一种高速铁路路基上crtsi型板式无砟轨道抬升纠偏装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于高速铁路无砟轨道结构修复技术领域，具体涉及一种用于沉降路基上CRTSI型板式无砟轨道抬升纠偏方法。
【背景技术】
[0002]无砟轨道是一种少维护的轨道结构，它利用钢筋混凝土底座板代替道碴，将轮轨力分布并传递到路基基础上。无砟轨道具有良好的轨道稳定性，连续性和平顺性，使用寿命长，结构耐久性好，维修工作量少等特点，因此我们现阶段修建的高速铁路大多数以无砟轨道为主。无砟轨道的刚性非常大，导致其塑性变形小。一旦轨道以下基础发生变形下沉，修复困难，改进的可能性受到限制。当无砟轨道下部的基础发生不均匀的沉降时，可能会导致路基上无砟轨道线路发生偏移。当偏移量超过一定的值时，将会严重影响列车行驶的安全性、舒适性和平顺性。由于轨道板刚度大，调整能力差，在出现轨道不平顺时，难以像有砟轨道一样通过改变道砟厚度、捣固道砟等手段来调整轨道高低和水平的偏移。
[0003]传统的对路基上无砟轨道线路沉降偏移修复方法是采用调整扣件系统来调整轨道高低和水平，但是用扣件系统来调整轨道高低和水平偏移量的调整值有限，当偏移值大于其调整范围时扣件系统的作用将受到限制。当采用“一种用于沉降无砟轨道中线偏移纠偏方法”(201410394616.1)，此方法直接采用在路基内注浆抬升纠偏，此时抬升纠偏量难控制，对轨道板的平顺性会产生影响，另外注化学浆对路基材料特性有改变。当采用“用于软土地区高速铁路无砟轨道路基的纠偏方法”(201410070311.5)，此方法使路基发生了移动，改变了土体结构性状且只适应于软土地区。
[0004]本发明提供了一种高速铁路路基上CRTSI型板式无砟轨道抬升纠偏装置及方法，采用在底座板上安装抬升工装，利用液压系统将底座板(包括上面的轨道板)整体抬升、平移，解决了扣件系统调整值有限的问题，可以在高速铁路天窗时间对路基上无砟轨道线路沉降偏移病害完成修复并保证线路的平顺性。
【发明内容】
[0005]本发明针对我国高速铁路路基上无砟轨道CRTSI型板线路沉降偏移病害修复的现实需求以及当前线路修复方法的缺点不足，发明了一种用于高速铁路路基上CRTSI型板式无砟轨道抬升纠偏装置及方法。该发明施工快捷、实用可靠、成本经济，为在天窗时间内解决路基上无砟轨道线路沉降偏移病害提供了一种有效的抬升纠偏装置及方法。
[0006]为实现上述目的，本发明所设计的用于高速铁路路基上CRTSI型板式无砟轨道抬升纠偏装置，它包括以下内容:
[0007]一种无砟轨道抬升装置，包括H型纵钢梁，H型短横梁，高强螺栓，竖向千斤顶，四氟板，竖向混凝土墩；其特征在于，设置在底座板上方的H型纵钢梁通过高强螺栓与底座板固定连接，设置在底座板上方外侧的H型短横梁与H型纵钢梁直接焊接固定，H型短横梁在底座板左右两侧每侧伸出一定长度，在H型短横梁下方从下往上依次连接设置有竖向混凝土墩、竖向千斤顶，四氟板，这样，通过竖向千斤顶的动作可以将位移量依次通过四氟板、H型短横梁、H型纵钢梁传递到底座板，从而实现底座板及轨道板的抬升。
[0008]本发明还提供一种采用上述抬升装置的抬升修复方法，所述的方法包括以下内容:
[0009]步骤1:抬升前，采用水准仪对沉降区域的无砟轨道结构的高程进行测量，根据测量结果，确定底座板的具体抬升量。随后在需抬升的底座板两侧钻锚固孔；在需抬升的底座板上钻多个注浆孔；
[0010]步骤2:在底座板上已钻好的锚固孔里用高强度的植筋胶进行螺栓锚固，并用高强螺栓将H型纵钢梁固定在底座板上；再通过焊接将H型短横梁固定在纵向H型纵钢梁上，H型短横梁在底座板左右两侧每侧伸出一定长度；
[0011]步骤3:在H型短横梁下布设竖向混凝土墩，保证每个H型短横梁下都存在混凝土壤；
[0012]步骤4:在每个H型短横梁伸出部分下面布设一个竖向千斤顶，竖向千斤顶上部通过四氟板与H型短横梁相连，下部直接置于竖向混凝土墩上面；
[0013]步骤5:轨道板整体同步顶升:通过控制系统同时控制所有竖向千斤顶，将轨道板顶升到相应的高度；
[0014]步骤6:轨道板顶升到相应的高度后，在底座板和碎石碾压层之间采用CGM水泥基聚合物砂浆进行灌浆，使其恢复到设计标高。注浆抬升过程要进行实时监测，采用竖向位移传感器和水平位移传感器同时对底座板高度方向及水平位移位移变化进行同步监测，保证轨道抬升高程和平移位移控制精度。
[0015]进一步地，本发明还提供一种在抬升同时能够平移纠偏的装置，包括H型纵钢梁，H型短横梁，高强螺栓，竖向千斤顶，四氟板，竖向混凝土墩，横向千斤顶，水平混凝土墩；其中，设置在底座板上方的H型纵钢梁通过高强螺栓与底座板固定连接，设置在底座板上方外侧的H型短横梁与H型纵钢梁直接焊接固定，H型短横梁在底座板左右两侧每侧伸出一定长度，在H型短横梁下方从下往上依次连接设置有竖向混凝土墩、竖向千斤顶，四氟板，这样，通过竖向千斤顶的动作可以将位移量依次通过四氟板、H型短横梁、H型纵钢梁传递到底座板，从而实现底座板及轨道板的抬升；水平混凝土墩设置在底座板外侧，横向千斤顶安装在水平混凝土墩与底座板之间。
[0016]进一步，还提供一种采用上述抬升装置的抬升修复方法，所述的方法包括以下内容:
[0017]步骤1:抬升前，采用水准仪对沉降区域的无砟轨道结构的高程进行测量，根据测量结果，确定底座板的具体抬升量。随后在需抬升的底座板两侧钻锚固孔；在需抬升的底座板上钻多个注浆孔；
[0018]步骤2:在底座板上已钻好的锚固孔里用高强度的植筋胶进行螺栓锚固，并用高强螺栓将H型纵钢梁固定在底座板上；再通过焊接将H型短横梁固定在纵向H型纵钢梁上，H型短横梁在底座板左右两侧每侧伸出一定长度；
[0019]步骤3:在H型短横梁下布设竖向混凝土墩，保证每个H型短横梁下都存在混凝土墩；
[0020]步骤4:在每个H型短横梁伸出部分下面布设一个竖向千斤顶，竖向千斤顶上部通过四氟板与H型短横梁相连，下部直接置于竖向混凝土墩上面；
[0021]步骤5:轨道板整体同步顶升:通过控制系统同时控制所有竖向千斤顶，将轨道板顶升到相应的高度；
[0022]步骤6:轨道板平移:利用控制系统控制的横向千斤顶使轨道板平移至规定位置；
[0023]步骤7:轨道板平移到位后，在底座板和碎石碾压层之间采用CGM水泥基聚合物砂浆进行灌浆，使其恢复到设计标高。注浆抬升过程要进行实时监测，采用竖向位移传感器和水平位移传感器同时对底座板高度方向及水平位移位移变化进行同步监测，保证轨道抬升高程和平移位移控制精度。
[0024]进一步方案中H型短横梁在底座板左右两侧每侧伸出距离为40cm。
[0025]进一步地，在上述方案的在步骤3和4之间还包括底座板卸荷步骤，具体为沿底座板两侧各5cm的切割线凿除的封闭层及凸型挡台的填充料。
[0026]进一步，修复方法还包括
[0027]步骤A:复核抬升量值，查看主机抬升数据及传感器数据复核抬升高度；
[0028]步骤B:收回千斤顶油缸；
[0029]步骤C:扣件恢复，抬板区段及抬板两端轨道顺橇、调整，接触网导高测量，抬板当日轨道顺橇及精调采用V ( 120km/h偏差管理标准；
[0030]步骤D:注浆工作完成后对抬升工装进行拆除，采用伸缩缝填充材料恢复原伸缩缝，并用封堵砂浆回填底座板的钻孔和拆除工装后的钻孔；
[0031]步骤E:施工质量及轨道调整回检:现场对注完浆的底座板进行查看，看是否有未注浆饱满的部位，并对轨道几何尺寸进行回检。
[0032]进一步方案中，检测发现抬升量值不到预订目标时，重复之前步骤5、6。
[0033]所述的注浆材料为具有快凝早强、高流动度，抗压抗折强度等特点的CGM水泥基聚合物砂浆灌浆料，CGM水泥基聚合物砂浆灌浆料是高聚物注浆材料的一种。流动度>130mm，可以在30min龄期内形成高强度。由于材料具有极短的初凝、终凝时间间隔这一特点，可以对被抬升的轨道结构实现快速承载作用。
[0034]所述的注浆孔的布设，轨道板为框架板时，注浆孔分布在底座板中间，外侧没有注浆孔，每块底座板中心布孔8个，半径为2.5cm。所述的注浆顺序，中间孔是灌注的主要通道，注入的砂浆将从板底中央隔孔向两侧扩散。最后对中间孔隔孔灌注余下的孔进行注浆。
[0035]所述的控制系统优选是采用PLC计算机控制的，该系统主要由液系统(油泵、油缸等)计算机控制系统等几个部分组成。液压系统由计算机控制，可以自动完成同步位移，实现力和位移的控制、位移误差的控制、行程的控制、负载压力的控制；误操作自动保护、过程显示、故障报警、紧急停止功能；油缸液控单向阀及机械自锁装置可防止任何形式的系统及管路失压，从而保证负载有效支撑等多种功能。
[0036]发明的效果
[0037]与现有的纠偏方法相比，本发明有以下优点:
[0038](I)所采用的注浆材料为快凝早强、高流动度，抗压