预应力混凝土轨道板及其生产方法
【专利摘要】一种预应力混凝土轨道板及其生产方法，其特征在于：包括轨道板板体、构造钢筋笼、纵向钢丝和横向钢丝，所述构造钢筋笼、纵向钢丝和横向钢丝均设于轨道板板体内，轨道板板体采用混凝土浇筑而成，纵向钢丝和横向钢丝设于构造钢筋笼内，并采用模具确定纵向钢丝和横向钢丝的锚固位置，所述纵向钢丝设有两层，横向钢丝设有一层，纵向钢丝和横向钢丝与构造钢筋笼分离设置，构造钢筋笼通过焊接位置引出接地端子，该预应力混凝土轨道板经过配筋、混凝土浇筑、蒸汽养护、脱模、水养而制成。本发明预应力混凝土轨道板在不增加绝缘措施的情况下，解决了轨道板内纵横向钢筋对轨道电路的影响问题，避免了为满足轨道电路采取的绝缘措施对轨道板耐久性产生影响。
【专利说明】
预应力混凝土轨道板及其生产方法
技术领域
[0001]本发明涉及地铁轨道板技术领域，具体涉及一种预应力混凝土轨道板及其生产方法。
【背景技术】
[0002]轨道板具有质量易保障、耐久性高、抗裂性好、施工速度快、轨道可修复性较好等优点，被广泛用于地铁工程中。但由于轨道板、底座、凸形挡台内的钢筋回路与钢轨通过电流之间的互感作用，影响了谐振式无绝缘轨道电路的传输长度。若不做绝缘处理，轨道电路传输距离与标准要求差距很大。因此，降低轨道板区段对轨道电路的传输影响，是我国无砟轨道大规模推广使用中必须解决的重要问题。
[0003]根据国内最新的研究测试结果，轨道板内的钢筋绝缘处理仍然存在数量多、难度大的问题。通常工程中采取的措施是钢筋间的绝缘。钢筋间的绝缘方式有两种:一种是钢筋交叉点加设绝缘套管或绝缘夹;另一种是采用环氧树脂涂层钢筋。
[0004]但这些绝缘措施存在以下的问题:
一是钢筋的交叉点加设绝缘卡或绝缘套管:绝缘卡或绝缘套管一般采用普通聚乙烯塑料或尼龙制作，在常溫下聚乙烯、尼龙材料与混凝土收缩系数差别较大，其结合处易形成的孔洞，容易产生裂缝发，必然对轨道板的耐久性产生不良的影响，其影响程度尚不明确，需要通过实践来检验。
[0005]二是采用涂层钢筋:采用涂层钢筋避免了裂缝源的产生，但环氧树脂涂层导致混凝土的握裹力降低，对结构的承载力和耐久性产生较大的影响。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种预应力混凝土轨道板及其生产方法，该预应力混凝土轨道板在不增加绝缘措施的情况下，解决了轨道板内纵横向钢筋对轨道电路的影响问题，避免了为满足轨道电路采取的绝缘措施对轨道板耐久性产生影响。
[0007]本发明是这样实现的:
一种预应力混凝土轨道板，其特征在于:包括轨道板板体、构造钢筋笼、纵向钢丝和横向钢丝，所述构造钢筋笼、纵向钢丝和横向钢丝均设于轨道板板体内，轨道板板体采用混凝土浇筑而成，所述纵向钢丝和横向钢丝设于构造钢筋笼内，并采用模具确定纵向钢丝和横向钢丝的锚固位置，所述纵向钢丝设有两层，横向钢丝设有一层，纵向钢丝和横向钢丝与构造钢筋笼分离设置，所述构造钢筋笼通过焊接位置引出接地端子。
[0008]进一步优选，所述轨道板板体表面两端分布设有混凝土承轨台，混凝土承轨台上设有绝缘套管。
[0009]进一步优选，所述轨道板板体侧面设有用于起吊的起吊套管。
[0010]进一步优选，所述纵向钢丝和横向钢丝为螺旋肋钢丝。
[0011]本发明预应力混凝土轨道板的生产方法，包括如下步骤: 配筋:先将绝缘套管套入定位栓内，用橡胶锤垂直向下敲击套管底部，直至套管口与钢模底板密贴，然后把已装好预应力钢筋和锚垫板的构造钢筋笼吊入侧板内，在构造钢筋笼焊接位置引出接地端子，将预应力钢筋手工旋入连接杆内，用扳手将连接杆一端固定，防止其旋转，另一端用电动扳手将连接杆与预应力钢筋紧固连接;将组装好的侧板、构造钢筋笼、连接杆整体吊入模具张拉井中的底板上，采用预张拉设备将预应力钢筋张拉。
[0012]混凝土浇筑:混凝土配比按TB/T 3275进行配制，将配制好的混凝土浇筑到配筋好的模具张拉井中，混凝土胶凝材料用量<500kg/m3，水胶比<0.35，混凝土含气量为2.0-4.0% ο
[0013]蒸汽养护:混凝土浇筑完毕后先在5°C_30°C的环境中静置3小时，然后开始进行蒸汽养护，蒸汽养护时升温或降温速度< 10°C/h，蒸汽恒温养护时温度不超过40°C，混凝土轨道板芯部最高温度<55°C;所述蒸汽养护条件为:先静置3小时，然后升温2小时，再恒温养护9小时，最后降温养护2小时。
[0014]脱模:混凝土轨道板蒸汽养护完成后拆掉钢模底板和侧模的连接螺栓，用吊架上的四个千斤顶同步起升将混凝土轨道板顶离底板10mm，吊点对准轨道板中心，水平将侧板连同轨道板吊离钢模底板，放在平台上面，用专用设备将张拉杆从轨道板内旋出，清理、涂脱模剂以备下次使用，侧板解体，清理，将混凝土轨道板吊离平台。
[0015]水养:将脱模后的混凝土轨道板放入水池中进行养护，水养时间3-5天，养护的水温>15°C，水温与混凝土轨道板温度之间的温差>10°C，混凝土轨道板水养完成后应立即覆盖保湿材料，保湿养护时间10-15天，轨道板水养时应用连接螺栓板和连接螺栓将紧邻两块轨道板连接，使轨道板堆放成一整体。
[0016]进一步优选，所述蒸汽养护时，混凝土轨道板芯部混凝土和表面混凝土、表面混凝土与环境之间的温差均< 15 °C。
[0017]本发明突出的实质性特点和显著的进步是:
1、本发明凝土轨道板在不增加绝缘措施的情况下，解决了轨道板内纵横向钢筋对轨道电路的影响问题，避免了为满足轨道电路采取的绝缘措施对轨道板耐久性产生影响。CRTSI型、CRTS Π型轨道板内纵横向钢筋交叉点I 000个左右，采用套管、绝缘卡或涂层钢筋，均会对混凝土内在质量、钢筋与混凝土之间握裹力以及结构的耐久性产生不利影响，而先张法预应力轨道板的配筋方式可彻底解决了这一难题。
[0018]2、本发明采用双向先张预应力轨道板优选了允许设计荷载作用下截面出现一定拉应力的部分预应力体系。在配置普通钢筋骨架前提下，对比分析纵向双层、横向单层双向先张预应力结构设计方案，通过结构承载能力、施工性能、结构构造要求等对比研究，优选纵向配置双层预应力钢筋、截面中心对称布置，横向配置单层预应力筋、截面中心布置的结构设计方案。预应力钢筋的抗疲劳性能与其和周围混凝土的黏结情况密切相关，一旦裂纹附近黏结力遭到破坏，会加速预应力筋破坏，从而影响结构的承载能力和耐久性，基于预应力轨道板露天使用环境、承受列车疲劳荷载等特点，轨道板设计时，在顶层和底层配置了普通钢筋，并采用较小的10 _直径及较密的间距，形成钢筋骨架，控制裂缝宽度扩展，防止预应力筋腐蚀；同时，合理配置普通钢筋，还可以提高轨道板结构的延性和整体性，有效吸收和耗散振动能量。
[0019]3、、本发明凝土轨道板通过优化配筋可知，双向先张预应力轨道板结构设计特点为:按部分预应力结构设计，采用混合配筋提高结构整体性，预应力筋端部设置锚固板减小预应力传递长度并防止轨道板劈裂，预应力筋端部不露出轨道板侧面提高结构耐久性。
[0020]4、轨道板内设置接地钢筋与两端接地端子相连，实现轨道结构综合接地，混凝土本身具有较强的绝缘性能，可利用这一特性来达到绝缘的目的。混凝土的电阻率一般在10000-15000W/cm，高的超过20000W/cm;若钢筋间距5mm以上，电阻率大于5000Ψ，对轨道电路没有影响。轨道板生产过程中需要水养3d以上，先张法预应力轨道板在水池中浸泡14d后，湿润条件下测试的导电率没有变化。通过分析检算和室内试验表明，双向先张预应力混凝土轨道板的强度、抗裂和疲劳承载力等各项力学性能指标较高，满足板式无砟轨道结构的要求。经现场测试，轨道板绝缘性能良好，满足轨道电路的要求。
[0021]5、经济性好，先张法生产P5930型预应力轨道板成本较低的原因在于，轨道板内的钢筋用量较少，节省了采用涂层钢筋或绝缘套管所需要的费用。
【附图说明】
[0022]图1是本发明预应力混凝土轨道板的主视结构示意图；
图2是本发明预应力混凝土轨道板的俯视结构示意图；
图3是本发明预应力混凝土轨道板的右视结构示意图；
图4是本发明预应力混凝土轨道板的预应力筋布置结构示意图；
图5是本发明预应力混凝土轨道板的预应力筋布置俯视结构示意图；
图6是螺旋肋钢丝的结构示意图。
[0023]图中序号相对的部件名称:
轨道板板体1、构造钢筋笼2、纵向钢丝3、横向钢丝4、混凝土承轨台5、绝缘套管6、接地端子7、起吊套管8。
【具体实施方式】
[0024]以下结合附图及实施例对本发明预应力混凝土轨道板作进一步的说明。
[0025]如图1-6所示，本发明预应力混凝土轨道板包括轨道板板体1、构造钢筋笼2、纵向钢丝3、横向钢丝4、混凝土承轨台5、绝缘套管6、接地端子7和起吊套管8。
[0026]其中，构造钢筋笼2、纵向钢丝3和横向钢丝4均设于轨道板板体I内，轨道板板体I采用混凝土浇筑而成，纵向钢丝3和横向钢丝4设于构造钢筋笼2内，并采用模具确定纵向钢丝3和横向钢丝4的锚固位置，所述纵向钢丝3设有两层，横向钢丝4设有一层，纵向钢丝3和横向钢丝4与构造钢筋笼2分离设置，所述构造钢筋笼2通过焊接位置引出接地端子7;所述轨道板板体I表面两端分布设有混凝土承轨台5，混凝土承轨台5上设有绝缘套管6;轨道板板体I侧面设有用于起吊的起吊套管8;所述纵向钢丝3和横向钢丝4为螺旋肋钢丝。
[0027]实施例1
配筋:先将绝缘套管套入定位栓内，用橡胶锤垂直向下敲击套管底部，直至套管口与钢模底板密贴，然后把已装好预应力钢筋和锚垫板的构造钢筋笼吊入侧板内，在构造钢筋笼焊接位置引出接地端子，将预应力钢筋手工旋入连接杆内，用扳手将连接杆一端固定，防止其旋转，另一端用电动扳手将连接杆与预应力钢筋紧固连接;将组装好的侧板、构造钢筋笼、连接杆整体吊入模具张拉井中的底板上，采用预张拉设备将预应力钢筋张拉； 混凝土浇筑:混凝土配比按TB/T 3275进行配制并通过试验确定，混凝土胶凝材料用量<500kg/m3，水胶比<0.35，混凝土含气量为2.0-4.0%，将配制好的混凝土浇筑在配筋好的模具张拉井中；
蒸汽养护:混凝土浇筑完毕后先在5°C-3(TC的环境中静置3小时，然后开始进行蒸汽养护，蒸汽养护时升温或降温速度< 10°C/h，蒸汽恒温养护时温度不超过40°C，混凝土轨道板芯部最高温度<55°C;所述蒸汽养护条件为:先静置3小时，然后升温2小时，再恒温养护9小时，最后降温养护2小时;蒸汽养护时，混凝土轨道板芯部混凝土和表面混凝土、表面混凝土与环境之间的温差均<15°C。
[0028]脱模:混凝土轨道板蒸汽养护完成后拆掉钢模底板和侧模的连接螺栓，用吊架上的四个千斤顶同步起升将混凝土轨道板顶离底板10mm，吊点对准轨道板中心，水平将侧板连同轨道板吊离钢模底板，放在平台上面，用专用设备将张拉杆从轨道板内旋出，清理、涂脱模剂以备下次使用，侧板解体，清理，将混凝土轨道板吊离平台；
水养:将脱模后的混凝土轨道板放入水池中进行养护，水养时间3-5天，养护的水温>15°C，水温与混凝土轨道板温度之间的温差>10°C，混凝土轨道板水养完成后应立即覆盖保湿材料，保湿养护时间10-15天，轨道板水养时应用连接螺栓板和连接螺栓将紧邻两块轨道板连接，使轨道板堆放成一整体。
【主权项】
1.一种预应力混凝土轨道板，其特征在于:包括轨道板板体(1)、构造钢筋笼(2)、纵向钢丝(3)和横向钢丝(4)，所述构造钢筋笼(2)、纵向钢丝(3)和横向钢丝(4)均设于轨道板板体(I)内，轨道板板体(I)采用混凝土浇筑而成，所述纵向钢丝(3)和横向钢丝(4)设于构造钢筋笼(2)内，并采用模具确定纵向钢丝(3)和横向钢丝(4)的锚固位置，所述纵向钢丝(3)设有两层，横向钢丝(4)设有一层，纵向钢丝(3)和横向钢丝(4)与构造钢筋笼(2)分离设置，所述构造钢筋笼(2)通过焊接位置引出接地端子(7)。2.根据权利要求1所述的预应力混凝土轨道板，其特征在于:所述轨道板板体(I)表面两端分布设有混凝土承轨台(5)，混凝土承轨台(5)上设有绝缘套管(6)。3.根据权利要求1所述的预应力混凝土轨道板，其特征在于:所述轨道板板体(I)侧面设有用于起吊的起吊套管(8)。4.根据权利要求1所述的预应力混凝土轨道板，其特征在于:所述纵向钢丝(3)和横向钢丝(4)为螺旋肋钢丝。5.如权利要求1所述的预应力混凝土轨道板的生产方法，其特征在于，包括如下步骤: 配筋:先将绝缘套管套入定位栓内，用橡胶锤垂直向下敲击套管底部，直至套管口与钢模底板密贴，再把已装好预应力钢筋和锚垫板的构造钢筋笼吊入侧板内，在构造钢筋笼焊接位置引出接地端子，将预应力钢筋手工旋入连接杆内，用扳手将连接杆一端固定，另一端用电动扳手将连接杆与预应力钢筋紧固连接;然后将组装好的侧板、构造钢筋笼、连接杆整体吊入模具张拉井中的底板上，采用预张拉设备将预应力钢筋张拉； 混凝土浇筑:并将配制好的混凝土浇筑到配筋好的模具张拉井中； 蒸汽养护:混凝土浇筑完毕后先在5°C-3(TC的环境中静置3小时，然后开始进行蒸汽养护，蒸汽养护时升温或降温速度< 10°C/h，蒸汽恒温养护时温度不超过40°C，混凝土轨道板芯部最高温度<55°C;所述蒸汽养护条件为:先静置3小时，然后升温2小时，再恒温养护9小时，最后降温养护2小时； 脱模:混凝土轨道板蒸汽养护完成后拆掉钢模底板和侧模的连接螺栓，用吊架上的四个千斤顶同步起升将混凝土轨道板顶离底板10mm，吊点对准轨道板中心，水平将侧板连同轨道板吊离钢模底板，放在平台上面，用专用设备将张拉杆从轨道板内旋出，清理、涂脱模剂以备下次使用，侧板解体，清理，将混凝土轨道板吊离平台； 水养:将脱模后的混凝土轨道板放入水池中进行养护，水养时间3-5天，养护的水温>15°C，水温与混凝土轨道板温度之间的温差>10°C，混凝土轨道板水养完成后应立即覆盖保湿材料，保湿养护时间10-15天，轨道板水养时应用连接螺栓板和连接螺栓将紧邻两块轨道板连接，使轨道板堆放成一整体。6.根据权利要求5所述的预应力混凝土轨道板的生产方法，其特征在于:所述混凝土中胶凝材料用量<500kg/m3，水胶比<0.35，混凝土含气量为2.0-4.0%。7.根据权利要求5所述的预应力混凝土轨道板的生产方法，其特征在于:所述蒸汽养护时，混凝土轨道板芯部混凝土和表面混凝土、表面混凝土与环境之间的温差均< 15 °C。
【文档编号】E01B1/00GK106012694SQ201610381479
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月1日
【发明人】叶继艇, 祖恺先, 廖环武, 陆健, 叶未行, 马贵传
【申请人】广西三维铁路轨道制造有限公司