撑层及下部结构发生的病害治理均可采用，适用范围广，采用钢垫梁分段施工，可快速整治较长范围的病害区域，利用钢垫梁架空施工内的支撑层和下部结构，通过拆换下部结构，可对下部结构的质量缺陷问题进行彻底的治理，避免发生二次病害。

3、施工时每条线路独立采用一套钢垫梁体系加固，因此施工不受线间距的影响，由于每线可独立施工，因此可根据线路实际运行情况进行施工组织，施工方便灵活，施工流水化作业，无特殊施工要求，施工难度低。

4、每线路下设置一套钢垫梁对支撑层及下部结构进行拆换，可同时进行多个区域的施工，钢垫梁可倒用，加快了施工进度，将施工区域划分为多个小节段的循环施工单元，不仅与轨道结构的分段相匹配，同时对结构扰动较小，安全可靠。

5、利用小跨度钢垫梁逐段进行拆换支撑层和下部结构，有缺陷的下部结构可得到彻底的整治，轨下结构和轨道结构可恢复至设计状态。

本发明通过使用钢垫梁将施工区域架空支撑通行钢轨，铁路沿线可正常运行，不用停运，保证了轨道的正常运行，另外本发明可以彻底的消除轨道下方支撑层及下部结构中出现的病害问题，彻底消除轨道隐患，具有极大的推广价值。

附图说明

图1：本发明的钢垫梁安装结构俯视示意图；

图2：本发明的钢垫梁安装结构纵断面示意图；

图3：本发明的纵梁与支座的安装结构示意图；

图4：本发明的钢垫梁安装结构横断面示意图；

图5：本发明的临时钢轨的安装结构示意图；

其中：1—纵梁；2—横梁；3—加劲板；4—通行钢轨；5—临时钢轨；6—第一支撑层；7—枕木；8—橡胶板；9—钢板；10—竖板；11—横板；12—第二支撑层。

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的详细说明。

如图1～5，本实施例拆换支撑层及下部结构的方法为使用钢垫梁架设于需要拆除施工的第二支撑层12(如图1中的虚线框内所示)的上方作为通行钢轨4的支撑结构，保证轨道线路的正常运行。钢垫梁的结构如图1所示，包括两根沿轨道纵向布置的纵梁1，纵梁1为工字钢结构，纵梁1的腹板竖直布置。两根纵梁1之间通过沿轨道横向布置的横梁2连接形成整体结构，横梁2通常采用两块槽钢拼装制作而成，两块槽钢的U口向背通过螺栓固定连接为整体结构，横梁2的两端分别伸入到两根纵梁1的两块翼缘板之间形成稳定的框架结构，保证纵梁之间的间距。

为了进一步增强纵梁1支撑通行钢轨4的能力，本实施例还在纵梁1的两块翼缘板之间焊接有竖直布置的加劲板3，通过加劲板3增强了整个纵梁1的竖直支撑能力，避免了在列车通行过程中将纵梁1压坏。横梁2为槽钢结构，加劲板3分别位于横梁2的横向两端，加劲板3深入到两片槽钢之间通过螺栓固定在横梁2的两端，横梁2通过螺栓结构固定在纵梁1上，如图4所示。实际上加劲板3也可以安装在纵梁1的其他位置，但是需要规避扣件，不能与扣件产生干涉。

纵梁1的两端分别固定在待拆除的第二支撑层12的纵向两端的既有轨道下方的第一支撑层6上，两端的第一支撑层6上安装有支座，如图2～3所示，本实施例在待施工区域纵向两端的既有轨道下方的第一支撑层6上开凿出15～20mm深的安装槽，在安装槽内放置一块厚度为10～20mm的钢板9，再在钢板9的上端铺设一块厚度为30～40mm的橡胶板8形成支承钢垫梁的支座结构。

纵梁1的两端设置有限位装置，本实施例的限位装置包括位于纵梁1端部横向两侧的两块角钢，角钢包括位于纵梁1侧部的竖板10和通过螺栓锚固在既有轨道下方的第一支撑层6上的横板11，横板11固定在竖板10的下端形成L型的角钢结构，纵梁1位于两块竖板10之间通过竖板10的限位作用避免横向的晃动。

纵梁1的两端分别搁置在待施工区域的纵向两端的第一支撑层6上的橡胶板8上，设置橡胶板8能够最大程度的形成缓冲作用，减少了各部件之间的刚性碰撞，避免了部件的损坏。纵梁1的纵向两端通过角钢和螺栓限位固定在待施工区域的纵向两端的第一支撑层6上。

由于高速铁路的轨道都是长时间运行，本实施例的施工期间只能在每条轨道的天窗点进行施工，有些施工步骤在一个天窗点不能完全完成，就需要在几个天窗点进行。轨道板在切割和移除的过程中，耗时较长，需要一个或多个天窗点的时间进行，因此在移除掉切割完成的轨道板后，需要安装临时钢轨5。如图5所示，临时钢轨5的安装方法为：直接在待施工区域的第二支撑层12上铺设枕木7，枕木7按照轨道横向铺设，再在枕木7上铺设临时钢轨5，将临时钢轨5的两端分别与既有轨道连通，以保证轨道的正常通行。

具体的施工方法为：1、对轨道横向两侧的地层进行加固，本实施例的加固方法为，直接在轨道横向两侧的土层上插打锚杆，加固待施工区域横向两侧的土层，避免在拆除支撑层的过程中，两侧的土层出现垮塌的现象，土层加固完成后，将待施工区域的轨道板的纵向两端切断，土层加固和轨道板的切割都会影响列车的正常运行，因此需要在天窗点进行；

2)、在天窗点期间，使用吊装设备将切断的轨道板移除，在待施工区域上架设临时钢轨5连接既有轨道，直接在移除轨道板的第二支撑层12上方架设若干根横桥向的枕木7，再在枕木7上铺设临时钢轨5，将钢轨的两端分别与既有轨道上的钢轨连接，这样可以不影响列车的正常通行，临时钢轨5的线路运行速度为不大于45KM/h；

3)、在天窗点期间，拆除临时钢轨5和枕木7，在既有轨道下方的第一支撑层6上开挖15～20mm深的安装槽，在安装槽内放置一块厚度为10～20mm的钢板9，再在钢板9的上端铺设一块厚度为30～40mm的橡胶板8形成支承钢垫梁的支座结构，将纵梁1的纵向两端分别锚固在第一支撑层6上，在纵梁1之间焊接横梁2形成钢垫梁，纵梁1的两块翼缘板之间间隔焊接多块加劲板3，然后在纵梁上端面铺设通行钢轨4，通行钢轨4通过扣件固定在纵梁1的上端面，将通行钢轨4的两端分别与既有轨道的钢轨连接不影响列车的正常通行，钢垫梁上有很多的空隙便于挖掘，利用钢垫梁上的空隙和两侧的空间挖掘拆除掉第二支撑层12和第二支撑层12下部的结构，拆除的深度根据实际情况进行判断，拆除工作需要在天窗点期间进行；

4)、在通行钢轨4的下方使用早强混凝土浇筑形成新的第二支撑层12，

5)、待混凝土强度达到要求后，平移钢垫梁至下一个施工点循环施工，吊运轨道板至新的第二支撑层12上，并在轨道板上重新安装钢轨连接两端轨道。

实际上，本实施例根据施工区域的长度可以进行循环施工，这样可以有效的加快施工进度，提高施工效率，能够节省人力物力，降低施工成本。

具体的循环施工的方法为：将需要拆除的轨道第二支撑层12按轨道纵向分割为若干个等长的循环施工区域，每个循环施工区域沿轨道纵向依次划分为等长的第一循环施工单元、第二循环施工单元和第三循环施工单元，同时对每个循环施工区域中的第一循环施工单元进行拆除施工，施工完成后，平移钢垫梁至第二循环施工单元上方进行第二循环施工单元的施工，依次交替进行，直至所有的循环施工区域施工完成。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (6)

1.一种铁路无砟轨道支撑层及下部结构拆换方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)、对轨道横向两侧的地层进行加固，在天窗点期间将待施工区域的轨道板的纵向两端切断；

2)、在天窗点期间将切断的轨道板移除，在待施工区域的第二支撑层(12)上架设临时钢轨(5)连接既有轨道；

3)、在天窗点期间拆除临时钢轨(5)，在待施工区域的第二支撑层(12)上架设钢垫梁，在钢垫梁上铺设通行钢轨(4)连接既有轨道，拆除通行钢轨(4)下方的第二支撑层(12)及其下部结构；

4)、在通行钢轨的下方浇筑混凝土形成新的支撑层及下部结构；

5)、待混凝土强度达到要求后，平移钢垫梁至下一个施工点循环施工，吊运轨道板至新的支撑层上，并在轨道板上重新安装钢轨连接两端的既有轨道。

2.如权利要求1所述的一种铁路无砟轨道支撑层及下部结构拆换方法，其特征在于：步骤2中，架设临时钢轨的方法为：在待施工区域的第二支撑层(12)上端面架设若干根沿轨道横向方向布置的枕木(7)，在枕木(7)上铺设临时钢轨(5)，使用扣件将临时钢轨(5)固定在枕木(7)上，调整临时钢轨(5)将钢轨的纵向两端与既有轨道上的钢轨相连接。

3.如权利要求1所述的一种铁路无砟轨道支撑层及下部结构拆换方法，其特征在于：步骤3中，架设钢垫梁的方法为：在待施工区域的纵向两端的既有轨道下方的第一支撑层(6)上开挖安装槽，在安装槽内安装支座，将钢垫梁沿轨道纵向架设于两个相对的支座上悬置于待施工区域的第二支撑层(12)上方。

4.如权利要求3所述的一种铁路无砟轨道支撑层及下部结构拆换方法，其特征在于：支座的安装方法为：在待施工区域纵向两端的既有轨道下方的第一支撑层(6)上开凿出安装槽，在安装槽内放置一块钢板(9)，再在钢板(9)的上端铺设一块支撑纵梁(1)的橡胶板(9)形成支承钢垫梁的支座结构。

5.如权利要求1所述的一种铁路无砟轨道支撑层及下部结构拆换方法，其特征在于：步骤3中，通行钢轨(4)的铺设方法为：将两根由工字钢制作而成的两根纵梁(1)沿轨道纵向分别搁置在两个相对的支座上，两根纵梁(1)之间通过多根沿轨道横向布置的横梁(2)相互连接形成钢垫梁结构，将通行钢轨(4)置于纵梁(1)的上端，调整通行钢轨(4)的位置将其与既有轨道连接，通过扣件将通行钢轨(4)与纵梁(1)固定连接为一体。

6.如权利要求1所述的一种铁路无砟轨道支撑层及下部结构拆换方法，其特征在于：步骤5中，循环施工的方法为：将需要拆除的轨道下方的第二支撑层(12)及下部结构按轨道纵向分割为若干个等长的循环施工区域，每个循环施工区域沿轨道纵向依次划分为等长的第一循环施工单元、第二循环施工单元和第三循环施工单元，同时对每个循环施工区域中的第一循环施工单元进行拆除施工，施工完成后，平移钢垫梁至第二循环施工单元上方进行第二循环施工单元的施工，依次交替进行，直至所有的循环施工区域施工完成。