1轨道板生产施工工艺工法讲解.docx
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1轨道板生产施工工艺工法讲解
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
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
1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
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。
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
图10绝缘检测
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
7钢筋骨架绝缘性能检测
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。
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
55℃，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。
图20轨道板纵横向预应力钢筋张拉顺序
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
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。
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。
10
6.2.8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、绝缘检测、抗拔力检测等。
图25水池养生图26轨道板成品检测
6.2.10存放
1轨道板在成品检测区检测合格后，由平板车运至存板区进行存放；不合格板运至废板区作报废处理。
轨道板成品按型号和批次分区储存，并做出明确标识。
2长期存放时，轨道板采用立放（长度方向着地）方式。
轨道板立放时，板间采用30×30×2500mm的木条隔离，以防止轨道板存放时被碰伤、损坏；用限位卡将相邻两块轨道板连接，使轨道板存放成一整体，轨道板存放端头应有良好的防倾倒支撑架，第一块轨道板采用铁丝穿过吊耳连接在支撑架上，见图27、图28。
3轨道板存放时，用塑料盖对预埋件孔眼进行封堵，防止雨水或杂物进入。
4存放轨道板的条基要求坚固、平整，无沉陷，条基顶面铺设2cm厚且与条基同
11
宽的橡胶垫或铺设断面为50×50mm的方木条
图27轨道板存放图28轨道板存放固定
7.劳动力组织
按照双班作业，月均生产轨道板3900块，劳动力组织见表1。
表1双班作业劳动力组织明细表
序号
工种
作业内容
人数
备注
1
钢筋工
钢筋剪切、弯曲、焊接、涂层修补、骨架绑扎
100
钢筋剪切、弯曲30人、焊接10人、帮扎60人
2
模型工
模板清理、安装预埋套管、骨架运输安装、模具安装、脱模
156
模板清理20人、安装套管10人、骨架运输6人、骨架调整及
模具安装70人、脱模50人
3
混凝土工
混凝土搅拌、灌筑、蒸养监控
70
混凝土搅拌4人、灌注60人，蒸养监控6人
4
张拉封
锚工
张拉、凿毛、封锚
108
张拉36人、凿毛32人、封锚40人
5
吊装工
轨道板吊装入池、检测、存放
30
6
检测工
轨道板检测
18
7
机电工
用电、设备机电安装
4
8
操作司机
桁车、龙门吊、平板车、
铲车、拌和站司机
30
桁车、龙门吊司机18人，平板车司机8人，铲车司机2人、拌和站2人
12
8.主要机具设备
8.1生产设备
按照3900块/月的产量指标，则需要配置的主要设备及数量见表2
表2轨道板预制主要生产设备
序号
设备名称
规格
数量
备注
1
钢筋加工设备
数控钢筋加工及弯曲设备
G2L-32
XQ120
1套
钢筋剪切、弯曲
钢筋切断机
GQ40
2台
钢筋剪切
钢筋弯曲机
GW40/GF16
3台/4台
钢筋弯曲
绕簧机
2台
螺旋筋加工
电焊机
5台
钢筋焊接
2
吊装设备
桁车
10t
6台
吊板及砼斗
龙门吊
10t
7台
吊板及钢筋
龙门吊
1t
1台
钢筋骨架吊装
3
混凝土搅拌和灌筑设备
混凝土拌合站
120m3/h
2台
洗石机
50m3/h
1台
碎石清洗
铲车
50L
1台
装砂石料
混凝土料斗
2.5m3
6个
高频振动器
2.0kw
350个
振捣
4
养护设备
锅炉
4t/h
2台
自动温度控制装置
石家庄益通
136套
蒸养温度控制
5
张拉封锚设备
自动张拉油泵、千斤顶及附件
石家庄益通
6套
张拉
封锚气锤
20套
圆形、椭圆形
砂浆搅拌机
6L
2台
拌制封锚砂浆
空压机
V-0.6/0.8
12台
凿毛供气
6
运输设备
平板卡车
10t
4台
场内运板
内燃牵引车
85马力
2辆
运板牵引动力
轨道平板车
10t
4辆
运板、运砼料斗
13
8.2主要试验检测仪器主要试验检测仪器见表3。
表3轨道板预制主要试验检测设备
序号
设备名称
规格
数量
备注
1
试验设备
水泥、骨料等试验器具
1套
混凝土抗压强度试验机
100t
1套
养护水槽
1套
附带恒温水循环装置
弹性模量仪
1个
2
检测仪器
全站仪
0.5〞
2台
测板平整度及螺栓孔间距
精密电子水准仪
DS05
2台
检测模具平整度
抗拔仪
10t
1台
预埋套管抗拔力检测
绝缘检测仪
1台
智能LCR测量仪
500V兆欧表
6个
测骨架绝缘性能
游标卡尺
300mm/0.02mm
2把
测板厚度
钢板尺
300/150mm
2/2把
测预埋绝缘套管突起高度
深度尺
1mm
2把
测预埋绝缘套管垂直度
直角尺
1mm
2把
配合测垂直度
塞尺
5把
测突起高度、垂直度
钢卷尺
5m/1mm
5把
测长度、宽度
9.质量控制
9.1易出现的质量问题
9.1.1钢筋骨架绝缘性能不达标。
9.1.2预埋套管上浮。
9.1.3轨道板吊点处裂纹。
9.1.4轨道板表面麻面。
9.2保证措施
9.2.1钢筋骨架绝缘性能不达标的预防措施。
1环氧涂层钢筋在运输装卸过程中采取措施防止碰撞、摩擦。
2涂层钢筋在弯曲时用尼龙绳将曲轴包裹，防止弯曲时损坏钢筋绝缘涂层。
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3环氧涂层钢筋断头处用高压喷枪喷涂环氧涂层。
4钢筋骨架绑扎过程中严格按照图纸放置绝缘垫片。
5钢筋骨架在运输、入模过程中采取保护措施，防止钢筋骨架变形及碰撞。
6钢筋入模后，对钢筋骨架绝缘性能逐点测定，如存在不合格测点，应查明原因进行处理，合格后方可进入下道工序。
9.2.2预埋套管上浮预防措施
1物设、质检员对进场的预埋套管外观及尺寸进行验收，保证进场的套管合格。
2预埋套管安装时操作人员采用橡皮锤敲击，保证预埋套管安装到位。
3质检员用塞尺全检套管安装情况，如有松动，查明原因进行处理。
4定期检查底模上的套管固定销轴是否存在松动的情况，如存在松动则立马更换或者维修。
5成品检测部全检预埋套管高度，如存在上浮。
及时将信息反馈给安质部，安质部根据反馈信息对模具进行检查，直至查明原因解决问题。
9.2.3轨道板吊点处裂纹预防措施
1严格按照施工配合比拌制混凝土，保证混凝土质量。
2严格分层灌筑，并用秒表控制振动时间，保证混凝土振捣密实。
3蒸汽养生严格按照技术要求进行，保证蒸汽养护质量。
4严格控制拆模时间，混凝土强度必须达到40MPa以上，且试验室签发拆模通知单之后才可进行拆模作业。
5严格控制并现场测定拆模时环境温度、构件表面温度及芯部温度，保证构件表面温度与环境温度之差不大于15℃。
6严格按照拆模顺序进行拆模，当用四台千斤顶顶起板体时，操作千斤顶人员必须有专人统一指挥，同步顶起板体，防止由于千斤顶不同步造成裂纹。
7龙门吊司机在吊装轨道板过程中应保持匀速、稳定，不得因操作不当造成板体较大晃动。
9.2.4构件表面麻面预防措施
1严格按照施工配合比拌制混凝土，并现场测定坍落度、含气量等符合要求。
2严格按照分层灌筑，并用秒表控制振动时间，保证混凝土振捣密实。
3模具配置侧振、底振，保证了振动力符合要求。
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10安全措施
10.1主要安全风险分析
10.1.1蒸汽锅炉爆炸风险。
10.1.2高空作业及吊装风险
10.2保证措施
10.2.1蒸汽锅炉的安装、维修必须由生产厂家派专业技术人员完成，且使用前必须通过所在地的质量技术监督局特种设备检验所验收合格，锅炉定期进行检验。
10.2.2锅炉的运行必须由经培训合格，且取得《特种设备作业人员证》的持证人员操作，使用中必须严格遵守操作规程。
10.2.3对于车间里的桁车、存板区的龙门吊等吊装设备，严格执行吊装作业人员持证上岗。
定期维护、保养吊装设备。
10.2.4高空作业人员配备安全保护措施，在危险区域设置安全警示牌和保证足够的夜间照明设施。
10.2.5坚持每月开展安全检查，消除事故隐患。
11环保措施
11.1按照要求设三级沉淀池处理清洗碎石的污水以及拌合站排水，试验室检测污水处理达标后排放至当地污水排放系统。
11.2锅炉房严格按照国家标准使用符合要求的煤，并定期对锅炉进行检查。
11.3设专人对场内作业区域以及进场道路洒水消尘。
11.4设生活垃圾堆放点以及施工垃圾堆放点，定期按照要求清理垃圾。
12应用实例
12.1工程简介
哈大客专是我国第一条寒冷地区大面积采用CRTSI型单元板式无砟轨道的铁路客运专线，全线轨道板类型多，且生产工艺复杂，精度要求高。
中铁一局承担哈大客专TJ-1标DK25+700～DK31+214段43060块CRTSI型轨道板的生产任务。
12.2施工情况
中铁一局哈大客专瓦房店轨道板厂占地面积200亩，厂房面积15000m2，配备136套模具。
管段内有路基、桥梁、隧道等结构物，与之匹配的轨道板类型多达十二种，为轨道板的预制增加了难度。
在生产过程中，板厂加强科研攻关，经过现场多次试
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验，形成CRTSI型轨道板生产工法。
按照此工法实现了每套模具每天至少周转一次的目标，高峰期达到了每天生产150块轨道板的良好记录，从而成为了全国规模最大，日产量最多的CRTSI型轨道板厂。
管段内的轨道板生产从2009年6月份开始，2010年7月份结束。
12.3工程结果评价
中铁一局哈大客专瓦房店板厂采用本工法生产轨道板，实现了模具20～22小时周转一次，加快了模具周转速度，提高了使用效率，节约了工期，降低了生产成本。
采用自动张拉设备，提高了张拉精度，同时也提高了工效。
同时，该板厂是哈大客专全线16家轨道板厂中占地面积最大，日产量最多的板厂，各兄弟单位多次来学习经验，铁道部、建设单位领导多次到板厂参观指导，收到了很好的社会效益，为公司赢得了荣誉。
12.4建设效果及施工图片
图29钢筋绑扎
图30清理完的模型
图31混凝土灌筑完成
图32蒸汽养生
17
图33脱模
图34张拉
图35封锚
图36存放
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