高速鐵路雙塊式軌枕制造關(guān)鍵技術(shù)研究

王正壽

1 無碴軌道板發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 無碴軌道板在國外的發(fā)展

經(jīng)過40年的運(yùn)用和發(fā)展,高速鐵路無碴軌道結(jié)構(gòu)逐步形成兩大技術(shù)體系,即日本的柔性充填層板式無碴軌道結(jié)構(gòu)和德國整體式無碴軌道結(jié)構(gòu)。日本于20世紀(jì)60年代率先開發(fā)和使用板式軌道技術(shù),至今,鋪設(shè)的板式軌道已占日本新干線的60%以上。從1965年開始,德國積累了大量的高速鐵路建設(shè)經(jīng)驗(yàn)。初期的線路運(yùn)營速度為200 km/h。到1991年,新建的線路列車運(yùn)營速度達(dá)到了250 km/h～280 km/h,最新建成的高鐵運(yùn)營速度達(dá)到了300 km/h,其無碴軌道結(jié)構(gòu)形式多達(dá)99種。

1.2 無碴軌道板在國內(nèi)的發(fā)展

國內(nèi)自20世紀(jì)90年代開始板式無碴軌道的研究,先后在秦沈客運(yùn)專線2座橋、贛龍線1座隧道內(nèi)鋪設(shè)了板式無碴軌道,3個工點(diǎn)均采用雙向預(yù)應(yīng)力軌道板,生產(chǎn)工藝研究處于初期階段,所生產(chǎn)的軌道板品種單一。為了對軌道板結(jié)構(gòu)進(jìn)行嘗試,遂渝線無碴軌道試驗(yàn)段在橋上、隧道內(nèi)、路基上大量使用混凝土軌道板進(jìn)行成區(qū)段的鋪設(shè)。

2 CRTSⅡ型軌枕生產(chǎn)制造技術(shù)

2.1 軌枕生產(chǎn)工藝原理

CRTSⅡ型雙塊式軌枕生產(chǎn)制造原理主要是根據(jù)旭普林雙塊式施工原理,參照《雙塊式軌枕生產(chǎn)參考圖》和雙塊式軌枕暫行技術(shù)條例。環(huán)形流水法無碴軌道雙塊式軌枕生產(chǎn)線,參考旭普林公司的《旭普林無碴軌道系統(tǒng)技術(shù)報(bào)告書》和國外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及國內(nèi)無碴軌道的前期科研成果。

2.2 軌枕生產(chǎn)工藝流程

軌枕生產(chǎn)工藝流程見圖1。

3 軌枕生產(chǎn)主要環(huán)節(jié)操作要點(diǎn)

3.1 清理模具

通過傾斜清理臺下方的液壓裝置將傾斜輥道頂起,操作工人即可對固定在清理臺上的模具實(shí)施清理工作。將模具殼體之間和縮口部位上殘留混凝土用氣動錘除去,用刮刀和空氣壓力噴槍對模具的殼體和套管定位軸上的螺絲部分進(jìn)行清理。套管定位軸的螺絲位置不能殘留混凝土,如果殘留混凝土?xí)斐商坠軘Q不到模具殼體的底部,從而造成套管不能安放到位,影響套管的安放精度。在模具清理過程中,操作工人同時要注意觀察模具標(biāo)志牌是否損壞,如有損壞,應(yīng)及時進(jìn)行修理或者更換,對于標(biāo)志牌不全的模具不得投入使用。

3.2 噴脫模劑

用自動噴壺在模具上噴涂脫模劑,噴嘴應(yīng)對準(zhǔn)模具上方,調(diào)整噴壺使脫模劑成霧狀而非線滴狀,必須保證被噴面干燥。目測脫模劑是否噴涂均勻,如有漏噴再次噴涂,如噴涂過多可用清潔棉紗除去。脫模劑的均勻程度和噴涂量的多少直接關(guān)系到脫模的難易程度,是需要嚴(yán)格控制的一個環(huán)節(jié)。

3.3 安裝套管

套管安裝過程中,一定要注意安裝到位,使之與承軌槽板密貼。操作過程中,操作人員要觀察定位軸是否牢固和磨損程度,如果磨損嚴(yán)重或者不能牢固固定,都要及時更換新定位軸。

3.4 鋼筋入模和安裝擋漿夾

把焊接好的網(wǎng)片鋼筋和U形筋放入軌槽板內(nèi),注意U形筋不要放錯方向;安裝桁架鋼筋到模具的縮口內(nèi),注意桁架鋼筋與模具縮口的相對位置準(zhǔn)確。用專用卡子固定桁架鋼筋和U形鋼筋,注意定位的準(zhǔn)確和牢固,保證桁架鋼筋與U形鋼筋隔開不少于2 mm;用桁架固定夾固定桁架鋼筋;安裝擋漿夾,將擋漿夾的垂直面朝向模具腔的內(nèi)側(cè),彎曲面朝向模具腔外側(cè)。鋼筋入模和固定是一個比較耗時間的過程,一般安排4個人在模具的兩側(cè)同時安放,才能保證4 min的流水節(jié)拍。

3.5 混凝土灌注、振動

控制混凝土入模溫度在5℃～30℃范圍之內(nèi)。制備好的混凝土通過輸送皮帶輸送到布料機(jī)內(nèi),專人控制布料機(jī)向模具中分兩層灌注混凝土,布料的過程中盡量使各部位布料均勻、適量,個別部位布料不到位,可手動調(diào)節(jié)單獨(dú)的布料口進(jìn)行補(bǔ)料?；炷凉嘧⑼甑谝粚雍?振動臺開始工作,低頻振動,同時繼續(xù)第二層布料?；炷琳駝拥暮笃?模具邊角難免會產(chǎn)生欠或者超的情況,操作人員根據(jù)模具中嵌板高度來添加或鏟除混凝土進(jìn)行細(xì)微調(diào)整。生產(chǎn)過程中用測距規(guī)來檢測混凝土面高度與桁架鋼筋高差,保證軌枕底面鋼筋保護(hù)層厚度不小于25 mm。

3.6 拆卸配件、清渣、清邊

灌注完成后的模具在停放處拔出擋漿夾,拔出擋漿夾時要用抹子壓住混凝土面防止混凝土松動;拔出后的擋漿夾放入水池中清洗,清洗干凈的擋漿夾晾干后運(yùn)到安裝擋漿夾工位,投入下次使用。漏漿用刮刀等工具弄松并盡量清理干凈,這些工序完成后由操作人員將模具用天車調(diào)運(yùn)到運(yùn)模小車上。為監(jiān)控混凝土質(zhì)量,每班次做三組混凝土試件,其中一組混凝土試塊跟隨第一個運(yùn)模小車進(jìn)入養(yǎng)護(hù)通道。

3.7 養(yǎng)護(hù)

為提高軌枕早期強(qiáng)度,加快軌枕流水作業(yè),專門設(shè)置了兩條養(yǎng)護(hù)通道,從物理結(jié)構(gòu)上分為四個區(qū)段,即“靜養(yǎng)區(qū)段”“升溫區(qū)段”“恒溫區(qū)段”和“降溫區(qū)段”,我軌枕場通過運(yùn)模小車車位布置來達(dá)到各區(qū)段的合理布置:靜養(yǎng)區(qū)段設(shè)置車位5個,靜養(yǎng)時間4 h;升溫區(qū)段設(shè)置車位4個,恒溫區(qū)段設(shè)置車位7個,降溫區(qū)段設(shè)置車位2個。軌枕養(yǎng)護(hù)的四個區(qū)段,軌枕自上工序進(jìn)來,一直到下工序?yàn)橹?其經(jīng)歷的溫度變化規(guī)律模具見圖2。

3.8 脫模

牽引裝置由蒸養(yǎng)通道中拉出模具,試驗(yàn)人員檢測抗壓試塊強(qiáng)度,試件強(qiáng)度不小于40 MPa即可進(jìn)行脫模。操作人員用天車吊模具至預(yù)備輥道上,松開桁架固定夾旋轉(zhuǎn)90°轉(zhuǎn)到兩桁架鋼筋的中間位置。多功能小車運(yùn)送模具到翻轉(zhuǎn)脫模裝置,在翻轉(zhuǎn)之前要用保護(hù)裝置將模具內(nèi)的軌枕加以保護(hù),翻轉(zhuǎn)180°后,下部的支撐結(jié)構(gòu)將軌枕支住后,撤除保護(hù)裝置,通過沖擊完成脫模。

4 應(yīng)用效果

使用CRTSⅡ型雙軌枕的鄭西高速鐵路,于2009年年底投入試運(yùn)營,一次性聯(lián)調(diào)成功,達(dá)到設(shè)計(jì)時速標(biāo)準(zhǔn),其中部分路段測試速度達(dá)到380 km/h。鄭西高鐵偃師軌枕場占地約130畝,設(shè)計(jì)生產(chǎn)軌枕總數(shù)量約45萬根,具有以下特點(diǎn):1)生產(chǎn)效率高,生產(chǎn)節(jié)拍時間4 min,年生產(chǎn)能力42萬根/3班,比德國技術(shù)效率高16%～23%。2)生產(chǎn)線建設(shè)周期與完全采用德國技術(shù)相比縮短5個月。3)生產(chǎn)線與軌枕存儲場地占地面積減少23%。

5 結(jié)語

通過武廣高速鐵路、鄭西高速鐵路和京津城際鐵路的運(yùn)營已經(jīng)證明,自主研發(fā)的軌枕板技術(shù)建設(shè)的高速鐵路標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)超過了國外高速鐵路的運(yùn)營速度。目前美國、俄羅斯和印度等國家正在計(jì)劃引進(jìn)我國的高速鐵路建設(shè)技術(shù)。

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