低净空去除无砟轨道板砂浆层的方法与流程

1.本发明属于高速铁路无砟轨道工务养护维修领域，具体涉及一种低净空去除无砟轨道板砂浆层的方法。


背景技术：

2.crts ii型板式无砟轨道是我国主要的无砟轨道结构形式，我国京沪高速铁路、京城际铁路、沪杭城际铁路、京石武高速铁路、津秦客运专线、宁杭城际铁路、合蚌客运专线等均采用crts ii型板式无砟轨道。crts ii型板式无砟轨道是由钢轨扣件、有挡肩预制混凝土轨道板、高弹模水泥乳化沥青砂浆充填层（ca砂浆）、混凝土底座板或水硬性支承层等构成的纵连式轨道结构。
3.ca砂浆是高速铁路crtsⅱ型板式无砟轨道的核心技术，是一种由水泥、乳化沥青、细骨料、水和多种外加剂等原材料组成，经水泥水化硬化与沥青破乳胶结共同作用而形成的一种新型有机无机复合材料。水泥沥青砂浆是一种利用水泥吸水后水化加速乳化沥青破乳，由水泥水化物和沥青包裹砂子，水泥形成的立体网络。水泥沥青砂浆填充于厚度为20
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40mm的轨道板与混凝土底座之间，作用是支承轨道板，缓冲高速列车荷载与减震等作用，其性能的好坏对板式无砟轨道结构的平顺性，耐久性和列车运行的舒适性与安全性以及运营维护成本等有着重大影响。
4.作为轨道板和底座板之间的ca砂浆层，其主要作用就是将轨道板传递过来的列车荷载均匀分散后，传递到底座板上，起到缓冲、承载、分散和传递的作用。但是在ca砂浆灌注过程中，由于一些不可避免的因素，比如操作过程或者作业时间控制不当，以及气温变化过大，风因素，造成ca砂浆层与轨道板和底座板之间出现离缝的情况，并随着列车荷载和温度力的反复作用下，ca砂浆层会出现离缝程度增大，最后破碎的情况，对列车行车安全造成很大威胁。
5.轨道在使用过程中受到风、霜、雨、雪、地震、洪涝灾害、地下水位升降等诸多因素影响，其平面曲线和竖曲线将会发生不适当的畸变，这种变化超过一定限度后将对结构的安全产生不利影响，比如，地基不均匀沉降超出扣件的调整量，将对高速运行的列车产生不利影响。因此，需要对高速铁路轨道道床进行维修。业内普遍采用的方法是在扣件下加装垫板，但是垫板的调整范围是有限的，在某些情况下不能满足铁路安全运行的要求。在某些特殊结构地段中，比如路桥结合部的大端刺地区，采用调整砂浆层厚度对轨道线型进行调整。
6.但是ca砂浆层去除、更换和加高等维修难度极大，主要体现在以下方面：(1)砂浆层位于轨道板和底座板之间，结构处于隐蔽位置，如果需要去除砂浆层，需要顶升或者平移轨道板，形成相关施工作业空间；(2)crts ii型板式无砟轨道结构属于纵联板式无砟轨道结构，轨道板和底座板均采用纵联方式连接，这种连接方式导致ca砂浆层去除风险大，如施工不当可能会影响整个结构的稳定性；(3)高速铁路维修天窗时间短，每天仅有四个小时左右的维修时间，很难进行大规模维修作业；(4)现有作业方案中，采用顶升轨道板后，将轨道板顶升50cm左右，然后采用风镐或者电镐去除砂浆层，但是由于砂浆层强度较高，与底座板
粘接较好，作业空间有限，位于轨道板中心的砂浆层较难快速凿除，且凿除厚度不可控，容易残留切形成高低，作业时间过长、给后续维修作业方案留下隐患。
7.因此，对于crts ii型板式无砟轨道结构的ca砂浆层缺乏安全、可控、高效、且能够全面凿除砂浆层的相关维修技术。


技术实现要素：

8.本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种低净空去除无砟轨道板砂浆层的方法，该方法通过在可升降的导向轨道上安装成槽机构，从而实现在低净空作业条件下，利用成槽机构来去除无砟轨道板与底座板之间的砂浆层。
9.本发明目的实现由以下技术方案完成：一种低净空去除无砟轨道板砂浆层的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：（1）凿除无砟轨道板之间的宽接缝混凝土；（2）利用液压千斤顶抬升所述无砟轨道板以同底座板上的砂浆层脱离，抬升高度为20cm
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50cm之间；（3）在所述无砟轨道板与所述底座板之间的空间内横向穿设两根导向轨道且所述导向轨道的两端由支撑调节平台支撑；（4）在两根所述导向轨道上可滑动式装配至少一套成槽机构，所述成槽机构包括机架以及并排间隔安装在所述机架上的若干成槽机，所述成槽机包括电机、磨削机头以及连接在两者之间的传动杆；（5）根据对所述底座板上砂浆层的设计成槽深度，通过所述支撑调节平台调节所述导向轨道的高度，启动所述成槽机的电机并自外向内推动所述成槽机构以对所述底座板上的砂浆层进行成槽切削，直至完全成槽切除所述砂浆层。
10.在步骤（5）完全成槽切除所述砂浆层之后，移除所述成槽机构以及所述导向轨道；通过所述液压千斤顶调整所述无砟轨道板至目标高度，在所述无砟轨道板与所述底座板之间的空间两侧支立侧模板，并在所述侧模板、所述无砟轨道板以及所述底座板所共同围合的空间内灌注聚合物水泥砂浆。
11.所述机架由若干横杆以及纵向固定在所述横杆上的纵向外套管组成，各所述横杆的两侧分别安装有导向轮以同所述导向轨道滑动配合。
12.所述成槽机呈与所述导向轨道相平行的姿态进行布置，所述磨削机头安装在所述机架的纵向前端，所述电极安装固定在所述机架的纵向末端，所述传动杆设置在各对应的所述外套管中并由所述电机驱动以带动所述磨削机头旋转。
13.所述导向轨道与所述无砟轨道板的纵轴线呈相互垂直或倾斜交叉的角度进行布置。
14.在步骤（4）中，在所述导向轨道的两侧分别可滑动式装配一套成槽机构，在成槽过程中，分别自外向内推动位于两侧的所述成槽机构进行成槽切削。
15.本发明的优点是：操作方法便捷，可在低净空作业条件下去除无砟轨道板与底座板之间的砂浆层，且砂浆层的去除深度可控。
附图说明
16.图1为本发明中成槽机构架设在导向轨道上的平面视图；图2为本发明中成槽机构架设在导向轨道上的局部放大平面视图；图3为本发明中传动杆装设在纵向外套管内的横截面视图；图4为本发明中成槽机构在无砟轨道板与底座板之间切除砂浆层的示意图；图5为本发明中成槽机构在无砟轨道板上进行横向作业的示意图；图6为本发明中成槽机构在无砟轨道板上进行斜向作业的示意图。
具体实施方式
17.以下结合附图通过实施例对本发明的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：如图1
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6，图中各标记分别为：导向轨道1、成槽机构2、导向轮3、机架4、纵向外套管5、电机6、磨削机头7、传动杆8、固定件9、无砟轨道板10、液压千斤顶11、支撑调节平台12、砂浆层13、底座板14、螺栓15。
18.实施例：如图1
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6所示，本实施例具体涉及一种低净空去除无砟轨道板砂浆层的方法，可在低净空有限施工空间条件下，安全、去除深度可控、高效且能够全面切除crts ii型无砟轨道砂浆层的相关维修技术，包括以下步骤：（1）凿除无砟轨道板10之间的宽接缝混凝土：凿除无砟轨道板10间宽接缝混凝土，在宽接缝混凝土未恢复期间，采用限位装置对轨道进行限位。
19.（2）松开作业区域前后扣件，抬高无砟轨道板10：松开抬板位置前后一定长度的扣件，扣件松开长度根据作业轨温、实际锁定轨温等条件确定；之后，放入液压千斤顶11并抬升无砟轨道板10以同底座板14上的砂浆层13脱离，抬升高度控制在20
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50cm内。
20.（3）无砟轨道板10抬升后，将两条平行的导向轨道1横向穿设通过无砟轨道板10与底座板14之间的空间，并通过支撑调节平台12对导向轨道1的两端进行承托支撑，支撑调节平台12可进行升降操作以调节导向轨道1的高度。
21.（4）在两根导向轨道上可滑动式装配至少一套成槽机构2，槽机构2由机架2以及若干间隔并排固定设置在机架2上的成槽机所组成，成槽机的数量可为3
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10台，机架2包括若干根间隔一定距离的横杆以及纵向固定在各横杆上的纵向外套管5，如图3所示，纵向外套管5与机架4上的横杆之间的固定连接由固定件9完成，固定件9由两个对开式的半圆形扣件组成，在将纵向外套管5扣装在其中之后通过螺栓15固定在横杆上。此外，在机架4上的各横杆两端分别固定设置有一导向轮3，导向轮3用于可滑动式装配在导向轨道1上。成槽机具体是由电机6、磨削机头7以及连接在两者之间的传动杆8组成，电机6固定在机架4的纵向末端，磨削机头7固定在机架4的纵向前端，传动杆8贯穿纵向外套管5并将两者进行传动连接，在电机6的驱动下传动杆8带动磨削机头7高速旋转磨削，纵向外套管5可对传动杆8实现一个保护。
22.需要说明的是，根据成槽机构2的长度，可以选择在导向轨道的两侧分别设置一套成槽机构2或者是仅在一侧设置一套成槽机构2，成槽机构2可以布置成如图5所示的与无砟轨道板10的纵轴线呈相互垂直的角度，也可布置成如图6所示的与无砟轨道板10的纵轴线呈倾斜交叉夹角的角度。
23.（5）根据对底座板14上砂浆层13的设计成槽深度，通过支撑调节平台12调节导向轨道1的高度，启动成槽机的电机6并沿着导向轨道1自外向内推动成槽机构2以对底座板14上的砂浆层13进行成槽切削，直至完全成槽磨削切除砂浆层13。磨削机头7由5
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20个金刚石刀片组成，通常可切割的深度为0
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5cm。
24.（6）通过调节液压千斤顶11的精调爪，将无砟轨道板10调整至目标高度。无砟轨道板10抬升后，已抬升无砟轨道板10与相邻未抬升无砟轨道板10形成的高度差，采用调高扣件进行轨面顺坡调整。
25.（7）在无砟轨道板10与底座板14之间的空间两侧分别支立侧模板，并在侧模板、无砟轨道板10以及底座板14所共同围合的空间内灌注快硬聚合物水泥砂浆。
26.（8）待砂浆强度达到 9 mpa或窄接缝浇筑的混凝土强度达到 20 mpa 后可对无砟轨道板10按原设计进行张拉，并采用 c55 微膨胀早强聚合物混凝土重新浇筑宽接缝。