客运专线CRTS-Ⅰ型轨道板制造及铺设技术
  时间:2013-04-10  点击量:   
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一、科技成果简介 1、关键技术 (1)建厂规划及生产线设计技术 轨道板制板厂设计生产能力依据实际的轨道板需求量来计算确定,同时要考虑场地可利用条件。根据江宁板厂铁路生产任务和总工期的要求,板厂的月供板能力为2700块,按照每月25个工作日计,日供板能力至少108块2700块/25天)。通过对CRTSⅠ型轨道板厂进行详尽规划,合理布置生产线,改进制造工艺流程,优化工装设备配备数量、使用方法,提高有效利用率,从而建立板厂工装设备配套模型,确定几种不同布局方式下工装、设备配备的最佳数量和最佳经济效果。尽量避免各施工工序间的相互干扰,使各生产工序间的物流组织顺畅,提高生产效能。 (2)制造技术工艺流程 CRTSⅠ型轨道板的生产工艺流程:钢筋骨架制安→安装调试模型→入模后钢筋绝缘测试→混凝土灌筑→蒸汽养护16小时→脱模→预应力张拉→封锚→轨道板检验→水养7天→成品板检测→存放→出厂检验→出厂。CRTSⅠ型板制造工艺流程图如图1.3.2 -1。 (3)钢筋骨架绝缘检测技术 钢筋骨架绝缘电阻的大小直接决定了轨道板绝缘性能的优劣,混凝土灌注前钢筋骨架绝缘电阻需逐块检测和调整,要从原材料、结构设计和施工过程三个方面对钢筋骨架绝缘技术进行研究,提出切实可靠的防控措施。研究寻找新的检测方法,优化检验过程,提高检验效率。 (4)高性能混凝土开裂机理研究及防控技术 开裂是影响轨道板耐久性的主要因素。经过研究分析轨道板开裂诱因、开裂机理,分别从模具改进、混凝土性能控制、增加养护措施等几个方面入手,提高混凝土的耐久性。 (5)高性能混凝土施工技术 轨道板混凝土配合比设计、灌筑是整个制造技术的重点。配合比设计要满足一天内一套模具实现一次周转的目的,即混凝土必须具备16h左右达到脱膜强度的效果且对后期轨道板品质不造成影响;其次,扩大混凝土原材料来源,尝试采用海螺PⅡ42.5水泥替代PO52.5水泥,满足CRTSⅠ型轨道板对混凝土胶凝材料掺量、拌合物和混凝土性能的要求。 (6)轨道板张拉关键技术 研究张拉过程各个环节对张拉效果的影响因素,探索采用整体张拉设备克服这些不利影响,实现整体同步张拉,使各预应力钢棒受力均匀,避免双向张拉时出现偏张,设备张拉过程中张拉力和伸长量处于实时监控状态,并自动记录和处理数据。 (7)轨道板铺设技术 CRTSI型板式无砟轨道铺设技术的核心是轨道板精调和CA砂浆灌注。轨道板精调测量通过建立严密的测量控制体系,实现设计、制板、铺板各环节的无缝信息联接,采用专用轨道板精调测量系统,对轨道板进行精确定位,实现轨道板快速精确调整,满足了轨道线路平顺性的要求。 CA砂浆即水泥乳化沥青砂浆,是填充于底座板/支承层与轨道板之间的结构层,主要起充填、支撑、承力和传力作用,并可对轨道提供一定的弹韧性,是轨道结构中的重要结构层。国内没有成熟的施工经验,必须基于国内材料、设备和工程特点,解决水泥乳化沥青砂浆配方、搅拌工艺及适应我国长桥梁砂浆灌注等问题。 2、创新点 (1) 建立了CRTS-I型轨道板建厂工装配套规划流程和主要设备参数的计算模型,提出了高效生产线组建模式和设备选用原则,建设了高效生产线,提高了设备利用率和生产效能。 (2) 自主研发了轨道板钢筋骨架焊接胎具、锚穴成孔器助拉拆除工具和预埋套管垂直度检测工装等CRTS-I型轨道板的生产机具,并申报了3项实用新型专利。 (3) 优化了双向张拉自动控制系统的设计,合理调整了张拉传感器位置,使张拉过程控制指标得到量化,实现了测试数据的自动采集和双向对称张拉自动控制。 (4) 分析了钢筋骨架绝缘的主要影响要素,创新了轨道板钢筋骨架绝缘检测思路,提出了钢筋骨架的绝缘控制方案,优化了检测方法,将检测点数量减少了42%。 (5成功实现采用PⅡ42.5水泥配制C60高性能混凝土的制备工艺,扩大了高性能混凝土原材料选择范围。   3、推广应用前景 经济的发展,需要高铁网络的配套。根据规划,未来三年国家将投资1.3万亿元建设"四纵四横"的客运专线。CRTSⅠ型板式无砟轨道板因结构截面尺寸小、自重轻、机械化程度高、易于辅装、便于维护、产品通用性好、造价较低等特点势必将广泛应用于未来高铁建设中。 本课题研究为CRTSⅠ型板式无砟轨道更高层次研究奠定了基础。 1、本课题研发的生产线采用的自动化控制系统,在运行过程中由于受现场环境粉尘、蒸汽、湿度等影响,难免出现控制单元信号失灵,造成局部短时停机,需要更加注重提高控制元件对环境的适应性。 2、模具的结构和精度有待进一步提高。因为模具经常处于振动工况,使用一段时间后难免会出现超出允许误差要求的结构变形等问题。 3、轨道板养护工艺参数需要结合实际生产做进一步研究分析,完善养护工艺和措施。 随着生产设备、原材料科学、信号传输系统的不断改进,进一步优化生产工艺,提高施工生产的机械化程度,量化过程质量控制标准。 4、经济和社会效益 经济效益: 直接经济效益: (1)采用自动张拉设备作业效率提高一倍,与手动张拉设备相比能节约劳务费用96.8万元。 (2)原材料吊运成本支出 PO52.5水泥生产厂家相对较少,运输距离较远,采用PⅡ42.5水泥产生的经济效益主要体现在两个方面:1、原材料价格降低;2、生产厂家距离轨道板厂较近,运距较短,运费降低。经核算总计可以节约运费667.5万元, (3)采用新的管控体系能有效加速施工生产进度,提前制造完毕。可节约场地租赁费、人工费、机械设备租赁费约212.9万元。 间接经济效益: 开展本课题研究可提前工期60天,相对整体工程运作,根据节点工期安排,我公司宁安高速铁路项目可提前40天竣工验收,主体工程每天的运作成本为30万元,轨道板生产时间缩短对主体工程施工工期提前产生的间接经济效益为1200万元。 同时,通过本课题研究成果的推广,可有效的避免工装设备配置的过剩或不足的现象;可有效提高生产效率,节约劳务、原材料运输、机械设备租赁和场地租赁费用。CRTSⅠ型板式无砟轨道技术在铁路建设中应用广泛,可从根本上节约无砟轨道系统建设的成本。 社会效益:  无砟轨道技术作为当前世界高铁先进技术的代表,对其施工工艺的研究,对于我国经济的发展具有战略性意义。该成果系统的深入研究了CRTSⅠ轨道板制造及铺设技术,实现了国际先进技术的消化再创新,提出一系列技术改进措施及先进施工管理理念,促进了铁路建设与相关辅助产业的协调性发展,推进了国家提倡的高速铁路标准化、规范化施工的进程。同时,为无砟轨道施工规范的编制与修订提供了参考依据,锻炼和培养了一批技术人员。 二、获奖等级 河北省科学技术三等奖、石家庄市科学技术三等奖 三、主要完成人 刘新福、张涛、孙修德、刘庆华、曹会芹、王华、周永明、雷勇锋、袁俊青、朱克成
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