小半径曲线及缓和曲线上加固铁路的方法

摘要

一种小半径曲线及缓和曲线上加固铁路的方法，采用特制木枕，并用U型螺栓将木枕锁定于D型便梁上方，用短木把特制木枕和D型便梁纵梁内壁顶死以防U型螺栓松动发生横向滑移，从而保证线路双轨稳定，同时调整原线路的混凝土枕落于D型便梁钢枕之间，保证线路双轨横向间距要求，采用在D梁端头加设埋入品字形钢轨，对D型便梁进行固定，抵抗曲线地段行车横向扭矩产生的线路滑移，采用该组合结构形式进行小半径曲线及缓和区段的线路加固，可以保证线路要素不变和行车安全。宽泛了D型便梁的使用条件，降低了造价，提高了施工效率，降低了结构技术风险和施工风险。为今后的工程施工提供了参考，积累了经验，经济效益及社会效益显著。

说明书

技术领域

本发明创造涉及一种小半径曲线及缓和曲线上加固铁路的方法，属于土木工程建设领域。

背景技术

近年来，随着城市化进程的加快，城市人口数量日益增加，城市交通量呈级数递增，考虑到城市发展，城市道路越来越宽，由于下穿式立交可以节省占地及造价，且对周边既有建构筑物影响较小（如采光等），在城市道路建设中有着不可替代的优势。但是当桥位于铁路站场内，交叉位置线路为曲线及缓和曲线地段，且曲线半径较小，均小于D型梁的使用条件，且D型梁适应不了缓和曲线段外轨超高变化。并且如果同时存在位置有交叉渡线，若使用工字钢纵横抬梁加固铁路，不能保证交叉渡线位置线路的变形在规范允许值内，影响铁路运营安全。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明创造提供了一种小半径曲线及缓和曲线上加固铁路的方法，采用特制木枕，并用U型螺栓将木枕锁定于D型便梁钢枕上方，用短木把特制木枕和D型便梁纵梁内壁顶死以防U型螺栓松动发生横向滑移，从而保证线路双轨稳定，同时调整原线路的混凝土枕落于D型便梁之间，保证线路双轨横向间距要求，采用在D梁端头加设埋入品字形钢轨，对D型便梁进行固定，抵抗曲线地段行车横向扭矩产生的线路滑移，采用该组合结构形式进行小半径曲线及缓和区段的线路加固，可以保证线路要素不变和行车安全。解决了现有技术总存在的采用现有方法适应不了缓和曲线段外轨超高变化且不能保证交叉渡线位置线路的变形在规范允许值内的技术问题。

为了实现上述目的，本发明创造采用的技术方案是：小半径曲线及缓和曲线上加固铁路的方法，其步骤为：

1）、前期准备：

1a）、计算加固范围内，D型便梁落入曲线及缓和曲线内的钢枕根数，采用外侧纵梁支墩高于内侧的设置方式实现曲线超高问题；

1b）、根据缓和曲线外轨超高变化值及位于缓和曲线内D型便梁钢枕根数，制作特制木枕，特制木枕顶面为楔形，且成型后的第n根特制木枕对外轨对应部分比对内轨对应部位厚h/n，其中h为D型便梁加固范围内缓和曲线外轨超高变化总差值；

2）、将特制木枕用U型螺栓及钢板垫固定在D型便梁的钢枕上方，锁定D型便梁和特制木枕，铁路双轨固定于特制木枕上，其中U型螺栓及钢板垫数量和规格根据实际需要调整确定；

3）、封锁线路，施工纵梁支墩，品字形布置工字钢；

4）、不拆除原混凝土枕，调整原混凝土枕使其均位于D型便梁钢枕的中间缝中，从而满足线路的轨距要求；

5）、穿入锁定好特制木枕的D型便梁，然后架设纵梁，使用横向限位枕木墩把特制木枕的纵梁内壁顶死以防U型螺栓松动发生横向滑移；

6）、利用纵向限位枕木墩把混凝土枕和D型便梁钢枕之间塞紧，防止D型便梁钢枕纵向滑移；

7）、将D型便梁端头埋入工字钢，进行固定；

8）、利用道钉将路线钢轨锁定于特制木枕上，

9）、加固完成后，线路开通，运营速度限速45km/h。

所述的步骤2）与步骤3）之间还有以下步骤：在现场先进性预组装，确保各部件尺寸和数据满足线路的线形要求。

本发明创造的有益效果在于：

本发明提出的线路加固结构及施工方法解决了采用传统D型便梁加固小半径曲线的局限性和无法直接加固缓和曲线区段铁路的情况，宽泛了D型便梁的使用条件，降低了造价，提高了施工效率，降低了结构技术风险和施工风险。为今后的工程施工提供了参考，积累了经验，经济效益及社会效益显著。

附图说明

图1：为D型便梁适用条件下常规加固。

图2：为本发明加固结构曲线及缓和曲线上布置图。

图3：为本发明加固结构曲线及缓和曲线加固布置图。

图4：为图3的II-II面结构示意图。

图5：为发明加固结构侧面局部放大图。

图6：为发明加固结构平面局部放大图。

具体实施方式

小半径曲线及缓和曲线上加固铁路的方法，其步骤为：

1、前期准备：

1a、计算加固范围内，D型便梁落入曲线及缓和曲线内的根数，采用纵梁支墩（1）外侧高于内侧的设置方式实现曲线超高问题；

1b、根据缓和曲线外轨超高变化值及位于缓和曲线内D型便梁钢枕根数，制作特制木枕5，特制木枕5顶面为楔形，且成型后的第n根特制木枕5对外轨对应部分比对内轨对应部位厚h/nmm，其中h为D型便梁加固范围内缓和曲线外轨超高变化总差值；

2、将特制木枕5用U型螺栓6及钢板垫8固定在D型便梁的钢枕上方，锁定D型便梁和特制木枕5，铁路双轨固定于特制木枕5上，其中U型螺栓6及钢板垫8数量和规格根据实际需要调整确定；

3、封锁线路，施工纵梁支墩1，品字形布置工字钢2；

4、不拆除原混凝土枕4，调整原混凝土枕4使其均位于D型便梁的钢枕中间缝中，从而满足线路的轨距要求；

5、穿入D型便梁钢枕，然后架设纵梁，锁定好特制木枕5，使用横向限位枕木墩3把特制木枕5的纵梁内壁顶死以防U型螺栓6松动发生横向滑移；

6、利用纵向限位枕木墩7把混凝土枕4和D型便梁钢枕之间塞紧，防止D型便梁钢枕纵向滑移；

7、将D型便梁端头埋入工字钢2，进行固定；

8、利用道钉9将路线钢轨锁定于特制木枕5上，

9、加固完成后，线路开通，运营速度限速45km/h。

所述的步骤2与步骤3之间还有以下步骤：在现场先进性预组装，确保各部件尺寸和数据满足线路的线形要求。

文件中所述的小半径具体指半径小于400m。

具体工程中的应用：

新建包头西站区下行立交桥工程位于包头西站区下行到达场与下行到发场间，即包兰下行K22+458.5处道口，顶进框构桥中心里程为包兰下行K22+455.5，该工程东临包西线路车间及线路工区，南与进西站机关大楼道路贯通，主体工程为1-7m顶进框构，框构桥全宽8.4m，顶进法施工。

平改立工程于包兰下行K22+458.5处与铁路交叉，交叉角度为85°。交叉处既有为铁路平交道口，水泥铺面，道口宽度约6.2m，道口处共四条铁路线，南侧最外道为包兰下行线、北侧最外道为机走线，中间为2道、3道，交叉位置位于包兰下行曲线和缓和曲线上，外轨超高变化值为45mm~90mm，无缝线路,圆曲线半径500m，线路坡度5.2‰； 2道、3道线路坡度为6‰，2道位于直线及400m圆曲线上，3道位于线路直线和250圆曲线上；机走线为直线及圆曲线上，圆曲线半径200m线路坡度30‰；四条均为电气化铁路,60kg/m钢轨。机走线及3道间有现状矮柱信号机，包兰下行道口东侧有现状高柱信号机。

步骤一，计算加固范围内，D型便梁钢枕落入曲线及缓和曲线内的根数，曲线超高采用外纵梁支墩1比内侧高的方式实现，缓和曲线内超高变化值采用在钢枕上加设特制枕木5满足超高循序变化, 纵梁支墩1及特制枕木5均为计算确定。

步骤二，加工特制木枕5，位于缓和曲线内钢枕根数确定后，则每根特制枕木5高端高度变化为h/n（mm），加工成型的第1根特制木枕5使之外轨对应部位比内轨对应部位厚h/n（mm），依次类推。

3）步骤三，将特制木枕5用U型螺栓6及钢板垫8固定在钢枕的上方，用此方法以实现锁定钢枕和特制木枕5，U型螺栓6、钢板垫8的个数及规格需要根据实际情况由计算确定。

4）步骤四，在现场先进行预组装，确保各部尺寸和数据满足线路的线性要求。

5）步骤五，封锁线路，施工纵梁支墩1及品字形布置工字钢2, 纵梁支墩1和工字钢2的尺寸有计算确定。

6）步骤六，封锁线路，进行布枕，使原线路混凝土枕4均位于D梁钢枕的间隙中，利用原线路的混凝土枕4满足线路的线间距要求。

7）步骤七：封锁线路后先穿入钢枕，然后架设纵梁，锁定好特制枕木5的，连接好连接件后，再用横向限位枕木墩3把特制枕木5和纵梁内壁顶死以防U型螺栓6松动发生横向滑移，利用纵向限位枕木墩7把混凝土枕4和钢枕之间塞紧，防止钢枕纵向滑移，从而保证线路稳定。

8）步骤八：封锁线路后，利用道钉9等将线路钢轨锁定于特制枕木5上。

9）步骤九：加固完成后，线路开通，运营速度限速45km/h。

本发明有益效果在于：

1）特制枕木使得D型便梁可以适应缓和曲线上的外轨超高变化。

2）特制枕木可以抬高线路钢轨高度，使得小半径曲线上使用D型梁限界得到满足。

3）由于线路与枕梁上枕木用道钉锁定，枕木与横梁用U型螺栓锁死，横梁与纵梁联接，整个线路和纵横梁加固成整体，确保线路在横向不发生位移，线路的横向得到控制。

4）在纵梁每个端部支撑桩加设一个抗滑移设施，品字形预埋三根工字钢，梁就位后，预埋钢轨和纵梁用木楔把纵梁塞紧，使得线路纵向得到控制。

5）利用纵向限位枕木墩把混凝土枕和钢枕之间塞紧，防止钢枕纵向滑移，混凝土枕刚度很大，使得轨距得到控制。