摘要:高速铁路采用的CRTSⅡ型无砟轨道系统是在德国博格板式无砟轨道系统基础上,通过引进、消化、吸收、再创新形成的具有我国特色的无砟轨道系统新技术,并在京津城际、京沪高铁、沪杭客专、沪昆客专、京石客专等客运专线得到更为广泛的运用和发展。CRTSⅡ型无砟轨道系统是我国高速铁路自主技术创新的重要组成部分,轨道板的制造是该系统的关键技术之一,它有着机械化程度高、工艺标准高和产品质量优等特点。文章结合京沪高铁、沪昆客专项目施工技术,对板场在生产过程中大型临时设施规划设计、施工以及混凝土配合比设计、CRTSⅡ型板预制工艺、工艺改进创新等关键性技术进行了分析和论述,有助于提高客运专线CRTSⅡ型板生产的技术水平。
关键词:CRTSⅡ型无砟轨道板;板场规划设计;施工配合比
1 CRTSⅡ型轨道板简介
CRTSⅡ型板式无砟轨道混凝土轨道板是在引进德国博格板式无砟轨道板系统技术的基础上,经过消化、吸收、再创新,形成具有中国特色的板式轨道结构。轨道板分标准板和异性板,标准板长6.45m,宽2.55m,厚0.2m,为预应力混凝土结构,标准轨道板纵向分20个承轨台。异形板包括补偿板、特殊板、小曲线半径板以及道岔板,其中补偿板、特殊板、小曲线半径板均在标准板基础上发展变化而来,与标准板有着类似的结构特点,分别用于补偿调整线路长度、道岔前后过渡、曲线半径小于1500m地段,道岔板是单独设计道岔区。
2 轨道板场大型临时设施规划设计
本着“经济实用、相对独立、便于管理、方便施工、安全环保”和“工厂化生产、流水线施工、标准化作业”的两个原则,按照轨道板生产工艺流程,结合板场的实际情况建成的高标准、现代化板场。板场分钢筋加工区、毛坯板预制区、毛坯板临时存放区、轨道板打磨装配区、辅助生产区、混凝土搅拌站、轨道板存放区、办公生活区等8个功能区。
2.1 生产规模
板场设计生产能力为主厂房投入3条毛坯板生产线,一般每条生产线设置27块模板(可根据实际情况进行调整,以3的倍数为宜),24小时毛坯板生产量81块,可以根据打磨机的日产量增加或减少模板数量,以3的整数倍为准。投入轨道板打磨用磨床及其配套设备一套,24小时打磨轨道板80-100块左右。钢筋车间内设6套上层钢筋网片加工胎具,4套下层钢筋网片加工胎具,2套热缩管烘烤机(用热缩管绝缘时),可满足日生产轨道板钢筋网片81套产量要求。
2.2 车间规模
按照轨道板生产工艺流程,车间由南向北依次为第1至4车间,宽度均为18m,第一车间长120m,作钢筋加工区及钢筋原材料存放区,第2车间长度为288m,可以根据模板的数量进行加减长度,作毛坯板预制区,第3车间长度为100m,作毛坯板临时存放区,第4车间长度为90m,为轨道板打磨装配区。
2.3 轨道板预制区设计
该区总长288m,宽18m,采用先张长线台座法。按生产工艺要求,每条生产线安装27套模板,三条生产线共安装81套模板,每个张拉台座长75m,中间为长8.45m的冲洗区,两端为设备存放区,台座总长为242m。
2.4 轨道板存放区
存放区分为毛坯板存放区和成品板存放区。毛坯板存放区每垛堆12层,每月按照2300块产量计,设计存放3200块左右即可,成品板存放区每垛堆9层,可根据外运板能力进行规划存板量,一般设计保证存放3个月约7000块左右,存放区配置4台16t-52m的龙门吊,用于轨道板的吊装。
2.5 混凝土拌和站
混凝土拌和站含混凝土搅拌站、原材料堆放区、机修间、沉淀池等。
2.5.1 混凝土搅拌站
根据板场施工和高性能混凝土的技术要求,每个台座混凝土必须在2h内浇筑完成,每盘混凝土搅拌时间不低于2min但不大于3min,板场设置1台HZS180混凝土搅拌站,配备1台3m3搅拌主机、4个100t水泥罐、2个100t掺合料罐和2个12t外加剂罐。
2.5.2 原材料堆放区
砂石料堆场按20天储备量确定,设5-6个料仓。料场遮篷全部采用彩钢板搭设,其中2个存砂仓,2个存10-20mm碎石仓,1个或2个存5-10mm碎石仓。
2.5.3 辅助设施
在拌和站旁边设置碎石清洗区、机修间,料场旁边设置变电站、锅炉房等,变电站、机修间远离生活区及生产区。
2.6 物流通道
CRTSⅡ型板制作工艺衔接紧密,较多地采用了机械化作业,实现了程序化、标准化作业,各工序间顺序清晰,施工方法、作业任务、工作接口明确。同时适应工艺流程安排,各工序间物流作业也是互相衔接紧密,设置了运输轨道,运输小车、电瓶车等运输设备互相联结,并通过行车、各种吊架、吊梁的配合作业,形成场内完整的物流体系。
3 轨道板混凝土配合比设计
3.1 组成轨道板的原材料
组成轨道板的原材料主要有:水、水泥、碎石、砂、减水剂、矿粉或掺合料、钢筋、预应力钢丝、绝缘套管、热缩管、定位块、定位块、扣件系统及其他预埋件,各种原材料的指标应符合《客运专线铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道混凝土轨道板(有挡肩)暂行技术条件》(科技基[2008]173号)的规定。
3.2 混凝土配合比的原则
根据《客运专线铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道混凝土轨道板(有挡肩)暂行技术条件》(科技基[2008]173号)、《铁路混凝土工程施工质量验收补充标准》(铁建设[2005]160号)、《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》、原材料品质以及试验板拟采用的主要生产工艺,C55预应力混凝土的配制遵迅以下主要原则:
(1)进行原材料的比选复试原则;(2)混凝土的配合比参数原则;(3)混凝土的力学性能原则;(4)混凝土的抗裂性原则;(5)混凝土的耐久性能原则。
4 工艺改进创新
4.1 每条生产线由国内通用的27块模具改为30块模具,加快了生产进度。
4.2 改进水泥混凝土拌和站计量系统
通过聘请外部专家对拌和站计量系统进行重新设计,为减小物料称量时的冲量,增加二次精确计量,确保原材料的计量速度和精度,使拌和总时间节约20%,计量误差由2%提高到0.2%。
4.3 改进成品板检测平台工作方法
由人工调平变为自动调平,节约人力,提高效率。
4.4 在模板底部贴上醒目红标签,精确定位接地端子位置。
4.5 自备300吨液压张拉系统检校传感器,定期自检,确保张拉系统的精确度和稳定度,发现问题及时标定。
5 结束语
CRTS II型无砟轨道板通过引进、消化、吸收德国博格公司转让技术资料,经过试制试验板、小批量试生产及大批量正式生产三个阶段的摸索和总结,全面实现轨道板制造工艺的国产化。同时,经过大量的试验、研制、选购等工作和科技攻关活动,基本实现了工装设备的国产化,逐步形成完整的制造工艺及生产组织的管理体系。
目前CRTSⅡ型无砟轨道板主要应用于京津城际(北京至天津)、京沪高铁(北京至上海)、京石武客专(北京至石家庄至武汉)、宁杭客专(南京至杭州)、合蚌客专(合肥至蚌埠)、津秦客专(天津至秦皇岛)、杭甬客专(杭州至宁波)、沪昆客专(上海至昆明)。
参考文献
[1]客运专线铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道混凝土轨道板(有挡肩)暂行技术条件(科技基[2008]173号)[M].北京:中国铁道出版社,2008.
[2]客运专线铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道混凝土轨道板(有挡肩)检验细则(编号:SDS-008-2009)[M].北京:铁道部运输局,2009.
[3]客运专线高性能混凝土暂行技术条件(科技基[2005]101号)[M].北京:中华人民共和国铁道部,2005.
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