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        小型流水線預(yù)制工藝在彈性支承塊式無砟軌道結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

        2017-05-08 10:08:57甄文
        科技與創(chuàng)新 2017年6期
        關(guān)鍵詞:無砟軌道隧道

        甄文

        摘 要:簡(jiǎn)要介紹了流水線預(yù)制彈性支承塊方案選定的背景及方法,并通過分析,總結(jié)出一套簡(jiǎn)易成熟,具有較高經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益的工法,為今后隧道無砟道床用軌枕預(yù)制積累了一定的寶貴經(jīng)驗(yàn)。

        關(guān)鍵詞:隧道;流水線預(yù)制工藝;彈性支承塊;無砟軌道

        中圖分類號(hào):U213.2+44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2017.06.157

        1 概述

        新建呼準(zhǔn)鄂鐵路為客貨混運(yùn)重載鐵路,其中,ZESG-3標(biāo)段東勝隧道全長(zhǎng)7 684.3 m。根據(jù)鐵總要求,隧道內(nèi)軌道結(jié)構(gòu)除進(jìn)口500 m段落外,均采用27T軸重彈性支承塊式無砟軌道結(jié)構(gòu),并作為試驗(yàn)段進(jìn)行研究、施工,為國內(nèi)首用。

        本隧道共需彈性支承塊47 740塊,成品外觀及內(nèi)在質(zhì)量要求極高。根據(jù)工期要求,2016-11底前(4個(gè)月)預(yù)制完畢,12月底前完成鋪設(shè)。且根據(jù)本地區(qū)往年氣候規(guī)律,10月即進(jìn)入寒冷期,氣溫對(duì)混凝土施工非常不利。綜合考慮上述因素,并根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際條件,確定采取工廠化小型流水線預(yù)制工藝進(jìn)行彈性支撐塊的生產(chǎn)工作。

        2 方案確定

        以需要性、科學(xué)性、創(chuàng)造性、可行性為原則,以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,采用調(diào)查法、比較法及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)法,結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際生產(chǎn)規(guī)模及工期要求,有針對(duì)性地搜集既有鐵路項(xiàng)目類似彈性支承塊或其他型號(hào)彈性支承塊的預(yù)制生產(chǎn)情況、工藝工法,對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)水平、經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行系統(tǒng)的了解,并對(duì)調(diào)查搜集到的大量資料進(jìn)行綜合、分析、比較、歸納,在經(jīng)過對(duì)市場(chǎng)各大鐵路設(shè)備生產(chǎn)廠家的調(diào)查、咨詢后,通過多次方案論證、比選,確定了初步的流水線預(yù)制生產(chǎn)方案。后邀請(qǐng)行業(yè)內(nèi)知名專家進(jìn)行評(píng)審,在專家評(píng)審意見的基礎(chǔ)上及生產(chǎn)過程中,對(duì)該方案不斷改進(jìn)、總結(jié)、完善,最終形成一套系統(tǒng)、科學(xué)、高效的小型流水線預(yù)制工藝。

        該流水線預(yù)制施工工法具有系統(tǒng)化、規(guī)?;?biāo)準(zhǔn)化特點(diǎn),使得27T軸重彈性支承塊預(yù)制從鋼筋安裝、混凝土灌注、振動(dòng)成型、養(yǎng)護(hù)養(yǎng)生到拆模清模、套靴墊板安裝,最終到成品的整個(gè)過程,均足以滿足產(chǎn)品外形尺寸及內(nèi)在質(zhì)量的高要求。

        3 流水線機(jī)具、模具特點(diǎn)

        3.1 流水線預(yù)制機(jī)械設(shè)備組合配置

        小型流水線預(yù)制生產(chǎn)工藝自動(dòng)化程度較高,主要投入以下設(shè)備工裝。

        3.1.1 手動(dòng)布料機(jī)

        手動(dòng)布料機(jī)為彈性支承塊混凝土澆筑的設(shè)備,具有自動(dòng)行走、手動(dòng)布料的特點(diǎn)。行走電機(jī)功率1.5 kW,配備料斗(1.2 m3)、減速機(jī)、斗門、手動(dòng)開門機(jī)構(gòu)、滑線、走行輪、鋼軌等設(shè)施。

        3.1.2 振動(dòng)臺(tái)

        振動(dòng)臺(tái)主要用于彈性支承塊混凝土的振搗,振搗時(shí)間可根據(jù)試驗(yàn)參數(shù)設(shè)定,能夠有效保證振搗質(zhì)量。振動(dòng)臺(tái)電機(jī)功率為30 kW,配備同步箱、料斗振動(dòng)臺(tái)面板、彈簧、底座、傳動(dòng)軸、機(jī)械激振器等設(shè)施。

        3.1.3 輸送輥道及自動(dòng)吊架

        輸送輥道為生產(chǎn)線上縱向運(yùn)輸組合模具的設(shè)備,兼作拆、裝模板的工作平臺(tái);自動(dòng)吊架為生產(chǎn)線上橫向吊裝組合模具的設(shè)備,配合桁吊吊裝組合模具進(jìn)出蒸養(yǎng)池、上下輥道。

        3.1.4 翻模機(jī)及脫模臺(tái)

        翻模機(jī)的主要功能是在拆除側(cè)模后,將組合模具翻轉(zhuǎn)至脫模臺(tái)上,使彈性支承塊頂面朝上,便于脫模;脫模臺(tái)的原理是依靠自由落體運(yùn)動(dòng)來使彈性支承塊下落脫模,相比人工脫模,3.2 彈性支承塊模具的設(shè)計(jì)制作

        彈性支承塊生產(chǎn)模具為組合式鋼模,由整體底??蚣芎托K側(cè)模組合構(gòu)成;每套組合式鋼??缮a(chǎn)10塊混凝土支承塊。由于支承塊的外形精度要求高,模具應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和剛度。每套模板自重約1.5 t。

        預(yù)埋鐵座采用螺栓固定在鋼模底部,使鐵座預(yù)埋位置牢固準(zhǔn)確;鋼筋籠定位采用小型工裝,有效保證鋼筋保護(hù)層厚度,防止磕碰鐵座。

        4 工程質(zhì)量控制

        4.1 生產(chǎn)原材質(zhì)量控制

        預(yù)制用水泥、骨料、減水劑、摻和料、鋼材等均應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定及設(shè)計(jì)要求,生產(chǎn)(出廠)合格證、試驗(yàn)報(bào)告單等單據(jù)齊全,運(yùn)輸及現(xiàn)場(chǎng)存放等均需符合要求。

        4.2 配套構(gòu)件技術(shù)要求

        鋼筋加工尺寸需符合設(shè)計(jì)要求,且經(jīng)檢驗(yàn)合格后方能投入使用。中度以上銹蝕的鋼筋網(wǎng)片不得使用,如果存放時(shí)間過長(zhǎng)出現(xiàn)銹蝕,需除銹后方能使用。

        扣件預(yù)埋鐵座符合Q/CR 481—2015的規(guī)定。

        橡膠套靴和微孔橡膠墊板原材料不應(yīng)摻用再生膠,且所有原材料應(yīng)有生產(chǎn)廠家出廠合格證明書和復(fù)檢報(bào)告單,同時(shí)應(yīng)有入廠檢驗(yàn)報(bào)告單。表面應(yīng)潔凈平整,修邊整齊,不應(yīng)出現(xiàn)任何分裂、剝落或剝離現(xiàn)象,顏色應(yīng)均勻,外形尺寸應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖紙規(guī)定。

        4.3 彈性支承塊外觀尺寸、外觀質(zhì)量控制

        支承塊外觀質(zhì)量和各部尺寸,用精度不低于1 mm的量具測(cè)量。

        混凝土強(qiáng)度等級(jí)的評(píng)定、混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、預(yù)埋鐵座抗拔力試驗(yàn)、軌枕靜載抗裂強(qiáng)度試驗(yàn)等均應(yīng)按相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)要求進(jìn)行,確保支承塊質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖紙《新建準(zhǔn)格爾至鄂爾多斯鐵路隧道地段彈性支承塊式無砟軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》《客貨共線鐵路試驗(yàn)工點(diǎn)隧道內(nèi)彈性支承塊式無砟軌道用部件》(研線1602)和《客貨共線鐵路隧道內(nèi)彈性支承塊式無砟軌道用部件技術(shù)條件》(暫行)的規(guī)定。

        4.4 彈性支承塊養(yǎng)護(hù)、養(yǎng)生質(zhì)量控制

        4.4.1 蒸汽養(yǎng)護(hù)

        采用3+2+5~7+2的養(yǎng)護(hù)節(jié)奏,即靜停3 h,升溫2 h,恒溫5~7 h,降溫2 h。靜停從最后一模灌注完開始算起。升溫從靜停結(jié)束即可開始,升溫速度不大于20 ℃/h。恒溫溫度控制為55~60 ℃。降溫速度小于20 ℃/h。養(yǎng)護(hù)室要密封,不能漏氣。蒸養(yǎng)時(shí),均勻、緩慢地升降溫度,以保證支承塊表面與枕芯溫度一致,防止裂紋產(chǎn)生。蒸養(yǎng)完成時(shí),支承塊表面溫度與環(huán)境溫度溫差不能大于15 ℃。

        4.4.2 保濕養(yǎng)護(hù)

        拆模后的支承塊要由質(zhì)檢員立即檢查外觀和外形質(zhì)量,合格品、次品、廢品要分別碼放。合格品需繼續(xù)進(jìn)行7 d的保濕保溫養(yǎng)護(hù),堆碼覆蓋噴淋養(yǎng)生,覆蓋帆布封閉。噴淋時(shí)間和次數(shù)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來定。

        4.5 彈性支承塊廠內(nèi)套靴墊板安裝質(zhì)量控制

        施工前,先將保濕養(yǎng)護(hù)完成后的支承塊靜置1 d時(shí)間,以保持干燥,然后分批次運(yùn)送至套靴安裝區(qū)分塊攤開,底面向上,便于打磨及安裝。

        安裝前,要檢查外觀和外形質(zhì)量,遇有底面平整度不合要求、漏漿凸緣等情況,要由人工使用手持式電動(dòng)角磨機(jī)打磨,不合格品不能安裝。

        橡膠套靴及塊下墊板上的灰塵用潔凈抹布清除干凈,然后在橡膠套靴及塊下墊板上分別刷3道4 cm寬的膠(位置對(duì)應(yīng)),把橡膠套靴和塊下墊板先粘在一起,用橡皮錘敲擊,使之黏接牢固,不留空隙。刷膠后要等5~10 min才能粘支承塊或橡膠套靴和塊下墊板,具體時(shí)間視膠的品種而定。

        5 流水線預(yù)制生產(chǎn)優(yōu)點(diǎn)分析

        通過項(xiàng)目實(shí)施,針對(duì)27T彈性支承塊小型流水線預(yù)制施工采用了相關(guān)工藝數(shù)據(jù),總結(jié)了相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。該工法具有如下優(yōu)點(diǎn):①彈性支承塊模具采用整體底模+小塊側(cè)模的組合形式,通過側(cè)模改裝便可生產(chǎn)其他形式的軌枕,可替換程度高。②脫模平臺(tái)采用氣囊加橡膠墊的組合形式,在最大程度上降低了彈性支承塊在脫模過程中的機(jī)械損傷。③彈性支承塊鋼筋籠定位采用小型工裝,可有效保證鋼筋保護(hù)層厚度,防止磕碰鐵座。④由于采用整體底模+小塊側(cè)模的組合形式,支撐塊的預(yù)制工作可以多個(gè)(本工法為10個(gè))為一組,同步進(jìn)行鋼筋籠安裝、混凝土灌注、振搗、養(yǎng)生、拆模等工作,質(zhì)量可控。⑤小型流水線作業(yè)平臺(tái),各施工場(chǎng)地集中、工序銜接緊湊,便于集中管理,提高生產(chǎn)效率,保證產(chǎn)品質(zhì)量。

        6 經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益分析

        通過嚴(yán)格的過程控制、科學(xué)的施工組織,使得彈性支承塊生產(chǎn)的內(nèi)在及外觀質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。與傳統(tǒng)施工工藝相比,該工法可操作性強(qiáng)、簡(jiǎn)易成熟,解決了彈性支承塊質(zhì)量控制的施工難題,提高了勞動(dòng)效率,縮短了施工周期,降低了施工資源的消耗,具有較高的環(huán)保、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。該工法在國內(nèi)尚屬首次使用,填補(bǔ)了現(xiàn)階段此方面的技術(shù)空白,為今后隧道無砟道床用軌枕預(yù)制積累了一定的寶貴經(jīng)驗(yàn)。

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