本发明涉及一种特殊工况下板式无砟轨道轨道板更换方法，属于高速铁路无砟轨道结构养护维修技术领域。
背景技术：
无砟轨道是采用混凝土、沥青混合料等整体基础取代散粒碎石道床的轨道结构。板式无砟轨道采用预制的钢筋混凝土板直接支承钢轨，并在轨道板与混凝土基础层（支承层、底座）之间填充乳化沥青砂浆或自密实混凝土作为调整层的无砟轨道结构。目前，我国板式无砟轨道主要有crtsⅰ、crtsii、crtsⅲ型板式无砟轨道。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的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的板式无砟轨道结构型式。
无砟轨道与有砟轨道相比，避免了道砟飞溅，具有高平顺性、高稳定性、高耐久性、少维护性等优势。但是，随着服役时间的延长，在温度应力、列车荷载、环境风化、材料先天品质不足等综合因素作用下，个别轨道板出现了裂纹、掉块等劣化情况，存在较大的安全隐患，当劣化到一定程度时，需要对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，国内对板式无砟轨道轨道板的更换主要采用两种方法。一种是采用先切断钢轨，再利用邻线配合的轨道车的起吊设备进行旧轨道板的吊出和新轨道板的吊入，然后重新焊接锁定钢轨。采用该方法须在作业前需要对钢轨进行切割，且当日天窗须对钢轨进行临时连接恢复，作业后还须对钢轨进行焊接、打磨以及焊缝探伤等，工序较多；并且增加了钢轨接头，对钢轨损伤较大。另一种是通过横向向外拨开钢轨形成一定空间后通过邻线配合的轨道车的起吊设备进行旧轨道板的吊出和新轨道板的吊入，然后重新恢复锁定钢轨。
以上两种轨道板更换方法均需轨道吊车停于邻线对应位置进行轨道板吊装作业，但对于部分特殊工况下的轨道板更换作业不适用。如对于单线区段，不具备轨道车停靠于邻线对应位置直接吊装轨道板的作业条件；对于线路纵坡较大及曲线超高较大时，轨道吊车吊装作业时倾覆风险大，相关规章不允许轨道吊车在大纵坡、大超高区段进行连挂或吊装作业。这决定了传统的“锯轨换板法”及“拨轨换板法”无法适用于特殊工况下（单线、大纵坡、大超高段）伤损轨道板的更换。
针对板式无砟轨道轨道板更换的迫切需求及目前轨道板更换方式的不足，国内已经开展了在不切割钢轨情况下，天窗时间内对板式无砟轨道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，但该专利现场安装工装较多、较重，不便于天窗时间施工；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速铁路无砟轨道轨道板的更换修复；专利“一种板式无砟轨道板轨道板更换方法（cn201710343830.8）”提供了一种通过顶高钢轨，通过轨道吊车以及吊具多个吊点的切换进行轨道板更换，该专利作业时需邻线轨道车配合，不适于特殊工况下轨道板的更换；专利“一种横向拔钢轨后进行轨道板更换的系统及方法（cn201710344424.3）”，提供了一种横向拨钢轨后对轨道板进行更换的方案，但不适于特殊工况下轨道板的更换；专利“一种曲线段板式无砟轨道轨道板更换方法（cn201710344423.9）”，虽巧妙地解决了曲线段不切钢轨进行轨道板更换的方法，但不适于特殊工况下轨道板的更换；专利“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（cn201710343841.6）”，所用的设备大型化、复杂化，仅适于对轨道板进行更换且无法保证设备故障后的线路开通。
综上所述，针对特殊工况下（单线、大纵坡、大超高段）板式无砟轨道轨道板的更换，目前国内还没有成熟的成套、专业、系统、通用的施工维修方法，这是本领域亟待解决的问题。
技术实现要素：
本发明针对特殊工况下（单线、大纵坡、大超高段）对板式无砟轨道轨道板进行更换时无法利用邻线轨道吊车配合进行吊装作业的弊端，发明了一种适用于天窗时间内实施的、不切断钢轨情况下，能够对特殊工况下（单线、大纵坡、大超高段）板式无砟轨道轨道板进行更换的方法。该方法施工快捷、实用可靠、成本经济，为在天窗时间内实现对特殊工况下板式无砟轨道轨道板的更换提供了一种快速、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。
本发明涉及一种特殊工况下板式无砟轨道轨道板更换方法。具体为将一定长度的钢轨横向向外撑开一定距离后，通过多功能运板系统提升旧轨道板并沿线路纵向转运旧轨道板至轨道吊车处（轨道吊车作业位置由线路纵坡、超高及构筑物等共同确定）；然后利用轨道吊车吊走旧轨道板、吊下新轨道板；再通过多功能运板系统携带新轨道板沿线路纵向转运至换板处所并控制新轨道板精确入位。最后恢复钢轨和扣件后，开通线路。
一种特殊工况下板式无砟轨道轨道板更换方法，所述的轨道板更换工艺具体包括以下步骤。
（1）调研无砟轨道轨道板病害情况、分析病害成因、确定待更换轨道板。
（2）轨道车组（带轨道吊车）携带新轨道板入场。
（3）轨道车停车位置确认、准确停位、解体并转移。具体为，如果为单线铁路轨道板更换，轨道车应停于本线适宜轨道吊车吊装作业位置（该位置由吊装作业点线路纵坡、超高及构筑物共同确认），然后轨道车组解体并转移至预定地点。如果为双线铁路轨道板更换，轨道车应停于邻线适宜轨道吊车吊装作业位置（该位置由吊装作业点线路纵坡、超高及构筑物共同确认），轨道车组不需解体和转移。
（4）轨道零配件拆除。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；根据轨道板及扣件类型，按需拆除撑开钢轨范围内的部分或全部扣件，松开扣件长度根据施工时钢轨温度及钢轨实际锁定轨温计算得到。
（5）根据情况解除轨道板约束；具体为crtsⅰ型板式无砟轨道凿除轨道板两端凸型挡台填充树脂；crtsⅱ型板式无砟轨道解除轨道板纵向连接及侧向挡块限位；crtsⅲ型板式无砟轨道不需做任何处理。
（6）将两根钢轨横向向外撑开一定距离，使轨道板能够垂直从两根钢轨形成的空间中吊车。
（7）多功能运板系统通过其上的提升装置与固定于旧轨道板上的吊具连接；根据具体情况，该吊具可连接在轨道板吊装孔或锚固螺栓孔上，也可通过特定工装固定于轨道板侧面,然后通过多功能运板系统上的提升装置提升旧轨道板至一定高度；该提升装置可以带动力提升也可以通过人力提升。
（8）多功能运板系统携带旧轨道板沿线路纵向转移至轨道吊车处；所述的多功能运板系统可以走行在桥梁梁面、隧道仰拱、路基封闭层上或者走行在底座板、支承层上；所述的多功能运板系统走行时通过两侧走行系统上安装的限位侧轮横向作用在底座（支承层）侧面或者轨道板侧面实现导向功能；所述的多功能运板系统走行时根据走行距离和线路纵坡可以采用带动力走行或者人力推行方式，并具有走行制动及驻车制动装置。
（9）轨道吊车配合吊走旧轨道板并吊下新轨道板。
（10）多功能运板系统携带新轨道板沿线路纵向转移至换板处。
（11）多功能运板系统控制新轨道板下落并精确入位，免于轨道板精调作业。
（12）钢轨回位、扣件恢复、线路调整。
（13）根据情况对轨道板的约束进行恢复以保证轨道结构稳定；具体为crtsⅰ型板式无砟轨道重新浇筑轨道板两端凸形挡台填充树脂，并对轨道板底离缝进行注胶；crtsⅱ型板式无砟轨道恢复轨道板纵向连接、侧向挡块限位并根据情况灌注板底乳化沥青砂浆；crtsⅲ型板式无砟轨道铺设钢筋网片并灌注自密实混凝土调整层。
（14）轨道车连挂（单线）并返回。
（15）开通线路。
与现有技术相比，本发明具有以下优点。
（1）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。
（2）工艺简单，便于天窗组织施工。
（3）适用于多种类型高速铁路板式无砟轨道结构（crtsⅰ、crtsⅲ型板式无砟轨道）。
（4）能够满足特殊工况下（单线、大纵坡、大超高段）的板式无砟轨道轨道板更换。
（5）适用于各种线路基础设施（如路基、桥、隧等）情况下的板式无砟轨道。
综上所述，本发明与现有的板式无砟轨道轨道板更换方法明显不同，在不切断钢轨情况下，能够适用于多种轨道形式并能够满足特殊工况下（单线、大纵坡、大超高段）的板式无砟轨道轨道板更换要求。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为本发明所提供的板式无砟轨道轨道板更换施工工艺流程图。
图2为本发明所提供的单线区段板式无砟轨道轨道板更换施工示意图。
图3为本发明所提供的双线区段板式无砟轨道轨道板更换施工示意图。
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。
实施例一：单线区段板式无砟轨道轨道板更换。
本发明实施例提供了一种高速铁路单线区段特殊工况下板式无砟轨道轨道板更换方法，其工艺流程见图1，施工示意图见图2，所述方法具体包括以下内容。
（1）调研无砟轨道轨道板病害情况、分析病害成因、确定待更换轨道板。
（2）轨道车组（带轨道吊车）携带新轨道板由本线入场。
（3）轨道车停车位置确认、准确停位、吊下新轨道板、解体转移。具体为轨道车组停于本线适宜轨道吊车吊装作业位置（该位置由吊装作业点线路纵坡、超高及构筑物共同确认），轨道吊车吊下新轨道板，然后轨道车组解体并转移至预定地点（见图2）。
（4）轨道零配件拆除。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；根据轨道板及扣件类型，按计划拆除撑开钢轨范围内的部分或全部扣件。
（5）根据情况解除轨道板约束；具体为crtsⅰ型板式无砟轨道凿除轨道板两端凸型挡台填充树脂；crtsⅲ型板式无砟轨道不需做任何处理。
（6）将两根钢轨横向向外撑开一定距离，使轨道板能够垂直从两根钢轨形成的空间中吊车。
（7）多功能运板系统通过其上的提升装置与固定于旧轨道板上的吊具连接；然后通过多功能运板系统上的提升装置提升旧轨道板至一定高度。
（8）多功能运板系统携带旧轨道板并沿本线线路纵向转移至轨道吊车处。
（9）多功能运板系统卸下旧轨道板，提起新轨道板。
（10）多功能运板系统携带新轨道板沿本线线路纵向转移至换板处。
（11）多功能运板系统控制新轨道板下落并精确入位，免于轨道板精调作业。
（12）钢轨回位、扣件恢复、线路调整。
（13）根据情况对轨道板的约束进行恢复以保证轨道结构稳定；具体为crtsⅰ型板式无砟轨道重新浇筑轨道板两端凸形挡台填充树脂，并对轨道板底离缝进行注胶；crtsⅲ型板式无砟轨道铺设钢筋网片并灌注自密实混凝土调整层。
（14）轨道车连挂，旧轨道板装车，轨道车返回。
（15）开通线路。
实施例二：双线区段板式无砟轨道轨道板更换。
本发明实施例提供了一种高速铁路双线区段特殊工况下板式无砟轨道轨道板更换方法，其工艺流程见图1，施工示意图见图3，所述方法具体包括以下内容。
（1）调研无砟轨道轨道板病害情况、分析病害成因、确定待更换轨道板。
（2）轨道车组（带轨道吊车）携带新轨道板由邻线入场。
（3）轨道车停车位置确认、准确停位、吊下新轨道板、解体转移。具体为轨道车组停于邻线适宜轨道吊车吊装作业位置，该位置由吊装作业点线路纵坡、超高及构筑物共同确认（见图3），然后轨道吊车吊下新轨道板。
（4）轨道零配件拆除。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；根据轨道板及扣件类型，按计划拆除撑开钢轨范围内的部分或全部扣件。
（5）根据情况解除轨道板约束；具体为crtsⅰ型板式无砟轨道凿除轨道板两端凸型挡台填充树脂；crtsⅱ型板式无砟轨道解除轨道板纵向连接及侧向挡块限位；crtsⅲ型板式无砟轨道不需做任何处理。
（6）将两根钢轨横向向外撑开一定距离，使轨道板能够垂直从两根钢轨形成的空间中吊车。
（7）多功能运板系统通过其上的提升装置与固定于旧轨道板上的吊具连接；然后通过多功能运板系统上的提升装置提升旧轨道板至一定高度。
（8）多功能运板系统携带旧轨道板并沿本线线路纵向转移至轨道吊车对应位置处。
（9）多功能运板系统卸下旧轨道板，提起新轨道板，轨道吊车配合吊起旧轨道板装车。
（10）多功能运板系统携带新轨道板沿本线线路纵向转移至换板处。
（11）多功能运板系统控制新轨道板下落并精确入位，免于轨道板精调作业。
（12）钢轨回位、扣件恢复、线路调整。
（13）根据情况对轨道板的约束进行恢复以保证轨道结构稳定；具体为crtsⅰ型板式无砟轨道重新浇筑轨道板两端凸形挡台填充树脂，并对轨道板底离缝进行注胶；crtsⅱ型板式无砟轨道恢复轨道板纵向连接、侧向挡块限位并根据情况灌注板底乳化沥青砂浆；crtsⅲ型板式无砟轨道铺设钢筋网片并灌注自密实混凝土调整层。
（14）轨道车返回。
（15）开通线路。