一种存在冻胀问题的铁路无砟轨道维护处理方法
【专利摘要】本发明提供一种存在冻胀问题的铁路无砟轨道维护处理方法，所述方法包括：获取所述铁路无砟轨道的几何尺寸和线位参数；根据所述无砟轨道的几何尺寸和线位参数将无砟轨道划分为冻胀凸起部位和冻胀非凸起部位，冻胀凸起部位为无砟轨道在冻胀季节产生凸起的部位，所述冻胀非凸起部位为无砟轨道在冻胀季节不产生凸起的部位。利用所述方法在路基冻胀季节之前升高冻胀非凸起部位轨道高程或降低冻胀凸起部位轨道高程，在路基冻胀季节优选部分降低冻胀凸起部位轨道高程，能够准确地对轨道的高程进行调整，避免因路基和桥涵基础冻胀造成轨道不均匀变形和几何尺寸参数超过规定值，提高了轨道的平顺性，使列车行驶的舒适性、稳定性和安全性得到保证。
【专利说明】一种存在冻胀问题的铁路无砟轨道维护处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铁路轨道建设和维护【技术领域】，特别是指一种存在冻胀问题的铁路无砟轨道维护处理方法。
【背景技术】
[0002]路基和桥涵基础冻胀问题在全世界季节性冻土区具有普遍性，不均匀的冻胀和融沉影响铁路，尤其是高速铁路的运行品质，严重的不均匀冻胀或融沉如果得不到及时处理将会引起轨道发生较大变形，危及铁路行车安全。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种存在冻胀问题的铁路无砟轨道维护处理方法，避免无砟轨道因冻胀产生较大不均匀变形，提高了轨道的平顺性，使列车行驶的舒适性、稳定性和安全性得到保证。
[0004]为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种存在冻胀问题的铁路无砟轨道维护处理方法，只要冻胀凸起部位和冻胀非凸起部位的高程差在一定范围内且位置相对固定，使用本方法一次作业即可永久解决路基和桥涵基础冻胀引发的无砟轨道不均匀变形问题，所述方法包括:
获取所述无砟轨道当年及历年的轨道几何尺寸参数和线位参数；
根据所述轨道几何尺寸和线位参数将无砟轨道划分为冻胀凸起部位和冻胀非凸起部位，冻胀凸起部位为无砟轨道在冻胀季节产生凸起的部位，所述冻胀非凸起部位为无砟轨道在冻胀季节不产生凸起的部位。
[0005]在冻胀季节之前升高冻胀非凸起部位轨道高程或降低冻胀凸起部位轨道高程，在冻胀季节降低冻胀凸起部位轨道高程。
[0006]优选的，所述在冻胀季节之前升高冻胀非凸起部位轨道高程或降低冻胀凸起部位轨道高程，在冻胀季节降低冻胀凸起部位轨道高程，包括:
获取路基和桥涵基础冻胀引起轨道的第一高程差和第二高程差，所述第一高程差为冻胀季节轨道高程与预设的轨道高程差值，所述第二高程差为冻胀凸起部位和冻胀非凸起部位的轨道高程差；
根据所述第一高程差和第二高程差在冻胀季节之前升高冻胀非凸起部位轨道高程或降低冻胀凸起部位轨道高程，在冻胀季节降低冻胀凸起部位轨道高程。
[0007]优选的，所述根据所述第一高程差和第二高程差在冻胀季节之前升高冻胀非凸起部位轨道高程或降低冻胀凸起部位轨道高程，在冻胀季节降低冻胀凸起部位轨道高程包括:
获取冻胀凸起部位和冻胀非凸起部位的高程差和垫板数量；
根据所述冻胀凸起部位和冻胀非凸起部位的高程差、规定阀值、垫板高度和使用条件获取垫板数量N，其中N为大于等于O的整数； 冻胀季节之前在冻胀非凸起部位钢轨下方增加N块垫板或冻胀凸起部位钢轨下方减少N块垫板；。
[0008]在冻胀季节在冻胀凸起部位钢轨下方减少N块垫板。
[0009]优选的，所述方法还包括:
利用所述轨道几何尺寸参数在冻胀季节部分降低凸起部位轨道高程，保证轨道几何尺寸参数无论是在冻胀季节还是在融沉季节始终在《规范》允许范围内。
[0010]优选的，所述方法还包括:
利用所述轨道几何尺寸参数和线位参数在冻胀季节升高非凸起部位轨道高程。
[0011]当一定范围内的(如速度350km/h对应120米，速度250km/h对应70米)冻胀季节轨道高程与预设的轨道高程差值差超过规定阀值时，确定冻胀凸起部位和冻胀非凸起部位；将无砟轨道一定范围内的冻胀季节轨道高程与预设的轨道高程差值差超过规定阈值且差值较大的的部位确定为冻胀凸起部位；
将无砟轨道一定范围内的冻胀季节历史轨道高程与预设的轨道高程差值差不超过规定阈值或差值差超过阀值但差值较小的部位确定为冻胀非凸起部位；优选的，利用所述历史轨道几何尺寸和线位参数在冻胀季节之前降低冻胀凸起部位的轨道高程或升高冻胀非凸起部位的轨道高程，包括:
利用所述历史轨道几何尺寸和线位参数获取冻胀凸起部位的冻胀变化高程；
根据所述冻胀变化高程在冻胀季节之前降低冻胀凸起部位的轨道高程或升高冻胀凸起部位两侧的冻胀非凸起部位的轨道高程。
[0012]优选的，根据所述冻胀变化高程在冻胀季节之前降低冻胀凸起部位的轨道高程或升高冻胀凸起部位两侧的冻胀非凸起部位的轨道高程，保证在冻胀前和冻胀后轨道几何尺寸不超限，包括:
获取冻胀凸起部位与冻胀非凸起部位高程差差值和垫板数量；
根据冻胀凸起部位与冻胀非凸起部位高程差差值、规定阀值、垫板厚度规格及使用条件确定垫板数量N，其中N为大于等于O的整数；
冻胀季节之前在冻胀凸起部位下方减少N块垫板或在冻胀非凸起部位下方增加N块垫板。
[0013]优选的，所述方法还包括:
获取所述无砟轨道的冻胀季节当前的轨道几何尺寸和线位参数；
根据所述当前轨道几何尺寸和线位参数将无砟轨道划分为冻胀凸起部位和冻胀非凸起部位，所述冻胀凸起部位为无砟轨道在冻胀季节产生凸起的部位，所述冻胀非凸起部位为无砟轨道在冻胀季节不产生凸起的部位；
利用所述当前的轨道几何尺寸和线位参数在冻胀季节降低冻胀凸起部位的轨道高程或升高冻胀非凸起部位的轨道高程。
[0014]优选的，根据所述轨道几何尺寸参数将无砟轨道划分为冻胀凸起部位和冻胀非凸起部位，包括:
将无砟轨道冻胀季节的轨道高程与预设的轨道高程进行比较，形成比较差值，即第一
闻程差。
[0015]当一定范围内的(如速度350km/h对应120米，速度250km/h对应70米)比较差值差超过规定阀值时，确定冻胀凸起部位和冻胀非凸起部位；将无砟轨道一定范围内的冻胀季节轨道高程与预设的轨道高程差值差超过规定阈值且差值较大的的部位确定为冻胀凸起部位；
将无砟轨道一定范围内的冻胀季节轨道高程与预设的轨道高程差值差不超过规定阈值或差值差超过阀值但差值较小的部位确定为冻胀非凸起部位；
优选的，利用所述轨道几何尺寸和线位参数在冻胀季节部分降低冻胀凸起部位的轨道高程或部分升高冻胀非凸起部位的轨道高程，保证冻胀和融沉季节轨道几何尺寸均不超限，包括:
获取冻胀凸起部位与冻胀非凸起部位高程差差值(第二高程差)和垫板数量；
根据冻胀凸起部位与冻胀非凸起部位高程差差值、规定阀值、垫板厚度及使用条件确定垫板数量N，其中N为大于等于O的整数；
冻胀季节在冻胀凸起部位下方减少N块垫板或在冻胀非凸起部位下方增加N块垫板。
[0016]本实施例中，通过利用所述轨道参数在冻胀季节之前升高非冻胀凸起部位高程或降低冻胀凸起部位高程；在冻胀季节优选部分降低冻胀凸起部位轨道高程；能够准确地对轨道的高程进行调整，降低轨道因冻胀引起的不均匀变形，提高了轨道的平稳性，使列车行驶的舒适性、稳定性和安全性得到保证。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明实施例的存在冻胀问题的铁路无砟轨道维护处理方法流程图；
图2为本发明实施例的存在冻胀问题的铁路无砟轨道维护处理方法冻胀凸起部位和冻胀非凸起部位结构示意图；
图3为本发明实施例的存在冻胀问题的铁路无砟轨道维护处理方法的轨道位置示意
图；
图4-a和4-b为本发明实施例的存在冻胀问题的铁路无砟轨道维护处理方法的轨道位置不意图；
图5为本发明实施例的存在冻胀问题的铁路无砟轨道维护处理方法的轨道位置示意
图；
图6为本发明实施例的存在冻胀问题的铁路无砟轨道维护处理方法的轨道位置示意图。
【具体实施方式】
[0018]为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0019]如图1所示，本发明的实施例一种存在冻胀问题的铁路无砟轨道维护处理方法，只要冻胀凸起部位和冻胀非凸起部位的高程差在一定范围内且位置相对固定，使用本方法一次作业即可永久解决路基和桥涵基础冻胀引发的无砟轨道不均匀变形问题，所述方法包括:
步骤101:获取所述无砟轨道当年及历年的轨道几何尺寸参数和线位参数。
[0020]其中，历年的轨道几何尺寸参数和线位参数轨道线位参数可以包括无砟轨道当年及历年的路基冻胀数据、综合检测列车动态检测数据、静态测量数据(线形变化、轨道几何尺寸数据)、降雨量及气温条件、轨道高低、水平、扭曲、轨向等轨道不平顺参数中的至少一种，历年的轨道几何尺寸参数和线位参数可以通过预先测量或调取来获得，历年的轨道几何尺寸参数和线位参数可以是最近几年轨道参数的平均值或最大值。历年的轨道几何尺寸参数和线位参数还可以包括:冻胀凸起部位和冻胀非凸起部位的区域划分数据、冻胀凸起部位冻胀变化高程数据、轨距、超高、中线、高程等轨道数据中的至少一种。利用轨道几何尺寸参数和线位参数可以获取路基和桥涵基础冻胀引起轨道的第一高程差和第二高程差，所述第一高程差为冻胀季节轨道高程与预设的轨道高程差值，所述第二高程差为冻胀凸起部位和冻胀非凸起部位的轨道高程差；
步骤102:根据所述轨道几何尺寸和线位参数将无砟轨道划分为冻胀凸起部位和冻胀非凸起部位，冻胀凸起部位为无砟轨道在冻胀季节产生凸起的部位，所述冻胀非凸起部位为无砟轨道在冻胀季节不产生凸起的部位。
[0021]其中，获取路基和桥涵基础冻胀引起轨道的第一高程差和第二高程差，所述第一高程差为冻胀季节轨道高程与预设的轨道高程差值，所述第二高程差为冻胀凸起部位和冻胀非凸起部位的轨道高程差；根据所述第一高程差和第二高程差在冻胀季节之前升高冻胀非凸起部位轨道高程或降低冻胀凸起部位轨道高程，在冻胀季节降低冻胀凸起部位轨道高程。
[0022]可以根据所述轨道几何尺寸参数和线位参数获取无砟轨道冻胀季节轨道高程；将无砟轨道冻胀季节轨道高程与预设的轨道高程进行比较，形成第一高程差；将冻胀凸起部位和冻胀非凸起部位第一高程差进行比较形成第二高程差。
[0023]当一定范围内的(如速度350km/h对应120米，速度250km/h对应70米)第二高程差超过规定阀值时，确定冻胀凸起部位和冻胀非凸起部位；将无砟轨道一定范围内的冻胀季节轨道高程与预设的轨道高程差值差超过规定阈值且差值较大的的部位确定为冻胀凸起部位。
[0024]将无砟轨道一定范围内的冻胀季节轨道高程与预设的轨道高程差值差不超过规定阈值或差值差超过阀值但差值较小的部位确定为冻胀非凸起部位。
[0025]步骤103:在冻胀季节之前升高冻胀非凸起部位轨道高程或降低冻胀凸起部位轨道高程，在冻胀季节降低冻胀凸起部位轨道高程。
[0026]其中，可以利用所述轨道几何尺寸参数和线位参数获取冻胀凸起部位的冻胀变化高程，根据所述冻胀变化高程在冻胀季节之前降低冻胀凸起部位的轨道高程或升高冻胀凸起部位两侧的冻胀非凸起部位的轨道高程，冻胀非凸起部位升高处两侧按照不小于1:3000比例进行顺坡作业，保证冻胀前后轨道几何尺寸均不超限。
[0027]具体的，获取冻胀凸起部位和冻胀非凸起部位的高程差和垫板数量；根据所述冻胀凸起部位和冻胀非凸起部位的高程差、规定阀值、垫板厚度和使用条件获取垫板数量N，其中N为大于等于O的整数；冻胀季节之前在冻胀非凸起部位钢轨下方增加N块垫板或冻胀凸起部位钢轨下方减少N块垫板。
[0028]优选的，根据所述冻胀凸起部位和冻胀非凸起部位的高程差、相关规定阀值、垫板厚度和使用条件获取垫板数量N。
[0029]只要冻胀凸起部位和冻胀非凸起部位的高程差在一定范围内且位置相对固定，使用本发明的方法一次作业即可永久解决路基和桥涵基础冻胀引发的无砟轨道不均匀变形问题，在冻胀季节之前预先升高冻胀非凸起部位轨道高程或预先降低冻胀凸起部位轨道高程，保证几何尺寸全年不超限，并平稳渡过冻胀及融沉季节；对当年新发生的冻胀超限处所，在冻胀季节之时采取降低冻胀凸起部位轨道高程的方法，保证在冻胀及融沉季节几何尺寸均不超限，所述冻胀凸起部位对应一定范围内路基和桥涵基础冻胀引起钢轨面升高较大的区域，所述冻胀非凸起部位对应一定范围内路基和桥涵基础冻胀引起钢轨面升高较小的区域。
[0030]优选的，所述方法还包括:
利用所述轨道几何尺寸参数在冻胀季节部分降低凸起部位轨道高程，保证轨道几何尺寸参数无论是在冻胀季节还是在融沉季节始终在《规范》允许范围内。
[0031]利用所述轨道几何尺寸参数和线位参数在冻胀季节升高非凸起部位轨道高程。
[0032]参见图2为本发明实施例的存在冻胀问题的铁路无砟轨道维护处理方法冻胀凸起部位和冻胀非凸起部位结构示意图，在图2中，包括预设轨道高程(I)、冻胀后轨道高程(2)、冻胀凸起部位(3)、冻胀非凸起部位(4)。
[0033]可以获取所述无砟轨道的冻胀季节的轨道几何尺寸参数和线位参数；
根据所述轨道几何尺寸参数和线位参数将无砟轨道划分为冻胀凸起部位和冻胀非凸起部位，所述冻胀凸起部位为无砟轨道在冻胀季节产生凸起的部位，所述冻胀非凸起部位为无砟轨道在冻胀季节不产生凸起的部位；
利用所述的轨道几何尺寸和线位参数在冻胀季节降低冻胀凸起部位的轨道高程或升高冻胀非凸起部位的轨道高程。
[0034]优选的，所述根据所述轨道几何尺寸参数将无砟轨道划分为冻胀凸起部位和冻胀非凸起部位，包括:
将无砟轨道冻胀季节的轨道高程与预设的轨道高程进行比较，形成比较差值。
[0035]当一定范围内的(如速度350km/h对应120米，速度250km/h对应70米)冻胀季节轨道高程与预设的轨道高程差值差超过规定阀值时，确定冻胀凸起部位和冻胀非凸起部位；将无砟轨道一定范围内的冻胀季节轨道高程与预设的轨道高程差值差超过规定阈值且差值较大的的部位确定为冻胀凸起部位；
将无砟轨道一定范围内的冻胀季节轨道高程与预设的轨道高程差值差不超过规定阈值或差值差超过阀值但差值较小的部位确定为冻胀非凸起部位；
优选的，所述利用所述轨道几何尺寸和线位参数在冻胀季节部分降低冻胀凸起部位的轨道高程或部分升高冻胀非凸起部位的轨道高程，保证冻胀和融沉季节轨道几何尺寸均不超限，包括:
获取冻胀凸起部位与冻胀非凸起部位高程差差值和垫板数量；
根据冻胀凸起部位与冻胀非凸起部位高程差差值、规定阀值、垫板厚度及使用条件确定垫板数量N，其中N为大于等于O的整数；
冻胀季节在冻胀凸起部位下方减少N块垫板或在冻胀非凸起部位下方增加N块垫板。
[0036]本发明实施例的历史轨道参数和当前轨道参数通过以下设备获得，所述设备包括:
综合检测列车:装有轨道检测系统的动车组，一直是轨道检测的主要设备。为适应客运专线和高速铁路的发展，需要对轨道、接触网、通信、信号等基础设施进行综合检测，将轨道、接触网、通信、信号等专业检测设备安装于同一车上，专用于基础设施的综合检测。这样的动车组称为综合检测列车。
[0037]电子水准仪:建立水平视线测定地面两点间高差的仪器，是以自动安平水准仪为基础，在望远镜光路中增加了分光镜和读数器，并采用条码标尺和图像处理电子系统二构成的光机电测一体化的高科技产品。
[0038]轨道几何状态测量仪:是一种检测静态轨道不平顺的便捷工具，可检测高低、水平、扭曲、轨向等轨道不平顺参数，同时可实现平面位置和高程的绝对定位测量，保证轨道线路的高平顺性和列车的安全与舒适。
[0039]轨道检查仪:是一种基于光纤陀螺精密测角轨迹测量原理的轨道几何尺寸检查仪器。具有数据在线分析及波形实时显示的功能，实现轨距、超高、轨向和高低等轨道几何尺寸的检测。
[0040]轨道精测网(CPIII):三级控制网之一基桩控制网，主要为铺设无砟轨道和运营维护提供控制基准。沿线路布设的三维控制网，起闭于基础平面控制网(CPI)或线路控制网(CPU), 一般在线下工程施工完成后施测，为无砟轨道铺设和运营维护的基准。由线路控制网(CPII)或者(CPI)引出，最后闭合到CPII或者CPI点。距线路中心在3?4米。CPIII控制点一般按为60m左右一对布设,且不应大于80m,点位设置高程不低于轨道面0.3m,且设置在稳固、可靠、不易破坏和便于测量的地方，并防冻、防沉降和抗移动，控制点标识要清晰、齐全、便于准确识别和使用。
[0041]高速铁路防灾安全监控系统:是保证高速铁路专线安全运行的重要基础设施之一，是架构于通信传输系统之上的安全信息采集、监控系统，为列车运行管理提供数据和依据。防灾安全监控系统包括风速风向监测、雨量监测、雪深监测、地震监控及异物侵限监控系统。
[0042]路基冻胀自动监测系统:由指令控制器、数据采集模块、无线通讯模块、电源等部分组成。它以微处理器为核心，通过模拟和数字输入、输出信号与现场的仪表与控制设备相连，采集所需要的各工艺参数，如压力、位移等，利用编程技术实现就地控制，同时把有关数据进行整理，通过各种通讯接口利用不同的传输协议传给中心站，对路基进行系统全面的监测，为路基冻胀变形分析提供基础数据，为高速铁路养护维修提供依据。
[0043]还可以包括轨道几何状态测量仪进行检测，其使用方法为:
1.轨道几何状态测量仪自检
每次使用轨道几何状态测量仪前都需要进行一次自检，操作很简单，只需将轨道几何状态测量仪在轨道上的同一位置进行旋转互换，用于检测仪器轨道几何状态测量仪本身的精度是否达到要求。
[0044]2.安装棱镜
在轨道几何状态测量仪前后方向两侧CPIII点上各安装至少4个棱镜，棱镜方向与轨道几何状态测量仪前进方向一致。
[0045]3.全站仪的使用
将全站仪支在距轨道几何状态测量仪前进方向60?70m的同一行别的线路中心，也就是一对相邻CP III点的距离，并将全站仪对中、调平。人工照准最远方的一对CP III点，仪器便可以自动照准剩余的6个CP III点，因为8个CP III点都为已知点，全站仪自带的程序会将刚才照准的8个CP III点进行误差分析，取其中的6个CPIII点进行平差计算，最后确定自己的位置，也就是全站仪的坐标。这样全站仪就设站完成了。
[0046]4.轨道几何状态测量仪数据采集
轨道几何状态测量仪数据采集是一个相对比较轻松的过程，可以根据现场的需求安排数据采集的方式，通常情况下岔区和曲线地段可以采用每承轨台都数据采集的方式，而直线地段则可以一块板采集三个点(板的两头和板中)。
[0047]轨道几何状态测量仪轨道几何状态测量仪推到地点后，松开手闸轨道几何状态测量仪便固定下来，操作轨道几何状态测量仪电脑进行数据采集，全站仪会自动照准轨道几何状态测量仪棱镜，并将采集的数据通过无线电传给电脑并储存。
[0048]5.转站
当轨道几何状态测量仪推到接近全站仪时，进行转站。首先将轨道几何状态测量仪最后方的棱镜移到最前方，再将全站仪前移60 — 70m，对中、调平，继续上述3、4步的操作了。
[0049]在实际测试结果中，2012至2013年冬季不均匀冻胀胀整治过程中发现，路基冻胀严重区段现场处理工作量极大。为了确保2014不均匀冻胀整治效果，综合分析2013年240处不均匀冻胀发生位置及冻高(10米内冻胀凸起部位与冻胀非凸起部位的高程差最大值)情况，在2013年入冬前对37处冻高在4.5mm以上的涵洞上方，以及15处不均匀冻胀集中、峰值较大区段，利用存在冻胀问题的铁路无砟轨道维护处理方法进行预垫板处理。
[0050]从2014年不均匀冻胀发生情况看，30处涵洞上方预垫板区段中，16处未产生I级
及以上超限病害，占53%，其它预垫板处所未产生Π级超限病害，可见科学预垫板为整治不均匀冻胀起到了有效作用。以下行线148.022?148.073km为例:2013年11月22日对该处进行了预垫板处理，预垫厚度5mm,长度76m,两侧按1/3000顺坡,至今未出现I级及以上报警。应用本方法，2014年冻胀和春融回落时减少工作量100%，2014年春融节省工费14.16万元，2015年-2016年预计节省工费24万元。以后经本方法处理的不均匀冻胀超限处所，无须再次作业。
[0051]针对入冬后冻胀期间产生的不均匀冻胀，优先采用了部分撤除垫板法，冬季不均匀冻胀超限处所处理作业工作量减少50%，次年春融回落处理工作量减少100%，2013年-2014年节省工费31.27万元，预计2014年-2015年冬季节省工费62.38万元，以后经本方法处理的不均匀冻胀超限处所无须再次作业。
[0052]本发明实施例的有益效果如下:
一、提高轨道平顺性，保证行车安全。
[0053]根据本发明技术方案，解决了路基和桥涵基础冻胀引发的轨道不均匀变形超限问题，可实现一年四季，包括冻胀和融沉季节轨道几何尺寸均不超限，提高了轨道的平顺性，使列车运行舒适度和安全性得到保证，确保了旅客生命和财产安全。
[0054]二、实现一次作业，一劳永逸。
[0055]只要冻胀凸起部位和冻胀非凸起部位的高程差在一定范围内且位置相对固定，根据本发明技术方案即可永久解决路基和桥涵基础冻胀引发的无砟轨道不均匀变形问题，实现一次作业，一劳永逸。
[0056]三、降低劳动强度，减少维护工作量。[0057]使用现有技术需要频繁作业，反复施工，尤其是在冻胀和融沉季节行车安全隐患及养护维修工作量巨大，作业条件极其艰苦，有时作业环境温度接近零下40°C，使用本发明技术方案克服了以上弊端，在气温舒适时作业，减少了严寒条件下的作业量，大大降低了职工劳动强度和生产支出。
[0058]四、方法通俗易懂，利于推广普及。
[0059]本发明技术方案完全依据现有检测手段和设备，尤其是在高速铁路无砟轨道，所需数据获得的基础条件完全具备，因此在全世界范围内均可使用本方法处理路基和桥涵基础冻胀引发的轨道不均匀变形超限问题，操作方法易理解，可行性强，易于推广。
[0060]本发明实施例的存在冻胀问题的铁路无砟轨道维护处理方法，其无砟轨道位置示意图如图3所示，在图3中，包括:轨道基线(I)、动态检测正峰值I级超限(2)、动态检测正
峰值I!级超限(3)、动态检测正峰值III级超限(4)、动态检测负峰值I级超限(5)、动态检测
负峰值I级超限(6)、动态检测负峰值I级超限(7)、预撤板后轨道顶面高程(8)、冻胀后轨道顶面高程(9)。本发明根据历史轨道几何尺寸和线位参数在冻胀季节之前预先降低冻胀凸起部位轨道高程，待冬季线路发生冻起后，降低轨道高程区段的轨道凸起量将与预先降低量相互抵消，实现动、静态检测数据不超限。
[0061]具体操作为:根据历史轨道参数在冻胀季节之前预先降低冻胀凸起部位轨道高程，预先降低轨道基线顶面高程达到预撤板后轨道顶面高程(8)位置，预先降低区段两侧按照不小于1:3000比例进行顺坡作业，保证冻胀季节前轨道几何尺寸不超限。待冬季线路发生冻起后，降低轨道高程区段轨道凸起量将与预先降低量相互抵消，有效降低了冻胀发生后轨道顶面高程(9)，保证 动、静态检测数据仍不超限。春季融沉后，轨面高程回落至预撤板后轨道顶面高程(8)，次年即使该区段冻胀再次发生，仍可实现动、静态检测几何尺寸不超限。
[0062]本发明实施例的存在冻胀问题的铁路无砟轨道维护处理方法，其无砟轨道位置示意图如图4_a和图4_b所不,在图4_a中，包括:轨道基线(I )、动态检测正峰值I级超限
(2)、动态检测正峰值;》级超限(3)、动态检测正峰值IIl级超限(4)、动态检测负峰值I级超
限(5)、动态检测负峰值I级超限(6)、动态检测负峰值I级超限(7)、预垫板后轨道顶面高程(8)、冻胀后轨道顶面高程(9)横向结构物-桥梁(10)、路基(11)、。
[0063]本发明实施例对路桥过渡区段在冻胀季节之前预先升高冻胀非凸起部位的桥梁顶面轨道高程，升高桥梁梁端轨道基线顶面高程，待冬季线路发生冻胀后，路桥过渡区段路基轨道冻胀凸起部分轨道高程与梁端预垫后的轨道高程差有效降低，实现动、静态检测几何尺寸不超限。
[0064]具体操作为:对路桥过渡冻胀区段冻胀非凸起部位的桥梁顶面进行预垫板作业，升高桥梁梁端轨道基线顶面高程，达到预垫板后轨道顶面高程(8)位置，预垫区段两侧按照不小于1:3000比例进行顺坡作业，保证冻胀季节前轨道几何尺寸不超限。待冬季线路发生冻起后，路桥过渡区段路基冻胀后轨面高程(9)与梁端预垫后的轨道顶面高程(8)差有效降低，实现动、静态检测几何尺寸仍不超限。春季融沉后，轨面高程回落至入冬前状态，次年即使该区段冻胀再次发生，仍可实现动、静态检测几何尺寸不超限。
[0065]在参照图4-b中，包括:轨道基线(I)、动态检测正峰值I级超限(2)、动态检测正峰值II级超限(3)、动态检测正峰值III级超限(4)、动态检测负峰值I级超限(5)、动态检测
负峰值I级超限(6)、动态检测负峰值I级超限(7)、预垫板后轨道顶面高程(8)、横向结构物-涵洞(9)、路基(10)。本发明对路涵过渡冻胀非凸起部位的涵顶进行预垫板作业，预先升高涵顶轨道基线顶面高程(8)，预垫区段两侧按照不小于1:3000比例进行顺坡作业，保证冻胀季节前轨道几何尺寸不超限。待冬季涵洞两侧路基区段轨道冻起后轨道顶面高程
(11)与涵顶预垫后的轨道顶面高程(8)差有效降低，实现动、静态检测几何尺寸不超限。
[0066]具体操作为:对路涵过渡冻胀非凸起部位的涵顶进行预垫板作业，预先升高涵顶轨道基线(I)至顶面高程(8)，预垫区段两侧按照不小于1:3000比例进行顺坡作业，保证冻胀季节前轨道几何尺寸不超限。待冬季涵洞两侧路基区段轨道冻起后轨道顶面高程(11)与涵顶预垫后的轨道顶面高程(8)差有效降低，实现动、静态检测几何尺寸仍不超限。春季融沉后，轨面高程回落至入冬前状态，次年即使该区段冻胀再次发生，仍可实现动、静态检测几何尺寸不超限。
[0067]本发明实施例的存在冻胀问题的铁路无砟轨道维护处理方法，其无砟轨道位置示意图如图5所示，在图5中，包括:轨道基线(I)、动态检测正峰值I级超限(2)、动态检测正
峰值II级超限(3 )、动态检测正峰值In级超限(4 )、动态检测负峰值I级超限(5 )、动态检测
负峰值I级超限(6)、动态检测负峰值I级超限(7)、预垫板后轨道顶面高程(8)、冻起后轨道顶面高程(9)。本发明为入冬前对路基连续不均匀冻胀区段冻胀非凸起部位进行预垫板作业，预先升高冻胀非凸起部位轨道高程，待冬季预垫区两侧发生冻胀凸起后，凸起部位轨道顶面高程与预垫区段的轨道顶面高程差有效降低，实现动、静态检测几何尺寸不超限。
[0068]具体操作为:对路基连续不均匀冻胀区段冻胀非凸起部位进行预垫板作业，预先升高轨道基线(I)至顶面高程(8)位置，预垫区段两侧按照不小于1:3000比例进行顺坡作业，保证冻胀季节前轨道几何尺寸不超限。待冬季预垫区两侧轨道发生冻胀凸起后，冻胀后轨道顶面高程(9)与预垫后的轨道顶面高程(8)差将有效降低，实现动、静态检测几何尺寸仍不超限。春季融沉后，轨面高程回落至入冬前状态，次年即使该区段冻胀再次发生，仍可实现动、静态检测几何尺寸不超限。
[0069]本发明实施例的存在冻胀问题的铁路无砟轨道维护处理方法，其无砟轨道位置示意图如图6所示，在图6中，包括:轨道基线(I)、动态检测高低正峰值I级超限(2)、动态检
测高低正峰值II级超限(3 )、动态检测高低正峰值ΠI级超限(4 )、动态检测高低负峰值I级
超限(5)、动态检测高低负峰值I级超限(6)、动态检测高低负峰值I级超限(7)、冻胀后轨道顶面高程(8)、撤板后轨道顶面高程(9)、回落后轨道顶面高程(10)。
[0070]本发明不均匀冻胀发生后撤出部分垫板原理为处理动、静态检测发现的病害超限点时进行撤板作业，撤板量为超限值的一半左右，待冻胀及融沉稳定后，该冻胀区段动、静态检测几何尺寸不超限。次年即使该区段冻胀再次发生，仍可实现动、静态检测几何尺寸不超限。
[0071]具体操作为:对冻胀后轨道顶面高程(8)进行部分撤板作业，部分撤板后达到轨道顶面高程(9)位置，保证冻胀季节轨道几何尺寸不超限，待融沉稳定后，轨道顶面高程
(9)位置将变为回落后轨道顶面高程(10)，动、静态检测几何尺寸仍不超限。次年即使该区段冻胀再次发生，轨面高程达到冻胀后轨道顶面高程(8)，检测数据几何尺寸仍不超限。
[0072]—种存在冻胀问题的铁路无砟轨道维护处理装置，所述装置包括:
路面参数获取器，用于获取所述无砟轨道当年及历年的轨道几何尺寸参数和线位参
数；
轨道划分器，用于根据所述历年的轨道几何尺寸和线位参数将无砟轨道划分为冻胀凸起部位和冻胀非凸起部位，冻胀凸起部位为无砟轨道在冻胀季节产生凸起的部位，所述冻胀非凸起部位为无砟轨道在冻胀季节不产生凸起的部位；
第一轨道调节器，用于在冻胀季节之前升高冻胀非凸起部位轨道高程或降低冻胀凸起部位轨道高程，在冻胀季节降低冻胀凸起部位轨道高程。
[0073]优选的，所述第一轨道调节器包括:
高程差获取器，用于获取路基和桥涵基础冻胀引起轨道的第一高程差和第二高程差，所述第一高程差为冻胀季节轨道高程与预设的轨道高程差值，所述第二高程差为冻胀凸起部位和冻胀非凸起部位的轨道高程差；
第二轨道调节器，用于根据所述第一高程差和第二高程差在冻胀季节之前升高冻胀非凸起部位轨道高程或降低冻胀凸起部位轨道高程，在冻胀季节降低冻胀凸起部位轨道高程。
[0074]优选的，所述第二轨道调节器包括:
垫块数量获取器，用于根据所述冻胀凸起部位和冻胀非凸起部位的高程差、规定阀值、垫板高度和使用条件获取垫板数量N，其中N为大于等于O的整数；
第三轨道调节器，用于冻胀季节之前在冻胀非凸起部位钢轨下方增加N块垫板或冻胀凸起部位钢轨下方减少N块垫板；
第四轨道调节器，用于在冻胀季节在冻胀凸起部位钢轨下方减少N块垫板。
[0075]优选的，所述装置还包括:
规范调节器，用于利用所述轨道几何尺寸参数在冻胀季节部分降低凸起部位轨道高程，保证轨道几何尺寸参数在融沉后依然在《规范》允许范围内。
[0076]优选的，所述装置还包括:
所述装置还包括:
第五轨道调节器，用于利用所述轨道几何尺寸参数和线位参数在冻胀季节升高非凸起部位轨道高程。
【权利要求】
1.一种存在冻胀问题的铁路无砟轨道维护处理方法，其特征在于，只要冻胀凸起部位和冻胀非凸起部位的高程差在一定范围内且位置相对固定，使用本方法一次作业即可永久解决路基和桥涵基础冻胀引发的无砟轨道不均匀变形问题，所述方法包括: 获取所述无砟轨道当年及历年的轨道几何尺寸参数和线位参数； 根据所述轨道几何尺寸和线位参数将无砟轨道划分为冻胀凸起部位和冻胀非凸起部位，冻胀凸起部位为无砟轨道在冻胀季节产生凸起的部位，所述冻胀非凸起部位为无砟轨道在冻胀季节不产生凸起的部位。
2.在冻胀季节之前升高冻胀非凸起部位轨道高程或降低冻胀凸起部位轨道高程，在冻胀季节降低冻胀凸起部位轨道高程。
3.如权利要求1所述的存在冻胀问题的铁路无砟轨道维护处理方法，其特征在于，所述在冻胀季节之前升高冻胀非凸起部位轨道高程或降低冻胀凸起部位轨道高程，在冻胀季节降低冻胀凸起部位轨道高程，包括: 获取路基和桥涵基础冻胀引起轨道的第一高程差和第二高程差，所述第一高程差为冻胀季节轨道高程与预设的轨道高程差值，所述第二高程差为冻胀凸起部位和冻胀非凸起部位的轨道高程差； 根据所述第一高程差和第二高程差在冻胀季节之前升高冻胀非凸起部位轨道高程或降低冻胀凸起部位轨道高程，在冻胀季节降低冻胀凸起部位轨道高程。
4.如权利要求2所述的存在冻胀问题的铁路无砟轨道维护处理方法，其特征在于，所述根据所述第一高程差和第二高程差在冻胀季节之前升高冻胀非凸起部位轨道高程或降低冻胀凸起部位轨道高程，在冻胀季节降低冻胀凸起部位轨道高程，包括: 获取冻胀凸起部位和冻胀非凸起部位的高程差和垫板数量； 根据所述冻胀凸起部位和冻胀非凸起部位的高程差、规定阀值、垫板高度和使用条件获取垫板数量N，其中N为大于等于O的整数； 冻胀季节之前在冻胀非凸起部位钢轨下方增加N块垫板或冻胀凸起部位钢轨下方减少N块垫板。
5.在冻胀季节在冻胀凸起部位钢轨下方减少N块垫板。
6.如权利要求1所述的存在冻胀问题的铁路无砟轨道维护处理方法，其特征在于，所述方法还包括: 利用所述轨道几何尺寸参数在冻胀季节部分降低凸起部位轨道高程，保证轨道几何尺寸参数无论是在冻胀季节还是在融沉季节始终在《规范》允许范围内。
7.如权利要求1所述的存在路基和桥涵基础冻胀问题的铁路无砟轨道维护处理方法，其特征在于，所述方法还包括: 利用所述轨道几何尺寸参数和线位参数在冻胀季节升高非凸起部位轨道高程。
【文档编号】E01B37/00GK104032631SQ201410309370
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年7月1日 优先权日:2014年7月1日
【发明者】陈志新, 王晓明, 李晓鸥, 高文, 赵文国, 刘勇, 常占禄, 贺立冬, 邱原, 张魏伟, 马德东, 张柏生, 艾强, 韩旭 申请人:陈志新, 王晓明, 李晓鸥