高速鐵路CRTSⅢ型曲線軌道板預(yù)制重難點(diǎn)分析

馬榮生

摘 要 CRTSⅢ型軌道板是具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高速鐵路軌道。CRTSⅢ型軌道板主要有P5600、P4925、P4856三種板型。軌道板采用雙向預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，板面設(shè)置承軌臺(tái)。軌道板在固定臺(tái)座上采用反向模筑法生產(chǎn)，通過(guò)高精度、高剛度的定型鋼模，保證軌道板制造精度和工效。CRTSⅢ型板實(shí)現(xiàn)了預(yù)制過(guò)程中承軌臺(tái)空間幾何位置的變化，曲線地段軌道板的制造通過(guò)調(diào)整承軌臺(tái)，實(shí)現(xiàn)無(wú)砟軌道鋪設(shè)后線路的高平順性要求。通過(guò)對(duì)曲線模具制造和曲線模具的調(diào)整與檢測(cè)確保曲線地段軌道板的制造精度進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞 CRTSⅢ型板；預(yù)制；曲線軌道板

中圖分類號(hào)：U213 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）13-0055-02

CRTSⅢ型板式無(wú)砟軌道是在Ⅰ型板、Ⅱ型板和雙塊式無(wú)砟軌道的研究基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，其中一個(gè)重要的區(qū)別在于CRTSⅢ型板實(shí)現(xiàn)了預(yù)制過(guò)程中承軌臺(tái)空間幾何位置的變化。制作精度高，精調(diào)工作量小。Ⅱ型板打磨可以提高軌道板精度，但代價(jià)較大，通過(guò)改進(jìn)制板工藝和存板方法盡可能提高軌道板制造精度，可大幅度減少現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整工作量。為實(shí)現(xiàn)客專CRTSⅢ型板式無(wú)砟軌道板鋪設(shè)后線路的高平順性要求，設(shè)計(jì)結(jié)合線路條件的具體情況，針對(duì)曲線地段軌道板承軌臺(tái)橫向偏移量的大小不同，以及緩和曲線地段由于超高需進(jìn)行線路外側(cè)鋼軌下軌道板承軌臺(tái)高低調(diào)整，提出緩和曲線地段軌道板的制造通過(guò)調(diào)整承軌臺(tái)，實(shí)現(xiàn)高精度的軌道空間幾何線型，實(shí)現(xiàn)軌道板承軌臺(tái)與平、豎曲線二維匹配。相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)軌道板，制造時(shí)需對(duì)軌道板承軌臺(tái)進(jìn)行橫向偏移和垂向高低調(diào)整，采用二維可調(diào)式模板生產(chǎn)。

CRTSⅢ型軌道板制造精度的核心是軌道板承軌臺(tái)，因此模具與成品板的檢測(cè)重點(diǎn)也是在承軌臺(tái)。曲線板生產(chǎn)的質(zhì)量控制要點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)板的主要區(qū)別在于曲線板模型精度的控制，除正常進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)合格后，更重要的是在調(diào)整、檢測(cè)過(guò)程中如何保證精度，一方面是模具調(diào)整、檢測(cè)完成后的參數(shù)要達(dá)到制板精度要求，另一方面是在軌道板澆筑混凝土振搗過(guò)程中，如何確保模具各細(xì)部尺寸不會(huì)發(fā)生位移變化，尤其是承軌槽部位。

為達(dá)到上述要求，必須主要做好以下兩點(diǎn)：①曲線板模具的制造在滿足精度要求的同時(shí)，在設(shè)計(jì)上要科學(xué)、合理，同時(shí)具備可操作性。在使用過(guò)程中，能夠準(zhǔn)確、快捷的達(dá)到施工要求，提高功效；②優(yōu)化曲線板模具調(diào)整和檢測(cè)的方法；研制和改進(jìn)曲線板模具調(diào)整和檢測(cè)工裝；提高調(diào)整和檢測(cè)曲線板模具功效和精度，保證CRTSⅢ型曲線軌道板成品板質(zhì)量。

1 曲線模具制造

1.1 曲線模具設(shè)計(jì)

曲線模具主要用于制造曲線地段軌道板，也可用于制造其他軌道板。與直線模具主要區(qū)別于承軌槽安裝組合裝置方面，根據(jù)承軌槽調(diào)整方式不同，主要分為橫向一維調(diào)整、垂向一維調(diào)整、橫向和垂向二維調(diào)整等型式。

曲線模具通過(guò)調(diào)整底模上的承軌槽，可適應(yīng)不同線路條件下軌道板的生產(chǎn)。其中橫向和垂向二維調(diào)整型、垂向一維調(diào)整型模具主要用于緩和曲線地段軌道板的生產(chǎn)，橫向一維調(diào)整型模具主要用于圓曲線地段軌道板的生產(chǎn)。

1）二維、垂向一維調(diào)整型模具。相對(duì)于直線模具，采取對(duì)承軌槽橫向偏移或垂向高低進(jìn)行調(diào)整的方法實(shí)現(xiàn)模具可調(diào)。緩和曲線地段軌道板承軌臺(tái)偏移量根據(jù)設(shè)計(jì)文件來(lái)確定，模具承軌槽調(diào)整偏移量與之相對(duì)應(yīng)。

2）橫向一維調(diào)整型模具。相對(duì)于直線模具，需對(duì)模具承軌槽進(jìn)行橫向偏移調(diào)整。不同半徑圓曲線地段軌道板承軌臺(tái)橫向偏移量根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)確定，模具承軌槽調(diào)整偏移量與之相對(duì)應(yīng)?？舍槍?duì)不同圓曲線半徑采用橫向一維調(diào)整型模具生產(chǎn)，也可針對(duì)固定的曲線半徑采用固定式模具（即模具制作時(shí)已考慮偏移量）生產(chǎn)。

3）承軌槽設(shè)計(jì)要點(diǎn)。曲線模具承軌槽除具有直線模具的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)外，還包括以下技術(shù)要求：①承軌槽與底板無(wú)多余倒角、錯(cuò)臺(tái)，密閉性好，生產(chǎn)成品板無(wú)外觀缺陷，兩邊側(cè)模均設(shè)置接地端子口，并匹配防護(hù)裝置；②橫向一維調(diào)整型模具一側(cè)承軌槽設(shè)有橫向偏移裝置，調(diào)整范圍大于設(shè)計(jì)參數(shù)，根據(jù)曲率半徑和橫向偏移量加工的一維固定式模具，確保底板及承軌槽位置準(zhǔn)確和細(xì)部尺寸合格；③垂向一維調(diào)整型模具P4925型在制作時(shí)要考慮線路左右取向，調(diào)整范圍大于設(shè)計(jì)參數(shù)；④二維模具P5600型、P4856型一側(cè)承軌槽設(shè)有橫向偏移裝置，一側(cè)既有橫向又有垂向偏移裝置，P4925型兩側(cè)承軌槽均設(shè)既有橫向又有垂向偏移裝置，調(diào)整范圍均大于設(shè)計(jì)參數(shù)。

4）承軌槽安裝組合裝置設(shè)計(jì)。為滿足不同線形的軌道板制造技術(shù)要求，承軌槽安裝組合裝置設(shè)計(jì)為可更換的二維可調(diào)結(jié)構(gòu)，由導(dǎo)向外框、承軌槽活動(dòng)內(nèi)模、套管固定裝置、橫向調(diào)整機(jī)構(gòu)和高度調(diào)整機(jī)構(gòu)等組成。通過(guò)調(diào)節(jié)橫向、高度調(diào)節(jié)螺桿，帶動(dòng)承軌槽底部活動(dòng)楔形塊，實(shí)現(xiàn)承軌槽左右和高低位置的調(diào)整。橫向、高度調(diào)整機(jī)構(gòu)具有自鎖功能，可防止在生產(chǎn)軌道板時(shí)，由于震動(dòng)引起調(diào)整機(jī)構(gòu)的松動(dòng)。

1.2 曲線模具的保養(yǎng)、維護(hù)

由于曲線模具通常采用鋼鐵件加工，同時(shí)CRTSⅢ型軌道板預(yù)制工藝目中混凝土澆筑后采用蒸汽養(yǎng)護(hù)的方式，長(zhǎng)時(shí)間的蒸養(yǎng)容易造成曲線模具的生銹，尤其是承軌槽調(diào)節(jié)裝置，生銹后使用不便，同時(shí)影響調(diào)整精度。通常一周對(duì)曲線模具進(jìn)行一次保養(yǎng)，維護(hù)。拆下承軌槽調(diào)節(jié)裝置，檢查里面的部件，重點(diǎn)是滑塊、螺桿及其鎖緊裝置等，對(duì)開裂、變形的構(gòu)件進(jìn)行更換，對(duì)有浮繡的構(gòu)件進(jìn)行除銹工作，對(duì)所有構(gòu)件進(jìn)行打油保養(yǎng)工作。對(duì)承軌槽橫向、垂向調(diào)整裝置中的密封圈進(jìn)行及時(shí)更換，確保在施工混凝土振搗過(guò)程中不漏漿，也可在承軌槽表面使用密封膠。對(duì)各個(gè)配件要進(jìn)行一定量的提前儲(chǔ)備，確保曲線模具的日常保養(yǎng)和維護(hù)。

2 曲線模具的調(diào)整與檢測(cè)

2.1 曲線模具的調(diào)整

為實(shí)現(xiàn)無(wú)砟軌道鋪設(shè)后線路的高平順性要求，設(shè)計(jì)結(jié)合線路條件的具體情況，針對(duì)曲線地段軌道板承軌臺(tái)橫向偏移量的大小不同，以及緩和曲線地段由于超高需進(jìn)行線路外側(cè)鋼軌下軌道板承軌臺(tái)高低調(diào)整，而對(duì)曲線地段軌道板采取“對(duì)號(hào)入座”的方式將每一塊軌道板都調(diào)整到需要的理論值，通過(guò)曲線模具的調(diào)整使用達(dá)到上述要求。endprint

針對(duì)每一塊軌道板的設(shè)計(jì)制板參數(shù)，采用人工對(duì)曲線模具承軌槽裝置中橫向和垂向調(diào)整裝置進(jìn)行調(diào)整，對(duì)每個(gè)承軌槽進(jìn)行調(diào)整，直至達(dá)到制板精度要求。為了保證調(diào)整的效率，通常每臺(tái)模具配置6-8人。

2.2 曲線模具的檢測(cè)

曲線板檢測(cè)系統(tǒng)須根據(jù)設(shè)計(jì)提供的平曲線、豎曲線、設(shè)計(jì)超高、里程斷鏈等線路設(shè)計(jì)參數(shù)，以及線路布設(shè)的板縫中心里程數(shù)據(jù)，計(jì)算出曲線段鋪設(shè)的軌道板上每個(gè)軌座支點(diǎn)位置的理論空間坐標(biāo)，再將這些坐標(biāo)數(shù)據(jù)通過(guò)坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)和平移以及空間曲面的投影變換，轉(zhuǎn)化成以軌道板縱向和橫向?yàn)樽鴺?biāo)軸的相對(duì)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件（簡(jiǎn)稱板數(shù)據(jù)文件）。

采用高精度全站儀、檢測(cè)工裝、球形棱鏡以及檢測(cè)數(shù)據(jù)采集軟件，采集每個(gè)承軌臺(tái)預(yù)埋套管位置的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)，通過(guò)軟件進(jìn)行分析，與設(shè)計(jì)板文件中軌道板承軌臺(tái)理論坐標(biāo)數(shù)據(jù)相比較，檢驗(yàn)軌道板預(yù)制精度。曲線模具重點(diǎn)檢驗(yàn)承軌槽線性度與垂直度的情況，同時(shí)在檢測(cè)承軌槽在橫向、垂向調(diào)整過(guò)程中注意軌底坡數(shù)值是否超限。

曲線模具每調(diào)整一次后，檢驗(yàn)全部項(xiàng)目。調(diào)整過(guò)程中采用全站儀、電子水準(zhǔn)儀、檢驗(yàn)軟件及工裝測(cè)量。

2.3 模具調(diào)整、檢測(cè)輔助工裝

為提高曲線模具調(diào)整、檢測(cè)功效，必須研究配套的測(cè)量及檢驗(yàn)工裝。曲線模具調(diào)整工裝配置數(shù)量根據(jù)曲線模具數(shù)量及調(diào)整單個(gè)模具的工效決定。模具調(diào)整中采用自制檢測(cè)工裝配合百分表。工裝具有測(cè)量精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、讀數(shù)直觀、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。提高檢測(cè)效率，同時(shí)每循環(huán)模具的調(diào)整次數(shù)減少，降低模具的損耗，提高了曲線模具的使用功效。

1）減少了人員投入。傳統(tǒng)檢測(cè)8人/套，采用研制工裝后4人/套。

2）提高工效。傳統(tǒng)采用全站儀檢測(cè)、調(diào)整，人員在非常熟練的情況下檢測(cè)、調(diào)整3-4遍才能達(dá)到檢測(cè)要求，采用研制工裝輔助測(cè)量后，通常調(diào)整一遍就可達(dá)到檢測(cè)要求。具體到模具使用，剛開始曲線模具2天一循環(huán)，在調(diào)整人員非常熟練的情況下3天2循環(huán)，采用輔助工裝后能達(dá)到一天一循環(huán)，基本與直線模具同步。

3 結(jié)束語(yǔ)

在確保軌道板制造精度滿足相關(guān)技術(shù)要求后，曲線模具在調(diào)整、檢測(cè)過(guò)程中，加快施工進(jìn)度，每循環(huán)中模具的調(diào)整次數(shù)減少，降低模具的損耗，提高模具的使用功效。在滿足施工生產(chǎn)的前提下，減少了檢測(cè)設(shè)備和人員投入，減少人工費(fèi)用、模具配件、維修費(fèi)用和管理費(fèi)，降低了施工成本。

參考文獻(xiàn)

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