胡興鵬
(中鐵十九局集團礦業有限公司,北京 100161)
軌道板采用工廠化預制生產。毛坯板采用先張法生產工藝,每個臺座設置27套模具,每條生產線作業周期約24小時。除必要的休整時間外,生產線無間斷、循環進行軌道板預制施工。成品板生產線以數控磨床為中心,在毛坯板自然養護不少于28天后(混凝土收縮、徐變基本完成),對承軌面進行打磨加工以滿足高速鐵路軌道幾何高精度要求,其中模具安裝及精調、鋼筋網片絕緣處理、預應力張拉施工、混凝土施工及養護、脫模、存放及承軌臺磨削加工等工序是軌道板預制的重要環節。
2.1 主要原材料
針對傳統高性能混凝土多采用超細水泥,其針對其成本高、供應量受限、配制的混凝土耐久性差等問題,特研配出一種采用P.II 52.5水泥為主的高性能混凝土,其主要技術指標參見表。

表 水泥主要技術指標
2.2 混凝土配合比
混凝土配合比按照C55強度等級設計,從混凝土的技術指標、工藝性能及經濟效益等方面考慮,最終得出混凝土配合比(每立方米用量)為:水泥 431 Kg:摻合料 48 Kg:中砂 623 Kg:碎石 1209 Kg:外加劑 7.2 Kg:水 134 Kg。
3.1 混凝土的攪拌及運輸
混凝土攪拌采用一臺HZS160型攪拌站拌合混凝土,同時采用電子計量系統計量原材料,稱料誤差均以質量計(規定為:水、外加劑、膠凝材料≤±1%;砂、石≤±2%。)攪拌量為每罐3 m3。夏季施工混凝土攪拌時間為120s,氣候過于炎熱時宜采用低溫水或拌合水中加入冰塊等措施降溫。冬季施工時為了保證混凝土的質量,攪拌時間可延長到150s.并且通過對拌合用水、砂、石加熱的方式使混凝土的入模溫度控制在5℃-30℃.
3.2 混凝土澆筑
布料機接收操作命令后,將會連續、均勻地將混凝土灌注至模具之內,混凝土灌注方向垂直于布料機的行駛方向,同時以每塊板為單元開啟振動裝置,確保每塊軌道板混凝土的密實性,每塊軌道板的振動時間視混凝土的流動性和塌落度而定,一般控制在120S—180S。
3.3 混凝土表面拉毛處理。混凝土提漿整平結束,待混凝土表面收漿抹面后,混凝土表面的水份有所蒸發即可采用拉毛器進行拉毛。拉毛應該盡量做到一次完成,深度控制在1-2mm,同時在拉毛操作過程中,速度均勻,中間不宜停頓。
4.1 冬季施工保溫措施
4.1.1 根據板廠所處地理位置,施工期進入12月份確定為冬季施工階段。為了保證混凝土的溫度,首先從原材料的保溫做起,對原材料倉施加保溫棚,并控制好地材的含水量。同時對拌合用水進行加熱,加熱溫度不應超過60℃,避免熱水直接與水泥先接觸。對攪拌站的上料倉、攪拌倉、下料口進行封閉處理,以控制溫度過多損失。
4.1.2 預制車間做好密閉措施,車間溫度控制在15 ℃以上,模具下面的散熱管道裝置要提前一小時開放,給模具預熱,模具溫度宜控制在20℃—30℃之間。
4.2 夏季施工降溫措施
當車間溫度連續數日超過30℃即可確定為夏季施工階段。首先要及時監控原材料的含水率的變化和原材料溫度,并調整混凝土的施工配合比。在攪拌混凝土前和停止混凝土攪拌后,將攪拌機用冷水沖洗干凈。每次打板前兩小時,將罐內存水全部放光,重新抽取地下水。必要時可購買冰塊,將冰塊投入拌合水罐中,降低拌合用水的溫度。從而控制砼溫度在30℃以下。
5.1 混凝土夏季養護
軌道板混凝土在刷毛完畢后,立即采用單塊保溫保濕膜進行覆蓋。夏季混凝土養護時,由于環境溫度較高,為了把混凝土板芯溫度控制在55℃以內,在張拉臺座的兩邊可安裝大功率的排風扇,必要時對整條生產線進行降溫處理。混凝土在養護16小時后,強度達到48MPa以上,即可依次去掉養護膜。軌道板脫模后每三塊為一個單元停放在臨時暫存臺上,靜停24h后,當軌道板溫度與環境溫度之差不超過15℃時,將軌道板運至毛坯板存放區進行自然養護。由于夏季戶外溫度較高,濕度不好控制,為達到養護要求,對剛運出來的軌道板用自來水進行淋噴,然后在覆蓋養護膜。
5.2 混凝土的冬季養護
冬季混凝土養護時的覆蓋材料與夏季混凝土養護時相比多了一層土工布,土工布位于塑料薄膜上面,分三層進行覆蓋。源于冬季環境溫度較低,養護時將軌道板模具下布設熱水循環供熱的散熱片進行養護。同時利用軌道板專用溫控系統實施跟蹤養護,使模具與軌道板體內混凝土水化熱溫度相適應。冬季混凝土養護過程分為靜停、升溫、恒溫、降溫四個階段,其內容如下;
靜停期:軌道板混凝土澆筑完畢至混泥土初凝之前的養護期為靜停階段,時間為2h-3h。靜停時間應保持模板溫度不低于15℃,為了保證混凝土在16 h的強度指標,經實踐總結混凝土溫度宜控制在20℃-22℃為最佳。養護期間混凝土芯部與表層、表層與環境溫差不宜超過20℃,脫模時確保預制車間的門窗關閉,防止因溫度變化而引起軌道板混凝土產生裂紋。
軌道板脫模后因表面溫度與環境溫度相差較大,不能按照夏季施工將其直接放在暫存臺上進行養護。放置后軌道板表面可用氈布或者土工布將其完全覆蓋,防止軌道板表面因溫差引起裂縫。當軌道板表面溫度與室外環境溫差不大于15℃時,方可撤掉覆蓋物將軌道板運出廠房存放。
[1]鐵路混凝土結構耐久性設計暫行規定鐵建設函[2005]157號.
[2]鐵路混凝土工程施工質量驗收補充標準鐵建設[2005]160號.
[3]客運專線CRTSI型板式無砟軌道混凝土軌道板暫行技術條件.