客運專線鐵路預埋套管式高速道岔板預制工藝特殊技術研究

付國才，黃 杰

(中鐵四局集團第五工程有限公司，江西九江 332000)

1 工程概述

中鐵四局集團五公司承擔了石武客運專線河南段全線范圍內共74組(1 590塊)預埋套管式高速道岔板的預制任務。這些道岔板涉及6種型號的道岔［1］，每組道岔板由多塊尺寸不同的道岔板組成:32組60 kg/m 18號道岔板，每組21塊;38組60 kg/m18號渡線道岔板，每組19塊;4組60 kg/m 42號道岔板，每組49塊。最長的道岔板長度為5.90 m，最寬的道岔板寬度為5.445 m，厚度均為24 cm;質量最大的道岔板為12.69 t，質量最小的道岔板為4.01 t。預制工期為2010年7月～12月。

2 預埋套管式高速道岔板預制工藝特殊技術

2.1 預制工藝流程

預埋套管式高速道岔板采用工廠化施工，將多套模具根據不同型號組成一條生產線進行循環(huán)生產。按照預制工藝，道岔板預制生產線可分為模具安裝、模具清理、預埋件安裝、鋼筋骨架加工及安裝、混凝土澆筑振搗、拉毛、道岔板養(yǎng)護、道岔板脫模、道岔板翻轉及存放等10個主要工序［2-4］。預制工藝流程如圖1所示。

2.2 預制工藝特殊技術

2.2.1 模具安裝

道岔板板型的變化主要是通過組合式模具的底模更換和圍板調整實現(xiàn)的，因此道岔板模具圍板的固定是否牢固，位置是否精確，直接影響到道岔板外形尺寸質量。在道岔板試生產中，先后試驗了3種固定方式:磁鐵壓緊機構固定、圍板與底板焊接固定、螺栓拉頂支座固定。

(1)磁鐵壓緊機構固定圍板

由于磁鐵壓緊機構具有通用性，各種圍板均可以使用磁鐵壓緊機構，操作方便簡單，且壓緊間距、位置隨意可調。在設計首套模具時首先試用了該壓緊方式，但通過試生產發(fā)現(xiàn)，混凝土振搗時磁鐵壓緊機構會發(fā)生移位，導致模具圍板出現(xiàn)較大的連接縫隙，漏漿嚴重，最終導致試生產的道岔板外觀質量及外形尺寸均不合格。

(2)圍板與底板焊接固定

第二次試生產時采取模具圍板與底板焊接固定的方式，該方式圍板固定牢固可靠，試生產過程中圍板沒有發(fā)生偏移，道岔板脫模后經檢測外形尺寸合格，但是當道岔板板型變換，模具圍板位置發(fā)生變化時，模具底板上有大量焊接點需要進行打磨處理，不僅影響生產效率，而且經過點焊和打磨的模具底板留有麻面、斑點，嚴重影響道岔板的外觀質量。

(3)螺栓拉頂支座固定

通過對前兩種圍板固定方式的總結，研制了一種螺栓拉頂支座固定模具圍板的裝置。該固定裝置(圖2)主要由頂拉支座、厚螺母、螺栓組成，通過在模具底板設計位置及圍板上預留標準孔，采用M16-80改制螺栓及厚螺母將頂拉支座與圍板連接定位，并且將支座與模具底板連接定位，定位好的圍板在混凝土澆筑時不發(fā)生松動、偏位。

圖2 道岔板圍板拉頂固定裝置

該拉頂支座為機械固定裝置，具有裝卸簡易速度快、定位牢固可靠的優(yōu)點。在第3次試生產過程中，有效地解決了模具圍板不易固定的難題，保證了圍板在施工過程中的精確定位，保證了道岔板外形尺寸及外觀質量。

最終確定采取螺栓拉頂支座固定裝置來進行道岔板圍板固定，并且已成功將這種固定裝置申請了國家實用新型專利。

2.2.2 鋼筋骨架加工

(1)鋼筋骨架綁扎胎具設計

由于道岔板形狀多樣，鋼筋骨架的形狀、尺寸也不盡相同，造成胎具制作困難，本著節(jié)約成本、使用方便、節(jié)省空間的原則，專門設計的通用鋼筋骨架胎具，可根據鋼筋骨架不同的尺寸和鋼筋間距靈活調整，如圖3所示。

圖3 鋼筋綁扎胎具(單位:mm)

胎具上表面四周均有刻度尺，按布筋圖將鋼筋直接放到胎具上，如同一型號有多個數量，可以在鋼支架上用膠帶做好記號，以便下一個鋼筋骨架使用。

(2)鋼筋骨架綁扎

①鋼筋下料長度誤差控制在±10 mm以內，鋼筋間距誤差控制在±5 mm以內，接地端子位置誤差控制在±10 mm以內。用于綁扎不同道岔板的鋼筋不能混放。涂層鋼筋在存放和綁扎的過程中應輕拿輕放、橫向接地鋼筋及接地端子的焊接過程中應避免對鋼筋涂層的損傷。

②左右開道岔板鋼筋骨架綁扎時，應注意鋼筋位置的鏡像關系，擺放好第一層鋼筋后必須先檢查鋼筋位置及左右關系，確認無誤后再繼續(xù)綁扎。

③鋼筋骨架綁扎完成后用500 V兆歐表測量確認鋼筋骨架的絕緣性能，保證鋼筋間的電阻值不小于2 MΩ［5］。

④綁扎完成的鋼筋骨架應附有標簽，內容包括:板號、道岔型號、直股邊、大小號方向(或長短邊)。

2.2.3 預埋套管安裝

安裝前人工先將絕緣套管螺旋筋、起吊套管螺旋筋分別擰在絕緣套管、起吊套管上面，然后人工在模具定位軸上安裝預埋絕緣套管、起吊套管［6-7］。用木槌或橡膠槌將套管敲緊，使其密貼在模具底板上，套管安裝以無法用手輕易拔出為宜。

2.2.4 道岔板脫模

(1)道岔板脫模專用吊具設計

由于道岔板種類較多，且板底面有預埋門型鋼筋，無法使用標準軌道板真空吊具進行作業(yè)，故道岔板的側面設有6個起吊套管，采用從側面安裝起吊螺栓再使用外力起吊螺栓的方式進行脫模。在試生產的過程中發(fā)現(xiàn)，采用外力起吊螺栓容易造成道岔板起吊位置出現(xiàn)開裂、破損。為保證道岔板脫模質量，我公司聯(lián)合相關廠家設計出一種道岔板脫模專用吊具，該吊具連接好起吊螺栓以后可實現(xiàn)6個吊點垂直升降，保證各起吊點受力均勻，避免了因脫模受力不均勻導致道岔板破損的現(xiàn)象。該吊具大小可調節(jié)，適用于各種型號的道岔板脫模作業(yè)。

(2)吊具的組成

軌道板吊具主要由主架梁、吊鉤梁、吊鉤組件、定位支架、調整組件等部件組成。在三根橫梁上各有2個可以滑動的吊鉤組件，以適應道岔板不同的寬度;螺桿調整機構，分別連接外側兩吊鉤梁，以適應道岔板不同的長度;吊鉤組件上的升降機與吊環(huán)連接，實現(xiàn)吊環(huán)的垂直升降，與固連在吊鉤架上的定位支架配合使用，可以保證6個吊環(huán)同步起吊作業(yè)。裝配好的道岔板吊具如圖4所示。

圖4 吊具示意

(3)道岔板脫模

首先拆除側模，確認工藝配件與模板的固定裝置全部卸除，然后安裝起吊螺栓和吊具，水平緩慢起吊道岔板，保證道岔板不受沖擊，各起吊點受力均勻，防止損傷邊角和其他預埋件位置處的混凝土。

2.2.5 道岔板翻面

(1)道岔板翻轉設計

由于道岔板長度、寬度不同，采用旋轉卡板或伸縮卡板鎖緊會造成結構復雜、整體剛性差、操作繁瑣等問題，故采用一種約束較少，一端固定的旋轉翻板方法。翻轉異形板時可加墊塊調整軌道板的平衡和受力。

(2)翻轉機組成

翻轉機由大支座、送板橫梁、接板橫梁、小支座、液壓系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等組成［8］。

①大支座。由厚壁矩形管組焊成的堅固的門式結構，有足夠的支撐力和抗傾覆力矩。

②送板/接板橫梁。安裝于大支座上，用于放板翻轉，可翻轉角度0°～100°。

③翻轉油缸。為送板橫梁、接板橫梁提供翻轉動力。

翻轉過程示意見圖5。

圖5 道岔板翻轉示意(單位:mm)

(3)道岔板翻面

上述道岔板翻轉設備可適用于長寬不一、大小不同的各種道岔板進行翻面作業(yè)，提高了道岔板翻面工作效率，保證了道岔板在翻面過程中邊角不被損壞。

2.2.6 道岔板運輸及存放

道岔板脫模后，采用專用運板車運輸，應根據道岔板的大小及質量進行組合，保證每輛車的運板質量在汽車的承載范圍內。運輸時將最下層的墊塊用螺栓固定在運板車上，每層道岔板間墊塊要上下對齊，且墊塊上下表面均應設防滑橡膠墊，防止道岔板運輸過程中滑動［9］。

道岔板成品應按型號和批次分別存放，不合格的道岔板應單獨存放。存放采用4～6個木質墊塊，每垛最多存放3層。道岔板存放時應將板長寬相近的3塊板堆在一起，存放時木質墊塊應放置在起吊套管孔下方，且上下要對齊。在道岔板鋪設現(xiàn)場需沿線建設臨時存板臺及存板區(qū)，存放基礎應堅固平整，保證道岔板存放質量［10］。

3 結語

預埋套管式高速道岔板是在原德國鉆孔埋設套管技術上的國產化創(chuàng)新，我公司針對高速道岔板預制工藝特殊技術進行了專項研究，主要工作有:道岔板模具安裝、鋼筋骨架加工、道岔板脫模、翻面、運輸及存放等。這些研究成果的成功運用確保了預制客運專線鐵路預埋套管式高速道岔板的質量指標滿足客運專線鐵路預埋套管式混凝土道岔板制造及驗收技術條件(試行)的規(guī)定，對今后客運專線高速道岔板的預制提供了借鑒經驗。

由于國內該類型道岔板預制施工較少，其生產工藝還可進一步改進完善。例如:每塊道岔板的設計質量應不大于10 t，便于生產調運和出場運輸;道岔板養(yǎng)護工藝參數的設計及升溫場的設計應結合生產實際等，這些都是需要繼續(xù)研究的課題。

［1］何華武，郭福安.中國高速鐵路道岔設計［J］.世界軌道交通，2010(6):20-23.

［2］羅強.京滬高速鐵路徐滬段18號高速道岔板預制工藝［J］.科技創(chuàng)新導報，2011(5):50-50.

［3］溫希華.滬杭高速鐵路橋上42號無砟道岔板施工技術研究［J］.鐵道標準設計，2011(6):32-34.

［4］袁作波.鐵路道岔施工技術探析［J］.科技創(chuàng)新導報，2010(13):54-54.

［5］董沖鋒.350 km/h客運專線CRTSⅠ型板式無砟軌道施工關鍵技術［J］.鐵道工程學報，2009(5):28-30.

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［7］肖俊恒.客運專線無砟軌道扣件系統(tǒng)技術研究［J］.中國鐵路，2009(2):44-47.

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［9］張曉華.武廣鐵路客運專線18號高速道岔板施工技術［J］.鐵道建筑，2010(1):32-35.

［10］范佳，尤瑞林，杜香剛，等.客運專線鐵路預埋套管式混凝土道岔板制造及驗收技術條件(試行)［S］.北京:中國鐵道出版社，2010.