无砟轨道轨枕承轨台处理方法与流程

本申请涉及无砟轨道维护技术，尤其涉及无砟轨道轨枕承轨台处理方法。

背景技术：

高速列车在线路上正常运行时对于tqi(轨道质量指数，trackqualityindex)值的敏感度较高，因此，高速铁路对于轨道高程、轨向、轨距、水平、三角坑等影响tqi值的因素要求较高，tqi值太大对高速行车的安全是十分不利的，高速铁路在路基发生沉降或者上拱后都会影响tqi值，tqi值发生变化后对高速铁路进行维修养护来恢复tqi值是保证高速行车安全的必要手段。

由于高速铁路建成后的长时间运行，铁路线路出现不同程度的病害，这就会导致轨道质量指数值变化。对于轨道板上拱病害造成的线路质量不能满足高速列车正常运行需求的情况，需要对承轨台进行重新处理和维修，确保维修后的承轨台能满足高速列车运行的线路质量要求。对于小量沉降和上拱导致的轨道质量指数值变化的情况，可以通过调整钢轨扣件系统来恢复轨道质量指数值保证行车安全。对于上拱量较大的区段，其已经超出了钢轨扣件系统的调整范围，目前采用的维修方法是将轨枕下方的道床板、路基等拆除掉，从隧道的原有路基基础上向下施工，重新制作隧道内的路基和道床板，然后恢复轨道线路质量指数值，来满足列车高速行驶的需求。

然而，对于上拱量较大的区段采用的维修方法需要耗费大量的人力、物力和财力，施工周期较长，而且在维修方案的实施过程中会影响到列车的正常通行。

技术实现要素：

本申请实施例中提供一种无砟轨道轨枕承轨台处理方法，用于克服相关技术中拆掉道床板、路基等并重新制作导致需要耗费大量的人力、物力和财力，且施工周期较长的问题。

本申请实施例提供一种无砟轨道轨枕承轨台处理方法，包括：

通过控制终端控制切削装置步进式移动，且对待处理承轨台的待处理面进行切削；

通过控制终端控制磨削装置步进式移动，且对切削后的承轨台进行磨削。

本申请实施例提供一种无砟轨道轨枕承轨台处理方法，通过对承轨台在线维修处理，无需将轨枕下方的道床板、路基等拆除掉，大大减少了对人力、物力及财力的消耗，且施工周期相对较短，减少了对列车运营的影响。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为一示例性实施例提供的方法的流程示意图；

图2为一示例性实施例提供的方法的应用示意图；

图3为另一示例性实施例提供的方法的流程示意图；

图4为一示例性实施例提供的方法中切削装置的仿形切削刀的结构示意图；

图5为一示例性实施例提供的方法中磨削装置的仿形磨削轮的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

由于高速铁路建成后的长时间运行，铁路线路出现不同程度的病害，这就会导致轨道质量指数值变化。对于轨道板上拱病害造成的线路质量不能满足高速列车正常运行需求的情况，需要对承轨台进行重新处理和维修，确保维修后的承轨台能满足高速列车运行的线路质量要求。对于小量沉降和上拱导致的轨道质量指数值变化的情况，可以通过调整钢轨扣件系统来恢复轨道质量指数值保证行车安全。对于上拱量较大的区段，其已经超出了钢轨扣件系统的调整范围，目前采用的维修方法是将轨枕下方的道床板、路基等拆除掉，从隧道的原有路基基础上向下施工，重新制作隧道内的路基和道床板，然后恢复轨道线路质量指数值，来满足列车高速行驶的需求。

然而，对于上拱量较大的区段采用的维修方法需要耗费大量的人力、物力和财力，需要延长维修天窗点，施工周期较长，而且在维修方案的实施过程中会影响到列车的正常通行。

为了克服上述技术问题，本实施例提供一种无砟轨道轨枕承轨台处理方法，通过对承轨台在线维修处理，无需将轨枕下方的道床板、路基等拆除掉，大大减少了对人力、物力及财力的消耗，且施工周期相对较短，减少了对列车运营的影响。

下面结合附图对本实施例提供的无砟轨道轨枕承轨台处理方法的实现过程进行举例说明。

本实施例提供的无砟轨道轨枕承轨台处理方法，如图1所示，包括：

s101、通过控制终端控制切削装置步进式移动，且对待处理承轨台的待处理面进行切削；

s102、通过控制终端控制磨削装置步进式移动，且对切削后的承轨台进行磨削。

本示例中，如图2所示，通过控制终端4控制切削装置1步进式移动，且对待处理承轨台2的待处理面进行切削；通过控制终端4控制磨削装置3步进式移动，且对切削后的承轨台2进行磨削。其中，控制终端4可以为控制箱或者遥控器等具有控制功能的终端设备。切削装置可位于磨削装置前方。切削装置1可以一次性去除大量多余材料，可以去除材料深度约为50mm；本示例中的切削处理过程具体可以采用铣削加工的方式来实现。磨削装置37可以去除材料深度约为2mm，可以进行多次磨削来满足加工精度要求。

需要说明的是：切削是用切削工具(包括刀具等)把坯料或工件上多余的材料层切去成为切屑,使工件获得规定的几何形状、尺寸和表面质量的加工方法；本示例中，切削用于对待处理承轨台2进行粗加工。

磨削是用磨料、磨具切除工件上多余材料的加工方法，以使工件满足一定的工艺要求；本示例中，磨削用于对切削后的待处理承轨台2进行精加工，以使得处理承轨台能够满足相应的精度要求。

在具体实现时，切削阶段的单次进给量大于磨削，本实施例此处对于具体进给量不做限定，可根据实际需要来设置。

举例来说，切削可包括锯切、刨削及铣削等。磨削的分类方式及种类较多。示例性地，按进给形式，磨削包括：切入磨削、纵向磨削、缓进给磨削、无进给磨削、定压研磨、定量研磨等；按磨削形式，磨削包括：砂带磨削、端面磨削、周边磨削、仿形磨削、振荡磨削、高速磨削、恒压力磨削、干磨削及湿磨削等。本示例中，切削采用铣削的方式；磨削采用仿形磨削的方式。当然，在具体实现过程中，切削及磨削的具体类型可根据实际需要来选择，本实施例此处只是举例说明。

可选地，通过控制终端4控制切削装置1步进式移动，且对待处理承轨台2的待处理面进行切削，包括：

通过控制终端4控制切削装置1的纵向移动机构、横向移动机构及垂向移动机构运动，以调整切削装置1中切削机构相对于待处理承轨台2的位置；

通过控制终端4控制切削装置1的纵向移动机构和/或承载机构的导向轮组件运动，以控制切削装置1沿着钢轨的延伸方向步进式移动；通过控制终端4控制切削装置1的切削机构对待处理承轨台2的待处理面进行切削。

其中，在对待处理承轨台2的待处理面进行切削的过程中，通过控制终端4周期性地或持续地控制切削装置1的冷却管道对上述切削机构的仿形切削刀192进行冷却。

可选地，通过控制终端4控制磨削装置3步进式移动，且对切削后的承轨台2进行磨削，包括：

通过控制终端4控制磨削装置3的纵向移动机构、横向移动机构及垂向移动机构运动，以调整磨削装置3中磨削机构相对于待处理承轨台2的位置；

通过控制终端4控制磨削装置3的纵向移动机构和/或承载机构的导向轮组件运动，以控制磨削装置3沿着钢轨的延伸方向步进式移动；通过控制终端4控制磨削装置3的磨削机构对待处理承轨台2的待处理面进行磨削。

其中，在对待处理承轨台2的待处理面进行磨削的过程中，通过控制终端4周期性地或持续地控制磨削装置3的冷却管道对上述磨削机构的磨削刀主体进行冷却。

在对待处理承轨台2的待处理面进行切削之后，还包括：

在待处理承轨台2的待处理面存在残余的条状结构时，去除条状结构。在具体实现时，可根据实际情况选择相应的设备对条状结构进行去除，可由人工通过相应的设备对条状结构进行去除，或控制相应的设备自动对条状结构进行去除，以利于使得处理后的城轨台满足tqi的要求。

如图3所示，在其中一种可能的实现方式中，在步骤s101之前，可包括：

s1001、对待处理承轨台对应的区段进行前处理，以将待处理承轨台的待处理面露出；

s1002、利用起重设备将切削装置及磨削装置吊放至轨道板，将切削装置及磨削装置接通电源及水源；其中，切削装置位于磨削装置前方。

在步骤s1001中，先确定需要维修的承轨台2，根据待维修承轨台2也即待处理承轨台2确定相应的待处理区段。根据待处理承轨台2对应的区段也即待处理区段确定扣件拆除区段，具体地，扣件拆除区段沿钢轨的延伸方向的两个端部分别伸出待处理承轨台2对应的区段；将扣件拆除区段的扣件8拆除，拆除扣件8的承轨台2数量应该大于待处理承轨台2数量，拆除扣件8数量应该沿着待处理承轨台2区段两个方向延伸。利于拨轨工具且沿朝向轨道板中心线a的方向将扣件拆除区段内的钢轨拨离承轨台2，以将待处理承轨台2的待处理面露出。

另外，在前处理的过程中，将装载有切削装置1及磨削装置3的铁路平车牵引至对待处理承轨台2对应的区段。具体地，可通过轨道车将装载有切削装置1及磨削装置3的铁路平车牵引至待处理区段的起始端周围，利于起重设备将切削装置1及磨削装置3吊放至轨道板。铁路平车还可装载有起重机、用于为切削装置1及磨削装置3供电的电源以及用于为切削装置1及磨削装置3提供冷却水的水源等。

其中，切削装置1，包括：承载机构，跨设于无砟轨道的一侧的钢轨上；纵向移动机构，安装于承载机构，用于沿着无砟轨道的长度方向运动；横向移动机构，安装于纵向移动机构，用于沿着无砟轨道的宽度方向运动；垂向移动机构，安装于横向移动机构，用于沿着无砟轨道的高度方向运动；切削机构，安装于垂向移动机构，具有用于对承轨台2进行切削的仿形切削刀192，如图4所示。

磨削装置3的结构与切削装置1的结构的不同之处在于，磨削装置3包括磨削机构，磨削机构与切削机构的不同之处在于，磨削机构包括用于对承轨台2进行磨削的仿形磨削轮392，如图5所示。

本示例中，纵向是指沿着钢轨延伸方向；横向是指垂直于钢轨延伸方向并且与轨道板上平面平行；垂向是指轨道板上平面的法向。

在步骤s1002中，利用起重设备将切削装置1及磨削装置3吊放至轨道板。其中，切削装置1位于磨削装置3前方；在具体实现时，切削装置1先对待处理承轨台2的多余材料进行大余量去除，磨削装置3再对切削后的承轨台2的轮廓进行高精度修复。在将切削装置1及磨削装置3吊放至轨道板后，将切削装置1及磨削装置3分别与电源电连接，且及将切削装置1及磨削装置3分别与水源连接。在步骤s102之后，还可包括：

s103、在对处理承轨台处理完成后，利用起重设备将切削装置及磨削装置吊离轨道板，且对区段进行后处理。

在步骤s103中，在将待处理区段内的待处理承轨台2处理完毕之后，利用起重设备将切削装置1及磨削装置3吊装至铁路平车上，可通过轨道车将铁路平车牵引至下一待处理区段。

对区段进行后处理具体可包括：利于拨轨工具且沿朝向轨道板中心的方向将扣件拆除区段内的钢轨恢复至承轨台2上；

将扣件拆除区段内已拆除的扣件8安装，确保处理后的承轨台2满足tqi值的要求。

该处理方法采用两种不同的处理装置来分别处理，首先采用仿形切削刀192对承轨台2的待处理面进行大余量材料去除，仿形切削刀192的轮廓形状与承轨台2一致；然后，采用仿形磨削轮392对承轨台2的待处理面进行小余量高精度材料去除，仿形磨削轮392的轮廓形状与承轨台2一致。从而，实现对无砟轨道上拱病害承轨台2在线处理的目的。

下面对本示例中涉及到的切削装置1及磨削装置3的结构进行举例说明。

以切削装置1为例：

切削装置1的承载机构，跨设于无砟轨道的一侧的钢轨上，用于将纵向移动机构、横向移动机构、垂向移动机构及切削机构支撑在无砟轨道上方。示例性地，承载机构包括：承载框架及导向轮组件。承载框架可为龙门框架结构，具体可包括：两个相平行的承载横梁及两个平行的承载纵梁，两个承载横梁连接于承载纵梁的两个端部，且承载横梁用于将两个承载纵梁连接；可选地，两个承载纵梁的端部可设置有向下延伸的承载支腿。承载框架可跨设于无砟轨道的两个钢轨之上，或承载框架可跨设于无砟轨道两个钢轨中的一个钢轨之上。

在承载框架的承载支腿的下端设置有导向轮组件。导向轮组件用于带动处理装置沿着无砟轨道的延伸方向行走，也即带动处理装置沿着无砟轨道的长度方向行走。导向轮组件包括：导向轮安装座及安装于导向轮安装座的至少一个导向轮；导向轮安装座可拆卸地安装于承载框架，便于后续检修或更换；在导向轮为多个时，多个导向轮沿着纵向方向间隔分布。在具体实现时，至少部分导向轮组件可具有两个导向轮。

切削装置1的纵向移动机构包括：移动纵梁、主横梁、纵向驱动件。移动纵梁设于承载机构的承载框架；主横梁可滑动地设置于移动纵梁；纵向驱动件连接于主横梁，用于驱动主横梁相对移动纵梁移动。

移动纵梁可以为两个，分别设置于承载机构的承载纵梁上。移动纵梁可通过螺接、焊接等固定连接方式连接于承载纵梁。移动纵梁的两个端部可设置有限位板，限位板用于限制主横梁的移动位置，避免主横梁从移动纵梁上滑脱。

主横梁可与两个移动纵梁滑动连接，主横梁与移动纵梁中的一个设置有纵向导槽，主横梁与移动纵梁中的另一个设置有纵向导轨。具体地，主横梁设置有纵向导槽，移动纵梁设置有纵向导轨；或者，移动纵梁设置有纵向导槽，主横梁设置有纵向导轨。通过纵向导轨于纵向导槽的配合，确保主横梁沿着纵向移动。

纵向驱动件连接于横梁。纵向驱动件可连接于主横梁的中部。纵向驱动件可以为纵向驱动电机，纵向驱动电机的输出端设置有纵向传动装置，纵向传动装置与主横梁连接。纵向传动装置可以为齿轮齿条传动机构或者丝杠螺母传动机构。示例性地，纵向驱动电机连接于主横梁，纵向驱动电机的输出端设置有纵向传动齿轮，相应地，承载框架连接有安装板，安装板安装有与纵向传动齿轮啮合的纵向传动齿条；或者，纵向驱动电机的输出端设置有丝杠，连接于承载框架的安装板设置有与丝杠配合的螺母。在其它示例中，纵向驱动电机也可通过安装板或安装支架连接于承载机构。纵向驱动件可以为纵向驱动液压缸。

切削装置1的横向移动机构包括：横向移动架及横向驱动件。横向移动架可滑动地设置于纵向移动机构的主横梁；横向驱动件连接于移动框架，用于驱动横向移动架相对主横梁移动。

横向驱动件为横向驱动电机。横向移动机构还可包括横向传动机构，横向传动机构连接在横向驱动件和横向移动架之间，用于将横向驱动件输出的旋转运动转换为直线运动。

在一些示例中，横向传动机构为齿轮齿条机构。主横梁设置有横向传动齿条。横向驱动电机的输出端设置有与横向传动齿条啮合的横向传动齿轮。横向驱动电机设置于横向移动架。在另一些示例中，横向传动机构为丝杠螺母机构。横向驱动电机设置于横向移动架。横向驱动电机的输出端设置有丝杠。主横梁设置有螺母。

横向移动架跨设于主横梁。横向移动架可包括：搭设于主横梁上表面的连接板及连接于连接板两侧的侧板。横向移动架的两个侧板中有至少一个侧板设置有朝向主横梁延伸的引导部，主横梁设置有与引导部配合的引导槽。如此，利于确保横向移动机构沿横向运动，且能够为横向移动机构提供更多的支撑点，利于提高横向移动机构的承载能力。

切削装置1的垂向驱动机构包括：垂向移动件及垂向驱动件。垂向移动件可滑动地设置于横向移动机构的横向移动架；垂向驱动件连接于垂向移动件，用于驱动垂向移动件相对于横向移动架移动。在垂向驱动件为垂向驱动电机时，垂向驱动机构还包括垂向传动组件，垂向传动组件连接在垂向驱动件于垂向移动件之间。

在一些示例中，垂向传动组件，包括：垂向减速机及丝杠螺母副。垂向减速机连接于垂向驱动件的输出端。丝杠螺母副连接垂向减速机与垂向移动件。丝杠螺母副包括丝杠及螺母，丝杠设置于减速机的输出端，螺母设置于垂向移动件。垂向驱动电机输出的旋转运动经垂向减速机传递至丝杠螺母副，丝杠螺母副用于将该旋转运动转换为直线运动，从而带动垂向移动件沿着垂向运动。

或者，垂向传动件可包括垂向减速机及齿轮齿条传动组件。垂向减速机连接于垂向驱动件的输出端。齿轮齿条传动组件连接于垂向减速机与垂向移动件。齿轮齿条传动组件包括设置于减速机输出端的齿轮及与齿轮啮合的齿条，齿条设置于垂向移动件。垂向驱动电机输出的旋转运动经垂向减速机传递至齿轮齿条传动组件，齿轮齿条传动组件用于将该旋转运动转换为直线运动，从而带动垂向移动件沿着垂向运动。切削装置1的切削机构包括：切削驱动电机、切削传动组件及切削刀组件。切削驱动电机安装于垂向移动机构；切削传动组件连接于垂向移动机构；切削刀组件连接于切削传动组件。切削驱动电机通过切削传动组件带动切削刀组件旋转并进行切削作业。

示例性地，切削传动组件包括：切削传动带；切削传动轴，通过切削传动带与切削驱动电机连接；主轴箱，设置于切削传动轴。主轴箱的输出端连接于切削刀组件。切削驱动电机输出的转速和扭矩通过切削传动带传递至主轴箱，主轴箱带动切削刀组件旋转并进行切削作业。

切削刀组件，包括：仿形切削刀192、防护罩及冷却管道。仿形切削刀192安装于切削传动组件；仿形切削刀192呈柱状，仿形切削刀192的柱面与承轨台2的待切削面相适配；仿形切削刀192的柱面具有间隔设置的多个切割片；各切割片分别沿仿形切削刀192的周向延伸。防护罩，罩设于仿形切削刀192外，且防护罩设置有避让缺口，避让缺口可供仿形切削刀192与承轨台2的待切削面接触。冷却管道有至少部分安装于防护罩，冷却管道用于将冷却液引导至仿形切削刀192以对仿形切削刀192进行冷却。其中，可选地，在主轴箱的输出轴可设置有垫板，仿形切削刀192套设于垫板外。垫板用于提高仿形切削刀192在主轴箱的输出轴的安装可靠性。

仿形切削刀192为仿形切削刀192，仿形切削刀192的柱面与承轨台2的待切削面相适配。仿形切削刀192上相邻两个切割片之间具有一定的间隙，以允许产生一定的切割料。其中，两个切割片之间的间隙可根据实际需要来设置。示例性地，两个切割片之间的间隙可小于等于10毫米；可选地，两个切割片之间的间隙可小于等于5毫米，以尽量减小两个切割片之间的凸起，提高承轨台2的表面的平滑性。其中，在两个切割片之间具有凸起时，可由人工进行进一步处理。

防尘罩可包括：主防护板，主防护板可沿着仿形切削刀192的周向延伸一定长度，主防护板的延伸长度具体可根据实际需要来设置，本实施例此处不做具体限定；主防护板可连接于垂向移动机构的垂向移动件；主防护板的两侧可分别设置有侧防护板，侧防护板可通过轴承连接于主轴箱的输出轴；主防护板的前端及后端可分别设置有端部防护板，且端部防护板与相应的侧防护板连接。防尘罩有至少部分位于仿形切削刀192的上方，且防尘罩有至少部分位于仿形切削刀192的前侧，以到防尘及避免其它颗粒物等对仿形切削刀192的不利影响，利于确保仿形切削刀192的切削效果，且利于延长仿形切削刀192的使用寿命。

冷却管道可包括第一管道，第一管道可安装至防尘罩或安装至其它机构。以第一管道安装于防尘罩为例，第一管道可设置于防尘罩的前侧且位于相对靠上的位置；防尘罩可设置有多个间隔分布的安装座，安装座用于安装第一管道；示例性地，安装座包括第一安装板及第二安装板，第一安装板可螺接与防尘罩，第二安装板连接于第一安装板的端部，第二安装板可与第一安装板一体设置或焊接固定，且第二安装板与第一安装板之间可具有一定夹角，第一管道可焊接或粘接或卡接于第二安装板。第一管道可具有多个出水口，防尘罩与出水口相对应得部分设置有避让孔，第一管道还连接有第二管道，第二管道用于与水源连接。在第一管道与第二管道得连接处，或者在第二管道可设置有控制阀门，控制阀门用于控制水源为第一管道供水或停止供水，控制阀门可以手动控制或者通过控制箱来控制。

本示例中，以承载机构跨设于无砟轨道的一个钢轨为例，该处理装置可具有两个垂向移动机构，两个垂向移动机构可分别设置有切削机构，两个切削机构可分别对应于钢轨两侧的承轨台2。如此，可同时对至少一对承轨台2进行处理；示例性地，本实施例的切削装置1及磨削装置3可分别同时对三对承轨台2进行处理。

采用本实施例提供的处理装置，切削机构可以实现横向、纵向、垂向三个方向的运动和a轴的旋转运动，切削深度大，加工效率高，能够快速准确的将承轨台2的多余材料去除掉。

采用本实施例提供的处理装置，在进行切削作业的过程中，可通过控制箱的控制面板来控制承载机构的导向轮组件沿着无砟轨道的延伸方向运动(向前运动或向后运动)；通过控制面板分别控制纵向移动机构及横向移动机构运动，以利于切削机构能够快速对准待处理的承轨台2；通过控制面板控制垂向移动机构运动，使得切削机构能够对待处理的承轨台2进行切削作业；通过控制面板控制切削机构的转速；通过控制面板控制冷却管道对仿形切削刀192进行冷却或停止冷却。在其它示例中，也可通过遥控器或其它控制终端4来对上述各机构进行控制。

磨削装置3的结构与切削装置1的结构类似，将切削装置1中的仿形切削刀192更换为仿形磨削轮392即可得到磨削装置3。其中，仿形磨削轮392可呈柱状，仿形磨砂轮的柱面与待处理承轨台2的待处理面相适配。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

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