阅读说明：本技术 无砟轨道伤损轨枕更换方法 (Method for replacing damaged sleeper of ballastless track ) 是由 李中国 蔡德钩 张千里 陈锋 姚建平 郭增强 刘景宇 邓逆涛 闫鑫 王鹏程 闫宏 于 2020-06-23 设计创作，主要内容包括：高速铁路无砟轨道伤损轨枕更换方法,包括：更换步骤为先拆除已经伤损的轨枕,然后安装新轨枕固定后,重新将新轨枕与轨道板浇筑成整体。在所述破拆范围的边界进行适当深度的切割,采用高压水射流切割所述破拆范围内的区域,将轨道板内多条纵向钢筋截开,轨枕替换并固定,将截断的多条纵向钢筋连接,破拆部位浇筑混凝土或砂浆将新轨枕与轨道板浇筑成整体并进行并整平养护,对替换轨枕的两侧进行临时支撑,天窗时间结束前,重新松开轨枕上的扣件螺栓及,撤除轨枕下的垫板,待浇筑混凝土或砂浆强度达到设计强度后恢复扣件。该方法不会在既有混凝土内形成新的裂缝,不破损原结构钢筋,施工范围精确,且拆除后的混凝土界面粗糙,粘结力强,有利于新旧混凝土的粘结,整体性更好。(The method for replacing the damaged sleeper of the ballastless track of the high-speed railway comprises the following steps: and the replacing step comprises the steps of firstly removing the damaged sleeper, then installing a new sleeper for fixing, and then pouring the new sleeper and the track slab into a whole again. Cutting at a proper depth on the boundary of the demolition range, cutting the area in the demolition range by adopting high-pressure water jet, cutting off a plurality of longitudinal steel bars in the track slab, replacing and fixing the sleeper, connecting the plurality of cut longitudinal steel bars, pouring concrete or mortar at the demolition position to pour a new sleeper and the track slab into a whole and carry out leveling maintenance, temporarily supporting two sides of the replaced sleeper, loosening a fastener bolt on the sleeper again before the skylight time is over, removing a base plate below the sleeper, and recovering the fastener after the strength of the concrete or mortar to be poured reaches the designed strength. The method can not form new cracks in the existing concrete, does not damage the original structural steel bars, has accurate construction range, rough concrete interface after being dismantled, strong bonding force, is beneficial to bonding new and old concrete, and has better integrity.)

无砟轨道伤损轨枕更换方法

技术领域

本发明涉及高速铁路无砟轨道技术领域，具体涉及高速铁路无砟轨道伤损轨枕更换方法。

背景技术

至2019年底，我国高速铁路运营里程已经达到3.5万公里，其中绝大部分轨道结构为无砟轨道。双块式无砟轨道是我国高速铁路无砟轨道结构的主要类型之一，具有结构形式统一、建造成本较低等优点。无砟轨道作为行车基础，长期暴露在复杂的自然环境中，受列车荷载、温度、雨水等因素的长期作用，轨道结构易出现伤损，影响轨道的整体强度，出现轨枕档肩破损脱离、轨枕松动、新旧混凝土接触面的裂缝、轨枕渗浆等问题。较为严重时，会造成轨枕空吊，挡肩侧向抗力降低，螺栓孔锚固力不足等问题，最终影响行车平稳性和安全性。当原有轨枕已经失效时，需要进行轨枕更换。无砟轨道床板为钢筋混凝土结构，更换轨枕时需要将原轨枕拆除，再更换新轨枕后浇筑成整体。无砟轨道床板的混凝土的强度较高，在拆除轨枕时，需要凿除道床板混凝土，传统方法对不需要拆除的混凝土影响较大，且受轨道板内钢筋的限制破拆难度大，后期整体性较差。

现有的无砟轨道轨枕更换，通常采用切割方法、震动冲击等方法将轨枕伤损进行切割，破碎时无法对轨道板内配筋进行保护，破碎时对保留的混凝土伤损大，更换后整体性效果差，因此，很少能够实施。传统的混凝土破碎方法通常采用机械方式对其进行破碎，传统的破碎方法有冲击破碎、锯片切割、重锤锤击等。切割方法会切断结构内钢筋，重新连接钢筋时仍需要凿除混凝土才能对钢筋进行连接，对于配筋的道床板结构不适用；锤击及冲击方式破拆时造成附近本来完好的混凝土本体因振动而造成新的微裂纹，进而加剧混凝土的损坏，用此方法更换轨枕时，旧混凝土截面存在伤损层，更换轨枕后整体性较差；锤击及冲击破碎时由于钢筋的阻碍，破碎效率低；钢筋一旦切断后，道床的整体性被破坏，更换不能及时完成，会增加临近轨枕破坏的风险。既有的锤击及冲击方式在既有混凝土内形成较深的破损裂缝，使界面在既有混凝土一侧造成伤损层强度大大降低，修复后界面仍是薄弱层，会造成二次损坏。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种高速铁路无砟轨道伤损轨枕更换方法。本方法将超高压水射流破碎方法应用在无砟轨道轨枕破拆中，对双块式轨枕甚至其他类型轨枕的更换起到很好的效果。

本发明采用如下的技术方案实现：

本发明公开了一种高速铁路无砟轨道伤损轨枕更换方法,所述方法包括如下步骤：

与现有技术相比，本发明有如下有益的技术效果：

(1)本发明不会在既有混凝土内形成新的裂缝；

(2)本发明不破损原结构钢筋，高压水只对混凝土作用，钢筋不会受到伤损，混凝土清除后，钢筋会较好的保留。

(3)本发明施工范围精确，高压水射流由于水流细小，工作台可以被精确控制，因此可以精确控制施工范围。

(4)拆除后的混凝土界面粗糙，粘结力强，有利于新旧混凝土的粘结，整体性更好。

附图说明

图1是本发明的高速铁路无砟轨道伤损轨枕更换方法的流程图；

图2是本发明的采用高压水射流破碎所述破拆范围内的区域的道床板混凝土的方法流程图；

图3是本发明的待更换已伤损轨枕的原始状态；

图4是本发明的在待更换的已伤损轨枕上标记出破拆范围的施工现场图；

图5是本发明的高压水射流切割的施工现场图；

图6是本发明的将两个平行钢轨之间的上层多条纵向钢筋截断，并将截断的钢筋向上弯折的施工现场图；

图7是本发明的轨枕替换过程中的将伤损轨枕上的和伤损轨枕两侧的用于固定钢轨的扣件螺栓及扣件松开，并将钢轨用千斤顶顶起一定高度的施工现场图；

图8是本发明的将伤损轨枕横向钢筋抽出，将新的替换轨枕和新的横向钢筋放入，并将所述替换轨枕的位置对齐的施工现场图；

图9是撤出千斤顶，将钢轨恢复原位，将替换轨枕上的以及替换轨枕两侧的已松开的扣件螺栓及扣件全部重新扣紧恢复的施工现场图；

图10是将已截断的多条纵向钢筋扳直，使每条纵向钢筋的原截断位置对齐，将已截断的多条纵向钢筋进行连接恢复施工现场图；

图11是采用混凝土或砂浆将破拆范围内的区域进行浇筑并抹面整平，对浇筑后的混凝土或砂浆进行养护的施工现场图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

本发明提供了一种高速铁路无砟轨道伤损轨枕更换方法，该方法包括如下步骤，如图1所示：

如图3所示，是已经伤损的待更换的轨枕的原始状态。

步骤S100,在待更换的伤损轨枕周围标记出拆除伤损轨枕需要的破拆范围,用混凝土切割机在所述破拆范围的边界进行适当深度的切割，然后在所述破拆范围外用金属板覆盖，所述金属板对所述破拆范围的边界外的道床板进行保护。如图4所示。

具体的，所述金属板对破拆范围外的道床板进行保护。通过步骤S100，使得切割面整齐。

步骤S200,采用高压水射流破碎所述破拆范围内的区域的道床板混凝土。

具体的，如图5所示，包括如下步骤:

步骤S210,将切割设备的高压水射流喷头固定，调整好所述喷头角度和所述喷头距离破拆面的距离；

步骤S220,开启所述切割设备的高压泵对所述切割设备进行调试；

步骤S230,确认所述切割设备调试正常后，打开所述喷头的阀门开始对所述破拆范围内的区域进行破碎，从所述破拆范围内的区域的一侧边界开始，破碎切口缓慢向另一侧边界移动，然后再移动到所述一侧边界，再缓慢向所述另一侧边界移动，如此往复循环；

步骤S240,横向及纵向调整所述喷头的角度，对钢轨及钢筋遮挡部位以及其他没有破碎完成的部位进行重点破碎，确保伤损轨枕及破拆范围内的道床板内的钢筋全部露出；如果在一个天窗时间内，没有完成破拆，则在破拆范围外的钢轨下放置绝缘垫块进行临时支撑，然后开通线路，在下一个天窗时间内继续破拆，所述天窗时间为中途没有列车经过的维修作业时间。

具体的，破碎过程中如果一次未能破碎到预定深度，则进行下一次的破碎，每次破碎都会破碎一定深度，分多次破碎至预定深度。所述预定深度为5-10cm。

具体的，所述预定深度为道床板钢筋保护层的厚度，且不大于10cm。

具体的，高压水射流破碎的破碎压力不大于250Mpa，采用人工操控或自动化控制进行破碎操作，采用车载或带轮的平板小车承载高压水射流喷头。

更换时，破拆范围的纵向距离为伤损轨枕的宽度。

步骤S300,将露出的道床板内的上层多条纵向钢筋截断，并将截断的钢筋向上弯折。如图6所示。

所述截断的钢筋向上弯折不超过90°，所述交错截开是：从距离任一钢轨最近的第一条纵向钢筋开始计数，第奇数个钢筋称为奇数钢筋，第偶数个钢筋称为偶数钢筋，在所述奇数钢筋的一端的截面截断所述奇数钢筋，在所述偶数钢筋的另一端的截面截断所述偶数钢筋；

具体的，多条纵向钢筋的截断方式是分两个不同的截面截断，截断后弯折。

步骤S400,轨枕替换：将所述伤损轨枕上的和所述伤损轨枕两侧的用于固定钢轨的扣件松开，并将钢轨用千斤顶顶起一定高度,将所述伤损轨枕的钢筋横向抽出，清理破拆范围内的底面的残渣并用清水冲洗干净，将新的替换轨枕横向放入，并将新的替换轨枕与所述被替换下来的原伤损轨枕的位置对齐。如图7和图8所示。

具体的，将新的替换轨枕自路肩侧钢轨下方横向放入。

具体的，步骤S400中，所述扣件距离所述待更换轨枕的距离不大于20m，所述钢轨被顶起的高度不大于40cm。

步骤S500,撤出所述支顶钢轨的千斤顶，将所述钢轨恢复原位，将所述替换轨枕上的以及所述替换轨枕两侧的已松开的所述扣件全部重新扣紧恢复。如图9所示。

具体的，拆除伤损轨枕、更换新的替换轨枕的过程中，将钢轨顶起来拆除旧的轨枕，更换新的替换轨枕。用扣件将新的替换轨枕固定，恢复钢筋连接。新的替换轨枕所使用的扣件与两侧相邻的轨枕所使用的扣件规格相同。

步骤S600,将步骤S300中的已截断的多条所述纵向钢筋扳直，使每条所述纵向钢筋的原截断位置对齐，将已截断的多条所述纵向钢筋进行连接恢复。如图10所示。

具体的，采用焊接、机械压接或钢筋帮焊方式将已截断的多条所述纵向钢筋进行连接恢复；接头方式也可以是对接、套筒连接等。

步骤S700,在破拆范围内的区域的界面涂刷混凝土界面剂，将破拆范围内的区域采用混凝土或砂浆进行浇筑密实并抹面整平，对浇筑后的所述混凝土或砂浆进行养护。如图11所示。

采用早强、高强、弱收缩的高性能混凝土或砂浆，浇筑前对破拆后的底面进行清理，并在所述底面涂刷界面剂。

步骤S800,天窗时间结束前，重新松开所述替换轨枕上的所述扣件，撤除所述替换轨枕下的垫板，对所述替换轨枕的两侧进行临时支撑，使钢轨与所述替换轨枕不接触，然后开通线路。

具体的，线路开通前，将轨下垫板撤出，防止列车荷载振动对浇筑材料产生影响。

在替换轨枕未工作前，采用钢轨下临时支撑，对所述替换轨枕的两侧进行临时支撑所采用支撑块为金属块或非金属块，对所述金属块与钢轨之间进行绝缘处理。

步骤S900,下一个天窗时间内，继续对混凝土或砂浆进行养护，待混凝土或砂浆的强度达到要求后拆除钢轨的临时支撑并将所述替换轨枕两侧的已松开的所述扣件全部重新扣紧恢复，整治结束。

拆除涉及轨道电路时，需要将轨道电路结构恢复。

第二天窗时间混凝土强度达到要求后，恢复扣件，整治结束。

具体的，在进行高压水射流破碎作业时，在作业位置四周设置防水隔离围挡。

综上所述，本发明提供了一种高速铁路无砟轨道伤损轨枕更换方法，包括：步骤S100,在待更换的伤损轨枕周围标记出拆除伤损轨枕需要的破拆范围,用混凝土切割机在所述破拆范围的边界进行适当深度的切割，然后在所述破拆范围外用金属板覆盖，所述金属板对所述破拆范围的边界外的道床板进行保护；步骤S200,采用高压水射流破碎所述破拆范围内的区域的道床板混凝土；步骤S300,将露出的道床板内的上层多条纵向钢筋截断，并将截断的钢筋向上弯折；步骤S400,轨枕替换：将所述伤损轨枕上的和所述伤损轨枕两侧的用于固定钢轨的扣件松开，并将钢轨用千斤顶顶起一定高度,将所述伤损轨枕的钢筋横向抽出，清理破拆范围内的底面的残渣并用清水冲洗干净，将新的替换轨枕自路肩侧钢轨下方横向放入，并将新的替换轨枕与所述被替换下来的原伤损轨枕的位置对齐；步骤S500,撤出所述支顶钢轨的千斤顶，将所述钢轨恢复原位，将所述替换轨枕上的以及所述替换轨枕两侧的已松开的所述扣件全部重新扣紧恢复；步骤S600,将步骤S300中的已截断的多条所述纵向钢筋扳直，使每条所述纵向钢筋的原截断位置对齐，将已截断的多条所述纵向钢筋进行连接恢复；步骤S700,在破拆范围内的区域的界面涂刷混凝土界面剂，将破拆范围内的区域采用混凝土或砂浆进行浇筑密实并抹面整平，对浇筑后的所述混凝土或砂浆进行养护；步骤S800,天窗时间结束前，重新松开所述替换轨枕上的所述扣件，撤除所述替换轨枕下的垫板，对所述替换轨枕的两侧进行临时支撑，使钢轨与所述替换轨枕不接触，然后开通线路；步骤S900,下一个天窗时间内，继续对混凝土或砂浆进行养护，待混凝土或砂浆的强度达到要求后拆除钢轨的临时支撑并将所述替换轨枕两侧的已松开的所述扣件全部重新扣紧恢复，整治结束。该方法不会在既有混凝土内形成新的裂缝，不破损原结构钢筋，施工范围精确，且拆除后的混凝土界面粗糙，粘结力强，有利于新旧混凝土的粘结，整体性更好。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。