双块式轨枕生产施工工艺工法

双块式轨枕生产施工工艺工法

QB/ZTYJGYGF-GD-0401-2011

西宝客专指挥部陈海珍

1 前言

1.1工艺工法概况

本工法根据国家、铁道部现行的技术标准、规范和设计图纸，结合本轨枕场的具体情况制定而成，以满足客运专线铁路双块式无砟轨道CRTS I型（SK-2）双块式混凝土轨枕的预制，指导和明确轨枕预制施工。

1.2工艺原理

无砟轨道双块式轨枕的内在质量和外形尺寸上都有非常高的要求，它高精度的制造要求可以保证铺轨时轨距的准确性和轨道系统的可靠性。本工法采用工厂化生产、流水线作业，蒸养法养护，机械配合移动、模具翻转等工艺。

2 工艺工法特点

2.1本工法采用流水线施工，较传统轨枕生产具有质量控制精度高、机械化程度高，施工连续、均衡，紧凑有序的显著特点。

2.2采用整体模具确保轨枕外观尺寸精度高，轨枕外观质量合格率高，流水线作业模具周转频次高，在产量相等的情况下模具投入量少。

2.3采用辊道法生产作业，结构紧凑、自动化程度高，大幅度提高了工效。

3 适用范围

本工法适用于CRTSⅠ型（SK-2）双块式混凝土轨枕的生产。

4 主要技术标准

《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424）

《WJ-8型扣件暂行技术条件》(科技基[2007]207号)

《客运专线扣件系统暂行技术条件》(科技基[2006]248号)

《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》（科技基[2005]101号）

《客运专线铁路双块式无砟轨道双块式混凝土轨枕暂行技术条件》(科技基[2008]74号)

5施工方法

双块式轨枕是利用钢模型在生产流水线辊道上经过模型清理、钢筋加工拼装、预埋件安装、混凝土灌筑、养护及轨枕脱模等工序的施工工艺过程预制而成的。

6工艺流程及操作要点

6.1施工工艺流程

6.1.1双块式轨枕预制施工工艺流程

双块式轨枕预制施工工艺流程见图1。

图1双块式轨枕预制施工工艺流程图

6.2操作要点

6.2.1钢筋施工

1 冷轧带肋钢筋的加工:冷轧钢筋在冷轧之前，根据要轧制的钢筋型号选取对应的热轧圆盘条，同时选取对应的轧辊。将领用的光圆盘条钢筋用桁车吊至放线架，通过高架放线架放线，在除锈装置上对钢筋除锈除磷，再通过润滑粉涂抹机，然后进行润滑冷轧刻痕，冷轧完成的钢筋经过应力消除后收线盘圆。

2 箍筋的加工:箍筋采用冷轧钢筋，通过对数控弯箍机编程，根据箍筋图纸尺寸在数控弯箍机输入尺寸数据，然后进行开机进行试制。弯制检验合格的箍筋进行人工收集并焊接，焊接长度单面焊不小于80mm，双面焊不小于40mm，焊接质量按照焊接规程进行验收。

3 钢筋桁架的加工:将冷轧好的1捆φ12、2捆φ10 和2捆φ7冷轧钢筋盘料通过钢筋桁架焊接生产线放线架，经放线、通过矫直机构矫直，再通过终端矫直，保证钢筋桁架直线度，φ7钢筋折波后，由桁架自动电阻焊机组焊接成形，通过数控步进机构牵引，自动定长剪切，自动收集码。（钢筋桁架具体尺寸见下图2）

图2 桁架钢筋尺寸图

4拼接钢筋骨架必须牢固，在入模后，各部位的保护层应大于30mm,且桁架钢

筋伸长模具两端的长度偏差不得大于5mm。

6.2.2模具要求

模具是保证轨枕尺寸精度的关键，必须要有资质的生产厂家制作，以保证轨枕的高精度要求和质量。模具采用统一型号，各部位的制造允许公差为轨枕成品允许公差的1/2。模具采用 2×2 联长模具式，具有足够强度、刚度和稳定性，能保证轨枕各部位形状、尺寸及预埋件的准确位置。模具实行日常检查和定期检查，模具在生产线循环中工序包括模具清理打磨清灰、喷涂脱模剂、安装套管和螺旋筋、钢筋骨架入模拼装、安装挡浆板、拆卸挡浆板、拆模工序。

在安装套管之前，先用电动刷将模具内侧粘结的混凝土打磨干净，清除残留杂物。然后涂抹脱模剂，脱模剂必须涂抹均匀。将预埋套管的定位轴固定从留孔中拉出，保

证套管定位轴旋出距离和与模具底部垂直，然后用自制套管禁锢工具将套管紧紧的拧到定位轴上确保套管与模具底部垂直，将螺旋筋安装于预埋套管上。钢筋骨架放于盆体过程中，应注意避开绝缘预埋套管位置，骨架如有偏斜、扭曲，应进行调整。在桁架安放好后，检查钢架桁架、箍筋与箍筋定位件是否连接紧固。待钢筋桁架安装完毕后模具进入混凝土灌筑锟道上时，安装挡浆板，挡浆板安装要牢固可靠、位置准确、无松动、漏缝等现象。

6.2.3混凝土施工

1混凝土采用有自动计量装置的强制式混凝土搅拌站拌制。混凝土拌合物配料采用自动计量装置，粗、细骨料的含水率应及时测定，并按实际测定值调整用水量、粗、细骨料用量，确定施工配合比。原材料投料顺序为砂→水泥→外加剂→水→碎石，禁止拌合物出机后加水。

2根据《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》要求进行轨枕混凝土配合比设计，选定符合设计和施工要求的基准配合比，检测各项耐久性指标（抗冻融循环性能、抗氯离子电通量、抗裂性、抗碱骨料反应性能）符合规范要求，最终确定C60混凝土施工配合比。

3混凝土采用一次整体性灌筑，料斗应均匀撒料、连续、输出。应避免灌筑工作因故停顿而使机内储存混凝土，使混凝土坍落度损失。施工中考虑到初凝时间、工作度等因素，混凝土坍落度一般控制在40～60mm,入模温度控制在5℃～30℃,在灌筑过程中要对坍落度、入模温度进行严格控制监测，以保证混凝土施工性能、耐久性指标满足要求。

4 混凝土振捣采用专门设计的高频振动台进行底振。当混凝土表面不泛浆、不再下沉、不再出现气泡，表面平坦时，应停止振捣，并严格控制振动时间不宜过振。为了气泡很好的排除，也可采用分层灌筑。灌筑混凝土时注意监控模型，防止发生挡浆板松动、漏浆等情况，一旦出现须及时解决。

5 夏季施工时，应采用措施降低混凝土拌合物的温度，以保证混凝土的入模温度满足要求。当昼夜平均气温连续3天低于5℃或最低气温低于-3℃时，应按冬季混凝土施工工艺要求生产，如：严格控制配合比和坍落度、采取防冻保温措施等，同时对料棚内的骨料加热和保温、外加剂使用前运入暖棚进行自然加热，不得直接加热，拌制时投料顺序为砂→石→热水→水泥→外加剂。搅拌时间应在原来的基础上延长约0.5分钟。

6.2.4混凝土养护

1 养护分为蒸汽养护和自然养护。混凝土灌筑完毕后，在养护坑进行蒸汽养护。养护过程分为静停、升温、恒温、降温四个阶段。自动温控设备控制输入蒸汽，增加坑内温度和湿度。

2 静停期间应保持坑内温度不低于5℃，灌筑完后3小时后方可升温，升温速度不应大于15℃∕h，恒温时间为3小时，混凝土芯部温度不超过55℃，降温时降温速度不超过15℃∕h，当温度降至混凝土与环境温度之差不超过15℃时，同条件养护试件强度达40MPa时方可脱模。

3 出坑脱模后自然养护，时间不得少于7d。夏季采用洒水、覆盖的方法，以保持混凝土表面潮湿为宜。冬季车间内采暖，室内温度宜控制在15℃～20℃，脱模后轨枕在车间内停放至混凝土温度降至与室外温差规定值后，再倒运至储存场内。

6.2.5轨枕存储、装运

叉车倒运轨枕至存枕区后，进行成品轨枕的码垛，每跺不超过12层，每层为5根。每天生产的轨枕为一批，跺与跺之间纵横方向间隔0.25m,层与层之间用10cm*10cm*1.5m长的合成垫木进行间隔。

轨枕采用汽车运输时，轨枕堆码以每25根为一垛，分为5层，每层5根轨枕，各层之间应用垫木隔开，垫木块尺寸应统一，上下对齐。轨枕搬运过程中应小心轻放，严禁碰、撞、摔、掷。

7劳动力组织

劳动力组织见表1。

8主要机具设备

表2 主要施工机具设备表

9质量控制

9.1易出现的质量问题

9.1.1双块式轨枕用钢筋骨架有部分锈蚀。

9.1.2轨枕脱摸后，局部表面有蜂窝麻面、气泡。

9.2保证措施

9.2.1 为预防钢架桁架锈蚀, 在钢筋桁架存储区避免钢筋受潮,加工好的钢筋桁架存放时地面用木方垫起，钢筋桁架层间用方木隔开；在混凝土灌筑后对外露的钢筋桁架用灰水进行涂刷,保证钢筋涂刷均匀到位,轨枕脱模后在轨枕暂存区对轨枕钢筋再进行一次补刷。

9.2.2模型使用前必须清除灰渣和污物，尤其在预留槽口处和模型断面结合部应清扫干净。在灌筑混凝土时，严格控制振捣时间，并安排专人负责监视振动器的运转使用情况，避免不及时振动或振动不足，如有故障则迅速组织维修。

10 安全措施

10.1主要安全风险分析

场内主要安全风险为机械伤害、安全用电。

10.2保证措施

10.2.1加强安全施工教育，实行安全生产岗位责任制，提高全员安全意识，开工前进行安全教育和安全培训，持证上岗。上岗前进行安全技术交底。

10.2.2编制施工计划的同时，编制详细的安全操作规程、细则、制度及切实可行的安全技术措施，分发至工班，组织逐条落实。

10.2.3进行定期和不定期的安全检查，及时发现和解决不安全的事故隐患，杜绝违章作业和违章指挥现象。

11 环保措施

11.1 污水排放措施

11.1.1施工废水、生活污水进行沉淀处理后排出。

11.1.2清洗骨料的水和其它施工废水，采取过滤、沉淀或其它方法处理后排放。

11.2 粉尘防治措施

11.2.1场地内道路及主要进场便道采用硬化路面，避免灰尘飞扬。

11.2.2在有粉尘的作业环境中作业时，除洒水外，作业人员可配备防尘罩、防尘帽等劳保防护用品。

11.3 固体废弃物的处理

施工中产生的生活垃圾和生产垃圾，按照类别，集中堆放, 分类处理。

11.4 降低噪音措施

振动台安装在车间内，以减低噪音对外接的影响，车间内的操作人员佩带耳罩。所使用的工程机械和运输车辆应加强保养，降低噪音。

合理安排施工作业时间，避免夜间施工或尽量降低夜间车辆出入频率。

12应用实例

12.1工程简介

由中铁一局承担西宝铁路客运专线18.8万块SK-2型轨枕的预制任务。轨枕供应起点为DK500+130，供应终点为DK560+993.3，总长约60.863双线公里。

12.2施工情况

西宝轨枕场预制CRTSⅠ型双块式无砟轨道SK-2型双块式混凝土轨枕，采用自行研发的双块式轨枕流水线施工工艺、预埋套管定位装置及脱模方法进行轨枕的工厂化制造，轨枕预制设轨枕生产流水线一条，蒸汽养护坑8个，配备轨枕模型90套，正常生产时每天计划产量720根；混凝土搅拌区布置有1套HZS-35型拌和站、砂石料场一座（6个仓）；轨枕存储区占地约12亩，可存储轨枕6万根左右。混凝土采用高性能C60混凝土。

2010年6月开工建场，2010年10月开始双块式轨枕的试生产，2011年4月通过铁道部质量监督检验中心的上道技术审查并开始批量生产。每天可生产双块式轨枕720根。

12.3工程结果评价

施工中通过对双块式轨枕预制生产的研究，在双块式轨枕采用蒸汽养护方面获得重大突破，其利用电能加热水蒸汽养护混凝土轨枕的工艺属国内首创，对本行业节能减排、降本增效起到了积极的推动作用。同时在轨枕生产过程中，自行设计了一套脱模剂自动喷淋系统，在轨枕流水线生产作业时，自动进行脱模剂喷涂，实现了机械自动化操作，提高了生产效率，降低了生产成本，大幅度提高了轨枕的外观质量。因此得到了业主的好评。

12.4建设效果及施工图片

图3 模型打磨及清理

图4 脱模剂自动喷淋装置对模型进行喷淋

图5套管及螺旋筋安装

图6 桁架钢筋及箍筋安装

图7轨枕洒水养护图8 轨枕存储