一种用于运营高速铁路桥梁无砟轨道结构纠偏的方法与流程

本发明涉及高速铁路无砟轨道结构修复技术领域，具体地指一种用于运营高速铁路桥梁无砟轨道结构纠偏的方法。

背景技术：

目前，我国的高速铁路已基本上建设形成四纵四横的格局。基于无砟轨道的使用寿命长、耐久性好、维修工作量小的优点，我国的高速铁路普遍采用无砟轨道结构。为了保证高速铁路的舒适性及安全性，对轨道线型的平顺性要求极高，稍许的偏差就会影响列车运营过程中的平稳性，甚至威胁到列车的运营安全。而桥墩单侧堆载、基坑开挖或后期养护维修不对称施工等工程活动均可能导致桥梁偏移，无砟轨道横向变形超限，破坏轨道结构的平顺性，需及时治理修复。

高速铁路的无砟轨道结构不同于传统铁路轨道结构，传统铁路的无砟轨道结构通常包括道床、轨枕、以及钢轨等，出现轨道偏差，只需要调整道床及轨枕即可完成轨道的纠偏，简单快捷。但是高速铁路的无砟轨道因其结构的特殊性，不能采用传统无砟轨道的纠偏方法。

高速铁路的无砟轨道桥梁在墩柱上设置有四个盆式支座，盆式支座为高速铁路桥梁中的常用支座，其结构如图1所示，由上至下依次为预埋钢板9.1、上支座板9.2、不锈钢钢板9.3、聚四氟乙烯板9.4、中间衬钢板9.5、承压橡胶板9.6和下支座板9.7，其中，预埋钢板9.1在梁体浇筑时直接浇筑预埋在梁体的下端面上，预埋钢板9.1上设置有螺孔，上支座板9.2通过锚杆穿过螺孔与预埋钢板9.1固定连接，上支座板9.2为厚钢板用于承载梁体的重量，其厚度与梁体重量有关，不锈钢钢板9.3焊接在上支座板9.2的下端面，不锈钢钢板9.3的下端面是光滑的，为了减小与下支座结构的摩擦力，不锈钢钢板9.3支承于聚四氟乙烯板9.4上端面，通过不锈钢钢板9.3与聚四氟乙烯板9.4的滑动连接来满足梁体与墩柱的少量位移滑动。聚四氟乙烯板9.4镶嵌在中间衬钢板9.5的上端凹槽内，中间衬钢板9.5的下端面设置有向下凸起的凸台，通过凸台卡合在下支座板9.7的上端面，形成固定连接的结构，中间衬钢板9.5和聚四氟乙烯板9.4的外侧设置有密封圈9.8和黄铜紧箍圈9.9。另外，下支座板9.7的上端面设置有向下凹陷的盆腔结构，盆腔内设置有橡胶承压板9.6，中间衬钢板9.5的下端凸台也是卡合在盆腔内，这样的结构能够在一定程度进行转动，使梁体能够在一定程度上转动，避免梁体出现损伤。

下支座板上设置有多个螺孔，螺孔内穿设有螺杆9.10，墩面上的垫石上埋设有对应螺杆9.10的套筒，垫石上开设有与套筒对应的套筒孔，套筒浇筑在套筒孔内，通过螺杆9.10穿过螺孔与套筒将下支座板9.7固定在墩面垫石上，这样就完成了整个支座与梁体和桥墩的连接。在这种结构下，由于梁体、桥墩和支座三者为固定连接(支座内部只能进行小范围内的移动)，在不拆除支座的情况下直接对梁体施加横向推力无疑会造成支座的破坏，而拆除支座对桥梁梁体进行纠偏调整会严重影响铁路的运行。另外，桥梁梁体坐落在桥墩上，为悬空结构，且墩顶作业空间有限，拆除支座进行梁体纠偏的方法作业难度极大，极大程度影响桥梁纠偏作业的进行。

技术实现要素：

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的高速铁路桥梁纠偏作业方式难度极大、严重影响铁路运行的问题，提供一种用于运营高速铁路桥梁无砟轨道结构纠偏的方法。

本发明的技术方案为：一种用于运营高速铁路桥梁无砟轨道结构纠偏的方法，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：

1、在桥墩与轨道梁之间安装竖向千斤顶和临时支座，将支座的下支座板上的螺杆从垫石上的套筒中拧出；

2、竖向顶升轨道梁，使下支座板与垫石脱离，调节临时支座，将轨道梁的重量转移到临时支座上；

3、对垫石上用于固定套筒的套筒孔进行扩孔，在进行扩孔后的套筒孔内调整套筒的位置；

4、使用竖向千斤顶顶升轨道梁，将轨道梁重量转移到竖向千斤顶上，在桥墩与轨道梁之间安装横向千斤顶，通过横向千斤顶顶推轨道梁完成横向纠偏；

5、拆除临时支座，松脱竖向千斤顶，使轨道梁回落至桥墩上，将螺杆重新穿过螺孔和调整后的与之对应的套筒，通过螺栓结构重新将下支座板固定在套筒上；

6、在改造后的套筒孔内浇筑灌浆料，将套筒重新锚固在垫石上，然后松脱横向千斤顶完成轨道梁的纠偏过程。

进一步的所述的步骤1中竖向千斤顶的安装方法为：在轨道梁和桥墩之间布置第一竖向千斤顶和第二竖向千斤顶，将第一竖向千斤顶的壳体固定在桥墩上端面，在轨道梁下端面上安装一块对应第一竖向千斤顶的第一滑动板，使第一竖向千斤顶的顶推端可沿水平方向滑动地顶紧在第一滑动板的下端面；

将第二竖向千斤顶的壳体固定在轨道梁下端面上，在桥墩上端面上安装一块对应第二竖向千斤顶的第二滑动板，使第二竖向千斤顶的顶推端可沿水平方向滑动地顶紧在第二滑动板的上端面。

进一步的所述的临时支座包括底座板、固定在底座板上端面的竖直支撑杆和固定在支撑杆上端的支撑座；所述的支撑杆下端固定在底座板上，支撑杆圆周外侧面上设置有外螺纹；所述的支撑座为下端开口的环套型结构，支撑座内侧圆周面上设置有与外螺纹对应的内螺纹，支撑座通过螺纹连接可上下调节地固定在支撑杆上端。

进一步的所述的步骤3中扩孔的方法为：沿轨道梁横向移动方向的反方向扩大垫石上的套筒孔，使其形成腰圆形的孔结构。

进一步的所述的步骤4中横向千斤顶的安装方法为：横向千斤顶沿水平横向方向布置，将其壳体固定在第一竖向千斤顶的壳体侧部，将其顶推端固定在第二竖向千斤顶的壳体侧部。

进一步的所述的步骤4中横向千斤顶的安装方法为：横向千斤顶沿水平横向方向布置，将其壳体固定在垫石的侧壁上，将横向千斤顶的顶推端固定在第二竖向千斤顶的壳体侧部。

本发明的优点有：1、通过对支座锚固体系的改造，使支座与桥墩、梁体暂时脱离，保证了在轨道梁横向移动过程中不会破坏梁体、支座及轨道板的整体结构；

2、通过设置临时支座，确保实现在运营高铁的天窗时间进行纠偏，不会影响高铁的正常运行，调整的成本低；

3、使用的材料设备都极为常见，不涉及到大型设备，调节方式简单方便，具有极大的推广价值；

本发明的纠偏调节工序简单高效，能够很好的完成高速铁路轨道梁的调节施工，工序耗时短，可利用轨道运行的天窗期快速进行，不会影响铁路的正常运行，具有极大的推广价值。

附图说明

图1：支座的结构示意图；

图2：轨道梁的安装结构示意图；

图3：千斤顶的布置结构示意图(俯视图)；

图4：千斤顶的布置结构示意图(侧视图)；

图5：临时支座的布置结构俯视图；

图6：临时支座的结构示意图；

图7：垫石的改造结构示意图；

图8：套筒孔内填筑注浆材料的结构示意图；

其中：1—轨道梁；2—桥墩；3—垫石；4—套筒；5—横向千斤顶；6—第一竖向千斤顶；7—第二竖向千斤顶；8—临时支座；8.1—支撑杆；8.2—支撑座；8.3—底座板；9—支座；9.1—预埋钢板；9.2—上支座板；9.3—不锈钢钢板；9.4—聚四氟乙烯板；9.5—中间衬钢板；9.6—承压橡胶板；9.7—下支座板；9.8—密封圈；9.9—黄铜紧箍圈；9.10—螺杆；10—套筒孔；11—第一滑动板；12—第二滑动板。

具体实施方式

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。

如图1～8，本实施例的轨道梁1的两端分别固定在两个桥墩2上，桥墩2与轨道梁1之间安装有支座9，支座9的下支座板9.7锚固在桥墩2上的垫石3上，支座9的上支座板9.2固定在轨道梁1的下端面的预埋钢板9.1上，轨道梁1通过支座8的支撑固定在两根桥墩2上。

本实施例的垫石3上开设有套筒孔10，套筒孔10内穿设有用于固定支座9上的螺杆的套筒4，螺杆穿过套筒4固定在垫石3上。当需要移动轨道梁1时，为了保证螺杆有足够的移动空间，本实施例将垫石3上的套筒孔10修改为沿轨道梁1横向移动方向的腰圆形套筒孔10，如图6所示。

在横向顶推的过程中，当轨道梁1移动到位后，此时的螺杆也移动到位，需要重新固定螺杆与套筒4，本实施例通过在垫石3的腰圆形套筒孔10内的钢筋网进行修复，然后在套筒孔10与套筒4之间的空间内灌注注浆材料使之形成混凝土结构将套筒4重新固定在套筒孔10内，保证套筒4在套筒孔10内不晃动，如图8所示。

本实施例在千斤顶顶推轨道梁1时，轨道梁1和桥墩2之间还设置有支撑轨道梁1的临时支座8。如图6所示，本实施例的临时支座8包括支撑杆8.1和支撑座8.2，支撑杆8.1下端固定在底座板8.3上，底座板8.3固定在桥墩2上端面，支撑杆8.1上设置有外螺纹，支撑座8.2为固定在支撑杆8.1上端的下端开口的中空环套结构，支撑座8.2内设置有对应支撑杆8.1上的外螺纹的内螺纹结构，支撑座8.2通过内、外螺纹的连接可调节高度的固定在支撑杆8.1上。实际使用时，根据轨道梁1和桥墩2之间的高度调节临时支座8的高度，通过临时支座8给予轨道梁1一定的支撑力，保证轨道梁1的稳定性。

轨道梁1的顶升是通过竖向千斤顶来完成的，本实施例的竖向千斤顶通过以桥墩2作为反力支撑点，顶升轨道梁1上升，完成轨道梁1的调节过程。考虑到轨道梁1和竖向千斤顶之间要产生相对水平位移，因此本实施例的竖向千斤顶的设置如3～4所示，在轨道梁1和桥墩2之间布置第一竖向千斤顶6和第二竖向千斤顶7，将第一竖向千斤顶6的壳体固定在桥墩2上端面，在轨道梁1下端面上安装一块对应第一竖向千斤顶6的第一滑动板11，使第一竖向千斤顶6的顶推端可沿水平方向滑动地顶紧在第一滑动板11的下端面；将第二竖向千斤顶7的壳体固定在轨道梁1下端面上，在桥墩2上端面上安装一块对应第二竖向千斤顶7的第二滑动板12，使第二竖向千斤顶7的顶推端可沿水平方向滑动地顶紧在第二滑动板12的上端面。

第一滑动板11和第二滑动板12为光滑的聚四氟乙烯板，能够减小千斤顶与滑动板之间的摩擦阻力。

轨道梁1横向纠偏的过程中，横向千斤顶5的布置方式可以有两种，一种是以竖向千斤顶作为反力支撑，顶升另一个竖向千斤顶迫使轨道梁1横向移动完成纠偏。如图3～4所示，横向千斤顶5的壳体固定在竖向千斤顶中的第一竖向千斤顶6的侧部，其顶推端固定在竖向千斤顶中的第二竖向千斤顶7的侧部。横向顶推时，第二竖向千斤顶7与轨道梁1一起移动。

另一种方法是，本实施例的桥墩2上端面设置有垫石3，垫石3作为横向千斤顶5的反力支撑，即横向千斤顶5的壳体固定在垫石3上，其顶推端固定在第二竖向千斤顶7的侧部。垫石3本身就是浇筑在桥墩2上的永久结构，将其作为反力支撑稳定性更好。

实际施工，具体的施工步骤如下：

1、建立轨道梁1位移监测监控体系，测量轨道梁1的初值；

2、搭设安装脚手架、操作平台、吊篮，拆除防落梁钢挡块，改迁或保护墩顶管线，清理桥墩2顶端形成工作面；

3、各墩安装竖向及横向千斤顶，安装水平及竖向位移传感器，连接位移控制系统、PLC控制系统；

4、安装梁体顺桥向和横桥向限位器；

5、松动螺杆9.10与套筒4，保证桥墩2与支座9脱开，使用竖向千斤顶对梁体进行同步顶升；

6、在轨道梁1和桥墩2之间设置临时支座8，通过临时支座8给予轨道梁1竖向支撑，将轨道梁1的重量转移到临时支座8上；

7、对垫石3上的锚固结构进行改造，将垫石3上的套筒孔10修改成沿轨道梁1移动方向的腰圆形套筒孔10；

8、通过竖向千斤顶顶升轨道梁1，将轨道梁1的重量再次转移到竖向千斤顶上，再横向顶推轨道梁1，根据传感器提示完成横向纠偏调节；

9、拆除临时支座8，松脱竖向千斤顶，将轨道梁1与支座9回落至桥墩2上，螺杆9.10伸入到套筒4内；

10、修补套筒孔10内的钢筋网，在套筒孔10与套筒4之间的间隙内填充注浆材料，形成钢筋混凝土结构将套筒4固定在垫石3上，松脱横向千斤顶5，完成整个纠偏调节过程；

11、撤除竖向和横向千斤顶、限位器，清理墩顶，安装恢复防落梁钢挡块，改迁管线复原。

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。