一种适用于高速铁路运营期失效岔枕快速更换方法与流程

本发明涉及岔枕更换，更具体的说是涉及一种适用于高速铁路运营期失效岔枕快速更换方法。

背景技术：

1、无砟轨道结构是高速铁路正线和道岔区常见的轨道结构形式，随着高速铁路的大规模建设与运营，道岔区无砟轨道结构的应用积累了大量的运营和实践经验。道岔是高速铁路轨道结构的薄弱环节以及限制列车通过速度的关键设备。同时，由于其结构复杂、轮轨相互作用强烈，导致其病害较多，历来是铁路养修的重点和难点。高速铁路混凝土岔枕作为道岔结构的重要组成部分，其服役状态的优劣对整个道岔系统具有较大的影响。

2、混凝土岔枕是岔区轨枕埋入式无砟轨道结构中重要的部件，一方面将道岔钢轨件承受的列车荷载传递至下部基础，另一方面保持道岔区的轨距、方向及高低等轨道几何形位。由于道岔区轨道线型和轮轨相互作用复杂，因此相对于正线轨枕，岔枕的受力特征和结构设计更为复杂。

3、岔枕是无砟轨道道岔承载的关键结构，当其伤损严重时，会对道岔承载的耐久性和稳定性产生隐患，需及时更换。现有无砟道岔病害整治技术主要针对道岔与前后线路衔接不良、线路方向和高低超限、道岔翻浆冒泥、轨向不良等病害，对其病害成因及整治措施进行了深入研究。

4、现有技术中，针对有砟轨道预应力混凝土轨枕及双块式无砟轨道轨枕更换，已取得了一定的研究成果。例如cn103161104a公开了一种轨枕更换装置及方法，使用卡入铁轨一定深度的推碴板进行推碴，主要解决换枕时清碴效率不高的技术问题，仅适用于有砟轨道轨枕更换；cn102261024公开了一种轨枕快速更换机，通过使用抓斗清石装置和旋挖机构来清理基床道砟和提轨换枕机构更换轨枕，适用于有砟轨道轨枕更换；cn115404731a公开了一种天窗期快速拆换双块式轨枕的施工方法，利用天窗期(7小时)施工，每两天为一个循环，施工完成1节道床板，不适用于运营期常规4h天窗条件下，施工工艺更为复杂的埋入式岔枕更换；cn111733639a公开了一种无砟轨道伤损轨枕更换方法，该方法采用高压水射流技术破拆轨枕周围道床，设备小型化难度大，需配套高压水泵、储水车、大功率发电设备，同时混凝土破除工效低，需要2个天窗完成一处轨枕更换；cn100543228c公开了一种更换铁路道岔施工工艺及道岔换铺设备，该技术适用于整组道岔钢轨部分的换铺，而不适用于埋入式岔枕的更换。

5、综上，由于无砟轨道埋入式岔枕设计、生产、施工及服役工况环境等具有显著的特殊性，岔枕所处道岔区涉及长大的可动轨件，上部区域被钢轨遮挡，轨旁设备密检器、转辙器等精密设备多，岔枕底部桁架筋密集，轨道结构精度要求高等特点，与有砟轨道轨枕、岔枕在结构设计等存在明显差异，同时，现有技术中双块式轨枕的更换方法也不适用于无砟轨道埋入式岔枕更换。因此，在无砟轨道岔枕更换技术，尤其是高速铁路运营期内岔枕更换技术尚属空白。

6、因此，提供一种适用于高速铁路运营期失效岔枕快速更换方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种适用于高速铁路运营期失效岔枕快速更换方法，适用于运营期普通4h天窗时间内完成，安全稳定性高。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种适用于高速铁路运营期失效岔枕快速更换方法，包括以下步骤：首先采用无砟道床混凝土破碎装置将失效岔枕周围道床混凝土破除；然后对道床内部钢筋进行截断、换新或原位保留；接下来将失效岔枕底部桁架筋与道床混凝土分离，移出失效岔枕，重新安装有效岔枕后，对有效岔枕进行精调定位后布置道床内部钢筋，并进行钢筋绝缘测试；最后重新浇筑道床混凝土更换材料。

4、进一步的，无砟道床混凝土破碎装置为电镐、风镐、液压破碎镐和高压水射流装置中的一种或多种。

5、进一步的，失效岔枕周围道床混凝土破除的横向边界以破除至相邻岔枕为止，纵向边界以道床板侧立面为界，沿相邻完好岔枕边缘破除至失效岔枕底部，破除深度180-200mm。

6、进一步的，道床内部钢筋处理过程为：将路肩侧φ18纵筋截断，截断长度300-380mm，然后将两侧φ18横筋取出换新，φ12u型筋及线间侧φ18纵筋原位保留。

7、进一步的，失效岔枕底部桁架筋与道床混凝土分离过程：先将失效岔枕前后10个岔枕范围内扣件拆除，然后将钢轨顶升10-30mm，拆除失效岔枕底部垫板，接下来在失效岔枕侧立面均匀架设3台液压千斤顶，液压千斤顶与相邻岔枕之间采用方木隔离，利用顶升力纵向顶推将失效岔枕与底部道床混凝土分离。

8、进一步的，移出失效岔枕过程：通过液压牵引器将失效岔枕从路肩侧钢轨底部抽出，运出线外；重新安装有效岔枕过程：从路肩侧钢轨底部通过液压牵引器将有效岔枕插入已清理干净的岔枕槽内。

9、进一步的，岔枕精调定位过程：根据标记的岔枕相对位置进行放置、粗调，保证前后岔枕间距相对偏差在±5mm以内，岔枕横向相对位置偏差在±2mm以内；岔枕水平位置通过水平尺调整，高低通过在岔枕两端安装调高螺杆调整，精调完毕后固定岔枕位置。

10、进一步的，布置道床内部钢筋过程：将道床板φ18横筋与φ12u型筋绝缘连接；路肩侧切断的原φ18纵筋采用同型号钢筋进行单侧搭接焊联，搭接焊联长度为100-200mm；道床板纵筋和岔枕桁架筋通过绝缘卡连接，并确保绝缘卡牢固。

11、进一步的，钢筋绝缘测试过程：通过绝缘电阻测试仪，在测量电压为500v条件下对露出的每根道床板钢筋与轨枕钢筋间的绝缘电阻进行测试，测试时以纵向钢筋作为测量基准钢筋，检测轨枕钢筋与每根纵向钢筋间的电阻是否合格，如果测试电阻≥2mω，则绝缘性能符合要求，否则排查原因并处理，直至各钢筋间绝缘性能满足要求。

12、进一步的，重新浇筑道床混凝土更换材料为聚合物早强混凝土、聚合物早强砂浆和环氧树脂砂浆中的一种或几种，道床混凝土更换材料粘结强度≥1.5mpa，1h抗压强度≥10mpa。

13、由此可知，本发明提供了一种适用于高速铁路运营期失效岔枕的快速更换方法，与现有技术相较而言，本发明具有如下有益效果：

14、(1)可在运营期4h天窗时间内完成单根岔枕更换，天窗占用少，对运营影响小；

15、(2)岔枕更换施工工序衔接紧密，对既有无砟轨道结构破坏性小，结构稳定性高；

16、(3)采用的无砟道床混凝土破除装置可在90min内完成单根岔枕周围道床混凝土凿除，整治效率高；

17、(4)提出了基于纵向顶推的岔枕底部桁架筋与道床混凝土分离技术，实现了失效岔枕与道床混凝土的快速分离；

18、(5)无砟道床混凝土更换材料工作性能好，界面粘结强度高，早期力学性能满足通车要求，浇筑后1h即可达到满足行车要求的强度；

19、(6)无需断道施工，更换过程中可采用岔枕三维加固装置进行加固等多重安全保障措施，确保道岔区无砟轨道结构稳定，安全、风险小。

技术特征：

1.一种适用于高速铁路运营期失效岔枕快速更换方法，其特征在于，包括以下步骤：首先采用无砟道床混凝土破碎装置将失效岔枕周围道床混凝土破除；然后对道床内部钢筋进行截断、换新或原位保留；接下来将失效岔枕底部桁架筋与道床混凝土分离，移出失效岔枕，重新安装有效岔枕后，对有效岔枕进行精调定位后布置道床内部钢筋，并进行钢筋绝缘测试；最后重新浇筑道床混凝土更换材料。

2.根据权利要求1所述的一种适用于高速铁路运营期失效岔枕快速更换方法，其特征在于，无砟道床混凝土破碎装置为电镐、风镐、液压破碎镐和高压水射流装置中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种适用于高速铁路运营期失效岔枕快速更换方法，其特征在于，失效岔枕周围道床混凝土破除的横向边界以破除至相邻岔枕为止，纵向边界以道床板侧立面为界，沿相邻完好岔枕边缘破除至失效岔枕底部，破除深度180-200mm。

4.根据权利要求1所述的一种适用于高速铁路运营期失效岔枕快速更换方法，其特征在于，道床内部钢筋处理过程为：将路肩侧φ18纵筋截断，截断长度300-380mm，然后将两侧φ18横筋取出换新，φ12u型筋及线间侧φ18纵筋原位保留。

5.根据权利要求1所述的一种适用于高速铁路运营期失效岔枕快速更换方法，其特征在于，失效岔枕底部桁架筋与道床混凝土分离过程：先将失效岔枕前后10个岔枕范围内扣件拆除，然后将钢轨顶升10-30mm，拆除失效岔枕底部垫板，接下来在失效岔枕侧立面均匀架设3台液压千斤顶，液压千斤顶与相邻岔枕之间采用方木隔离，利用顶升力纵向顶推将失效岔枕与底部道床混凝土分离。

6.根据权利要求1所述的一种适用于高速铁路运营期失效岔枕快速更换方法，其特征在于，移出失效岔枕过程：通过液压牵引器将失效岔枕从路肩侧钢轨底部抽出，运出线外；重新安装有效岔枕过程：从路肩侧钢轨底部通过液压牵引器将有效岔枕插入已清理干净的岔枕槽内。

7.根据权利要求1所述的一种适用于高速铁路运营期失效岔枕快速更换方法，其特征在于，岔枕精调定位过程：根据标记的岔枕相对位置进行放置、粗调，保证前后岔枕间距相对偏差在±5mm以内，岔枕横向相对位置偏差在±2mm以内；岔枕水平位置通过水平尺调整，高低通过在岔枕两端安装调高螺杆调整，精调完毕后固定岔枕位置。

8.根据权利要求1所述的一种适用于高速铁路运营期失效岔枕快速更换方法，其特征在于，布置道床内部钢筋过程：将道床板φ18横筋与φ12u型筋绝缘连接；路肩侧切断的原φ18纵筋采用同型号钢筋进行单侧搭接焊联，搭接焊联长度为100-200mm；道床板纵筋和岔枕桁架筋通过绝缘卡连接，并确保绝缘卡牢固。

9.根据权利要求1所述的一种适用于高速铁路运营期失效岔枕快速更换方法，其特征在于，钢筋绝缘测试过程：通过绝缘电阻测试仪，在测量电压为500v条件下对露出的每根道床板钢筋与轨枕钢筋间的绝缘电阻进行测试，测试时以纵向钢筋作为测量基准钢筋，检测轨枕钢筋与每根纵向钢筋间的电阻是否合格，如果测试电阻≥2mω，则绝缘性能符合要求，否则排查原因并处理，直至各钢筋间绝缘性能满足要求。

10.根据权利要求1所述的一种适用于高速铁路运营期失效岔枕快速更换方法，其特征在于，重新浇筑道床混凝土更换材料为聚合物早强混凝土、聚合物早强砂浆和环氧树脂砂浆中的一种或几种，道床混凝土更换材料粘结强度≥1.5mpa，1h抗压强度≥10mpa。

技术总结
本发明公开了一种适用于高速铁路运营期失效岔枕快速更换方法，包括以下步骤：首先采用无砟道床混凝土破碎装置将失效岔枕周围道床混凝土破除；然后对道床内部钢筋进行截断、换新或原位保留；接下来将失效岔枕底部桁架筋与道床混凝土分离，移出失效岔枕，重新安装有效岔枕后，对有效岔枕进行精调定位后布置道床内部钢筋，并进行钢筋绝缘测试；最后重新浇筑道床混凝土更换材料。本发明可在4h常规天窗时间内完成单根岔枕快速更换，天窗占用少，对既有无砟轨道结构破坏性小、结构稳定性高，安全，风险小。

技术研发人员：温浩,易忠来,李化建,黄法礼,王振,袁政成,杨志强,李红彦,梁雪江,靳昊,温家馨,董昊良,纪文骁
受保护的技术使用者：中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17