双块式轨枕四周混凝土补振器.pdf

本发明为一种双块式轨枕四周混凝土补振器，解决了目前没有双块式轨枕四周混凝土用补振装置的问题。底座固定有升降液压缸和导套，导套内套有导柱，升降液压缸和导柱上端固定有连接框架，导柱面上设有齿条，导套之间固定有齿轮轴，连接框架的两侧固定有连接板并在连接框架表面开有矩形孔，矩形孔内设有升降连杆，连接板和升降连杆的上部和下部均设有铰接孔和槽，铰接孔、槽之间交叉设有铰接杆，升降连杆之间固定有开合液压缸，升降连杆底端固定有“U”形振捣脚板且在其脚板处铰接有连杆并在其底部固定有空心螺钉，连杆的另一端铰接在托架上，托架上固定有变频振动器。本发明提高了混凝土的密实度和抗渗性，操作快捷、方便。

1、  一种双块式轨枕四周混凝土补振器，包括带有行走轮的底座(1)，其特征是：底座(1)中间固定有升降液压缸(2)和分别位于升降液压缸(2)左右两侧的导套(3)，导套(3)内套有导柱(4)，升降液压缸(2)和导柱(4)上端水平固定有连接框架(5)，导柱(4)圆柱面上设有纵向齿条，两导套(3)之间固定有由一根转轴和位于转轴两端等径的齿轮组成的齿轮轴(6)且齿轮轴(6)两端的齿轮分别与对应导柱(4)上的齿条啮合，连接框架(5)的左右两侧固定有与行走轮左右位置对应的竖直的连接板(7)并在每个连接板(7)左右两侧的连接框架(5)上表面上开有与其下表面相通的且相对于连接板(7)对称的矩形孔，每个矩形孔内设有升降连杆(8)，每个连接板(7)和位于其两侧的升降连杆(8)的上部和下部的同一高度上均分别设有铰接孔和铰接槽，每个连接板(7)上部的铰接孔和其两侧升降连杆(8)下部的铰接槽之间设有两根铰接杆并在每个连接板(7)下部的铰接槽和其两侧升降连杆(8)上部的铰接孔之间设有两根铰接杆，这四根铰接杆相交之处均为铰接结构，每个连接板(7)两侧的升降连杆(8)之间均固定有开合液压缸(18)，每个升降连杆(8)底端均固定有“U”形振捣脚板(9)且每个连接板(7)两侧的升降连杆(8)底端的振捣脚板(9)开口相对，每个振捣脚板(9)的两侧铰接有连杆(10)并在振捣脚板(9)底部固定有若干与振捣脚板(9)螺纹连接的空心螺钉(11)，开口相对的振捣脚板(9)上的连杆(10)的另一端铰接在托架(12)上，托架(12)上固定有变频振动器(13)。

2、  根据权利要求1所述的双块式轨枕四周混凝土补振器，其特征是：升降连杆(8)与连接框架(5)的连接处均设有减震垫(16)，连接行走轮的转轴与底座(1)之间的轴承上套有减震轴承座(17)。

3、  根据权利要求1或2所述的双块式轨枕四周混凝土补振器，其特征是：底座(1)上还固定有靠近连接框架(5)的立柱(14)和PLC程控箱，立柱(14)和升降连杆(8)两侧的连接框架(5)上均设有限位器(15)，立柱(14)上的限位器(15)设在连接框架(5)需要停顿的对应位置处，限位器(15)的信号输出端与PLC程控箱的输入端相连。

4、  根据权利要求1或2所述的双块式轨枕四周混凝土补振器，其特征是：变频振动器(13)上连有调频器和可调限时开关。

5、  根据权利要求3所述的双块式轨枕四周混凝土补振器，其特征是：变频振动器(13)上连有调频器和可调限时开关。

双块式轨枕四周混凝土补振器
技术领域
本发明涉及双块式无碴轨道施工的辅助工装，特别涉及用于对双块式轨枕四周道床板混凝土振捣的装置，具体为一种双块式轨枕四周混凝土补振器。
背景技术
武广客运专线是我国第一条设计速度350Km/h的高速铁路，设计采用德国Rheda2000双块式无碴轨道技术。该技术中的核心是：利用工具轨固定预制双块式轨枕；利用三维控制测量技术将工具轨精确定位；立模现浇道床板混凝土将双块式轨枕永久固定在道床板内；换装高速长轨形成无缝线路。
双块式轨枕采用钢模预制、蒸汽养生工艺，并使用脱模剂，使得双块式轨枕表面较光滑，影响与道床板现浇混凝土的粘合，因此施工时需使双块式轨枕四周与现浇混凝土充分结合；由于道床板内布置有大量结构钢筋，影响插入式振捣器的振捣效果，致使轨枕四周的混凝土振捣不充分，现浇混凝土与双块式轨枕结合部位会出现微小裂纹；混凝土本身不易灌注填满轨枕底部并且在混凝土的自重作用下易下沉，导致轨枕底部易形成气囊。当遇到阴雨天气，雨水会通过轨枕四周的微小裂纹渗积在轨枕枕底的气囊内，高速列车通过这段铁路时，气囊内的雨水在载荷的作用下从轨枕四周的裂纹中高速喷出，高速水流会产生气蚀作用，导致混凝土裂纹加大。在长期气蚀和高速水流的作用下，轨枕与现浇混凝土之间的联系逐步削弱，轨道的平顺性、舒适性、安全性降低，道床板的使用寿命明显缩短。施工中为了避免上述问题采取了提前湿润轨枕、加强振捣、反复压光等措施，但收效甚微，仍无法从根本上解决问题。
发明内容
本发明为了解决目前没有一种双块式轨枕四周混凝土补振装置，而现有插入式振捣器振捣后轨枕四周的混凝土仍存在裂纹和气囊的问题，提供了一种双块式轨枕四周混凝土补振器。
本发明是采用如下技术方案实现的：双块式轨枕四周混凝土补振器，包括带有行走轮的底座，底座中间固定有升降液压缸和分别位于升降液压缸左右两侧(行走轮的行驶方向为前后方向)的导套，导套内套有导柱，升降液压缸和导柱上端水平固定有连接框架，导柱圆柱面上设有纵向齿条，两导套之间固定有由一根转轴和位于转轴两端等径的齿轮组成的齿轮轴且齿轮轴两端的齿轮分别与对应导柱上的齿条啮合，连接框架的左右两侧固定有与行走轮左右位置对应的竖直的连接板并在每个连接板左右两侧的连接框架上表面上开有与其下表面相通的且相对于连接板对称的矩形孔，每个矩形孔内设有升降连杆，每个连接板和位于其两侧的升降连杆的上部和下部的同一高度上均分别设有铰接孔和铰接槽，每个连接板上部的铰接孔和其两侧升降连杆下部的铰接槽之间设有两根铰接杆并在每个连接板下部的铰接槽和其两侧升降连杆上部的铰接孔之间设有两根铰接杆，这四根铰接杆相交之处均为铰接结构，每个连接板两侧的升降连杆之间均固定有开合液压缸，每个升降连杆底端均固定有“U”形振捣脚板且每个连接板两侧的升降连杆底端的振捣脚板开口相对，每个振捣脚板的两侧铰接有连杆并在振捣脚板底部固定有若干与振捣脚板螺纹连接的空心螺钉，开口相对的振捣脚板上的连杆的另一端铰接在托架上，托架上固定有变频振动器。工作时，首先双块式轨枕四周混凝土补振器的行走轮沿工具轨行驶，当行驶至振捣脚板正对双块式轨枕的相应位置时停止移动，这时开合液压缸在液压油的作用下伸开从而推动连接板两侧的升降连杆张开，在张开的同时铰接在连接板和升降连杆之间的铰接杆通过铰接轴在铰接槽内的向上运动来推动升降连杆同步张开，然后停止运动，接着升降液压缸在液压油的作用下收缩，拉动连接框架下降，与连接框架固定的升降连杆和与升降连杆固定的振捣脚板下降，在下降的过程中，其中一根导柱下降，其上的齿条带动齿轮轴上的齿轮转动从而驱动另一根导柱同步下降，保证了连接框架的水平下降，当下降至略低于工具轨底的位置时，停止下降，开合液压缸在液压油的作用下收缩，并且铰接轴在铰接槽内向下运动，促使升降连杆同步收缩从而带动振捣脚板同步收缩至闭合，停止运动，升降液压缸接着做收缩运动至振捣脚板底部与双块式轨枕四周混凝土表面设计高度时停止运动，开启变频振动器振动，托板和振捣脚板振动从而对轨枕四周的混凝土实现充分振捣，同时带动振捣脚板底部的空心螺钉做低频振动，将轨枕底部气囊内的空气排除，保证了双块式轨枕与周围现浇混凝土的密实度，达到要求后变频振动器停止工作，伸开升降液压缸至振捣脚板脱离混凝土表面，然后开合液压缸伸开推动升降连杆和与其固定的振捣脚板张开，停止工作，继续伸开升降液压缸至振捣脚板绕过工具轨后停止，收缩开合液压缸至振捣脚板闭合，在升降液压缸伸开的过程中，始终伴随着两根导柱的同步上升，在开合液压缸伸开和收缩的过程中，铰接轴在铰接槽内同样做向上和向下运动，推动铰接杆运动从而推动升降连杆做同步张开和闭合运动，接着将振捣脚板通过行走轮运行至下一个双块式轨枕对应位置处停止，重复上一次的动作，依次完成每根双块式轨枕四周混凝土的补振作业。
升降连杆与连接框架的连接处均设有减震垫，连接行走轮的转轴与底座之间的轴承上套有减震轴承座，这种结构设计保证振捣脚板强烈振动时行走轮上振动较小，不会对工具轨造成偏移，影响其精度。
底座上还固定有靠近连接框架的立柱和PLC程控箱，立柱和升降连杆两侧的连接框架上均设有限位器，立柱上的限位器设在连接框架需要停顿的对应位置处，限位器的信号输出端与PLC程控箱的输入端相连。这样即可通过对PLC程控箱的控制来实现振捣过程的自动化，具体为当限位器采集到信号后传输给PLC程控箱，然后通过PLC程控箱控制底座上的液压泵站对升降液压缸和开合液压缸的供油和断油，从而控制升降液压缸的升降和开合液压缸的张开和闭合。
变频振动器上连有调频器和可调限时开关，工作时，通过设定调频器和可调限时开关即可对变频振动器的振动时间和频率进行控制。
本发明所述的双块式轨枕四周混凝土补振器添补了双块式无碴轨道施工中无专用振捣设备的国际空白，通过具有升降、开合功能的“U”形振捣脚板对双块式轨枕四周的现浇混凝土表面进行补充振捣，从而达到改善双块式轨枕与周围现浇混凝土的结合效果的目的，消除轨枕底部气囊，提高混凝土的密实度和抗渗性，并具有自动控制升降、开合等功能，同时可根据实际需要调整振动频率和振捣时间，在保证质量的同时提高了工作效率，且配有自动控制程序，操作起来相当快捷方便。目前本发明已应用于高速铁路双块式无碴轨道的施工中。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的左视示意图；
图3为本发明的俯视示意图；
图4为图1中A的局部放大示意图；
图5为本发明中空心螺钉的结构示意图。
图中1-底座，2-升降液压缸，3-导套，4-导柱，5-连接框架，6-齿轮轴，7-连接板，8-升降连杆，9-振捣脚板，10-连杆，11-空心螺钉，12-托架，13-变频振动器，14-立柱，15-限位器，16-减震垫，17-减震轴承座，18-开合液压缸，19-PLC程控箱。
具体实施方式
双块式轨枕四周混凝土补振器，包括带有行走轮的底座1，底座1中间固定有升降液压缸2和分别位于升降液压缸2左右两侧(行走轮的行驶方向为前后方向)的导套3，导套3内套有导柱4，升降液压缸2和导柱4上端水平固定有连接框架5，导柱4圆柱面上设有纵向齿条，两导套3之间固定有由一根转轴和位于转轴两端等径的齿轮组成的齿轮轴6且齿轮轴6两端的齿轮分别与对应导柱4上的齿条啮合，连接框架5的左右两侧固定有与行走轮左右位置对应的竖直的连接板7并在每个连接板7左右两侧的连接框架5上表面上开有与其下表面相通的且相对于连接板7对称的矩形孔，每个矩形孔内设有升降连杆8，每个连接板7和位于其两侧的升降连杆8的上部和下部的同一高度上均分别设有铰接孔和铰接槽，每个连接板7上部的铰接孔和其两侧升降连杆8下部的铰接槽之间设有两根铰接杆并在每个连接板7下部的铰接槽和其两侧升降连杆8上部的铰接孔之间设有两根铰接杆，这四根铰接杆相交之处均为铰接结构，每个连接板7两侧的升降连杆8之间均固定有开合液压缸18，每个升降连杆8底端均固定有“U”形振捣脚板9且每个连接板7两侧的升降连杆8底端的振捣脚板9开口相对，每个振捣脚板9的两侧铰接有连杆10并在振捣脚板9底部固定有若干与振捣脚板9螺纹连接的空心螺钉11，开口相对的振捣脚板9上的连杆10的另一端铰接在托架12上，托架12上固定有变频振动器13。升降连杆8与连接框架5的连接处均设有减震垫16，连接行走轮的转轴与底座1之间的轴承上套有减震轴承座17；底座1上还固定有靠近连接框架5的立柱14和PLC程控箱19，立柱14和升降连杆8两侧的连接框架5上均设有限位器15，立柱14上的限位器15设在连接框架5需要停顿的对应位置处，限位器15的信号输出端与PLC程控箱19的输入端相连；变频振动器13上连有调频器和可调限时开关。在具体实施过程中，升降液压缸2和导套3的底部均可焊接有水平方向的连接块，连接块与底座1之间均开有螺纹孔并通过螺纹连接；连接框架5下底面上与升降液压缸2和导柱4的对应位置处焊接有连接块，然后通过螺栓将连接框架5上的连接块与升降液压缸2和导柱4上部连接在一起；两导套3外圆柱面上固定有支撑件，用于将齿轮轴6固定，并在导套3上开有用于使齿轮轴6上的齿轮与导柱4上的齿条啮合的传动孔；连接框架5上设有可使升降连杆8左右滑动的矩形孔(即孔是在水平方向上从左到右开的孔)；开合液压缸18与连接板7两侧的升降连杆8固定是通过在升降连杆8的圆柱面上固定连接快，然后将开合液压缸18的两端与连接块连接；铰接杆之间通过铰接轴穿起来并将铰接轴穿入铰接孔和铰接槽中，以实现铰接杆与连接框架5的连接；每个振捣脚板9底部的空心螺钉11与振捣脚板9螺纹连接且空心螺钉11的数量应大于等于两个，以保证混凝土内的气囊能较好的排除，另外，本发明中所用的PLC程控箱19、调频器和可调限时开关均为现有产品，市场上均可购得。