鐵路小型構件標準化預制生產分析

王大凱，劉嘉東，謝維軍

(中國建筑土木建設有限公司，北京 100071)

0 引 言

小型預制構件是指在工程中，用于防護路基、保障主體結構穩定的附屬機構部分，盡管現如今市場預制生產的構件可以滿足鐵路施工的基本需求，但仍存在產出構件整體強度差，導致的橋梁結構穩定性不足的問題。

1 鐵路小型構件標準化預制生產方法設計

1.1 制定構件標準化預制生產材料配合比例

為了確保鐵路小型構件生產流程的標準化，需要在執行生產方法前，做好前期準備工作，并制定預制生產材料的標準化配合比例，以此確保構件生產成果可滿足實際生產需求[1]。在此過程中，應先做好對預制生產廠房的選址，并預留足夠的生產材料堆放與運輸空間，在確保預制生產空間符合實際需求后，在生產區域內做好排水工作，規劃不同生產區域的功能，做到生產流程的標準化與系統化。在此基礎上，對構件預制生產材料類型進行選擇，并設定不同生產用料的比例。具體內容見表1。

表1 預制生產材料配合比例

在對構件標準化預制生產材料配合比例設計中，要求各項生產指標與選型材料均應滿足實際生產技術需求，在此基礎上，設計的材料比例數據應當經過生產單位中心實驗室，與現場施工檢核站點的審核，只有多方認定無誤后，才能將生產材料按照設定的比例進行調試。此步驟應注意的是，初次調試后的材料需要經過試驗檢驗，檢驗結果符合標準后，才能大范圍按照此比例投入生產。

1.2 定制ABS預制生產模具

在掌握生產材料的標準化配合比例后，應定制針對鐵路小型構件標準化預制生產的ABS預制生產模具，并明確模具的尺寸可直接決定預制構件的外形是否標準。在此過程中，假定存在模具尺寸設計不標準、剛度不符合需求等問題，便會出現后期設計的預制構件出現大批量質量不達標的問題。經過多次生產比對，選擇ABS塑性模具作為預制構件生產的參照標準，對于生產過程中，與ABS模具不適配的配件類型，可參照ABS自行定制加工生產模具。模具設計圖如圖1所示。

圖1 ABS預制生產模具示意圖

圖1中：a表示為常規的ABS預制生產模具；b表示為自行定制的ABS預制生產模具。在設計生產模具過程中，要求加工處理的模板具有承載混凝土澆筑的能力，并且在整體剛度與穩定性層面，應當滿足基礎預制生產需求[2]。因此，在此過程中，應當計算混凝土澆筑時對模具造成的負荷。計算公式如下。

F=8×N-20(Nλ)

(1)

公式(1)中：F表示為混凝土澆筑時對模具造成的負荷作用力，計算單位為MPa；N表示為單元模塊承載力，計算單位為MPa；λ表示為錘擊次數。根據上述計算公式，當預制生產模具滿足承載力需求時，應對模具接縫位置進行銜接處理，避免在生產過程中出現漏漿問題，以此完成對ABS預制生產模具的定制。

1.3 設計標準化預制生產工序

使用上文設計的ABS預制生產模具，進行鐵路小型構件標準化預制生產流程的設計。此過程中，應嚴格遵循“五步生產流程”進行構件生產，對“五步生產流程”的描述見表2。

表2 鐵路小型構件標準化預制生產流程

按照上述流程，在完成對預制生產流程的規劃后，對構件混凝土強度進行評估，當其整體強度超過50.0%時，對其進行后續拆模處理[3]。并在此基礎上，及時做好對構件表層的裂紋處理工作，通常情況下，構件養護時間為七個工作日，在每個養護階段，均可采用灑水的方式，使其保持濕潤狀態，以此種方式，完成對預制構件的生產分析。

2 實驗論證分析

選擇以某地區預制構件生產企業作為依托，該企業預制構件生產種類繁多，并且從數量上、涉及項目上都與其他同類型企業更具優勢，為了確保該企業在未來行業市場當中取得進一步的發展，其生產質量和效率要求都需要不斷提升，因此急需一種更加合理的預制構件生產方法。基于此，分別利用本文提出的鐵路小型構件標準化預制生產方法和該生產企業現行生產方法對該企業五種不同類型構件進行生產。表3為本文實驗中五種不同類型構件參數對照表。

表3 五種不同類型構件參數對照表

分別利用兩種生產方法對上述五種不同類型鐵路小型構件進行生產，并設置本文生產方法為實驗組，現行生產方法為對照組，完成實驗。

3 實驗結果與分析

綜合上述論述，完成對比實驗，為了更加直觀地對兩種生產方法進行對比，本文選擇將兩組方法生產出的構件強度作為實驗評價指標，并記錄如圖2所示。

圖2 實驗組與對照組實驗結果對比圖

從圖2中可以看出，五種不同類型構件，明顯實驗組的強度更大，普遍在40.0 MPa～50.0 MPa范圍之間，而對照組的強度最高僅在類型III和類型IV生產時超過了40.0 MPa。因此，通過對比實驗進一步證明，本文提出的鐵路小型構件標準化預制生產方法在實際應用中能夠確保構件達到更高的強度，進一步擴大構件的適應范圍。在此基礎上，通過預制生產的方式能夠進一步促進整個建設工程的施工效率，為鐵路施工企業帶來更高的經濟效益。

4 結束語

本文針對現行預制生產存在的問題，提出一種針對鐵路小型構件的標準化預制生產方法，本文分別從制定構件標準化預制生產材料配合比例、定制ABS預制生產模具、設計標準化預制生產工序三個方面，對方法展開設計與研究，并在完成對方法的設計后，通過對比實驗證明了，此方面在實際應用中，能夠確保構件達到更高的強度，擴大構件的適應范圍，保證工程生產成果可以大批量達標。因此，可在后續的生產過程中，嘗試將提出方法應用到生產實際，以此確保生產流程的標準化與程序化。