一種綜合混凝土軌枕生產線的設計探討

劉坤

摘要：本文結合中鐵十四局集團房橋有限公司新泰控股子公司新建第二軌枕生產線的設計構思，依據有砟、無砟軌枕的相關技術標準并結合生產許可證取證細則、CRCC認證細則，系統(tǒng)地闡述了有砟混凝土軌枕生產線改造升級為有砟、無砟綜合軌枕生產線的可行性并提出設計方案，以便在將來新建軌枕生產線時予以參考借鑒。

關鍵詞：有砟軌枕;無砟軌枕;綜合生產線

1 引言

隨著工業(yè)技術的發(fā)展，我國的有砟混凝土軌枕生產水平，在相關技術人員和生產企業(yè)研發(fā)以及生產實踐后獲得了長足進步。有砟軌枕的制造水準，無論是在產品質量生產效率上，還是在生產工藝的自動化和機械化程度上，都達到或接近國際先進水準。

在目前國家的高速鐵路建設中，CRTSIII型無砟軌道板在一般地區(qū)的應用已越來越廣泛，無砟混凝土軌枕（雙塊式軌枕）只在地形環(huán)境復雜的線路或一般地區(qū)III型軌道板線路上的少數部位使用，這使得當前無砟軌枕的市場需求量并不是太大，在一般地區(qū)新建一條專門生產無砟軌枕的標準生產線已無必要。

另一方面在一般地區(qū)無砟高速鐵路建設的蓬勃發(fā)展，普速有砟軌道的鐵路建設項目逐步減少，有砟軌枕的市場需求日益萎縮，單一生產有砟軌枕的傳統(tǒng)生產企業(yè)面臨訂單減少，設備利用率不足的問題。并且從生產許可證取證細則和CRCC認證細則上看，無砟軌枕能夠使用長模生產，只要滿足必備的工裝設備、場地、人員等條件，未提出具體的其他要求，能不能設計一種綜合生產線，兼容生產有砟和無砟軌枕，將具有良好的社會效益和經濟效益。本文系統(tǒng)地闡述在傳統(tǒng)有砟軌枕預制生產線上改造升級的設計方式，以供今后類似生產線參考借鑒。

2 綜合生產線的可行性分析

2.1 軌枕產品參數分析

常用的有砟軌枕主要有XII型，IIIa型，XIIIQ型，無砟軌枕型號主要是SK-2型，其主要的外形尺寸如表1所示。

可行性分析：通過表1數據得出，有砟無砟混凝土枕在整體外形尺寸上類似， 采用同類的生產線、模具進行生產可行。

2.2 生產線主要配置及參數分析

一條標準有砟軌枕生產線主要配置：自動掛鉤式翻模機1臺、自動張拉機1臺、2m3混凝土拌合站、下灰車1臺、5聯(lián)式振動臺2個、行車2臺、碼垛機1臺、養(yǎng)護坑若干、模具輸送輥道、成品輸送輥道若組等。模具一般采用2×5模具。

一條標準無砟軌枕生產線主要配置：沖擊式翻模機1臺、2m3混凝土拌合站、布料機1臺、振動臺1個、行車2臺、碼垛機1臺、分區(qū)式養(yǎng)護通道2條、自動桁架筋加工設備1套、模具輸送輥道、成品輸送輥道若組等。模具一般采用4×1模具。

2.2.1 主要區(qū)別：

2.2.1.1 模具及輸送輥道區(qū)別。有砟軌枕采用長模流水機組法工藝生產，輸送輥道窄而長;無砟軌枕采用短模生產工藝，輸送軌道寬而短。

2.2.1.2 養(yǎng)護設施不同。有砟軌枕主要采用養(yǎng)護坑式養(yǎng)護，有砟軌枕放置在坑內 ，先進行預養(yǎng)， 靜置 2 ～ 3 h ，在自控系統(tǒng)的控制下分別進入“升溫階段” 、“恒溫階段”和“降溫階段”。無砟軌枕采用分區(qū)式養(yǎng)護通道，一般通過運模小車在通道內連續(xù)運動，分別通過靜養(yǎng)區(qū)、升溫區(qū)、恒溫區(qū)、降溫區(qū)，完成整個養(yǎng)護過程。

2.2.1.3 有砟軌枕生產線缺乏必備的鋼筋加工設備。

2.2.2 可行性分析：

2.2.2.1 通過改變模具的排列形式，可以讓模具和輥道互通。

2.2.2.2 養(yǎng)護設施不同，但都能完成技術標準規(guī)定的養(yǎng)護制度，只要加強自動養(yǎng)護設備精度即可，使用養(yǎng)護坑養(yǎng)護雙塊式軌枕能符合要求。

2.2.2.3 設置鋼筋加工車間，購置鋼桁架自動焊接等相關必備設備。

綜上，生產線改造升級可行。

2.3 生產工藝流程分析：

可行性分析：通過表2分析可知，如果采用長模生產工藝，振動臺可以不改造，只要改造升級翻模機即可，生產工藝方面可行。

3 綜合生產線設計方案

3.1 模具設計

將無砟軌枕模具由短模4×1改為長模2×4，這樣模具輸送輥道不用加寬，采用有砟軌枕的流水機組法長模生產工藝，流水線布局與有砟軌枕生產線一致。

3.2 翻模機改造升級

有砟軌枕翻模機在大臂翻轉180度的過程中，自動鎖死夾持模具的掛鉤，然后輕磕數次模具，軌枕在自身重力作用下脫落于成品輥道上，大臂再次翻轉180度到達回空輥道時，掛鉤自動解鎖，空模具放行。 無砟軌枕采用這種方式脫模已無法保證脫模順暢和產品外觀質量，必須采用氣動沖擊脫模，首先將翻模機自動掛鉤改為氣動掛鉤，保證在沖擊鋼模時，掛鉤是脫離模型的。然后在成品軌道中增加氣動沖擊錘，通過錘擊模型主槽鋼，利用軌枕自重，可以克服軌枕與殼體的摩擦力、混凝土的附著力等，保證軌枕的脫模順暢。如圖2。

3.3 鋼筋加工車間設計

主要由全自動鋼筋桁架焊接生產線、數控彎箍機組成，場地需要1000-1500平方米，長度不低于60米。電力需求是800-1000KVA。設備冷卻，需要每小時的水流量是6-10立方，水池需要8-10立方的容量。

3.4其他部位設計

如成品輥道，碼垛機，清模、鋼筋入模輥道，張拉、放張工位，安裝配件輥道，混凝土灌注，振動工位，清邊輥道等處設計，可以采用有砟軌道生產線相同的設計，必要時可以加密成品輥道，有助于無砟軌枕輸送時的成品防護。

4 結語：

依據有砟、無砟軌枕的相關技術標準并結合生產許可證取證細則、CRCC認證細則，設計一條綜合生產線同時生產有砟、無砟軌枕是完全可行的。中鐵十四局房橋有限公司的控股子公司新泰房橋軌枕有限公司于 2018 年 2月在山東省新泰市建成一條有砟無砟軌枕綜合生產線，并取得全國工業(yè)生產許可證和鐵路產品CRCCC證書，產品符合相關技術標準，質量穩(wěn)定、可靠。倆年來，為石濟客運專線、青連鐵路等鐵路項目提供有砟軌枕60萬根，為濟青高鐵、北京首都機場二線、大張線等鐵路項目提供無砟軌枕10萬根，取得良好社會和經濟效益。

參考文獻：

[1]國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局. XK17-002-2013 預應力混凝土枕產品生產許可證實施細則【S】.北京：中國標準出版社，2013.

[2]中鐵檢驗認證中心. 中鐵認函【2017】448號 CRCC產品認證實施細則 預應力混凝土枕（V1.1）2017-12-18實施.

[3]中華人民共和國鐵道行業(yè)標準.? TB/ T2190-2013?? 混凝土枕.

[4]中華人民共和國鐵道行業(yè)標準.? TB/ T3397-2015CRTS雙塊式無砟軌道混凝土軌枕.