高速鐵路無砟岔枕質量控制與工藝改進

徐 盟

(北京中鐵房山橋梁有限公司,北京 102400)

高速鐵路無砟岔枕質量控制與工藝改進

徐 盟

(北京中鐵房山橋梁有限公司,北京 102400)

結合現有高速鐵路無砟岔枕生產工藝技術,針對高速無砟岔枕精度高,批次數量多等帶來的質量控制難的問題,在工藝研究及應用過程中,總結出高速無砟岔枕施工過程的質量控制流程,并詳細闡述高速無砟岔枕在生產過程中桁架鋼筋焊接、活底模具使用、高性能混凝土生產與澆筑、預應力鋼筋張拉及緩慢放張等關鍵工序的質量控制要點,提出具體的控制措施和實用方案。同時,對高速無砟岔枕表面印痕不清、號牌位置破損、端頭分隔板歪斜等易出現的質量缺陷,提出改進工藝,并在實踐中得到應用。

高速鐵路;無砟岔枕;質量控制

高速鐵路道岔是客運專線軌道結構的重要組成部分,其結構與狀態影響著列車運行的安全性、平穩性和旅客的舒適度。高速鐵路混凝土岔枕作為道岔結構的重要組成部分,其尺寸精度、預埋套管的位置精度等對整個道岔系統有較大的影響。高速鐵路無砟岔枕長度一般從0.90 m過渡到3.80 m,采用長線臺座法生產,生產工藝相對成熟,模板精度、鋼筋制作、混凝土攪拌與灌注、預應力鋼筋張拉等各個生產環節均能達到產品質量要求,到目前為止,已為滬昆、貴廣、石武、大西等多條客運專線提供了幾百組內實外美的高速無砟岔枕。但在生產過程中,少量岔枕仍存在著不同程度的質量缺陷,如斜頭、表面不平整、預埋套管損壞等,不僅增加了后期的維修費用,還影響了整組岔枕的整體美觀。針對高速無砟岔枕在生產過程中導致產品出現質量缺陷的原因,進行了分析、研究和總結,通過加強質量控制和改進生產工藝,使各種缺陷問題得到了很好的解決。

1 高速無砟岔枕質量控制流程

高速無砟岔枕(以下簡稱“高速岔枕”)采用長線臺座法生產,其工序銜接緊湊,模具、設備周轉速度快,生產批次多,任何一個環節出現問題都可能導致一條線的岔枕出現質量問題或者報廢,因此,岔枕的質量控制需要細致、周密的部署和認真仔細的檢查。經過長時間的生產摸索,通過不斷地積累和完善,總結出容易出現質量問題的環節,逐步形成了適合于高速無砟岔枕的質量控制檢查流程體系,將可能造成質量影響的因素杜絕在萌芽狀態。高速岔枕質量控制流程見圖1。

圖1 高速岔枕質量控制流程

2 重點生產環節的質量控制措施

2.1 桁架筋焊接質量控制

高速岔枕桁架筋焊接生產線具有焊接質量穩定、鋼筋分布均勻及產品尺寸精確等優勢。但設備長期滿負荷運轉,使用一段時間后,偶發設備運行不穩定的情況,會產生廢次品,因此,在生產中必須保證以下幾方面措施到位:

(1)嚴格按照廠家提供的說明文件進行設備的保養維護和配件更換;

(2)對設備操作人員進行系統全面的培訓和考核,確保其正確掌握設備性能和操作要領;

(3)正式焊接前,必須認真檢查設備運轉情況,進行潤滑和試焊;

(4)對試焊的桁架鋼筋進行認真檢查,確保焊點質量和焊接尺寸達到質量要求;

(5)桁架筋的堆放嚴格按照技術要求進行,嚴禁超高和亂堆亂放。

2.2 模具換底的質量控制

高速岔枕生產所用模具為活底模具,同一模具只要更換不同的底模就可以生產出同截面不同長度的岔枕,但頻繁更換很容易造成岔枕表面平整度超差,必須在以下方面加以控制:

(1)根據同組岔枕長度和數量合理排布岔枕在模具內的生產順序,減少底模板的更換頻率;

(2)對底模板嚴格檢查,確保在更換前的平整度達到質量要求;

(3)底模板在模型殼體調整位置后,要固定到位,檢查固定情況和安裝后的平整度;

(4)控制底模加工質量,安裝后兩側縫隙寬度不得超過0.5 mm,避免造成縫隙過寬產品蜂窩質量問題;

(5)模具使用中,嚴禁用鐵錘、重物敲擊底模板,加強底模板的保養防護。

2.3 高性能混凝土質量控制

高速岔枕采用C60高性能混凝土,且坍落度較小,要達到使用要求,混凝土中應摻入一級粉煤灰,摻加料能很好地改善混凝土性能,提高其耐久性、流動性、和易性和后期強度。地材宜選用性能穩定、價格適中、供應渠道暢通的供應源。通過試驗室反復試配得到的配合比具有較好的流動性,方便施工,且強度穩定。拌和過程應注意以下幾方面要求:

(1)嚴格按規定標定拌和機配料秤,且開盤前要進行初始校驗,同時嚴格控制各種材料的上料誤差;

(2)嚴格執行攪拌程序,禁止中途私自加減料和加水;

(3)在每盤混凝土灌注前,必須進行坍落度試驗,坍落度試驗不合格的混凝土堅決杜絕使用。

高速岔枕混凝土采用一次振動成型工藝,在振動過程中進行灌注,灌注必須均勻、分層進行,灌注完畢后振動時間不少于3 min。在振動過程中要注意觀察分隔器、套管、桁架筋是否被振松、歪斜或跳起,如有問題及時處理。

2.4 蒸汽養護質量控制

高速岔枕采用罩蓋蒸汽跟蹤養護法,使用自動養護設備進行自動控制并自動記錄,監測養護全過程,養護系統溫度精度為±2℃。在養護中應對以下幾方面進行控制:

(1)在溫度5～35℃的環境中靜停時間不少于3 h;

(2)密切注意觀察各養護棚的溫度變化情況,如發生異常現象,及時進行處理。

2.5 預應力鋼筋張拉與放張質量控制

采用自動張拉和放張設備進行預應力的施加和釋放,張拉和放張過程由電腦全自動控制,為確保張拉有效,應注意以下幾方面問題:

(1)按時標定傳感器,確保傳感器在有效使用期內;

(2)對張拉設備要定期檢驗,檢查各部件的工作狀態,防止設備帶病工作;

(3)張拉過程中,要根據測量的鋼絲伸長值對張拉力進行校核,發現伸長值超出計算值的±6%,及時停止張拉作業,調整合格后再繼續張拉;

(4)及時檢查鋼絲絲位,確保鋼絲位置準確;

(5)及時調整配件位置,減少對鋼絲的阻礙作用。

3 生產工藝改進與應用

3.1 改進底板安裝形式

早期高速岔枕生產線模具底板的固定方式是在底板上打孔,通過螺栓和鋼架底部固定,施工較為方便,可以直接在模型上方操作,但很容易造成軌枕表面平整度超差,調整困難,即使螺栓四周采用密封膠封堵,也會在岔枕表面留下痕跡,影響外觀質量。經過研究實踐,采用了螺母焊接在底板上的方式,并在焊接完成后對底板表面進行平整度處理,防止因焊接造成底板變形,底板通過螺栓直接在下方與模型固定,這種方式不會在岔枕表面留下任何痕跡,且固定牢固,使岔枕平整度和外觀質量得到了很大的提高。岔枕底模改裝前后對比見圖2。

圖2 岔枕底模改裝前后對比

3.2 采用新型材質號牌

原有高速岔枕的標識采用厚度為1 mm的鐵質號牌,其便于固定在模具上,且重復利用率高,但在緩慢放張過程中,岔枕會向固定端整體移動,通常移動量為3～5 cm,容易造成號牌四周的混凝土破損,且無法進行修補,外觀質量較差,甚至由于號牌對岔枕移動產生較大的阻力,很容易導致靠端頭部位混凝土掉塊,嚴重時會導致整根混凝土岔枕報廢,造成不必要的經濟損失。根據多次試驗,采用了橡膠材料制成的號牌,橡膠號牌有一定的彈性,在岔枕放張過程中,能發生適量變形減小對岔枕位移的阻力,從而有效解決了該項質量缺陷,使岔枕表面質量得到很大的提高。號牌改裝前后岔枕表面質量對比見圖3。

圖3 號牌改裝前后岔枕表面質量對比

3.3 改進穿板材質與型式

高速岔枕生產中起控制絲位和隔斷作用的穿板通常采用4 mm厚鐵板,制作成與模型截面相同的型式,安裝時,因與模板剛性對接,經常不能與模板各接觸面緊貼,不僅造成岔枕端頭漏漿,甚至在混凝土振搗時穿板發生偏移,造成岔枕端頭歪斜。針對此類問題,經過在生產中的不斷試驗,使用了特制橡膠材料,材料自身具備較大的剛度和適量的彈性,確保其使用頻次與鐵質穿板相當,并將穿板樣式更改為包邊的形式,穿板整體尺寸適當增大,安裝時與卡入模板,使其與模板密貼,且自身的彈力和摩擦力能阻止穿板發生移動或扭轉,確保了岔枕端頭不漏漿、不歪斜,極大提高了岔枕產品合格率。穿板改進前后岔枕端頭質量對比見圖4。

圖4 穿板改進前后岔枕端頭質量對比

4 結語

高速岔枕采用工廠化生產,流水作業緊湊,但由于生產線長,且精度要求較高,在整個生產過程中質量控制難度較大。要生產出精品高速岔枕,不僅要配置科學、成熟的生產工藝和技術裝備,還要求生產企業具備完善、科學的管理體系和高超的施工水平。通過在生產中不斷完善質量管理體系,改進和提高生產工藝水平,使高速岔枕的制造水平、質量控制、成品外觀等各方面完全滿足了高速鐵路道岔系統的要求。

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Quality Control and Process Improvement of High-speed Rail Ballastless Turnout Sleeper

XU Meng
(Beijing China Railway Fangshan Bridge Co.,Ltd.,Beijing 102400,China)

With reference to the production technologies of existing high-speed rail ballastness turnout sleeper,and in view of the problems on account of high precision and batch quantity related to quality control,this paper addresses the quality control process in the production of high-speed rail turnout sleeper,focusing on the important quality control points such as truss steel welding,use of live bottom formwork,manufacturing and casting of high performance concrete,prestressed tension and slow tension-releasing,and specific control measures and practical schemes are introduced.Meanwhile,in order to solve such frequent quality defects,as surface marking,license plate location damaging and end separation plate position skewing,new process improvements are proposed and applied in practice.

High-speed railway;Ballastless turnout sleeper;Quality control

U238;U213.3+7

B

10.13238/j.issn.1004-2954.2014.12.014

1004-2954(2014)12-0056-03

2014-03-18;

2014-04-09

徐 盟(1975—),女,工程師,1996年畢業于石家莊鐵道大學交通工程專業,工學學士,E-mail:495543260@qq.com。