王 浩

(中鐵第五勘察設(shè)計院集團有限公司，北京 102600)

CRTSⅡ型軌道板場的設(shè)備配置研究

王 浩

(中鐵第五勘察設(shè)計院集團有限公司，北京 102600)

CRTSⅡ型軌道板場的設(shè)備配置是板場建設(shè)的重要內(nèi)容，直接關(guān)系到軌道板場的生產(chǎn)能力及建設(shè)成本。結(jié)合CRTSⅡ型軌道板的生產(chǎn)工藝流程及板場工藝布局特點，分別按CRTSⅡ型軌道板場功能區(qū)列表介紹了各功能區(qū)主要機械設(shè)備的用途及配置數(shù)量，闡述部分設(shè)備的配置依據(jù)。對決定軌道板場生產(chǎn)能力的打磨機、軌道板模具等關(guān)鍵設(shè)備的配置方案進行深入的研究，分析打磨機的配置方案，提出軌道板模具的數(shù)量配置公式及通過設(shè)備配置協(xié)調(diào)存板能力的方法。

軌道板場;CRTSⅡ軌道板;設(shè)備配置;板場建設(shè);

1 概述

CRTSⅡ型軌道板的制造采用工廠化生產(chǎn)，精度要求高，制造工藝復(fù)雜，板場配套工裝設(shè)備種類多，數(shù)量多［1］。在CRTSⅡ型板場建設(shè)中，機械設(shè)備的購置費占了將近整個建場費用的45%左右，設(shè)備配置的是否合理，直接影響到軌道板的生產(chǎn)效率及投資成本。因此，根據(jù)板場的規(guī)劃布局進行合理的工裝設(shè)備配置成為CRTSⅡ型軌道板場建設(shè)的重要環(huán)節(jié)。

2 CRTSⅡ型軌道板場的典型工藝布局

CRTSⅡ型軌道板場的設(shè)備配置是建立在CRTSⅡ型軌道板的生產(chǎn)工藝及板場規(guī)劃布局的基礎(chǔ)上的，在探討設(shè)備配置之前，需要對板場進行合理的布局及功能分區(qū)。板場按照CRTSⅡ型板生產(chǎn)、存放等工藝條件分為軌道板預(yù)制區(qū)、軌道板打磨區(qū)、軌道板存放區(qū)、輔助生產(chǎn)區(qū)及生活區(qū)，各功能區(qū)內(nèi)部、各功能區(qū)之間設(shè)置必要的運輸聯(lián)絡(luò)線。

軌道板預(yù)制區(qū)為毛坯板生產(chǎn)區(qū)，主要完成鋼筋網(wǎng)片加工，混凝土供應(yīng)、軌道板生產(chǎn)等作業(yè)。主要配置鋼筋加工、混凝土攪拌運輸、軌道板生產(chǎn)等設(shè)備。

軌道板打磨區(qū)為軌道板打磨及裝配區(qū)，打磨區(qū)主要作業(yè)包括軌道板翻轉(zhuǎn)、鋼筋余頭切割、軌道板打磨、軌道板清洗及扣件裝配等。主要配置軌道板翻轉(zhuǎn)機、打磨機等設(shè)備。

軌道板存放區(qū)分為毛坯板存放區(qū)和成品板存放區(qū)兩部分。主要配置能夠完成軌道板吊裝、轉(zhuǎn)移的起重設(shè)備。

輔助生產(chǎn)區(qū)是為軌道板的生產(chǎn)及施工人員生活而設(shè)置的水、電、汽(氣)等配套設(shè)施的功能區(qū)。主要配置的設(shè)備有污水處理系統(tǒng)、變電站、蒸汽鍋爐、壓縮機等。［1-6］

圖1、圖2是2種比較具有代表性的CRTSⅡ型軌道板場工藝布局。

圖1 CRTSⅡ型軌道板場典型工藝布局(一)

圖2 CRTSⅡ型軌道板場典型工藝布局(二)

3 CRTSⅡ型軌道板場的機械設(shè)備及用途介紹

CRTSⅡ型軌道板場使用的工裝設(shè)備種類多、數(shù)量多，需要根據(jù)CRTSⅡ型軌道板功能區(qū)的規(guī)劃布局進行合理的設(shè)備配置。因此需要對軌道板場各功能區(qū)使用的設(shè)備做一簡單總結(jié)。表1～表6中設(shè)備規(guī)格型號、數(shù)量為參考，特別是部分設(shè)備的配置數(shù)量需要根據(jù)具體的板場規(guī)劃布局確定。

3.1 軌道板預(yù)制區(qū)機械設(shè)備

軌道板預(yù)制區(qū)主要承擔(dān)毛坯板的生產(chǎn)任務(wù)，該功能區(qū)是板場的最大功能區(qū)，涉及的設(shè)備種類多，分別按鋼筋加工設(shè)備、混凝土制備運輸設(shè)備及軌道板預(yù)制生產(chǎn)設(shè)備加以簡單介紹。

3.1.1 鋼筋加工設(shè)備

鋼筋加工車間主要承擔(dān)軌道板鋼筋網(wǎng)片制作，預(yù)應(yīng)力筋加工制作等功能，毗鄰毛坯板生產(chǎn)車間設(shè)置。相對板場其他功能區(qū)來說，鋼筋加工車間配套設(shè)備相對較少，設(shè)備購置成本較低。設(shè)備配置如表1所示。

表1 鋼筋加工設(shè)備

3.1.2 混凝土制備運輸設(shè)備

混凝土制備運輸設(shè)備主要包括混凝土攪拌站及砂石料清洗輸送設(shè)備，均為工程常用設(shè)備，混凝土運輸車、混凝土料斗為非標(biāo)設(shè)備?；炷翑嚢枵镜纳a(chǎn)能力主要參考軌道板生產(chǎn)線數(shù)量及軌道板模具數(shù)量確定?；炷林苽浼斑\輸設(shè)備配置見表2。

3.1.3 軌道板預(yù)制生產(chǎn)設(shè)備

軌道板預(yù)制生產(chǎn)車間是CRTSⅡ型軌道板場的主要生產(chǎn)車間，生產(chǎn)線配套設(shè)備多，主要包括直接決定軌道板場毛坯板生產(chǎn)能力的模具及其配套的振搗加熱等設(shè)備、預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備、布料機、拉毛機及相關(guān)起重運輸設(shè)備。表3中，模具及配套的振搗及加熱等設(shè)備的配置數(shù)量需根據(jù)實際需要計算配置，預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備需要根據(jù)生產(chǎn)線的數(shù)量配置，軌道板運輸?shù)碾娖寇?、橫移小車按板場功能區(qū)工藝布局需要配置。

表2 混凝土制備及運輸設(shè)備

表3 軌道板預(yù)制生產(chǎn)設(shè)備

3.2 軌道板打磨區(qū)機械設(shè)備

軌道板打磨區(qū)主要承擔(dān)軌道板翻轉(zhuǎn)、鋼筋余頭切除、打磨、清洗、扣件裝配作業(yè)，是CRTSⅡ型軌道板場的核心功能區(qū)。使用的設(shè)備主要包括翻轉(zhuǎn)機、鋼筋切割盤鋸、打磨機、軌道板運輸車等。其中軌道板運輸?shù)碾娖寇?、橫移小車按板場功能區(qū)工藝布局需要配置。軌道板打磨區(qū)設(shè)備配置見表4。

表4 軌道板打磨區(qū)設(shè)備

3.3 軌道板存放區(qū)機械設(shè)備

軌道板存放區(qū)為毛坯板、成品板的存放、養(yǎng)護區(qū)域，存放區(qū)域按規(guī)劃設(shè)計要求建設(shè)一定數(shù)量的存板臺座，主要配備門式起重機及抓鉤式吊梁。具體的毛坯板存放區(qū)門吊、成品板存放區(qū)門吊技術(shù)參數(shù)，如凈空、跨度等是否一致需根據(jù)軌道板場的工藝布局確定。軌道板存放區(qū)設(shè)備配置見表5。

表5 軌道板存放區(qū)設(shè)備

3.4 輔助功能區(qū)設(shè)備

輔助功能區(qū)為軌道板場生產(chǎn)、生活提供必要的水、電、汽(氣)等輔助設(shè)施。主要涉及變電站1座，必要時設(shè)置備用發(fā)電機組;蒸汽鍋爐1臺;污水處理系統(tǒng)1套;空壓機1臺。輔助生產(chǎn)區(qū)設(shè)備配置見表6。

表6 輔助生產(chǎn)區(qū)設(shè)備

4 CRTSⅡ型軌道板場主要設(shè)備配置研究

4.1 主要設(shè)備的配置

軌道板生產(chǎn)過程中的2個關(guān)鍵工序節(jié)點為毛坯板生產(chǎn)與成品板打磨，而打磨機由于具體的打磨過程及設(shè)備本身調(diào)試的差異致使打磨能力有所不同，但打磨機數(shù)量的配置基本能夠確定軌道板場的生產(chǎn)能力范圍，在該范圍內(nèi)具體的生產(chǎn)數(shù)量則取決于軌道板模具的數(shù)量配置，即打磨機數(shù)量決定生產(chǎn)能力范圍，軌道板模具確定具體生產(chǎn)能力。

4.1.1 軌道板打磨機的配置

由于打磨機投資成本高，1座軌道板場基本配置1臺打磨機，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，1臺打磨機經(jīng)調(diào)試合格正常生產(chǎn)后，每塊軌道板的時間包括進板出板過程約為15 min，每臺打磨機的生產(chǎn)能力為每天打磨80～120塊軌道板。CRTSⅡ型軌道板場的生產(chǎn)能力范圍基本確定，打磨機的實際生產(chǎn)能力可依靠優(yōu)化打磨工序及合理維護保養(yǎng)設(shè)備來進一步提高。

4.1.2 軌道板模具的配置

在打磨機配置數(shù)量相同的情況下，軌道板模具數(shù)量的配置直接決定了1座軌道板場的生產(chǎn)能力，而軌道板模具是毛坯板生產(chǎn)數(shù)量的決定因素，軌道板模具主要取決于供板數(shù)量及供板周期并結(jié)合打磨機效率進行合理的配置。

根據(jù)CRTSⅡ型軌道板的生產(chǎn)工藝流程，毛坯板生產(chǎn)24 h為1循環(huán)，因此軌道板模具數(shù)量直接體現(xiàn)毛坯板的生產(chǎn)效率。CRTSⅡ型板標(biāo)準(zhǔn)長度為6.50 m，每月標(biāo)準(zhǔn)工作日按25 d計算，確定板場配置軌道板模具數(shù)量的公式為

式中 M——模具數(shù)量;

n——單線 n=1，雙線 n=2;

S——供板里程，km;

T——生產(chǎn)工期，月。

軌道板模具數(shù)量確定后，在避免張拉行程過長及為方便生產(chǎn)管理而統(tǒng)一生產(chǎn)線長度的前提下確定生產(chǎn)線的數(shù)量。

4.2 存板區(qū)起重設(shè)備配置

4.2.1 毛坯板存板區(qū)的機械設(shè)備

按CRTSⅡ型軌道板生產(chǎn)工藝要求，毛坯板脫模在車間進行24 h靜停后，需要進行約1個月的養(yǎng)護，毛坯板存放區(qū)承擔(dān)了為毛坯板存放提供場地的功能。在該功能區(qū)進行的作業(yè)主要是接收從軌道板預(yù)制車間生產(chǎn)的毛坯板，存放1個月后，向軌道板打磨線輸送合格的毛坯板進入打磨工序。

毛坯板存放區(qū)主要配置的機械設(shè)備為軌道板的起吊設(shè)備。從設(shè)備的經(jīng)濟性考慮，一般配置1臺門式起重機即可滿足生產(chǎn)需要。但從作業(yè)分工的角度考慮，板場生產(chǎn)效率高時考慮配置2臺門式起重機，1臺承擔(dān)從毛坯板生產(chǎn)線的卸板任務(wù)，1臺承擔(dān)軌道板打磨線的上板任務(wù)。

4.2.2 成品板存放區(qū)的機械設(shè)備

成品板存放區(qū)為打磨裝配完成的合格成品板存放場地，在該功能區(qū)進行的作業(yè)主要是將成品板從打磨車間轉(zhuǎn)運至存放臺座以及將成品板轉(zhuǎn)運鋪板施工現(xiàn)場的裝車作業(yè)。

成品板存放區(qū)配置的機械設(shè)備與毛坯板場類似，一般配置1臺門式起重機。同毛坯板場一樣，在板場生產(chǎn)率高時可配置2臺，1臺承擔(dān)成品板從車間至存板臺座的轉(zhuǎn)運，1臺承擔(dān)成品板裝車任務(wù)。

4.2.3 通過設(shè)備配置實現(xiàn)存板區(qū)存板能力協(xié)調(diào)

由于軌道板生產(chǎn)、鋪設(shè)施工過程的不確定因素較多，2個存板區(qū)的存放臺位很難保證合理使用。在既有征地條件及規(guī)劃布局的基礎(chǔ)上，通過設(shè)備配置建立2個存板區(qū)的協(xié)調(diào)功能，保證在一個存板區(qū)由于外界因素導(dǎo)致存板能力飽和時，能夠充分利用另1個存板區(qū)的存板臺位。

第一種協(xié)調(diào)方式可利用2個存板區(qū)的門吊凈空高差，建立門吊的公共作業(yè)區(qū)域，如圖3所示，毛坯板存放區(qū)設(shè)置高凈空懸臂龍門吊，成品板存放區(qū)設(shè)置低凈空龍門吊，在需要時可通過懸臂覆蓋作業(yè)區(qū)域進行軌道板倒運。這種協(xié)調(diào)作業(yè)方式適合圖1中的軌道板場布局方式。

圖3 門吊高差協(xié)調(diào)示意

第二種協(xié)調(diào)方式是在毛坯板存放區(qū)與成品板存放區(qū)之間，設(shè)立軌道車，在需要時利用軌道車在2個存放區(qū)之間轉(zhuǎn)移軌道板。軌道車可單獨設(shè)置，也可利用原有的毛坯板運輸車或成品板運輸車將軌道延長至另一存板區(qū)。如圖2中，就是延長了毛坯板橫移車軌道至成品板存放區(qū)，建立起了毛坯板存放區(qū)與成品板存放區(qū)的聯(lián)系。圖1中也可通過設(shè)置橫移車建立2個存板區(qū)之間的聯(lián)系，但需要在原設(shè)備配置方案的基礎(chǔ)上增加1臺橫移小車及運行軌道，增加了設(shè)備投資。

存板區(qū)存板能力的協(xié)調(diào)方式還有很多，例如汽車倒運等，具體使用哪種方式需根據(jù)板場的實際情況考慮［7-10］。

5 結(jié)語

CRTSⅡ型軌道板場主要的軌道板生產(chǎn)設(shè)備配置區(qū)別不大，但由于規(guī)劃布局、物流組織等因素的不同，每個板場的設(shè)備配置均有所差別，特別是與規(guī)劃布局及物流組織有關(guān)的軌道板轉(zhuǎn)運設(shè)備、存板場門吊以及一些輔助設(shè)備的配置方面，這些設(shè)備的配置需要與具體的板場規(guī)劃布局結(jié)合，在滿足生產(chǎn)條件的情況下，盡量通過合理布局來減少設(shè)備投資成本。CRTSⅡ型軌道板場的規(guī)劃設(shè)計及設(shè)備配置等研究成果在京滬、滬杭、京石等高速鐵路的板場建設(shè)上得到了廣泛應(yīng)用，為建設(shè)、施工單位提供了技術(shù)指導(dǎo)并節(jié)約了大量建設(shè)資金。在今后的CRTSⅡ型軌道板場建設(shè)過程中，需要進一步總結(jié)生產(chǎn)經(jīng)驗，優(yōu)化工藝流程及設(shè)備配置方案，科學(xué)合理地進行板場設(shè)備配置對降低軌道板場的建設(shè)成本、提高軌道板場的生產(chǎn)效率等方面起著決定性的作用。

［1］ 中鐵第五勘察設(shè)計院集團有限公司.客運專線CRTSⅡ型無砟軌道板制造工藝說明書［Z］.北京:中鐵第五勘察設(shè)計院集團有限公司，2008.

［2］ 鐵道部工程管理中心.客運專線鐵路預(yù)制軌道板(枕)場建設(shè)手冊［M］.北京:中國鐵道出版社，2009.

［3］ 中鐵第五勘察設(shè)計院集團有限公司.客運專線無砟軌道板(枕)場規(guī)劃研究報告［R］.北京:中鐵第五勘察設(shè)計院集團有限公司，2010.

［4］ 張立青.客運專線CRTSⅡ型無砟軌道板場建場技術(shù)研究［J］.鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，2009(9):5-8.

［5］ 盧建中.博格式軌道板預(yù)制關(guān)鍵技術(shù)探討［J］.鐵道建筑技術(shù)，2007(3):4-8.

［6］ 薛琪，韓建紅，李志強.石武客運專線CRTSⅡ型軌道板生產(chǎn)技術(shù)［J］.鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，2010(9):31-36.

［7］ 中鐵第五勘察設(shè)計院集團有限公司.京滬高速鐵路定遠(yuǎn)軌道板場規(guī)劃與土建設(shè)計圖［Z］.北京:中鐵第五勘察設(shè)計院集團有限公司，2008.

［8］ 中鐵第五勘察設(shè)計院集團有限公司.滬杭客運專線嘉善軌道板場規(guī)劃與土建設(shè)計圖［Z］.北京:中鐵第五勘察設(shè)計院集團有限公司，2008.

［9］ 中鐵第五勘察設(shè)計院集團有限公司.京滬高速鐵路定遠(yuǎn)軌道板場工藝說明書［Z］.北京:中鐵第五勘察設(shè)計院集團有限公司，2008.

［10］中鐵第五勘察設(shè)計院集團有限公司.滬杭客運專線嘉善軌道板場工藝說明書［Z］.北京:中鐵第五勘察設(shè)計院集團有限公司，2009.

Research on Equipment Configuration of Fabrication Yard of CRTS-ⅡTrack Slab

WANG Hao
(China Railway Fifth Survey and Design Institute Group Co.，Ltd.，Beijing 102600，China)

Equipment configuration is an important part in the construction of the prefabrication yard of CRTS-Ⅱ track slab，and it directly relates to the production capacity and construction cost.The article，combining with the CRTS-Ⅱtrack slab production flow chart and the layout of prefabrication yard of the CRTS-Ⅱ track slab，lists the usage of main equipment at every functional area and the configuration number of them.It also introduces simply the basis for equipment configuration.This article focuses on the main equipment(the grinding machine and the track plate mold)which control the productivity of the prefabrication yard of CRTS-Ⅱ track slab，and analyzes the grinding machine configuration scheme.Finally，the article puts forward the formula to calculate the number of the track slab molds as well as points out the ways of coordinating the storage capacity of track slab by equipment configuration.

fabrication yard of track slab;CRTS-II track slab;equipment configuration;construction of prefabrication yard of track slab

U213.2+43

A

1004-2954(2012)07-0005-04

2011-11-23

2009年度中國鐵道建筑總公司科技研究開發(fā)計劃課題(09-55c)作者簡介:王 浩(1978—)，男，工程師，2002年畢業(yè)于華東交通大學(xué)，E-mail:wangh7805@sohu.com。