高速鐵路無(wú)砟岔枕質(zhì)量控制與工藝改進(jìn)

徐 盟

(北京中鐵房山橋梁有限公司,北京 102400)

高速鐵路無(wú)砟岔枕質(zhì)量控制與工藝改進(jìn)

徐 盟

(北京中鐵房山橋梁有限公司,北京 102400)

結(jié)合現(xiàn)有高速鐵路無(wú)砟岔枕生產(chǎn)工藝技術(shù),針對(duì)高速無(wú)砟岔枕精度高,批次數(shù)量多等帶來(lái)的質(zhì)量控制難的問(wèn)題,在工藝研究及應(yīng)用過(guò)程中,總結(jié)出高速無(wú)砟岔枕施工過(guò)程的質(zhì)量控制流程,并詳細(xì)闡述高速無(wú)砟岔枕在生產(chǎn)過(guò)程中桁架鋼筋焊接、活底模具使用、高性能混凝土生產(chǎn)與澆筑、預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉及緩慢放張等關(guān)鍵工序的質(zhì)量控制要點(diǎn),提出具體的控制措施和實(shí)用方案。同時(shí),對(duì)高速無(wú)砟岔枕表面印痕不清、號(hào)牌位置破損、端頭分隔板歪斜等易出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷,提出改進(jìn)工藝,并在實(shí)踐中得到應(yīng)用。

高速鐵路;無(wú)砟岔枕;質(zhì)量控制

高速鐵路道岔是客運(yùn)專線軌道結(jié)構(gòu)的重要組成部分,其結(jié)構(gòu)與狀態(tài)影響著列車運(yùn)行的安全性、平穩(wěn)性和旅客的舒適度。高速鐵路混凝土岔枕作為道岔結(jié)構(gòu)的重要組成部分,其尺寸精度、預(yù)埋套管的位置精度等對(duì)整個(gè)道岔系統(tǒng)有較大的影響。高速鐵路無(wú)砟岔枕長(zhǎng)度一般從0.90 m過(guò)渡到3.80 m,采用長(zhǎng)線臺(tái)座法生產(chǎn),生產(chǎn)工藝相對(duì)成熟,模板精度、鋼筋制作、混凝土攪拌與灌注、預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉等各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)均能達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量要求,到目前為止,已為滬昆、貴廣、石武、大西等多條客運(yùn)專線提供了幾百組內(nèi)實(shí)外美的高速無(wú)砟岔枕。但在生產(chǎn)過(guò)程中,少量岔枕仍存在著不同程度的質(zhì)量缺陷,如斜頭、表面不平整、預(yù)埋套管損壞等,不僅增加了后期的維修費(fèi)用,還影響了整組岔枕的整體美觀。針對(duì)高速無(wú)砟岔枕在生產(chǎn)過(guò)程中導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量缺陷的原因,進(jìn)行了分析、研究和總結(jié),通過(guò)加強(qiáng)質(zhì)量控制和改進(jìn)生產(chǎn)工藝,使各種缺陷問(wèn)題得到了很好的解決。

1 高速無(wú)砟岔枕質(zhì)量控制流程

高速無(wú)砟岔枕(以下簡(jiǎn)稱“高速岔枕”)采用長(zhǎng)線臺(tái)座法生產(chǎn),其工序銜接緊湊,模具、設(shè)備周轉(zhuǎn)速度快,生產(chǎn)批次多,任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題都可能導(dǎo)致一條線的岔枕出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題或者報(bào)廢,因此,岔枕的質(zhì)量控制需要細(xì)致、周密的部署和認(rèn)真仔細(xì)的檢查。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的生產(chǎn)摸索,通過(guò)不斷地積累和完善,總結(jié)出容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的環(huán)節(jié),逐步形成了適合于高速無(wú)砟岔枕的質(zhì)量控制檢查流程體系,將可能造成質(zhì)量影響的因素杜絕在萌芽狀態(tài)。高速岔枕質(zhì)量控制流程見(jiàn)圖1。

圖1 高速岔枕質(zhì)量控制流程

2 重點(diǎn)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制措施

2.1 桁架筋焊接質(zhì)量控制

高速岔枕桁架筋焊接生產(chǎn)線具有焊接質(zhì)量穩(wěn)定、鋼筋分布均勻及產(chǎn)品尺寸精確等優(yōu)勢(shì)。但設(shè)備長(zhǎng)期滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),使用一段時(shí)間后,偶發(fā)設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定的情況,會(huì)產(chǎn)生廢次品,因此,在生產(chǎn)中必須保證以下幾方面措施到位:

(1)嚴(yán)格按照廠家提供的說(shuō)明文件進(jìn)行設(shè)備的保養(yǎng)維護(hù)和配件更換;

(2)對(duì)設(shè)備操作人員進(jìn)行系統(tǒng)全面的培訓(xùn)和考核,確保其正確掌握設(shè)備性能和操作要領(lǐng);

(3)正式焊接前,必須認(rèn)真檢查設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況,進(jìn)行潤(rùn)滑和試焊;

(4)對(duì)試焊的桁架鋼筋進(jìn)行認(rèn)真檢查,確保焊點(diǎn)質(zhì)量和焊接尺寸達(dá)到質(zhì)量要求;

(5)桁架筋的堆放嚴(yán)格按照技術(shù)要求進(jìn)行,嚴(yán)禁超高和亂堆亂放。

2.2 模具換底的質(zhì)量控制

高速岔枕生產(chǎn)所用模具為活底模具,同一模具只要更換不同的底模就可以生產(chǎn)出同截面不同長(zhǎng)度的岔枕,但頻繁更換很容易造成岔枕表面平整度超差,必須在以下方面加以控制:

(1)根據(jù)同組岔枕長(zhǎng)度和數(shù)量合理排布岔枕在模具內(nèi)的生產(chǎn)順序,減少底模板的更換頻率;

(2)對(duì)底模板嚴(yán)格檢查,確保在更換前的平整度達(dá)到質(zhì)量要求;

(3)底模板在模型殼體調(diào)整位置后,要固定到位,檢查固定情況和安裝后的平整度;

(4)控制底模加工質(zhì)量,安裝后兩側(cè)縫隙寬度不得超過(guò)0.5 mm,避免造成縫隙過(guò)寬產(chǎn)品蜂窩質(zhì)量問(wèn)題;

(5)模具使用中,嚴(yán)禁用鐵錘、重物敲擊底模板,加強(qiáng)底模板的保養(yǎng)防護(hù)。

2.3 高性能混凝土質(zhì)量控制

高速岔枕采用C60高性能混凝土,且坍落度較小,要達(dá)到使用要求,混凝土中應(yīng)摻入一級(jí)粉煤灰,摻加料能很好地改善混凝土性能,提高其耐久性、流動(dòng)性、和易性和后期強(qiáng)度。地材宜選用性能穩(wěn)定、價(jià)格適中、供應(yīng)渠道暢通的供應(yīng)源。通過(guò)試驗(yàn)室反復(fù)試配得到的配合比具有較好的流動(dòng)性,方便施工,且強(qiáng)度穩(wěn)定。拌和過(guò)程應(yīng)注意以下幾方面要求:

(1)嚴(yán)格按規(guī)定標(biāo)定拌和機(jī)配料秤,且開(kāi)盤前要進(jìn)行初始校驗(yàn),同時(shí)嚴(yán)格控制各種材料的上料誤差;

(2)嚴(yán)格執(zhí)行攪拌程序,禁止中途私自加減料和加水;

(3)在每盤混凝土灌注前,必須進(jìn)行坍落度試驗(yàn),坍落度試驗(yàn)不合格的混凝土堅(jiān)決杜絕使用。

高速岔枕混凝土采用一次振動(dòng)成型工藝,在振動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行灌注,灌注必須均勻、分層進(jìn)行,灌注完畢后振動(dòng)時(shí)間不少于3 min。在振動(dòng)過(guò)程中要注意觀察分隔器、套管、桁架筋是否被振松、歪斜或跳起,如有問(wèn)題及時(shí)處理。

2.4 蒸汽養(yǎng)護(hù)質(zhì)量控制

高速岔枕采用罩蓋蒸汽跟蹤養(yǎng)護(hù)法,使用自動(dòng)養(yǎng)護(hù)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制并自動(dòng)記錄,監(jiān)測(cè)養(yǎng)護(hù)全過(guò)程,養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)溫度精度為±2℃。在養(yǎng)護(hù)中應(yīng)對(duì)以下幾方面進(jìn)行控制:

(1)在溫度5～35℃的環(huán)境中靜停時(shí)間不少于3 h;

(2)密切注意觀察各養(yǎng)護(hù)棚的溫度變化情況,如發(fā)生異?，F(xiàn)象,及時(shí)進(jìn)行處理。

2.5 預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉與放張質(zhì)量控制

采用自動(dòng)張拉和放張?jiān)O(shè)備進(jìn)行預(yù)應(yīng)力的施加和釋放,張拉和放張過(guò)程由電腦全自動(dòng)控制,為確保張拉有效,應(yīng)注意以下幾方面問(wèn)題:

(1)按時(shí)標(biāo)定傳感器,確保傳感器在有效使用期內(nèi);

(2)對(duì)張拉設(shè)備要定期檢驗(yàn),檢查各部件的工作狀態(tài),防止設(shè)備帶病工作;

(3)張拉過(guò)程中,要根據(jù)測(cè)量的鋼絲伸長(zhǎng)值對(duì)張拉力進(jìn)行校核,發(fā)現(xiàn)伸長(zhǎng)值超出計(jì)算值的±6%,及時(shí)停止張拉作業(yè),調(diào)整合格后再繼續(xù)張拉;

(4)及時(shí)檢查鋼絲絲位,確保鋼絲位置準(zhǔn)確;

(5)及時(shí)調(diào)整配件位置,減少對(duì)鋼絲的阻礙作用。

3 生產(chǎn)工藝改進(jìn)與應(yīng)用

3.1 改進(jìn)底板安裝形式

早期高速岔枕生產(chǎn)線模具底板的固定方式是在底板上打孔,通過(guò)螺栓和鋼架底部固定,施工較為方便,可以直接在模型上方操作,但很容易造成軌枕表面平整度超差,調(diào)整困難,即使螺栓四周采用密封膠封堵,也會(huì)在岔枕表面留下痕跡,影響外觀質(zhì)量。經(jīng)過(guò)研究實(shí)踐,采用了螺母焊接在底板上的方式,并在焊接完成后對(duì)底板表面進(jìn)行平整度處理,防止因焊接造成底板變形,底板通過(guò)螺栓直接在下方與模型固定,這種方式不會(huì)在岔枕表面留下任何痕跡,且固定牢固,使岔枕平整度和外觀質(zhì)量得到了很大的提高。岔枕底模改裝前后對(duì)比見(jiàn)圖2。

圖2 岔枕底模改裝前后對(duì)比

3.2 采用新型材質(zhì)號(hào)牌

原有高速岔枕的標(biāo)識(shí)采用厚度為1 mm的鐵質(zhì)號(hào)牌,其便于固定在模具上,且重復(fù)利用率高,但在緩慢放張過(guò)程中,岔枕會(huì)向固定端整體移動(dòng),通常移動(dòng)量為3～5 cm,容易造成號(hào)牌四周的混凝土破損,且無(wú)法進(jìn)行修補(bǔ),外觀質(zhì)量較差,甚至由于號(hào)牌對(duì)岔枕移動(dòng)產(chǎn)生較大的阻力,很容易導(dǎo)致靠端頭部位混凝土掉塊,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致整根混凝土岔枕報(bào)廢,造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。根據(jù)多次試驗(yàn),采用了橡膠材料制成的號(hào)牌,橡膠號(hào)牌有一定的彈性,在岔枕放張過(guò)程中,能發(fā)生適量變形減小對(duì)岔枕位移的阻力,從而有效解決了該項(xiàng)質(zhì)量缺陷,使岔枕表面質(zhì)量得到很大的提高。號(hào)牌改裝前后岔枕表面質(zhì)量對(duì)比見(jiàn)圖3。

圖3 號(hào)牌改裝前后岔枕表面質(zhì)量對(duì)比

3.3 改進(jìn)穿板材質(zhì)與型式

高速岔枕生產(chǎn)中起控制絲位和隔斷作用的穿板通常采用4 mm厚鐵板,制作成與模型截面相同的型式,安裝時(shí),因與模板剛性對(duì)接,經(jīng)常不能與模板各接觸面緊貼,不僅造成岔枕端頭漏漿,甚至在混凝土振搗時(shí)穿板發(fā)生偏移,造成岔枕端頭歪斜。針對(duì)此類問(wèn)題,經(jīng)過(guò)在生產(chǎn)中的不斷試驗(yàn),使用了特制橡膠材料,材料自身具備較大的剛度和適量的彈性,確保其使用頻次與鐵質(zhì)穿板相當(dāng),并將穿板樣式更改為包邊的形式,穿板整體尺寸適當(dāng)增大,安裝時(shí)與卡入模板,使其與模板密貼,且自身的彈力和摩擦力能阻止穿板發(fā)生移動(dòng)或扭轉(zhuǎn),確保了岔枕端頭不漏漿、不歪斜,極大提高了岔枕產(chǎn)品合格率。穿板改進(jìn)前后岔枕端頭質(zhì)量對(duì)比見(jiàn)圖4。

圖4 穿板改進(jìn)前后岔枕端頭質(zhì)量對(duì)比

4 結(jié)語(yǔ)

高速岔枕采用工廠化生產(chǎn),流水作業(yè)緊湊,但由于生產(chǎn)線長(zhǎng),且精度要求較高,在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中質(zhì)量控制難度較大。要生產(chǎn)出精品高速岔枕,不僅要配置科學(xué)、成熟的生產(chǎn)工藝和技術(shù)裝備,還要求生產(chǎn)企業(yè)具備完善、科學(xué)的管理體系和高超的施工水平。通過(guò)在生產(chǎn)中不斷完善質(zhì)量管理體系,改進(jìn)和提高生產(chǎn)工藝水平,使高速岔枕的制造水平、質(zhì)量控制、成品外觀等各方面完全滿足了高速鐵路道岔系統(tǒng)的要求。

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Quality Control and Process Improvement of High-speed Rail Ballastless Turnout Sleeper

XU Meng
(Beijing China Railway Fangshan Bridge Co.,Ltd.,Beijing 102400,China)

With reference to the production technologies of existing high-speed rail ballastness turnout sleeper,and in view of the problems on account of high precision and batch quantity related to quality control,this paper addresses the quality control process in the production of high-speed rail turnout sleeper,focusing on the important quality control points such as truss steel welding,use of live bottom formwork,manufacturing and casting of high performance concrete,prestressed tension and slow tension-releasing,and specific control measures and practical schemes are introduced.Meanwhile,in order to solve such frequent quality defects,as surface marking,license plate location damaging and end separation plate position skewing,new process improvements are proposed and applied in practice.

High-speed railway;Ballastless turnout sleeper;Quality control

U238;U213.3+7

B

10.13238/j.issn.1004-2954.2014.12.014

1004-2954(2014)12-0056-03

2014-03-18;

2014-04-09

徐 盟(1975—),女,工程師,1996年畢業(yè)于石家莊鐵道大學(xué)交通工程專業(yè),工學(xué)學(xué)士,E-mail:495543260@qq.com。