无砟线路轨道板更换装置及作业系统的制作方法

本技术涉及铁路工程机械，尤其涉及一种用于高铁无砟线路的轨道板更换装置及作业系统。

背景技术：

1、高铁线路主要采用无砟轨道，而板式无砟轨道是高铁线路采用的主要结构形式。自2008年第一条高铁线路开通以来，京沪、京津、沪杭等线路轨道板逐渐出现开裂、大面积掉块、脱落等裂损现象，严重影响高铁的安全运行，其中破损严重的轨道板需要进行更换。我国板式无砟轨道板主要有三种形式：ⅰ型、ⅱ型和ⅲ型，其结构区别不大，主要特点是尺寸较长，重量重，位置处于钢轨下方，更换非常困难。目前，我国更换轨道板主要采用三种方法。第一种为将待更换轨道板处的钢轨锯断移开，并利用轨道吊车从邻线将待更换的轨道板吊离，再将新的轨道板吊运至更换处，安装好之后，再将切断的钢轨重新焊接和恢复。第二种方法为将待更换轨道板处临近的钢轨扣件拆除，将钢轨横向撑开或者垂向吊起，再利用吊车或者其它小机具将轨道板更换。第三种方法为采用专用设计的悬臂吊更换设备与平车结合，从邻线或者本线进行更换。但是，以上三种方法分别存在破坏轨道线路、所需人员较多、劳动强度大、作业时间长、效率低、成本高、安全性差，以及一般一次仅能更换一块轨道板等技术缺陷。

2、在现有技术中，主要有以下技术方案与本技术相关：

3、现有技术1为中国铁路总公司中国铁路、上海局集团有限公司科学技术研究所、徐工集团工程机械股份有限公司于2019年08月16日申请，并于2020年08月07日公告，公告号为cn211199932u的中国实用新型专利。该实用新型专利公开了一种无砟轨道板更换作业平台，包括无砟轨道板存取装置及起重装置，无砟轨道板存取装置包括至少两个存取组件，存取组件沿高度方向叠置，每个存取组件由存取库架和存储板库构成，存储板库通过一滑动机构与存储库架之间构成滑动配合使存储板库可沿存取库架的长度方向滑移，起重装置中吊臂的活动路径在存取库架与需换轨道板之间。该实用新型的优点是：结构简单，装置集成化程度高；既能容纳新轨道板，还能放置旧轨道板；上下层存储板库处于完全错位状态，利于取出轨道板；轨道板具有足够的存储空间，避免下层轨道板的上表面与上层存储板库的下表面接触，从而影响上层存储板库的滑移效果。然而，该实用新型专利利用悬臂吊进行临线更换，容易触碰接触网，不但结构复杂、成本高，而且悬臂的单点吊不稳定，不安全，不能进行精调和定位。

4、现有技术2为中国铁道科学研究院铁道建筑研究所、中国铁道科学研究院于2017年05月16日申请，并于2017年07月14日公开，公开号为cn106948228a的中国发明申请。该发明申请公开了一种无砟轨道轨道板快速更换的系统及方法，更换系统包括钢轨顶升装置、轨道板顶升装置、轨道板平移装置、轨道板放置托盘、轨道板运输设备、轨道板吊装设备。所述更换方法是将所要更换的轨道板上钢轨顶起一定高度，利用跨顶将轨道板顶升，再利用轨道板平移装置将轨道板移出钢轨范围并置于托盘上，采用吊装设备将所要更换轨道板移走，并将新轨道板放置在托盘上，将新轨道板移入原轨道板位置就位，最后恢复轨道板的限位及轨道板与填充层间粘接。该发明申请用于高速铁路养护维修的轨道板更换，在不损伤钢轨的情况下，采用工装轻便、操作简单、施工效率高，特别适合高铁天窗时间施工。然而，由于无砟线路环境复杂，存在障碍物，线路两边空间狭小，托盘不容易放置，也不便于移动，该发明申请存在更换效率低、劳动强度大、投入人工多的技术缺陷。

5、现有技术3为中国铁道科学研究院铁道建筑研究所、中国铁道科学研究院于2017年05月16日申请，并于2017年07月28日公开，公开号为cn106988169a的中国发明申请。该发明申请公开了一种横向拔钢轨后进行轨道板更换的方法，包括钢轨实际锁定轨温及当前轨温测试设备、钢轨应力应变测试设备、钢轨横向顶推设备、轨道板运输设备、轨道板吊装设备、测量装置、钢轨回拔装置。方法包括在被更换轨道板前后一定距离线路上设立反力档块或反力装置，在钢轨上设立顶推点，松开一定长度扣件，采用顶推设备将钢轨顶推至被更换轨道板外侧，采用垂直起吊方式进行旧板的移除及新板的就位。应力测试设备全过程测量钢轨应力。测量装置设于吊板作业区外侧控制新板平面位置。该本系统及方法具有工装轻便、更换快捷、工效高、对钢轨损伤小等特点，特别适合于高铁“天窗时间”作业。然而，该发明申请存在轨道板不容易上线，更换时间长的技术缺陷。同时，由于无砟线路环境复杂，存在障碍物，使该系统沿线路移动不方便，存在更换效率低，劳动强度大等技术缺陷。

6、现有技术4为中国铁道科学研究院铁道建筑研究所、北京铁科特种工程技术开发公司、中国铁道科学研究院、中国铁路总公司于2018年03月07日申请，并于2018年08月10日公开，公开号为cn108385451a的中国发明申请。该发明申请公开了一种板式无砟轨道轨道板更换方法，该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。该申请为在天窗时间内不切断钢轨条件下实现对单元板式无砟轨道轨道板的更换提供了一种施工快捷、实用可靠、成本经济、适用性强的新方法。然而，该发明申请利用轨道车临线作业，容易触碰接触网，存在不安全因素。同时，该方法采用单点吊运轨道板，作业过程不稳定，定位不精确，需要的精调时间较长。

7、现有技术5为中国铁道科学研究院铁道建筑研究所、中国铁道科学研究院于2017年05月16日申请，并于2017年09月01日公开，公开号为cn107119515a的中国发明申请。该发明申请公开了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，通过旋转和移动轨道板的方式实现破损无砟轨道板的更换。其方法包括步骤：换板系统就位，钢轨吊起，被更换轨道板吊起，被更换轨道板水平右移，落下左股钢轨，左移并旋转被更换轨道板，被更换轨道板存放至储板箱，吊架与新轨道板联接，新轨道板旋转并移出储板箱，新轨道板旋转并右移，升起左股钢轨，新轨道板左移，新轨道板就位，钢轨和扣件恢复，撤离换板系统。该系统及方法具有操作灵活、施工简便的特点，能够在天窗点时间内实现单线/双线及曲线段无砟轨道板的快速更换。然而，由于无砟线路两旁空间狭小，环境复杂，轨道板移动和旋转比较困难，该发明申请存在效率不高、劳动强度大、安全性不高等技术缺陷。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术的目的在于提供一种无砟线路轨道板更换装置及作业系统，以解决现有轨道板更换装置劳动强度大，安全性和作业效率低下的技术问题。

2、为了实现上述实用新型目的，本技术具体提供了一种无砟线路轨道板更换装置的技术实现方案，无砟线路轨道板更换装置，包括：

3、机架；

4、分别设置于所述机架沿轨道线路长度方向两端的两组起道拨轨机构；

5、分别设置于所述机架沿轨道线路长度方向两侧，并位于两组起道拨轨机构之间的两组伸缩支腿；

6、可活动地设置于所述机架上，并位于两组所述伸缩支腿之间，可沿轨道线路长度方向移动的吊运小车；

7、设置于所述机架上，并与所述吊运小车相连的牵引机构，所述牵引机构能带动吊运小车在所述机架上沿轨道线路长度方向移动。

8、优选的，所述机架包括：两根沿轨道线路长度方向延伸并彼此平行设置的纵梁，沿横向连接于两根纵梁之间的若干根横梁，以及设置于所述纵梁外侧的走行轨道。

9、优选的，所述吊运小车包括：车架、吊架、回转轴承座、第一升降驱动机构及吊链；所述车架沿横向的两侧设置有安装支座，所述安装支座上可活动地安装有车轮，所述吊运小车通过车轮安装在机架的走行轨道上。在所述车架的中空内部沿横向设置有横移导轨，所述回转轴承座的上部可活动地设置于横移导轨上。在所述车架与回转轴承座之间设置有横向驱动机构，所述回转轴承座的下部安装有回转轴承，所述回转轴承的下部与吊架连接。所述第一升降驱动机构安装于吊架的下部，通过所述第一升降驱动机构能驱动吊链进行升降移动，所述吊链用于对轨道板进行吊运。

10、优选的，所述吊运小车还包括垂向调节机构及吊座，所述吊链末端的吊钩钩住垂向调节器，所述吊座安装在轨道板的承轨台上。所述垂向调节机构包括第二连接座、蜗轮蜗杆、螺杆及手轮，所述第二连接座的上部与吊钩相连，第二连接座的下部与蜗轮蜗杆相连。所述蜗轮蜗杆的下部通过螺杆与吊座相连，所述手轮安装在蜗轮蜗杆的侧面。

11、优选的，所述车架包括外框架，及沿轨道线路长度方向设置于所述外框架中空内部的主梁。所述回转轴承座包括上板、下板，以及设置于所述上板与下板之间的第一连接座。所述上板与横移导轨可滑动地连接，所述下板安装有回转轴承。

12、优选的，所述牵引机构包括：驱动电机、从动链轮及传动链条，所述驱动电机及从动链轮分别设置于所述机架沿轨道线路长度方向的两端。所述传动链条连接于驱动电机与从动链轮之间，所述传动链条的两端连接至吊运小车上。

13、优选的，一组伸缩支腿包括两个子支腿，所述子支腿包括：横移外臂筒、横移内臂筒、垂移外臂筒、垂移内臂筒、第一横移驱动机构及垂移驱动机构。所述横移外臂筒固定于机架上，并套设于横移内臂筒的外部，所述横移内臂筒伸出横移外臂筒的一端与垂移外臂筒连接。所述第一横移驱动机构的一端与横移内臂筒连接，另一端与横移外臂筒连接。所述垂移外臂筒套设于垂移内臂筒的外部，所述垂移驱动机构的一端与垂移外臂筒连接，另一端与垂移内臂筒伸出所述垂移外臂筒的一端连接。

14、优选的，所述起道拨轨机构包括：第二升降驱动机构、第二横移驱动机构、导轨体、滑移套、夹轨钳及夹轨驱动机构。两个第二升降驱动机构的一端固定在机架上，所述第二升降驱动机构的另一端连接至导轨体。两个第二横移驱动机构的固定端连接至导轨体，两个滑移套分别套设于导轨体两端的导轨上，第二横移驱动机构的活动端连接至滑移套。所述夹轨钳包括两个钳体，两个钳体通过销与滑移套可活动地连接，所述夹轨驱动机构连接于两个钳体之间。

15、本技术还另外具体提供了一种无砟线路轨道板更换作业系统的技术实现方案，无砟线路轨道板更换作业系统，包括：

16、如上所述的轨道板更换装置；

17、第一轨道车；

18、与所述第一轨道车连挂，用于运输所述轨道板更换装置的第一运输平车；

19、与所述第一运输平车连挂，用于运输轨道板的第二运输平车；

20、以及与所述第二运输平车连挂的第二轨道车。

21、优选的，所述轨道板更换作业系统，还包括：设置于所述第一运输平车上，用于所述轨道板更换装置上下第一运输平车的辅助支架。

22、通过实施上述本技术提供的无砟线路轨道板更换装置及作业系统的技术方案，具有如下有益效果：

23、(1)本技术无砟线路轨道板更换装置及作业系统，结构简单、成本低廉、操作方便快捷，功能集成度高，能够很好地解决本线更换两块所有型号轨道板的技术问题，不但作业效率、安全性高、劳动强度低，而且可以实现单线更换轨道板作业；

24、(2)本技术无砟线路轨道板更换装置及作业系统，更换装置具有高承载能力，能够实现新旧轨道板平稳起吊，设备便捷上下道及高效安全更换轨道板，将起道拨轨作业等功能集成到更换设备上，进一步减少了人工，降低了劳动强度，提高了作业效率；

25、(3)本技术无砟线路轨道板更换装置及作业系统，在进行轨道板更换作业时，新旧轨道板起吊后采用旋转90°放置的方法，很好地解决了在有限尺寸范围内长而重的新旧轨道板临时存放的技术问题；

26、(4)本技术无砟线路轨道板更换装置及作业系统，在进行轨道板更换作业时，更换装置起吊设备具有纵向、横向、垂向移动以及旋转功能，使得轨道板能够保持在任意位置，并实现精确定位和起吊；

27、(5)本技术无砟线路轨道板更换装置及作业系统，轨道板采用四点起吊，同时四个点位均能通过垂向调节机构进行起吊高度的单独精确调节，能够有效确保轨道板的安全平稳吊运和精确定位，很好地满足安装作业要求。