一种用于道岔区板式无砟轨道的修复方法
【专利摘要】本发明涉及无砟轨道的修复领域，具体地指一种用于道岔区板式无砟轨道的修复方法。在道岔区轨道上方架设若干横跨所有底座板的横梁，对横梁中间部位施加竖直向下的作用力迫使横梁的中间向下弯曲产生预变形，预变形完成后将所有底座板调平至同一水平面，再使用杆件将横梁与底座板连接为一体，竖向顶推横梁两端使横梁带动底座板上升调整底座板的竖向位置，再水平横向推动底座板调整底座板的横向位置，调整完成后在底座板下方灌注砂浆，砂浆凝固后放下底座板完成修复施工。本发明通过穿心千斤顶和消除了横梁中间部位的弯曲挠度，保证了道岔区所有底座板抬升高度保持一致性，且结构简单，安装方便，具有极大的推广价值。
【专利说明】
一种用于道岔区板式无砟轨道的修复方法
技术领域
[0001]本发明涉及无砟轨道的修复领域，具体地指一种用于道岔区板式无砟轨道的修复方法。
【背景技术】
[0002]高速铁路道岔是依靠机车车辆的轮缘的导向作用和道岔设置合力配合，使机车车辆由原一条轨道行驶，分走为两条或两条以上的轨道行驶，使机车车辆由一股道转入另一股道的线路连接设备。每一组道岔由转辙器、岔心、两根护轨和岔枕三个单元组成。由长柄以杠杆原理拨动两根活动轨道，使车辆轮缘依开通方向驶入预定进路。所以，也可以说铁路道岔是线路与线路的连接、交叉、连接与交叉的组合，是铁路轨道上三大薄弱环节之一。目前我国自主研发的客专道岔区板式无砟轨道，组成结构主要有钢轨、扣件、预制混凝土轨枕、现浇道床、基底等，在京沪、武广、郑徐等客运专线得到广泛应用。
[0003]道岔区无砟轨道板与普通无砟轨道轨道板一样，利用钢筋混凝土底座板代替道碴，具有耐久性好，维修工作量少等特点。但由于高铁施工预压期短以及区域沉降、地下采水、填土、基坑开挖等造成周边环境变化的原因，局部地段可能出现不同程度的基础下沉现象。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。由于板式无砟轨道刚度大，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。
[0004]道岔区板式无砟轨道结构相较于普通轨道来说结构更为复杂，道岔区通常由并列的几块底座板组成，相邻底座板之间分开，每个底座板上设置有独立的轨道板，轨道板上安装轨道。道岔区出现底座板沉降，修复起来较普通轨道区更为复杂，因为需要同时修复并列的多块底座板。
[0005]道岔区的修复主要是采用机械抬升的方式将道岔区的底座板抬升，然后灌浆充实地基。如专利号为“CN104988816A”的名为“轨道板抬升方法”的中国发明专利介绍了一种过轨式的抬升方法，该专利介绍了一种横跨轨道的修复模式，包括一根横跨整个轨道结构的横梁，横梁的两端超出底座板的两侧。在底座板两侧的地面上设置有混凝土墩柱结构，墩柱上安装有千斤顶，横梁的两端分别固定在两侧的千斤顶上端，横梁的中间设置有很多的吊杆，吊杆的下端穿过轨道板和底座板并与其固定。实际使用时，通过顶升千斤顶顶升横梁的两端，使横梁上升，从而抬升整个底座板。但是该专利主要用于普通的轨道板，对于道岔区的轨道板，首先需要大功率的抬升千斤顶，另外由于道岔区为几块并列的底座板，通过横向的轨道抬升的每块轨道抬升的高度都是一样的，而对于某些情况下，相邻底座板的沉降量是不一样的，整体抬升不能解决相邻底座板之间的高度差，实际施工时，还是难以将所有底座板修复完好。另外，由于道岔区的横向宽度较大，使用横梁作为支撑梁结构时，支撑梁本身具有一定的弯曲挠度，横梁的中间在受力时是一个弯折的状态，实际抬升过程中，中间的底座板和两侧的底座板上升的距离是不一样的，会导致两侧的底座板和中间的底座板修复抬升的高度不一，出现修复偏差。
【发明内容】
[0006]本发明的目的就是要解决上述【背景技术】中提到的现有技术使用的抬升模式不能有效解决修复出现偏差的问题，提供一种用于道岔区板式无砟轨道的修复方法。
[0007]本发明的技术方案为:一种用于道岔区板式无砟轨道的修复方法，其特征在于:包括如下步骤:
[0008]I)在道岔区轨道上方架设若干横跨所有底座板的横梁，所述横梁两端支撑在底座板两侧的地面上；
[0009]2)对横梁中间部位相对于底座板之间施加竖向的作用力迫使横梁的中间向下弯曲产生预变形；
[0010]3)预变形完成后将所有底座板调平至同一水平面，再将横梁与每块底座板之间分别用竖向拉杆连接；
[0011]4)竖向顶推横梁两端，调整底座板的竖向位置；
[0012 ] 5)横向推动横梁，调整底座板的横向位置；
[0013]6)调整完成后在底座板下方灌注砂浆，砂浆凝固后放下底座板完成修复施工。
[0014]进一步的在步骤I中，所述横梁两端通过竖向千斤顶支撑在底座板横向两侧的地面上，所述竖向千斤顶安放在轨道横向两侧地面上修筑的支撑墩柱上;所述横梁沿轨道纵向方向间隔架设。
[0015]进一步的在步骤4中，通过顶推横梁两端的竖向千斤顶使横梁带动底座板上升调整底座板的竖向位置。
[0016]进一步的在步骤2中，所述横梁产生预变形的方法是在横梁的中间位置上端安装穿心千斤顶，将穿心千斤顶的壳体固定在横梁的中间位置上端面，在穿心千斤顶内穿设一根竖向的固定杆，将固定杆下端锚固在底座板上，再将固定杆的上端与穿心千斤顶的顶推端固定连接，通过顶升穿行千斤顶对横梁中间部位施加向下的竖向作用力迫使横梁中间向下弯曲产生预变形。
[0017]进一步的所述通过顶升穿行千斤顶对横梁中间部位施加向下的竖向作用力为下方底座板重力的40 %?90 %。
[0018]进一步的在步骤3中，所述将所有底座板调平至同一水平面的方法为;在道岔区轨道中沉降距离和其他底座板不一致的底座板上方的横梁上端安装调平千斤顶，将调平千斤顶的壳体固定在横梁的上端，在调平千斤顶上穿设一根竖向的吊杆，将吊杆的下端锚固在道岔区轨道中沉降距离和其他底座板不一致的底座板上，将吊杆的上端与调平千斤顶的顶推端固定连接，通过顶升调平千斤顶抬升下方的底座板使其与道岔区其他底座板处于同一水平面，逐一将道岔区所有底座板调平至同一水平面，最后将底座板与竖向拉杆固定。
[0019]进一步的在步骤5中，所述调整底座板的横向位置的方法为:在轨道的横向两侧地面上修筑反力墩柱，在反力墩柱与轨道中最外侧的底座板之间安装横向布置的反力千斤顶，通过顶升反力千斤顶迫使底座板水平横向移动调节底座板的横向位置。
[0020]进一步的在步骤5中，所述调整底座板的横向位置的方法为:在轨道的横向两侧地面上修筑反力墩柱，于反力墩柱远离底座板的一侧安装反力梁，在反力梁与反力墩柱之间安装横向的张拉千斤顶，使用横向布置的张拉杆连接底座板侧部和反力梁，通过张拉千斤顶顶推张拉杆张拉底座板迫使底座板水平横向移动调节底座板的横向位置。
[0021]进一步的所述的步骤6中灌注砂浆的方法为:在底座板上钻贯穿底座板的通孔，从上往下向通孔中灌注砂浆，待砂浆凝固坚实后，松脱千斤顶放下底座板完成修复施工。
[0022]本发明的优点有:1、本发明通过提前对横梁中间进行预变形，消除横梁中间部位的弯曲挠度，避免了在横梁两端顶升过程中由于横梁中间弯曲导致的横梁中间下方的底座板上升距离与其他底座板距离上升不一致的问题，通过提前预变形使横梁转变为形变量很小的刚性构件，保证了抬升过程中所有底座板抬升距离保持一致，消除了抬升过程中出现误差的冋题；
[0023]2、通过对轨道中的沉降距离和其他底座板不一致的底座板进行单独调节，保证了在抬升之前所有的底座板处于同一水平面，实际抬升时所有的底座板上升的距离也是相等的，保证了抬升后底座板的一致性，消除了相邻底座板之间可能存在的高差，提高了抬升的精确性；
[0024]3、通过使用横向的顶推或是张拉结构推动底座板的横向水平移动，能够方便的调节底座板的横向位置，将偏离设计位置的底座板调节到合适的位置，调节结构简单，使用方便；
[0025]本发明的调节方法简单方便，能够快速的调节道岔区轨道的底座板因为沉降和偏移造成的底座板偏离设计值得问题，解决了传统抬道方法存在的中间底座板和两侧底座板抬升距离不一致的问题，保证了所有底座板抬升的一致性，调高了抬升方法的精确性，具有极大的推广价值。
【附图说明】
[0026]图1:本发明的横断面结构示意图；
[0027]图2:本发明的横向侧视图；
[0028]图3:本发明的横向顶推装置的结构示意图；
[0029]图4:本发明的横向张拉装置的结构示意图；
[°03°]其中:I一底座板;2—轨道板;3—支撑域柱;4一反力域柱;5—四氟板;6—竖向千斤顶;7—横梁;8—拉杆;9一支撑件；10—反力千斤顶；11一张拉千斤顶；12—反力梁；13-张拉杆;14一穿心千斤顶;15—固定杆;16—倒链;17—调平千斤顶;18—吊杆。
【具体实施方式】
[0031]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。
[0032]本实施例对于道岔区轨道底座板I的调节方法包括以下步骤:
[0033]步骤一、在道岔区轨道上方架设若干横跨所有底座板I上的横梁7，本实施例的若干横梁7沿轨道纵向(本实施例指的纵向指轨道延伸的方向，横向指垂直轨道延伸的方向)方向依次间隔排布，轨道横向两侧的地面上修筑有多个支撑墩柱3，支撑墩柱3用于在底座板I抬升过程中提供向上的支撑力，再在支撑墩柱3的上端面安装竖向千斤顶6，竖向千斤顶6的壳体搁置在支撑墩柱3的上端面，每根横梁7的两侧下端被轨道横向的两个相对的竖向千斤顶6的顶推端顶住，如图1?2所示。
[0034]步骤二、为了解决横梁7在两端顶升时，中间部位容易向下弯曲产生弯曲挠度导致横梁7中间部位下方的底座板I的抬升距离与其他的底座板I抬升距离不一致的问题，本实施例在横梁7中间位置的上端面安装竖向的穿心千斤顶14，穿心千斤顶14的壳体固定在横梁7的中部上端，穿心千斤顶14上穿设有一根竖向的固定杆15，将固定杆15的下端锚固在底座板I上，上端与穿心千斤顶14的顶推端固定连接，穿心千斤顶14顶推端施力张紧固定杆15，穿心千斤顶14的壳体对横梁7的中间部位施加竖直向下的作用力迫使横梁7中间部位向下弯曲产生预变形，通过提前将横梁7弯曲产生预变形，消除掉横梁7的弯曲挠度，将横梁7转变为刚性构件，避免了横梁7两端顶升时中间位置出现弯曲，保证了底座板I抬升时的一致性。
[0035]步骤三、待横梁7中间部位承受的竖向作用力为下方底座板I重力的40?90%时停止顶升穿心千斤顶14完成横梁7的预变形，此时横梁7的弯曲挠度消失，横梁7顶升抬升时中间部位不会发生弯曲或是发生很小的几乎可以忽略不计的弯曲，保证了后续抬升过程时的一致性，提尚了抬升的精确性。
[0036]实际施工时，道岔区轨道中不是所有的底座板I处于同一水平面，如果不进行调平就将所有的底座板I抬升，那抬升后所有的底座板I仍然不是处于同一水平面，还是会出现抬升调节误差，因此本步骤设计有底座板I的调平结构。
[0037]如图1所示，在位于沉降距离和其他底座板I不一致的底座板I上方的横梁7上安装调平千斤顶17，调平千斤顶17的壳体固定在横梁7的上端，调平千斤顶17上穿设有一根竖向的吊杆18，吊杆18的下端锚固在沉降距离和其他底座板I不一致的底座板I上，吊杆18的上端穿过调平千斤顶17与调平千斤顶17的顶推端固定连接，通过顶升调平千斤顶17顶升吊杆18，带动该底座板I上升至与其他底座板I处于同一水平面，在每块与其他底座板I沉降距离不一致的底座板I上方设置调平千斤顶17，调节所有的底座板I至同一水平面；
[0038]步骤四、待所有的底座板I调平至同一水平面后，将竖向的刚性拉杆8下端锚固在底座板I上，调整拉杆8使拉杆8上端与横梁8固定张紧，具体的连接结构见图1?2所示，横梁7上端设置有沿轨道延伸方向布置的支撑件9，支撑件9固定在横梁7上端，每根横梁7上设置有多根支撑件9。支撑件9的两端超出横梁7的两侧，拉杆8上端固定在支撑件9超出横梁7两侧的梁体上。位于一根支撑件9纵向两端的拉杆8以横梁7为中心线对称布置于横梁7的纵向两侧。通过支撑件9的布置，避免了在横梁7上开孔从而降低横梁7的结构强度，支撑件9的设置增加拉杆8与底座板I的锚固点，提高了抬升锚固结构的稳定性。
[0039]当横梁7上的所有拉杆8与底座板I连接固定张紧后，通过顶推横梁7两端的竖向千斤顶6，对横梁7施加向上的竖向作用力迫使横梁7上升，横梁7带动拉杆8上升抬升底座板I，轨道的横梁两侧设置有拉线位移传感器，通过位移传感器的检测精确度量底座板I上升的高度，当达到设计的抬升高度时，停止顶升竖向千斤顶6。
[0040]步骤五、实际调整时，底座板I不仅仅会出现沉降可能还会出现横向的偏移，整体调节时还应该进行纠偏调节。本步骤在轨道的两侧设置有两种底座板I横向调整装置。如图3?4所示。
[0041]第一种横向顶推结构如图3所示，该情况下的纠偏装置包括固定在轨道最外侧的底座板I横向端面与反力墩柱4之间的横向布置的反力千斤顶10。通过反力千斤顶10施加横向的推力迫使底座板I横向偏移。这种情况下需要有足够的空间设置较大的反力墩柱4，墩柱需要足够的强度，由于这个反力千斤顶10只与最外侧的底座板I接触，因此也只能调节最外侧的底座板I。如果在道岔区相邻底座板之间的间隔比较大，能够容纳反力墩柱4和反力千斤顶10，也能够用这种方法对中间的底座板I进行横向便宜调整。
[0042]第二种横向张拉结构是，使用倒链张拉结构拉扯底座板I迫使其横向偏移。如图4所示，横向张拉装置包括设置于反力墩柱4远离底座板I 一侧的反力梁12，反力梁12与反力墩柱4之间设置有横向的张拉千斤顶11，反力梁12与底座板I之间通过张拉杆13连接，反力墩柱4上端设置有与底座板I连接的倒链16。张拉杆13锚固在反力梁12上，通过张拉千斤顶11的顶推作用，拉动底座板I移动，倒链16能够起到导向的作用。
[0043]纠偏施工时可以两种结构结合使用，横向顶推结构和横向张拉结构可以位于底座板I的同侧也可以不同侧，根据实际情况来安排。
[0044]实际使用时，纠偏是在底座板I被抬升起来后进行的，实际移动还包括竖向千斤顶6，为避免竖向千斤顶6与支撑墩柱3之间的摩擦力太大导致移动困难，本步骤在支撑墩柱3上端设置四氟板5，四氟板5能够最大程度的减小竖向千斤顶与支撑墩柱3之间的摩擦力，有利于横向纠偏的进行。
[0045]通过使用底座板I两侧的张拉千斤顶11或/和反力千斤顶10推动底座板I横向移动调整底座板I的水平横向位置，将底座板I横向推移调整到设计位置，完成底座板I的横向位移调整。
[0046]步骤六、在底座板I调节之前预先在底座板上钻孔，钻出贯穿底座板I的通孔，待竖直位移和水平位移调整完成后，再从上往下向通孔内灌注砂浆，由于底座板I抬升后底座板I与下方地基之间有间隙，通过砂浆的自流平填充底座板I和下方地基之间的空间，待砂浆凝固后形成坚实的基础，松开所用的千斤顶，拆除杆件结构，将底座板I松脱放下搁置在坚实的基础上，完成整个修复工作。
[0047]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。
【主权项】
1.一种用于道岔区板式无砟轨道的修复方法，其特征在于:包括如下步骤: 1)在道岔区轨道上方架设若干横跨所有底座板(I)的横梁(7)，所述横梁(7)两端支撑在底座板(I)两侧的地面上； 2)对横梁(7)中间部位相对于底座板(I)之间施加竖向的作用力迫使横梁(7)的中间向下弯曲产生预变形； 3)预变形完成后将所有底座板(I)调平至同一水平面，再将横梁(7)与每块底座板(I)之间分别用竖向拉杆(8)连接； 4)竖向顶推横梁(7)两端，调整底座板(I)的竖向位置； 5)横向推动横梁(7)，调整底座板(I)的横向位置； 6)调整完成后在底座板(I)下方灌注砂浆，砂浆凝固后放下底座板(I)完成修复施工。2.如权利要求1所述的一种用于道岔区板式无砟轨道的修复方法，其特征在于:在步骤1)中，所述横梁(7)两端通过竖向千斤顶(6)支撑在底座板(I)横向两侧的地面上，所述竖向千斤顶(6)安放在轨道横向两侧地面上修筑的支撑墩柱(3)上;所述横梁(7)沿轨道纵向方向间隔架设。3.如权利要求2所述的一种用于道岔区板式无砟轨道的修复方法，其特征在于:在步骤4)中，通过顶推横梁(7)两端的竖向千斤顶(7)使横梁(7)带动底座板(I)上升调整底座板(I)的竖向位置。4.如权利要求1所述的一种用于道岔区板式无砟轨道的修复方法，其特征在于:在步骤2)中，所述横梁(7)产生预变形的方法是在横梁(7)的中间位置上端安装穿心千斤顶(14)，将穿心千斤顶(14)的壳体固定在横梁(7)的中间位置上端面，在穿心千斤顶(14)内穿设一根竖向的固定杆(15)，将固定杆(15)下端锚固在底座板(I)上，再将固定杆(15)的上端与穿心千斤顶(14)的顶推端固定连接，通过顶升穿行千斤顶(14)对横梁(7)中间部位施加向下的竖向作用力迫使横梁(7)中间向下弯曲产生预变形。5.如权利要求4所述的一种用于道岔区板式无砟轨道的修复方法，其特征在于:所述通过顶升穿行千斤顶(14)对横梁(7)中间部位施加向下的竖向作用力为下方底座板(I)重力的 40% ?90 %。6.如权利要求1所述的一种用于道岔区板式无砟轨道的修复方法，其特征在于:在步骤3)中，所述将所有底座板(I)调平至同一水平面的方法为;在道岔区轨道中沉降距离和其他底座板(I)不一致的底座板(I)上方的横梁(7)上端安装调平千斤顶(17)，将调平千斤顶(17)的壳体固定在横梁(7)的上端，在调平千斤顶(17)上穿设一根竖向的吊杆(18)，将吊杆(18)的下端锚固在道岔区轨道中沉降距离和其他底座板(I)不一致的底座板(I)上，将吊杆(18)的上端与调平千斤顶(17)的顶推端固定连接，通过顶升调平千斤顶(17)抬升下方的底座板(I)使其与道岔区其他底座板(I)处于同一水平面，逐一将道岔区所有底座板(I)调平至同一水平面，最后将底座板(I)与竖向拉杆(8)固定。7.如权利要求1所述的一种用于道岔区板式无砟轨道的修复方法，其特征在于:在步骤5)中，所述调整底座板(I)的横向位置的方法为:在轨道的横向两侧地面上修筑反力墩柱(4)，在反力墩柱(4)与轨道中最外侧的底座板(I)之间安装横向布置的反力千斤顶(10)，通过顶升反力千斤顶(10)迫使底座板(I)水平横向移动调节底座板(I)的横向位置。8.如权利要求1所述的一种用于道岔区板式无砟轨道的修复方法，其特征在于:在步骤5)中，所述调整底座板(I)的横向位置的方法为:在轨道的横向两侧地面上修筑反力墩柱(4)，于反力墩柱(4)远离底座板(I)的一侧安装反力梁(12)，在反力梁(12)与反力墩柱(4)之间安装横向的张拉千斤顶(11)，使用横向布置的张拉杆(13)连接底座板(I)侧部和反力梁(12)，通过张拉千斤顶(11)顶推张拉杆(13)张拉底座板(I)迫使底座板(I)水平横向移动调节底座板(I)的横向位置。9.如权利要求1所述的一种用于道岔区板式无砟轨道的修复方法，其特征在于:所述的步骤6中灌注砂浆的方法为:在底座板(I)上钻贯穿底座板(I)的通孔，从上往下向通孔中灌注砂浆，待砂浆凝固坚实后，松脱千斤顶放下底座板(I)完成修复施工。
【文档编号】E01B1/00GK105951536SQ201610377754
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月31日
【发明人】陈占, 陈仕奇, 彭志鹏, 王亮, 詹学启, 崔国庆, 孟长江, 邬强, 周勇, 李玉良, 韦合导, 潘昌盛, 何新辉, 汪春燕, 午师敏, 李丹
【申请人】中铁第四勘察设计院集团有限公司, 中铁四院集团岩土工程有限责任公司