本实用新型涉及轨道交通领域，尤其是一种无砟轨道板快速精调装置。
背景技术：
无砟轨道是我国高速铁路的主要轨道结构形式。高速铁路无砟轨道开通运营后，随着时间的发展，在列车荷载、外部环境、线下基础结构变形等因素共同作用下，一些潜在结构问题逐渐发展成结构伤损及病害，例如轨道板伤损、砂浆层离缝等。无砟轨道结构伤损因其维修难度大、成本高、安全风险大已成为无砟轨道养护维修的重点。
目前在较早运营的几条高速铁路无砟轨道中，已在服役轨道板上发现裂纹、起鼓、掉块，甚至是地图状裂损等伤损形式。作为无砟轨道结构重要的承力部件，轨道板出现上述伤损后若不及时处理可能会影响其结构承载能力和线路几何状态，对行车安全具有重要隐患。对于裂纹病害并不严重的轨道板，目前采用裂缝修补的养护维修措施。但对于发生地图状裂损的轨道板，从保障行车安全的角度考虑，需要进行伤损轨道板的彻底更换。
高速铁路实行天窗修制度，为垂直天窗。轨道板更换施工面临天窗时间短的现实约束，其中由于轨道板的铺设精度非常高。由于新轨道板一般由柔性钢索吊装，因此新轨道板放置位置与目标位置不可避免地会出现偏差，新轨道板的位置调整尤为费时。如何快速、准确地将新轨道板放置到位，成为施工成功与否的关键因素之一。
现有技术中的轨道板精调装置大多是安装在轨道板两侧的分立式精调装置。对轨道板的位置进行精调的过程中，需要在轨道板的两侧分别安装两个精调装置，调节过程中，需要使得四个精调装置相互配合，以实现轨道板安装位置的精调。这种调节方式虽然设备简单，但是调节方式复杂，需要多人配合，效率低下。
技术实现要素：
本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种无砟轨道板快速精调装置，通过采用一体式的调节装置实现了轨道板的快速精调。
本实用新型目的实现由以下技术方案完成：
一种无砟轨道板快速精调装置，其包括主框架以及若干个调平承台；所述调平承台用于安装在待调节轨道板的安装位置的两侧，所述调平承台的顶面设置有v型对位槽；所述主框架的两侧设置有竖向调节机构，所述竖向调节机构设置有与所述v型对位槽相适配的楔形底端，所述楔形底端架设在所述v型对位槽中，以使得所述主框架架设在所述待调节轨道板的安装位置的上方；所述主框架包括用于移动所述待调节轨道板的轨道板调节机构；所述轨道板调节机构用于和所述竖向调节机构配合以调节所述待调节轨道板的四角高程以及中线位置。
所述调平承台包括调平台以及v型支座；所述v型支座固定安装在调平承台的顶部；所述调平台上设置有调平装置，所述v型对位槽开设在所述v型支座的顶面。
所述竖向调节机构包括垂向调整电动缸以及万向支座；所述垂向调整电动缸的顶部与所述主框架连接；所述万向支座安装在所述垂向调整电动缸的底部；所述万向支座的底部为所述楔形底端。
所述主框架还包括回转支撑架，所述竖向调节机构安装在所述回转支撑架的两侧；所述轨道板调节机构包括回转架以及至少两根滑动长轴；所述回转架通过回转调节机构安装在所述回转支撑架的下方；各所述滑动长轴互相平行，插设在所述回转架的滑动长轴支座中，所述滑动长轴与所述回转架之间设置有横向调节机构，所述滑动长轴的两端设置有轨道板连接耳。
所述回转支撑架包括若干个支撑臂；所述支撑臂的端部用于和所述竖向调节机构连接。
所述支撑臂的数目为四，各所述支撑臂呈放射状分布。
所述回转调节机构包括回转轴以及回转驱动机构；所述回转轴连接所述回转支撑架的中部以及所述回转架的中部；所述回转驱动机构设置在所述回转架以及所述回转支撑架之间，所述回转驱动机构用于驱动所述回转架沿着所述回转轴进行水平回转。
无砟轨道板快速精调装置还包括控制系统，所述竖向调节机构以及所述轨道板调节机构与控制系统电性连接。
本实用新型的优点是：调平承台与竖向调节机构相配合，可以对待调节轨道板的纵向位置进行快速定位。采用无砟轨道板快速精调装置对轨道板进行整体调整，而不是现有技术中对轨道板的四角进行调整，使得轨道板的精调过程可以更加快速准确。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的的另一结构示意图；
图3为待调节轨道板以及已安装轨道板上的位置标注点的位置示意图；
图4为本实用新型的控制系统及相关组件的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图通过实施例对本实用新型特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
如图1-4所示，图中标记1-24分别表示为：主框架1、控制系统2、调平承台3、回转支撑架4、轨道板调节机构5、竖向调节机构6、待调节轨道板7、v型对位槽8、楔形底端9、底座板10、调平台11、v型支座12、垂向调整电动缸13、万向支座14、支撑臂15、回转架16、滑动长轴17、回转调节机构18、回转轴19、回转驱动机构20、滑动长轴支座21、横向调节机构22、轨道板连接耳23、已安装轨道板24、位置标注点o1、位置标注点o2、位置标注点o3、位置标注点o4、位置标注点a、位置标注点b、位置标注点c、位置标注点d、安装位置a、安装位置b、安装位置c、安装位置d。
实施例：如图1至3所示，本实施例的无砟轨道板快速精调装置包括主框架1、控制系统2以及四个调平承台3。主框架1包括回转支撑架4以及轨道板调节机构5。回转支撑架4的两侧各安装有两个可受控伸缩的竖向调节机构6。主框架1通过竖向调节机构6架设在调平承台3上。轨道板调节机构5安装在回转支撑架4的底部。轨道板调节机构5用于移动待调节轨道板7，并与竖向调节机构6配合，以调节待调节轨道板7的四角高程以及中线位置。
四个调平承台3安装在待调节轨道板7的安装位置的两侧，调平承台3用于支撑主框架1。调平承台3的顶面设置有v型对位槽8，竖向调节机构6设置有与v型对位槽8相适配的楔形底端9。在架设主框架1的过程中，将四个调平承台3安装至底座板10的预设位置上，底座板10为用于支撑轨道板的构件；并将竖向调节机构6的楔形底端9架设在相应的调平承台3的v型对位槽8中，可使得各竖向调节机构6的楔形底端9快速定位至v型对位槽8中，从而将主框架1快速架设在待调节轨道板7的安装位置的上方。
待调节轨道板7的中线为待调节轨道板7沿轨道铺设方向的中轴线，待调节轨道板7的纵向位置为待调节轨道板7沿轨道方向的位置；由于轨道板调节机构5以及竖向调节机构6仅用于调节待调节轨道板7的四角高程以及中线位置，待调节轨道板7的纵向位置仅由主框架1的架设位置决定，而主框架1的位置由四个调平承台3的安装位置决定，因此通过将四个调平承台3在安装在适当的位置，即可使得待调节轨道板7的四角高程以及中线位置调节完成后待调节轨道板7的纵向位置处于允许偏差范围内，从而实现待调节轨道板7的纵向位置的快速精确调节。
具体的，调平承台3包括调平台11以及v型支座12。v型支座12固定安装在调平承台3的顶部。调平台11上设置有调平装置，v型对位槽8开设在v型支座12的顶面。通过调平装置可以调整调平台11的水平度以及高度，因此安装调平承台3的过程中，可通过调平装置调整其顶部的v型对位槽8的高度以及水平。
竖向调节机构6包括垂向调整电动缸13以及万向支座14；垂向调整电动缸13的顶部与主框架1的回转支撑架4连接。万向支座14安装在垂向调整电动缸13的底部；万向支座14的底部为楔形底端9。各竖向调节机构6的轴线相互平行，通过控制垂向调整电动缸13的伸缩，可以调节竖向调节机构6的长度，进而调节待调节轨道板7的四角高程。
本实施例中，主框架1的回转支撑架4为中心对称结构，其四角设置有四个支撑臂15。支撑臂15的端部用于和竖向调节机构6连接。四个支撑臂15围绕以回转支撑架4的中心呈放射状分布。在使用过程中，回转支撑架4沿水平方向设置。
轨道板调节机构5包括回转架16以及两根滑动长轴17。回转架16通过回转调节机构18安装在回转支撑架4的下方。回转调节机构18包括回转轴19以及回转驱动机构20。回转轴19连接回转支撑架4的中部以及回转架16的中部。回转架16沿水平方向设置在回转支撑架4的下方，回转架16可在回转驱动机构20的驱动下沿水平回转。回转轴19的轴心与各竖向调节机构6的轴心平行。
两个滑动长轴17互相平行，滑动长轴17沿水平方向插设在回转架16的滑动长轴支座21中。滑动长轴17可沿其轴线方向滑动。滑动长轴17与回转架16之间设置有横向调节机构22，滑动长轴17的两端设置有轨道板连接耳23。轨道板连接耳23向下方弯折，用于和待调节轨道板7侧边的连接部通过螺栓进行连接。本实施例中，两个滑动长轴17的轴线均和回转轴19的轴心垂直。
如图1、2、4所示，各竖向调节机构6以及轨道板调节机构5与控制系统2电性连接。具体的，各竖向调节机构6的垂向调整电动缸13由伺服电机作为动力装置，回转驱动机构20以及横向调节机构22也采用伺服电机作为动力装置。控制系统2与各垂向调整电动缸13、横向调节机构22以及回转驱动机构20的伺服电机电性连接，以便对各伺服电机进行驱动控制。本实施例中，控制系统2为工控机，通过控制系统2可以自动控制竖向调节机构6、回转驱动机构20以及横向调节机构22对待调节轨道板进行整体调节，调节过程中无需人工干预，缩短了调节过程所需的时间。
如图1至4所示，本实施例还包括一种利用上述装置对无砟轨道板进行精调的无砟轨道板快速精调方法，该方法包括以下步骤：
（1）在待调节轨道板7的安装位置的两侧安装调平承台3。
本实施例中，调平承台3的安装位置决定了待调节轨道板7的纵向位置。调平承台3的安装位置需要由待调节轨道板7的安装位置以及主框架1的尺寸结构逆推得出。在本实施例中，各调平承台3需要以待调节轨道板7的安装位置的中心为中心呈中心对称分布。各调平承台3安装完成后，将其调整至水平。
待调节轨道板7的安装位置由与其相邻的已安装轨道板24决定。确定待调节轨道板7的安装位置的过程中，首先在两个已安装轨道板24的承轨台上设置四个位置标注点o1、o2、o3、o4。本实施例中，位置标注点为棱镜，供全站仪进行测量。通过测量得到待调节轨道板7的安装位置的中点，并根据中点位置以及主框架1的尺寸在中点四周选取四个调平承台3的安装位置a、b、c、d。四个调平承台3的安装位置位于用于支撑轨道板的底座板10上。采用这种布设方式可使得待调节轨道板7的四角高程以及中线位置调节完成后待调节轨道板7的纵向位置处于允许偏差范围内。待调节轨道板7的纵向位置处于允许偏差范围为5mm。
（2）将待调节轨道板7安装在主框架1的轨道板调节机构5的底部。
在安装过程中，将待调节轨道板7置于轨道板调节机构5的回转架16的下方，并将两个滑动长轴17两端的轨道板连接耳23与待调节轨道板7两侧的连接部通过螺栓进行连接。
（3）将各竖向调节机构6的楔形底端9分别架设在对应的调平承台3的v型对位槽8中，以便将主框架1连同待调节轨道板7架设在待调节轨道板7的安装位置的上方。通过v型对位槽8以及楔形底端9，可以对主框架1进行快速吊装定位。
（4）检测待调节轨道板7的位置误差，并通过竖向调节机构6以及轨道板调节机构5调节待调节轨道板7的四角高差以及中线位置。
具体的，步骤（1）中已经在待调节轨道板7相邻的已安装轨道板24上设置了四个位置标注点o1、o2、o3、o4，为了测量待调节轨道板7的位置误差，需要在待调节轨道板7上增设四个位置标注点a、b、c、d,位置标注点a、b、c、d分别位于待调节轨道板7的四个承轨台上。
测量待调节轨道板7的位置误差的过程中，测量各位置标注点的所在位置坐标，并根据各所述位置标注点的所在位置计算得出所述待调节轨道板的位置误差。位置误差包括中线角度误差、横向误差以及四角高程误差。调整过程中，将测量得到的待调节轨道板7的位置误差输入到控制系统2中，控制系统2计算出各伺服电机的移动指令，并控制各伺服电机的转角，以消除待调节轨道板7的位置误差。优选的，调整过程中依次调整中线角度误差、横向误差以及四角高程误差。具体的调节步骤如下所示：
（4.1）待调节轨道板7的中线角度误差过大时，通过回转调节机构18带动回转架16以及待调节轨道板7进行回转以消除待调节轨道板7的中线角度误差。调节过程中，控制系统2驱动回转驱动机构20的伺服电机转动，使得回转驱动机构20驱动回转架16以及待调节轨道板7沿着回转调节机构18的回转轴19转动预定的角度。
（4.2）待调节轨道板7的横向误差过大时，通过横向调节机构18驱动滑动长轴17带动待调节轨道板7以及滑动长轴17横向运动，以消除待调节轨道板7的横向误差。
（4.3）当待调节轨道板7的四角高程误差过大时，通过调节各竖向调节机构6的伸缩长度以调节待调节轨道板7的四角高程。调节过程中，控制系统2分别驱动四个竖向调节机构6的垂向调整电动缸13沿竖直方向收缩或伸长，调节完成后待调节轨道板7的表面与目标平面重合。
调整完成后，可以对待调节轨道板7的位置误差进行复查，如果位置误差仍然不符合允许偏差范围，则重复步骤（4.1）至（4.4）。
虽然以上实施例已经参照附图对本实用新型目的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本实用新型作出各种改进和变换，故在此不一一赘述。
1.一种无砟轨道板快速精调装置，其特征在于：包括主框架以及若干个调平承台；所述调平承台用于安装在待调节轨道板的安装位置的两侧，所述调平承台的顶面设置有v型对位槽；所述主框架的两侧设置有竖向调节机构，所述竖向调节机构设置有与所述v型对位槽相适配的楔形底端，所述楔形底端架设在所述v型对位槽中，以使得所述主框架架设在所述待调节轨道板的安装位置的上方；所述主框架包括用于移动所述待调节轨道板的轨道板调节机构；所述轨道板调节机构用于和所述竖向调节机构配合以调节所述待调节轨道板的四角高程以及中线位置。
2.根据权利要求1所述的一种无砟轨道板快速精调装置，其特征在于：所述调平承台包括调平台以及v型支座；所述v型支座固定安装在调平承台的顶部；所述调平台上设置有调平装置，所述v型对位槽开设在所述v型支座的顶面。
3.根据权利要求1所述的一种无砟轨道板快速精调装置，其特征在于，所述竖向调节机构包括垂向调整电动缸以及万向支座；所述垂向调整电动缸的顶部与所述主框架连接；所述万向支座安装在所述垂向调整电动缸的底部；所述万向支座的底部为所述楔形底端。
4.根据权利要求1所述的一种无砟轨道板快速精调装置，其特征在于：所述主框架还包括回转支撑架，所述竖向调节机构安装在所述回转支撑架的两侧；所述轨道板调节机构包括回转架以及至少两根滑动长轴；所述回转架通过回转调节机构安装在所述回转支撑架的下方；各所述滑动长轴互相平行，插设在所述回转架的滑动长轴支座中，所述滑动长轴与所述回转架之间设置有横向调节机构，所述滑动长轴的两端设置有轨道板连接耳。
5.根据权利要求4所述的一种无砟轨道板快速精调装置，其特征在于，所述回转支撑架包括若干个支撑臂；所述支撑臂的端部用于和所述竖向调节机构连接。
6.根据权利要求5所述的一种无砟轨道板快速精调装置，其特征在于，所述支撑臂的数目为四，各所述支撑臂呈放射状分布。
7.根据权利要求4所述的一种无砟轨道板快速精调装置，其特征在于，所述回转调节机构包括回转轴以及回转驱动机构；所述回转轴连接所述回转支撑架的中部以及所述回转架的中部；所述回转驱动机构设置在所述回转架以及所述回转支撑架之间，所述回转驱动机构用于驱动所述回转架沿着所述回转轴进行水平回转。
8.根据权利要求1所述的一种无砟轨道板快速精调装置，其特征在于：还包括控制系统，所述竖向调节机构以及所述轨道板调节机构与控制系统电性连接。
技术总结