本發(fā)明屬于高速鐵路軌道結(jié)構(gòu)病害整治技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種板式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)傷損軌道板的更換系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，高速鐵路在我國(guó)得到了飛速發(fā)展。對(duì)于運(yùn)營(yíng)速度達(dá)250km/h的線路，均采用無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)。作為無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)中的主力軍，板式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)（crtsⅰ型、crtsⅱ型、crtsⅲ型）在我國(guó)高速鐵路建設(shè)得到了大規(guī)模的應(yīng)用。板式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)主要由鋼軌、扣件、軌道板、砂漿（自流平混凝土）填充層、混凝土底座組成。作為一種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在環(huán)境及列車(chē)荷載的作用下，軌道板不可避免地會(huì)發(fā)生劣損、破壞，高鐵運(yùn)營(yíng)線路面臨著“天窗時(shí)間”進(jìn)行軌道板更換的需求。此外，部分軌道板由于生產(chǎn)質(zhì)量差的原因劣損加快或由于外部撞擊造成傷損，使軌道板更換的現(xiàn)實(shí)需求大大提前。
由于高鐵運(yùn)營(yíng)線路只能在天窗時(shí)間開(kāi)展維修工作，無(wú)法采用大型設(shè)備，而軌道板長(zhǎng)度大于5m，厚度大于0.20m，寬度大于2.5m，每塊軌道板重量5噸以上，如何在有限的天窗時(shí)間內(nèi)、在不采用大型機(jī)具的情況下對(duì)劣損軌道板進(jìn)行更換是擺在工務(wù)人員面前的一大難題。此外，由于軌道結(jié)構(gòu)線路分為直線段、曲線段，曲線超高段，不同地段的軌道結(jié)構(gòu)進(jìn)行軌道板更換時(shí)，對(duì)工藝的要求也不同，特別是曲線超高段的軌道板，更換難度更大。
國(guó)內(nèi)外目前對(duì)軌道板更換技術(shù)的研究尚處于研究階段。工務(wù)部門(mén)在天窗時(shí)間進(jìn)行軌道板更換采用的方法是“切軌更換法”，即在進(jìn)行軌道板更換時(shí)，先將待更換軌道板及其前后一定長(zhǎng)度鋼軌切割、移除，再用軌道車(chē)的起吊設(shè)備將傷損軌道板移出、新軌道板移入，然后重新焊接鎖定鋼軌。該方法有利之處是軌道板舊板移除及新板吊入較為簡(jiǎn)單，存在的最大問(wèn)題是必須在換板前對(duì)鋼軌進(jìn)行切割、移除。一方面這意味著換板后還須開(kāi)展鋼軌焊接、打磨以及焊縫探傷等專(zhuān)項(xiàng)工作，大大增加了整治投入，另外，每一處切縫意味著一處鋼軌接頭，而焊接對(duì)鋼軌損傷較大，形成新的安全風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，此外，這種方法工效低，投入人力多，一般來(lái)說(shuō)，需要三個(gè)天窗才能完成一塊板的更換?？梢哉f(shuō)，這是一種不得已而為之的方法。
專(zhuān)利“一種板式無(wú)砟軌道軌道板更換裝置及更換方法（201310108682.3）”提供了一種不切斷鋼軌進(jìn)行板式無(wú)砟軌道軌道板更換裝置及更換方法，即對(duì)鋼軌進(jìn)行頂升后，從側(cè)面移出或移進(jìn)軌道板進(jìn)行軌道板更換的方法。該方法避免了“切軌更換法”對(duì)鋼軌的傷損，但存在的不足是工裝較重，工序復(fù)雜，不適于于天窗時(shí)間施工，同時(shí)，其工法只適應(yīng)于直線段軌道板的更換，無(wú)法進(jìn)行曲線超高段軌道板更換。專(zhuān)利“一種地鐵換板車(chē)及包含該地鐵換板車(chē)的換板機(jī)組（201420251605.3）”也存在設(shè)備大型化、復(fù)雜化的問(wèn)題，不適應(yīng)于天窗時(shí)間施工。
研究一種不切鋼軌、工裝簡(jiǎn)單、工序簡(jiǎn)便，適用于直線、曲線超高段的軌道板更換成套技術(shù)是本領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于解決上述問(wèn)題，提供一種橫向拔軌后進(jìn)行軌道板更換的系統(tǒng)及方法。主要技術(shù)方案是通過(guò)橫向拔軌后進(jìn)行軌道板的更換。一方面鋼軌橫向鋼度小，橫向拔軌所需的力遠(yuǎn)小于垂直頂軌所需的力，在實(shí)施中更可控，且不易對(duì)鋼軌造成損傷，完全可以進(jìn)行橫向頂推；二方面鋼軌拔開(kāi)后，相應(yīng)釋放出軌道結(jié)構(gòu)垂直起吊所需的空間，對(duì)于直線段、曲線超高段均可對(duì)軌道板采用垂直起吊的方法進(jìn)行移除及更換，避免了既有技術(shù)從側(cè)面更換軌道板帶來(lái)的工裝重量大、工序復(fù)雜、不適應(yīng)曲線超高段等一系列問(wèn)題，也解決了切鋼軌后才能垂直起吊帶來(lái)的一系列問(wèn)題；三是所需的工裝設(shè)備小型化，作業(yè)工效快，適應(yīng)于高鐵“天窗時(shí)間”養(yǎng)護(hù)維修的要求。
主要技術(shù)發(fā)明內(nèi)容如下。
一種橫向拔鋼軌后進(jìn)行軌道板更換的系統(tǒng)及方法。所述系統(tǒng)包括鋼軌實(shí)際鎖定軌溫及當(dāng)前軌溫測(cè)試設(shè)備、鋼軌應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試設(shè)備、鋼軌橫向頂推設(shè)備、軌道板運(yùn)輸設(shè)備、軌道板吊裝設(shè)備、測(cè)量裝置、鋼軌回拔裝置。所述方法包括在被更換軌道板前后一定距離線路上設(shè)立反力檔塊或反力裝置，在鋼軌上設(shè)立頂推點(diǎn)，松開(kāi)一定長(zhǎng)度扣件，采用頂推設(shè)備將鋼軌頂推至被更換軌道板外側(cè)，解除被更換板四周約束，采用垂直起吊方式進(jìn)行舊板的移除及新板的就位。
所述鋼軌實(shí)際鎖定軌溫及當(dāng)前軌溫測(cè)試設(shè)備精度為0～2℃；所述橫向頂推裝置由反力檔塊或反力裝置、頂推千斤頂、球形調(diào)節(jié)閥、鋼軌夾頭組成，在被更換板前后凸形擋臺(tái)上或軌道板上固定。
所述橫向拔鋼軌后進(jìn)行軌道板更換的方法包括以下步驟：（1）設(shè)立頂推反力擋塊或反力裝置；（2）測(cè)量實(shí)際軌溫及鋼軌鎖定溫度的溫差（t1）；（3）確定鋼軌橫向頂移距離；（4）松開(kāi)被更換軌道板及其前后一定長(zhǎng)度鋼軌扣件系統(tǒng)的錨固螺栓；（5）在頂推點(diǎn)設(shè)立鋼軌夾頭，在反力裝置及鋼軌夾頭間安裝頂推裝置，將鋼軌橫向頂推至被更換軌道板外側(cè)；（6）標(biāo)識(shí)被更換軌道板平面相對(duì)位置，解除被更換板四周約束，利用精調(diào)裝置頂升軌道板使其與下部填充層脫離；（7）對(duì)被更換軌道板進(jìn)行垂直起吊，移除，將新板垂直吊入被更換軌道板位置；（8）松開(kāi)橫向頂推裝置，將鋼軌回拔、扣緊；（9）恢復(fù)軌道板的限位，恢復(fù)軌道板與填充層間粘接；（10）對(duì)線路進(jìn)行精調(diào)，開(kāi)通運(yùn)營(yíng)。
所述頂推反力檔及反力裝置在被更換板左右兩側(cè)對(duì)稱(chēng)設(shè)立。
所述鋼軌扣件系統(tǒng)松開(kāi)長(zhǎng)度根據(jù)實(shí)際軌溫及鋼軌鎖定溫度的溫差、鋼軌橫向頂推量確定。
所述橫向頂推時(shí)，時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鋼軌頂推力。
所述橫向頂推裝置為液壓千斤頂、機(jī)械推桿；頂推時(shí)左右鋼軌分別進(jìn)行頂推，獨(dú)立控制，可持續(xù)頂推也可分階段頂推。
所述橫向頂推時(shí)，左右鋼軌采用頂推千斤頂分別進(jìn)行頂推，獨(dú)立控制，可持續(xù)頂推也可分階段頂推。
所述約束為軌道板限位約束，如凸形擋臺(tái)與板間的凸臺(tái)樹(shù)脂，寬窄接縫及鎖件、側(cè)向擋塊。
附圖說(shuō)明
圖1：本發(fā)明所提供的典型無(wú)砟軌道軌道板更換橫向撥軌示意圖；
附圖標(biāo)記說(shuō)明：1-待更換軌道板；2-待更換軌道板相鄰軌道板；3-機(jī)械推桿；4-千斤頂。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的具體說(shuō)明。
實(shí)施例1：本發(fā)明實(shí)施例提供了一種crtsⅰ型板式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)的軌道板更換方法，所述方法包括以下內(nèi)容：
（1）在被更換板兩側(cè)的凸形擋臺(tái)上采用植筋的方式固定“t”形擋塊。植筋前查看凸形擋臺(tái)鋼筋布置圖，避免植筋時(shí)傷損鋼筋?！皌”形擋塊采用底面長(zhǎng)30cm,寬30cm的鋼板及長(zhǎng)30cm,高15cm鋼板焊接而成，鋼板厚度1cm；
（2）測(cè)量鋼軌鎖定溫度31.2℃，鋼軌實(shí)測(cè)溫度12.5℃。兩者差值18.7℃；
（3）對(duì)于crtsⅰ型板，橫向拔道量60cm；
（4）根據(jù)溫差及橫向拔道量，計(jì)算得扣件松開(kāi)長(zhǎng)度50m；
（5）以被更換板中線為對(duì)稱(chēng)軸，左右各松開(kāi)扣件的錨固螺栓25m；
（6）在固定“t”形擋塊對(duì)應(yīng)的左右鋼軌側(cè)面安裝負(fù)軌頂推夾持裝置；
（7）在頂推點(diǎn)對(duì)應(yīng)的鋼軌側(cè)面粘貼應(yīng)力測(cè)試裝置；
（8）在固定“t”形擋塊及鋼軌夾持裝置間安放頂推千斤頂，對(duì)鋼軌進(jìn)行橫向頂推。頂推過(guò)程中監(jiān)測(cè)鋼軌內(nèi)應(yīng)力變化情況；
（9）橫向頂推70cm。實(shí)測(cè)鋼軌最大應(yīng)力920n。鎖定頂推千斤頂；
（10）測(cè)量被更換軌道板的平面相對(duì)位置；
（11）鑿除被更換板兩側(cè)凸臺(tái)內(nèi)的凸臺(tái)樹(shù)脂，采用軌道吊垂直起吊被更換板，將其吊裝到平板車(chē)上；
（12）采用軌道吊將新板吊入，采用測(cè)量設(shè)備對(duì)新軌道板的位置進(jìn)行控制；
（13）松開(kāi)頂推千斤頂，將鋼軌回拔，鎖定；
（14）澆筑凸臺(tái)樹(shù)脂，對(duì)新軌道板與砂漿間的離縫采用力學(xué)性能與砂漿一致的彈性聚氨酯材料進(jìn)行填充；
（15）對(duì)線路進(jìn)行精調(diào)，開(kāi)通運(yùn)營(yíng)。
實(shí)施例2：本發(fā)明實(shí)施例提供了一種crtsⅱ型板式無(wú)砟軌道結(jié)構(gòu)的軌道板更換方法，所述方法包括以下內(nèi)容：
（1）在被更換板兩側(cè)的軌道板上采用植筋的方式固定“t”形擋塊。植筋前查看軌道板鋼筋布置圖，避免植筋時(shí)傷損鋼筋?！皌”形擋塊采用底面長(zhǎng)40cm,寬30cm的鋼板及長(zhǎng)40cm,高15cm鋼板焊接而成，鋼板厚度1cm；
（2）測(cè)量鋼軌鎖定溫度29.0℃，鋼軌實(shí)測(cè)溫度15℃。兩者差值14℃；
（3）對(duì)于crtsⅱ型板，橫向拔道量80cm；
（4）根據(jù)溫差及橫向拔道量，計(jì)算得扣件松開(kāi)長(zhǎng)度30m；
（5）以被更換板中線為對(duì)稱(chēng)軸，左右各松開(kāi)扣件的錨固螺栓15m；
（6）在固定“t”形擋塊對(duì)應(yīng)的左右鋼軌側(cè)面安裝負(fù)軌頂推夾持裝置；
（7）在頂推點(diǎn)對(duì)應(yīng)的鋼軌側(cè)面粘貼應(yīng)力測(cè)試裝置；
（8）在固定“t”形擋塊及鋼軌夾持裝置間安放頂推千斤頂，對(duì)鋼軌進(jìn)行橫向頂推。頂推過(guò)程中監(jiān)測(cè)鋼軌內(nèi)應(yīng)力變化情況；
（9）橫向頂推80cm。實(shí)測(cè)鋼軌最大應(yīng)力830n。鎖定頂推千斤頂；
（10）測(cè)量被更換軌道板的平面相對(duì)位置；
（11）鑿除被更換板兩側(cè)寬窄接縫混凝土，采用精調(diào)抓將軌道板頂升，使其與砂漿層脫離。采用軌道吊垂直起吊被更換板，將其吊裝到平板車(chē)上；
（12）采用軌道吊將新板吊入，采用測(cè)量設(shè)備對(duì)新軌道板的位置進(jìn)行控制；
（13）松開(kāi)頂推千斤頂，將鋼軌回拔，鎖定；
（14）澆筑寬窄接縫混凝土，對(duì)新軌道板與砂漿間的離縫采用力學(xué)性能與砂漿一致的環(huán)氧樹(shù)酯進(jìn)行填充；
（15）對(duì)線路進(jìn)行精調(diào)，開(kāi)通運(yùn)營(yíng)。
上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說(shuō)明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，對(duì)于本發(fā)明做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。