雙塊式軌枕預(yù)制質(zhì)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(qū)河池市，本場雙塊式軌枕預(yù)制使用全國首個全自動數(shù)字仿真雙塊式軌枕流水線生產(chǎn)。這種先進(jìn)的流水生產(chǎn)線工藝不僅可以保證產(chǎn)品質(zhì)量，同時還可以提高生產(chǎn)效率。設(shè)計規(guī)范中，雙塊式無砟軌枕日產(chǎn)量為1 600根，所以，雙塊式無砟軌枕生產(chǎn)突顯出顯著的平順性與穩(wěn)定性，可以降低線路維護(hù)工程量。雙塊式無砟軌枕預(yù)制施工可以細(xì)分為兩部分：鋼筋骨架加工和混凝土預(yù)制。

2 雙塊式軌枕脫模質(zhì)量控制

雙塊式軌枕脫模指的是使用脫模翻轉(zhuǎn)機將軌枕模型翻轉(zhuǎn)后重力脫模。軌枕蒸養(yǎng)時間達(dá)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(chǎn)品要求的脫模強度（40 MPa），經(jīng)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(zhì)檢員復(fù)查書面通知確認(rèn)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(dāng)自動出坑設(shè)備將蒸養(yǎng)完畢的鋼模吊至脫模輥道后，由自動翻轉(zhuǎn)機構(gòu)拖住模具并翻轉(zhuǎn)180°到脫模臺，完成動作后翻轉(zhuǎn)吊裝至流轉(zhuǎn)臺；拆模完畢后，對模具進(jìn)行定位，并通過全自動旋轉(zhuǎn)壓板拆除設(shè)備旋轉(zhuǎn)壓板，松開桁架鋼筋，方便后續(xù)模具脫模；再由全自動脫模設(shè)備系統(tǒng)，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(zhì)量控制，首先用水準(zhǔn)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(zhì)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(chǎn)線設(shè)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(qū)，堆碼整齊并進(jìn)行標(biāo)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(jìn)行固定，焊接機器人自動完成焊接作業(yè)，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(chǎn)。鋼筋桁架的尺寸偏差應(yīng)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(chǎn)班為一批，每批抽檢3次，每次2榀。合格判定：滿足檢驗指標(biāo)的判定為合格，超出檢驗指標(biāo)要求的，整修檢驗合格后使用。

鋼筋箍筋的尺寸允許偏差應(yīng)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(chǎn)班為一批，每批抽檢3次，每次2榀。合格判定：滿足檢驗指標(biāo)的判定為合格，超出檢驗指標(biāo)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(zhì)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(zhì)量缺陷，延長雙塊式軌枕模型的使用壽命。本生產(chǎn)線模型采用的是一模內(nèi)4根軌枕形式。由于采用全自動化生產(chǎn)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(nèi)部必須使用電動鋼絲刷進(jìn)行清理，清理時必須把軌枕模型腔內(nèi)的混凝土灰漿清理干凈。然后使用軟抹布將槽內(nèi)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(zhì)量。也可以直接使用專業(yè)化工具進(jìn)行清理；架體彈簧加固裝置使用電動鋼絲刷進(jìn)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(xù)生產(chǎn)作業(yè)。

3.3 涂脫模劑

模具清理結(jié)束后，為保證脫模順利、模型不沾灰，模型內(nèi)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(xué)用劑，在脫模過程中，保證混凝土預(yù)制品從模具內(nèi)完好脫離。由于生產(chǎn)線采用全自動噴涂脫模劑方式進(jìn)行噴涂，較人工噴涂均勻，噴嘴角度和位置可以使用電腦進(jìn)行調(diào)解，噴涂效果應(yīng)達(dá)到型腔內(nèi)沒有脫模劑積液和型腔內(nèi)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(nèi)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(yù)制生產(chǎn)使用中避免不了磨損，安裝套管時應(yīng)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(fā)現(xiàn)定位錐與模型之間有縫隙應(yīng)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(jìn)漿或套管上?。唬?）套管如果擰不緊，說明定位錐有磨損，應(yīng)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(zhì)量達(dá)標(biāo)的螺旋筋加固在套管上，應(yīng)該加固至彈簧卡口內(nèi)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(nèi)。

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(nèi)進(jìn)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(jìn)行固定。

安裝桁架鋼筋過程中，應(yīng)將桁架筋上的弦桿鋼筋放入模型軌枕兩端的卡槽內(nèi)，確保鋼筋牢固。在鋼筋卡槽位置模型內(nèi)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(zhì)量。

3.6 澆筑前質(zhì)量檢查

澆筑前質(zhì)量檢查工作主要包括：（1）檢查模型內(nèi)是否有雜物、混凝土殘渣，若有應(yīng)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(nèi)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?jǐn)Q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(zhì)量控制

混凝土澆筑質(zhì)量控制具體措施有：（1）澆筑混凝土前，應(yīng)對鋼筋骨架、預(yù)埋件、擋漿板等組件的安裝質(zhì)量進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量缺陷應(yīng)立即整改。檢查混凝土拌和站、布料機等相關(guān)設(shè)備，確保各種機械設(shè)備處于正常運行狀態(tài)。（2）每工班混凝土配料前要測量所用砂、石的含水率，根據(jù)試驗室給出的理論配合比單，以及當(dāng)日測定的砂、石含水率計算混凝土的施工配合比，調(diào)整砂、碎石、水等的配料計量值。當(dāng)發(fā)現(xiàn)砂、石料質(zhì)量有問題，或含水量過大時，應(yīng)立即報告現(xiàn)場管理人員和技術(shù)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(yīng)隨時檢查各部位混凝土的密實情況，發(fā)現(xiàn)異常要及時采取措施，以免出現(xiàn)空洞?；炷翑嚢钑r間≥120 s。（4）實際澆筑混凝土的過程中，應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)順序逐一進(jìn)行澆筑，布料機在布料時應(yīng)該保證模具內(nèi)部均勻布滿，模型內(nèi)振搗均勻后將模型移至二次振搗工位，二次振搗時應(yīng)≥120 s。首次振搗完成以后應(yīng)該保證混凝土與模具表面齊平。（5）當(dāng)?shù)?次振搗作業(yè)完成以后，應(yīng)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(yǎng)護(hù)坑自動碼垛機將模具調(diào)運至養(yǎng)護(hù)坑內(nèi)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。（6）混凝土澆筑過程中，必須留置同條件養(yǎng)護(hù)試塊，當(dāng)達(dá)到養(yǎng)護(hù)期后送至項目部的試驗室進(jìn)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(yīng)放置在養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)，每個批次的混凝土應(yīng)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(yǎng)護(hù)混凝土試塊與3組標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件混凝土試塊。在正常情況下，應(yīng)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(jìn)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(fā)現(xiàn)存在質(zhì)量缺陷應(yīng)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(yǎng)護(hù)

軌枕使用12個蒸汽養(yǎng)護(hù)室進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，每個養(yǎng)護(hù)室大致分為4個養(yǎng)護(hù)階段：

1）雙塊式軌枕蒸汽養(yǎng)護(hù)在溫度5～35℃的環(huán)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(yǎng)護(hù)時間≥12 h，出坑時的雙塊式軌枕表面與外界環(huán)境溫度之差≤15℃。

2）測溫方案確定。蒸汽養(yǎng)護(hù)混凝土的溫度應(yīng)結(jié)合軌枕芯部的溫度進(jìn)行確定，應(yīng)在混凝土內(nèi)部預(yù)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(nèi)；結(jié)合混凝土芯部的溫度合理規(guī)劃養(yǎng)護(hù)溫度與養(yǎng)護(hù)時間周期，當(dāng)養(yǎng)護(hù)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(jiān)測養(yǎng)護(hù)坑內(nèi)的溫度。必須做到能夠時刻觀察到每個坑內(nèi)的養(yǎng)護(hù)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(yīng)將溫度檢測組件預(yù)埋至檢測點，進(jìn)行加固，與外部的智能化傳感器進(jìn)行連接，混凝土內(nèi)部的溫度檢測點應(yīng)該加固在箍筋上，避免受外力擾動而出現(xiàn)位移。溫度檢測組件應(yīng)該預(yù)埋在軌枕的中心部位。在對養(yǎng)護(hù)室內(nèi)部的溫度進(jìn)行檢測時，應(yīng)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(yǎng)護(hù)室內(nèi)應(yīng)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(yǎng)護(hù)過程中，應(yīng)以20 min為間隔測量1次溫度。保證模板拆除時混凝土內(nèi)外的溫度差控制在15℃以內(nèi)。

4）自然養(yǎng)護(hù)。這種養(yǎng)護(hù)方法屬于一種應(yīng)急方案，一般都是在無法進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù)的情況下才會選擇使用自然養(yǎng)護(hù)方式。

4 結(jié)語

綜上所述，使用智能化雙塊式軌枕生產(chǎn)線，不僅能夠完成規(guī)范中所要求的每天1 600根軌枕的生產(chǎn)，而且提高了產(chǎn)品質(zhì)量，對今后雙塊式軌枕的應(yīng)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(yīng)用可以看出，目前雙塊式軌枕的應(yīng)用已經(jīng)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(yōu)點。