路桥隧通用型轨道排架铺装机的应用研究

摘 要：无砟轨道施工是一个系统工程，物流组织尤为重要，文章根据现场情况做相应安排，针对贵广铁路客运专线某项目无砟轨道铺设的需要，通过有限元分析，设计和制造出一种多功能、易操作、适应性强的路桥隧通用型无砟轨道排架铺装机，有利于现场的轨枕布置，大大提高了施工效率，为以后的物流组织安排提供了借鉴。

关键词：无砟轨道；轨排框架；铺装机组；施工

1 概述

在双块式无砟轨道轨排法施工中，铺装机起了至关重要的作用。目前，铺装机的型式很多，但是还没有出现一种统一的结构型式，与现场施工工况配合不紧密，经常出现限界干涉，不能完全满足施工的要求，因此，针对我国无砟轨道的路基、隧道、桥梁等断面的结构特点，研发了一种操作简单、功能全面且能够满足各种工况的路桥隧通用型轨道排架铺装机。该设备能够迅速定位安装，使轨道排架的铺设符合严格的几何和线性的公差要求。

2 通用型铺装机方案介绍

2.1 主要技术参数

额定起重量：100KN；电动葫芦起升速度：7（0.7）m/min；电动葫芦横移速度：20m/min；起吊高度：3～4.5m；跨距：8.6～9.1m（无级变跨）；铺装机组运行速度：0-40m/min。

2.2 铺装机结构设计

铺装机主要由龙门架、变跨机构及走行系统等组成，见图1。

1-龙门架；2-电动葫芦；3-变跨机构；4-走行轮系

2.2.1 龙门架总成

龙门架总成是该设备的承载结构，也是其它部件的安装基础。它主要有1个主梁、4个立柱和2个下横梁组成一个空间框架结构。由于电动葫芦门式起重机跨度较大，上纵梁容易产生较大的变形和应力，需要在内部设置加强板。采用工字钢和箱形梁组合焊接形成上纵梁系统。主梁和立柱之间采用高强度螺栓联接。

2.2.2 变跨机构

变跨机构设置在下横梁上，通过调整跨度调节装置的丝杆与螺母纵向相对位置达到变跨目的，主梁基本跨度为8.6m，铺装机跨度可调整范围是8.6m～9.1m，在桥梁和隧道内施工跨度为8.85m，路基施工跨度为9.1m。

2.2.3 走行轮系

走行轮系主要由车轮架、车轮、链轮及行走减速电机等组成，见图2。行走减速电机固定在车轮架上，通过链轮带动车轮转动。考虑了施工工况的复杂性以及频繁启动、制动的情况，尽可能不采用齿轮减速箱，车轮轮径采用，车轮踏面采用双轮圆。

1-车轮架；2-车轮；3-链轮；4-减速电机

3 铺装机设计计算

结构采用MSC/NASTRAN（Version 2005）程序软件进行有限元建模分析。在建模时各结构主要采用板壳单元和块单元。在各立柱底部采用固结作为边界条件，在立柱与原结构有连接处根据实际情况进行约束。有限元中考虑的主要构件包括大梁、立柱、底梁。

结构计算模型见图3：

受力分析结果见图4、图5及表1：

4 通用型轨道排架铺装机的施工情况

4.1 铺装机施工概况

该设备已经应用在贵广线上，铺装机采用先进的变跨机构，能够适应路桥遂的频繁转换，充分考虑了现场的物流组织、尺寸限界，在施工范围内通过快速调整，即能达到使用要求，现场施工情况见图6。

轨枕垛均放置在铺装机两侧，通过铺装机的悬臂将轨枕吊装至施工范围内，铺装机走行在桥梁防护墙内侧、隧道仰拱底板上，为轨排框架的倒运及道床浇注提供了便利条件。

4.2 铺装机在设计施工中应注意的问题

通用型铺装机在设计施工过程中受外界尺寸及施工影响较大，需注意的问题有以下几点：铺装机组结构不得与轨排吊装发生干涉，见图7。走行系统宽度小于300mm。在路基段变跨后，不得与CPⅢ发生冲突。轨排框架支撑附件不得侵入走行限界，见图7。

5 结束语

路桥隧通用型轨排铺装机已经应用在双块式无砟轨道施工现场，铺装机走行在隧道仰拱底板上需后施工，在路桥结合处应变换跨距，通用型轨排铺装机提供了一种新的物流组织模式，充分利用了构筑物尺寸，不仅使施工质量有了保证，而且大大提高了作业效率，但是此种结构形式受不同线路影响，设计施工时应需充分论证。

参考文献

[1]何华武.无砟轨道技术[M].北京：中国铁道出版社，2005.

[2]中华人民共和国铁道部.铁建设[2007]85号，客运专线无砟轨道铁路施工质量验收暂行标准[S].北京：中国铁道出版社，2007.

[3]陈政.CRTSⅠ型双块式无砟轨道道床板轨排稳定控制技术[J].铁道工程学报，2007（12）：178-181.

[4]胡宗武，顾迪民.起重机设计计算[M].北京：北京科学技术出版社，1989.

[5]中国机械工业联合会.JB5663.2-91电动葫芦门式起重机技术条件[S].北京：中国机械出版社，2008.

[6]陈高红.350km/h客运专线无砟轨道铺装设备研制及施工工艺[J].铁道建筑技术，2010（10）：80-82.

[7]刘继平，李晓刚.无砟轨道铺装设备的设计研究[J].铁道建筑，2010（1）：30-32.

[8]濮良贵，纪名刚.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2004.

[9]中华人名共和国建设部.GB50017-2003钢结构设计规范[S].北京：中国计划出版社，2003.

[10]万鹏.高速铁路双块式无砟轨道轨排法施工通用性研究[J].铁道标准设计，2013（11）：34-36.

作者简介：王玲（1981-），女，工程师，2008年毕业于青岛理工大学机械设计制造及其自动化专业，工学硕士。endprint

摘 要：无砟轨道施工是一个系统工程，物流组织尤为重要，文章根据现场情况做相应安排，针对贵广铁路客运专线某项目无砟轨道铺设的需要，通过有限元分析，设计和制造出一种多功能、易操作、适应性强的路桥隧通用型无砟轨道排架铺装机，有利于现场的轨枕布置，大大提高了施工效率，为以后的物流组织安排提供了借鉴。

关键词：无砟轨道；轨排框架；铺装机组；施工

1 概述

在双块式无砟轨道轨排法施工中，铺装机起了至关重要的作用。目前，铺装机的型式很多，但是还没有出现一种统一的结构型式，与现场施工工况配合不紧密，经常出现限界干涉，不能完全满足施工的要求，因此，针对我国无砟轨道的路基、隧道、桥梁等断面的结构特点，研发了一种操作简单、功能全面且能够满足各种工况的路桥隧通用型轨道排架铺装机。该设备能够迅速定位安装，使轨道排架的铺设符合严格的几何和线性的公差要求。

2 通用型铺装机方案介绍

2.1 主要技术参数

额定起重量：100KN；电动葫芦起升速度：7（0.7）m/min；电动葫芦横移速度：20m/min；起吊高度：3～4.5m；跨距：8.6～9.1m（无级变跨）；铺装机组运行速度：0-40m/min。

2.2 铺装机结构设计

铺装机主要由龙门架、变跨机构及走行系统等组成，见图1。

1-龙门架；2-电动葫芦；3-变跨机构；4-走行轮系

2.2.1 龙门架总成

龙门架总成是该设备的承载结构，也是其它部件的安装基础。它主要有1个主梁、4个立柱和2个下横梁组成一个空间框架结构。由于电动葫芦门式起重机跨度较大，上纵梁容易产生较大的变形和应力，需要在内部设置加强板。采用工字钢和箱形梁组合焊接形成上纵梁系统。主梁和立柱之间采用高强度螺栓联接。

2.2.2 变跨机构

变跨机构设置在下横梁上，通过调整跨度调节装置的丝杆与螺母纵向相对位置达到变跨目的，主梁基本跨度为8.6m，铺装机跨度可调整范围是8.6m～9.1m，在桥梁和隧道内施工跨度为8.85m，路基施工跨度为9.1m。

2.2.3 走行轮系

走行轮系主要由车轮架、车轮、链轮及行走减速电机等组成，见图2。行走减速电机固定在车轮架上，通过链轮带动车轮转动。考虑了施工工况的复杂性以及频繁启动、制动的情况，尽可能不采用齿轮减速箱，车轮轮径采用，车轮踏面采用双轮圆。

1-车轮架；2-车轮；3-链轮；4-减速电机

3 铺装机设计计算

结构采用MSC/NASTRAN（Version 2005）程序软件进行有限元建模分析。在建模时各结构主要采用板壳单元和块单元。在各立柱底部采用固结作为边界条件，在立柱与原结构有连接处根据实际情况进行约束。有限元中考虑的主要构件包括大梁、立柱、底梁。

结构计算模型见图3：

受力分析结果见图4、图5及表1：

4 通用型轨道排架铺装机的施工情况

4.1 铺装机施工概况

该设备已经应用在贵广线上，铺装机采用先进的变跨机构，能够适应路桥遂的频繁转换，充分考虑了现场的物流组织、尺寸限界，在施工范围内通过快速调整，即能达到使用要求，现场施工情况见图6。

轨枕垛均放置在铺装机两侧，通过铺装机的悬臂将轨枕吊装至施工范围内，铺装机走行在桥梁防护墙内侧、隧道仰拱底板上，为轨排框架的倒运及道床浇注提供了便利条件。

4.2 铺装机在设计施工中应注意的问题

通用型铺装机在设计施工过程中受外界尺寸及施工影响较大，需注意的问题有以下几点：铺装机组结构不得与轨排吊装发生干涉，见图7。走行系统宽度小于300mm。在路基段变跨后，不得与CPⅢ发生冲突。轨排框架支撑附件不得侵入走行限界，见图7。

5 结束语

路桥隧通用型轨排铺装机已经应用在双块式无砟轨道施工现场，铺装机走行在隧道仰拱底板上需后施工，在路桥结合处应变换跨距，通用型轨排铺装机提供了一种新的物流组织模式，充分利用了构筑物尺寸，不仅使施工质量有了保证，而且大大提高了作业效率，但是此种结构形式受不同线路影响，设计施工时应需充分论证。

参考文献

[1]何华武.无砟轨道技术[M].北京：中国铁道出版社，2005.

[2]中华人民共和国铁道部.铁建设[2007]85号，客运专线无砟轨道铁路施工质量验收暂行标准[S].北京：中国铁道出版社，2007.

[3]陈政.CRTSⅠ型双块式无砟轨道道床板轨排稳定控制技术[J].铁道工程学报，2007（12）：178-181.

[4]胡宗武，顾迪民.起重机设计计算[M].北京：北京科学技术出版社，1989.

[5]中国机械工业联合会.JB5663.2-91电动葫芦门式起重机技术条件[S].北京：中国机械出版社，2008.

[6]陈高红.350km/h客运专线无砟轨道铺装设备研制及施工工艺[J].铁道建筑技术，2010（10）：80-82.

[7]刘继平，李晓刚.无砟轨道铺装设备的设计研究[J].铁道建筑，2010（1）：30-32.

[8]濮良贵，纪名刚.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2004.

[9]中华人名共和国建设部.GB50017-2003钢结构设计规范[S].北京：中国计划出版社，2003.

[10]万鹏.高速铁路双块式无砟轨道轨排法施工通用性研究[J].铁道标准设计，2013（11）：34-36.

作者简介：王玲（1981-），女，工程师，2008年毕业于青岛理工大学机械设计制造及其自动化专业，工学硕士。endprint

摘 要：无砟轨道施工是一个系统工程，物流组织尤为重要，文章根据现场情况做相应安排，针对贵广铁路客运专线某项目无砟轨道铺设的需要，通过有限元分析，设计和制造出一种多功能、易操作、适应性强的路桥隧通用型无砟轨道排架铺装机，有利于现场的轨枕布置，大大提高了施工效率，为以后的物流组织安排提供了借鉴。

关键词：无砟轨道；轨排框架；铺装机组；施工

1 概述

在双块式无砟轨道轨排法施工中，铺装机起了至关重要的作用。目前，铺装机的型式很多，但是还没有出现一种统一的结构型式，与现场施工工况配合不紧密，经常出现限界干涉，不能完全满足施工的要求，因此，针对我国无砟轨道的路基、隧道、桥梁等断面的结构特点，研发了一种操作简单、功能全面且能够满足各种工况的路桥隧通用型轨道排架铺装机。该设备能够迅速定位安装，使轨道排架的铺设符合严格的几何和线性的公差要求。

2 通用型铺装机方案介绍

2.1 主要技术参数

额定起重量：100KN；电动葫芦起升速度：7（0.7）m/min；电动葫芦横移速度：20m/min；起吊高度：3～4.5m；跨距：8.6～9.1m（无级变跨）；铺装机组运行速度：0-40m/min。

2.2 铺装机结构设计

铺装机主要由龙门架、变跨机构及走行系统等组成，见图1。

1-龙门架；2-电动葫芦；3-变跨机构；4-走行轮系

2.2.1 龙门架总成

龙门架总成是该设备的承载结构，也是其它部件的安装基础。它主要有1个主梁、4个立柱和2个下横梁组成一个空间框架结构。由于电动葫芦门式起重机跨度较大，上纵梁容易产生较大的变形和应力，需要在内部设置加强板。采用工字钢和箱形梁组合焊接形成上纵梁系统。主梁和立柱之间采用高强度螺栓联接。

2.2.2 变跨机构

变跨机构设置在下横梁上，通过调整跨度调节装置的丝杆与螺母纵向相对位置达到变跨目的，主梁基本跨度为8.6m，铺装机跨度可调整范围是8.6m～9.1m，在桥梁和隧道内施工跨度为8.85m，路基施工跨度为9.1m。

2.2.3 走行轮系

走行轮系主要由车轮架、车轮、链轮及行走减速电机等组成，见图2。行走减速电机固定在车轮架上，通过链轮带动车轮转动。考虑了施工工况的复杂性以及频繁启动、制动的情况，尽可能不采用齿轮减速箱，车轮轮径采用，车轮踏面采用双轮圆。

1-车轮架；2-车轮；3-链轮；4-减速电机

3 铺装机设计计算

结构采用MSC/NASTRAN（Version 2005）程序软件进行有限元建模分析。在建模时各结构主要采用板壳单元和块单元。在各立柱底部采用固结作为边界条件，在立柱与原结构有连接处根据实际情况进行约束。有限元中考虑的主要构件包括大梁、立柱、底梁。

结构计算模型见图3：

受力分析结果见图4、图5及表1：

4 通用型轨道排架铺装机的施工情况

4.1 铺装机施工概况

该设备已经应用在贵广线上，铺装机采用先进的变跨机构，能够适应路桥遂的频繁转换，充分考虑了现场的物流组织、尺寸限界，在施工范围内通过快速调整，即能达到使用要求，现场施工情况见图6。

轨枕垛均放置在铺装机两侧，通过铺装机的悬臂将轨枕吊装至施工范围内，铺装机走行在桥梁防护墙内侧、隧道仰拱底板上，为轨排框架的倒运及道床浇注提供了便利条件。

4.2 铺装机在设计施工中应注意的问题

通用型铺装机在设计施工过程中受外界尺寸及施工影响较大，需注意的问题有以下几点：铺装机组结构不得与轨排吊装发生干涉，见图7。走行系统宽度小于300mm。在路基段变跨后，不得与CPⅢ发生冲突。轨排框架支撑附件不得侵入走行限界，见图7。

5 结束语

路桥隧通用型轨排铺装机已经应用在双块式无砟轨道施工现场，铺装机走行在隧道仰拱底板上需后施工，在路桥结合处应变换跨距，通用型轨排铺装机提供了一种新的物流组织模式，充分利用了构筑物尺寸，不仅使施工质量有了保证，而且大大提高了作业效率，但是此种结构形式受不同线路影响，设计施工时应需充分论证。

参考文献

[1]何华武.无砟轨道技术[M].北京：中国铁道出版社，2005.

[2]中华人民共和国铁道部.铁建设[2007]85号，客运专线无砟轨道铁路施工质量验收暂行标准[S].北京：中国铁道出版社，2007.

[3]陈政.CRTSⅠ型双块式无砟轨道道床板轨排稳定控制技术[J].铁道工程学报，2007（12）：178-181.

[4]胡宗武，顾迪民.起重机设计计算[M].北京：北京科学技术出版社，1989.

[5]中国机械工业联合会.JB5663.2-91电动葫芦门式起重机技术条件[S].北京：中国机械出版社，2008.

[6]陈高红.350km/h客运专线无砟轨道铺装设备研制及施工工艺[J].铁道建筑技术，2010（10）：80-82.

[7]刘继平，李晓刚.无砟轨道铺装设备的设计研究[J].铁道建筑，2010（1）：30-32.

[8]濮良贵，纪名刚.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2004.

[9]中华人名共和国建设部.GB50017-2003钢结构设计规范[S].北京：中国计划出版社，2003.

[10]万鹏.高速铁路双块式无砟轨道轨排法施工通用性研究[J].铁道标准设计，2013（11）：34-36.

作者简介：王玲（1981-），女，工程师，2008年毕业于青岛理工大学机械设计制造及其自动化专业，工学硕士。endprint