既有铁路基底病害整治线路架空施工结构及施工方法与流程

本发明属于铁路施工技术领域，具体地，涉及一种既有铁路基底病害整治线路架空施工结构，以及基于该施工结构的施工方法。

背景技术：

我国现处于运营状态的既有铁路设计标准较低，近年来，由于铁路提速、行车密度大、开行重载列车、长时间的疲劳破坏、冬季冻融破坏、地下水压过大等多种原因，对在运营中的基底的破坏较为严重。造成的底板开裂、翻浆、上拱变形等不同程度的缺陷及病害越来越多，影响线路稳定，危及行车安全。现有施工技术只能先停止铁路线路的运营，再进行铁路基底病害整治施工，这造成了巨大的经济损失。

技术实现要素：

本发明的目的在于：针对现有的既有铁路基底病害整治施工技术，存在无法实现不中断行车的情况下进行施工的问题，提供一种既有铁路基底病害整治线路架空施工结构及施工方法。该施工结构及施工方法将铁路线路架空，能保证营业线正常行车的前提下，进行彻底的基底病害整治。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种既有铁路基底病害整治线路架空施工结构，包括用于支撑钢轨的主横梁，所述主横梁的两端固定。采用主横梁结构，先将主横梁结构的两端固定，再在横梁的上方铺设钢轨，从而可以对钢轨下方的基底进行施工。本方案可以满足在营业线正常行车的前提下，进行彻底的基底病害整治。

作为优选方案，还包括固定设置的支墩，所述横梁的两端设置在所述支墩的上方，采用支墩结构，使主横梁两端的固定更稳定。

作为优选方案，所述支墩在现场立模浇筑制成，保证支撑结构的稳定性，从而提高线路的安全性。

作为优选方案，还包括枕木头，所述枕木头设置在所述主横梁与所述支墩之间。枕木头具有良好的抗振特性，本方案使结构的抗振性更强。

作为优选方案，还包括纵梁和副横梁；所述纵梁设置在所述主横梁的上方；所述副横梁设置在所述纵梁的下方。在钢轨的延伸方向，即纵向上，通过架设纵梁，并在主横梁之间架设副横梁的方式，使钢轨的支撑更密集，从而提高行车安全性。

作为优选方案，所述主横梁和副横梁分别通过u型连接件与所述纵梁连接，连接部件简单牢靠，便于现场安装和拆卸。

作为优选方案，所述纵梁并列设置有两根，所述纵梁通过连接板连接延长，且两根纵梁的接头相互交错。并列设置两根纵梁，确保结构的稳定性；且交错设置，进一步提高纵梁的受力强度。

基于既有铁路基底病害整治线路架空施工结构的施工方法，包括以下步骤：

一、拆除钢轨；

二、安装主横梁和副横梁；

三、架设纵梁；

四、安装钢轨；

五、换底施工。

基于上述施工结构，由于其结构简单，使得施工难度大大降低。而本方案的施工方法中，步骤一至四则得以在行车间歇期间即可进行。最终，进行换底施工，进行彻底的基底病害整治。

作为优选方案，所述步骤一中，还包括钢轨开断、安装接头夹板的操作。由于基底病害可能在局部出现，而钢轨纵向长度较长。此时，为了避免大范围的施工，对钢轨的稳定性造成影响。本方案则在尽可能小地影响钢轨稳定性的前提下，进行局部基底病害整治。

作为优选方案，所述步骤二中，还包括对主横梁和副横梁的位置进行精调的操作。保证主横梁和副横梁的位置精确度，从而保证钢轨的精确度，提高行车安全性。

综上所述，由于采用了上述技术方案，相比于现有技术，本发明的有益效果是：

1、本发明能保证营业线正常行车的前提下，进行彻底的基底病害整治，经济和社会效益显著，具有广泛的推广运用前景。

2、本发明断面小，不侵限，尤其适合单线隧道的狭窄空间内施工，满足单线隧道洞内架空加固线路安全限界要求，解决了单线铁路隧道的净空受限问题。

3、架空线路需要天窗减少，施工时较为轻便灵活，尤其在隧道施工过程中，对既有结构破坏较小，仅需在施工完成后对排水沟进行修复。

4、施工难度降低，尤其便于在隧道内倒运、安装和加固，大大的缩短了线路架空的施工周期。

5、满足大跨度架空线路要求，满足强度、稳定性要求。

附图说明

图1是本发明的主视结构示意图。

图2是本发明的a部放大结构示意图。

图3是本发明的侧视结构示意图。

图4是本发明的施工过程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本实施例公开一种既有铁路基底病害整治线路架空施工结构，如图1-3所示，以应用在隧道施工为例，包括用于支撑钢轨的主横梁1，所述主横梁1的两端固定。主横梁采用h型钢，尺寸为290mm×200mm×8mm×12mm。

具体地，如图1-3所示，本实施例还包括固定设置的支墩2，所述横梁1的两端设置在所述支墩2的上方。所述支墩2在现场立模浇筑制成。还包括枕木头3，所述枕木头3设置在所述主横梁1与所述支墩2之间。使用高强度砂浆浇筑支墩基础，植入钢筋、扒钉、钢板、石棉纸组成的支墩满足精度要求，永临结合大大提高施工效率。

具体地，如图1-3所示，本实施例还包括纵梁4和副横梁5；所述纵梁4设置在所述主横梁1的上方；所述副横梁5设置在所述纵梁4的下方。所述主横梁1和副横梁5分别通过u型连接件6与所述纵梁3连接。所述纵梁4并列设置有两根，所述纵梁4通过连接板7连接延长，且两根纵梁4的接头相互交错。所述纵梁4与钢轨之间设置有轨距拉杆。纵梁采用双片45b工字钢梁，纵梁尺寸为450mm×152mm×13.5mm×10mm，每延米重量为87.4kg/m，单根长度为12m，纵梁纵向连接使用连接板7加装螺栓连接，连接板7为钢板。副横梁采用h型钢，尺寸为290mm×200mm×8mm×12mm。主、副横梁按1m间距均匀分布布置，支墩按3m间距对称均匀分布布置。

具体地，如图1-3所示，钢轨通过扣件8固定在所述主横梁1和副横梁4的上方。所述主横梁1与钢轨之间，以及所述副横梁4与钢轨之间均设置有绝缘垫片。使用弹条ⅱ型扣件在钢轨与轨距挡板之间加装l型尼龙垫片解决了轨道电路绝缘的需要，以确保确保绝缘良好，自动闭塞区间信号设备的正常使用。

线路架空采用下沉式架空方案，采用重量较为轻便的自制钢结构，洞内倒运使用人工配合平板车推车就可以完成。主要受力结构为纵向主受力结构-纵梁，以及横向主受力结构主、副横梁。选用支墩、主、副横梁、纵梁及u型连接件组成受力框架来将轨道线路架空及加固。其整体传力途径为：钢轨→主、副横梁(h型钢)→纵梁(工字钢)→枕木头→支墩。保证线路架空后轨道几何尺寸、线路刚度和稳定性，确保重载货物列车通过时绝对安全。此外，使用应变传感器监测结构的荷载变化，动态监测以降低施工风险。

本实施例减少了大量的机械作业和劳动力，施工现场用电采用隧道内照明动力电，隧道内使用的内燃设备均为小型机具，施工过程中节能减排，达到较好的环保效果。不需要自轮运转设备挂运平板车隧道内倒运材料、不需要轨道起重设备进行钢梁吊装作业。不需要轨道吊、平板车等大型线路运输起重专用设备，经测算，线路加固成本降低6000元/m，线路架空施工从施工准备到架空完成只需要12个天窗点(每个天窗3～4h)，比其他工法最少减少了5个天窗封锁时间，经济和社会效益显著。

以下详细介绍本发明的施工方法，如图4所示，包括以下步骤：

1、光、电缆改移加固

光、电缆改移前对既有光电缆进行现场勘查，确定光、电缆长度及改移方案，根据现场需要提前准备光缆接续盒、光缆、电缆、打孔设备、膨胀螺栓、铁丝、防水胶布等。使用电锤在隧道边墙进行钻孔并安装膨胀螺栓。光缆使用光缆接续盒加长光缆进行续接，电缆使用加长电缆进行续接。光、电缆现场续接完成后，统一使用铁丝捆绑，捆绑处使用胶套管进行保护。对加固后的光、电缆挂在隧道边墙安设的膨胀螺栓上，使用铁丝进行加固牢靠。

2、钢轨开断、安装接头夹板

针对线路架空范围内的钢轨进行调查及探伤检查，确保钢轨技术状态良好。将25m钢轨开断为12.5m钢轨并在开断后的轨端进行打孔并安装接头夹板。

3、改移排水、浇筑支墩基础

改移排水前检查水流量、水流方向，并提前制作水沟封堵模板。准备改移排水使用的φ100mm钢丝软管，浇筑支墩使用的φ150mm钢管、竹胶板模板及tk灌浆料。人工拆除水沟及电缆槽盖板，转运至避车洞进行堆码，堆码整齐、牢靠、不宜过高，满足铁路安全限界要求。在支墩位置下放钢管，并在钢管内穿入软管。在水沟上游位置安装封堵模板，模板包卡住软管，缝隙处暂用胶泥封堵后使用tk灌浆料封堵。水沟改以后检查排水情况，确保水沟流水顺利的通过软管排出。在支墩位置下放的钢管处安装模板利用tk灌浆料进行浇筑支墩。

4、搭设枕木头

选用质量较好的油枕，使用内燃手锯将油枕开断成600mm长枕木头，枕木开断后使用φ8mm铁丝进行捆绑加固并使用手锤将铁丝镶嵌入枕木内，确保表面平整。选用质量较好的木板，规格同枕木头大小，厚度为50mm、30mm、20mm。枕木墩搭设时每层纵横搭设，使用扒钉分层钉连，在顶层设置600mm×600mm×20mm的钢板，钢板、纵梁及枕木头间使用道钉进行固定。在高强砂浆支墩处进行植入钢筋，钢筋与顶层钢板进行焊接。支墩高程按照线路纵坡进行控制，使用水准仪、全站仪进行控制。

5、途卸纵梁和主、副横梁

纵梁和主、副横梁在施工地点附近既有车站无网区进行装车，装车使用1台25t吊车吊装，2台jy290轨道车+2辆n17平板车配合装运。现场人工使用撬棍、抬杠、麻绳、夹卡等工具卸车、转运及堆码。卸车在点内完成，堆码整齐牢靠，必要时进行支垫加固，严禁侵入安全限界。

6、拆除钢轨，安装主、副横梁

人工拆除扣件时按照扣件规格分类进行回收，便于恢复时安装使用。钢轨拆除时，使用吊轨器及滑轮将钢轨转运至主、副横梁施工范围以外暂时存放，安装完后运回原位置进行安装。主、副横梁与钢轨底部严禁搭接，避免造成轨道电路红光带，使用橡胶垫板作为支垫隔离。为了调整轨道水平、高低，采用2mm、5mm、10mm尼龙垫板作为轨道精调使用。为了保证横梁位置精确，在两侧钢轨使用油漆进行标记，横梁穿入后中心对齐钢轨上标记的中心点。道床道碴使用编制袋装袋堆码在施工范围以外。

7、架设纵梁、精调

单侧纵梁架设2根450mm工字钢，纵梁选配时2根工字钢采用相错式接头，严禁出现相对式接头。纵梁接头使用连接板及螺栓进行连接并紧固。纵梁与横梁连接采用u型卡及钢板卡槽使用螺栓连接并紧固，连接时加装弹簧垫圈以防止螺栓松动。纵梁高低、水平调整采用塞垫石棉纸进行，高低水平使用水准仪进行控制。

8、拆除轨枕、安装扣件

隧底开挖前拆除钢轨，抽出开挖单元的轨枕，安装横梁扣件系统。为了避免出现轨道电路红光带，扣件系统加装绝缘垫片，在轨距挡板与钢轨轨底间安装l型尼龙材质的卡槽。扣件使用弹条ⅱ型扣件，安装按照1435mm轨距进行组合，轨距轨向超限时采用0-6、2-4的尼龙挡板座调整。线路架空段加装轨距拉杆。

9、拆除钢轨、安装轨枕

隧底换底完成后拆除钢轨，插入轨枕，安装扣件。

10、上碴、捣固

使用装袋的道碴进行道碴回填。使用软轴捣固机进行线路捣固，加强钢轨范围内枕底的捣固，确保道床密实稳定。

11、拆除纵梁和主、副横梁

纵梁和主、副横梁拆除时先拆除纵梁使用电动轨道平板车将纵梁运出隧道并下道。主、副横梁拆除时先分段拆除线路钢轨，待主、副横梁拆除完毕后恢复线路钢轨及扣件。主、副横梁拆除完后立即对主、副横梁位置进行补碴、捣固，确保道床密实、稳定。主、副横梁拆除后使用电动轨道平板车将纵梁运出隧道并下道。

12、线路几何尺寸整修

使用机车牵引k13风动卸碴车对隧道换底整治地段进行卸碴。使用捣固车对隧道换底整治地段进行机械抄平、捣固。捣固完成后，达到列车放行条件后开通线路，人工值守巡养，线路阶梯提速至常速。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。