客運專線CRTS-Ⅰ型軌道板制造及鋪設技術
  時間:2013-04-10  點擊量:   
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一、科技成果簡介 1、關鍵技術 (1)建廠規劃及生產線設計技術 軌道板制板廠設計生產能力依據實際的軌道板需求量來計算確定,同時要考慮場地可利用條件。根據江寧板廠鐵路生產任務和總工期的要求,板廠的月供板能力為2700塊,按照每月25個工作日計,日供板能力至少108塊2700塊/25天)。通過對CRTSⅠ型軌道板廠進行詳盡規劃,合理布置生產線,改進制造工藝流程,優化工裝設備配備數量、使用方法,提高有效利用率,從而建立板廠工裝設備配套模型,確定幾種不同布局方式下工裝、設備配備的最佳數量和最佳經濟效果。盡量避免各施工工序間的相互干擾,使各生產工序間的物流組織順暢,提高生產效能。 (2)制造技術工藝流程 CRTSⅠ型軌道板的生產工藝流程:鋼筋骨架制安→安裝調試模型→入模后鋼筋絕緣測試→混凝土灌筑→蒸汽養護16小時→脫模→預應力張拉→封錨→軌道板檢驗→水養7天→成品板檢測→存放→出廠檢驗→出廠。CRTSⅠ型板制造工藝流程圖如圖1.3.2 -1。 (3)鋼筋骨架絕緣檢測技術 鋼筋骨架絕緣電阻的大小直接決定了軌道板絕緣性能的優劣,混凝土灌注前鋼筋骨架絕緣電阻需逐塊檢測和調整,要從原材料、結構設計和施工過程三個方面對鋼筋骨架絕緣技術進行研究,提出切實可靠的防控措施。研究尋找新的檢測方法,優化檢驗過程,提高檢驗效率。 (4)高性能混凝土開裂機理研究及防控技術 開裂是影響軌道板耐久性的主要因素。經過研究分析軌道板開裂誘因、開裂機理,分別從模具改進、混凝土性能控制、增加養護措施等幾個方面入手,提高混凝土的耐久性。 (5)高性能混凝土施工技術 軌道板混凝土配合比設計、灌筑是整個制造技術的重點。配合比設計要滿足一天內一套模具實現一次周轉的目的,即混凝土必須具備16h左右達到脫膜強度的效果且對后期軌道板品質不造成影響;其次,擴大混凝土原材料來源,嘗試采用海螺PⅡ42.5水泥替代PO52.5水泥,滿足CRTSⅠ型軌道板對混凝土膠凝材料摻量、拌合物和混凝土性能的要求。 (6)軌道板張拉關鍵技術 研究張拉過程各個環節對張拉效果的影響因素,探索采用整體張拉設備克服這些不利影響,實現整體同步張拉,使各預應力鋼棒受力均勻,避免雙向張拉時出現偏張,設備張拉過程中張拉力和伸長量處于實時監控狀態,并自動記錄和處理數據。 (7)軌道板鋪設技術 CRTSI型板式無砟軌道鋪設技術的核心是軌道板精調和CA砂漿灌注。軌道板精調測量通過建立嚴密的測量控制體系,實現設計、制板、鋪板各環節的無縫信息聯接,采用專用軌道板精調測量系統,對軌道板進行精確定位,實現軌道板快速精確調整,滿足了軌道線路平順性的要求。 CA砂漿即水泥乳化瀝青砂漿,是填充于底座板/支承層與軌道板之間的結構層,主要起充填、支撐、承力和傳力作用,并可對軌道提供一定的彈韌性,是軌道結構中的重要結構層。國內沒有成熟的施工經驗,必須基于國內材料、設備和工程特點,解決水泥乳化瀝青砂漿配方、攪拌工藝及適應我國長橋梁砂漿灌注等問題。 2、創新點 (1) 建立了CRTS-I型軌道板建廠工裝配套規劃流程和主要設備參數的計算模型,提出了高效生產線組建模式和設備選用原則,建設了高效生產線,提高了設備利用率和生產效能。 (2) 自主研發了軌道板鋼筋骨架焊接胎具、錨穴成孔器助拉拆除工具和預埋套管垂直度檢測工裝等CRTS-I型軌道板的生產機具,并申報了3項實用新型專利。 (3) 優化了雙向張拉自動控制系統的設計,合理調整了張拉傳感器位置,使張拉過程控制指標得到量化,實現了測試數據的自動采集和雙向對稱張拉自動控制。 (4) 分析了鋼筋骨架絕緣的主要影響要素,創新了軌道板鋼筋骨架絕緣檢測思路,提出了鋼筋骨架的絕緣控制方案,優化了檢測方法,將檢測點數量減少了42%。 (5成功實現采用PⅡ42.5水泥配制C60高性能混凝土的制備工藝,擴大了高性能混凝土原材料選擇范圍。   3、推廣應用前景 經濟的發展,需要高鐵網絡的配套。根據規劃,未來三年國家將投資1.3萬億元建設"四縱四橫"的客運專線。CRTSⅠ型板式無砟軌道板因結構截面尺寸小、自重輕、機械化程度高、易于輔裝、便于維護、產品通用性好、造價較低等特點勢必將廣泛應用于未來高鐵建設中。 本課題研究為CRTSⅠ型板式無砟軌道更高層次研究奠定了基礎。 1、本課題研發的生產線采用的自動化控制系統,在運行過程中由于受現場環境粉塵、蒸汽、濕度等影響,難免出現控制單元信號失靈,造成局部短時停機,需要更加注重提高控制元件對環境的適應性。 2、模具的結構和精度有待進一步提高。因為模具經常處于振動工況,使用一段時間后難免會出現超出允許誤差要求的結構變形等問題。 3、軌道板養護工藝參數需要結合實際生產做進一步研究分析,完善養護工藝和措施。 隨著生產設備、原材料科學、信號傳輸系統的不斷改進,進一步優化生產工藝,提高施工生產的機械化程度,量化過程質量控制標準。 4、經濟和社會效益 經濟效益: 直接經濟效益: (1)采用自動張拉設備作業效率提高一倍,與手動張拉設備相比能節約勞務費用96.8萬元。 (2)原材料吊運成本支出 PO52.5水泥生產廠家相對較少,運輸距離較遠,采用PⅡ42.5水泥產生的經濟效益主要體現在兩個方面:1、原材料價格降低;2、生產廠家距離軌道板廠較近,運距較短,運費降低。經核算總計可以節約運費667.5萬元, (3)采用新的管控體系能有效加速施工生產進度,提前制造完畢。可節約場地租賃費、人工費、機械設備租賃費約212.9萬元。 間接經濟效益: 開展本課題研究可提前工期60天,相對整體工程運作,根據節點工期安排,我公司寧安高速鐵路項目可提前40天竣工驗收,主體工程每天的運作成本為30萬元,軌道板生產時間縮短對主體工程施工工期提前產生的間接經濟效益為1200萬元。 同時,通過本課題研究成果的推廣,可有效的避免工裝設備配置的過剩或不足的現象;可有效提高生產效率,節約勞務、原材料運輸、機械設備租賃和場地租賃費用。CRTSⅠ型板式無砟軌道技術在鐵路建設中應用廣泛,可從根本上節約無砟軌道系統建設的成本。 社會效益:  無砟軌道技術作為當前世界高鐵先進技術的代表,對其施工工藝的研究,對于我國經濟的發展具有戰略性意義。該成果系統的深入研究了CRTSⅠ軌道板制造及鋪設技術,實現了國際先進技術的消化再創新,提出一系列技術改進措施及先進施工管理理念,促進了鐵路建設與相關輔助產業的協調性發展,推進了國家提倡的高速鐵路標準化、規范化施工的進程。同時,為無砟軌道施工規范的編制與修訂提供了參考依據,鍛煉和培養了一批技術人員。 二、獲獎等級 河北省科學技術三等獎、石家莊市科學技術三等獎 三、主要完成人 劉新福、張濤、孫修德、劉慶華、曹會芹、王華、周永明、雷勇鋒、袁俊青、朱克成
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