专利名称：双块式无碴轨道施工设备之安装单元的制作方法
技术领域：
本发明属于铁路施工技^n机械设备技术领域，，主要提出一种高速铁路双±央 式无碴轨道施工设备之安装单元。其与双块式无碴轨道施工设备的混凝土浇注单 元、轨枕装载单元、拆卸单元及回收单元等共同构成整体施工设备。
背景技术：
在铁路建设中，ioo多年来，铁路系统一直使用的是有碴轨道，即采用道碴、 轨枕和钢轨来铺设铁路轨道。随着铁道车辆高速运行的发展，这种有碴轨道已很 难满足铁道车辆高速运行的要求。无碴轨道的应运而生有效缓解了高速铁路的运 行与维修的矛盾。其具有轨道稳定性高、刚度均匀性好、结构耐久性强、维修工 作量显著减少和技术相对成熟的突出优点得到了大力的推广。发展无碴轨道技术 是实现铁路跨越式发展的重要举措之一，也是当今世界高速铁路轨道的发展方向。 由于采用了机械化的施工方式，使轨枕在铺设效率上得以大幅提高。为了适应高 速铁路轨道机械化连续施工的的技术要求，需要提供一种高效率、高质量的机械 化施工设备。双块式无碴轨道施工技术即是一种新型铁路施工方法，其是将道床改变为现 浇板式道床结构。将轨枕设计为左右对称的两块基座并通过钢筋浇注构成一体。 施工时先在承载层两侧平行设置多对定位用支脚，对承载层进行水平位置测量定 位，浇注混凝土构成混凝土道床，通过固定架将与其联接的成组轨枕嵌入在未凝 固的混凝土道床上。为保证轨枕在道床上的准确定位及水平位置，在定位支脚上 连接的横梁可使其准确定位，再将与轨枕联接一体的固定架定位吊放在横梁上， 由此保证轨枕准确定位在道床的所需位置并保证所需水平。通过振动方式使轨枕与混凝土道床结合。当混凝土初凝时，由拆卸单元将固定架与轨枕拆卸分离，再 将横梁与支脚分离并将固定架、横梁送至装载单元，由装载单元将待安装的成组 轨枕与固定架定位联接。由此就必须要有一个单元即工作程序将与固定架联接的 成组轨枕安放在混凝土道床上，并保证轨枕铺设的精度，安装单元即是实现轨枕 安装并保证轨枕精确定位的关键设备。 发明内容本发明的任务是提供一种双块式无碴轨道施工设备之安装单元。采用机械化 方式将成组的轨枕嵌入至尚未凝固的将作为道床的混凝土中，有效提高了工作效 率，并保证轨枕的精确定位。本发明实现上述任务采取的技术方案是其主要由车体、行走轮组、横梁吊 车及横梁夹具、振动架吊车及振动架构成，车体可沿铺设的轨道模板移动，位于 混凝土压实单元后、轨枕装载单元前；由设置在车体上的与横梁吊车吊挂连接的 横梁夹具将横梁吊放在预调整的支脚上，并通过横梁两端部设置的支撑座与支脚 上的球窝实现定位，在横梁上平面设置有四套相同结构的固定架球形定位组件； 设置在车体上的与振动架吊车连接的振动架通过设置的夹紧机构将与轨枕组组合 为一体的固定架吊放在相邻的横梁上，通过两端设有的短柱与横梁接触连接，并 通过在一侧短柱底部设置的V形块和另一侧短柱底部设置的平块与两横梁上端面 的球形定位组件实现定位，通过振动的方式将连接在固定架下方的成组轨枕振入 未凝固的混凝土道床中。本发明设置的车体部分可实现将横梁、固定架依次吊放到需安装轨枕的施工 部位，并通过横梁、固定架上设置的定位、连接机构等实现精确定位，并通过振 动架采用振动的方式将成组的轨枕精确振入尚未凝固的混凝土道床中。不仅保证 了轨枕的精确定位，而且提高了轨枕的铺设效率。具有操作简单方便，定位准确，施工方便快捷的特点。
图1是本发明安装单元的主视图。图2是图1 A-A的剖视图。图3是图1 B-B剖视图。图4是图1的俯视图。图5是本发明横梁结构的主视图。图6是图5的俯视图。图7是本发明横梁球形定位组件的结构示意图。图8是本发明横梁活动可调支撑装配结构剖视图。图9是本发明横梁固定定位支撑阶梯轴座脚装配结构剖视图。图IO是本发明固定架的结构示意图。图11是图10的俯视图。图12 13是本发明固定架支腿的结构示意图。图14是本发明振动架的结构示意图。图15是图14的俯视图。图16是图14右视图。图17 18是本发明振动架夹紧机构的结构示意图。 图19是本发明的横梁夹具图。 图20是图19的俯视图。图中1、车体，2.法兰，3.走台，4.行走轮组，5.设备平台，6.电控柜，7. 柴油发电机组，8.液压站，9.振动架，IO.控制台，ll.横梁吊车，12.横梁夹具，13. 小轮箱，R电葫戸，15.横梁吊具横向同步移动机构，16.固定架横向同步移动机构， 17.振动架吊车，18.横梁吊具轨道，19、横梁，20.球形定位组件，21.固定支撑6座，22.阶梯轴座脚，23.紧固螺母，24座板，25.加弓鋤，26.导向装置，27.可 调支撑座，28.吊环，29.球座，30.钢球，31.球罩，32.支撑板，33.端板，34.角撑肋 板，35.基座板，36.螺杆楔i央，37.垫圈，38.螺母，39.燕尾楔槽滑±央，40.球垫联结 轴，41.活动端球面垫，42.阶梯轴，43.固定端球面垫，44.纵向梁，45.横向梁， 46.短柱，47.支腿，48.V形块，49.平块,50.菱形板，51.矩形板，52.门形卡 板，53.纵向定位板、54.起吊板，55.球头螺钉，56.轨枕，57.振动架框架，58.安 装板，59.筋板，60.震动电机，61.夹紧机构，62.引导角板，63.吊脚，64.吊环， 65.箱体，66.耳环，67.液压油缸，68-71.轴，72.销钉，73.定位板，74.滑动套 筒，75.中心板，76.连杆，77.吊杆，78.弹簧，79.箱盖，80活塞，81.电动推杆， 82.吊爪，83连杆机构。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对发明进一步说明。其主要由车体、横梁、固定架及振动架构成，车体可沿铺设的轨道模板的轨 道移动，位于整体施工设备的混凝土压实单元后、轨枕装载单元前；横梁由设置 在车体上的与横梁吊车吊挂连接的横梁夹具吊放在位于两个模板中间已调整好的待施工支脚上，并通过横梁两端部设置的底部为球面定位的支撑座与支脚上的球 窝实现定位，在横梁上平面设置有四套结构相同的用于精确定位固定架的球形定 位组件；固定架由设置在车体上的振动架吊车吊放在相邻的横梁之间，下端部设 置有多对用于连接轨枕的支腿及角板，其与横梁通过两端分别设有的短柱接触连 接，并通过在一侧短柱底部设置的V形块和另一侧短柱底部设置的平块与两横梁 上端面的球形定位组件实现定位。振动架固定在振动架吊车上，其通过设置的夹 紧机构与固定架上的起吊板夹紧连接，通过振动的方式将连接在固定架下方的成组轨枕振入未凝固的混凝土道床中。如图1 4所示车体1的主体为立雌架结构，采用型刚悍接而成。为了便于运输，其设计为可拆卸组合结构，即可拆分为前上部、前下部、后上部、后下部四个部分，由法兰2连接。在立体框架1下端的四角均设置有行走轮组4，由 电机减速机驱动沿已安装好的轨道模板的轨道行驶。在车体1上端设置有横梁吊 车11和振动架吊车17。横梁吊车11的主梁为H型钢，两端通过法兰分别与小轮 箱13连接，小轮箱13对称设置在框架1前端上部平t亍设置的横梁吊具轨道18上 并可沿其运动带动横梁吊车11前后移动。在横梁吊车11的主梁下方安装两个固 定间距的电葫芦14与横梁夹具12吊钩连接，通过横梁吊具横向同步移动机构15 调整横梁夹具12的上下、左右移动。横梁夹具12由鞍形横梁84、电动推杆81、 吊爪82及连杆机构83组成(如图19 22所示)，电动推杆81与连杆机构82设 置在鞍形横梁的上端，吊爪83有两组，每组两个，对称设置在鞍形横梁84的下 端，电动推杆82M:连杆机构83与吊爪82连接。工作时电动推杆通过连杆机构 控制吊爪的旋转，使吊爪与吊爪轴，鞍形横梁84的底部共同形成一个矩形空间，卡 在横梁的矩形截面梁上。振动架吊车17的主梁为两根平行型钢，固定在车体1后 端的上部，在每根主梁的下方均安装有两个相对位置固定的电葫芦14与振动架吊 挂连接。通过固定架横向同步移动机构16使振动架吊具的横向移动驱动。在车体 1上面的右侧设有供操作者行走的走台3。前端下部为动力、控制、液压设备等装 置的安装基础设备平台5，该设备平台由型钢焊接而成，其上铺设花纹钢板防滑。 在设备平台5上安装有电控柜6、柴油发电机组7、液压站8和控制台10。柴油 发电机组7为设备提供所需的电力。如图6 7所示横梁19为主截面为矩形结构，其上平面设置有四套结构相 同的用于精确定位固定架的球形定位组件，两端焊装带有角撑结构的支撑座21, 横梁的中部安装具有缓冲功能的导向装置26;横梁的底部装有两个用钢板制成的 座板24，其底面与轨枕装载单元上的水平轨道接触，内侧面与轨枕装载单元的竖直轨道接触，便于横梁在施工过程中按规定方向移动。座板24与横梁的连结采用 焊接方式，并用加强肋25予以加强其刚性和强度。横梁的上部装有两个起吊用吊 环28。如图7所示，每个球形定位组件由球座29、钢球30、球罩31和紧固螺钉 组成。在横梁19的上端面设有两个具有相当精度，用于放置球形定位组件20的 沉孔，该沉孔的直径与球座29外径尺寸相同，沿沉孔圆周布置有三个紧固球罩的 螺钉孔。各零件的安装顺序是先将球座嵌入沉孔，然后将钢球放在球座上，最 后用螺钉将球罩紧固在沉孔底板上。设置在横梁19两端的支撑座23为L形结构， 其由支撑板32、端板33、角撑肋板34焊接而成，其作用是为横梁提供一个工作 定位的基础。其中一端的支撑座安装有阶梯轴座脚22并通过该阶梯轴座脚和紧固 螺母23组成横梁的一个定位固定支撑；另一端的支撑座通过基座板24与一对耦 合相配的螺杆楔±央36和燕尾槽滑块39组成活动可调支撑。固定支撑与可调支撑 的定位采用球面结构，即定位面的球心均位于沿横梁纵方向的对称中心线上。在 固定支撑一端的支撑板中心有一个较大的通孔，用来装入阶梯轴座脚；在活动可 调支撑一端的支撑板安装支脚的位置有一直径较小的通 L。活动可调支撑由基座 板35、螺杆楔±央36、垫圈37、螺母38、燕尾槽滑块39、球垫联接轴40和活动 端球面垫41和基座板紧固螺钉组成(如图8所示)。在基座板35的中心设有通孔， 该通孔四周对称布置四个埋头螺钉孔，用来将基座板固定在支撑板32上。在基座 板的下方开有与燕尾楔槽滑块外形尺寸相同的直角通槽。螺杆楔块是由楔块和螺 杆组合成的一个整体零件，圆杆的上部制有一段螺纹，圆杆的下部为尺寸略大于 螺纹外径的光滑柱面结构。螺杆楔块呈双斜面燕尾形，并与燕尾槽滑块的楔槽公 称尺寸相同。燕尾槽滑i央是一个矩形结构的零件，其高度方向的上半部分开有两 端直通的燕尾槽，下半部分的中心位置制有用来安装球垫联接轴的圆孔，圆孔的 周围制有比球面垫截面圆直径略小的凸起的台肩。球垫联接轴是一个两段直径不同的短圆柱体，其小径段用来与球面垫的圆孔配合联接。活动端球面垫41是一球 缺结构零件，其球面即为横梁工作状态的定位支撑面，其截面圆平面向上安装在 球垫联接轴上。阶梯轴座脚22由阶梯轴42、紧固螺母23、固定端球面垫41组成 (如图9所示)。阶梯轴的下端与球面垫配合部分采用圆柱面紧配合方式连接；中 部截面呈大直径切圆柱形状，切圆柱上平面两侧的余留平面形成定位平面；上端 部分制有螺纹。固定段球面垫43是形状及结构与活动端球面垫相同的##。设置 在横梁19中部的具有缓冲功能的导向装置26上，该导向装置呈倒U形，通过螺 钉固定在横梁上。如图10 11所示固定架主体结构由两根H型钢组成纵向梁44，两根槽钢组 成横向梁45，形成一个焊接框形结构，其中一根横向梁的一端位于一根纵向梁的 外侧，另一根横向梁的一端位于另一根纵向梁的外侧，在每根横向梁的两端均设 置有短柱并使短柱位于横向梁的外侧，从而使四个短柱相对于框架中心对称设置； 其中一根纵向梁两端的短柱均设置有起支承作用的平块49，另一根纵向梁两端的 短柱上均设置有起定位作用的V形块48。 V形块的中心线与矩形长边的中心线平 行，利用V形面，确定轨枕与线路中心线的准确位置。V形i央、平块分别与上述 横梁19上设置的球形定位组件20相接触，起定位和支承作用。在每根纵向梁44 的翼面上端均设置有起吊板54，下端均设置有多组用于固定、定位轨枕的支腿47 (本实施例为五组)。在支腿的下端均通过螺钉连,脚板，脚板有两种结构(如 图12-13所示)，在位于V形块一侦购为菱形板50起垂向、横向、纵向定位及固 定轨枕作用；在位于平i央一侧均为矩形板51起垂向、纵向定做固定轨枕作用。 菱形板通过两端的斜面与轨枕的斜面配合，对轨枕起横向定位作用，球头螺钉55 与菱形板采用螺纹连接，对轨枕起垂向的定位作用，轨枕的纵向定位由门形卡板 9实现。在固定架的横梁中心，焊接有限制固定架位置的纵向定位板53，它与横梁相配合，确定固定架的纵向位置，从而确定轨枕的纵向位置。在固定架框架结 构的纵梁的下翼面上，对角设有两个用于固定架定位的园孔，便于轨枕与固定架在装载单元上的定位配合。其在使用时， 一次可安装五组轨枕56，通过起吊板54 与轨枕安装单元配合，由轨枕安装单元将其运抵规定位置,植入摊铺好的混凝土 中，直至V形块、平块与横梁上的钢球贴合，待混凝土凝固后，由拆卸单元将其下 吊至轨枕装载单元上，完成一组轨枕的铺设。如图14 16所示振动架框架57为矩形结构，由型钢焊接成。在其中间部 位焊装有震动电机安装板58,在安装板的四周采用焊接筋板59加强整体刚度。 震动电机60通过螺栓固定连接在安装板上。在振动架框架57的四角均设置有夹 紧机构61 。通过该夹紧机构实现与携带轨枕的上述固定架的起吊板54连接。 在每个夹紧机构61的下部均连接有夹紧吊脚77，在振动架框架57下部的四角均 连接有引导角板62，通过引导角板的弓l导定位夹紧吊脚77可以准确的与固定架 预设的起吊板54配合吊装。在振动架框架57上部设置有吊环64实JI^震动架的 吊装与运动。如图17-18所示:夹紧机构61由箱体65、液压油缸67和传动机构 组成。液压油缸设置在箱体上端的箱盖79上，液压油缸的活塞80通过耳环66与 传动机构的中心板75连接。传动机构的设置箱体内，其由轴68 71、销钉72、 定位板73、滑动套筒74、中心板75、连杆76、吊杆77、吊脚63、弹簧78组成。 中心板的上端与液压油缸的活塞M耳环连接，其下端连接有两个吊杆77，在吊 杆上均设置有滑动套筒74和吊脚63。该两个吊杆之间均通过连杆76与定位板73 铰接连接，在两滑动套筒之间还连接有弹簧78。本实施例在使用时，车体沿已安装好的轨道模板的轨道行驶至施工部位，由 其上设置的横梁专用夹具在装载单元上抓取横梁，吊放在位于两个模板之间已调 整好的支脚上；由设置在其上的振动架在装载单元上抓取已安装有成组轨枕的固定架并吊放在相邻的两横梁之间，当固定架下的成组轨枕快要接近混凝土面时， 开启振动架上的振动电机，开始振动，使轨枕逐渐没入预制混凝土中，完成安装 轨枕过程。
权利要求
1、双块式无碴轨道施工设备之安装单元，其特征在于其主要由车体、横梁吊车及横梁夹具、振动架吊车及振动架构成，位于混凝土压实单元后、轨枕装载单元前，车体(1)可沿铺设的轨道模板移动，由设置在车体上的与横梁吊车(11)吊挂连接的横梁夹具(12)将横梁(19)吊放在待施工的支脚上，并通过横梁两端部设置的支撑座(21)、(27)与支脚上的球窝实现定位，在横梁上平面设置有四套相同结构的固定架球形定位组件(20)；设置在车体上的与振动架吊车(17)连接的振动架(9)通过设置的夹紧机构(61)将与轨枕组组合为一体的固定架吊放在相邻的横梁上，通过两端设有的短柱(46)与横梁接触连接，并通过在一端短柱底部设置的V形块(48)和另一端短柱底部设置的平块(49)与两横梁上端面的球形定位组件实现定位；通过振动的方式将连接在固定架下方的成组轨枕振入未凝固的上层混凝土中。
2、 根据权利要求1所述的双块式无碴轨道施工设备之安装单元，其特征在于-所述的车体(1)为可拆卸组合的框架结构。
3、 根据权利要求1所述的双块式无碴轨道施工设备之安装单元，其特征在于 所述的横梁夹具(12)由鞍形横梁(84)、电动推杆(81)、吊爪(82)及连杆机构(83)组成，电动推杆与连杆机构设置在鞍形横梁的上端，吊爪有两组，每组两 个，对称设置在鞍形横梁的下端，电动推杆通过连杆机构与吊爪连接。
4、 根据权利要求1所述的双块式无碴轨道施工设备之安装单元，其特征在于 在所述的车体的框架(1)上面的右侧设有走台(3);前端下部设有设备平台(5), 在该设备平台上安装有电控柜(6)、柴油发电机组(7)、液压站(8)和控制台(10)。
5、 根据权利要求1所述的高速铁路双块式无碴轨道施工设备之安装单元，其 特征在于:在所述的横梁(19)的中部设置有导向装置(26)、底部设置有座板(24)。
6、 根据权利要求1所述的双块式无碴轨道施工设备之安装单元，其特征在于所述的固定架由两根纵向梁(44)和两根横向梁(45)构成框架结构，其中一根 横向梁的一端位于纵向梁的外侧，另一根横向梁位于另一根纵向梁的外侧，在每 根横向梁的两端均设置有短柱(46)并使短柱位于横向梁的外侧，从而使四个短 柱相对于框架中心对称设置；其中一根纵向梁两端的短柱均设置有起支承作用的 平块(49)，另一根纵向梁两端的短柱上均设置有起定位作用的V形块(48);在 每根纵向梁的底部设置有多组用于固定、定位轨枕的支腿(47)，在支腿的下端均 连接有脚板。
7、 根据权利要求1所述的双块式无碴轨道施工设备之安装单元，其特征在于: 所述的振动架(9)为框架结构，在框架的四角均设置有夹紧机构(61)和引导角 板(62)。
8、 根据权利要求5所述的双块式无碴轨道施工设备之安装单元，其特征在于-所述的设置在横梁(19)两端的支撑座为L形结构，其中一端的支撑座安装有阶 梯轴座脚(22)并通过该阶梯轴座脚和紧固螺母(23)构成横梁的一个定位固定 支撑(21);另一端的支撑座通过基座板(35)与一对耦合相配的螺杆楔i央(36) 和燕尾槽滑±央(39)构成活动可调支撑(27)。
9、 根据权利要求7戶万述的双±央式无碴轨道施工设备之安装单元，其特征在于: 所述的夹紧机构(61)由箱体(65)、液压油缸(67)和传动机构组成，液压油缸 设置在箱体上端的箱盖(79)上，其活塞(80)通过耳环(66)与传动机构的中 心板(75)连接，该中心板的下端连接有两个吊杆(77)，在吊杆上均设置有滑动 套筒(74)和吊脚(63)，该两个吊杆之间均通过连杆(76)与定位板(73)铰接 连接，在两滑动套筒之间还连接有弹簧(78)。
全文摘要
本发明公开的双块式无碴轨道施工设备之安装单元的车体(1)可沿铺设的轨道模板移动，由设置在车体上的与横梁吊车(11)吊挂连接的横梁夹具(12)将横梁(19)吊放在待施工的支脚上并定位；由设置在车体上的与振动架吊车(17)连接的振动架(9)通过设置的夹紧机构(61)将与轨枕组组合为一体的固定架吊放在相邻的横梁上，通过两端设有的短柱(46)与横梁接触连接，并通过在一端短柱底部设置的V形块(48)和另一端短柱底部设置的平块(49)与两横梁上端面设置的球形定位组件(20)实现定位；通过振动的方式将连接在固定架下方的成组轨枕振入未凝固的上层混凝土中。本发明有效提高了工作效率，并保证轨枕的精确定位。
文档编号E01B29/06GK101245579SQ200710304859
公开日2008年8月20日 申请日期2007年12月29日 优先权日2007年12月29日
发明者刘兴利, 孙华涛, 季红利, 尤尔艮·希尔德布朗特, 常卫军, 康拉德·努贝尔, 涛 彭, 湧 潘, 维克多·恩诺克, 袁其刚 申请人:南车洛阳机车有限公司;北京旭普林设备制造有限责任公司