6.4.4 轨枕的维修

6.4.4 轨枕的维修

1.松动轨枕的修复

(1)对松动轨枕采用的修复方法。

对松动轨枕的修复,可能采用的并在修复方案中规定的措施是全套更换轨枕,在轨枕盒中安装新的支承点并对部分裂纹压注填料。

(2)对双头轨枕松动的具体修复方法。

双头轨枕由于晶格桁架的固化作用,能够良好地锚固于混凝土板中。因此,对轨枕松动的锚固,可以使用注浆材料(环氧树脂或聚氨酯)加以恢复。这种维修方法必须由有自己的材料技术和装备的有相应实力的公司来负责实施。

2.单根轨枕的更换

首先,应在无砟轨道与应更换轨枕相连的部位用垂直设置的钢筋连接。在把钢轨松开和提升后,通过切割和抬升把损坏的轨枕从充填混凝土或混凝土支承层中挖出。对于纵向钢筋穿过轨枕或穿过轨枕钢筋桁架的无砟轨道结构形式,应切断该钢筋并使伸到相邻轨枕盒里的连接钢筋裸露出来。抽出损坏的轨枕后,把轨枕盒中裸露的混凝土表面清扫干净,然后铺入新轨枕,并将直径适宜且穿入新轨枕的钢筋焊接到裸露的钢筋上。对于轨枕无钢筋连接的无砟轨道结构形式,应通过配筋混凝土组成的锚件加固新浇筑充填混凝土的配筋连接。对铺入的新轨枕进行调整以及对裸露混凝土表面进行适当预处理之后,可以使用适合的材料浇筑轨枕盒。

应使用收缩性尽可能小的混凝土或以水泥为基础的高流动性和高早强性的灰浆。这种混凝土必须满足相关合同技术条件规定的最低要求,并应进行相应的后处理。上述灌注灰浆在室温条件下约24h后达到B35(C30/37)强度。在温度降低时需要延长凝固时间。

每根轨枕所需的作业时间为4~6h,用高效灰浆浇筑新铺轨枕时,恢复线路运营应能够限在8~10h之后。目前所有进行过的修复工程在日常运营中已经受了考验且并未造成后续损坏。

3.混凝土轨枕裂纹的修复

混凝土支承层或轨枕的表面受到损伤只影响轨道系统的坚固性,并不会直接导致功能降低,在无砟轨道系统维修方案中建议用合成材料调配的灰浆(PCC)重新修复损伤的混凝土构件。此外,轨枕承轨台侧面隆起处的损伤,只要其支承层功能不低于50%,也可以用这种方式予以修复。其他维修方案,由于受损伤混凝土支承层范围尺寸(面积和深度)的限制,其使用范围有限。在这里,其损伤原因可能是施工缺陷、环境影响或事故(脱轨)。

由于所探讨的无砟轨道结构形式是有不规则裂纹的贯通形式配筋混凝土支承板式无砟轨道,因此裂纹是系统形式所决定的。大的裂纹可以损坏整个结构的耐久性,此外局部集中出现的深裂纹(裂缝)能够导致行车轨道刚度不可忽视的突变。在钢轨范围内不允许出现裂纹。对于槽形结构无砟轨道,无配筋槽壁上出现的裂纹因与宽度无关,不起关键作用。

此外,对裂纹宽度约达1mm的修复,建议采用灌注环氧树脂(EP-T)的方法。对此首先用金刚石砂轮把裂纹打磨约深5mm。对于注入打磨槽的环氧树脂的硬化时间,在恢复荷载前根据当时的温度、列车通过时裂纹宽度的变动和所使用的材料应定为0~12h。

出现更大宽度的裂纹时,建议采用环氧树脂压注法(EP-I)或聚氨酯压注法(PUR-I)充填裂纹。充填前需以适当的间距(一般情况下约30cm),沿着裂纹把黏合物塞进裂纹,在裂纹的其他范围则填塞环氧树脂、聚酯材料或聚氨酯。压注硬化时间(0.5~8h)取决于温度情况、所使用的材料和所需的灌注压力。在裂纹填充物硬化时间之后,将调配的充填物(环氧树脂或聚氨酯)压入黏合塞中。为使充填物在线路开通之前得以硬化,根据当时的温度、列车通过时裂纹宽度的变动和所使用的材料,压注硬化时间应另规定为0~12h。

一般来说,对在混凝土板内有裂纹的轨枕不准进行修理,而且在安装上层轨道板结构之前要清理出来。然而,对于已经安装了的混凝土板外部有裂纹的轨枕,则无论其宽度如何,都必须进行裂纹修复。唯一修复混凝土轨枕裂纹的方法是灌浆。使用的灌浆材料是环氧树脂或聚氨酯,这种方法必须由有自己的材料技术和装备的专业化公司来负责实施。

4.混凝土枕肩碎裂

由于意外事故上部结构的整体混凝土枕身通常会被挤碎,例如列车脱轨。较为典型的轻度损害首先是部分枕肩被挤碎,如最大的损坏面积为80cm2的枕肩被挤碎的最大深度为5cm。另外,枕肩承力功能的减少不能超过50%。

另外,对于混凝土枕身严重的碎裂损坏(枕肩承力功能减少超过50%,裂缝深度超过5 cm,损坏面积超过80 cm2)必须更换轨枕,并重新安装如VosslohDFF300型的钢轨扣件进行修复。

在这种情况下,使用适当的材料和模具就能重新修整枕肩。对于这部分枕肩损坏的修复是没有标准的枕肩模具以供使用的,主要是因为枕肩的形状根据所采用的混凝土枕的类型不同而有所差异。因此,根据维修需要设计和准备适当的模具系统将是有用的。

5.混凝土支承层的损坏

(1)混凝土支承层上有微小或表层裂纹的修复。

根据相关调查研究显示,在混凝土支承层上裂纹宽度不超过0.5mm是可以接受的,不需要进行任何维修工作。然而,如果裂纹的宽度超过了0.5mm将被认为需要用饱和的环氧树脂来进行修理。

(2)混凝土支承层上有较宽或较深裂纹的修复。

根据DeutscheBahnAG编写的板式轨道系统的建设编目要求,混凝土支承层上的裂纹在宽度超过0.5mm的情况下必须进行修复,因为它们能起固化作用,防止和消除锈蚀,并增加混凝土板的稳定性。

①混凝土支承层裂纹的修复方法。

修复混凝土板如此宽度的裂纹的合适方法就是使用环氧树脂或聚氨酯灌浆。这种方法必须由有自己的材料技术和装备的专业化公司来负责实施。

②混凝土支承层裂纹修复的工艺过程。

胶黏剂封隔器(注射喷嘴)被固定(用适当的胶黏剂)在裂纹上面20~30cm处。全部裂纹必须用合适的注浆化合物密封起来(宽度大约为10cm),以避免灌浆材料从混凝土板表面流出。仅在裂纹末端留一个通气孔。另外,需要准备速凝材料去修复可能在灌浆过程中发生的泄漏点。灌浆压力必须沿一个方向进行。

注浆必须从外层封隔器开始(与开的通气孔相反的末端)。如果灌浆材料从下一个封隔器流出,则前一个封隔器必须封闭,注浆能够在上述封隔器继续进行。这个过程将一直持续到末端的裂纹处,以确保完全填充。

(3)混凝土支承层浅表层损害。

通常而言,混凝土支承层由于意外事故会受到损害,如列车脱轨的影响。典型的轻微损害是深度不超过10cm的擦伤。

这种损坏的具体修复方法如下:①所有松散的混凝土部分必须去除掉(用铁锤、钢丝刷或无油空气喷嘴);②有缺陷的表面必须被清扫干净和适当润湿;③选择黏结层材料(如Pagel防锈蚀材料和MS02黏结材料或装备)刷在表面;④之后立即进行修复,用砂浆填入缺陷的孔洞中。

如果需要修复的孔洞较小,可以选择灌浆化合物和浮筒。

在修复工作完成后要保证适当的愈合时间,并采取一定的保护措施以确保能达到所要求的修复质量。例如使用PCC砂浆的环境温度超过5℃并需采取适当的蒸发保护措施。

(4)大面积更换混凝土支承层。

如果由于混凝土支承层的损坏而无法保证轨枕或钢轨支承点的荷载的均匀分布和位置的稳定性,并且采用其他措施也不能修复时,则必须一段一段地完全更换混凝土支承层。在这种修复方式下,无论在何种情况下我们都应在最大程度上保证水硬性支承层的完好性。

首先在需要更新的轨道区段把钢轨锯断并拆下,与损坏区段的连接段,应对支承层采取必要的措施进行固定。在做好这些准备工作之后,用金刚石锯把损坏的混凝土支承层锯成可供运输的块段。通过剪切和抬升把混凝土块段与水硬性支承层分离,然后运走。在与相邻完好路段连接的过渡段,为便于钢筋搭接,连接钢筋应预留足够的长度。在下一步的施工流程中,根据ZTV-ING和SIB的规定应对裸露的混凝土表面进行预处理,并把适合的钢筋焊接到裸露的连接钢筋上。全部钢筋铺设和轨枕定位之后就可以铺设浇筑混凝土支承层的模板了。调整轨排和浇筑混凝土按无砟轨道的施工规定进行。这里应根据ZTVBETON-STB的规定使用早强混凝土B35(C30/37)。在各种维修方案中,只有个别方案提出采用速凝混凝土。新浇混凝土应使用适宜的措施(覆盖薄膜、隔热、保湿)进行足够的养护。对相应的混凝土配比,根据温度的不同养护2~6d后就可以完全恢复荷载。