軌道板場規(guī)劃設(shè)計(jì)論文

時(shí)間:2022-05-12 05:11:14

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軌道板場規(guī)劃設(shè)計(jì)論文

1概述

為了控制施工成本,業(yè)界在傳統(tǒng)軌道板的基礎(chǔ)上,經(jīng)過技術(shù)攻關(guān)推出了新的CRTSⅢ型軌道板。該軌道板改變了板式軌道的限位方式、擴(kuò)展了板下填充層材料、優(yōu)化了軌道板結(jié)構(gòu)、改善了軌道彈性及完善了設(shè)計(jì)理論體系。并且相比傳統(tǒng)的CRTSⅡ型軌道板,CRTSⅢ型軌道板采用縱橫雙向同時(shí)張拉工藝,取消了打磨工序,通過板的高精度實(shí)現(xiàn)軌道的高度平順性,布板靈活,制造工藝簡單,生產(chǎn)效率高,設(shè)備投入少,投資相對較少。隨著CRTSⅢ型板式無砟軌道在國內(nèi)客運(yùn)專線中的大量應(yīng)用,軌道板生產(chǎn)線的建設(shè)應(yīng)具備較大的生產(chǎn)規(guī)模和較高的生產(chǎn)技術(shù)水平,為此必須合理進(jìn)行板場規(guī)劃,加強(qiáng)工序間的物流組織,實(shí)現(xiàn)CRTSⅢ型先張法預(yù)應(yīng)力軌道板制造規(guī)?;?、標(biāo)準(zhǔn)化、高效率生產(chǎn),并從技術(shù)、工藝和管理上采取有利措施保證軌道板在大批量生產(chǎn)時(shí)其產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性,可靠性。

2選址

軌道板場的選址應(yīng)本著“因地制宜、節(jié)省費(fèi)用、確保安全、質(zhì)量”的原則,全線考慮,統(tǒng)籌規(guī)劃。軌道板選址主要考慮以下原則:①III型軌道板最優(yōu)供應(yīng)半徑(R)約為30~50km,特殊情況下不宜超過60km。②場地位置可利用廢棄廠礦、預(yù)制構(gòu)件場或預(yù)制梁場、取土場等,節(jié)約用地,節(jié)省投資。③軌道板場設(shè)置應(yīng)靠近正線,物流方便,需考慮材料進(jìn)場、軌道板產(chǎn)品運(yùn)輸、水電供應(yīng)等因素。④必要時(shí)可以考慮與地方合作采用永臨結(jié)合的模式,充分利用地方資源。

3軌道板場場區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)

3.1CRTSⅢ型先張法預(yù)應(yīng)力軌道板制造工藝

CRTSⅢ型先張法預(yù)應(yīng)力混凝土軌道板采取8塊軌道板同時(shí)制造的模式,采用縱橫雙向整體張拉和整體同時(shí)放張的施工工藝。

3.2板場總體區(qū)域劃分

功能區(qū)布置應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場地形,因地制宜,力求緊湊,滿足生產(chǎn)工藝和施工工期要求,做到工序銜接合理,物流順暢,生產(chǎn)規(guī)模適度預(yù)留余量。根據(jù)CRTSⅢ型先張板的生產(chǎn)工藝特點(diǎn),軌道板預(yù)制場總體區(qū)域劃分為四部分,分別為軌道板生產(chǎn)區(qū)、混凝土制備區(qū)、軌道板存放區(qū)、辦公生活區(qū),輔助設(shè)施包括排水系統(tǒng)、蒸汽管線、供水排水管路、電力線路等。

3.2.1軌道板生產(chǎn)區(qū)

軌道板生產(chǎn)區(qū)即生產(chǎn)車間,一般采用鋼結(jié)構(gòu)廠房,車間是軌道板生產(chǎn)的核心區(qū)域,車間中部設(shè)置物流通道,將車間分為兩條生產(chǎn)線,每條生產(chǎn)線主要進(jìn)行鋼筋骨架及預(yù)應(yīng)力筋組裝、模板裝拆、軌道板混凝土澆筑、封錨、軌道板水養(yǎng)、檢測等作業(yè)。

3.2.1.1預(yù)制生產(chǎn)區(qū)

生產(chǎn)軌道板采用張拉臺座式生產(chǎn)工藝,每個(gè)張拉臺座內(nèi)采用2(縱)×4(橫)單元模式,平面布置沿生產(chǎn)車間縱列張拉臺座,每張拉臺座8套模具,生產(chǎn)模具數(shù)量根據(jù)軌道板供應(yīng)范圍、工期通過下式計(jì)算:MⅢ型板=R×1000×2×22.67×25×T1×k1式中:R為供應(yīng)半徑(km);T1為生產(chǎn)工期(月);k1為占用臺座的利用率降低而增加臺座系數(shù),取1.1;1000為km與m的轉(zhuǎn)換系數(shù);2×2為雙線雙向;每月生產(chǎn)時(shí)間取25d;Ⅲ型板長以P5600型為主,板長5.6m,平均板縫為0.07m,式中軌道板長取5.67m。按照供應(yīng)半徑40km,制板工期12個(gè)月,按上式計(jì)算最少需要94套模具。每個(gè)張拉臺座8套模具,應(yīng)設(shè)置12個(gè)張拉臺座,配置軌道板模具96套。臺座每天周轉(zhuǎn)一次,每月生產(chǎn)時(shí)間25d,每月可以完成2400塊軌道板,以此推算軌道板生產(chǎn)規(guī)模在28800塊左右。張拉臺座主要進(jìn)行軌道板模板安裝、鋼筋入模、預(yù)應(yīng)力筋張拉、澆筑成型、蒸汽養(yǎng)護(hù)、預(yù)應(yīng)力筋放張、拆模等工作。張拉臺座作為先張法軌道板生產(chǎn)的核心,縱橫向均需承受張拉力,下部采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),上部采用鋼橫梁,為最大程度減小上部橫梁變形,必要時(shí)在下部縱橫向聯(lián)系梁內(nèi)設(shè)置預(yù)應(yīng)力,與軌道板預(yù)應(yīng)力形成反力。在張拉臺座兩端設(shè)置張拉自動(dòng)控制室,張拉采用自動(dòng)控制。

3.2.1.2鋼筋骨架組裝區(qū)

張拉臺座對應(yīng)位置側(cè)面設(shè)置鋼筋骨架組裝區(qū),鋼筋骨架組裝區(qū)主要進(jìn)行原材料存放、鋼筋加工、鋼筋骨架組裝、絕緣鋼筋制作、鋼筋骨架成品存放等工作。原材料存放區(qū)主要存放主筋、預(yù)應(yīng)力筋、螺旋筋、箍筋等原材料,原材料應(yīng)分類存放,并做好標(biāo)識。鋼筋加工區(qū)主要負(fù)責(zé)主筋、螺旋筋、箍筋等加工,主筋及預(yù)應(yīng)力鋼棒在生產(chǎn)廠家下料,在車間內(nèi)進(jìn)行縱橫向鋼筋交叉點(diǎn)的絕緣處理,加工區(qū)配備數(shù)控鋼筋彎箍機(jī)和螺旋筋加工設(shè)備。鋼筋骨架組裝采用雙層網(wǎng)片綁扎臺座,可以一次性綁扎出整個(gè)鋼筋籠。鋼筋骨架組裝完成后,在綁扎臺座上穿入預(yù)應(yīng)力筋及錨固板,最后水平吊運(yùn)至鋼筋骨架存放區(qū),鋼筋骨架應(yīng)靠近張拉臺座分層存放,兩層骨架間應(yīng)采取隔離措施,防止網(wǎng)片受到外力壓迫造成變形。

3.2.1.3封錨翻板區(qū)

封錨區(qū)按軌道板平放不超過4層,面積大小按一天的產(chǎn)量設(shè)計(jì)。封錨區(qū)地面應(yīng)畫線標(biāo)記每個(gè)存板區(qū)域標(biāo)識,便于軌道板吊裝作業(yè)人員辨識。每個(gè)車間翻板、封錨區(qū)采用桁吊及翻板裝置進(jìn)行軌道板翻轉(zhuǎn)兼顧入池水養(yǎng)、檢測工序。

3.2.1.4水養(yǎng)護(hù)區(qū)

水養(yǎng)區(qū)應(yīng)設(shè)在車間內(nèi),水養(yǎng)護(hù)池為半埋式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),每條生產(chǎn)線單獨(dú)配置自動(dòng)溫度控制系統(tǒng),養(yǎng)護(hù)時(shí)間為72h。軌道板水養(yǎng)采用垂直立放,深度3m左右,底部設(shè)置條形基礎(chǔ),軌道板立放間距按0.35m,考慮存放2排,長度滿足3d軌道板產(chǎn)量同時(shí)水養(yǎng)的要求,并應(yīng)適當(dāng)預(yù)留增長條件。水養(yǎng)池在軌道板入池和出池時(shí),會(huì)使池內(nèi)水位頻繁變化,需要經(jīng)常排水和補(bǔ)水。在建廠時(shí)可在水養(yǎng)池旁設(shè)置一定容積的調(diào)節(jié)水池,一方面可以通過調(diào)節(jié)池水量調(diào)節(jié)養(yǎng)護(hù)池水位,保證水位高于軌道板;另一方面保持養(yǎng)護(hù)水溫的均勻性,避免直接補(bǔ)水時(shí)水養(yǎng)池內(nèi)的局部水溫發(fā)生驟變對軌道板產(chǎn)生負(fù)面影響;還可以減少用水量和排污量,實(shí)現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保。冬期施工時(shí),水養(yǎng)池和調(diào)節(jié)池配備統(tǒng)一的水溫自動(dòng)控制系統(tǒng),保證水溫一致。

3.2.2混凝土制備區(qū)

混凝土拌和站應(yīng)按照中國鐵路總公司下發(fā)的現(xiàn)行混凝土拌和站管理和生產(chǎn)制度執(zhí)行,混凝土拌和站應(yīng)靠近生產(chǎn)車間布置,主要分混凝土拌和站、砂石料存放區(qū)、碎石清洗區(qū)。

3.2.2.1拌和站

軌道板混凝土采用C60,考慮混凝土澆筑時(shí)間要求,一般配置2臺120m3/h攪拌機(jī),生產(chǎn)能力能夠滿足高峰期軌道板預(yù)制的混凝土供應(yīng)需求。拌合站的混凝土出料口對應(yīng)生產(chǎn)車間的預(yù)制生產(chǎn)區(qū)應(yīng)設(shè)置混凝土運(yùn)輸通道,減少混凝土運(yùn)輸距離。

3.2.2.2砂石料存放區(qū)

砂石料存放應(yīng)對應(yīng)兩臺攪拌站進(jìn)行布置,并適當(dāng)預(yù)留備用料倉,儲存能力一般不少于7d。兩臺攪拌機(jī)的上料口共用合格料倉,合格料倉與上料口均應(yīng)設(shè)置在封閉的室內(nèi),室內(nèi)應(yīng)具備防雨、保溫的功能,以保證原材料的含水率和溫度相對穩(wěn)定,料倉采用2.5米高圍墻分隔。碎石清洗區(qū)應(yīng)靠近合格料倉布置,減少合格材料倒運(yùn)距離??紤]不同地區(qū)冬期施工要求,砂石料合格料倉內(nèi)應(yīng)鋪設(shè)地?zé)峁艿?,冬期通蒸汽對原材料進(jìn)行加熱以滿足拌和物溫度要求。

3.2.2.3碎石清洗區(qū)

根據(jù)砂、石供應(yīng)貨源的含泥情況,拌和站應(yīng)在碎石料倉旁邊設(shè)置一處碎石清洗區(qū),配置1~2臺清洗設(shè)備,生產(chǎn)能力滿足軌道板混凝土最大日產(chǎn)量所需碎石。清洗區(qū)用水為循環(huán)水,采用三級沉淀。

3.2.3軌道板存放區(qū)

軌道板存放區(qū)與生產(chǎn)車間水養(yǎng)護(hù)區(qū)間設(shè)置軌道板倒運(yùn)通道,采用平板汽車將軌道板立式運(yùn)至存板區(qū),采用存板區(qū)10t懸臂龍門吊將軌道板吊裝至存放位置。存放采用垂直立放的方式,存放采用鋼筋混凝土條形基礎(chǔ),軌道板應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求按長邊著地的方式存放,以減少軌道板的變形,板間設(shè)置13cm厚的方木墊塊,避免板間碰撞造成破損。存板區(qū)端部設(shè)置型鋼三腳架,用于支撐軌道板。存板區(qū)應(yīng)全范圍設(shè)置全自動(dòng)噴淋養(yǎng)護(hù)設(shè)施,灑水養(yǎng)護(hù)至28d齡期。存板臺座側(cè)面應(yīng)設(shè)置排水溝和集水井,保證排水通暢。

3.2.4辦公生活區(qū)

辦公生活區(qū)應(yīng)與生產(chǎn)區(qū)隔開,便于施工工序的物流組織安排,提高生產(chǎn)效率。辦公生活區(qū)可將管理人員生活辦公區(qū)和生產(chǎn)人員辦公區(qū)分開設(shè)置,便于管理。工地試驗(yàn)室宜靠近混凝土拌和站布置,便于混凝土原材料進(jìn)場和生產(chǎn)質(zhì)量監(jiān)控。試驗(yàn)室應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行規(guī)劃,統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范流程、強(qiáng)化監(jiān)控。

3.3蒸汽設(shè)計(jì)

依據(jù)技術(shù)條件及工藝要求,軌道板混凝土采用蒸汽養(yǎng)護(hù),分靜停、升溫、恒溫、降溫四個(gè)階段。混凝土澆筑后在5~30℃的環(huán)境中靜置3h以上方可升溫,升溫速度不應(yīng)大于15℃/h;恒溫時(shí)蒸汽溫度不宜超過45℃,板內(nèi)芯部混凝土溫度不應(yīng)超過55℃;降溫速度不應(yīng)大于10℃/h。根據(jù)養(yǎng)護(hù)階段要求,采用:3+2+6(45℃)+2h的蒸養(yǎng)方案,即靜停預(yù)養(yǎng)3h,升溫1.5~2h,溫度升至45℃后恒溫6h,再用2h的時(shí)間降至室溫20~25℃,養(yǎng)護(hù)總時(shí)間控制在13h左右。由于供熱計(jì)算比較復(fù)雜,根據(jù)《軌道板建場手冊》及實(shí)際應(yīng)用實(shí)例,一般配置兩臺4~6t鍋爐,即可滿足板場生產(chǎn)需要。鍋爐應(yīng)設(shè)置在車間中部,同時(shí)為軌道板蒸養(yǎng)、水養(yǎng)池升溫、混凝土冬期拌合及原材料加熱等供暖。采用自動(dòng)溫控設(shè)備進(jìn)行蒸汽養(yǎng)生,主管道沿臺座縱向布置,每個(gè)張拉臺座內(nèi)提前預(yù)埋兩路蒸汽管道,每個(gè)臺座采用電動(dòng)調(diào)節(jié)閥控制蒸汽流量。

4關(guān)鍵設(shè)備配置

4.1模具

軌道板模具主要由地腳螺栓及支撐鋼板、緩沖橡膠塊、支架、面板、承軌臺、滑移機(jī)構(gòu)等輔助部件組成。根據(jù)軌道板長度不同分P5600、P4925、P4856及各種異型板,不同尺寸模型配置數(shù)量根據(jù)設(shè)計(jì)總量及工期確定,同時(shí)根據(jù)需要設(shè)置部分可調(diào)模具和異型模具,用于緩和曲線段及異型軌道板的制造。模具使用預(yù)成型的鋼部件制成,選用材料的規(guī)格必須具有足夠的強(qiáng)度和耐久性,滿足循環(huán)倒用的要求。按照構(gòu)造主要分為:底模、端模、側(cè)模、鎖緊系統(tǒng)、脫模系統(tǒng)、定位系統(tǒng)和振動(dòng)系統(tǒng)。模型中預(yù)埋件應(yīng)采用可拆卸裝置,便于調(diào)整特殊板型的預(yù)埋件相對位置;側(cè)模與底模接縫處應(yīng)預(yù)埋橡膠條防止混凝土澆筑時(shí)漏漿;每套模板下設(shè)置6~8臺變頻振動(dòng)器,通過制板臺座一側(cè)設(shè)置的變頻控制臺,分別控制每塊板的振搗時(shí)間。

4.2張拉及放張?jiān)O(shè)備

施加預(yù)應(yīng)力采用自動(dòng)張拉設(shè)備,張拉記錄有系統(tǒng)自動(dòng)生成。預(yù)應(yīng)力筋采用整體張拉方式,分固定端單根初張拉30%和張拉端整體縱橫雙向同步終張拉100%兩個(gè)階段。每條生產(chǎn)線配置1套自動(dòng)張拉控制系統(tǒng),通過張拉數(shù)控系統(tǒng),對每個(gè)張拉臺座張拉端的控制,實(shí)現(xiàn)整體張拉、鎖緊和放張。

4.3軌道板蒸養(yǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)

軌道板采用蒸汽養(yǎng)護(hù),每個(gè)張拉臺座設(shè)置兩支蒸汽管道,蒸汽管道采用電動(dòng)調(diào)節(jié)閥控制,采用自動(dòng)溫度控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的蒸汽流量調(diào)節(jié),使養(yǎng)護(hù)溫度滿足各項(xiàng)指標(biāo)要求。

4.4拌和站

根據(jù)軌道板混凝土澆筑時(shí)間要求,混凝土拌和站攪拌設(shè)備規(guī)格不宜小于120m3/h,配置2套以保證混凝土的供應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。拌和站配套設(shè)施應(yīng)符合中國鐵路總公司頒布的相關(guān)文件要求。

4.5軌道板翻轉(zhuǎn)裝置

根據(jù)軌道板生產(chǎn)工藝流程,軌道板在預(yù)制、水養(yǎng)、存放、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)在平放、立放之間頻繁交換。軌道板翻轉(zhuǎn)采用無支點(diǎn)的空中翻板裝置,采用4點(diǎn)吊裝,通過遙控控制電動(dòng)葫蘆改變軌道板體位的方式實(shí)現(xiàn)軌道板翻轉(zhuǎn),比傳統(tǒng)的翻轉(zhuǎn)方式有簡化施工、提高工效、降低成本、不損傷軌道板的優(yōu)點(diǎn)。

作者:鄧一偉單位:中鐵十七局集團(tuán)第三工程有限公司