李 鵬，夏 銘

(中鐵十一局集團滬杭高速鐵路項目經理部，浙江嘉興 314511)

CRTSⅡ型板式無砟軌道混凝土軌道板從國外引進后在京津城際高速鐵路第一次運用，到目前已廣泛運用于中國高速鐵路建設中，新建上海到杭州高速鐵路即采用CRTSⅡ型軌道板。

1 工藝特點

結合滬杭高速鐵路工程實際，通過改進創(chuàng)新，形成了具有中國特色的軌道板生產工藝。本工藝主要具有以下特點。

(1)軌道板的全部生產均在廠房內完成，施工環(huán)境良好，實行了工廠化管理。

(2)采用長線臺座生產方式，生產線自動化程度高，采用流水作業(yè)方式，工裝設備加工精度高，實現(xiàn)了機械化數(shù)控操作，人為因素制約程度大大降低，能夠有效保證生產效率和產品質量。

(3)使用了大量的非標設備及工裝

為滿足Ⅱ型軌道板的生產需要，必須配置專用設備和工裝。這些非標設備是根據(jù)Ⅱ型軌道板特點而量身定做的，是軌道板生產流水線上不可缺少的重要裝備，包括軌道板生產中的模板、布料系統(tǒng)、磨床。專業(yè)化的設計增加了設備工裝采購、加工和使用難度。

(4)精度要求高

軌道板生產中從基礎處理、模板安裝、混凝土澆筑到軌道板打磨、存放過程中控制精度都在毫米級，對施工過程控制要求極高。

2 工藝原理

CRTSⅡ型板式無砟軌道混凝土軌道板包括標準板、特殊板和補償板，標準板長6 450 mm、寬2 550 mm、厚200 mm，為預應力混凝土結構，每塊板混凝土用量3.452 m3，板質量約8.6 t，軌道板為有擋肩、先張法預應力混凝土預制板，橫向配置60根φ10 mm預應力筋，縱向配置6根φ20 mm精軋螺紋鋼筋，用于軌道板鋪設時的縱向連接，在縱、橫向鋼筋的上、下層分別配置1層鋼筋網(wǎng)片，所有鋼筋交叉點均做絕緣處理。每塊軌道板設置10對承軌臺，10道V形預裂縫，承軌臺設計適用于有擋肩扣件(WJ-8C扣件)，經過打磨后確定了其在線路上唯一位置，特殊板和補償板與標準板有著類似的結構特點，分別用于補償調整線路長度、道岔前后過渡、曲線半徑小于1500 m的地段。軌道板結構示意見圖1。

圖1 標準軌道板結構示意

CRTSⅡ型板式無砟軌道混凝土軌道板的生產流程主要包括:鋼筋網(wǎng)片加工制作、網(wǎng)片絕緣檢測與就位、預應力筋下料及入模、張拉與鋼筋間絕緣性能檢測、混凝土制備、灌注與養(yǎng)護、打磨與扣配件安裝和軌道板存放等工序，生產工藝詳見圖2。

3 板場布局及配置

3.1 布局

整個制板場占地面積130畝，分為鋼筋加工區(qū)、毛坯板生產區(qū)、打磨裝配區(qū)和軌道板存放區(qū)、攪拌站、生產輔助區(qū)等區(qū)域，依據(jù)CRTSⅡ型板生產工藝流程、工序順序和物流方便布置設計。按原材料進入至毛坯板出車間的順序方向，以3條毛坯板生產線為主軸，橫向成3跨結構，主廠房設3條預制生產線，每條生產線設置27套模具，24 h最大毛坯板生產量81塊，同時投入軌道板打磨用磨床及其配套設備1套，24 h正?？纱蚰コ善钒?0～120塊。

圖2 CRTSⅡ型軌道板生產流程

3.2 設備配置

CRTSⅡ型板主要設備有:HZS150型混凝土攪拌站1座、混凝土布料機1臺、5 t單梁橋式起重機2臺、16 t雙梁橋式起重機3臺、(8+8)t雙梁橋式起重機1臺、預應力工裝(含張拉臺、卡具、液壓泵)3套、真空吊具2臺、軌道板翻轉機1臺、數(shù)控磨床1臺、40 m－16 t龍門吊4臺、DNA03數(shù)字水準儀1臺、TCA1800高精度全站儀1臺。

4 主要工藝及重難點介紹

4.1 模具制作與安裝

模具制作及安裝是建廠過程中工藝難點。模具加工精度要求高，平面精度±0.5 mm，承軌槽模具尺寸精度±0.3 mm。標準板模具設計長6.45 m、寬2.55 m，由地腳螺栓及支撐鋼板、緩沖橡膠塊、支架、面板、承軌臺、縱向隔模、橡膠端模以及輔助部件組成。

模具安裝首先采用萊卡DNA03數(shù)字水準儀測出張拉臺座兩端張拉橫梁上張拉鋼絲鉗口的高程，并求出兩端的高程平均值，要求張拉池兩端張拉橫梁的高度應處于同一水平，最大允許相差±1 mm，全局布置模板，要求模板V形槽口中線與φ5 mm鋼絲張拉槽口中心對齊，其精度要求達到 ±1 mm。用數(shù)字水準儀測量承軌臺高程在同一水平面上，誤差范圍±0.3 mm。模型調整示意見圖3。

圖3 模型調整示意

4.2 鋼筋加工及絕緣檢測

4.2.1 安裝程序

上、下層鋼筋網(wǎng)絕緣檢測→φ5 mm定位預應力鋼筋入?！惭b下層鋼筋網(wǎng)→φ10 mm預應力鋼筋入模→預應力筋20%初張拉→安裝縱向隔板→預應力筋100%終張拉→安裝塑料套管、上層鋼筋網(wǎng)片及橡膠端模→鋼筋網(wǎng)片絕緣檢測。

4.2.2 吊入鋼筋網(wǎng)

鋼筋網(wǎng)放入模板時，應注意保證保護層的厚度:澆筑面上鋼筋保護層標準值為3.5 cm，連接縫側鋼筋保護層標準值為2.5 cm，其余鋼筋保護層標準值均為5.0 cm，下層鋼筋網(wǎng)與所有φ5 mm預應力筋及上層鋼筋網(wǎng)與所有φ10 mm預應力筋的接觸點必須位于絕緣熱縮套管上方。鋼筋網(wǎng)如有偏斜、扭曲，應進行調整?，F(xiàn)場采用平板靠尺，擔置在兩邊側模上，用鋼尺檢查靠尺邊緣至鋼筋邊緣距離，對鋼筋網(wǎng)在軌道板厚度方向的位置進行調整。不得損壞鋼筋表面環(huán)氧涂層，下層鋼筋網(wǎng)擺放位置時必須確保接地端子和Ⅱ型板Ⅱ型承軌槽在同一側。

4.3 預應力張拉

4.3.1 預應力筋下料

用車間天車將整盤φ5、φ10 mm預應力筋吊放到預應力筋存料倉中，并適時取掉捆扎鐵片。用天車配合人工將鋼筋頭從存料倉中抽出，長度應稍大于存料倉至預應力筋推送器之間的距離。人工將鋼筋頭裝入推送器的推送槽中。開啟電源，推送裝置將按既定長度自動下料，并將成品置于推送裝置的一側。φ10 mm鋼筋制作60根、φ5 mm鋼筋制作6根，且現(xiàn)場具備安裝條件后，將預應力筋送到預定安裝臺座。制作好的預應力筋長度誤差控制在±14 mm。在預應力筋運送到安裝工位以前，人工目測所有預應力筋，在確認無外觀缺陷(如銹蝕、裂痕、機械損害等)后，方可進行下一步作業(yè)。

4.3.2 預應力張拉、放張

φ5 mm，φ10 mm預應力筋入槽。安放預應力筋過程中，不要肆意踩踏模板表面，確保模板表面清潔，保證預應力筋位置準確，避免出現(xiàn)鋼筋錯位等現(xiàn)象。鎖緊錨具，保證預應力筋外露錨具長度為2～4 cm，啟動張拉設備，初張拉20%，千斤頂伸長量為55 mm時張拉結束。100%終張，此次張拉主要以張拉力控制張拉，伸長值作為校核，張拉過程中，要注意千斤頂伸長量，同端偏差小于2 mm，異端小于4 mm。伸長到位后，迅速安裝卡環(huán)并鎖緊千斤頂，油泵卸壓。并做好張拉過程記錄。當軌道板混凝土經過養(yǎng)護，在同條件養(yǎng)護試塊抗壓強度達到80%且達到48 MPa以上時，開始放張作業(yè)。

4.4 混凝土施工

(1)CRTSⅡ型軌道板混凝土采用C55高性能混凝土，混凝土制備采用1臺HZS150混凝土攪拌站，采用電子計量系統(tǒng)計量原材料，在配制混凝土拌和物時，混凝土原材料嚴格按照施工配合比要求進行準確稱量，水泥、摻合料、外加劑和水的稱量誤差為±1%;砂、石料的稱量誤差為±2%。澆筑時模具溫度控制在10～30℃，混凝土拌和物控制指標:入模溫度5～30℃，坍落度(14±2)cm，含氣量≤3%。

(2)天車配合將拌制好的混凝土倒入待灌注混凝土的模具正上方布料機料斗中，啟動布料機上布料系統(tǒng)，分兩步進行布料。第一步:布料機從模具一端勻速運行到另一端的過程中，將約75%的混凝土灌注入模;第二步:布料機上的料斗在返回過程中布設剩余25%的混凝土，同時啟動安裝在模具下部的8個振動器，振動密實混凝土，直到表面泛漿和只有零星氣泡出現(xiàn)為準，避免過振，振動時間一般不超過2 min;在振搗混凝土過程中，加強檢查模板的穩(wěn)定性和接縫的密封情況，以防漏漿，最容易出現(xiàn)漏漿的側隔板處可填充被膠泡棉等材料，如果發(fā)現(xiàn)灌注的混凝土過少，根據(jù)實際需要手動調節(jié)混凝土的灌注速度進行補料。

(3)混凝土密實成型后，先將布料機上刮平板降至緊切模型橫隔板的高度，然后布料機開到下一個模具的位置，同時啟動刮平板上的振動器，刮平混凝土表面，將多余的混凝土推進下一個空模具中。刮平后再次啟動模具下的振動器，振動約30s同時輔以小功率(約1.5 kW)平板振動器沿側模板來回振動，引導上側模附近混凝土中的氣泡排出，能很好保證軌道板外觀質量(說明:由于軌道板側模板被預應力鋼絲分為上下兩部分，模板底部橫梁上的8個附著式高頻振動器激振力在向上傳遞過程中出現(xiàn)跳躍式損失，調整振動器的振動頻率也很難達到預期效果，因此混凝土很容易在與上側模接觸部位出現(xiàn)空洞和蜂窩麻面，影響外觀質量，采用平板振動器輔振簡單有效)。

(4)再從(2)開始重復以上操作，直至臺座中27套模具混凝土灌注成型全部完成。

(5)在刮平過程中，要及時清洗刮平板，保證軌道板混凝土表面刮平效果，在每個臺座混凝土灌注成型過程中，施工班組的操作人員與攪拌機司機要保持緊密聯(lián)系，并根據(jù)現(xiàn)場施工情況及時調整混凝土拌和物工作性能，確?；炷涟韬臀餄M足施工要求。通常情況下，從攪拌機出料到完成混凝土灌注入模的時間間隔不超過15 min，確?；炷涟韬臀锍尚颓坝辛己玫暮鸵仔浴?/p>

(6)冬季當廠房內溫度過低時，應采取加熱養(yǎng)護。由自動溫度控制系統(tǒng)控制，在每個臺座模具下方，均勻布置2個溫度傳感器，傳感器將檢測到得溫度數(shù)據(jù)實時傳送給溫度控制系統(tǒng)，通過溫控系統(tǒng)調節(jié)來控制混凝土澆筑前、澆筑中和養(yǎng)護過程中的模具溫度。養(yǎng)護期間混凝土芯部溫度最高不得超過55℃，養(yǎng)護時間總計不小于16 h。

4.5 打磨

4.5.1 打磨工序簡述

軌道板打磨由數(shù)控磨床完成，工作過程需要滾輪運輸線、供水、污水處理系統(tǒng)、空氣壓縮機、穩(wěn)壓器等設備協(xié)同運行。

軌道板打磨的主要工作程序為:數(shù)據(jù)輸入、固定軌道板、生成子程序、軌道板打磨、質量檢驗、編號、清洗出板、形成記錄。

4.5.2 影響打磨主要因素

在打磨生產中，物流組織和毛坯板的生產精度是影響打磨的主要因素。

(1)工作人員方面:每班組配備12人，每天3個工班，滿足全天24 h打磨生產的同時，有效地提高了人員工作效率。

(2)毛坯板加工方面:提高CRTSⅡ型軌道板模型的調整頻率，將會有效降低軌道板的打磨量，大大提高軌道板的打磨效率。余杭板場不同的調整頻率下的軌道板打磨量的比較對照見表1。

表1 模型調整頻率與打磨量對照

4.5.3 質量檢驗

打磨完成后，對成品板進行外形外觀檢查。正常打磨過程中，每周用全站儀測量1塊成品板。

4.6 安裝扣件

檢測合格的成品板經滾輪運輸線運輸至扣件裝配區(qū)，扣件裝配前，先采用工業(yè)吸塵器吸出預埋套管內水和雜物，采用定量油脂加注機將油脂注入預埋套筒內，在每個套管內注入21 g防銹油脂。

扣件安裝時依次將彈性墊板、鐵墊板、軌下墊板、軌距擋板、絕緣塊、彈條、平墊圈、螺旋道釘?shù)妊b入承軌臺上，采用氣動扭矩扳手依次將擺放好的螺桿扭緊，扭緊力矩為30～50 N·m，不得使用錘子錘擊。

4.7 絕緣檢測

扣件裝配完成后，將成品板運輸至絕緣檢測工位，采用智能型可編程電橋測試儀(ZL5型LCR智能檢測儀)對成品板進行絕緣測試。軌道板的絕緣性能每批檢驗10%。如檢驗不合格，該批軌道板應逐塊檢驗。

測試前對測試儀進行調零處理，調零分為開路調零和短路調零兩部分，調零完畢后進行軌道板絕緣檢測。在檢測過程中，禁止輻射較強的設備在周圍工作(如電焊機)，且鋼軌必須與承軌面緊密接觸，確保檢測數(shù)據(jù)真實、可靠。

對讀取的電阻和電感值采用以下公式進行計算

其中R和L表示讀取的電阻值和電感值;R0和L0表示運板小車未運板時電阻和電感檢測值;R檢和L檢表示軌道板電阻和電感值。

當 R檢≤16.50 mΩ、12.75 μH≤L檢≤13.75 μH時，表示軌道板絕緣測試合格。

5 成品板存放及物流

5.1 軌道板存放要求

在接到入庫通知單后，采用橫、縱移運板小車將軌軌道板運至成品板指定存放區(qū)域進行存放。在存放前，先將175 mm×175 mm×175 mm木墊塊按照設計位置擺放(圖4)，并確保墊塊頂面高差不大于2 mm，然后將成品板平穩(wěn)放在墊塊上，且每垛成品板允許存放9層，每層上下對齊。成品板存放在臺座后，及時形成存放記錄。

圖4 軌道板之間木墊塊擺放位置(單位:mm)

5.2 存放臺座要求

在存板期間，應每周對成品板存放臺座進行1次檢查，檢查內容包括:墊木的支承情況、存板臺地基沉降情況等并做好記錄。如發(fā)現(xiàn)異常情況，應及時采取措施。

5.3 成品板吊裝、運輸

成品板裝車時，最下層采用2根200 mm×200 mm×2 300 mm枕木并用螺栓固定在載重汽車上，每層板間放置4個方木墊塊，墊塊要上下對齊，支點位置和數(shù)量與存板相同，在載重汽車四周設置立柱，縱向的2個立柱用吊帶拉緊。軌道板在裝卸時要使用專用吊具，嚴禁碰、撞、摔，一般采用載重30 t以上汽車通過公路運輸，運輸時最多可存放3層。

6 結語

滬杭高速鐵路工程是一條建設工期緊、建設標準高、運營速度高的高速鐵路，在CRTSⅡ型板式無砟軌道混凝土軌道板生產過程中，嚴格按照客運專線標準和設計要求，并多次請專家進行論證，認真組織施工。施工生產過程中根據(jù)需要開發(fā)研制了多種新的設備工具、新的工藝、新的材料，基本掌握了CRTSⅡ型板式無砟軌道混凝土軌道板施工生產成套技術，并根據(jù)現(xiàn)場實際情況，有所改進和創(chuàng)新，積累了施工經驗，鍛煉了施工隊伍。

長線生產臺座是綜合考慮施工工藝、工裝設備的銜接配合、生產成本和勞動力強度等各種因素的制約，生產線自動化程度高，采用流水作業(yè)方式，工裝設備加工精度高，實現(xiàn)了機電一體化和計算機數(shù)控操作，人為因素制約程度大大降低，能夠全面提高生產效率，保證產品質量。

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