专利名称：无砟轨道抢通设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种铁路工务设备，具体是指一种适用于无砟轨道的混凝土底座板或水硬性材料支承层、钢筋混凝土道床板施工后需要快速恢复通车等场合所使用的快速抢通设备。
背景技术：
我国已经建成数千公里无砟轨道高速铁路和客运专线，目前正在建设的高速铁路和客运专线，也主要采用无砟轨道结构型式。所谓砟即为石碴。传统的铁路为有砟轨道。但有砟轨道不适于列车高速行驶，尤其是不适于300km/h以上的高速铁路。无砟轨道又称为无碴轨道，是一种以混凝土或浙青混合料取代散粒体道砟道床而组成的轨道结构型式。目前绝大多数无砟轨道均采用钢筋混凝土作为道床。无砟轨道有很多的优点稳定性好，不易发生胀轨跑道；线路养护维修工作量显著减少，从而减小对列车运营的干扰，线路利用率高；轨道几何形位能持久保持，能提高列车运行的安全性；平顺性及刚度均勻性好；耐久性好，服务期长；避免优质道砟的使用及环境破坏，高速运行时道砟无飞溅；自重轻，可减轻桥梁二期恒载；结构高度低，可减小隧道开挖断面。但是，无砟轨道也有缺点轨道必须建于坚实、稳定、不变形或有限变形的基础上，一旦下部基础残余变形超出扣件机构调整范围或导致轨道结构裂损，修复和整治困难。在我国的高速铁路设计规范中，提到的无砟轨道有5种基本类型，即CRTS I型板式无砟轨道、CRTS II型板式无砟轨道、CRTS III型板式无砟轨道、CRTS I型双块式无砟轨道、CRTS II型双块式无砟轨道。其中，CRTS III型板式无砟轨道未大量铺设，其余型式无砟轨道铺设里程比较长。无论哪种无砟轨道，均主要由混凝土底座板或水硬性材料支承层、钢筋混凝土道床板、钢轨、扣件机构等组成。建成后，在运营过程中，一旦混凝土底座板或水硬性材料支承层、钢筋混凝土道床板破坏严重，则可能严重影响列车安全运行，甚至导致列车颠覆。这就需要中断列车运行来对其进行修复。无砟轨道损坏(下沉量超过规定值或者结构性破坏)后的修复方法有多种。具体为(1)在路基地段，对于地基基础下沉量不大且钢筋混凝土道床板无结构性损坏的情况，可采用将钢筋混凝土道床板抬起后，在板下直接注浆的方法；(2)在路基地段，对于地基基础下沉量很大或钢筋混凝土道床板结构性损坏的情况。此时，不同的轨道型式，方法又略有不同①对于CRTS I型板式无砟轨道，需要拆除原有损坏的钢筋混凝土道床板和钢筋混凝土底座板，重新浇筑钢筋混凝土底座板，在经数周养护达到规定强度后，安放新的事先预制的钢筋混凝土道床板。②对于CRTS II型板式无砟轨道，需要拆除原有损坏的钢筋混凝土道床板和水硬性材料支承层，重新模筑水硬性材料支承层，在经数天养护达到规定强度后，安放新的事先预制的钢筋混凝土道床板。③对于CRTS I型双块式无砟轨道和CRTS II型双块式无砟轨道，需要拆除原有损坏的钢筋混凝土道床板和水硬性材料支承层，重新模筑水硬性材料支承层，在经数天养护达到规定强度后，再重新现场浇筑钢筋混凝土道床板。(3)在桥梁地段，对于钢筋混凝土道床板或钢筋混凝土底座板严重损坏的情况，需要拆除原有损坏的钢筋混凝土道床板和钢筋混凝土底座板，重新浇筑混凝土底座板并安放新的事先预制的钢筋混凝土道床板(对于双块式无砟轨道，则应重新现场浇筑钢筋混凝土道床板)。实际维修中，混凝土浇筑完成后需要数周的养护期，在此期间如果通车，势必导致混凝土结构承载过早而损坏。我们也不可能让铁路停运数周，因为那样会严重影响人们的出行，甚至严重影响经济发展。对于有砟轨道，可以通过垫厚道砟等方法来迅速修复线路，恢复列车运行。新型的无砟轨道的轨下基础是与有砟轨道完全不同的混凝土甚至是钢筋混凝土结构，目前还没有用于轨道损坏后临时通车的相应的抢通设备。为了尽量缩短停运时间快速恢复通车，同时尽量保护混凝土不提前承受列车荷载，应考虑发明一种全新的无砟轨道临时替代设备。
实用新型内容本实用新型需要解决的技术问题是提供一种适用于无砟轨道无砟轨道混凝土底座板或水硬性材料支承层、钢筋混凝土道床板浇筑后需要快速恢复通车的场合的抢通设备。为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是无砟轨道抢通设备，包括承载有钢轨的钢结构的托架，所述托架的上面分布两排固定钢轨的扣件机构，托架的下表面与设置在无砟轨道两侧的路肩或桥面上的两排支承座稳固连接。本实用新型的支承座进一步改进在于所述支承座设置为中空的下表面面积大于上表面面积的箱体结构，支承座的上表面与托架焊接固定。本实用新型的支承座进一步改进在于所述支承座为下端设置支承台、上端为液压缸的结构，液压缸的活塞与托架焊接固定。本实用新型的支承座进一步改进在于所述支承座为顶杆螺柱式千斤顶，千斤顶的套筒下端设置支承台，千斤顶的顶杆螺柱上端与托架焊接固定。本实用新型的托架进一步改进在于所述托架由两组工字钢组成，其中一组为固定在无砟轨道两侧的支承座上的两根互相平行的工字钢I，另一组为若干均勻横向固定在两根平行的工字钢I的上表面上的工字钢II。本实用新型的进一步改进在于所述工字钢I的翼板与支承座焊接固定；工字钢II的翼板固定焊接在两根工字钢I之间，且每组支承座的正上方的工字钢I上均设置有工字钢II，在同侧的两个支承座之间的中间位置也设置有工字钢II。本实用新型的托架进一步改进在于所述托架由两根工字钢I和截面是方形的钢箱梁组成，两根互相平行的工字钢I固定在无砟轨道两侧的支承座上，若干钢箱梁均勻横向固定在两根平行的工字钢I的上表面上，所述钢箱梁的内部设置有横隔板和加强肋。[0024]本实用新型的托架进一步改进在于所述托架是由若干互相平行的型钢连接的两个固定桁架，所述固定桁架是长方体的桁架结构，两个固定桁架分别固定设置两排支承座的上表面，所述型钢固定连接在两个固定桁架左右相对的桁架节点之间。本实用新型的进一步改进在于所述扣件机构包括分别设置在钢轨两侧的与托架焊接固定的两个铁座，铁座上均插接有固定钢轨的弹条，两个铁座之间的托架上设置有用于减震的橡胶垫板。由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术进步是(1)本实用新型可在如下情况下使用①在路基地段，无砟轨道因路基下沉超过扣件机构调整范围，但是钢筋混凝土道床板的混凝土结构未出现结构性损坏，需要注浆以抬升轨道时；②在路基地段，无砟轨道水硬性材料支承层或混过凝土底座板、钢筋混凝土道床板结构性损坏，需要更换预制钢筋混凝土道床板或重新现场浇筑钢筋混凝土道床板混凝土时；③在桥梁地段，无砟轨道混凝土底座板板或钢筋混凝土道床板结构性损坏，需要重新浇筑混凝土底座板、更换预制的钢筋混凝土道床板或重新现场浇筑钢筋混凝土道床板混凝土时。(2)设备可按照如下步骤使用①暂时封闭铁路线路，修复轨道结构，同时，将足够数量的抢通设备由铁路工务维修地基抢运到现场；②对路肩(指的是路基面没有被道床覆盖的部分，即位于轨道外缘至路基边缘之间的具有一定宽度的带状部分，是为防止路基一旦损坏即影响行车的情况发生而富余出来的一部分，同时也可作为线路维修时走行的通道。)作加固处理，在路肩上放置一系列单元梁式结构的无砟轨道抢通设备(在桥梁上，则是直接放置在桥面。双线铁路时，则是一排支承在路肩上，另一排支承在两线间。)；③将钢轨铺设在无砟轨道抢通设备的托架上，代替钢筋混凝土道床板和轨枕来充当临时轨下基础；④确认支承座底面支垫牢固，必要时通过调整支承座的高度，使轨道的高度、轨顶面的顺坡等轨道几何形位符合行车的要求，恢复滞留列车的运行和日常通车；⑤待混凝土经数周养护达到规定强度而可以承受列车荷载后，利用铁路维修的天窗时间封闭线路(即这段时间不允许列车通过)，移开托架，恢复路基，恢复轨道。本实用新型能够减少铁路的停运时间，有效地保护处于养护期的水硬性材料支承层、混凝土底座板板或钢筋混凝土道床板等混凝土结构，大大提高了无砟轨道的抢通效率。本实用新型设计了多种便于不同场合使用的托架和支承座，可以根据实际情况选择配合使用。例如两组工字钢的托架和钢桁梁的托架尤其适用于剪力和弯矩的情况，而且钢桁梁的重量较轻。钢箱梁形式的托架则适用于抗扭强度大的情况。支承座可以根据实际选择高度固定的箱体结构型式，也可以选择高度可调的液压缸、顶杆螺柱式千斤顶等型式。选用III型弹条扣件机构，此型扣件机构所配套的铁座直接焊接在托架结构上之后，在托架上铺设钢轨变得特别方便。
图1是本实用新型的一种实施例的结构示意图；图2是图1的左视图；图3是本实用新型的另一种实施例的结构示意图；图4是本实用新型的再一种实施例的结构示意图；图5是本实用新型的弹条一种实施例的结构示意图；图6是图4中的千斤顶的局部放大图。其中，1、橡胶垫板，2、铁座，3、弹条，4、钢轨，6、工字钢11，7、工字钢1，8、液压缸结构的支承座，9、钢桁梁，10、箱体支承座，11、H型钢，12、钢箱梁，13、横隔板，14、加强肋，15、千斤顶，16、混凝土底座板或水硬性材料支承层，17、钢筋混凝土道床板。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步详细说明实施例1无砟轨道抢通设备的一种实施例如图1和图2所示的结构。本具体实施例以CRTS II型板式无砟轨道为例，介绍一种无砟轨道抢通设备的具体结构，但是在实际使用中，应该不仅限于此一种结构。CRTS II型板式无砟轨道的钢筋混凝土道床板长6. 45m,宽2. 55m,厚0. 2m,砂浆调整层30mm，水硬性材料支承层顶宽四50讓，底宽3150mm，直线地段平均厚度为300mm。本实施例的托架采用工字钢组合的结构。由于无砟轨道抢通设备主要承受的是列车的荷载，受到的力主要是列车荷载作用在托架上所形成的剪力和弯矩，所以在结构中选择抗弯性好的大型工字钢即工字钢II 6来承受列车的垂直载荷。工字钢II 6之间的连接用小型的工字钢即工字钢I 7连接，工字钢I 7的下面是支承座。本实施例中托架采用强度高、冲击韧度好的低合金钢Q325，当然也可以根据工作环境温度和托架所承受的动载荷做其他材质的选择，以保证列车运行安全为准。托架具体结构是在无砟轨道两侧的路肩或桥面上设置两排支承座，在每排支承座的上表面固定设置一根搭在支承座上的工字钢I 7，工字钢I 7的翼板与支承座焊接固定。两根平行的工字钢I 7的上表面设置若干工字钢II6，如图所示，5根工字钢II 6均勻搭建焊接在两根平行的工字钢I上面，且3组支承座的正上方的工字钢I 7上均设置有工字钢II 6，相邻两组支承座之间的中间位置也设置有工字钢II 6。其中工字钢II 6高度为320mm，工字钢I 7高度为100mm。在工字钢II 6和工字钢I 7的接触点，若是焊接翼板的直角面一侧，即垂直的接触点用直角焊缝；若是焊接翼板的圆弧面一侧，在圆弧处的接触点用斜角焊缝，在焊接时确保焊缝质量，以免将来在使用过程中发生意外。由于CRTS II型板式无砟轨道中两个相邻承轨台中心的距离是600mm，在无砟轨道中，承轨台安放距离应在500 600mm，在本实施例中工字钢II 6中心线之间采用550mm的间距(即承轨台中心间距为550mm)，设备总长度2. 75m,即托架上有5对承轨台。而支承座与间隔的工字钢II 6对应，即为支承座中心之间的间距为1100mm。托架上设置的扣件机构包括铁座2、弹条3和橡胶垫板1。在钢轨4两侧设置两个铁座，铁座与托架焊接固定。铁座上插接有固定钢轨的弹条，图5示意了弹条的结构，弹条的一端插入铁座上的插孔里，弹条的一侧压住钢轨4。两个铁座之间的托架上面设置有安装
6的用于减震的橡胶垫板1，弹条的相应位置还设置有绝缘轨距挡块等零部件，使用方便。本实施例中采用高度可调节的液压缸结构的支承座8，为了保证与地面有较大的有效接触面积，以确保路肩或桥面不被压坏，液压缸下端与地面接触部分设置成面积较大的支承台，液压缸的活塞与工字钢I 7焊接固定。油缸的调节范围在470 600mm。实施例2无砟轨道抢通设备的另一种实施例如图3所示，所述托架为钢桁梁9结构，支承座为箱体支承座10。为了使用时更加快速、便捷，设备质量不太大而吊装方便。托架的长度定为CRTS II型钢筋混凝土道床板长度的一半，即3225mm。托架的基本宽度为3250mm。支承座设置为中空的箱体结构，为了便于支承固定，支承座的下表面面积大于上表面面积，箱体结构的支承座的上表面与托架焊接固定。支承座高300mm，托架高为300mm。所述托架是由若干互相平行的型钢连接的两个固定桁架，所述固定桁架是长方体的桁架结构，两排支承座的上表面焊接固定两个固定桁架，两个固定桁架之间由型钢连接，所述型钢连接在两个固定桁架左右相对的桁架节点之间。本实施例中的托架采用热轧Q425钢。托架两端的固定桁架中的主架用热轧型钢中63mmX40mmX6mm的角钢。而其他杆件用Φ60πιπιΧ3. 5mm的钢管。所述型钢用HM300mmX300mmX IOmmX 15mm的H型钢11，此型钢部分相当于轨枕，承担一定的弯矩和压力。当然，如果压力允许，可以采用其他型钢连接。实施例3无砟轨道抢通设备的再一种实施例，所述托架由两根工字钢I 7和钢箱梁12组成，所述钢箱梁是一个长方体的钢箱结构。与实施例1的布置形式类似，在无砟轨道两侧的支承座上固定设置两根互相平行的工字钢I 7，在两根平行的工字钢I 7之间的上表面上横向均勻固定若干钢箱梁12。本具体实施例以和谐号CRTS I型板式无砟轨道为例CRTS I型板式无砟轨道的钢筋混凝土道床板长4930mm，宽MOmm，厚190mm，砂浆调整层50mm。为满足实际需要，根据所承受载荷的需要，钢箱梁上承重面的钢材厚度为20mm，下承重面的钢材厚度为40mm，钢箱梁的长度为2700mm。在钢箱梁内部设置横隔板和加强肋，加强肋沿钢箱梁长度方向布置，设置加劲肋取厚10mm，高40mm，宽300mm ；横隔板则根据需要设置在钢箱梁的横截面上，可以均布在两侧的支点和中间位置。本实施例中横隔板设置为两个，厚度为10mm。所述支承座为顶杆螺柱式千斤顶，千斤顶的套筒下端设置支承台，千斤顶的顶杆螺柱上端与托架焊接固定。如图4所示，套管的下端伸入支承台，并受到支承台的限制，只能转动，无法移动。而且套管与涡轮配合做旋转动作，顶杆螺柱与套管通过也有螺纹配合，需要上下移动托架时，可以通过外侧的起重手柄转动套管，从而驱动顶杆螺柱上下移动。
权利要求1.无砟轨道抢通设备，其特征在于包括承载有钢轨的钢结构的托架，所述托架的上面分布两排固定钢轨的扣件机构，托架的下表面与设置在无砟轨道两侧的路肩或桥面上的两排支承座稳固连接。
2.根据权利要求1所述的无砟轨道抢通设备，其特征在于所述支承座设置为中空的下表面面积大于上表面面积的箱体结构，支承座的上表面与托架焊接固定。
3.根据权利要求1所述的无砟轨道抢通设备，其特征在于所述支承座为下端设置支承台、上端为液压缸的结构，液压缸的活塞与托架焊接固定。
4.根据权利要求1所述的无砟轨道抢通设备，其特征在于所述支承座为顶杆螺柱式千斤顶(15)，千斤顶的套筒下端设置支承台，千斤顶的顶杆螺柱上端与托架焊接固定。
5.根据权利要求1 4任一项所述的无砟轨道抢通设备，其特征在于所述托架由两组工字钢组成，其中一组为固定在无砟轨道两侧的支承座上的两根互相平行的工字钢I (7)，另一组为若干均勻横向固定在两根平行的工字钢1(7)的上表面上的工字钢11(6)。
6.根据权利要求5所述的无砟轨道抢通设备，其特征在于所述工字钢I(7)的翼板与支承座焊接固定；工字钢II (6)的翼板固定焊接在两根工字钢I之间，且每组支承座的正上方的工字钢1(7)上均设置有工字钢II (6)，在同侧的两个支承座之间的中间位置也设置有工字钢11(6)。
7.根据权利要求1 4任一项所述的无砟轨道抢通设备，其特征在于所述托架由两根工字钢1(7)和截面是方形的钢箱梁(12)组成，两根互相平行的工字钢1(7)固定在无砟轨道两侧的支承座上，若干钢箱梁(1 均勻横向固定在两根平行的工字钢1(7)的上表面上，所述钢箱梁(12)的内部设置有横隔板(13)和加强肋(14)。
8.根据权利要求1 4任一项所述的无砟轨道抢通设备，其特征在于所述托架是由若干互相平行的型钢连接的两个固定桁架，所述固定桁架是长方体的桁架结构，两个固定桁架分别固定设置两排支承座的上表面，所述型钢固定连接在两个固定桁架左右相对的桁架节点之间。
9.根据权利要求1所述的无砟轨道抢通设备，其特征在于所述扣件机构包括分别设置在钢轨(4)两侧的与托架焊接固定的两个铁座O)，铁座上均插接有固定钢轨的弹条(3)，两个铁座之间的托架上设置有用于减震的橡胶垫板(1)。
专利摘要本实用新型公开了一种无砟轨道抢通设备，它应用于无砟轨道的混凝土底座板或水硬性材料支承层、钢筋混凝土道床板等浇筑后需要快速恢复通车的场合。无砟轨道抢通设备包括托架和支承座。托架是承载钢轨的钢结构，托架的上表面沿钢轨方向分布有两排用于安装固定钢轨的扣件机构。托架由两排支承座支承，所述两排支承座设置在无砟轨道两侧的路肩或桥面上。本实用新型能够用来充当临时轨下基础，便于无砟轨道的混凝土底座板或水硬性材料支承层、钢筋混凝土道床板损坏后快速恢复通车，减少铁路的停运时间，有效地保护处于养护期的无砟轨道，大大提高无砟轨道的维修效率，确保列车安全运行。
文档编号E01B29/40GK202298390SQ20112037975
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月9日 优先权日2011年10月9日
发明者刘博航, 刘润芬, 吕希奎, 吴景龙, 姚胜永, 孙海龙, 宋颖, 康拥政, 张丹静, 张慧丽, 李义强, 温少芳, 王丽娟, 王兴举, 路永婕, 闫小勇, 陈队永, 黄守刚 申请人:石家庄铁道大学