自适应管片弧度的盾构电机车编组轨道系统及其施工方法
阅读说明：本技术 自适应管片弧度的盾构电机车编组轨道系统及其施工方法 (Shield electric locomotive marshalling track system self-adapting to duct piece radian and construction method thereof ) 是由 李兆国 鱼志鸿 魏子青 葛晓波 何伟 于 2020-12-04 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种自适应管片弧度的盾构电机车编组轨道系统及其施工方法,其中,轨道系统包括供安装至少二轨道的轨枕,轨枕的底部两侧铰接有至少一对可调节支腿；链板组件,链板组件包括固定于轨枕下方的管片上的链板以及用于一一连接轨枕上的轨道的可调节拉结组件,可调节拉结组件长度可调地连接于链板上。本发明的轨道系统通用性强,周转性好,可灵活调节,受力性能好,同时,结构施工调节操作简单、方便。(The invention relates to a shield electric locomotive marshalling track system adaptive to the radian of a duct piece and a construction method thereof, wherein the track system comprises a sleeper for mounting at least two tracks, and two sides of the bottom of the sleeper are hinged with at least one pair of adjustable supporting legs; the chain plate assembly comprises chain plates fixed on the pipe pieces below the sleepers and adjustable tie assemblies used for connecting the rails on the sleepers one by one, and the adjustable tie assemblies are connected to the chain plates in a length-adjustable mode. The track system has strong universality, good turnover, flexible adjustment and good stress performance, and meanwhile, the structure construction adjustment is simple and convenient to operate.)
技术领域
本发明涉及盾构施工领域，尤指一种自适应管片弧度的盾构电机车编组轨道系统及其施工方法。
背景技术
目前国内城市轨道交通及市政工程中盾构法施工应用广泛，而电机车编组是盾构施工出渣进料应用最多的设备，电机车编组则依赖其专用的轨道系统来运行。轨道系统的主要构成有：型钢制作或其他类型的钢制轨枕，钢轨，轨距拉杆，固定轨道与轨枕的压板或卡具等，将轨道固定在隧道底部的支撑连接部件等。
随着技术发展，盾构隧道半径越来越大，管片也相应变化，现有的电机车轨道系统已渐渐暴露出不适应的情况，其存在的主要缺点有：
(1)轨枕为按照特定的管片弧度制作的定型钢构件，对于不同半径和弧度的管片难以较好的适应，在管片尺寸不同的工程间周转性、通用性较差。
(2)受制于轨道压板、卡具形式，钢轨间距不可调，不同轨距的电机车编组间不通用，不可周转。
(3)轨道与管片间拉结固定的方法不够合理，目前一般采用将钢筋两端分别焊接在轨枕和两侧管片螺栓上的方式进行加固，受螺栓孔位置的影响，拉结钢筋不能有效将轨道拉紧在管片上，轨道容易发生水平位移和纵向翘曲。
因此，需要一种更新型的适应性强的轨道结构来应对实际施工中的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术缺陷，提供一种自适应管片弧度的盾构电机车编组轨道系统及其施工方法，可用于不同内径和弧度的盾构隧道管片，通用性强，周转性好，同时，可调节拉结组件在保证拉紧固定性能的同时可配合轨枕灵活调节，使受力体系更合理，变形、受力性能更好，整个轨道系统施工调节操作简单、方便。
实现上述目的的技术方案是：
本发明提供一种自适应管片弧度的盾构电机车编组轨道系统，包括：
供安装至少二轨道的轨枕，所述轨枕的底部两侧铰接有至少一对可调节支腿；
链板组件，所述链板组件包括固定于所述轨枕下方的管片上的链板以及用于一一连接所述轨枕上的轨道的可调节拉结组件，所述可调节拉结组件长度可调地连接于所述链板上。
本发明自适应管片弧度的盾构电机车编组轨道系统的进一步改进在于，所述可调节支腿包括呈V字型连接的两个支脚，两个所述支脚的连接处与所述轨枕的底部相铰接。
本发明自适应管片弧度的盾构电机车编组轨道系统的进一步改进在于，所述可调节拉结组件包括一花篮螺栓，所述花篮螺栓一端的螺丝通过一连接件与所述链板连接，所述花篮螺栓另一端的螺丝与所述轨道的底部翼缘连接。
本发明自适应管片弧度的盾构电机车编组轨道系统的进一步改进在于，所述连接件包括铁链或拉簧。
本发明自适应管片弧度的盾构电机车编组轨道系统的进一步改进在于，所述链板设有第一通孔和第二通孔，所述管片上的螺栓穿过所述第一通孔与所述链板栓接，所述连接件的一端穿过所述第二通孔与所述链板扣接。
本发明自适应管片弧度的盾构电机车编组轨道系统的进一步改进在于，所述轨枕上还设有至少一对夹具，每个所述轨道通过每个所述夹具卡设于所述轨枕上。
本发明自适应管片弧度的盾构电机车编组轨道系统的进一步改进在于，所述夹具包括相对设置于轨道两侧的轨枕上的一对滑轨，每一个所述滑轨中滑动连接一滑块，所述滑块远离所述轨道的一端抵设一螺杆，所述螺杆与固接于所述轨枕的螺母螺接，当拧动两侧螺杆抵住一对所述滑块的一端向靠近所述轨道的方向相向滑动时，一对所述滑块的另一端共同卡设轨底于所述轨枕上。
本发明还提供一种自适应管片弧度的盾构电机车编组轨道系统的施工方法，其特征在于，包括：
提供至少二轨道和轨枕，将所述轨道的底部翼缘与所述轨枕上表面贴合，将所述轨道设于所述轨枕的顶部；
提供至少一对可调节支腿，将所述可调节支腿铰接于所述轨枕的底部两侧，将所述轨枕通过所述可调节支腿置于管片上，在重力作用下，所述可调节支腿根据管片内弧面相对所述轨枕旋转至底部与所述管片贴合；
提供链板组件，包括链板及长度可调地连接于所述链板上的至少二可调节拉结组件，将所述链板固定于所述轨枕下方的所述管片上，将所述可调节拉结组件一一连接于所述轨道的底部翼缘，调节所述可调节拉结组件将所述轨道拉紧固定于所述管片。
本发明自适应管片弧度的盾构电机车编组轨道系统的施工方法的进一步改进在于，每一所述可调节支腿包括呈V字型连接的两个支脚，两个所述支脚的连接处与所述轨枕的底部相铰接；
在将所述轨枕通过所述可调节支腿置于管片上的步骤中，包括：
吊装所述轨枕至管片上的待安装位置并逐渐下放所述轨枕，所述可调节支腿的下端在接触所述管片内弧面后顺着所述内弧面相对于所述轨枕旋转；
继续下放所述轨枕，直至所有所述支脚的底部均与所述内弧面相贴合。
本发明自适应管片弧度的盾构电机车编组轨道系统的施工方法的进一步改进在于，当轨道系统在轨道曲线段设置轨面超高时，调整可调节拉结组件的长度使轨道系统贴合管片内弧面移动，调整轨道中线偏移隧道中线的横向间距，进而调整轨道曲线段的轨面与轨道直线段的轨面间的竖向间距以符合预设的超高。
本发明自适应管片弧度的盾构电机车编组轨道系统及其施工方法的有益效果：
通过铰接于轨枕的可调节支脚使轨道结构可用于不同弧度的盾构隧道管片，通用性强，周转性好，同时，可调节拉结组件在保证拉紧固定轨道的同时可配合轨枕灵活调节，使受力体系更合理，变形、受力性能更好，整个轨道系统施工调节操作简单、方便。
进一步的，轨道间距可通过夹具调节，以适应不同轨距的电机车编组间通用，增加轨道系统的周转性。
附图说明
图1为本发明自适应管片弧度的盾构电机车编组轨道系统的结构示意图。
图2为本发明自适应管片弧度的盾构电机车编组轨道系统的施工方法的步骤流程图。
图3为本发明自适应管片弧度的盾构电机车编组轨道系统的施工方法的中将轨道设于轨枕上的结构示意图。
图4为本发明自适应管片弧度的盾构电机车编组轨道系统的施工方法中将可调节支腿铰接于轨枕后并置于管片上的结构示意图。
图5为本发明自适应管片弧度的盾构电机车编组轨道系统的施工方法中使用夹具卡设轨道的结构示意图。
图6为本发明自适应管片弧度的盾构电机车编组轨道系统的施工方法中使用拉簧作为连接件的结构示意图。
图7为本发明自适应管片弧度的盾构电机车编组轨道系统的施工方法中在轨道曲线段设置轨面超高后的结构示意图。
附图标记：
1-轨道，2-轨枕，3-链板组件，31-链板，32-可调节拉结组件，32-连接件，322-花篮螺栓，4-夹具，41-滑轨，42-滑块，43-螺杆，44-螺母，5-第一通孔，6-第二通孔，7-管片，8-可调节支腿，A1-隧道中线，A2-轨道中线，B1-轨道直线段的轨面，B2-轨道曲线段的轨面，x-横向间距，h-竖向间距。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例一
参阅图1，本发明提供自适应管片弧度的盾构电机车编组轨道系统，包括:
供安装至少二轨道1的轨枕2，轨枕2的底部两侧铰接有至少一对可调节支腿8；
作为本发明自适应管片弧度的盾构电机车编组轨道系统的一较佳实施例，轨枕2均由钢制部件组成，轨枕2的上表面水平，轨枕2的下表面的两侧包括两个凸出部，每个凸出部上开设通孔，对应的，还包括一对可调节支腿8，可调节支腿8包括呈V字型连接的两个支脚，两个支脚的连接处也开设有通孔，通过销轴对应穿过轨枕2和两个支脚的连接处的通孔并固定，从而将可调节支腿8铰接于轨枕2的底部两侧，当然，也可以通过其他方式使可调节支腿8铰接于轨枕2的底部，需要说明的是，可调节支腿8的结构强度以及可调节支腿支腿8和轨枕2的铰接处的结构强度均经过校算以满足使用的强度要求，在其他实施例中，所述可调节支腿8的数量可以为两个以上，以更好的支撑轨枕2。
链板组件3，包括固接于轨枕2下方的管片7上的链板31以及用于一一连接轨枕2上的轨道1的可调节拉结组件32，可调节拉结组件32长度可调地连接于链板3上。
作为本发明自适应管片弧度的盾构电机车编组轨道系统的一较佳实施例，可调节拉结组件32包括一花篮螺栓322，花篮螺栓322一端的螺丝通过一连接件32与链板31连接，花篮螺栓322另一端的螺丝与轨道1的底部翼缘连接，具体的，花篮螺栓322为工程中常用的结构，即一端的螺丝端部为环状，另一端的螺丝端部为钩状，连接件32可选用铁链，当然，在考虑拉紧装置有更好的柔性以适应轨道1的少量形变时，可将铁链替换为拉簧，轨道1为常用的包括轨道的头部翼缘、轨腰和轨道的底部翼缘的工字结构，当连接件32选用铁链时，将铁链一端的环部扣合于花篮螺栓322一端螺丝的环部，或者，当连接件32选用拉簧时，将拉簧一端的钩部勾接于花篮螺栓322一端螺丝的环部，从而实现连接件32与花篮螺栓322的连接，花篮螺栓322另一端螺丝的钩部勾接于轨道1的底部翼缘。
本实施例中，链板31设有第一通孔5和第二通孔6，管片7的螺栓穿过第一通孔5与链板31栓接，连接件32的一端穿过第二通孔6与链板31扣接，具体的，链板31为一块三角形钢板，优选等腰三角形，其顶角处开设有第一通孔5，第一通孔5的直径与管片7的螺栓的直径相当，供管片7的螺栓的螺丝穿过，螺母螺合于管片7的螺栓的螺丝上并拧紧从而使链板31与管片螺栓栓接，需要注意的是，在拧紧管片螺栓时，链板31的顶角部分卡设于用于设置管片7的螺栓的凹槽中，较佳的，此时的链板31呈倒三角状，两侧的底角对称于管片7的螺栓两侧，两侧的底角对称开设有两个第二通孔6，当连接件32选用铁链时，将铁链另一端的环部扣合于第二通孔6，或者，当连接件32选用拉簧时，将拉簧另一端的钩部勾接于第二通孔6，通过将链板31栓接于管片7，花篮螺栓322勾接于轨道1的底部翼缘从而连接轨道1，链板31和花篮螺栓322间通过连接件32连接形成整体的链板组件3，调节花篮螺栓322之间螺丝的松紧即可调节整个链板组件3的长度，实现了既能拉紧固定轨道1也可配合轨枕2灵活调节的目的。作为本发明自适应管片弧度的盾构电机车编组轨道系统的一较佳实施例，轨枕2上还设有至少一对夹具4，每个轨道1通过每个夹具4卡设于轨枕2上。具体的，夹具4包括相对设置于轨道1两侧的轨枕2上的一对滑轨42，每一个滑轨42中滑动连接一滑块41，滑块41远离轨道1的一端抵设一螺杆43，螺杆43与固接于轨枕2的螺母44螺接，本实施例中，滑轨42为一矩形块，其中开有供容置滑块41的滑槽，滑块41的下部两侧凸出有翼缘，滑块41通过两侧的翼缘卡设于滑槽内，并能朝着靠近轨道1或者远离轨道1的方向滑动，滑块41靠近轨道1的一侧为一锥块，锥块头部凸出延伸至滑块41外侧与轨枕2底部距离一定高度，滑块41远离轨道1的一侧为一平面壁，螺杆43的一端的端头抵设于滑块41的平面壁并螺接于螺母44，螺母44的下端通过一固定块与轨枕2的上表面焊接，需要说明的是，滑块41在滑轨42中滑动时，滑块41始终与滑轨42保持连接，滑块41的锥块头部距离轨枕2的高度介于轨道1的底部翼缘的最大厚度和最小厚度之间，当拧动两侧螺杆43抵住一对滑块41的平面壁向靠近轨道1的方向相向滑动时，一对滑块41的锥块头部共同卡设轨道1的底部翼缘于轨枕2上，可以理解，此时轨道1的底部翼缘相当于楔形销结构销紧于滑块41的锥块头部距离轨枕2的高度空隙之间，滑块41的锥块头部相当于扣件的压板能够卡设紧固轨道1的底部翼缘，满足使用要求。当然，当拧动两侧螺杆43向远离轨道1的方向相背移动时，滑块41可以向远离轨道1的方向滑动，以松开对轨道1的卡设进行相应调整，或者在不松开滑块41的卡设状态下直接通过旋转调节螺杆43即可对应调整滑块41的位移，进一步控制一对轨道1之间的轨距，当存在多对轨道1时，可以对应设置多对夹具4，以适应不同轨距的电机车编组间通用，增加轨道系统的周转性。
实施例二
参考图2，示出了本发明自适应管片弧度的盾构电机车编组轨道系统的施工方法的步骤流程图，结合参考图3至图7，本发明还提供一种自适应管片弧度的盾构电机车编组轨道系统的施工方法，包括：
提供至少二轨道1和轨枕2，将轨道1的底部翼缘与轨枕2上表面贴合，将轨道1设于轨枕2的顶部。
参考图3，作为本发明自适应管片弧度的盾构电机车编组轨道系统的施工方法一较佳实施例，轨道1的数量为两个，较佳的，对称设于轨枕2的顶部，可以通过常用的中间联结零件(图未示)将轨道1紧扣于轨枕2上以稳固轨道1。
参考图4，在本实施例中，较佳的，在将轨道1设于轨枕2的顶部时，可以提供至少一对如上述实施例一中的夹具4，将一对滑轨41相对设置于轨道1两侧并焊接于轨枕2上，较佳的，滑轨41对称设置，将一对螺母44相对焊接于轨道1两侧的轨枕上，需要说明的是，螺母44的设置在距离轨道1较滑轨41距离轨道1更远的位置，以留出螺杆43抵顶滑块42的空间，在每个螺母44中对应螺接入螺杆43，并拧紧螺杆43使其一端抵住并推送滑块42向靠近轨道1的方向相对滑动，直至滑块42的一端卡紧轨道1的底部翼缘于轨枕2上停止。
当然，当拧动两侧螺杆43向远离轨道1的方向相背移动时，滑块41可以向远离轨道1的方向滑动，以松开对轨道1的卡设进行相应调整，或者在不松开滑块41的卡设状态下直接通过调节螺杆43的旋紧长度即可对应调整滑块41的位移，进一步控制一对轨道1之间的轨距，当存在多对轨道1时，可以对应设置多对夹具4，以适应不同轨距的电机车编组间通用。
提供至少一对可调节支腿8，将可调节支腿8铰接于轨枕2的底部两侧，将轨枕2通过可调节支腿8置于管片7上，在重力作用下，可调节支腿8根据管片7内弧面相对轨枕2旋转至底部与管片7贴合。
参考图5，作为本发明自适应管片弧度的盾构电机车编组轨道系统的施工方法一较佳实施例，可调节支腿8的数量为两个，较佳的，可调节支腿8对称的铰接于轨枕2的底部，以增加轨枕2的稳定性，可调节支腿8包括呈V字型连接的两个支脚，轨枕2的下表面对称有两处凸出部，本实施例中，在提供上述结构的轨枕2后，在每个轨枕2下方的凸出部上各开设一个通孔，在可调节支腿8的两个支脚的连接处开设通孔，提供一对销轴(图未示)，通过销轴穿过轨枕2和两个支脚的连接处的通孔并固定，从而将可调节支腿8铰接于轨枕2底部两侧，
在将轨枕2通过可调节支腿8置于管片9上的步骤中，包括：吊装轨枕2至管片9上的待安装位置并逐渐下放轨枕2，可调节支腿8的下端在接触管片9内弧面后顺着内弧面相对于轨枕2旋转，继续下放轨枕2，直至所有支脚的底部均与内弧面相贴合。之后再继续执行后续步骤，通过可调节支腿8铰接设置于轨枕2底部根据管片7的弧度适应性调整以支撑轨枕2，满足了轨道系统在不同弧度的盾构隧道管片7的使用需求，通用性强，周转性好。
提供链板组件3，包括链板31及长度可调地连接于所述链板上的至少二可调节拉结组件32，将链板31固定于轨枕2下方的管片7上，将可调节拉结组件32一一连接于轨道1的底部翼缘，调节可调节拉结组件32将轨道1拉紧固定于管片7。
参考图1或图6，作为本发明自适应管片弧度的盾构电机车编组轨道系统的施工方法一较佳实施例，在执行步骤S3时，可以提供如上述实施例一的链板组件3，将管片7上的螺栓穿过第一通孔5与链板31栓接，将连接件32的一端穿过第二通孔6与链板31扣接，将花篮螺栓322一端的螺丝与连接件32的另一端连接，将花篮螺栓322另一端的螺丝与轨道1的底部翼缘连接，旋紧花篮螺栓322两端的螺丝，将轨道1拉紧固定于管片7上。需要说明的是，连接件32可选用铁链，当然，在考虑拉紧装置有更好的柔性以适应轨道1的少量形变时，可将铁链替换为拉簧，继续参考图1，当连接件32选用铁链时，将铁链一端的环部扣合于花篮螺栓322一端螺丝的环部，或者，继续参考图6，当连接件32选用拉簧时，将拉簧一端的钩部勾接于花篮螺栓322一端螺丝的环部，从而实现连接件32与花篮螺栓322的连接。
参考图7，作为本发明自适应管片弧度的盾构电机车编组轨道系统的施工方法一较佳实施例，当轨道系统在轨道1曲线段设置轨面超高时，调整可调节拉结组件32的长度使轨道系统贴合管片7内弧面移动，调整轨道中线A2偏移隧道中线A1的横向间距x，进而调整轨道曲线段的轨面B2与轨道直线段的轨面B1间的竖向间距h以符合预设的超高。具体的，继续参考图7，可调节拉结组件32选用如实施例一的结构时，可以通过调节一侧的花篮螺栓322的螺丝增加长度，控制另一侧的可调节支腿8的位置不变，将轨枕2绕着另一侧的可调节支腿8旋转一定角度，与一侧的花篮螺栓322同侧的可调节支腿8顺着内弧面移动，从而调整轨道中线偏移隧道中线的横向间距x，进而调整轨道曲线段的轨面与轨道直线段的轨面间的竖向间距h，直至h与预设的超高数值相符时，再次紧固花篮螺栓322以固定轨道系统，当然，也可以同时调整两侧的可调节支腿8顺着内弧面同向移动设置超高，整个轨道系统操作灵活，简单方便。
综上所述，本发明通过铰接于轨枕2的可调节支脚8使轨道1结构可用于不同内径和弧度的盾构隧道管片7，通用性强，周转性好，同时，可调节拉结组件32在保证拉紧固定轨道1的同时可配合轨枕2灵活调节，使受力体系更合理，变形、受力性能更好，整个轨道系统施工调节操作简单、方便。
进一步的，轨道1间距可通过夹具4调节，以适应不同轨距的电机车编组间通用，增加轨道系统的周转性。
以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。