雙塊式軌枕預制質量控制措施

付元元

（中鐵十四局集團房橋有限公司，北京100000）

1 工程概況

貴南高鐵雙塊式軌枕場坐落于廣西壯族自治區河池市，本場雙塊式軌枕預制使用全國首個全自動數字仿真雙塊式軌枕流水線生產。這種先進的流水生產線工藝不僅可以保證產品質量，同時還可以提高生產效率。設計規范中，雙塊式無砟軌枕日產量為1 600根，所以，雙塊式無砟軌枕生產突顯出顯著的平順性與穩定性，可以降低線路維護工程量。雙塊式無砟軌枕預制施工可以細分為兩部分：鋼筋骨架加工和混凝土預制。

2 雙塊式軌枕脫模質量控制

雙塊式軌枕脫模指的是使用脫模翻轉機將軌枕模型翻轉后重力脫模。軌枕蒸養時間達到要求后取出一組試件到試驗室檢驗脫模強度，若其強度大于或等于產品要求的脫模強度（40 MPa），經試驗室檢驗混凝土試件強度合格后，開具出坑通知單。且脫模質檢員復查書面通知確認無誤、軌枕溫度與外界溫度差≤15℃后方可按照工藝要求出池。

當自動出坑設備將蒸養完畢的鋼模吊至脫模輥道后，由自動翻轉機構拖住模具并翻轉180°到脫模臺，完成動作后翻轉吊裝至流轉臺；拆模完畢后，對模具進行定位，并通過全自動旋轉壓板拆除設備旋轉壓板，松開桁架鋼筋，方便后續模具脫模；再由全自動脫模設備系統，采用重力式脫模的方式，通過對模型舉升后落至脫模臺，將軌枕脫出，脫模完成后翻模并放置到模具回流線上。

對于脫模的質量控制，首先用水準儀檢查脫模臺4個舉升氣囊高度是否一致，4個氣囊是否舉升一致，是否同時落下完成脫模。

3 質量控制要點

3.1 鋼筋桁架筋、箍筋制作

桁架鋼筋加工由5根冷軋鋼筋采用桁架生產線設備同時相互焊接而成；上弦鋼筋為1根直徑12 mm的冷軋帶肋鋼筋，下弦鋼筋為2根直徑10 mm的冷軋帶肋鋼筋，中間斜桿鋼筋為2根直徑7 mm的冷軋光圓鋼筋。加工成型的桁架鋼筋存放至桁架鋼筋存放區，堆碼整齊并進行標識。

全自動箍筋焊接機可以自動抓取彎箍機的箍筋，并對箍筋進行固定，焊接機器人自動完成焊接作業，并將焊接好的箍筋自動碼放，碼放靜置48 h后方可用于軌枕生產。鋼筋桁架的尺寸偏差應符合表1的要求。

表1 鋼筋桁架的尺寸偏差要求

檢驗頻次：鋼筋桁架鋼筋每生產班為一批，每批抽檢3次，每次2榀。合格判定：滿足檢驗指標的判定為合格，超出檢驗指標要求的，整修檢驗合格后使用。

鋼筋箍筋的尺寸允許偏差應滿足表2的要求。

表2 鋼筋箍筋的尺寸允許偏差

檢驗頻次：鋼筋桁架鋼筋每生產班為一批，每批抽檢3次，每次2榀。合格判定：滿足檢驗指標的判定為合格，超出檢驗指標要求的，整修檢驗合格后使用。

3.2 模型清理

模型清理步驟主要包括：

1）模型清理對于軌枕成品的外觀質量會造成顯著影響，所以，必須要保證在雙塊式軌枕脫模后清理干凈，盡可能地減少混凝土表面的外觀質量缺陷，延長雙塊式軌枕模型的使用壽命。本生產線模型采用的是一模內4根軌枕形式。由于采用全自動化生產線，開始清理模型時，由自動模型清理機對模型清理1遍，再使用人工對模型徹底清理。

2）雙塊式軌枕模型內部必須使用電動鋼絲刷進行清理，清理時必須把軌枕模型腔內的混凝土灰漿清理干凈。然后使用軟抹布將槽內混凝土灰塵及殘渣清理擦拭干凈；套管的定位螺栓底部必須用電動鋼絲刷清理干凈，否則將引起套管上浮或套管上不緊，影響軌枕質量。也可以直接使用專業化工具進行清理；架體彈簧加固裝置使用電動鋼絲刷進行清理；交接班過程中，必須保證各個施工器具在交接前清洗干凈，避免影響后續生產作業。

3.3 涂脫模劑

模具清理結束后，為保證脫模順利、模型不沾灰，模型內使用自動噴涂機噴涂脫模劑，確保后期脫模過程中模型不會損壞混凝土表面。脫膜劑是用來隔離混凝土與模具的一種化學用劑，在脫模過程中，保證混凝土預制品從模具內完好脫離。由于生產線采用全自動噴涂脫模劑方式進行噴涂，較人工噴涂均勻，噴嘴角度和位置可以使用電腦進行調解，噴涂效果應達到型腔內沒有脫模劑積液和型腔內不干為最佳。

3.4 安裝套管施工方法

安裝套管施工方法主要內容有：

1）軌枕套管定位錐為橡膠制品，套管采用的是硬塑料材料。定位錐在軌枕預制生產使用中避免不了磨損，安裝套管時應注意：（1）盡量將套管安裝到底，擰不動為止；（2）套管安裝完成后發現定位錐與模型之間有縫隙應立即將套管卸下，清理定位錐周圍混凝土殘渣，如果不清理將造成套管進漿或套管上浮；（3）套管如果擰不緊，說明定位錐有磨損，應立即更換定位錐，否則將造成混凝土灌注時套管上浮。

2）將質量達標的螺旋筋加固在套管上，應該加固至彈簧卡口內部為合格。

3）組裝完成的套管加固在定位錐的底部，偏差控制在1%以內。

3.5 鋼筋安裝施工方法

安裝套管和螺旋筋后把箍筋放置在承軌槽內進行下一道工序。安裝完桁架筋后使用箍筋固定件固定箍筋，每個箍筋使用4個箍筋固定件進行固定。

安裝桁架鋼筋過程中，應將桁架筋上的弦桿鋼筋放入模型軌枕兩端的卡槽內，確保鋼筋牢固。在鋼筋卡槽位置模型內放入擋漿夾并卡緊，目的是在混凝土澆筑過程中防止漏漿而影響軌枕外觀質量。

3.6 澆筑前質量檢查

澆筑前質量檢查工作主要包括：（1）檢查模型內是否有雜物、混凝土殘渣，若有應及時清理；（2）檢查鋼筋是否安裝正確，箍筋安裝位置是否正確，箍筋固定件連接箍筋與桁架筋安裝是否牢固；（3）檢查模型內是否有脫模劑積液，若有必須立刻用干抹布清理干凈，否則灌注完混凝土后將造成軌枕表面有凹凸不平；（4）動手擰一下套管是否安裝牢固，螺旋筋是否安裝正確。

3.7 混凝土澆筑質量控制

混凝土澆筑質量控制具體措施有：（1）澆筑混凝土前，應對鋼筋骨架、預埋件、擋漿板等組件的安裝質量進行檢查，發現質量缺陷應立即整改。檢查混凝土拌和站、布料機等相關設備，確保各種機械設備處于正常運行狀態。（2）每工班混凝土配料前要測量所用砂、石的含水率，根據試驗室給出的理論配合比單，以及當日測定的砂、石含水率計算混凝土的施工配合比，調整砂、碎石、水等的配料計量值。當發現砂、石料質量有問題，或含水量過大時，應立即報告現場管理人員和技術人員處理。含水量超過10%的砂、碎石禁止使用。檢驗方法：檢查砂、石的含水率測試記錄，檢查混凝土配合比通知單[1]。（3）雙塊式軌枕混凝土采用強度等級為C60的混凝土。混凝土分2次灌注，第1次70%，第2次灌注剩余30%。灌注時，應隨時檢查各部位混凝土的密實情況，發現異常要及時采取措施，以免出現空洞。混凝土攪拌時間≥120 s。（4）實際澆筑混凝土的過程中，應按照標準順序逐一進行澆筑，布料機在布料時應該保證模具內部均勻布滿，模型內振搗均勻后將模型移至二次振搗工位，二次振搗時應≥120 s。首次振搗完成以后應該保證混凝土與模具表面齊平。（5）當第2次振搗作業完成以后，應立即將多余水泥漿清理干凈：先將擋漿夾拔出，放置在清水桶中清洗，然后將模具表面附帶的混凝土清洗干凈，使用養護坑自動碼垛機將模具調運至養護坑內進行養護。（6）混凝土澆筑過程中，必須留置同條件養護試塊，當達到養護期后送至項目部的試驗室進行抗壓強度檢測，強度在40 MPa后模型才能允許出坑。做好的混凝土試塊應放置在養護室養護，每個批次的混凝土應留置3組混凝土試塊，其中一組作為備用。每批次混凝土做1組同條件養護混凝土試塊與3組標準養護條件混凝土試塊。在正常情況下，應按照前3盤混凝土的入模溫度、坍落度、模板溫度以及含氣量進行檢測，檢測的間隔時間為30 min，每次檢測必須做好檢測記錄，假若檢測發現存在質量缺陷應立即通知試驗室對問題展開分析，而后采取合理的處理措施。

3.8 混凝土養護

軌枕使用12個蒸汽養護室進行養護，每個養護室大致分為4個養護階段：

1）雙塊式軌枕蒸汽養護在溫度5～35℃的環境中靜停時間2 h，升溫2 h，升溫速度≤15℃/h，恒溫6 h，溫度48℃±2℃，降溫2 h，降溫速度≤15℃/h，總養護時間≥12 h，出坑時的雙塊式軌枕表面與外界環境溫度之差≤15℃。

2）測溫方案確定。蒸汽養護混凝土的溫度應結合軌枕芯部的溫度進行確定，應在混凝土內部預埋溫度檢測元器件，軌枕混凝土芯部的溫度一般控制在55℃以內；結合混凝土芯部的溫度合理規劃養護溫度與養護時間周期，當養護的溫度及時間確定以后，每個坑由最后一個模型的軌枕插入溫度計，方便監測養護坑內的溫度。必須做到能夠時刻觀察到每個坑內的養護溫度。

3）測溫點布置。在檢測混凝土芯部溫度的過程中，在鋼筋安裝完成以后且混凝土澆筑之前，應將溫度檢測組件預埋至檢測點，進行加固，與外部的智能化傳感器進行連接，混凝土內部的溫度檢測點應該加固在箍筋上，避免受外力擾動而出現位移。溫度檢測組件應該預埋在軌枕的中心部位。在對養護室內部的溫度進行檢測時，應在模具豎直方向的第4層或第5層部位裝置溫度傳感器，與地面之間的距離約為1.8 m，養護室內應裝置1個溫度傳感器，用來測量軌枕表層的溫度，測溫時間以混凝土澆筑完成為起點，以模板拆除為截止的時間。蒸汽養護過程中，應以20 min為間隔測量1次溫度。保證模板拆除時混凝土內外的溫度差控制在15℃以內。

4）自然養護。這種養護方法屬于一種應急方案，一般都是在無法進行蒸汽養護的情況下才會選擇使用自然養護方式。

4 結語

綜上所述，使用智能化雙塊式軌枕生產線，不僅能夠完成規范中所要求的每天1 600根軌枕的生產，而且提高了產品質量，對今后雙塊式軌枕的應用起到很好的示范作用。從已建成的石太高鐵、鄭西鐵路和大西鐵路的雙塊式軌枕的應用可以看出，目前雙塊式軌枕的應用已經成熟。突顯出加工快捷、運輸方便、后期維修工程量小、使用壽命較長以及與軌道連接方便等優點。