双块式无砟轨道的施工装备及施工工艺施工装备

如图1-6所示的一种双块式无砟轨道的施工装备，包括相互配合使用的组合式轨道排架10、自行式铺装机20、多功能电控吊具30、移动式机械分枕组装平台40及调车平转桥50。

如图1a、1b及1c所示的组合式轨道排架10，用于轨枕安装定位、安装模板及轨道粗调与精调，包括轨排构架、排架支腿11、轨向锁定器12、纵向模板13及横向模板14。参见图1c，轨排构架是由六个纵向均匀间隔设置的托梁11.1、及与托梁11.1垂直设置并通过轨距调节装置11.2连接的两根等长工具轨11.3组成。托梁11.1的两端设有铰接的排架支腿11，排架支腿11上设有调整轨排构架高度及倾斜角度的调整装置11.4。排架支腿11上还设有用于适应道床宽度并定位的的轨向锁定器12，排架支腿11的凹槽内设置与水平面垂直布置的纵向模板13，形成了镶嵌浮动式结构，整套纵向模板13按道床宽度与轨道排架组合成一体，当轨道排架上下左右调整时，纵向模板13随动，能准确地保证道床直线度和道床宽度。纵向模板13之间均布设有平行于托梁11.1的横向模板14，横向模板14用卡具固定在轨道排架的工具轨11.3上。参见图1f，所述组合式轨道排架10的轨距调节装置11.2是设置在工具轨11.3两侧通过螺栓连接的楔形夹板11.21，通过同时调整工具轨11.3轨两侧的楔形夹板11.21，来实现工具轨11.3的横向移动，达到调节轨距的目的。参见图1e，所述调整装置11.4是竖向垂直设置在排架支腿11上的高低螺杆11.41，通过调整两端排架支腿11上的高低调螺杆，实现高度及倾角的调节以适应不同的底座尺寸和超高。参见图1d，所述轨向锁定器12包括套设在高低螺杆11.41上并配合使用的一位调节螺杆和二位调节螺杆，一位调节螺杆与高低螺杆11.41呈垂直设置，二位调节螺杆与高低螺杆11.41呈倾斜设置，通过调整一位螺杆12.112.1、二位螺杆12.2的相对位置适应曲线超高调整要求和水硬性底座2800～3400毫米宽度变化范围。可见组合式轨道排架10是集合德国雷达2000系统中的工具轨、枕轨、模板、调整系统功能为一体的机构，有效地简化作业程序。

如图2a及2b所示的自行式铺装机20，用于卸枕、组装和拆卸轨道排架及自线铺轨的循环作业，包括含有起重机21的框架式龙门吊22、通过电机驱动的走行装置23及铺装和拆卸轨道的自线铺轨装置24。所述自行式铺装机20的走行装置23主要包括顺次连接的驱动电机、减速器、链条、主动轮和从动轮（图中未示出）。所述自线铺轨装置24包括设置在框架式龙门吊22的走行梁22.1上的SGCD1型双钩电动葫芦和挂接在电动葫芦上的轨钳（图中未示出），其中轨钳抓轨道，电动葫芦起升来回于走行梁22.1实现轨道的铺装、拆卸。相比德国雷达2000系统中利用公铁两用起重运输车、纵横向模板安装机、纵横向模板拆洗机及汽车起重机等完成的相关作业，自行式铺装机20涉及的机具显然精简了许多。

如图3a、3b及3c所示的多功能电控吊具30，它是与自行式铺装机20配套的吊装设备，用于起吊轨枕、组合式轨道排架10、自行轨及其它相关设备，包括吊具架31及安装在其上的机械轨钳32、卸枕夹具33和电动推杆34。机械轨钳32为通过销轴32.1连接的可自动开合的平行四边形式的杠杆结构，能够在吊重情况下实现自锁，其上设有保持机械轨钳32垂直运动的导向装置35。电动推杆34驱动卸枕夹具33及机械轨钳32实现抓取及卸荷动作。参见图3d，所述多功能电控吊具30中的导向装置35为内部设有槽孔35.1、端部设有吊装孔35.2的导向板35.3，导向板35.3的一端通过槽孔35.1挂设在机械轨钳32的上端的销轴上、另一端通过导向销35.4固定在机械轨钳32的下端的销轴32.1上，导向板35.3的吊索36孔内穿过吊索36，吊索36通过连杆37与电动推杆34相连。通过拉杆44.2带动吊索36及导向板35.3提升或下降可实现机械轨钳32自动开钩或合钩操作。而雷达2000系统的起吊轨枕是由汽车起重机完成，工具轨的安装是由公铁两用起重运输车完成，相比多功能电控吊具30涉及机具较多，工作效率低。

如图4a及4b所示的移动式机械分枕组装平台40，用于轨枕不落地倒装、同时均分轨枕间距并兼做现场移动动力源，包括分枕平台41及其下方的前轮组42和后轮组43，设于分枕平台41上的可等分轨枕间距的分枕装置44、分枕装置44包括多组轨枕支架44.1及与其相连的多根拉杆44.2，设于分枕平台41上的枕间距控制装置，及驱动分枕平台41移动和分枕装置44伸缩的动力装置45。其中分枕装置44的第一组轨枕支架44.1与分枕平台41固定连接，后方第二组轨枕支架44.1与动力装置45相连接，动力装置45还与后轮组43连接。所述移动式机械分枕组装平台40的分枕装置44是由多组轨枕支架44.1及与其相连的多根拉杆44.2组成的平行四边形式结构。所述枕间距控制装置是设置在轨枕支架44.1与分枕平台41之间的行程开关（图中未示出），只要将行程开关调到相应位置即可得到不同的轨枕间距。参见图4c，所述动力装置45包括电机45.1、中间轴45.2及设于中间轴45.2上的走行电磁离合器45.3、分枕电磁离合器45.4及主驱动链轮45.5，电机45.1输出轴连接主驱动链轮45.5，走行电磁离合器45.3通过走行驱动链轮45.6及链条连接后轮组43，分枕电磁离合器45.4通过分枕驱动链轮45.7连接所述分枕装置44的轨枕支架44.1，因此通过电机45.1的正反转可实现分枕装置44的分枕及合拢动作。德国雷达2000系统是采用的散枕机构依靠轮胎式挖掘机提供的动力，每次分5根轨枕，作业效率不高，而且每组（5根）轨枕之间的间距积累误差较大。移动式机械分枕组装平台40可同时分15根轨枕而且做到调整轨枕间距一次到位，大大提高施工效率，安装轨排后可实现轨枕的精确定位，误差极小为±1毫米。

如图5a及5b所示的调车平转桥50用于物流车辆快速实现在两条路基上的转移及调头，调度施工物料快速分流，使得施工现场无需再建专用物流通道，而德国雷达2000系统中不存在相似功能设备，施工时需要搭临时便桥。另外，调车平转桥50在狭窄施工场地中尤显重要，例如隧道施工中使用调车平转桥50可解决场地有限的问题做到自如施工，而德国2000系统就受到场地的局限无法正常施工。如图5a及5b所示，调车平转桥50包括驱动系统、机架52、旋转平台53及引道54，旋转平台53两侧延伸并向下倾斜形成引道54，旋转平台53下方设有由八个轮子组成的行走轮系53.3。驱动系统包括液压动力装置51.1及控制旋转平台53转动的齿轮51.21传动装置51.2。其中，液压动力装置51.1包括电机、液压泵、控制阀组、油箱及管路（图中未示出）。参见图5e，所述齿轮51.21传动装置51.2包括齿轮51.21、内圈设有齿的回转轴承51.22，齿轮51.21与液压动力装置51.1相连，回转轴承51.22内圈与齿轮51.21相啮合，回转轴承51.22上方设有驱动盘51.23，驱动盘51.23与所述旋转平台53连接。如图5a所示，旋转平台53与驱动系统之间设有支撑旋转平台53及其载荷的机架52，参见图5c及5d，机架52上设有旋转平台53的运行轨道52.1、及用于调车平转桥50在施工现场的移动的提升装置及行走轮系53.1，所述提升装置是液压缸（图中未示出）。

为了有效地保证混凝土在灌注过程中的质量，《双块式无砟轨道的施工装备及施工工艺》所述的双块式无砟轨道的施工装备还包括的搅拌式混凝土输送罐60。如图6所示，搅拌式混凝土输送罐60用于干性混凝土倒装并适应道床的混凝土灌注，包括储料斗61，设于储料斗61内的螺旋输送器62、储料斗61上方的接料筛网63，连接螺旋输送器62的减速器64，连接减速器64的电机65，通过电机的正反转可实现混凝土的搅拌和输送。

双块式无砟轨道的施工装备及施工工艺施工工艺

参见图8的并行循环施工，道床施工按每日进度327米计，共设两个工班，每班每日施工长度163.5米。现已4组轨排（20单元）为例加以说明，施工顺序为先左线，后右线，两班距离间隔163.5米，时间间隔12小时。施工步骤如下：

1、左线第一组安放1-5单元，调整好轨面几何尺寸后锁定，时间控制在12小时。

2、浇筑混凝土从1单元轨排开始至5单元轨排结束，浇筑长度为163.5米，时间控制在12小时。混凝土浇注结束后及时抹面养生。

3、右线第二组轨排6-10单元安放在第一组开始浇注混凝土时进行，调整好轨面几何尺寸锁定。时间同样控制在12小时。

4、第二组混凝土浇注由6单元轨排开始至10单元轨排结束，浇注长度同样为163.5米。时间12小时。

5、左线第三组11-15单元、右线第四组16-20单元施工同上。

6、第一组轨排混凝土强度达标时，拆除1～5单元轨排，进行第五组轨排联结。依次循环，右线同理，直至完成全部道床施工。

如图7所示，《双块式无砟轨道的施工装备及施工工艺》所述双块式无砟轨道的施工工艺，是以单班完成一段完整的施工（例如上述步骤中的1～5单元）为例进行说明，具体按照下述步骤进行操作：

步骤100，清理现场；

步骤101，设置中线控制桩和标桩；

步骤102，道床钢筋网预置；

步骤103，安装横向模板；

步骤104，分枕及组装轨排，所述自行式铺装机配合多功能电控吊具吊装轨枕至移动式机械分枕组装平台进行分枕，所述自行式铺装机吊装组合式轨道排架移动至移动式机械分枕组装平台分枕上方对位，将分好枕间距的轨枕安装在组合式轨道排架上形成可供铺设的小型轨排；

步骤105，轨排粗调，利用所述组合式轨道排架上的调整装置实现粗调，即中线对位；

步骤106，道床钢筋网绑扎、接地焊接；

步骤107，联结、精调轨排，调整所述组合式轨道排架上的排架支腿及轨向锁定器实现轨排精调，其中高低、水平由左右排架支腿螺柱调整，轨向由轨向锁定器调整，调整时应严格按：“内轨高程→中线→轨面高低及轨向→水平及三角坑→复核高程及中线”的程序进行，排架精度达到要求时，拧紧支腿螺柱，锁定左右轨向锁定器；

步骤108，安装纵向模板，将纵向模板安装在上述轨排的排架支腿的凹槽内，利用夹具将所述横向模板固定在所述轨排的轨底；

步骤109，浇注道床混凝土、振捣抹面成形；

步骤110，养生、拆除轨道排架进入循环施工，利用所述自行式铺装机吊起轨道排架重新悬挂轨枕循环使用，在轨道排架拆除后人工拆除纵向模板，使用自行式铺装机拆除横向模板。

双块式无砟轨道的施工装备及施工工艺详细对比

《双块式无砟轨道的施工装备及施工工艺》与武广客运专线使用的雷达2000系统的详细对比

1.设备对比，见表1

2、工艺流程对比

A《双块式无砟轨道的施工装备及施工工艺》施工工艺：

清理现场→设置中线控制桩和标桩→道床钢筋网预置→安装横向模板→分枕及组装轨排→轨排粗调→道床钢筋网绑扎、接地焊接→联结、精调轨排→安装纵向模板→浇注道床混凝土、振捣抹面成形→养生、拆除轨道排架进入循环。

B德国雷达2000系统的施工工艺：

运输轨枕到工地→铺设轨枕→安装工具轨和精调螺杆底座→粗调轨面系的几何尺寸→钢筋网焊接→安装纵、横向模板→精调轨面系几何尺寸→浇筑道床混凝土→拆除模板一→拆除工具轨→长轨铺设。

综上所述，《双块式无砟轨道的施工装备及施工工艺》所述的施工工艺与雷达2000系统的施工工艺相比的优势如下：

首先，由于德国雷达2000系统没有轨道排架，使用两根工具轨不能实现轨排的调整，需要使用粗调机组来调整轨排，而《双块式无砟轨道的施工装备及施工工艺》所述的组合型轨道排架是集德国雷达2000系统的工具轨、枕轨、模板、调整系统为一体，具备轨枕安装定位、轨道粗调、安装模板、轨道精调功能，可有效地简化作业程序，提高了施工效率；

其次，《双块式无砟轨道的施工装备及施工工艺》施工工艺步骤104所述的分枕作业后，直接在移动式机械分枕组装平台上组装轨排，轨枕间距准确可靠，而雷达2000系统在散枕作业后，轨枕脱离散枕装置后才组装轨排，在此过程中轨枕位置很可能发生移动，影响工程质量及进度；

再次，《双块式无砟轨道的施工装备及施工工艺》施工工艺步骤110拆除轨道排架及纵横向模板，循环利用到下一个施工段，相比雷达2000系统只能顺序施工并且施工过程占用设备多、施工场地大需要专用的物流通道、施工进度缓慢的缺点，《双块式无砟轨道的施工装备及施工工艺》所述施工工艺能够实现循环平行施工，在施工过程具有占用设备少、设备利用率高、施工进度快的优点。

3.物流组织分析，见表2

4.经济技术综合分析比较，见表3：

《双块式无砟轨道的施工装备及施工工艺》所述的施工装备采用了相互配合使用的组合式轨道排架、自行式铺装机、多功能电控吊具、移动式机械分枕组装平台及调车平转桥，在满足施工质量及施工效率的情况下，该施工装备具有使用设备种类少、设备操作简单、施工功效高、全套装备价格低廉的优点；该发明所述施工工艺具有工序简单，速度快的优点，故该发明完全满足高标准、高精度、高效率的无砟轨道施工建设需要。