预应力混凝土枕的制造与管理.pdf

第 4 1 卷第 9期 Vo 1 41 No 9 铁 道 技 术 监 督 R AI L WA Y Q UAI 1 I Y C ON l RO L 研究与交流 STUI ) Y AN l 】COM MUNI CA F I ( ) NS 预应力混凝土枕的制造与管理 亢栓 宝 ，刘超 (中铁丰桥桥梁有限公司，北京 1 0 0 0 7 0) 摘要：根据机组流水法生产预应力混凝土枕的特点，在工厂生产预应力混凝土枕过程中，采用科学的 工艺流程，配备相应的工艺装备 ， 提高生产的自 动化程度，同时采取相应的控制手段，针对制造过程相应的 要点进行控制， 保证产品质量 ，提高生产效率 ， 降低制造成本。 关键词 ：预应力混凝土；混凝土枕；制造工艺；工艺装备；质量管理 中图分类号 ：U 2 1 3 3 4 文献标识码 ：B 文章编号 ：1 0 0 6 9 1 7 8( 2 0 1 3 )0 9 0 0 3 9 0 4 0 引言 随着我国铁路运输逐步实现重载、高速和客货 分流 ，从铁路建设和养护上对预应力混凝土枕的要 求 日益提高。预应力混凝土枕的生产厂家 ，必须提 高生产 自动化程度 ，严格执行制造工艺 ，加强生产 管理，提高生产效率， 在保证产品质量的同时降低 制造成本 ，从而适应铁路建设 的需要 。 1 预应 力混凝土枕 的制造 介绍 1 1 工艺特点 预应力混凝土枕工艺采用机组流水法，长模生 产。钢模采用 2 x 5的组合形式，壳体用钢板冲压 收稿 日期 ：2 0 1 3 一 O 1 1 0 作者简介 ：亢栓宝 ，工程师 ；刘 超 ，工程师 而成 ，模具拼焊成型。运用 自动控温蒸汽养护 ，张 拉 、搅拌和养护实现了 自动化。此工艺适用于机组 流水法生产的新 型轨枕、a 型轨枕、新桥及 各种型号的岔枕。 1 2 生产工序 预应力混凝土枕采用工厂化预制生产，工序包 括 ：钢筋人模 、张拉、安装配件、灌造 、振动、卸 配件 、清边、人池 、蒸汽养护、放张 、脱模 、码垛 和成 品检验出库。 1 3 设施配置 预应力混凝土枕 的制枕场配备了年产能力 3 0 万根轨枕的生产设备、工装及试验检验设备，2 台 1 0 t 桥式起重机 ，用于钢模 出池和入池 ，1 0 0套 2 5或 2 x 4轨枕钢模进行生产周转。采用池式蒸汽养 护，配备了 7 个养护池，每池装 2 4 套钢模。枕场 以数据库查询为例，目 前支持登样序号查询和 登样时间查询这 2种数据查询方式 。登样序号查询 是通过电脑键盘输人或条码枪扫码输入完成 ，其中 后者较为方便 ，使用条码枪对准样 品上 的条码标签 完成扫描，通过无线传输，扫描信息被传输到查询 电脑中，经电脑连接登样数据库，实现查询操作。 登样时间查询是在限定登样 日期范 围的条件下 ，查 询数据库中有关信息。 软件支持数据导出操作，实验室可以进行月 度、季度和年度等统计查询工作。 5结 语 型实验室而设计 ，系统本身尚有很多功能有待开 发 ，如组别检验报告业务量统计、检验费用管理及 多报表交叉引用和生成等 ，增加这些功能后 ，系统 实用性将得到进一步拓展 。 参考文献 1 中国合格评定国家认可委员会 I S O I E C 1 7 0 2 5 ：2 0 0 5 检测和校 准实验室能力认可准则 s 2 0 0 6 2 曹丽娜 ，钱军浩 从传统条形码看物联 网时代的电子标 签 ( R F I D ) J 广东印刷 ， 2 0 1 2( 2 ) ： 4 8 4 9 3 大连雅奇理想科技有限公司 雅奇 8 8 0 说明书 R 2 0 1 2 4 张俊玲，王秀英 数据库原理与应用 M 北京：清华大学出版 社 。2 0 1 0 基于条形码技术的样品登记管理系统是专为小 ( 编辑李树坤) 2 0 1 3年 9门 ( 总第 3 2 3 期 ) 3 9 研究与交流 预应力混凝 枕 的制造 丁 管 内设 1台 4 t 快装蒸汽锅炉 ，满足轨枕养护用汽需 要。生产流程中的搅拌、张拉和养护等关键工序所 用的设备 ，搅拌站 、养护池温度控制系统和预应力 张拉系统都采用自动控制系统。 2 预应 力混 凝土 枕 的生产 工艺 流程 及操 作 要点 2 1 工艺流程 预应力混凝土枕的生产工艺流程如图 1 所示。 原 材 料 入 厂 原 材 料 复 验 饕 H 安装 艋筋 螺旋 加压 振动 配件 注 ：4个带 的工序为关键质量控制点 图 1 预应力混凝土枕的生产工艺流程 2 2 操作要点 2 2 1 预应力钢丝的制备 预应力钢丝的制备采用钢丝调直切断机进行下 料，致使钢丝顺直，并保证每组 1 0 根钢丝长度相 对误差不大于 2 mm，钢丝穿板成束后 ，按顺 序排 列整齐。钢丝镦头直径不得小于 1 5 倍钢丝直径， 镦头高度不应小于钢丝直径。入模时挂板、隔板均 要放在合理位置，不得出现钢丝错位、斜搭和别轴 现象，以保证预应力钢丝张拉时受力均匀。 2 2 2 施加预应力 预应力混凝土枕张拉程序如图2 所示。 测量上保护层 持荷 1 m i n o _ 0 k N ， 张拉至总张拉力值+ 锁紧螺母 叼 测量活塞位移 测量活塞位移 图 2 预应力混凝土枕张拉 程序 40 采用 自动张拉机进行预应力钢丝张拉 ，张拉力 由压力传感器控制 ，计量精度为 1 ，并可进行 自动 记录，随时监控施工质量。张拉时，采用张拉力和 伸长值双控制。当仪表读数达到9 0 k N时，用专用 的钢丝位置量尺测量轨枕上保护层尺寸和千斤顶活 塞的位移 ，待钢丝调整到位张拉到总张拉力时，测 量千斤顶活塞的伸长值，要求实际测得的伸长值与 理论计算所得的伸长值偏差不大于 5 。持荷 l m i n 后锁紧螺母 ，然后张拉系统 回油 ，张毕。张拉杆 、 螺母和端梁问不得加垫任何物体。张拉控制系统和 传感器均每年校验 1 次。 2 2 3 混凝土工艺 2 2 3 1 混凝土的制备 混 凝 土 的制 备采 用 H Z S 1 2 0混 凝 土搅 拌站 ， 整个 系统实 现计算机 自动控制 。配料允许 的偏差 为 ：水 、水泥 和减水剂 l ，砂 、石 2 。搅拌 时间不低于 6 0 S ，并要求混凝土增实因数 J c介 于 2 2 0 2 4 0 mm。 2 2 3 2 混凝土的灌注成型 采用定量下灰车将混凝土均匀地灌注入模 ( 根 据轨枕型号选择每模 1 0 根或 8 根轨枕的混凝土用 量 )的方式实现混凝土的灌注成型。混凝土成型包 含 2个步骤 ：第 1 步在第 1 振动台进行 ，采用 “ 先 平后振 、及时平灰 ”的操作方法 ，即先将模型槽中 混凝土摊平 ，不产生凸谷 ，再进行振动 ，以保证模 型槽内混凝土振动时间一致，使其密实，并进行第 1 次振动 ，振动时问不少于 2 m i n ，直到表面泛浆 为止；第 2 步将模型用辊道送人第 2 振动台，混凝 土表 面盖上压花盖板进行振动 ，振 动时间不少于 1 mi n ，以保证混凝土排气 、密实及压花成型。 2 2 - 3 3 混凝土的养护 轨枕采用蒸汽养护 ，养护制度为 ：静停时间不 少于 2 h ， 升温 速度 不大 于 1 5 l ，恒 温温 度 为 ( 5 8 2 )c C，降温速度不大于 l 5 h ，出池前 的轨 枕表面与环境温差不大于 1 5，总养护时间不小 于 1 6 h 。轨枕养护温度控制采用计算机控制系统， 应保持较高控制精度并及时记录温度曲线。降温过 程为冷水喷淋， 通过排风装置来实现。 2 2 4 脱模 当同池 养 护 的混凝 土 试 件抗 压 强 度 不小 于 4 5 MP a ，且轨枕表 面温度与环境温度之差 的绝对 值小于 l 5时，便可进行脱模。脱模时使用放张 机 ( 液压扳手 )自动缓慢放松张拉锁紧螺母 ，放张 池T 11 养 护 一清 边 一 一 一 搅拌+ 一 丝入 一 钢组模一 f _ j 一 铁道技术监督 第 4 1 卷第 9期 时应注意防止钢丝 回缩太大导致轨枕挡肩剪裂 。放 松应力后切断两端预应力钢筋 ，同时取出锚 固板 ， 再通过横移将模型移到液压脱模机上进行脱模 。用 摩擦锯切割钢筋 ，最后 由码垛机完成码垛 。 2 2 5 存放 成 品库 中轨枕垛最多不能超过 l 0层 ，每层之 间用 4 0 m m 4 0 m m 的方木垫于轨枕挡肩外 4 0 mm 处 ，使上下轨枕之间的垫木在 1 条直线上 ，保证轨 枕受力均匀 ，避免产生应力集中。 2 3 劳动力组织 根据轨枕生产的特点和工期要求 ，车间生产实 行逐级负责的管理模式。设领导层、管理层、作业 层 3级。 领导层为经理层 、技术负责人 。 管理层为 4部 2室 ，即工程技术部 、安全质量 部 、计划财务部 、物资设备部 、计量试验室和综合 办公室。管理人员可设 1 8人。 作业层人员组成为 ：混凝土班 1 9人 ，钢丝张 拉班 2 2 人 ，脱模班 1 6 人 ，设备维修班 6 人 ，共 计 6 3人 。 3 材料与设 备 3 1 材料的要求 ( 1 )水 泥采 用强度等级为 4 2 5的普通硅酸盐 水泥 ，技术指标应符合 G B 1 7 5 2 0 0 7 通用硅酸 盐水泥的规定。 ( 2 ) 粗骨料采用粒径为 5 2 5 mm的天然岩碎石。 除含泥量 的质量分数不大于 0 5 外 ，其它技术条件 应符合T B f I 3 2 7 5 2 0 l 1 铁路混凝土 的规定。 ( 3 ) 细骨料采用硬质洁净 的天然 中砂 ，细度模 量 2 - 3 3 0 ，除含泥量 的质量分数 不大于 1 5 外 ， 其它技术条件应符合 T B rr 3 2 7 5 2 0 1 1 的规定。 ( 4 )混凝土 中应掺用高效减水剂 ，技术性能指 标应符合 G B 8 0 7 6 -2 0 0 8 混凝土外加剂 的规定 ， 试验方法应符合 G B 8 0 7 7 2 0 l 2 混凝土外加剂匀 质性试验方法的规定 。 ( 5 )预应力钢丝采用低松驰 的螺旋肋钢丝 ，抗 拉强度为 1 5 7 0 M P a ，其技术要求应符合 G B T 5 2 2 3 -2 0 0 2 预应力混凝土用钢丝的规定。 ( 6 ) 轨枕箍筋和螺旋筋原料采用低碳钢热轧圆 盘条，其机械性能应符合 G B 1 4 9 9 1 2 0 0 8 钢筋 混凝土用钢第 1 部分 ：热轧光圆钢筋的规定。螺 旋筋是再用这种园盘条通过拉丝机加工成 的直径为 3 mm的低碳冷拔钢丝制成。 3 2 设备的种类 3 2 1 主要机械设备 生产预应力混凝土枕的主要机械设备见表 1 。 表 1 生产预应力混凝土枕的主要机械设备 还 宜增加模型纵 向传送辊道 、3 0 0 k N万能试 验机、码垛机、模型 自动 吊架等。 3 2 2 自动化设备 ( 1 ) 混凝土搅拌设备可以自动计量 、自动配料。 ( 2 ) 钢丝张拉设备采用压力传感器 自动控制 ， 减少人为影响和工装配件影响。 ( 3 ) 蒸汽养护的温控设备实现 自 动供气和自动 降温，提高了计量精度。 ( 4 ) 流水线模型纵 向传送设备 、横移设备、升 降设备和脱模设备实现了液压 自动控制，提高了工 作效率。 4 质量控制与管理 4 1 建立质量管理体系 轨枕厂负责人是产品质量保证的第 1 责任人。 41 研究与交流 预应 力混凝土枕 的制造 管理 按照 I S O 9 0 0 1 标准建立质量管理体系，组建有效 的管理机构，制定明确的质量目标，明确各部门和 各级岗位人员 的职责。 4 2 严格实施过程控制 ( 1 ) 对轨枕用水泥、砂石料、钢筋、外加剂等 主要原材料和配件 ，试验检验部 门按照相关标准要 求 ，严格实行进场检验。 ( 2 )按 照钢模 技术条件 ，对 钢模及配件 的材 料、尺寸和机械性能做出明确规定。模型的主梁 、 端梁、轨槽板和壳体采用钢板冲压而成。模型的组 装拼焊应在专用的拼装台上进行 ，拼焊并经调直机 矫正后的整体变形，应符合下列规定：上拱度取值 2 7 m m，旁弯值不大于 4 m m，整体扭曲值不大于 8 mm。 ( 3 ) 对张拉机、温控系统、震动台及电机等设 备要经常检查，确保工作状况良好和精度准确。 ( 4 ) 试验室依据标准要求进行混凝土拌和物工 作性能及力学性能试验。 ( 5 )自动张拉系统必须经校正合格后方可投入 使用，张拉和放张操作应严格按照规定程序进行。 ( 6 )用于轨枕生产的计量器具如油压表、计量 秤等按标准要求进行检定，确保计量器具在有效期 内使用 。 4 3 建立检验制度 实施 “ 三检制” ，严格检验制度。每道工序完 成后均应经自检、互检和专检合格后方可进入下道 工序。严格工序检验、出厂检验及不合格品控制， 实行岗位责任制，实施奖惩激励机制。 4 4 建立培训制度 进 行全 员 培训 ，实施 规 范操 作 。对 从 事管 理 、执行 和验 证 的人员 开展 业 务 培训 。对 新 工 人 、转换岗人员进行岗前培训 ，保证其生产中规 范操作 。 5 安全措施及环保节能措施 贯彻安全第一、预防为主的方针，建立健全的 安全管理规章制度。加强安全防卫工作，实行安全 否决权制度 。 完善用水用电管理制度。安装排风装置，采用 机械通风。轨枕车间房顶装置透明天窗顶板，天然 采光，降低电力消耗。现场搅拌站沉淀池设置两级 沉淀，利用沉淀过滤后的清水进行厂房地面、厂内 道路的防尘处理。养护池内设冷凝水存储池，定期 4 2 抽水，废水重复利用。生产线里脱模机采用液压传 动系统 ，自动化程度较高，降低了脱模机用电功 率。振动台采用噪音较小的板式振动台，振动台的 基础经过减震处理，将振动台基础与地面基础用橡 胶平板隔离以减少震动的传递。经过防噪音处理 后，轨枕生产的噪音可由原来的 1 0 0 1 2 0 d B ，降 为 8 0 9 0 d B 。 6 预应 力 混凝 土枕 的生产 工 艺 的优 势 及 工 程 实例 6 1 预应力混凝土枕的生产工艺的优势 ( 1 ) 脱模机、横向移动和模型升降辊道等设备 都采用液压系统，既操作简便，又节省功率。 ( 2 )采用轨枕端头钢挡板固定钢丝丝位 ，大大 提高了钢丝丝位的精度。轨枕的张拉工序采用全自 动张拉机 ，比起手动的既节约了时间，又可以控制 精度。 ( 3 ) 生产线里脱模机采用液压传动系统，提升 了自动化程度，降低了脱模机用电功率，提高了生 产效率。 ( 4 ) 对养护工序采用全自动控制装置，可准确 地控制养护时间、养护温度、升温速率和降温速 率，降低了能源的消耗。 由此可见，凭借技术上的优势可以使轨枕生产 线上每道工序中的工艺参数精度做得更高 ，提高了 轨枕成品质量 ，同时工效和安全性又得到提高 ，节 省了电力资源。 6 2工程实例 新建的位于内蒙古 自 治区西部的临河至策克铁 路 ，线路全长 7 5 9 5 8 2 k m，在其 L C s 一 5标 段正 线铺 轨 2 9 6 3 2 9 k m，全线 用新 型轨 枕 5 2万 多 根 ，目前 已采用预应力混凝土枕 的生产 工艺生产 4 0多万根 ，已铺架接近 2 0 0 k m。在 已铺设好 的线 路上，经过运梁车的多次检验，未发现任何质量问 题 。此工艺还用于大包线改造工程的预应力混凝土 枕的生产，通车运营后效果良好。 参考文献 1 铁道部运基线路 2 0 0 2 1 6 0号 新 型预应力混凝土枕技术条 件 s 1 2 T B T 2 1 9 0 - 2 0 0 2预应力混凝土枕 I 型、型、型 s 3 T B T 3 2 7 5 -2 0 1 1 铁路混凝土 s ( 编辑李树坤)