1、轨道板生产施工工艺工法

1轨道板生产施工工艺工法QB/ZTYJGYGF-GD-0201-2011哈大项目经理部徐劲翔王齐孙勇1前言1.1工艺工法概况CRTSI型轨道板按照弹性地基上“梁—板”理论进行结构设计，其结构、原材料考虑抗冻性、耐久性、高频谐振轨道电路与综合接地等要求。轨道板设计采用C60混凝土，后张法双向预应力体系，板厚200mm，宽2400mm，主要规格有P4962、P3685、P4856、P4856A等，预制工艺复杂、精度要求高。在国内，CRTSI型轨道板采用工厂化生产的工艺工法于2009年开始在哈大客运专线大规模运用。1.2工艺原理本着先进合理、经济适用、符合现场实际的原则，按照模具清理、钢筋加工绑扎、混凝土灌筑、蒸汽养生、张拉封锚、水池养生、成品检测、轨道板存放等工序进行轨道板的生产。生产过程中，通过加强科研攻关，优化作业环节，提高轨道板的预制精度和质量。2工艺工法特点2.1施工工艺较复杂，精度控制要求高。2.2采用自动温控设备控制轨道板蒸汽养护温度，提高了养护质量。2.3采用自动张拉设备进行预应力钢棒的张拉，提高了作业精度和工效。2.4工序作业时间紧凑，模具的周转利用率高。3适用范围本工法适用于CRTSI型轨道板的生产。4主要引用标准4.1《客运专线铁路CRTSI型板式无砟轨道混凝土轨道板暂行技术条件》（科技基[2008]74号）4.2《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB10424-2010）4.3《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》（科技基[2005]101号）5施工方法2轨道板预制按照工厂化生产模式分工序进行，模具清理及套管安装、钢筋加工、骨架入模调整及合模、混凝土灌注、蒸汽养生、脱模、张拉、封锚、水池养生等主要工序均在车间室内进行，厂外进行成品检测和轨道板存放。6工艺流程及操作要点6.1施工工艺流程CRTSI型轨道板生产工艺流程见图1。图1轨道板生产工艺流程图6.2操作要点6.2.1模具清理及套管安装喷脱模剂模具打磨试件强度达到40Mpa以上模具清理钢筋加工骨架入模及调整精确合模安装起吊螺母、螺旋筋安装预埋套管混凝土灌注、振捣抹面蒸汽养护卸预埋件及固定螺栓脱模封锚水养池养生钢筋骨架绑扎预应力钢棒安装混凝土配料搅拌试件制作测坍落度张拉封锚砂浆搅拌凿毛成品检测场内存放成品出厂合格废品存放区不合格31检查模具外观，确保侧模、端模、底模之间连接满足要求，接缝处密封条安装完好，合模后无错台现象；检查绝缘套管定位螺栓是否完好，若有歪斜或损坏，要及时调整或更换。2用灰铲清除侧模、端模顶面的混凝土渣，用去灰刀清除模具内部表面灰渣，然后用角磨机打磨光滑，见图2。3在模具内部四周及底面涂脱模剂。均匀涂刷两遍，避免在锚穴及承轨台处积聚。作业人员在模板内涂刷脱模剂时，脚上应戴塑料膜脚套，以保证模具内部洁净，见图3。图2模具清理图3涂脱模剂4绝缘套管安装前将定位销表面清理干净，定位销外的套管必须拧紧。用橡胶锤将绝缘套管慢慢拍紧到定位销上。绝缘套管安装后，应垂直与模具底面、套管口端面与模具面板的缝隙不超过0.2mm，见图4。图4套管安装6.2.2钢筋加工、骨架入模及调整1钢筋加工环氧涂层钢筋剪切、弯制除满足普通钢筋弯制要求外，还应将钢筋设备的弯曲4轴用尼龙套管包裹，确保表面涂层不破损，且钢筋端部弯折应一次成型，不宜反复操作，见图5。环氧涂层钢筋断头处采用与环氧涂层相同的材料手工刷涂或高压喷枪喷涂，以确保涂层钢筋的绝缘效果。对于在生产及搬运过程中形成的涂层破损，采用同样方法进行修补，见图6。图5涂层钢筋弯曲图6涂层钢筋修补2钢筋焊接焊接部位主要是接地端子、加强钢筋。制作P4962、P3685、P4856等规格的焊接胎具；焊接作业时，先焊接两接地端子，然后布设横向普通钢筋，再焊接加强钢筋；钢筋焊缝长度为单面焊长100mm，双面焊长55mm。3钢筋绑扎在专用胎具上绑扎钢筋，胎具采用钢木结合方式。绑扎作业时，工人按照图纸要求，将加工好的钢筋半成品放入各槽口处，既提高了工效，又保证了钢筋绑扎各部位尺寸满足设计要求，同时也保证了环氧树脂涂层钢筋在绑扎过程中不受损伤，见图7。图7钢筋绑扎图8带垫块的成型骨架5所有交点位置均应采用绝缘扎丝逐点绑扎，扎丝尾部应扭向骨架内。钢筋骨架绑扎完成后，按设计要求可在底部及四侧绑扎混凝土保护层垫块，以保证净保护层厚度不小于35mm，见图8。设置位置为侧面和底部，底部垫块成梅花形布置，每平米不少于4块，且横向同一断面不多于4个。4骨架吊装、存放及运输钢筋骨架吊装采用专用吊具并进行多点起吊，吊点处以方木条或塑料板支垫保护。起吊必须平稳，缓慢就位；骨架存放时，每层之间采用方木条隔开，防止环氧涂层钢筋的涂层被损坏，隔垫木条的位置和数量以保证钢筋骨架不变形为准；钢筋骨架采用自制小车运输，周边采取限位保护措施，骨架之间采用木条隔垫。5钢筋骨架安装钢筋骨架由小车运输至混凝土灌筑区后，采用桁车吊装至模具内。骨架入模后，人工调整骨架并保证保护层厚度符合要求；在确保预应力钢棒长度符合要求的前提下，将预应力钢棒穿入锚穴孔，检查横向钢棒的长丝和短丝方向是否颠倒，满足要求前提下进行预紧。6合模在钢筋骨架入模调整后，安装模板。首先，两人同步将同一侧模滑移就位后并锁紧；其次，将端模滑移就位并锁紧；端模、侧模紧固后，采用套筒扳手进行PC钢棒预紧，见图9；精确合模后，安装起吊套管及螺旋筋，同时检测模具安装质量，确保安装满足标准要求。图9钢棒预紧图10绝缘检测7钢筋骨架绝缘性能检测6混凝土灌筑前，采用500V兆欧表检测钢筋骨架绝缘性能，电阻值不得小于2MΩ。如果绝缘检测不合格，则在不合格点位处的普通钢筋和环氧涂层钢筋交点位置加垫绝缘垫片，见图10。6.2.3混凝土浇筑及振捣1混凝土配合比根据CRTSⅠ型轨道板设计要求，试配混凝土配合比，经有关单位审批后执行。2混凝土搅拌混凝土施工配合比按试验室当日出具的配料单执行，搅拌混凝土依次先下细骨料、水泥、掺合料和减水剂，搅拌均匀后，再加入所需用水量，待砂浆充分搅拌后再投入粗骨料，并继续搅拌至均匀为止。总搅拌时间为3～3.5min，且混凝土必须搅拌均匀，颜色一致。3混凝土运输混凝土运输采用2.5m3料斗装料，有轨运输车运输，桁车吊装灌筑，见图11。4混凝土灌筑混凝土灌筑分两层完成，每层从模型一端向另一端布料，采用附着式振捣器进行振捣，见图12。第一层布料厚度约8cm，振捣2～3分钟；第二层灌筑剩余混凝土，振捣2～3分钟。第二次振捣过程中将多余混凝土铲掉，混凝土不够的地方及时补料、振平。混凝土拌和物入模温度为5～30℃，当昼夜平均气温低于5℃或最低气温低于-3℃时，必须采取保温措施，并按冬季施工处理。图11混凝土运输图12混凝土灌注振捣振动密实后，采用抹平机对表面进行初步抹平，然后人工进行填边填角，并进行拉毛处理。收完面后，将侧模、端模边上等处的混凝土清理干净。7混凝土抹面后，安装蒸养罩，并及时覆盖篷布，见图13、图14。5混凝土试件制作及强度评定在混凝土浇筑过程中，按规定取样制作混凝土强度试件、弹性模量试件，同条件试件随轨道板养护，28d标准试件按规定制作。图13安放蒸养罩图14覆盖篷布及养生6.2.4蒸汽养生1轨道板在混凝土灌筑完毕表面收浆后，立即用篷布将轨道板覆盖，保证篷内蒸汽流动畅通的前提下开始进行蒸汽养护。蒸汽养护采用电磁阀自动控制装置，分为静停、升温、恒温、降温四个阶段，参见图15蒸汽养生时间-温度控制图，现场养生见图16、图17。静停：砼灌筑完毕后在5℃～30℃的环境静置3h后开始升温。升温：升温是混凝土定型阶段，由自动温控设备以每小时升高不大于15℃的速度升温，篷内最高温度不能超过45℃；升温时间控制在3～4小时，每15分钟测温一次。恒温：恒温是混凝土强度主要增长阶段，为保证恒温时轨道板芯部温度不超过静停温度℃7060504030201011121098765432145131415时间（h）16降温升温恒温图15轨道板蒸汽养生时间-温度控制图855℃，恒温时蒸汽温度不得超过45℃，恒温时间为6h，每15min测温一次。降温：降温是蒸养的关键阶段，施工时要严格控制。降温速度控制在不大于15℃/h，降温时间控制在3～4h，每15min测温一次。停气后待轨道板混凝土表面与环境温差不超过15℃时，方可拆模。2轨道板拆模前都必须有养护温度曲线图资料，每十二块板测一块混凝土芯部温度记录，并与养护温度、环境温度共同形成三个曲线显示在同一张图上形成温控曲线资料。3蒸汽养护由锅炉房统一送气，严禁随意关闭全自动温度控制系统；操作人员认真做好巡查工作，及时观察温度变化，保证养护质量，并保存好电子测温数据记录。6.2.5脱模当轨道板混凝土强度达到40MPa以上，且板面与环境温差不大于15℃时，进行脱模作业，见图18、图19。图18拆预紧螺栓图19脱模起吊首先松开并拆卸纵、横向钢棒预紧螺栓，然后拆卸起吊套管螺栓，再松开模型图16升温、恒温养护图17蒸养监控9锁紧装置，最后将侧模、端模平行拉开，与板体脱离；在轨道板起吊套管处安装吊耳，然后用四台千斤顶同步顶起板体，使之与底模脱离；采用桁车、专用吊架将轨道板吊离模具，然后在翻板区进行翻转，人工拆卸预埋绝缘套管上的定位销；轨道板翻转后立即清理扣件绝缘套管内杂物，杂物清理完毕后加盖封堵。轨道板端模、侧模脱离后或者板体脱模翻转后，要及时在顺板长度方向的侧面中部及端部加盖轨道板流水编号及生产日期，编号加盖必须清晰可见。6.2.6预应力张拉1张拉顺序预应力筋张拉顺序为先横向后纵向，横向预应力筋采用单端张拉，由板一侧拉向另一侧，其固定端预应力筋螺纹外露量控制在8～10mm；纵向预应力筋采用两端同时张拉，从中间向两侧，先下后上，且两端同步张拉，并保证预应力筋两端伸长量基本一致。具体张拉顺序见图20。2张拉准备混凝土强度达到40MPa以上，并检查轨道板外观无缺陷和其它异常情况后，方可进行张拉。张拉为特殊工序，操作人员必须培训合格后方可上岗；千斤顶和油压表均经校验合格并在有效期内使用。3张拉使千斤顶、锚具、钢棒三者同心，开启自动张拉设备，千斤顶缓慢进油至0.2σk油压时，保压6s，读取初始读数并自动记录；缓慢给油至σk，时间控制在50s左右，保压持荷60s，自动读取终张读数并记录；张拉伸长值满足要求后，拧紧图20轨道板纵横向预应力钢筋张拉顺序10锚固螺母，油泵自动回油，千斤顶松弛，拆卸后进行下一根钢棒张拉，见图21。每根钢棒张拉完成后，千斤顶前端的两个突点在锚穴两边上留下自动张拉压痕，标明已完成张拉；然后，人工在锚穴旁边盖圆形“张拉完成”红章，整块板所有钢棒张拉完成后，在端部盖方形“张拉完成”红章，见图22所示。图21横向张拉作业图22张拉完成标识6.2.7封锚采用凿毛风镐对锚穴内部进行凿毛处理，其凿毛新鲜面必须达到50%以上，横向圆锚穴至少凿12道，纵向椭圆锚穴至少凿16道，凿毛深度2～4mm，见图23。凿毛完成后，采用刷子清孔，保证锚穴内无油污、浮浆、杂物和积水等，以免影响砂浆与锚穴的粘结。锚穴清理完毕后，再用刷子在内壁均匀涂刷能够提高粘结强度的界面剂。然后，分三层填压封锚砂浆，并用空气锤对砂浆振捣，频率不小于1000Hz，振捣力不小于3kg，振捣次数不得少于3次，每次不少于20s，锚穴封锚表面必须下凹2±2mm，见图24。封锚砂浆填压完毕后，立即在砂浆表面涂养护剂，静置约2h后，吊入水池养生。图23锚穴凿毛图24填封锚砂浆116.2.8水养1轨道板张拉封锚完成后，静置约2小时，待封锚砂浆初凝，满足水养强度要求后，进行水养，见图25。2采用汽车或牵引平板车将封锚完成后的成品轨道板运至水养区，10t桁车将板垂直吊起，然后水平纵向吊移至水养池进行养生。轨道板在水养池中养护3d以上，养护水温应不低于5℃。3为防止轨道板边角磕碰掉块，水养池底部条基顶部覆盖一层2cm厚的橡胶垫，且轨道板吊入、吊出水养池过程中要缓慢，轻放。4每块轨道板入池、出池都必须填写记录。6.2.9成品检测轨道板水养3天以上，满足强度要求后，吊出水养池，采用平板车运至成品检测区进行检测，见图26。检测内容包括外形、外观检测、绝