长沙地铁2号线混凝土轨枕工艺工装的研制

收稿日期:20140416;修回日期:20140518

作者简介:刘红桃(1975-),女,高级工程师,1999年毕业于中南大学(原长沙铁道学院)机械设计与制造专业,工学学士,E-mail:taozi1017@。

第58卷 第10期2014年10月

铁道标准设计

RAILWAY STANDARD DESIGN

Vol.58 No.10Oct.2014

文章编号:10042954(2014)10004403

长沙地铁2号线混凝土轨枕工艺工装的研制

刘红桃

(中铁株洲桥梁有限公司,湖南株洲 412005)

摘 要:参考国内地铁混凝土轨枕的预制技术,结合长沙地铁2号线地铁混凝土轨枕的技术要求及多年来轨枕产品的生产工艺,研制长沙地铁2号线地铁混凝土轨枕的工艺工装,重点研究成组联整体模型和生产工艺㊂通过成组联整体模型的成功研制,克服了目前地铁混凝土轨枕生产中存在的功效低㊁成本高的缺陷,为地铁建设提供了有利保证㊂

关键词:地铁；混凝土轨枕；工装；研制

中图分类号:U213 文献标识码:A DOl:10.13238/j.issn.1004-2954.2014.10.011

Deve1opment of Concrete S1eeper Production Mode1

for Changsha Subway Line 2

Liu Hongtao

(China Railway Zhuzhou Bridge Co.Ltd.Zhuzhou 412005,Hunan,China)

Abstract :With reference to domestic techniques for the prefabrication of subway concrete sleepers,and following the technical requirements for the production of concrete sleeper for Changsha Subway Line

2and the years’experiences in this regard,a processing model is developed,focusing on grouped and integrated model and production processes.The success of the model helps overcome such current

problems as low efficiency and high cost,and contributes to subway construction.Key words :Subway;Concrete sleeper;Model;Development

1 研究背景

随着城市轨道交通的发展,对地铁线路基础组件短轨枕的需求日益增多,但目前地铁短轨枕的生产中,普遍存在端部漏浆㊁钢筋骨架定位不准确及端部掉角严重等问题,既影响产品的外观,也不利于地铁线路的铺设。

长沙地铁2号线一期工程范围为望城坡站-光达站,线路全长21.926km,均为地下线。我公司参与了长沙地铁2号线轨枕和岔枕的生产,在借鉴国内现有的地铁轨枕预制模型及工艺基础上,吸取其优点,改进其不足之处,研制出了成组联整体模型。使用成组联整体模型生产效率高㊁生产成本低,最大的优点是由于模型采取整体形式,避免了侧模和端模的频繁安装和

拆卸,生产出的产品外观没有缺陷,非常漂亮。研制出的成组联整体模型已经申请了国家专利(专利号:

201220659488.5)。

2 地铁轨枕的工艺工装研制2.1 地铁轨枕设计简介

长沙地铁短轨枕分为A 型㊁B 型㊁C 型㊁D 型和E 型,由C50混凝土和钢筋组成,预埋塑料套管。A 型枕用量最多,A 型枕结构如图1所示,B㊁C㊁D㊁E 型短轨枕结构与A 型枕一样,仅外形尺寸有变化。每根A 型枕混凝土用量0.0176m 3,质量45kg。地铁轨枕的检验项目及标准见表1,铺设在线路上的地铁轨枕见图2。

2.2 地铁轨枕生产工艺方案研究

目前地铁混凝土轨枕生产中主要使用单块独立模型和成组联组装两种模型。单块独立模型的优点是设备投资费用小,操作简单,产品外观漂亮,缺点是机械化程度低,劳动强度较大;成组联组装模型生产效率较

高,但由于生产过程中端模或侧模的频繁拆卸和组装影响产品外观质量,产品经常出现端部漏浆㊁钢筋骨架定位不准确及端部掉角严重等问题,端模或侧模的频繁拆卸和组装同时在很大程度上影响了生产效率。我公司根据现有的设备条件和短轨枕的市场需求量,设计如下2套工艺方案

。

图1 A 型枕结构(单位:mm)表1 地铁轨枕检验项目及标准

(长沙地铁2号线一期工程一般短轨枕供货技术条件)

序号检验项技术要求/mm

检验类别

1长度±5C 2宽度±5C 3高度

±5B 4套管中心距离±1

B 5套管下沉≤1B 6套管歪斜≤1

B 7承轨面不平度

±1B 8承轨台表面缺陷

长度≯15,深度≯5

B 9

其他部位表面缺陷

长度≯30,深度≯10

C

10钢筋外露(除锚固钢筋)

不允许A 11肉眼可见裂纹

不允许A 12标记

A 图2 铺设在线路上的地铁轨枕

方案一:采用单块模型结构

采用单块模型,全人工手工作业,混凝土通过下料斗落入模型,或由人工将混凝土铲入模型,振动采用插入式振动棒或将模型放置振动台上振动,振动密实并

抹面后,将模型依次码放后吊入养护池进行蒸汽养护。因为模型体积较小㊁质量轻,模型的垂直运输和翻模㊁拆模工序均可由2个人完成。

该方案投入费用较低,仅需新制模型,且模型结构简单。缺点是机械化程度不高,工人劳动强度较大,生产效率低。

方案二:采用成组联整体模型结构

以A 型短轨枕为例,A 型枕尺寸为460mm ×

270mm,采用2×12联的方式,则模型外形尺寸可设计为6000mm×610mm,生产工艺可采用机组流水法,脱模不采用翻模机,可利用桥式起重机起吊模型翻转后将轨枕脱出。

通过对单块模型结构和成组联整体模型结构的经济效益及产品质量的对比分析,决定采用成组联整体模型结构形式。

2.3 成组联整体模型的结构设计

根据地铁轨枕的结构特点,总结出地铁轨枕模型的设计重点主要如下:实现机组流水法工艺即保证生产效率;保证产品外观质量;保证套管在产品中的安装精度等关键尺寸的合格率。我公司根据以上3点要求,在多次试制的基础上,研制出了成组联整体模型,即保证了产品的外观,又大大提高了生产效率。下面重点介绍A 型轨枕成组联整体模型的结构。A 型轨枕成组联整体模型总体结构示意见图3㊁图4㊁图5,其结构主要包括钢模壳体1㊁槽钢制成的主梁2和端梁

3,钢筋定位钩4,脱模支撑组合5㊁吊钩筋板6㊁主梁加强板7㊁预埋套管定位套8㊁纵板9及支撑角钢10。为保证生产效率和产品质量,每套A 型轨枕钢模壳体共有24个,钢模壳体结构示意见图6,均为整体冲压成型件,且钢模壳体的端部形成圆弧倒角,钢模壳体的侧面带一定脱模斜度;将单个钢模壳体面板间隔焊接在已经成型的㊁含有2根主梁2和2根端梁3的槽钢骨架上,便构成了2×12双联整体槽形结构。同排模板在每个隔断处采用不共用端模的形式,两块端模钢板之间均要将侧模与端模之间以及端模与端模之间以焊接方式连接固定。每个钢模壳体底板上设有两个预埋套管定位套8,并与安装预埋套管用道钉连接,以使预埋套管定位精确,预埋套管定位套结构示意见图7;主梁2上设有钢筋定位钩4㊁吊钩筋板6和主梁加强板7,钢筋定位钩结构示意见图8,主梁加强板7固定在主梁2上以增强其刚性,吊钩筋板6也固定在主梁2上以便模型起吊时挂钩,每个钢模壳体分别与3个钢筋定位钩4相对应,以利钢筋骨架准确定位;脱模支撑组合5固定在主梁2和端梁3上,以便轨枕脱模时起到缓冲作用并提高蒸汽养护的效果,且主梁2和端5

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