本發(fā)明涉及鐵路施工領域，具體地，涉及一種用于不停運條件下更換鐵路軌道的施工便梁，及不停運條件下更換鐵路軌道的施工方法。

背景技術：

目前國內(nèi)外鐵路中，高速鐵路均采用無砟軌道，客貨共運鐵路及重載鐵路在橋梁及長大隧道中多采用無砟軌道，如西康線秦嶺、寧西線東秦嶺、蘭新線的烏鞘嶺隧道以及黔桂線、大麗線等干線鐵路長大隧道中均采用無砟軌道型式，蒙華鐵路、山西中南部通道等重載鐵路在隧道中也都采用無砟軌道型式。無砟軌道以良好的結構連續(xù)性、穩(wěn)定性；耐久性強，維修性好，養(yǎng)護工作量小等特點，在國內(nèi)外鐵路中得到越來越多的廣泛應用。

目前國內(nèi)已建成重載鐵路隨著運量需求的不斷加大，越來越不能滿足運營需求，同時隧道內(nèi)有砟軌道不同程度的存在基底病害問題。為了提高鐵路運載能力，需要加大機車軸重，整治隧道基底病害，其最根本的解決辦法就是可以將隧道內(nèi)有砟軌道更換為無砟軌道，既可以提高鐵路運載能力，又可以減少隧道內(nèi)基底病害問題。而如何在不影響運營條件下進行隧道內(nèi)有砟軌道更換為無砟軌道施工，目前尚未形成成熟的施工裝置和方法。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種用于不停運條件下更換鐵路軌道的施工便梁及施工方法，該技術能夠解決不停運條件下將有砟軌道替換為無砟軌道中的鋼軌支撐問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于不停運條件下更換鐵路軌道的施工便梁，用于設置于待更換軌道處，其包括：路基梁支座、縱梁、橫梁及軌道支撐組件；其中，在安裝狀態(tài)下，所述路基梁支座設置于待更換軌道的路基面以下，鐵路軌道的兩側分別布置有所述縱梁，各所述縱梁沿鐵路軌道的方向架設在相鄰的兩個路基梁支座之間，所述縱梁架設多根相互平行的橫梁，所述橫梁和所述縱梁之間可拆卸地固定；所述橫梁和鋼軌之間設置軌道支撐組件，以將鋼軌固定于所述橫梁上。

優(yōu)選為，以兩個所述縱梁為長邊的類長方形中，對角線之差小于或等于15毫米。

優(yōu)選為，所述縱梁在軸向上等間距設置多組第一安裝孔，所述橫梁的兩端分別設置一組第二安裝孔；每組所述第一安裝孔上設置鐵座，所述鐵座上放置所述橫梁，所述第一安裝孔和所述第二安裝孔位置對應，用以穿設聯(lián)接螺栓。

優(yōu)選為，所述軌道支撐組件包括：橡膠墊板、絕緣軌距塊、鋼軌彈條扣件，所述橡膠墊板處于所述橫梁的鋼軌安裝位內(nèi)，所述鋼軌置于所述橡膠墊板上，所述鋼軌安裝位在平行于所述橫梁方向上的兩側還設置所述鋼軌彈條扣件，兩個所述鋼軌彈條扣件的內(nèi)側和所述鋼軌的側面之間設置所述絕緣軌距塊，所述鋼軌彈條扣件通過扣件鐵座固定在所述橫梁上。

優(yōu)選為，當所述施工便梁的應用環(huán)境為曲線段軌道時，所述縱梁上部加設橫向支撐，所述路基梁支座設置超高結構。

本發(fā)明還提供了一種采用所述施工便梁在不停運條件下更換鐵路軌道的施工方法，其包括：

根據(jù)鐵路軌道狀況確定施工便梁的技術參數(shù)；

在待更換軌道處，架設所述施工便梁；

采用分段施工方式，進行無砟軌道更換；

拆除所述施工便梁。

優(yōu)選為，所述鐵路軌道狀況包括：軌道所屬環(huán)境、軌道狀況；其中，所述軌道所屬環(huán)境包括：鐵路路基、隧道架空線路、小橋涵施工；所述軌道狀況包括：線路鋼軌不輕于43kg/m，直線和曲線地段行車最高限速35km/h；無縫線路地段混凝土枕軌溫差值為±10℃；允許架設線路的最小曲線半徑為180m，曲線半徑小于600m。

優(yōu)選為，所述施工便梁的技術參數(shù)包括：長度、寬度，施工便梁的縱梁的寬度、橫梁的寬度，鋼軌彈條扣件、鐵座、支座、絕緣軌距塊、扣件鐵座、橡膠墊板的尺寸。

優(yōu)選為，所述架設施工便梁包括：

將預設高度的多個路基梁支座放置于待更換軌道的路基面下方；

將兩側縱梁放置于所述路基梁支座上；

在縱梁的每一組第一安裝孔上放置鐵座；

將多個橫梁逐一架設在兩根縱梁之間，橫梁兩端的一組第二安裝孔與一組第一安裝孔位置對應，穿設連接螺栓并擰緊；所述橫梁處于軌枕之間；

在每一個橫梁的鋼軌安裝位中安裝橡膠墊板和絕緣軌距塊，鋼軌置于所述橡膠墊板上，在橫梁和所述鋼軌間安裝鋼軌彈條扣件。

優(yōu)選為，當所述施工便梁的應用環(huán)境為曲線段軌道時，所述縱梁上部加設橫向支撐，所述路基梁支座設置超高結構。

優(yōu)選為，所述進行無砟軌道更換包括：

當所述施工便梁用于正常列車載荷運行后，拆除混凝土軌枕；

刨除待更換軌道處的碎石；

在隧道底部至軌面之間留出供軌道板底座、軌道板彈性墊層、軌道板的安裝空間；

在所述安裝空間底部澆筑混凝土，構建軌道板底座；

撤除待更換軌道處的橫梁，在軌道板底座上鋪設軌道板、彈性墊層；

在軌道板上安裝彈跳扣件，固定鋼軌。

通過上述技術方案，在待更換軌道處通過施工便梁支撐鋼軌，以滿足列車載荷情況下的正常運行。對鋼軌支撐后，在空窗時間，拆除原有軌道設施，并鋪設無砟軌道的軌道設施，并最終拆除施工便梁，進而實現(xiàn)不停運條件下的鐵路軌道更換，安全、穩(wěn)定、高效。

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構成對本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1是本發(fā)明一個實施例中施工便梁的結構示意圖；

圖2是圖1中A區(qū)的放大圖；

圖3是圖1中B區(qū)的放大圖；

圖4是本發(fā)明一個實施例中施工便梁的架設示意圖；

圖5是本發(fā)明一個實施例中縱梁的安裝示意圖；

圖6是本發(fā)明一個實施例中橫梁的安裝縱向剖面示意圖；

圖7是本發(fā)明一個實施例中橫梁安裝橫向剖面示意圖。

附圖標記說明

1縱梁；2橫梁；3鐵座；4路基梁支座；5軌道支撐組件；6路基面；7軌枕；2.1橡膠墊板；2.2扣件鐵座；2.3絕緣軌距塊；2.4鋼軌；2.5螺栓；2.6鋼軌彈條扣件。

具體實施方式

以下結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

在本發(fā)明中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如“上、下、左、右”通常是指物品正常放置時的方位，“內(nèi)、外”是指物體的內(nèi)部空間、外部空間。

基于目前尚不存在成熟、有效的，在不停運條件下進行有砟軌道向無砟軌道替換的技術。本方案給出一種用于不停運條件下更換鐵路軌道的施工便梁和施工方法。

該施工便梁用于設置于待更換軌道處，其包括：路基梁支座、縱梁、橫梁及軌道支撐組件；其中，在安裝狀態(tài)下，路基梁支座設置于待更換軌道的路基面以下，鐵路軌道的兩側分別布置有縱梁，各縱梁沿鐵路軌道的方向架設在相鄰的兩個路基梁支座之間，縱梁架設多根相互平行的橫梁，橫梁和縱梁之間可拆卸地固定；橫梁和鋼軌之間設置軌道支撐組件，以將鋼軌固定于橫梁上。

該施工方法不停運條件下的鐵路軌道更換施工方法包括：根據(jù)鐵路軌道狀況確定施工便梁的技術參數(shù)；在待更換軌道處，架設上述的施工便梁；采用分段施工方式，進行無砟軌道更換；拆除施工便梁。

在待更換軌道處通過施工便梁支撐鋼軌，以滿足列車載荷情況下的正常運行。對鋼軌支撐后，在空窗時間，拆除原有軌道設施，并鋪設無砟軌道的軌道設施，并最終拆除施工便梁，進而實現(xiàn)不停運條件下的鐵路軌道更換，安全、穩(wěn)定、高效。

接下來，通過一些具體實施例來詳細描述該技術：

本方案提供的施工便梁，應用于不停運條件下更換鐵路軌道的施工操作。該施工便梁在使用中設置于待更換軌道處，如圖1-3所示，其包括：路基梁支座4、縱梁1、橫梁2及軌道支撐組件5。縱梁設置于鐵路軌道的兩側，可以為一側一根，也可以一側多根。橫梁2為多根。其中，路基梁支座4設置于待更換軌道的路基面6以下，起到支撐的作用，該路基梁支座4可以有很多種呈現(xiàn)方式，比如：方式一，沿縱梁1安裝方向上完整的長條狀立體支座，兩側縱梁1直接設置其上；方式二，分別沿兩側縱梁1安裝方向上的兩個獨立的長條狀立體支座，兩根縱梁1分別對應設置于一個長條狀立體支座上；方式三，基于方式一或方式二的基礎上，將整體結構均勻斷開為分體結構，多個分體結構均勻(基于受力均勻，優(yōu)選)或不均勻布置。以每側一根縱梁舉例，兩根縱梁1沿鐵路軌道的方向架設在相鄰的兩個路基梁支座4之間，縱梁1和路基梁支座4之間通過螺栓2.5(可拆卸連接的一種方式，在其他實施例中，可以采用其他方式)固定；兩根縱梁1架設多根相互平行的橫梁2，橫梁2和縱梁1之間通過螺栓2.5固定；橫梁2和鋼軌2.4之間設置軌道支撐組件5，以將鋼軌2.4固定于橫梁2上。其中路基梁支座4、縱梁1、橫梁2的尺寸、類型、布置方式(比如：高度、寬度、間隔距離等)都需要根據(jù)更換現(xiàn)場的場景及鐵路軌道的線路狀況來具體確定。

以5.85m路基施工便梁為例，構件表見表1。

表1

在縱梁1架設過程中，需要考慮兩根縱梁1之間的位置關系，以及縱梁1與路基梁支座4之間的位置關系，首先縱梁1需處于路基梁支座4的中部，且兩根縱梁1立于路基梁支座4上會形成類長方形結構，兩根縱梁1為類長方形的兩個長邊，為了盡可能達到兩根縱梁1的相互平行，確定以兩根縱梁1為長邊的類長方形中，對角線之差小于或等于15毫米。

縱梁1在軸向上等間距設置多組第一安裝孔，每組第一安裝孔可以為4個、6個，每組的多個第一安裝孔構成一個穩(wěn)定的受力結構。橫梁2的兩端分別設置一組第二安裝孔，第二安裝孔保持與第一安裝孔一一對應(位置、大小等)。在縱梁1和橫梁2二者的連接處，二者之間設置鐵座3。具體為，每組第一安裝孔上設置鐵座3，鐵座3上放置橫梁2，第一安裝孔和第二安裝孔位置對應，聯(lián)接螺栓2.5從中穿過，并擰緊。

同理，兩根橫梁2之間也需要上述類似的限定標準。不過基于縱梁1上開有多組第一安裝孔，因此，對多組第一安裝孔的分布則要求縱梁1上相鄰兩組第一安裝孔，與另一縱梁1上相對應的兩組第一安裝孔組成的類長方形的對角線之差在預設范圍內(nèi)。

有關上文提到的軌道支撐組件5，其主要由橡膠墊板2.1、絕緣軌距塊2.3、鋼軌彈條扣件2.6構成，橫梁2上設置兩個用于放置鋼軌2.4的鋼軌安裝位，橡膠墊板2.1處于橫梁2的鋼軌安裝位上，鋼軌2.4置于橡膠墊板2.1上，鋼軌安裝位在平行于橫梁2方向上的兩側還設置了鋼軌彈條扣件2.6，兩個鋼軌彈條扣件2.6的內(nèi)側和鋼軌2.4的側面之間設置絕緣軌距塊2.3，鋼軌彈條扣件2.6通過扣件鐵座2.2固定在橫梁2上。

在其他實施例中，比如當施工便梁的應用環(huán)境為曲線段軌道時，縱梁1上部加設橫向支撐，路基梁支座4設置超高結構。

接下來給出以每側一個縱梁為例對本技術中利用上述施工便梁在不停運條件下的更換鐵路軌道的施工方法進行詳細說明。該施工方法其包括：

步驟110，根據(jù)鐵路軌道狀況確定施工便梁的技術參數(shù)；

鐵路軌道狀況包括：軌道所屬環(huán)境、軌道狀況；其中，軌道所屬環(huán)境包括：鐵路路基、隧道架空線路、小橋涵施工；所述軌道狀況包括：線路鋼軌不輕于43kg/m，直線和曲線地段行車最高限速35km/h；無縫線路地段混凝土枕軌溫差值為±10℃；允許架設線路的最小曲線半徑為180m，曲線半徑小于600m；

施工便梁的技術參數(shù)包括：長度、寬度，施工便梁的縱梁1的寬度、橫梁2的寬度，鋼軌彈條扣件2.6、鐵座3、支座、絕緣軌距塊2.3、扣件鐵座2.2、橡膠墊板2.1的尺寸。

步驟210，在待更換軌道處，架設施工便梁；

如圖4、5所示，該步驟包括安設縱梁1、橫梁2和增加橫向及縱向支撐。具體為：

步驟210-1，將預設高度的多個路基梁支座4放置于待更換軌道的路基面6下方；

計算好支座高度，將路基梁支座4放置好，根據(jù)地基承載力可選擇大支座或小支座0.6x0.6m。如在曲線段，由路基梁支座4設置超高；縱梁1上部加設橫向支撐。

步驟210-2，將兩根縱梁1放置于路基梁支座4上；

將兩片縱梁1放置在支座4上，其對角線差不得大于15mm。

步驟210-3，在縱梁1的每一組第一安裝孔上放置鐵座3；

鐵座3放在縱梁1有孔部位的旁邊備用。

步驟210-4，將多個橫梁2逐一架設在兩根縱梁1之間，橫梁2兩端的一組第二安裝孔與一組第一安裝孔位置對應，穿設連接螺栓2.5并擰緊；橫梁2處于軌枕7之間；

如圖6、7所示，安裝橫梁2的位置安設在兩根軌枕7間。在軌枕7間挖開0.35m×0.35m橫槽，同時開挖橫槽應間隔1根橫梁2的位置；

將橫梁2穿入橫槽，對準縱梁1的連接孔位，將鐵座3置于縱梁1和橫梁2之間并將四孔位對正，調(diào)整橫梁2位置，上緊聯(lián)接螺栓2.5。

步驟210-5，在每一個橫梁2的鋼軌2.4安裝位中安裝橡膠墊板2.1和絕緣軌距塊2.3，鋼軌2.4置于橡膠墊板2.1上，在橫梁2和鋼軌2.4間安裝鋼軌彈條扣件2.6。

安裝橡膠墊板2.1和絕緣軌距塊2.3，使用專用彈條扳手安裝鋼軌彈條扣件2.6。逐次扒除道渣，將所有橫梁2按圖6所示聯(lián)接到位。架設過程中，所有螺栓2.5、橡膠墊板2.1及鋼軌彈條扣件2.6不得漏裝。

在其他實施例中，曲線上使用路基施工梁應在曲線上股縱梁加橫撐，增加其橫向阻力，防止脹軌。

步驟310，進行無砟軌道更換；

無砟軌道的更換包括施工前準備工作和無砟軌道的施工。

施工前準備工作包括如下步驟：

310-1，確認施工便梁在列車荷載作用下能夠安全支撐。

310-2，拆除原有的混凝土軌枕7，并運至安全區(qū)域，不影響列車在施工間歇期的通行。

310-3，刨除更換道床段落的全部碎石，并運走。

310-4，測量隧道底部至軌面的距離，確保軌道板底座、軌道板彈性墊層、軌道板的安裝空間。

無砟軌道的施工以CRTS 1型板式無砟軌道板為例，進行說明，其主要施工步驟包括：

310-5，安裝軌道板混凝土底座模板，澆筑混凝土。

310-6，在軌道板底座具備一定強度后，鋪設軌道板。

鋪設軌道板主要包括如下步驟：

1)撤施工便梁橫梁

因施工便梁的橫梁高30cm，且間距較小，必須先撤除橫梁。選擇天窗時間較長的節(jié)點施工，拆除10m長度范圍內(nèi)的橫梁，預計更換2塊軌道板。

2)軌道板粗鋪

軌道板宜采用專用施工設備鋪設，軌道板初鋪后，立即安排人員和工具對軌道板進行初步調(diào)整，盡量把軌道板調(diào)整到輪廓線位置。

3)軌道板精調(diào)

軌道板精調(diào)采用自動跟蹤全站儀配速調(diào)標架，軌道板的調(diào)整量通過三向千斤頂調(diào)節(jié)，行程0.5mm。曲線地段要調(diào)整好每塊軌道板的偏角，并用弦測法校核。

4)臨時支撐軌道板

調(diào)節(jié)軌道板墊塊，使墊塊充滿鋼軌縱向，橫向左右兩側各30cm以上，使列車荷載能夠均勻傳遞至支座及隧道底部。增加側向軌道板穩(wěn)定支撐。

5)CA砂漿灌注

砂漿的攪拌工藝必須嚴格按照砂漿車設定的參數(shù)攪拌，禁止任何人調(diào)整。

6)凸形擋臺混凝土施工和灌注樹脂

后施工凸形擋臺時，軌道板灌注砂漿3天后，放樣凸形擋臺的位置，澆注混凝土；先施工凸形擋臺時，灌注砂漿3天后，進行軌道板與凸形擋臺之間的樹脂灌注，保證間隙在3-6cm之間。

步驟410，拆除施工便梁。

無砟軌道結構施工完成后，待砂漿強度達到設計要求后，拆除臨時施工便梁。

無砟軌道結構施工完成后，待砂漿強度達到設計要求后，需恢復列車通行，撤除軌道板縱橫向支撐，拆除臨時施工便梁。主要拆除縱梁及路基梁支座，橫梁全部拆除后安裝完成軌道板，即可拆除主縱梁。然后迅速拆除路基梁支座。補齊線路設備，加強養(yǎng)護，及時處理超限處所。待線路變化趨于穩(wěn)定后，進入下一段循環(huán)作業(yè)。

以上結合附圖詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術構思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合。為了避免不必要的重復，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應當視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。