雙塊式軌枕生產中常見質量問題及其防治措施

朱鴻飛張 璐徐元勝楊 戈

1鄭州市建設工程治理檢測有限公司（450000） 2河南建筑材料研究設計院有限責任公司（450002）

雙塊式軌枕生產中常見質量問題及其防治措施

朱鴻飛1張 璐2徐元勝2楊 戈2

1鄭州市建設工程治理檢測有限公司（450000） 2河南建筑材料研究設計院有限責任公司（450002）

總結了我國雙塊式軌枕實際生產中所出現的一些具體產品質量問題，分析了這些產品質量出現問題的原因，并針對所出現的問題并依據其質量缺陷的產生機理提出了一些相應防治措施。

雙塊式軌枕；質量問題；防治措施

0 引言

在我國，為了滿足日益增長的鐵路運輸需求，高速鐵路建設事業發展迅速。預計到2020年，我國客運專線鋪設里程將會超過1.2萬公里。而雙塊式無道砟軌道也被廣泛應用于高速鐵路的鋪設之中。可見，我國對雙塊式軌枕需求量也非常巨大。

現階段，我國具有較強生產能力的雙塊式軌枕生產企業已有幾十家之多。這些企業通過引進國外先進生產技術，采用環形流水化生產方式生產了大量適合我國高速鐵路建設的雙塊式混凝土軌枕[1]。但是，大多雙塊式軌枕生產企業在生產過程中（特別是投產初期）往往會遇到軌枕質量問題的情況。而軌枕質量問題不單對我國高速鐵路的安全性產生負面影響，而且還會為軌枕生產企業帶來經濟損失[2]。

因此，我們有必要采取一定措施，降低所生產的軌枕出現產品質量問題的幾率顯得尤為重要和迫切。

然而，軌枕產品質量問題種類較多，產生的原因也錯綜復雜，很難較快的在實際生產過程中找到合適的防治措施。所以，需要將產品質量問題總結出來并逐個分析原因，根據原因采取適宜的防治措施。

1 雙塊式軌枕常見質量問題

雙塊式軌枕產品中在混凝土塊上出現的常見質量問題有：軌枕的斷面出現裂縫（圖1）、軌枕表面有大量氣孔、蜂窩（圖2）、出現麻面（圖3）、產生龜裂（圖4）、軌枕的混凝土發生離析（圖5）、軌枕掉變掉角（圖6）等[3]。此外，在軌枕其他部位上出現的常見產品質量問題還有：軌枕套管位置下沉、鋼筋桁架尺寸誤差較大或變形等[4]。

2 軌枕出現質量問題的原因及其防治措施

2.1 軌枕斷面出現裂縫的原因及防治措施

軌枕斷面出現裂縫的原因較多，例如：脫模強度不足、脫模工藝參數不合理、鋼筋桁架尺寸誤差較大等。但是其根本原因是在沖擊脫模過程中，軌枕的自身強度不足，不能抵抗由于沖擊作用在其截面薄弱區產生的集中應力，從而造成混凝土產生開裂。常見質量問題如下圖所示：

圖1 斷面裂縫

圖2 氣孔、蜂窩

圖3 麻面

圖4 龜裂

圖5 離析

圖6 掉角

避免混凝土軌枕開裂的防治措施根據途徑的不同可分為兩類。

第一類措施是利用一定手段來減小軌枕脫模過程對其造成的損害。具體防治措施有：1）加固鋼模支撐平臺地基的強度，避免其在脫模時受到鋼模反復沖擊后發生不均勻沉降，使其頂起高度相對增加，致使混凝土軌枕開裂。2）調整脫模參數，關鍵的脫模參數有：脫模時鋼模底面同承接鋼模的平臺的最大距離（也就是模具的頂起高度）、沖擊次數、承接軌枕的承接平臺上橡膠墊厚度及寬度、承接鋼模的平臺同承接軌枕的平臺高度差。生產過程中發現，頂起高度應控制在8～12 cm，沖擊次數以3～4次為宜。最好采用“兩高一低的”脫模方法。即前兩次將頂起高度設置在10 cm以上，第三次將頂起高度控制在10 cm以內。承接軌枕的承接平臺上橡膠墊的厚度應控制在8 cm左右，橡膠墊寬度以約35 cm為宜，承接鋼模的承接平臺應高于承接軌枕的承接平臺1～2 cm。3）控制鋼筋桁架尺寸誤差范圍，使兩桁架構成的軌枕底面較為平整，從而利于軌枕從模具的脫出[5]。

第二種是從增強軌枕混凝土強度使其不易開裂的方面著手，可以采取的防治措施有：1）調整配合比，使所用配合比更加合理，從而使混凝土的工作性和強度得到改善。2）配合比合理的條件下，對所澆筑的混凝土進行充分振搗，使混凝土的密實性提高，從而使其強度得到提高。3）嚴格依照養護制度，對混凝土軌枕充分養護，使混凝土軌枕脫模強度得到保障[6]。

從脫模環節控制混凝土的開裂更為有效，可以說是避免其開裂的關鍵。即便是在混凝土強度不足時，采用合理的脫模方式及參數也可以取得較好的脫模效果。

2.2 軌枕表面出現氣泡、蜂窩原因及防治措施

造成軌枕表面產生氣泡、蜂窩的根本原因是：混凝土中存在大量的氣泡或水泡，在混凝土振搗過程中這些水份及氣體上浮到了聚集區，造成氣泡、水泡富集。混凝土凝固時水份蒸發形成了表面缺陷。從生產工藝的角度看來，軌枕表面產生缺陷的原因是所制備的混凝土坍落度不足,振搗不充分等。

因此，避免軌枕表面出現氣泡、蜂窩的防治措施是：1）減小用水量，添加適量減水劑，調整混凝土顆粒級配，使混凝土坍落度控制在較為合理的范圍內，使軌枕混凝土氣泡易于排出。2）采用合理的振動成型參數和振動方式，使混凝土得到充分振實。較為關鍵的振動成型參數有振動頻率、振幅、振動時間，所采用的振動方式通常為二次布料法。所應注意的是振頻應控制在可以使較多骨料產生共振的范圍內,振動時間應控制在混凝土表面無氣泡，適度泛漿為宜[7]。

2.3 軌枕表面出現龜裂原因及防治措施

在混凝土軌枕的生產中，軌枕表面出現龜裂現象通常是因為混凝土結硬后，隨著表層水份逐漸蒸發、損失，其濕度也逐步降低，致使混凝土體積減小。由于混凝土表層水份損失較快，內部水份的損失較慢，因此產生了表面收縮程度大、內部收縮程度小的情況。而表面收縮變形受到內部混凝土約束，致使表面混凝土承受拉力作用，當表面混凝土承受拉力超過其抗拉強度，便會產生收縮裂縫，造成混凝土軌枕表面龜裂。

因此，在養護期間為了避免混凝土軌枕表層水份的過多蒸發，應該適時的將混凝土軌枕覆膜、灑水[8]。

2.4 軌枕出現麻面原因及防治措施

軌枕表面出現麻面的主要原因是脫模劑噴涂不均勻，模具內多余的脫模劑匯聚在模具溝槽內，同澆筑入模的混凝土混合在了一起[9]。所以，在噴涂脫模劑時應該注意不是噴得越多越好，具體操作時一定要做到噴涂均勻。

2.5 軌枕混凝土發生離析原因及防治措施

軌枕混凝土發生離析的根本原因是，所制備的混凝土黏性不足,致使混凝土中的粗集料下沉，混凝土中不同組分相互分離，通常表現為粗集料與砂漿相互分離。在實際生產中，出現該類產品質量問題通常是由于水泥存放時間過長,造成需水量減少、下料時配合比控制不準確造成用水量偏大、減水劑用量過大、級配較為不合理、砂石含泥量大等引起的。

為了避免該類質量問題出現，首先應該對原材料存放、檢測以及混凝土制備加強監管。保證原料質量過硬，下料準確。其次，應該選擇同軌枕生產所用水泥相容性較好的減水劑，適量添加。最后，應根據實際生產情況選取合理的級配。

2.6 軌枕掉邊掉角原因及防治措施

引起軌枕掉邊掉角的原因主要有所用軌枕模具結構設計不合理、脫模結束后對模具的清理不徹底等。

針對該類問題采取的措施有：1）優化模具結構，將模具內棱角分明之處做圓倒角處理，避免在軌枕棱角之處產生過大的集應力損壞軌枕。2）對模具表面進行電鍍、涂蠟等處理，增加模具表面的光潔度。

2.7 其他質量問題及防治

除了上述軌枕產品質量問題外，還有漏裝套管、套管下沉、桁架焊頭脫焊等其他問題。對于諸如漏裝套管或套管下沉等人為操作失誤造成的產品質量問題，應該加強和規范對生產操作的管理，必要時應對工人進行相應培訓。而對于像焊頭脫焊這種由于生產設備參數需要調整的問題，也應該在日常生產中加強對生產設備的監控和維護。

3 結語

雙塊式軌枕的產品質量問題是每一個軌枕生產企業都應該高度關注的，也只有根據自身實際情況，結合多方實踐經驗才能準確高效的解決產品質量所出現的問題。我們不但應當想辦法避免產品出現質量問題，同時也應對采取經濟有效的措施，對已經生產出的質量問題產品進行修復，節約能源和資源。

[1]王正壽.高速鐵路雙塊式軌枕制造關鍵技術研究[J].山西建筑,2010,36(18)：252-253.

[2]牛建成.談鐵路雙塊式無砟軌道軌枕預制的技術創新點[J].山西建筑,2008,34(32)：258-259.

[3]張科強,趙旭清.武廣鐵路客運專線雙塊式軌枕預制質量控制[J].鐵道建筑,2010(1)：23-26.

[4]楊基好.提高雙塊式混凝土軌枕合格率的改進技術[J].安徽建筑,2012(6)：148-150.

[5]趙東建.雙塊式軌枕沖擊式脫模控制技術[J].鐵道建筑, 2012(1)：107-109.

[6]孫立,陳秀方.雙塊式無砟軌道軌枕的優化設計研究[J].鐵道建筑技術,2008(5)：1-3.

[7]周東旭.混凝土軌枕傷損產生的原因及預防措施[J].理論前沿,2013(5)：140-141.

[8]吳恒志卜英明.混凝土軌枕養護新方法探索[J].混凝土與水泥制品,2005(2)：32-33.

[9]喻德成.溫州制枕場軌枕表面氣孔、麻面的控制[J].網絡財富,2009(2)：152-154.