預埋套管式混凝土道岔板模型技術研究探討

(中鐵二局集團新運工程有限公司，四川 成都 610031)

傳統方式的弊病在某些方面阻礙了中國高速鐵路的發展；在世界蓬勃發展的今天，我們急迫需要新技術、新思路來解決諸多問題。尤其在道岔板模型方面，在投入與產出的矛盾尤為突出，我們怎么樣才能打破瓶頸，把思路擴展出去，這對我們是一個極具挑戰的課題。

1 傳統方式

CRTSⅠ型和CRTSⅡ型無砟軌道板預制模型和博格式無砟道岔板預制模型是傳統手段。CRTSⅠ型和CRTSⅡ型無砟軌道板預制模型，模型特點都是一種模型適應一種尺寸軌道板生產，投入與產出很不經濟，不利于項目資源優化。博格式無砟道岔板預制模型為拼裝結構，但其使用壽命不長，且還存在預制后必須重鉆孔以埋設螺栓孔時孔的定位及制取的問題。

2 預埋套管式混凝土道岔板模型技術研究論述

2.1 研究視角

基于對已有模型的分析，新型模型需要著力解決好五個方面問題：①模型材料、制作工藝的精度與成本；②道岔板預埋套管的精確定位；③除特殊部件外，主要部件能互通共用；④部分或全部實現一種模型能同時生產多種道岔板；⑤模型的整體結構方便安裝、維護和拆解。

2.2 研發思路

將道岔板劃分成4個類別后，以道岔板規格尺寸類別劃分為主思路，以確定道岔板模型配置原理，滿足模型需要生產。

（1）因板外形尺寸不同，根據生產周期推算，側模需配置178套來滿足生產。

（2）通過調整排水坡面模板坡度、方向實現道岔板左右開轉換。

（3）預埋套管孔位偏差較大，在底模上把板型的預留孔鉆，則制板將不使用預留孔封堵，以專用側模來滿足尺寸要求。

（4）預埋套管個數與孔位不同，在拼裝模型時以更換調整承軌面模板來實現孔位準確，以專用側模滿足道岔板外形尺寸。

（5）預埋套管孔位一致，需專用側模來滿足道岔板外形尺寸。

（6）解決特殊板型不能拼裝共用的問題。

2.3 面臨問題和解決方法

（1）難點及問題：①道岔板類型不同產生的道岔板匯水坡方向問題。②道岔板扣件鋪裝控制點的精度控制問題。③道岔板板型多變，生產空間有限問題。④套管在澆筑混凝土過程中上浮、歪斜問題。⑤道岔板模型漏漿問題。

（2）解決方法：

①對于道岔板排水坡方向問題。在排水坡面底模下方采用螺絲固定，可調整坡度，從而達到調整道岔板排水坡方向的作用。

②精確控制問題。承軌臺面通過精密儀器測量并預先打好孔，在道岔板模型上對道岔板扣件鋪裝控制點定位。

③生產成本問題。只需要29套模型即可生產178種型號的道岔板，極大節約了生產成本和生產空間。

④出現套管上浮問題。傳統鋼材質定位銷經過多次使用后，定位銷卡突磨損，容易在混凝土澆筑過程中出現套管上浮現象。在拼裝式道岔板模型中，采用橡膠螺旋定位銷來固定預埋套管，可以有效防止預埋套管在澆筑混凝土過程中上浮，并且使得安裝的套筒始終保持與板面垂直。

⑤產生漏漿問題。對拼裝式道岔板模型的拼接處采用專用橡膠條進行封堵，透明膠將其固定，有效防止漏漿情況的發生。

3 模型組成

道岔板模型結構采用拼裝式鋼模型，由固定并支承模型結構的支架系統、拼裝式固定底模和活動式側模組成模型系統、安裝在支架上的振搗器的振搗系統和包括蒸養管道在內的蒸養系統組成。

3.1 支架系統

支架系統由地腳螺栓、支承鋼板、緩沖橡膠墊及支架組成，此外還有為保證安全的步梯和圍欄。支架系統為模型安裝和施工操作起供平臺，也為振搗系統和蒸養系統提供安裝空間。

3.2 模型系統

模型系統從固定底模和活動側模組成。固定底模采用拼裝式，組裝可獨立時進行平面和高程位置調整。活動側模根據道岔板外形尺寸制作即可，各活動側模通過卡具或螺栓聯結即可與固定底模形成完整的道岔板模型。

3.3 振搗系統

振搗系統由固定在支架上的振動器和操作控制柜組成。通過控制柜進行各個振動器單獨操作，可根據不同需要實現振搗道岔板混凝土的目的。

3.4 蒸養系統

蒸養系統由蒸養管道、鍋爐及自動溫控系統組成。蒸養管道在道岔板混凝土養護時，通過篷布將生產線模型全部覆蓋，蒸汽通過蒸養管道直接進入模型內養護混凝土。通過自動溫控系統操作，實現對道岔混凝土蒸養過程的自動化控制。

3.5 模型自動檢測系統

為防止同一模型使用不久產生變形，在拼裝后和每次使用后都需對道岔精度檢測，及時調試，以達到道岔板的拼裝精度和拼裝效率。

4 配置方案

預埋套管式混凝土道岔板示意圖（岔心位置、平面）

道岔板模型優化調整配置：結合工期安排先將部分道岔板生產完成后，拆解并重新組裝模型生產另部分道岔板。例：石武客專鐵路道岔板預制只需29套拼裝式模型即可滿足道岔板生產的需要。為此，最終確定石武客專鐵路道岔板預制場投入三條道岔板的生產線共有29套底模178套側模，其中第一條生產線包含的底模有GM01～GM12，共12套；第二條生產線底模為GM13～GM19，共7套，第三條生產線底模為GM20～GM29，共10套。

示例：

（1）第一條生產線：生產線底模為GM01～GM12共12套規格為6420mm×4400 mm，均為活動模型可生產多型號道岔板。GM01:可生產18#渡線左右開5、7號；18#到發線左右開5、7號；42#聯絡線左右開9、10、11號。GM02:可生產18#渡線左右開6、8號；18#到發線左右開6、8號；42#聯絡線左右開12、13、14號。GM03:可生產18#渡線左右開7、5號；18#到發線左右開7、5號；42#聯絡線左右開15、16、17號......

（2）第二生產線：底模為GM13～GM19共7套，其中GM13～GM17規格為5820mm×4200 mm，GM18～GM19規格為5800mm×4800 mm均為拼裝式活動模型可調配生產多型號道岔板……

（3）第三條生產線：生產線共10套底模，GM20～GM29規格為5820mm×4200 mm，為固定模型只能生產固定型號道岔板。GM20:可生產18#到發線左開17號。GM21:可生產18#到發線左開18號......

5 優勢總結

預埋套管式混凝土道岔板模型技術具有以下創新點

5.1 整套模型按“支架固定式、底模拼裝式、側模活動式”設計，可將178種不同規格類型的道岔板集中在29套底模上預制完成。

5.2 拼裝式底模按分塊式設計，承軌臺面及匯水面分塊制作，拼裝調試維修更換方便。每塊承軌臺面模型可設置多個預埋套管定位孔，用于不同位置不同道岔板模型的拼裝組合。

5.3 使用橡膠螺栓定位銷安裝道岔板套筒，有效的防止了在預制過程中套筒上浮及歪斜情況。

5.4 使用自制橡膠條對模型接縫處封堵，解決了漏漿問題，保證了道岔板承軌面倒角美觀。

5.5 與整體式模型相比，拼裝式模型不僅配置數量少，而且單套費用少，同時減少了生產線及廠房建設規模，具有良好的經濟性和實用性。

例：若采用固定式模型需要178套，每套模型12萬元，總投入為2136萬元；拼裝式模型實際使用41套，每套模型15萬元，總投入為615萬元。此外，固定式模型還需要增建3500平米的廠房，此項費用175萬元。

兩者相比較：采用拼裝式道岔板模型則節約投資2136+175-615=1696萬元。

結語

鐵道部、河北省相關省市部委領導、國內外友人專家學者等先后來到工程施工現場參觀，給予了極高的評價。2010年9月12日道岔板預制場一次性通過鐵道部專家組的上道審查；2010年10月21日首組道岔板鋪設以高分通過鐵道部首件工程評估并得到工管中心的高度認可和推介！

[1]科技基〔2008〕173號，客運專線鐵路岔區板式無砟軌道混凝土道岔板暫行技術條件[S].

[2]鐵科技函〔2006〕248號，客運專線扣件系統暫行技術條件[S].

[3]鐵建設〔2007〕85號，客運專線無砟軌道鐵路工程施工質量驗收暫行標準[S].

[4]工管技〔2010〕145號，客運專線鐵路預埋套管式混凝土道岔板制造及驗收技術條件(試行)[S].