一种板式无砟轨道轨道板更换方法与流程

本发明属于高速铁路板式无砟轨道养护维修技术领域，具体涉及一种板式无砟轨道轨道板更换方法及工装。

背景技术：

板式无砟轨道是当今世界最先进的无砟轨道技术，是我国建造高速铁路所采用的主要轨道结构型式，京津、沪杭、沪宁、武汉城际、京沪、哈大、京石武、杭甬、宁杭、合福、津秦、沪昆、哈齐、宁安、郑徐、沈丹等高速铁路均采用板式无砟轨道型式。目前，我国板式无砟轨道主要crtsⅰ、ⅱ、ⅲ型等三种。其中，crtsi型板式无砟轨道是在现浇的钢筋混凝土底座上铺装预制轨道板，通过砂浆充填层进行调整，通过凸形挡台进行限位，并适应zpw－2000轨道电路的单元板式无砟轨道结构型式；crtsii板式无砟轨道是轨道板通过水泥沥青砂浆充填层，铺设在现场摊铺的混凝土支承层（路基、隧道）或现场浇筑的钢筋混凝土底座（桥梁）上，并适应zpw-2000轨道电路的纵连板式无砟轨道结构形式；crtsⅲ型板式无砟轨道是在现浇的钢筋混凝土底座或混凝土支承层上铺装预留连接钢筋的预制混凝土轨道板，中间设置自密实混凝土充填层，并适应zpw－2000轨道电路的无砟轨道结构型式。板式无砟轨道取消了传统有砟轨道的轨枕和道床，采用预制的钢筋混凝土轨道板直接支撑钢轨，并且在轨道板与混凝土底座之间填充水泥乳化沥青砂浆或自密实混凝土充填层，其具有平顺性高、稳定性好、使用寿命长、耐久性好、维修工作量少等技术优势。但是，随着服役时间的延长以及地质情况变化等复杂原因，板式无砟轨道的个别轨道板会出现局部劣化情况，当劣化到一定程度时，需要对个别伤损的轨道板进行更换，以确保无砟轨道的安全性、稳定性和长期耐久性。

目前，更换轨道板采用的方法是先切断钢轨，再用轨道车的起吊设备将伤损轨道板移出、新轨道板移入，然后重新焊接锁定钢轨。采用该方法须在换板前对钢轨进行切割，且当日天窗须对钢轨进行临时连接恢复，换板后还须对钢轨进行焊接、打磨以及焊缝探伤等，工序较多；另外，增加了钢轨接头，对钢轨损伤较大。

针对切断钢轨更换轨道板的弊端，国内外开展了不切割钢轨情况下，天窗时间内对轨道板更换工艺工装的试验研究，但目前还处于试验开发阶段，其中，专利“一种板式无砟轨道轨道板更换装置及更换方法（201310108682.3）”，提供了一种不切断钢轨情况下，板式无砟轨道轨道板更换装置及更换方法，并未涉及新轨道板与原填充层砂浆的粘结恢复或密贴状态控制技术，且现场安装工装较多，较重，不便于天窗时间施工；而专利“一种地铁换板车及包含该地铁换板车的换板机组（201420251605.3）”所用的设备大型化、复杂化，一旦天窗作业时出现设备故障问题，很难处理，则直接影响线路的正点开通，另外，该专利还不适用于高铁铁路无砟轨道轨道板的更换修复。因此，为根本解决不切断钢轨情况下，天窗时间内板式无砟轨道轨道板的快速更换修复技术难题，系统形成分别适用于crtsⅰ、ⅱ、ⅲ型板式无砟轨道直线段、曲线段板式无砟轨道轨道板更换技术，是本领域亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明针对切断钢轨情况下对轨道板进行更换的弊端，发明了一种适用于天窗时间内实施的、不切断钢轨情况下对伤损轨道板进行更换的方法及工装。该发明施工快捷、实用可靠、成本经济，为在天窗时间内实现对伤损轨道板的更换修复提供了一种快速、便捷、实用、经济的新方法。

本发明采用以下技术方案实现上述目的：

本发明涉及一种板式无砟轨道轨道板更换方法，所述更换方法包括更换工艺、设备工装以及注浆材料，具体为将待更换轨道板前后扣件松开一定长度，将钢轨顶高一定高度，将待更换轨道板进行顶升，使其与下部充填层砂浆脱离，在轨道板上安装具有多个吊点的吊具，通过轨道吊车以及吊具吊点的切换对被更换轨道板进行平移吊出以及新板的平移吊入，新板就位后，采用快硬注浆材料注入填充新轨道板与原脱粘层间隙，恢复钢轨和扣件。

一种板式无砟轨道轨道板更换方法，所述的轨道板更换工艺包含以下步骤：（1）待更换板位置定位标注；（2）扣件系统拆除；（3）轨温测试；（4）垂向抬轨；（5）待更换轨道板顶升；（6）旧板移出及新板移入；（7）轨道板粗铺与精调、钢轨与扣件恢复；（8）板底注胶；（9）线路精调。

一种板式无砟轨道轨道板更换方法，所述的吊具通过轨道板吊装孔或板底横跨安装固定于轨道板，其具有多个吊点，吊具的一端可加长或拆卸，以便增减吊点，方便轨道板吊运。

一种板式无砟轨道轨道板更换方法，所述的轨道吊车由车头、平板车、吊装设备和液压支腿组成，须满足铁路安全出车条件，其可将新轨道板运送、吊装至换板地点，将旧轨道板吊离、拉运至指定地点。

一种板式无砟轨道轨道板更换方法，所述的轨道吊车具有双组以上的吊装设备，当一组吊装设备出现故障，立即启用另外一组，以确保天窗作业可靠，不影响线路正点开通。

一种板式无砟轨道轨道板更换方法，所述的注浆设备压力调节范围为0.1mpa~50mpa、注浆流量调节范围为0l/min~200l/min、对注浆材料加热控温范围为10℃~100℃。

一种板式无砟轨道轨道板更换方法，所述的注浆材料为具有膨胀性或无膨胀性的速凝快硬材料，可工作时间为5s~800s，1h抗压强度达设计强度的50%以上；速凝快硬材料为有机类速凝快硬材料聚氨酯、聚脲、环氧树脂、乙烯基树脂或不饱和聚酯等中的一种，或为无机类速凝快硬材料水玻璃—水泥体系、硫铝酸盐体系、铝酸盐和磷酸盐体系中的一种；所述注浆材料具有速凝快硬的特性，从而实现对新更换轨道板的定位，以满足承载与通车的功能要求。

与现有无砟轨道轨道板更换技术相比，本发明具有以下优点：

（1）不切割钢轨，对线路扰动小、对钢轨损伤小；

（2）所用工装设备轻便，故障率低，安全性高，确保不影响次日行车；

（3）工艺简单，便于天窗组织施工；

（4）所用注浆材料可较多选用无机水泥基材料，耐久性能、环保性能更好，经济性更高，可节省60%以上的修复材料成本；

（5）适用性高，既适用于直线段crtsⅰ、ⅱ、ⅲ型无砟轨道轨道板更换，又适用于曲线段crtsⅰ、ⅱ、ⅲ型无砟轨道轨道板更换。

综上所述，本发明与现有的轨道板明显不同，在不切断钢轨的条件下，利用天窗时间对伤损轨道板进行更换，并完成新换轨道板与脱粘层间的离缝灌浆修复以及轨道精调、恢复线路等任务，本发明具有施工快捷、成本经济、耐久环保、实用可靠、适用性高等诸多优势，技术经济性显著。

附图说明

图1为本发明所提供的典型轨道板更换施工工艺流程图。

图2是典型的轨道板垂向吊起示意图。

图3是典型的轨道板平移后落下示意图。

图4是典型的轨道板更换吊装吊点示意图。

图5是典型的轨道板更换吊装吊点后继续向线间平移示意图。

图6是典型的拆除吊具可拆卸段、更换吊点使轨道板具有垂向起吊空间示意图。

图7是典型将吊具固定于轨道板板底示意图。

附图标记说明：

1—左线线路中心线；2-1—左线左轨；2-2—左线右轨；3—待更换轨道板；4—混凝土凸台挡台；5—混凝土底座板；6—轨道板吊装孔；7—吊具；7-1—吊点一；7-2—吊点二；7-3—吊点三；7-4—吊点四；7-5—吊点五；7-6—吊具可拆卸部件；8—水泥沥青砂浆充填层；9右线线路中心线；10-1—垫块；10-2—垫块。

具体实施方式

以下通过具体实施例介绍本发明的实现和所具有的有益效果，但本发明并不局限于此，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明实施例1提供了一种用于双线直线段crtsⅰ型无砟轨道轨道板更换方法，其工艺流程见图1，所述方法具体包括以下内容：

（1）按照电调命令，进行接触网停电、验电、挂地线，并做好相关防护措施；采用弹墨线、靠尺、钢尺、弦线等对原轨道板的平面及高程位置进行测量和标识，并做好数据记录，主要是原轨道板和邻近轨道板之间的相对位置，包括水平位置、板间距离、板间高差、凸台间隙具有定位轨道板状态的参数，标注轨道板移出、入线路并明显标示；

（2）拆除需更换轨道板上所有零配件，拆除需抬起钢轨范围内的螺栓及轨距块，将凸台树脂凿除；

（3）实测钢轨温度28℃，并与实际锁定轨温30℃进行比较，松开更换轨道板前后至少15米的扣件，将其上方钢轨2-1、2-2顶高30cm，如图2所示，同时，将合适高度的垫块置于轨下，以完全避免钢轨直接滑落等意外发生。待抬轨量达到30cm时，在起道点紧邻处以及按一定间距设置尺寸合适的垫块对抬起后的钢轨予以支撑稳固；

（4）通过四个千斤顶将旧轨道板上同步均匀顶升，检查并确认轨道板与充填层砂浆的脱粘情况；

（5）如图2，通过轨道板吊装孔6将具有多个吊点的吊具7安装固定于轨道板3，停于临线9的轨道吊车组通过该吊具7位于钢轨内外侧的吊点7-3、7-4将轨道板吊起20cm以上30cm以下，即高于混凝土凸台挡台4表面，低于钢轨2-1、2-2的底面，并留有2cm以上的安全距离，然后操作吊车将轨道板3向线间平移，待左侧吊绳接近钢轨2-2内侧时，放置垫块10-1、10-2，然后缓缓将轨道板3放于垫块10-1、10-2，如图3所示，更换吊具吊点至7-1、7-5，如图4所示，继续平移轨道3，直至左侧吊绳接近钢轨2-2内侧，移动垫块10-1、10-2至合适位置，将轨道板放至垫块10-1、10-2，如图5所示，然后将左侧吊点更换至吊点7-2，并将吊具7的可拆卸段7-6拆下，如图6所示，然后将轨道板3垂直吊走至平板车上待运；

（6）对脱粘层水泥沥青砂浆充填层8表面进行检查，对残留浮渣进行打磨平整、清理干净；

（7）采用步骤（5）的逆操作将新轨道板移入至钢轨2-1、2-2下方；

（8）新轨道板按照测试的原轨道板状态进行粗放，采用精调爪对轨道板进行横、高程方向按原轨道板状态参数数据进行定位，并对轨道板位置进行复核；

（9）将2-1、2-2钢轨落回原位，将换板前后已松开的扣件拧入恢复；钢轨恢复时，同步进行凸台树脂灌注；

（10）根据新轨道板的轨道状态以及离缝状态，确定是否进行板底注胶，若新轨道板底与原脱粘表面离缝较大，采用注浆机将快硬注浆材料注入填充至新轨道板与原脱粘层间隙，注浆材料迅速固化，实现对新轨道板定位；

（11）对换板地段前后轨道状态进行全面测量，对线型进行分析，根据分析结果进行轨道微调，确保线路平顺性满足列车开通条件；

（12）拆除供电地线，对轨道结构、几何尺寸进行全面检查，清理现场，将工具全部撤出线路，然后开通线路；

（13）线路开通后，采用无线传输对换板区段的列车运行稳定性指标、轨道结构部件受力、轨道结构的稳定性指标、轨道刚度指标、轨道结构部件与基础振动加速度进行实时监控。若有异常，及时报告与处理。

实施例2

本发明实施例2提供了一种用于双线直线段crtsⅱ型无砟轨道轨道板更换方法，所述方法包括以下内容：

crtsⅱ型无砟轨道轨道板更换方法与crtsⅰ型无砟轨道轨道板更换方法基本相同，仅是由于crtsⅱ型无砟轨道轨道板没有吊装孔，需要通过板底将吊具7固定于轨道板上，如图7所示。