一种高速铁路道岔大部件换铺装备及换铺方法
【专利摘要】本发明公开了一种高速铁路道岔大部件换铺装备及换铺方法，其包括牵引轨道车、第一平车组、第二平车组、第三平车组、发电轨道车、机臂、机臂转向架、活动支柱、固定支柱、起重小车、电气控制系统，在机臂的前端配置有活动支柱，所述活动支柱和固定支柱分别通过横移机构与机臂相配置。所述换铺装备用于换铺尖轨或辙叉，当换铺尖轨时，通过起重小车起吊尖轨，控制第一平车组及第二平车组退出作业区域，起重小车将尖轨吊运至指定区域；再将旧轨起吊至线路外侧；再调整尖轨至安装位后，进行旧轨的起吊并进行运输。本发明改变了以往采用人工施工的工法，降低了施工作业人员劳动强度，同时提高作业的质量及安全性，缩短了施工作业时间。
【专利说明】
一种高速铁路道岔大部件换铺装备及换铺方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种高速铁路道岔大部件换铺装备及其换铺方法。
【背景技术】
[0002]高速铁路道岔是一种使机车车辆从一股道转入另一股道的线路连接设备，通常在车站、编组站大量铺设。道岔又由尖轨、辙叉、基本轨等大部件组成。
[0003]高速铁路道岔均为大号码提速道岔，其呈现出尺寸长，易变形，运输及吊装难度大等特点，传统的运输和起重设备无法满足其大部件快速运输、吊装更换的要求。
[0004]高速铁路道岔大部件的换铺在国内还没有实现机械化施工作业，主要还是采用人工换铺的施工工法。该工法具有现场人员多，封锁时间长，施工难度大，铺设精度不高等特点，还易造成道岔件永久性变形，不能适应目前高速铁路大部件更换的窗口时间要求，并影响次日列车的正常运行。
[0005]随着我国高速铁路的快速建设与发展，高速铁路大号码道岔同时被广泛使用，但随着列车的运行速度与载重量的增加，高速铁路道岔损伤也随之越来越多。对高速大号码道岔的换铺要求越来越高，用传统人工铺设和更换易造成道岔大部件和配件永久变形或铺设精度达不到要求，耗时较多，延误次日列车运行。国内还没有专门用于高速铁路道岔大部件换铺的设备，研发高速铁路道岔大部件换铺设备及其施工工法迫在眉睫。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种能提高作业的质量及安全性，提高施工效率的高速铁路道岔大部件换铺装备及其换铺方法。
[0007]本发明所采用的技术方案为:一种高速铁路道岔大部件换铺装备，其包括牵引轨道车、第一平车组、第二平车组、第三平车组、发电轨道车、机臂、机臂转向架、活动支柱、固定支柱、起重小车、电气控制系统，所述机臂的前端通过机臂转向架支撑在第一平车组上，后端通过固定支柱支撑在第三平车组上，第二平车组上用于安设道岔大部件，在机臂的前端配置有活动支柱，所述活动支柱和固定支柱分别通过横移机构与机臂相配置，用于实现机臂的左右摆动或左右横移。
[0008]按上述技术方案，所述道岔大部件包括尖轨设备或辙叉设备，所述尖轨设备包括尖轨、尖轨专用夹吊具、尖轨专用运输转向架;所述辙叉设备包括辙叉、辙叉吊具和辙叉专用运输转向架。
[0009]按上述技术方案，所述活动支柱为可变跨门式结构，其包括横梁外套，在横梁外套的两侧对称设有可伸缩式式横梁内套，所述可伸缩式横梁内套的外端分别与立柱内套相连，所述立柱内套与可伸缩式横梁内套垂直设置，在立柱内套的下端连接有可伸缩式立柱外套。
[0010]按上述技术方案，所述可伸缩式横梁内套伸缩于横梁外套内，在横梁外套上固设有横梁伸缩油缸，所述横梁伸缩油缸的活塞杆端与可伸缩式横梁内套相连;所述可伸缩式立柱外套伸缩外套于立柱内套上，在立柱内套上设有升降油缸，所述升降油缸的活塞杆端与可伸缩式立柱外套的上端相连。
[0011]按上述技术方案，横移机构包括安设在机臂上的改装卷筒、对称安设在机臂两侧的动滑轮组、对称安设在活动支柱横梁外套或固定支柱横梁两端的定滑轮组、钢丝绳，所述改装卷筒为上、下双出绳，改装卷筒两端的钢丝绳分别从动滑轮组、经定滑轮组后，与机臂固连。
[0012]按上述技术方案，所述机臂采用单箱梁结构，包括腹板，在腹板的上下端设有上盖板和下盖板，在下盖板的两侧设有轨道板，作为起重小车走行轨道支撑板;在机臂上设有两个加强孔，分别用于穿装活动支柱的横梁外套和固定支柱的横梁，在每个加强孔的上下均设有磨耗板。
[0013]按上述技术方案，所述第二平车组包括多列依次相连的第二平车。
[0014]按上述技术方案，所述固定支柱为固定门式结构，其包括横梁、固定立柱，所述固定立柱通过立柱安装座安设在第三平车组上，横梁横向穿插于机臂上，并通过中心插销与机臂固连。
[0015]—种如上所述的一种高速铁路道岔大部件换铺装备的换铺方法，其包括尖轨换铺方法和辙叉换铺方法，，
[0016]所述尖轨换铺方法包括如下步骤:
[0017]步骤一、整个换铺装备运输至作业区域；
[0018]步骤二、拆除机臂转向架的加固绳索，控制活动支柱外伸、并下降，使立柱外套支撑于基础之上；
[0019]步骤三、通过起重小车起吊尖轨，控制第一平车组及第二平车组退出作业区域，起重小车吊尖轨运行到换轨位，通过控制横移机臂，使尖轨吊运至指定区域；
[0020]步骤四、通过起重小车及横移机臂，将旧轨起吊至线路外侧；
[0021]步骤五、通过横移机臂及起重小车起吊尖轨，调整尖轨至安装位；
[0022]步骤六、通过横移机臂及起重小车，进行旧轨的起吊；
[0023]步骤七、第二平车组进入机臂下部，将旧轨放置在第二平车组的运输位，并将第一平车组、第二平车组、第三平车组依次联挂；
[0024]步骤八、收活动支柱，将机臂转向架与机臂通过绳索加固后，整个换铺装备驶离工作区域。
[0025]所述辙叉换铺方法包括如下步骤:
[0026]步骤一、整个换铺装备运输至作业区域；
[0027]步骤二、拆除机臂转向架的加固绳索，控制活动支柱外伸、并下降，使立柱外套支撑于基础之上；
[0028]步骤三、通过部分起重小车起吊辙叉，控制第一平车组和第二平车组的部分平车退出作业区域，起重小车吊辙叉运行到机臂的最后端，并将辙叉安放在未退出作业区域的第二平车组的平车上，不摘吊钩；
[0029]步骤四、通过其余起重小车将旧辙叉起吊至机臂最前端；
[0030]步骤五、控制第二平车组的部分平车退入旧辙叉下方，下落旧辙叉至第二平车组的部分平车上，此时第二平车组之间隔开的区域为辙叉安装区域；
[0031]步骤六、控制机臂后端的部分起重小车将辙叉吊运至辙叉安装区域，并进行辙叉的安装；
[0032]步骤七、第一平车组、第二平车组和第三平车组依次联挂；
[0033]步骤八、收活动支柱，将机臂转向架与机臂通过绳索加固后，整个换铺装备驶离工作区域。
[0034]本发明所取得的有益效果为:本发明改变了以往采用人工施工的工法，降低了施工作业人员劳动强度，同时提高作业的质量及安全性，缩短了施工作业时间。
【附图说明】
[0035]图1为本发明的结构图。
[0036]图2为本发明中机臂的横截面图。
[0037]图3本发明中活动支柱收起状态示意图。
[0038]图4为本发明中活动支柱的工作状态示意图。
[0039]图5为本发明中固定支柱的结构示意图。
[0040]图6为本发明中横移结构的俯视图。
[0041]图7为图6的侧视图。
[0042]图8A-8D为机臂的横移示意图。
[0043]图9A-9I尖轨的换铺施工状态图。
[0044]图10A-10E为辙叉的换铺施工状态图。
【具体实施方式】
[0045]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0046]如图1所示，本实施例提供了一种高速铁路道岔大部件换铺装备，其包括牵引轨道车1、第一平车组2、第二平车组4、第三平车组12、发电轨道车17、机臂3、机臂转向架5、活动支柱6、固定支柱13、起重小车11、电气控制系统16。所述第一平车组用于支撑机臂运输转向架及固定支柱;第二平车组用于道岔大部件的运输与回收;第三平车组用于支撑固定支柱，在运输及施工过程中，固定支柱13始终支撑在第三平车组12上，机臂3为主要承载结构，起重小车11用于道岔大部件的吊装，牵引轨道车I牵引装备运行及提供电力。
[0047]所述机臂3的前端通过机臂转向架5支撑在第一平车组2上，后端通过固定支柱13支撑在第三平车组12上，在机臂3的前端配置有活动支柱6，所述活动支柱6和固定支柱13分别通过横移机构14与机臂相配置，用于实现机臂3的左右摆动或左右横移。
[0048]如图2所示，所述机臂3采用单箱梁结构，包括腹板20，在腹板20的上下端设有上盖板22和下盖板18，在下盖板18的两侧设有轨道板19，作为起重小车11走行轨道支撑板;在机臂3上设有两个加强孔23，分别用于穿装活动支柱6的横梁外套和固定支柱13的横梁，在每个加强孔23的上下均设有磨耗板21。
[0049]如图3、4所示，所述活动支柱6为可变跨门式结构，其包括横梁外套30，在横梁外套30上配置有横梁不锈钢减磨板31，在横梁外套30的两侧对称设有可伸缩式式横梁内套27，所述可伸缩式横梁内套27的外端分别与立柱内套26相连，所述立柱内套26与可伸缩式横梁内套27垂直设置，在立柱内套26的下端连接有可伸缩式立柱外套24。其中，可伸缩式式横梁内套27与横梁外套30可以为一级伸缩结构，也可以为二级或多级伸缩，立柱内套26与可伸缩式立柱外套24的伸缩结构同样也可以有多种变化。本实施例以两者均为一级伸缩为例进行说明。所述可伸缩式横梁内套27伸缩于横梁外套30内，在横梁外套30上固设有横梁伸缩油缸29，所述横梁伸缩油缸29的活塞杆端与可伸缩式横梁内套27相连;所述可伸缩式立柱外套24伸缩外套于立柱内套26上，在立柱内套26上设有升降油缸25，所述升降油缸25的活塞杆端与可伸缩式立柱外套24的上端相连。横梁外套30穿装在机臂3的加强孔23内，并通过横梁插销36固定。
[0050]如图5示，所述固定支柱13为固定门式结构，其包括横梁34、固定立柱33，在横梁上配置有不锈钢减磨板35，所述固定立柱33通过立柱安装座32安设在第三平车组上，横梁34横向穿插于机臂上，并通过中心插销36与机臂固连。
[0051]如图6、7移机构包括安设在机臂上的改装卷筒40、对称安设在机臂两侧的动滑轮组39、对称安设在活动支柱横梁外套或固定支柱横梁两端的定滑轮组37、钢丝绳38，其中，动滑轮组39安装在机臂内部，所述改装卷筒40为上、下双出绳，改装卷筒40两端的钢丝绳分别从动滑轮组42、经定滑轮组40后，与机臂固连。当卷扬机转动时，一根绳放出出，另一根绳收进，在滑轮组的作用下，实现机臂与横梁相对运动的功能，从而达到机臂在横梁上横移的目的。
[0052]本实施例中，所述第一平车组包括至少包括一列提速平板车;所述第二平车组至少包括两列依次相连的提速平板车，在第二平车组上安装的道岔大部件可以为尖轨设备或辙叉设备，所述尖轨设备包括尖轨、尖轨专用夹吊具9、尖轨专用运输转向架10;所述辙叉设备包括辙叉、辙叉吊具和辙叉专用运输转向架。所述第三平车组包括至少一列提速平板车，在其中一提速平板车体上安设固定支柱安装座，用于与固定支柱快速安装。本实施例中以第一平车组包括两列提速平板车、第二平车组包括三列提速平板车，第三平车组包括一列提速平板车为例进行说明。
[0053]利用上述换铺装备尖轨换铺方法，包括如下步骤:
[0054]步骤一、如图9A所示，输至作业区域，其中，提速平板车为6列，将尖轨及尖轨夹吊具跨装在第3及第5列N17平车上;尖轨及尖轨夹吊具固定在运输专用转向架上(转向架一个为固定式，一个为可串动式)，悬空部分间隔布置支撑托辊15;
[0055]步骤二、拆除机臂转向架5的加固绳索，控制活动支柱6外伸、并下降，使立柱外套24支撑于基础之上，如图9B所示；
[0056]步骤三、如图9C所示通过起重小车11，起吊尖轨，控制牵引轨道车、第一平车组、第二平车组退出作业区域(如图9D所示)，起重小车吊尖轨运行到换轨位，通过控制横移机臂，使尖轨吊运至指定区域(机臂横移的过程如图8A-8D所示)；
[0057]步骤四、进行旧轨的起吊，具体为:通过起重小车将拆卸的旧轨起吊，控制横移机臂，将旧轨起吊至线路外侧，如图9E所示；
[0058]步骤五、横移机臂至尖轨吊运区域，通过起重小车起吊尖轨，在控制横移机臂，调整尖轨至安装位；
[0059]步骤六、通过横移机臂至旧轨放置位，采用尖轨专用夹吊具夹旧轨起吊，横移机臂至中位如图9F所示；
[0060]步骤七、牵引轨道车、第一平车组、第二平车组进入机臂下部，将旧轨放置在第二平车组的运输位，并将第二平车组与第三平车组联挂，如图9G所示；
[0061]步骤八、收活动支柱，将机臂转向架与机臂通过绳索加固后，整个换铺装备驶离工作区域，如图91所示。
[0062]所述辙叉换铺方法包括如下步骤:
[0063]步骤一、整个换铺装备运输至作业区域，如图1OA所示，其中，提速平板车为6列，将尖轨及尖轨夹吊具跨装在第3及第4列N17平车上;辙叉及辙叉夹吊具固定在运输专用转向架上(转向架一个为固定式，一个为可串动式)，悬空部分间隔布置支撑托辊15;
[0064]步骤二、拆除机臂转向架的加固绳索，控制活动支柱外伸、并下降，使立柱外套支撑于基础之上，如图1OB所示；
[0065]步骤三、通过机臂后端的3台起重小车起吊辙叉(在机臂上共有6台起重小车)，另三台起重小车就位，控制第一平车组、第二平车组的两列平车(即第三列、第四列)退出作业区域，第二平车组的另外一列平车(即第五列平车)不退出，后3台起重小车吊辙叉运行到机臂的最后端，并将辙叉安放在第五列平车上，不摘吊钩，如图1OC所示，
[0066]步骤四、通过前3台起重小车将旧辙叉起吊至机臂最前端；
[0067]步骤五、牵引轨道车牵引第1、2、3、4列平车退入旧辙叉下方，下落旧辙叉至3、4号平车上，此时第4列平车和第5列平车之间的区域为辙叉安装区域，如图1OD所示，；
[0068]步骤六、控制机臂后端的3台起重小车将辙叉吊运至辙叉安装区域，并进行辙叉的安装；
[0069]步骤七、将第4列平车和第5列平车联挂；
[0070]步骤八、收活动支柱，将机臂转向架与机臂通过绳索加固后，整个换铺装备驶离工作区域，如图1OE所示。
【主权项】
1.一种高速铁路道岔大部件换铺装备，其包括牵引轨道车、第一平车组、第二平车组、第三平车组、发电轨道车、机臂、机臂转向架、活动支柱、固定支柱、起重小车、电气控制系统，所述机臂的前端通过机臂转向架支撑在第一平车组上，后端通过固定支柱支撑在第三平车组上，第二平车组上用于安设道岔大部件，在机臂的前端配置有活动支柱，所述活动支柱和固定支柱分别通过横移机构与机臂相配置，用于实现机臂的左右摆动或左右横移。2.根据权利要求1所述的一种高速铁路道岔大部件换铺装备，其特征在于:所述道岔大部件包括尖轨设备或辙叉设备，所述尖轨设备包括尖轨、尖轨专用夹吊具、尖轨专用运输转向架;所述辙叉设备包括辙叉、辙叉吊具和辙叉专用运输转向架。3.根据权利要求1或2所述的一种高速铁路道岔大部件换铺装备，其特征在于:所述活动支柱为可变跨门式结构，其包括横梁外套，在横梁外套的两侧对称设有可伸缩式式横梁内套，所述可伸缩式横梁内套的外端分别与立柱内套相连，所述立柱内套与可伸缩式横梁内套垂直设置，在立柱内套的下端连接有可伸缩式立柱外套。4.根据权利要求3所述的一种高速铁路道岔大部件换铺装备，其特征在于:所述可伸缩式横梁内套伸缩于横梁外套内，在横梁外套上固设有横梁伸缩油缸，所述横梁伸缩油缸的活塞杆端与可伸缩式横梁内套相连;所述可伸缩式立柱外套伸缩外套于立柱内套上，在立柱内套上设有升降油缸，所述升降油缸的活塞杆端与可伸缩式立柱外套的上端相连。5.根据权利要求1或2所述的一种高速铁路道岔大部件换铺装备，其特征在于:横移机构包括安设在机臂上的改装卷筒、对称安设在机臂两侧的动滑轮组、对称安设在活动支柱横梁外套或固定支柱横梁两端的定滑轮组、钢丝绳，所述改装卷筒为上、下双出绳，改装卷筒两端的钢丝绳分别从动滑轮组、经定滑轮组后，与机臂固连。6.根据权利要求1或2所述的一种高速铁路道岔大部件换铺装备，其特征在于:所述机臂采用单箱梁结构，包括腹板，在腹板的上下端设有上盖板和下盖板，在下盖板的两侧设有轨道板，作为起重小车走行轨道支撑板;在机臂上设有两个加强孔，分别用于穿装活动支柱的横梁外套和固定支柱的横梁，在每个加强孔的上下均设有磨耗板。7.根据权利要求1或2所述的一种高速铁路道岔大部件换铺装备，其特征在于:所述第二平车组包括多列依次相连的第二平车。8.根据权利要求1或2所述的一种高速铁路道岔大部件换铺装备，其特征在于:所述固定支柱为固定门式结构，其包括横梁、固定立柱，所述固定立柱通过立柱安装座安设在第三平车组上，横梁横向穿插于机臂上，并通过中心插销与机臂固连。9.一种利用权利要求1至8中任一权利要求所述的一种高速铁路道岔大部件换铺装备的换铺方法，其特征在于:其包括尖轨换铺方法， 所述尖轨换铺方法包括如下步骤: 步骤一、整个换铺装备运输至作业区域； 步骤二、拆除机臂转向架的加固绳索，控制活动支柱外伸、并下降，使立柱外套支撑于基础之上； 步骤三、通过起重小车起吊尖轨，控制第一平车组及第二平车组退出作业区域，起重小车吊尖轨运行到换轨位，通过控制横移机臂，使尖轨吊运至指定区域； 步骤四、通过起重小车及横移机臂，将旧轨起吊至线路外侧； 步骤五、通过横移机臂及起重小车起吊尖轨，调整尖轨至安装位； 步骤六、通过横移机臂及起重小车，进行旧轨的起吊； 步骤七、第二平车组进入机臂下部，将旧轨放置在第二平车组的运输位，并将第一平车组、第二平车组、第三平车组依次联挂； 步骤八、收活动支柱，将机臂转向架与机臂通过绳索加固后，整个换铺装备驶离工作区域。10.—种利用权利要求1至8中任一权利要求所述的一种高速铁路道岔大部件换铺装备的换铺方法，其特征在于:其包括辙叉换铺方法， 所述辙叉换铺方法包括如下步骤: 步骤一、整个换铺装备运输至作业区域； 步骤二、拆除机臂转向架的加固绳索，控制活动支柱外伸、并下降，使立柱外套支撑于基础之上； 步骤三、通过部分起重小车起吊辙叉，控制第一平车组和第二平车组的部分平车退出作业区域，起重小车吊辙叉运行到机臂的最后端，并将辙叉安放在未退出作业区域的第二平车组的平车上，不摘吊钩； 步骤四、通过其余起重小车将旧辙叉起吊至机臂最前端； 步骤五、控制第二平车组的部分平车退入旧辙叉下方，下落旧辙叉至第二平车组的部分平车上，此时第二平车组之间隔开的区域为辙叉安装区域； 步骤六、控制机臂后端的部分起重小车将辙叉吊运至辙叉安装区域，并进行辙叉的安装； 步骤七、第一平车组、第二平车组和第三平车组依次联挂； 步骤八、收活动支柱，将机臂转向架与机臂通过绳索加固后，整个换铺装备驶离工作区域。
【文档编号】E01B29/02GK106049208SQ201610629416
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年8月3日
【发明人】胡进, 董平华
【申请人】中铁重工有限公司