大西客运专线混凝土预制构件工厂化生产技术.pdf

其 他 大西客运专线混凝土预制构件工厂化生产技术 黄友 浩 ( 中铁十二局集 团有 限公 司大西铁路客运专线工程指挥部 ，山西临汾0 4 1 0 0 0 ) 摘要 ： 按照 大西铁路客运专线有限责任公 司对预制构件全 面 实行 工厂 化生产要 求 ， 结合临汾构件 厂预制 构件生 产线的设计应用情况 ， 详细介绍 了构件 预制工厂化的生产特 点以及 生产线的设计 和主要施 工工 艺， 以供 同类工程 借鉴和参考。 关键词 ： 大西客运专线 ；混凝土 ；预制构件 ；工厂化 中图分类号 ： U 2 3 8 ； U 2 1 4 1 8 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 4 2 9 5 4 ( 2 0 1 1 ) S 一0 1 5 6 0 3 Fa c t o r y Pr o d uc t i o n Te c hn o l o g y o f Co n c r e t e Pr e f a b r i c a t e d Co mp o ne n t s o n Da t o n g-Xi a n PDL Hu a n g Yo u h a o ( Da Xi P DL P r o j e c t He a d q u a t e r s ，C h i n a 1 2 t h E n g i n e e r i n g B u r e a u Gr o u p C o ，L t d ，L i n f e n 0 4 1 0 0 0) Ab s t r ac t ：Ac c o r d i n g t o t h e r e q u i r e me n t s t o i mp l e me n t t h e pr e f a b r i c a t e d c o mp o n e n t s f a c t o r y pr o d u c t i o n s e t b y Da t o ngXi a n P DL Co ， L t d， c o n s i d e r i ng t he de s i g n a n d a p p l i c a t i o n o f t h e Li n f e n f a c t o y S c o mp o n e n t p r o d u c t i o n l i n e，t h e p a p e r i n t r o d u c e s t h e f a c t o r y p r o d u c t i o n c ha r a c t e r i s t i c s a n d t h e d e s i g n o f t h e p r o d u c t i o n l i n e a n d ma i n c o n s t r u c t i o n p r o c e s s o f t h e f a c t o r y ， f o r s i m i l a r p r o j e c t s r e f e r e n c e Ke y wor ds ：Da t o n g Xi a n PDL；Co n c r e t e；P r e f a b r i c a t e d c o mp o n e n t s ；F a c t o r y p r o d u c t i o n 小 型 混 凝 土 构 件 可 分 为 活 性 粉 末 混 凝 土 材 料 ( “ R P C ” ) 的盖板 和无 机 复 合 型 ( “ 水 泥 基 ” ) 材 料 的 遮 板 、 桥 梁栏 杆 、 电 缆槽 、 路 基 防护 栅 栏 等。过 去， 除 “ R P C ” 材料的构件有一些工厂化生产经验外， 其他小型 混凝土预制构件大多采用在一块空场地上进行 “ 作坊” 式生产 ， 其 生产 的形 式 和作 业 标 准远 达 不 到 工 厂化 生 产、 机械化作业 、 专业化施工、 信息化管理的标准化要 求。按照大西铁路客运专线公司的决策 ， 大西全线全部 构件采取工 厂化 生产 。由十二 局 一公 司组 建 的临 汾构 件 预制场按照 高速 铁路 标准 化管 理要 求 ， 积极 探 索 ， 建 设 了预制件厂 房 ， 设计 应 用 了一套 新颖 、 完 整 的预制 构 件工厂化生产线 ， 取得了好的生产效率和经济效益。 1 构件 厂整体 规划 根据承担的生产任务和工期要求 ， 构件厂设计满 足生产盖板3 0 0 0块 d 、 遮板 8 0 0块 d及 预制相应数 量的其他构件要求。 厂内利用既有 2间钢结构厂房做生产车间因地制 宜规划布置 ， 每间厂房面积 7 8 m 1 8 m， 一间作为遮板 生产车间， 布置遮板生产线 ； 一间作盖板生产 车间 ， 布 收稿 日期 ： 2 0 1 1 1 03 1 作者简介 ： 黄友浩 ( 1 9 7 8 一 ) ， 男 ， 工 程师 ， 2 0 0 2年毕 业于 湖北农 学 院建 筑工程专业 ， 工学学士 。 置 R P C盖 板生 产 线 ， 兼做 其 他 预 制 件 的 生 产 车 间 ； 每 间厂房端头设 1套专业拌和站。另设钢筋加工车间、 模具清洗整备车间和蒸养房。2条主要生产线由混凝 土运 输 、 布 料 、 振 动成 型 、 静 停 、 脱 模 等 区组 成 ， 按 功 能 分区， 流水作业 ， 互不干扰。 2 生产 线 的组成 与设计 2 1 生产 线 布置 遮板 生产线 设置 1条混 凝 土供 应 线 ， 2条 布 料 线 ， 3个振 动 台。遮板 生 产线 平 面 布置 见 图 1 。混凝 土 生 产选 用 J S 1 0 0 0拌 和 站 ， 混凝 土运 输 线 由支 撑 结构 、 走 行 系统 、 接 料斗 、 控制 系统组 成 ； 布料机 由支撑 结构 、 走 行系统、 分料斗 、 螺旋分料机 、 控制系统组成 ； 振捣成型 系统由底座、 支撑弹簧、 顶升气囊 、 振动电机 、 支撑托架 等组 成 。养 护 区 由养 护房 间 、 活 动 棚顶 、 蒸 汽 管 道 、 散 热片、 温控系统组成。模具组装回送区由输送轨道 、 输 送小车及托盘等组成。每个功能 区都采用机械作业 ， 电气控制 ， 工厂化程度高。 “ R P C ” 盖板生 产 线 设 置 1条混 凝 土供 应 线 ， 1条 传送带 ， 传送带两侧布置 8个振动台。 2 2 自主设 计 的遮板 生产线设 备 2 2 1 混凝 土接 料车 由支撑结构、 走行 系统 、 接料斗、 控制 系统组成。 1 5 6 铁道标准设计R A I LW AY S T A N D A R D DE S I G N 2 0 1 1 ( ) 黄友 浩一大 西客 运专 线混凝土预制构件工厂化生产技术 其 他 图 1 遮 板生产线平面布置 ( 单位 ： mm) 支撑 系统 采用 h = 3 0 0 m m 的 H型 钢 作立 柱 ， 立 柱 间距 6 m、 横 梁 也 采 用 h=3 0 0 m m 的 H 型 钢 ， 上 铺 设 1 2 k g m 的走行钢 轨 。走行 系统 由 2台 0 5 k W 驱 动 电机 和 4 , 1 5 o mm的 4个轮子组成 。接料仓上 口： 长X 宽 = 1 6 0 0 mm 1 1 0 0 m m， 下 口： 长 宽 =1 6 0 0 mmx 6 0 0 m m， 高1 0 0 0 m m， 接料仓容量 1 2 m 。电气控制接料车的 走 行 、 卸料 。混 凝 土接料 车见 图 2 。 图 2 混 凝 土 接 料 车 示 惹 2 2 2 布 料机 由支撑结构 、 走行系统、 分料斗、 螺旋分料机 、 控制 系统组成。支撑框架用 1 4型钢对焊而成 ， 支撑结构 长2 5 0 0 m m， 宽2 3 0 0 mm， 高2 5 0 0 m m。布料机 的走行 由2个0 5 k W电机驱 动铁轮在钢轨上移 动。分料 斗 采 用 6 m m 钢板 焊接 而 成 ， 四周 用 1 4型 钢 焊 接加 肋 ， 长2 5 0 0 m m， 宽 8 0 0 mm。顺长度方向平均布置 4个分 料 口， 每个分料 口采用 1台3 k W 的螺旋分料机匀速供 料。布料机 的走行 、 螺旋机的布料采用远程 电气控制 或设备上的控制键控制。 2 2 3可 调式 倾斜 振动 台 此设备的设计制作和生产厂家共同研制 。可调节 式倾斜振动台由底座、 支撑弹簧、 顶升气囊 、 振动 电机 、 支 撑托 架等 组成 。底 座 四边 采用 1 0 0型钢 对 焊 而成 ， 底座四角上安装支撑螺旋弹簧 4个 ， 每个支撑弹簧可 承受 0 3 M P a压力。倾斜边安装顶升气囊 2个 ， 顶升 最 大高 度 1 5 0 m m， 可 承 受 0 6 M P a压 力 ， 气 囊 顶 升 时 支撑托架绕一侧的 2个弹簧柱连成轴线旋转。振动采 用 1 k W 偏心式振动 电机实现 ， 振动幅度和频 率通过 变频器 自由调节。布料车及振动台见图 3 。 3 施 工 工艺 3 1 总体施 工方 案 模具和钢筋骨架在组装区域组装完成后， 用运模小 铁道 标准设计R AI LW AY S T A ND A RD DE S I G N 2 0 1 j ( S ) 布料料仓 图 3布 料 车 及 振 动 台 车运送至浇筑区， 模具通过桁吊吊装至振动台位。混凝 土 的输送通过 轨道 接料 车纵 向运 行 至拌 和站 出料 口接 料 ， 再运行至横向布料车交汇的上方放料 ， 接料后布料 车运行到各个振动台位布料， 预制构件在振动平台附着 式振 动器作用 下振 动成 型 。成 型 的构 件采 用桁 吊提 吊 到养护房养护 ， 达到拆模强度后提出养护房脱模， 脱模 后的预制件装于运输车上运输到存储 区码放存储。 3 2 工艺 流程 遮 板构件 预制 工艺 流程 见 图 4 。 3 3 施工 方法 3 3 一 钢筋 制作 、 焊接 进场的钢筋原材料经检验合格后 ， 存储 于原材料 存放 区。采用数控 自动弯箍机加工 ， 在数控显示器上 设置钢筋弯 曲的角度 、 长度数据， 数控弯 曲机 自动调 直 、 弯曲、 剪切成型。成型的半成品钢筋存放时分类堆 码 ， 挂好标识牌。 3 3 2 模具 组装 遮板模 具 均采用 A B S工程 塑料模 ， 模 具质量 轻 ， 拆 装快捷 。使用后 的模 具用 盐 酸浸 泡 ， 清水 清洗 ， 除掉 模 具表面的混凝土渣， 用软毛刷和抹布清理， 切不可用硬 工具划伤模具表面， 保证模具的光洁和使用时无水渍。 模具组装时， 先将清洗干净的空模具放置在送模小 车的托盘上 ， 安装焊接成型的钢筋笼， 再安装上盖板、 堵 头， 每个托盘安装4个模具， 安装完后送模小车运送至混 凝土浇筑区。模具四周螺丝全部上紧、 密封， 防止漏浆。 3 3 3混 凝 土浇筑 混凝土浇筑分接料、 布料、 振动成型 3个步骤。 1 5 7 其 他 黄友浩一大西客运专线混凝土预制构件工厂化生产技术 喷涂脱模剂 H 模具组装 H 托盘吊装至小车 钢筋制作和焊接 混凝土制备 二二= = 二 试件制作 二二二 试件养护 强度 5 0 Ri a l t 强度 5 0 设计 堕 堡 rl 堑 墨： 堡 墨 里 ! ! 一 产品检验 I I 一 存放存储区 J ! ! 一 自 然养护 l 成品出场 图 4遮板构 件预 制工艺流 程 ( 1 ) 混 凝土 接料 混凝 土接料 车 由电动 机 驱 动 ， 在架 空 的轨 道 上纵 向走行至搅拌机出料 口接料 ， 接料后再运行至横 向布 料 车交 汇处 的正上 方放 料 ， 启 动接 料车上 的气 动 阀门 ， 混凝土下料至布料车。接料车、 布料车的走行 ， 阀门的 开 启均 在控制 柜 上完成 。 ( 2 ) 混凝 土布料 装 料 的布料 车走 行 到对 应 的振 动 台上 布 料 ， 开 启 布料车的气动阀门， 启动布料车上的 4个螺旋分料机 ， 混凝土均匀分布到每个振动 台上的 4个模具 内， 分料 器可单独布料也可同时布料 ， 各步骤 的操作均采用电 气控制 。 ( 3 ) 混凝 土振 动成 型 遮 板模 具 四周全部 封 闭 ， 气泡 排除较 困难 ， 振动 台 设计时采用可调节式倾斜振 动台， 通过气囊调节模具 的倾斜 、 水 平度 ， 实行斜 振 、 平振 自由调 节 ； 通 过变频 实 现高频 、 低频 振动 交替进 行 。 振动 台上放 置 1个 活动 托 盘 ， 由 4个 锥形 销 钉 限 位 ， 每个托盘内可同时放置 4个遮板模具， 完成一次性 4块 同时浇筑。混凝土进入模具后 ， 调节顶 升气囊先 斜向振动约 2 mi n 、 再水平振动约 2 m i n ， 每次振动分强 弱 2个等级进行 。 3 3 4混凝 土养 生 完成浇筑的构件通过桁吊连同托盘一起吊装至拖 架上， 每个拖架 同时放置 2个托盘， 再 由2号桁吊将拖 架放入蒸养房 内。每间蒸养房可存放托架 4列、 高度 4层 ， 共 1 2 8块 。 单个蒸养房放满静停 4 h后， 进行保湿干热养护， 1 5 8 “ 水泥基“ 产品养护温度为 4 0 5， ” R P C” 产品养 护 温度为 8 0 5 ， 恒 温养 护时 间一 般 为 1 51 6 h 。 养护过程分为升温、 恒温 、 降温 3 个阶段 ， 升 、 降温速度 均 不大 于 1 5 c = h 。养护各 阶段 的温度 、 时 间控制 通过 1套全 自动 温控 系统 对 所 有 蒸 养 房 进行 温 度 调 控 ， 电 脑 控制 温 度 误 差不 大 于 I ， 每 0 5 h 自动 录入 温 度 记 录 ， 生 成 温度记 录表 和温度 曲线可 随机调 用 、 备 查 。 进入存储 区后的构件还需洒水 自然养护 7 d ， 冬季 施 工期 间不 得进行 洒水 养护 。 3 3 5混凝 土拆模 结束 养 生 ， 由桁 吊将 拖架 从 蒸 养 房 吊至 拆 模 区进 行 拆模 。遮 板拆模 时 先将 所 有 模 具螺 丝 拆 除 、 并拆 除 上盖 ， 再 用桁 吊一 次性提 吊 4块 遮板 ， 用橡 胶锤 敲击模 具振动脱模 ， 切忌用硬物对模具进行敲打。拆除后 的 模具立即送人盐酸池浸泡、 清洗， 备下次使用。 3 3 6成 品存放 和保 护 脱 模后 的构件 通 过平 板 车 运 至存 储 区 ， 按 不 同类 别产品存放要求用叉车运至存放区存放 ， 并分类标识。 4构件 工厂化 生产 特点 ( 1 ) 闭合式 的工厂化管理 ， 彻底颠覆了传统的生 产模 式 。 ( 2 )全 部实 现机 械化 ， 部 分实 现 自动化 ， 人 工 劳动 强度较小 ， 生产效率高。 ( 3 ) 遮板 生 产 采 用 倾 斜 振 动 台 ， 振 动 时 间 和 振 幅 可调节 ， 有效保证 了混凝土振捣质量 ， 产 品的外观质 量好 。 ( 4 ) 养生采用 自动温控系统， 可准确的控制养护 温度、 时间。操作、 控制、 记录全部 自动化。 ( 5 ) 模具运输、 回送形成闭合循环线路 ， 使拆模 区 同浇筑 区有 效连 接 。 ( 6 )自动弯 曲机 加工 的半 成 品钢筋 精度 高 、 速 度 快 。 5 结 语 大西 铁路 客运专 线首 次推行 高速 铁路 的预制 构件 工厂化生产 ， 各标段的工厂在规划、 生产设备研发等方 面均有 所创 新 ， 工 厂化生 产技 术得 以成功应 用 ， 以我 厂 为例 ， 充分证明作业人员劳动强度低 ， 劳动效率高 ， 减 少用工成本 ， 提高生产产量 ， 经济效益显著 ， 为 以后类 似工程的施工生产提供了很好 的参考。 参考 文献 ： 1 科技基 2 0 0 8 1 0 2号 客运专线桥梁用无机复合 型混凝 土电缆槽 盖板和人行道步行板暂行技术条件 S 2 科技基 2 0 0 6 1 2 9号 客运专线活性粉末混凝 土( R P C) 材料人行 道挡板 、 盖板暂行技术条件 S 铁道标准设计R A I L W AY S T A ND A RD D E S I G N 2 0 1 1 ( s) 一一一一一一一一 一一一一