一种可转换为永久桥梁结构的高速铁路抢修梁及其抢修方法技术

本发明专利技术公开了一种可转换为永久桥梁结构的高速铁路抢修梁及其抢修方法，抢修梁在临时通车状态由相互独立的上下行线单线抢修梁组成，单线抢修梁采用预应力钢箱梁的结构形式，钢箱梁分节段制造，节段之间采用钢销‑剪力键的连接方式，钢箱梁下翼板上方、腹板内侧布置有纵向体外预应力钢筋。通过在钢箱梁上方浇筑混凝土结构层，在上下行线单线抢修梁之间布置并张拉横向预应力筋，可使抢修梁形成双线整孔预应力钢‑混凝土组合梁，作为永久桥梁结构正常运营。本发明专利技术区别于现有抢修钢梁的特征是通车速度高，用于临时抢修的梁部结构不再拆除，而是通过结构体系的转换，将临时抢修梁转变为永久桥梁结构，从而避免了对损毁桥梁的二次换架。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高速铁路桥梁抢修器材及其抢修方法，特别涉及一种高速铁路中等跨度简支梁桥梁部结构抢修器材，属于桥梁抢修

技术介绍
高速铁路中，桥梁里程占线路总里程比例很高。虽然高铁桥梁的设计、建造标准很高，但考虑到其庞大的数量规模和广泛的地域分布，发生灾损的潜在可能性是比较高的。目前国内外尚没有专门针对高铁桥梁抢修的器材储备，既有梁部抢修器材是针对普通铁路桥梁抢修研制的，包括六四式铁路军用梁、八七式铁路抢修钢梁和拆装式横梁等，这些梁部抢修器材都存在通车速度慢、需要二次换架的缺点，其技术战术性能指标不能满足高铁桥梁抢修的需要。已经投入运营、数量巨大的高铁桥梁面临损毁后没有抢修技术支撑、没有抢修器材储备的窘境。因此，研究一种适应高铁桥梁抢修的梁部抢修结构是迫切的，并且具有重要的经济意义和社会效益。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种适应高速铁路桥梁抢修需要的抢修梁及其抢修方法，其在临时通车状态具有较高的通车速度，可以在不中断通车的情况下转换为永久桥梁结构，避免了对受损桥梁的二次换架。为解决上述问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种可转换为永久桥梁结构的高速铁路抢修梁，其关键技术在于：其包括连通桥跨的工字梁和分别设置在所述工字梁左右两侧并与工字梁连接的单线钢箱梁，所述桥墩垫石上通过临时支座设置支座垫梁，所述工字梁和单线钢箱梁的两端坐落于所述支座垫梁上，所述单线钢箱梁由多个箱梁节段拼接而成，所述单线钢箱梁上端面通过多个工字钢垫梁设置有无砟轨道板，所述单线钢箱梁外侧设置有上翼缘悬挑板，上翼缘悬挑板上安装线缆槽及接触网钢柱。进一步的，所述的工字梁的上翼板两侧设置有立板，所述单线钢箱梁上设置有与所述立板相适配的挂钩，单线钢箱梁通过所述箱梁节段拼装挂钩和立板挂装在所述工字梁上。进一步的，所述单线钢箱梁的箱梁节段之间通过钢销-剪力键连接，所述箱梁节段的上、下翼板设置有翼板横联耳板，翼板横联耳板之间设置有钢销，箱梁节段的腹板通过剪力键连接。进一步的，所述单线钢箱梁包括两个6.3m箱梁节段、两个8m箱梁节段和一个4m箱梁节段，其连接顺序为：6.3m箱梁节段、8m箱梁节段、4m箱梁节段、8m箱梁节段和6.3m箱梁节段顺序连接。进一步的，所述单线钢箱梁上设置有体外预应力筋，所述单线钢箱梁横隔板左右两侧和底部均设置有多个纵向体外预应力孔道，所述体外预应力筋包括通过所述纵向体外预应力孔道设置的腹板体外预应力筋和底板体外预应力筋。进一步的，当转换为永久桥梁结构时，所述单线钢箱梁的上翼板和无砟轨道板之间浇筑有混凝土结构层，所述工字梁顶面浇筑混凝土结构层，工字梁的混凝土层和两侧单线钢箱梁的混凝土层之间预留后浇带。进一步的，两个所述单线钢箱梁之间设置有横向加强联接装置，所述横向加强联接装置包括设置在两单线钢箱梁之间的双线梁剪刀撑横联，所述双线梁剪刀撑横联每隔4m设置一道，双线梁剪刀撑横联穿过工字梁的腹板的开孔位置。进一步的，所述后浇带内填充有用于将所述工字梁的混凝土层和两侧单线钢箱梁的混凝土层连接成整体的速凝支座灌浆料。进一步的，所述横向加强联接装置包括设置在两单线钢箱梁之间的多根横向预应力筋，所述单线钢箱梁上部和下部分别设置有横向预应力筋锚固座，所述横向预应力筋通过所述横向预应力筋锚固座固定连接。另外还提供一种上述抢修梁的抢修方法，其具体包括如下步骤：一．在桥墩垫石上设置临时支座，在临时支座上设置支座垫梁；二．吊装工字梁连通桥跨，所述工字梁的两端通过所述支座垫梁支撑；三．在所述工字梁两侧对称吊装箱梁节段，箱梁节段挂装在工字梁上，然后将箱梁节段依次拖拽至设计位置就位，然后连接相邻的箱梁节段形成单线钢箱梁；四．在所述单线钢箱梁的上端面支撑设置无砟轨道板，并在单线钢箱梁和无砟轨道板预留出转换成永久梁时混凝土结构层的浇筑空间；五．在单线钢箱梁外侧安装上翼缘悬挑板，在所述上翼缘悬挑板上安装线缆槽及接触网钢柱；六．在单线钢箱梁内布置并张拉纵向体外预应力筋，完善附属设施，调节轨道线形并恢复无缝线路，开通线路，实现临时通车。将其转换为永久桥梁的结构体系转换步骤如下：七．暂时封闭一侧的线路，在该侧单线钢箱梁上翼板和无砟轨道板之间浇筑混凝土结构层；八．待上述混凝土结构层达到强度要求后，在该侧单线钢箱梁腹板内侧布置腹板体外预应力筋和并施加预应力；九．调整下翼板上方的底板体外预应力筋的应力水平，将该侧线路的抢修梁转换成预应力钢-混凝土组合结构，开通本侧线路；十．暂时封闭另一侧的线路，按照上述方法同样对其进行结构体系的转换，之后恢复双线通车；十一.在中间的工字梁顶面也浇筑混凝土结构层，工字梁的混凝土层和两侧单线钢箱梁的混凝土层之间预留后浇带；十二.利用螺栓将工字梁的上下翼板与两侧单线钢箱梁的上下翼板连接成一体；十三.在两侧的单线钢箱梁之间安装双线梁剪刀撑横联，横联每隔4m设置一道，双线梁剪刀撑横联穿过工字梁的蜂窝式腹板的开孔位置；十四.在工字梁的混凝土层和两侧抢修梁混凝土层之间预留的后浇带上填充速凝支座灌浆料，将所述工字梁的混凝土层和两侧单线钢箱梁的混凝土层连接成整体；十五.在两侧单线钢箱梁之间安装横向预应力筋，每隔4m节段上下翼板附近各1根，张拉并固定在横向预应力筋锚固座上，将两侧的单线钢箱梁和中间的工字梁连成一体，形成双线整孔预应力钢-混凝土组合梁永久桥梁结构；十六.安装永久支座，拆除临时支座，线路恢复正常运营。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本专利技术用于临时抢修的梁部结构不再拆除，而是通过结构体系的转换，将临时抢修梁转变为永久桥梁结构，从而避免了对损毁桥梁的二次换架；结构体系转换期间，高铁线路仍能维持单线通车；本专利技术的抢修梁具有较高的通车速度，抢修状态临时通车速度在100km/h以上，正常运营状态通车速度在250km/h以上。抢修梁在临时通车状态由相互独立的上下行线单线抢修梁组成，单线抢修梁采用预应力钢箱梁的结构形式，钢箱梁分节段制造、存储和运输，通过增减箱梁节段数量，可以适应不同跨度桥梁的抢修需要。钢箱梁节段之间采用钢销-剪力键的连接方式，钢箱梁翼板间采用耳板-钢销连接，腹板间采用剪力键连接，钢箱梁下翼板上方、腹板内侧布置有体外预应力钢筋。使抢修梁成为预应力钢结构，有效地提高了抢修梁的现场拼架速度，改善了临时抢修梁的竖向刚度和横向刚度，较之普通铁路抢修钢梁可显著的提高临时通车速度。通过在钢箱梁上方浇筑混凝土结构层，在上下行单线抢修梁之间布置并张拉横向预应力筋，可使抢修梁形成双线整孔预应力钢-混凝土组合梁，作为永久桥梁结构正常运营，使其力学性能达到和原有桥梁相当的水平，避免了对受损桥梁的二次换架。本专利技术还可以用于既有普通铁路桥梁的抢修作业，其综合技术性能指标、经济指标优于现有抢修钢梁。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可转换为永久桥梁结构的高速铁路抢修梁，其特征在于：其包括连通桥跨的工字梁（7）和分别设置在所述工字梁（7）左右两侧并与工字梁（7）连接的单线钢箱梁（1），所述桥墩垫石上通过临时支座（6）设置支座垫梁（5），所述工字梁（7）和单线钢箱梁（1）的两端坐落于所述支座垫梁（5）上，所述单线钢箱梁（1）由多个箱梁节段拼接而成，所述单线钢箱梁（1）上端面通过多个工字钢垫梁（4）设置有无砟轨道板（3），所述单线钢箱梁（1）外侧设置有上翼缘悬挑板（2），上翼缘悬挑板（2）上安装线缆槽及接触网钢柱。

【技术特征摘要】
1.一种可转换为永久桥梁结构的高速铁路抢修梁，其特征在于：其包括连通桥跨的工字梁（7）和分别设置在所述工字梁（7）左右两侧并与工字梁（7）连接的单线钢箱梁（1），所述桥墩垫石上通过临时支座（6）设置支座垫梁（5），所述工字梁（7）和单线钢箱梁（1）的两端坐落于所述支座垫梁（5）上，所述单线钢箱梁（1）由多个箱梁节段拼接而成，所述单线钢箱梁（1）上端面通过多个工字钢垫梁（4）设置有无砟轨道板（3），所述单线钢箱梁（1）外侧设置有上翼缘悬挑板（2），上翼缘悬挑板（2）上安装线缆槽及接触网钢柱。
2.根据权利要求1所述的一种可转换为永久桥梁结构的高速铁路抢修梁，其特征在于：所述的工字梁（7）的上翼板两侧设置有立板（71），所述单线钢箱梁（1）上设置有与所述立板（71）相适配的挂钩（113），单线钢箱梁（1）通过所述挂钩（113）和立板（71）挂装在所述工字梁（7）上。
3.根据权利要求1所述的一种可转换为永久桥梁结构的高速铁路抢修梁，其特征在于：所述单线钢箱梁（1）的箱梁节段之间通过钢销-剪力键连接，所述箱梁节段的上、下翼板设置有翼板连接耳板（118），翼板连接耳板（118）之间设置有钢销（114），箱梁节段的腹板通过剪力键（115）连接。
4.根据权利要求1所述的一种可转换为永久桥梁结构的高速铁路抢修梁，其特征在于：所述单线钢箱梁（1）上设置有体外预应力筋，所述单线钢箱梁（1）横隔板左右两侧和底部均设置有多个纵向体外预应力孔道（111），所述体外预应力筋包括通过所述纵向体外预应力孔道（111）设置的腹板体外预应力筋（116）和底板体外预应力筋（117）。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种可转换为永久桥梁结构的高速铁路抢修梁，其特征在于：所述单线钢箱梁（1）的上翼板和无砟轨道板（3）之间浇筑有混凝土结构层（8），在所述工字梁（7）顶面浇筑混凝土结构层（8），工字梁（7）的混凝土层和两侧单线钢箱梁（1）的混凝土层之间预留后浇带（81）。
6.根据权利要求5所述的一种可转换为永久桥梁结构的高速铁路抢修梁，其特征在于：两个所述单线钢箱梁（1）之间设置有横向加强联接装置，所述横向加强联接装置包括设置在两单线钢箱梁（1）之间的双线梁剪刀撑横联（9），所述双线梁剪刀撑横联（9）每隔4m设置一道，双线梁剪刀撑横联（9）穿过工字梁（7）的腹板的开孔位置。
7.根据权利要求6所述的一种可转换为永久桥梁结构的高速铁路抢修梁，其特征在于：所述后浇带（81）内填充有用于将所述工字梁（7）的混凝土层和两侧单线钢箱梁（1）的混凝土层连接成整体的速凝支座灌浆料。
8.根据权利要求7所述的一种可转换为永久桥梁结构的高速铁路抢修梁，其特征在于：所述横向加强联接装置包括设置在两单线钢箱梁（1）之间的多根横向预应力筋（10），所述单线钢箱梁（1）上部和下部分别设置有...

【专利技术属性】
技术研发人员：李朝红，徐光兴，孙志星，刘嘉武，郭孟娇，王钗，
申请(专利权)人：石家庄铁道大学，
类型：发明
国别省市：河北;13