一种用于无砟轨道板更换的原位旋移快速换板系统及方法与流程

本发明属于高速铁路无砟轨道结构养护维修技术领域，涉及高速铁路无砟轨道板的一种快速更换系统及方法，该系统及方法能够用于运营线路损坏无砟轨道板的快速更换，尤其适用于运营线路单线无砟轨道板的更换，也可以用于新建线路无砟轨道板的更换。

背景技术：

板式无砟轨道结构具有生产效率高、施工精度高、施工质量稳定等特点，是我国高速铁路采用的主要轨道结构形式，目前已开通运营的高速铁路中，板式无砟轨道结构占有量将近60%，在新建线路中板式无砟轨道结构同样具有较高的占有量。

随着运营时间的延长，板式无砟轨道结构虽然具有较高的耐久性，局部无砟轨道板也会出现少量的破损，当破损量较轻时，采用天窗点时间进行养护维修即可满足运营的需要，当破损量较严重时，通过简单的维修难以满足使用，必须对破损严重的轨道板进行整体更换。常规的更换轨道板的方法为将破损板上方的钢轨锯断，将钢轨移开，用吊车将破损的板移开，将新轨道板就位，安装钢轨，用焊机将钢轨焊在一起，这种方法看似工艺简单，但是要锯断钢轨，对线路的影响比较大，影响钢轨的使用寿命，为了不锯断钢轨进行轨道板更换，cn103147370a提出了一种无砟轨道板更换装置和更换方法，其方法为将双股钢轨抬起，将破损无砟轨道板抬高，搭设横向滑移平台，破损轨道板平放，破损轨道板水平横移移出线路，将破损轨道板吊起移开，新轨道板吊装，再将新轨道板水平横移至换板位置，支撑新轨道板，横向滑移平台拆除，新轨道板就位，下落钢轨，安装扣件等步骤，该方法能够确保在不锯断钢轨的情况下实现更换轨道板，在双线无砟轨道线路，线间有足够大的空间，能够实现滑移平台带着轨道板横移时，该方法比较实用。但是，对于单线无砟轨道线路，尤其是单线桥梁上无砟轨道线路，由于线路两侧的空间有限，无法搭建横移平台，通过这种方法难以实现在不锯轨的情况下换板，同样，对于曲线段无砟轨道结构，由于线路超高的存在，采用这种水平横移的方式换板也难以实现。因此，本发明结合无砟轨道线路的实际空间受限的特点，提出了一种原位旋移的换板方法，该方法避免了线路左右空间的限制，充分利用线路上方的空间，实现在原位上方的旋转和移动，该方法尤其能够适用于单线无砟轨道线路和曲线段无砟轨道线路，对于双线无砟轨道线路也同样适用，能够满足天窗点内作业的需要。由上述内容可知，本发明可有效解决板式无砟轨道板的更换问题，能够适用的线路范围更广，能够适用于单线、双线、直线/曲线、路基和隧道等区段的无砟轨道板更换。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于无砟轨道板快速更换的原位旋移换板系统及方法，利用轨道板上方的空间，通过适当的旋转和移动实现轨道板更换的目的，该方法尤其适用于单线无砟轨道板的更换。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，一种用于板式无砟轨道板更换的原位旋移快速换板系统及方法，所述系统包括钢轨提升装置、轨道板可旋转移动吊架、链条齿轮旋转装置、电动机带动水平走形装置、电葫芦带动上下移动装置、支腿油缸、储板箱和动力系统，储板箱两侧可对称倾斜放置2块轨道板；所述方法由下述步骤组成：

（1）采用轨道平车将带有新轨道板的原位旋移快速换板系统运至被更换轨道板上方，原位旋移快速换板系统的支腿油缸伸出，支撑在底座板上，调节支腿油缸高度将原位旋移快速换板系统撑起，移开轨道平车；

（2）拆除被更换轨道板扣件系统，松开被更换轨道板前后一定长度扣件，将钢轨提升400mm~600mm。将轨道板可旋转移动吊架安装在被更换轨道板上，用扣件螺栓将吊架与被更换轨道板联接，提升吊架将被更换轨道板升起，提升高度300mm~400mm，向右移动吊架将被更换轨道板水平右移500mm~600mm；

（3）将左股钢轨落下，将被更换轨道板水平左移1000mm~1200mm，待被更换轨道板右侧边缘移至右股钢轨内侧时，逆时针旋转吊架，再水平移动被更换轨道板，逆时针旋转至70°~80°时，向上方移动吊架，使吊架带着被更换轨道板从储板箱底部进入储板箱，再水平移动至储板厢中右侧储板位置，将被更换轨道板以70°角度斜立放置在储板箱中；

（4）用螺栓将吊架与新轨道板联接在一起，向上方移动后，再水平移动吊架，用吊架带着新轨道板以70°~80°角度移至储板箱出板口上方，向下移动吊架待轨道板移出储板箱后，再逆时针旋转新轨道板，接着向下移动，待新轨道板右侧边缘低于右轨底面时，再逆时针旋转新轨道板至水平位置，向右移动新轨道板，将新轨道板移至右股钢轨下方，待新轨道板移至左股钢轨内侧时，再次提升左股钢轨，提升高度为300mm~400mm，接着向左移动新轨道板，将新轨道板水平移至换板位置的上方，再将新轨道板下落至换板位置；松开联接螺栓并升起吊架，将钢轨落下，安装扣件并完成精调。

所述的可旋转移动吊架为刚性结构，吊架与轨道板通过螺栓联接，通过转动齿轮链条实现吊架的旋转，通过电动机带动滚轮在导轨上移动实现吊架的水平移动，水平移动时齿轮链条与吊架一起移动，保持旋转的角度不变，通过储板箱顶部横梁上的电葫芦带动导轨和吊架一起上下移动，上下移动时，电动机可带动吊架可水平移动。

所述的可旋转移动吊架，齿轮链条和电动机带动滚轮均带有自动锁定功能，齿轮链条锁定后，吊架旋转至任一角度可以锁定，锁定后齿轮链条与吊架成为一整体，移动电动机滚轮，可实现齿轮链条与吊架以一定角度水平移动；电动机滚轮可锁定在导轨上，可实现同时上下移动。

所述的换板系统，底部距离轨面为1.5m，换板装置前后两端各安装4个钢轨提升装置，提升装置能够上下升降，将钢轨吊起，最大起吊高度为700mm。

所述的支腿油缸支撑在底座板上，通过液压油缸可以伸出和上下升降。

所述的链条齿轮旋转带有角度定位器，显示吊架旋转的角度，链条齿轮可通过电动机带动。

所述的导轨分布在储板箱的前后两端，导轨与电葫芦直接相连，导轨可以上下移动。

所述的电动机带动滚轮安装在导轨上，电动机带动滚轮可在导轨上水平移动。

所述的齿轮链条的旋转和电动机带动滚轮的水平移动为独立控制。

所述的无砟轨道板更换的原位旋移换板系统及方法能够在不中断行车的情况下，利用夜间维修天窗的时间对单线无砟轨道板、双线无砟轨道板和曲线段无砟轨道板进行快速更换，能够适用于桥梁、路基上以及隧道中无砟轨道板的更换。

所述的无砟轨道更换的原位旋移换板系统及方法可适用于crtsⅰ型单元式轨道板、crtsⅱ型纵连式轨道板和crtsⅲ型轨道板的更换。

发明特点及原理

本发明针对现有技术无法实现单线无砟轨道板更换的技术问题，提出了一种在轨道板上方旋转轨道板并移动轨道板至储板箱实现轨道板快速更换的系统及方法。该系统及方法避免了切割钢轨，避免了从线路两侧更换轨道板的带来的问题，利用线路上方的有效空间实现无砟轨道板的快速更换，本发明通过顶升钢轨的方式，将轨道板提升一定高度，然后水平移动轨道板，待轨道板移至钢轨内侧时，放下一股钢轨，然后再向相反方向平移轨道板，待轨道板移出另一股钢轨时，逆时针旋转轨道板，再向上移动轨道板至储板箱，接着将新轨道板沿着相反的路径放置到指定位置处，目的是在不损坏钢轨的情况下，实现无砟轨道板的快速更换。

本发明的技术关键为高强度的可旋转移动吊架，吊架能够与轨道板实现螺栓联接，并且可以实现左右、上下移动和旋转，通过控制牵引电葫芦实现吊架的上下移动，通过电动机带动滚轮实现在导轨上实现吊架的左右移动，通过电动机控制链条旋转齿轮实现吊架的旋转，链条齿轮旋转带有角度定位器，以精确控制旋转的角度，并且每一个角度均可以实现锁定，以确保在该角度方向上可以平移。旋转、水平移动和上下移动均可单独控制。

钢轨提升装置能够调整钢轨实现升起和落下，其中，左股钢轨升起和落下两次，右股钢轨升起和落下一次，实现新被更换轨道板的快速更换。

综上所述，本发明设计合理、使用操作简便，既能适用于双线无砟轨道结构，又能适用于单线无砟轨道结构和曲线段无砟轨道结构，特别是单线桥梁地段，施工空间十分有限，采用本发明可以在天窗时间内实现轨道板的快速更换，对于crtsⅰ型单元轨道板、crtsⅱ型纵连轨道板和crtsⅲ型轨道板的更换，该方法同样使用。

附图说明

图1为原位旋移法更换无砟轨道板工艺流程框图

图2为换板装置就位示意图

图3为钢轨吊起与无砟轨道板吊装安装示意图

图4为被更换轨道板吊起示意图

图5为被更换轨道板向右平移示意图

图6为左股钢轨落下示意图

图7为被更换轨道板向左平移示意图

图8为被更换轨道板旋转示意图

图9为被更换轨道板进储板箱示意图

图10为新轨道板安装吊架示意图

图11为新轨道板旋转并移动出储板箱示意图

图12为新轨道板出储板箱后水平吊装示意图

图13为新轨道板向左平移示意图

图14为左股钢轨吊起后新无在轨道板向右平移示意图

图15为新轨道板下落至换板位置示意图

图16为无砟轨道板更换完毕线路恢复示意图

上述图2~图16中，图2~图9为被更换轨道板拆除示意图，图10~图16为新轨道板安装示意图。

附图标记说明：

1——新轨道板，2——被更换轨道板储板位置，3——新轨道板

4——无砟轨道板吊架。

具体实施例

一种用于无砟轨道板快速更换的原位旋移换板系统及方法，由下述步骤组成：

步骤一：用轨道车牵引一辆平车，将原位旋移快速换板系统托运至需要更换无砟轨道板的位置，换板装置四角伸出4个支腿油缸，支腿油缸支撑在底座板上，调节支腿油缸高度将换板装置撑起，移开轨道车；换板装置中设有储板车厢，车厢中放置1块新轨道板，新轨道板呈70°斜立放置在储板箱中；

步骤二：需要更换板前后各松开30m的扣件螺栓，用钢轨提升吊钳将钢轨吊起，吊起高度为500mm，将无砟轨道板吊架安装在被更换轨道板上，用扣件螺栓将吊架与被更换轨道板联接，启动电葫芦，提升吊架将被更换轨道板升起，提起高度350mm；启动电动机带动滚轮在导轨上移动，使吊架带着被更换轨道板水平向右平移550mm；使被更换轨道板移至左股钢轨内侧；

步骤三：落下左股钢轨吊钳，将左股钢轨落至原位，移动电动机带动滚轮，将被更换轨道板水平左移1100mm，待被更换轨道板右侧边缘移至右股钢轨内侧时，启动电动机带动链条齿轮旋转，逆时针旋转吊架，边旋转边移动被更换轨道板，逆时针旋转至75°时，向上方移动被更换轨道板，使吊架带着被更换轨道板从储板箱底部进入储板箱中，再水平移动至储板车厢中右侧储板位置，将被更换轨道板以70°角度斜立放置在储板箱中，松开扣件螺栓，使吊架与被更换轨道板分离；

步骤四：用扣件螺栓将吊架与新轨道板联接在一起，启动电葫芦和电动机滚轮，向上方移动后，再水平移动吊架，用吊架带着新轨道板以75°角度移储板箱出板口上方，向下移动吊架待轨道板移出储板箱后，再逆时针旋转新轨道板，同时向下移动，待新轨道板右侧边缘低于右轨时，再逆时针旋转新轨道板至水平位置，再向右移动新轨道板，将轨道板移至右股钢轨下方，待新轨道板移至左股钢轨内侧时，再次吊起左股钢轨，接着向左移动新轨道板，将新轨道板水平移至换板位置的上方，再将新轨道板下落至换板位置。松开吊架，将钢轨落下，安装扣件并完成精调。将轨道平车牵引至换板位置，落下支腿油缸，将换板系统放置在平车上，用轨道平车将带有被更换轨道板的换板系统运走，整个换板工序结束。

以上所述，仅是本发明的较佳实例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例作任何简单修改，等同变化和修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。