SK-2型双块式轨枕养护池蒸养施工技术研究

SK-2型双块式轨枕养护池蒸养施工技术研究
发布时间：2021-06-04T15:14:24.737Z 来源：《基层建设》2021年第2期作者：吴海山
[导读] 摘要：本文简要讨论了CRTSⅠ型双块式无砟轨道SK-2型双块式轨枕的蒸汽养护技术，结合重庆綦江轨枕场的实际情况，提出了确保双块式轨枕质量的有效措施，使双块轨枕养护的工艺得到创新，降低了成本，质量也得以保证。

中铁十二局集团第四工程有限公司
摘要：本文简要讨论了CRTSⅠ型双块式无砟轨道SK-2型双块式轨枕的蒸汽养护技术，结合重庆綦江轨枕场的实际情况，提出了确保双块式轨枕质量的有效措施，使双块轨枕养护的工艺得到创新，降低了成本，质量也得以保证。

关键词：双块式轨枕；蒸汽养护；施工工艺
1.工程概况
重庆綦江轨枕场位于重庆市綦江区安稳镇，占地约40亩，承担渝黔铁路太公山隧道、松岗隧道、老周岩隧道、陈家坡隧道、天坪隧道、新凉风垭隧道6座隧道的双块式轨枕预制任务，共计约170000根。

根据施工计划，每天轨枕预制600根。

着眼于高科技制造的特点，有严格的质量要求并且每天都大量交付，再加上渝黔公司的“生产专业化，设备控制的智能自动化和有关控制系统的信息化”这一新要求。

我公司充分利用最新技术进行智能制造和集成。

集成国内最先进的自动化，编程智能和信息生产线，用于双块式轨枕预制。

使质量得到了极大的改善。

为确保双块式轨枕快速增加混凝土的初始强度并防止表面收缩裂缝，同时将轨枕尽快从模具中取出，增加模板周转效率，我公司采用独立分离池式蒸汽养护技术以达到较好的轨枕蒸汽养护效果。

2.技术要求
独立分离池式蒸汽养护分为静置、升温、恒温、降温四个阶段，混凝土浇筑后在5~30℃的环境中静置2~3h后方可升温，升温速度应不大于15℃/h，恒温时轨枕芯部温度应不大于55℃，降温速度应不大于15℃/h，蒸汽结束时，双块式轨枕芯部与表面、表面与环境温差不大于15℃，脱模强度应超过40MPa。

3.蒸养系统的组成。

养护系统由养护池、自动模具码垛机、温控系统及两条模具链式输送机组成。

养护池共设置9个，采用半地下方式，地下3m、地上1m，每个养护池内可存放20套模具，每层两套、共10层。

养护池配温控系统，能自动精准的控制每个养护池内的四个阶段温度和湿度。

单个分离式养护池立面布置见图1。

双块式轨枕蒸汽养护自动控制系统主要由显示控制箱、温湿度探测头、电脑组成。

电脑安装养护控制软件，可以设置各个养护池的温度等，同时按设定的时间间隔记录温度情况。

自动控制系统通过不断地检测养护池内的温度情况，与设定的数值对比后，自动开关由电磁阀控制的蒸汽管道，以保持养护池内温度于设定的数值一致。

4.蒸汽养护工艺参数确定
在9个蒸汽养护池池底设置蒸汽管道，池顶设保温盖子并设水封，在池的上部设置通风装置，四周设置喷淋降温系统，利用双块式轨枕蒸汽养护自动控制系统进行静置、升温、恒温、降温四个阶段温度控制。

在自然环境20℃左右下对养护池内的双块式轨枕及试件进行试验，通过对蒸养时间、恒温时芯部温度、拆模时表面与环境温度、拆模时强度等参数进行调整统计分析，最终确定各阶参数设置为静停
2h、升温3h、恒温2h、恒温温度40±2℃、降温3h、升降温速度15℃/h，已该技术参数实施蒸养过程中升降温速度、恒温芯部温度、拆模温差、拆模强度等均能满足《客运专线铁路双块式无砟轨道双块式混凝土轨枕暂行技术条件》标准要求。

5.蒸汽养护过程
蒸汽养护的目的是创造合适的环境温度以提高轨枕混凝土的强度，智能蒸汽养护分为四个阶段：静置、升温、恒温、降温。

采用全自动控制，包括养护系统的管理功能，每个养护池的进池时间、出池时间等，由控制系统自动管理。

图1 SK-2型双块式轨枕养护池立面布置图
5.1静置阶段
由自动模具码垛机将生产线上已浇筑完成的模具逐一送入养护池，如下图所示，静置使混凝土获得初始强度和初始温度，以抵抗升温阶段对内部混凝土结构的损坏。

静置阶段不能太长或太短，如果静置时间过长，则会增加蒸汽养护周期；如果时间过短，则会影响混凝土的强度。

浇筑混凝土后，在5-30℃下静置2h。

由于夏季高温，当环境温度超过30℃时，需要喷淋以降低池内温度。

在静置阶段完成之后，通过控制系数设置的参数进入升温阶段。

图2 自动模具码垛机进行模具码垛
5.2升温阶段
轨枕的混凝土强度和一般特性主要在加热阶段形成。

决定混凝土质量的因素是蒸汽加热速率、温度和湿度匹配以及模板和蒸汽之间的温差。

试验数据表明，在升温阶段，水化热时混凝土因热膨胀而变形的能力比钢模板高得多，并且在混凝土接触面上很可能会出现裂缝。

加热速率是升温期间的主要工艺参数，加热速率不超过15°C / h，它决定混凝土固化后的永久变形量和强度。

加热速率越高，蒸养周期越短，但对枕木的破坏就越严重。

因此，采用分步加热的方法每10分钟将温度升高约2℃。

5.3恒温阶段
恒定的温度与时间是决定恒定温度下混凝土强度和物理机械性能的主要工艺参数。

恒温期间混凝土的硬化率取决于水泥的类型，水灰比和恒温。

水与水泥的比例越低，恒温越高，固化速率越高，恒温时间越短。

在所供应的蒸汽的湿度不满足条件的情况下，可以使用自动喷淋装置来保持养护池的湿度，从而使混凝土达到标准固化条件并保持强度的恒定增加。

恒温阶段主要由轨枕的核心温度不超过55°C，池内温度45±2℃为控制最佳，轨枕的核心温度由混凝土核心中内置的温度传感器测量。

5.4降温阶段
降温阶段温度控制不足会导致结构损坏，例如混凝土表面的裂缝和松弛。

在降温过程中，混凝土表面的冷却速度过快，收缩迅速，内层的冷却和收缩速度缓慢。

混凝土轨枕中不同的温差会在表面上产生拉应力并导致裂缝。

冷却期间的结构损坏与各种因素有关，例如冷却速度和混凝土强度。

因此，降温阶段需要使用喷淋和通风装置进行降温，并且温度由自动温度感应电磁阀控制。

降温阶段每10分钟将温度降低约2°C，每小时的最大降温幅度不超过15°C。

由于重庆地区的温度相对较高，自然降温效果不明显，因此降温过程需使用自动喷淋和通风来降低养护池内的温度，降温最终温度大约25℃。

5.5脱模
当轨枕的混凝土强度超过40 MPa，且轨枕表面与环境之间的温度差不超过15℃时，技术部门会发出脱模通知并开始脱模操作。

由自动模具码垛机用将模具从养护池取出送入脱模工位前的链式输送机上。

由模具链式输送机将养护好的模具送到空翻吊具起吊工位。

使用测温枪检查轨枕的表面温度，如果温差和强度不在规格范围内，则严禁拆卸模具。

除去模具后，应在双块式轨枕上覆盖土工布洒水养护，并保持温暖和湿润10天。

6.效益分析
通过在重庆綦江轨枕场进行高性能混凝土蒸汽养护技术的研究和试验，一是解决了无预应力双块式轨枕的不开裂和剥落的技术难题，真正意义上实现了蒸汽养护标准；二是缩短了轨枕模具循环占用周期，降低了模具投入成本，并保证了双轨枕的最终质量；三是独立养护池可根据不同的生产量投入不同数量的养护池，从而减少了蒸汽的浪费。

它也为高温下和特殊环境条件下双块式轨枕混凝土的养护过程提供了基础，在国内外轨枕生产技术普遍化的基础上，进行了研究和创新，以确保连接的顺畅和智能化。

在不同的流程中，降低维护成本和投资投入。

7.结语
在中国，双块式轨枕的工厂化生产得到了广泛的推广和应用，蒸汽养护是生产双块式轨枕的必要工艺。

在特殊条件下生产双块式轨枕时，有必要采用科学智能的试验方法确定养护体系的适当参数，并严格执行养护体系，以确保小批量高性能耐久混凝土的养护质量。

同时，脱模后的混凝土养护也是不断提高混凝土强度的关键。

应采取有效措施来控制小体积无应力混凝土的后续固化，以防止由于水分，热应力或体积变化而导致轨枕表面出现裂缝。

参考文献：
[1]欧阳光辉.CRTSI型双块式轨枕地池式蒸汽养护施工方法[J].建筑工程技术与设计，2017，000（010）：2029-2029，2028.
[2]赵永军.双块式混凝土轨枕预制生产线改进技术[J].建筑知识，2017（05）：93-94.
[3]谭富华.双块式轨枕预制施工过程质量控制技术[J].建筑技术开发，2019，v.46；No.413（11）：148-150.
作者简介：吴海山，男，工程师，中铁十二局集团第四工程有限公司，研究方向：隧道、桥梁。