專利名稱：一種雙向先張法預(yù)應(yīng)力混凝土軌道板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及高速鐵路軌道技術(shù)領(lǐng)域，更進一步的說，涉及了一種適合于高速鐵路無渣軌道的雙向先張預(yù)應(yīng)力混凝土軌道板。
背景技術(shù)：
隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，有渣軌道因其種種弊端逐步被淘汰，而無渣軌道因其高可靠性、高平順性、高耐久性以及近乎無軌道維護等特點在高速鐵路的建設(shè)中逐步被采納，但無渣軌道的關(guān)鍵技術(shù)在于軌道板及其制造工藝。
鋪設(shè)在路基上面的軌道板因其承受來自兩條鋼軌的壓力，時間已久，往往因受外力變形引起軌道板出現(xiàn)裂縫或斷裂的現(xiàn)象，因此造成不必要的損失，同時，維護起來也很不方便；為此，在軌道板的制造過程中，往往對軌道板內(nèi)設(shè)置鋼筋或鋼絞線或鋼棒或鋼絲，并對其施加預(yù)應(yīng)力，以此來減小軌道板受外力引起的變形；軌道板預(yù)應(yīng)力的施加可采用先張法和后張法，在實際應(yīng)用中，現(xiàn)有的軌道板多為預(yù)應(yīng)力后張混凝土軌道板，預(yù)應(yīng)力后張混凝土軌道板的制作工藝很復(fù)雜，生產(chǎn)效率低，且為了錨固預(yù)應(yīng)力筋而需要大量的錨具，而且，現(xiàn)有的軌道板通常帶有鋼筋籠，以此來增強軌道板的強度，這都使得軌道板的成本大大增加。
另外，鐵路信號系統(tǒng)采用的軌道電路是利用鋼軌作為傳輸介質(zhì)，以此傳遞有關(guān)區(qū)段空閑或占用的信息，以及控制列車運行的各種信息；軌道電路的傳輸性能受到線路電阻、電感、道床類型、清潔程度等諸多因素影響，致使軌道電路的極限長度在不同的線路條件下產(chǎn)生了較大的差異；秦沈客運專線板式軌道試驗段主要借鑒日本的經(jīng)驗，采用雙向后張預(yù)應(yīng)力軌道板，由于采用后張工藝，軌道板內(nèi)除設(shè)置有預(yù)應(yīng)力鋼絞線外，還必需配置普通鋼筋籠，以使軌道板自身的強度得到滿足；常見的后張預(yù)應(yīng)力軌道板的普通鋼筋籠由上、下兩層鋼筋網(wǎng)組成，每層鋼筋網(wǎng)由縱向20根f10鋼筋和橫向30根f10鋼筋組成，普通鋼筋總質(zhì)量達291kg，這些鋼筋有的與鋼軌平行，有的與鋼軌垂直，它們相互連接，在幾何形狀上構(gòu)成許多閉合的圖形；當軌道電路工作時，在鋼軌中傳輸?shù)氖且纛l范圍的交變信號，鋼軌中電流發(fā)生變化時引起鋼軌周圍產(chǎn)生交變的磁場，通過電磁感應(yīng)在后張法軌道板內(nèi)的鋼筋網(wǎng)中產(chǎn)生若干交變的感應(yīng)電流，而這些感應(yīng)電流產(chǎn)生的交變磁場又將反過來阻止鋼軌中電流的變化；由于感應(yīng)電流的產(chǎn)生，使軌道電路傳輸?shù)碾姽β适艿搅藫p失，導(dǎo)致軌道電路極限長度的縮短；當軌道板中的鋼筋距鋼軌越近時，在軌道板鋼筋網(wǎng)內(nèi)形成的感應(yīng)電流越強，軌道電路傳輸?shù)哪芰繐p失越嚴重，軌道電路的極限長度就越短；反之，當軌道板中的鋼筋網(wǎng)距鋼軌越遠時，在軌道板鋼筋網(wǎng)內(nèi)形成的感應(yīng)電流越弱，軌道電路傳輸?shù)哪芰繐p失越少，軌道電路的極限長度就越長；法國專家要求在軌面下40cm以下的區(qū)域才能埋設(shè)鋼筋，就是想使在軌道板鋼筋網(wǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電流降至很小的范圍，以致對軌道電路的電傳輸功能不造成過大的影響，但未見其對于40cm這一數(shù)據(jù)的定量分析；要實現(xiàn)軌道板遠離軌道面40cm以上是很困難的，而且整個軌道結(jié)構(gòu)都將完全改變。
基于以上原因，科研人員一直在不懈的努力研究，并不斷尋找新的、實用的方法以解決混凝土軌道板制作工藝復(fù)雜、造價高、軌道電路不理想的問題。
目前，適合于軌道板批量生產(chǎn)的工藝主要是長線臺座法生產(chǎn)工藝，但在實踐中不難發(fā)現(xiàn)，長線臺座法生產(chǎn)工藝因其自身生產(chǎn)工藝(在預(yù)應(yīng)力放張過程中，無法同時進行雙向放張)的原因，只能生產(chǎn)預(yù)應(yīng)力后張混凝土軌道板或預(yù)應(yīng)力單向先張混凝土軌道板；就世界上高速鐵路發(fā)達國家而言，日本的軌道板采用的是雙向無粘結(jié)后張法混凝土軌道板，意大利的軌道板采用的是縱向先張、橫向后張法混凝土軌道板，我國的秦沈客運專線參照日本的經(jīng)驗，采用雙向后張固定臺座法混凝土軌道板，到目前為止，還未見有高速鐵路發(fā)達國家采用批量生產(chǎn)雙向先張混凝土軌道板的先例，也沒有見有關(guān)文獻進行過記載。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種易于流水線生產(chǎn)的、電氣性能優(yōu)良的、制造成本低的雙向先張預(yù)應(yīng)力混凝土軌道板。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種雙向先張法預(yù)應(yīng)力混凝土軌道板，呈長方體形，軌道板板體上設(shè)置有各種預(yù)留結(jié)構(gòu)，在軌道板板體內(nèi)沿長度方向和寬度方向分別設(shè)置有不少于兩層鋼絲，所述沿長度方向設(shè)置的鋼絲和沿寬度方向設(shè)置的鋼絲互不接觸，所述預(yù)應(yīng)力混凝土軌道板在長度方向和寬度方向雙向先張；所述沿長度方向設(shè)置的鋼絲層關(guān)于軌道板板體高度方向中心線對稱設(shè)置或其中一層設(shè)置在軌道板板體高度方向中心線上，所述沿寬度方向設(shè)置的鋼絲層關(guān)于軌道板板體高度方向中心線對稱設(shè)置或其中一層設(shè)置在軌道板板體高度方向中心線上；在軌道板板體內(nèi)沿長度方向和寬度方向分別設(shè)置有兩層鋼絲，所述沿長度方向設(shè)置的鋼絲層關(guān)于軌道板板體高度方向中心線對稱設(shè)置，所述沿寬度方向設(shè)置的鋼絲層關(guān)于軌道板板體高度方向中心線對稱設(shè)置；所述每層鋼絲層的鋼絲均勻分散分布，所述鋼絲層呈平面，且彼此平行于軌道板上表面布置；所述鋼絲是螺旋肋鋼絲。
本實用新型在研發(fā)過程中經(jīng)過不斷的實驗和測試，具有實質(zhì)性特點和進步性，其有益效果具體表現(xiàn)在以下幾點1、本雙向先張混凝土軌道板沒有配置鋼筋籠，而且配置的縱、橫向預(yù)應(yīng)力鋼絲互不接觸，即，本軌道板板體內(nèi)沒有構(gòu)成任何金屬環(huán)路，因而極大的改善了軌道板的電氣性能，降低了軌道電路的損耗；為驗證上述分析，并與后張法軌道板相比較，科研人員在室內(nèi)用12.5米鋼軌分別置于本雙向先張軌道板上和后張法軌道板上的同一高度測試軌道電路參數(shù)，并與鋼軌下未鋪設(shè)軌道板測得的數(shù)據(jù)進行了比較，測試結(jié)果見下表

從上表數(shù)據(jù)中可以看出，本軌道板的測試數(shù)據(jù)與未鋪設(shè)軌道板的數(shù)據(jù)基本相同，而后張法軌道板的測試數(shù)據(jù)則有明顯改變；而且，將本軌道板放入水中浸泡15天后取出，然后測得的電氣參數(shù)幾乎沒有變化。由于條件的限制，以上試驗只是對兩種軌道板的電氣性能進行了定性分析，若要進行定量的分析，需要組織軌道專家進行更詳細更科學的試驗。
2、本雙向先張軌道板沒有配置鋼筋籠，使得軌道板含鋼量明顯減少，而且采用先張法節(jié)省了大量的錨具，大大降低了生產(chǎn)成本，減少了制造工序，提高了工作效率，具有非常顯著的經(jīng)濟效益；兩種軌道板主要技術(shù)經(jīng)濟指標列于下表


3、在本雙向先張軌道板的縱向和橫向，預(yù)應(yīng)力鋼絲設(shè)計為兩層，而且對稱配置在高度方向中心線的兩側(cè)，因而減少了軌道板徐變翹曲的可能性；4、在本雙向先張軌道板的預(yù)應(yīng)力鋼絲不筋分散均勻，使得砼預(yù)應(yīng)力均勻，軌道板受力性能好，抗裂度高，而且，其限制砼裂紋產(chǎn)生和發(fā)展的能力優(yōu)于后張法軌道板，尤其比無粘結(jié)后張軌道板強。


圖1是本實用新型所述雙向先張法預(yù)應(yīng)力混凝土軌道板的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為了進一步說明本實用新型的特點，現(xiàn)結(jié)合附圖給出本實用新型所述雙向先張法預(yù)應(yīng)力混凝土軌道板的具體實施方式

如圖1所示，一種雙向先張法預(yù)應(yīng)力混凝土軌道板，呈長方體形，軌道板板體1上設(shè)置有各種預(yù)留結(jié)構(gòu)，在軌道板板體內(nèi)沿長度方向和寬度方向分別設(shè)置有兩層鋼絲，所述沿長度方向設(shè)置的鋼絲3和沿寬度方向設(shè)置的鋼絲4互不接觸，所述預(yù)應(yīng)力混凝土軌道板在長度方向和寬度方向雙向先張；所述沿長度方向設(shè)置的鋼絲層關(guān)于軌道板板體高度方向中心線5對稱設(shè)置，所述沿寬度方向設(shè)置的鋼絲層關(guān)于軌道板板體高度方向中心線對稱設(shè)置；所述每層鋼絲層的鋼絲均勻分散分布，所述鋼絲層呈平面，且彼此平行于軌道板上表面布置；所述鋼絲是螺旋肋鋼絲。
為了進一步的說明雙向先張法預(yù)應(yīng)力混凝土軌道板，特對流水機組法生產(chǎn)雙向先張法預(yù)應(yīng)力混凝土軌道板的生產(chǎn)工藝進行說明，具體生產(chǎn)工藝是在車間半跨內(nèi)設(shè)置軌道板成品區(qū)，在車間另半跨內(nèi)，布置環(huán)形輥道12，沿環(huán)形輥道設(shè)置若干工作臺，把軌道板鋼模型設(shè)置在環(huán)形輥道上，其中，軌道板鋼模型的固定端梁和張拉端梁采用了雙向預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)和軌道板鋼模型采用了裝配式活動側(cè)板，將養(yǎng)護池設(shè)置在環(huán)形輥道中央靠近振動工作臺一側(cè)，軌道板生產(chǎn)沿環(huán)形輥道流水作業(yè)，其生產(chǎn)步驟如下1、先整理、清理軌道板鋼模型，并使軌道板鋼模型進入噴涂工作臺位6，在軌道板鋼模型底部和上側(cè)板與下側(cè)板接縫處涂上脫模劑；然后，進入布置預(yù)應(yīng)力鋼絲工作臺位7。
2、按順序，分別布下層縱向預(yù)應(yīng)力鋼絲，布下層橫向預(yù)應(yīng)力鋼絲，安裝活動側(cè)板和起吊螺栓，布上層橫向預(yù)應(yīng)力鋼絲，布上層縱向預(yù)應(yīng)力鋼絲，其中，上、下層縱向預(yù)應(yīng)力鋼絲關(guān)于軌道板高度方向中心線對稱設(shè)置，上、下層橫向預(yù)應(yīng)力鋼絲關(guān)于軌道板高度方向中心線對稱設(shè)置；預(yù)應(yīng)力鋼絲安裝完畢并檢驗合格后，再進行附件安裝，附件包括塑料套管、螺旋筋、CA砂漿成孔軸、起吊螺母和定位螺栓；在安裝過程中，附件與預(yù)應(yīng)力鋼絲干擾的地方，在不影響預(yù)應(yīng)力鋼絲張拉的情況下可適當移動與其干擾地方的預(yù)應(yīng)力鋼絲，移動的距離以能安裝下附件為準，同時應(yīng)變儀接線調(diào)平衡；然后，進入預(yù)應(yīng)力鋼絲張拉工作臺位8。
3、對預(yù)應(yīng)力鋼絲進行張拉。在進行首次張拉前，要對張拉千斤頂進行標定，作為設(shè)定張拉值的依據(jù)；張拉前先檢查錨固板是否安裝到位，預(yù)應(yīng)力鋼絲是否交叉錯位，確認無誤后方可開始張拉作業(yè)；為了保證安全，要求張拉套的內(nèi)外套必須聯(lián)結(jié)牢固；張拉帽與絲桿，絲桿與張拉盒的連續(xù)絲扣要上滿；張拉順序先橫向后縱向，橫、縱向張拉都為先兩側(cè)后中間，控制應(yīng)力橫向兩側(cè)張拉力為270KN，中跨360KN，縱向366KN，張拉時測定鋼絲應(yīng)變；張拉程序為0→σk→靜停1min→緊螺母→0(σk為控制應(yīng)力)；然后，進入混凝土敷料工作臺位9。
4、拌和物混合并進行性能檢測，完畢，合格；把調(diào)配好的混凝土置入軌道板鋼模型，生產(chǎn)前要將下料機構(gòu)徹底清掃；然后，進入振動工作臺位10；5、將軌道板鋼模型移到振動工作臺上面，其中心線與振動工作臺的中心線大體對齊；振動采用一次成型，振動的最終時間視混凝土的狀態(tài)而定；振動結(jié)束后，拆掉輔助模板、預(yù)埋件，起吊螺栓；然后，進入養(yǎng)護池14；6、將軌道板鋼模型吊到養(yǎng)護池里，軌道板鋼模型的中心線與養(yǎng)護平臺的中心線必須一致；起吊時必須按照設(shè)計的起吊位置進行掛鉤；檢查無誤后，把養(yǎng)護罩子蓋上，蓋養(yǎng)護罩子時必須保證通氣時不影響下面的養(yǎng)護工藝；養(yǎng)護采用蒸汽養(yǎng)生，蒸汽養(yǎng)生的靜停時間不應(yīng)少于2小時，升、降溫速度不應(yīng)大于15℃/h，養(yǎng)護溫度不應(yīng)大于50℃；若罩內(nèi)溫度不易保持均勻，可采用電扇吹風使空氣對流，要注意用電安全；養(yǎng)護時間按22小時進行，出池強度應(yīng)達到混凝土設(shè)計強度的80％；張拉后還要進行三天以上的濕潤養(yǎng)生；然后，進入放張工作臺位11。
7、對預(yù)應(yīng)力鋼絲進行放張。對混凝土強度進行檢測，完畢，合格；放張采用對稱放張，在上層單根鋼絲兩邊同時用氣槍進行燒烤，每根鋼絲燒斷前的燒烤時間不低于15秒，下層運用電割方式放張，下層鋼絲放張隨著上層鋼絲放張同時進行，放張完畢后實驗室測定鋼絲應(yīng)變、混凝土應(yīng)變；拆掉活動側(cè)板，采用直接起吊脫模方式脫模，翻轉(zhuǎn)時，要輕起輕落，與地面接觸處要有襯墊，以防損傷混凝土；定位孔及塑料套管成型孔應(yīng)用膠帶或木塞蓋口，以防雜物落入。
最后，將軌道板吊入成品區(qū)13，軌道板鋼模型進入下一循環(huán)工藝。
權(quán)利要求1.一種雙向先張法預(yù)應(yīng)力混凝土軌道板，呈長方體形，軌道板板體上設(shè)置有各種預(yù)留結(jié)構(gòu)，其特征在于在軌道板板體內(nèi)沿長度方向和寬度方向分別設(shè)置有不少于兩層鋼絲，所述沿長度方向設(shè)置的鋼絲和沿寬度方向設(shè)置的鋼絲互不接觸，所述預(yù)應(yīng)力混凝土軌道板在長度方向和寬度方向雙向先張。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙向先張法預(yù)應(yīng)力混凝土軌道板，其特征在于所述沿長度方向設(shè)置的鋼絲層關(guān)于軌道板板體高度方向中心線對稱設(shè)置或其中一層設(shè)置在軌道板板體高度方向中心線上，所述沿寬度方向設(shè)置的鋼絲層關(guān)于軌道板板體高度方向中心線對稱設(shè)置或其中一層設(shè)置在軌道板板體高度方向中心線上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種雙向先張法預(yù)應(yīng)力混凝土軌道板，其特征在于在軌道板板體內(nèi)沿長度方向和寬度方向分別設(shè)置有兩層鋼絲，所述沿長度方向設(shè)置的鋼絲層關(guān)于軌道板板體高度方向中心線對稱設(shè)置，所述沿寬度方向設(shè)置的鋼絲層關(guān)于軌道板板體高度方向中心線對稱設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種雙向先張法預(yù)應(yīng)力混凝土軌道板，其特征在于所述每層鋼絲層的鋼絲均勻分散分布，所述鋼絲層呈平面，且彼此平行于軌道板上表面布置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種雙向先張法預(yù)應(yīng)力混凝土軌道板，其特征在于所述鋼絲是螺旋肋鋼絲。
專利摘要本實用新型提供了一種易于流水線生產(chǎn)的、電氣性能優(yōu)良的、制造成本低的雙向先張預(yù)應(yīng)力混凝土軌道板及能夠批量生產(chǎn)雙向先張預(yù)應(yīng)力混凝土軌道板的流水機組法生產(chǎn)工藝，其中，軌道板呈長方體形，其板體上設(shè)置有各種預(yù)留結(jié)構(gòu)，在軌道板板體內(nèi)沿長度方向和寬度方向分別設(shè)置有不少于兩層鋼絲，所述沿長度方向設(shè)置的鋼絲和沿寬度方向設(shè)置的鋼絲互不接觸，所述預(yù)應(yīng)力混凝土軌道板在長度方向和寬度方向雙向先張；流水機組法生產(chǎn)工藝主要包括噴涂脫模劑、下料、張拉、混凝土敷料、振動、養(yǎng)護、放張及脫模等生產(chǎn)工序；該軌道板軌道電氣性能優(yōu)良，經(jīng)濟實用，彌補了現(xiàn)有技術(shù)的不足，該流水機組法生產(chǎn)工藝簡單，易于生產(chǎn)；軌道板主要應(yīng)用于高速鐵路的建設(shè)。
文檔編號E01B1/00GK2934324SQ200620032000
公開日2007年8月15日 申請日期2006年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月5日
發(fā)明者歐陽炎 申請人:歐陽炎