专利名称：轨道板的自流平混凝土填充砂浆的灌注工法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种轨道板的自流平混凝土填充砂浆的灌注工法。
背景技术：
高铁CRTS 111轨道板是CRTS I和CRTS 11板式无渣轨道的替代方案。采用的垫层由水泥浙青砂浆改成了自流平混凝土砂浆(也称自密实混凝土)，其施工成本大大减低。CRTS I和CRTS II板式无渣轨道是目前高速铁路的主要结构形式，在施工时，轨道板和路基之间填充一层水泥浙青砂浆垫层，起到填充、找平、承力和适当的缓冲功能，确保高速火车行使的舒适性和安全性以及轨道板使用的耐久性和可维护性。但这种水泥浙青砂浆垫层的施工工艺复杂、成本高。目前，自流平混凝土砂浆是通过混凝土搅拌站(楼)的双卧轴混凝土搅拌机搅拌而成，中间经过搅拌转运罐车运输到高速铁路施工现场，然后将混凝土砂浆自卸到储料罐， 灌注到轨道板预先设好的夹层空腔内，完成砂浆的灌注。这种灌注方式很难控制混凝土砂浆的含气量和骨料离析，灌注后的砂浆垫层断面和表面气孔较多，影响到砂浆的性能指标。CRTS III型轨道板要求自流平混凝土砂浆含气量很低，并防止离析现象，否则会导致CRTSIII型轨道板质量不合格的现象，然而现有的灌注工法难以满足实际灌注要求。 因此亟待提供一种新的灌注工法，以有效防止砂浆离析和含气量变化，以实现机械化施工。
发明内容
本发明目的在于提供一种轨道板的自流平混凝土填充砂浆的灌注工法，以防止砂浆离析和含气量变化。为此，本发明提供了一种轨道板的自流平混凝土填充砂浆的灌注工法，包括以下步骤利用混凝土搅拌运输车将混凝土搅拌站提供的砂浆转运至施工现场；对砂浆进行排气处理；以及将经过排气处理的砂浆灌注到由灌注模板和轨道板形成的夹层空腔中。进一步地，在对砂浆进行排气处理的步骤中，包括将砂浆输送至搅拌罐中进行搅拌处理。进一步地，在对砂浆进行排气处理的步骤中，包括将砂浆输送至具有立轴搅拌机构的搅拌罐中以进行搅拌处理，并且砂浆淹没搅拌桨叶，在搅拌过程中使下层砂浆向上运动并且利用消泡齿杆将上层砂浆中上扬的气泡分散和打破。进一步地，在砂浆进入搅拌罐过程中施加振动以去除砂浆中的气泡。进一步地上述灌注工法还包括在排气处理前利用混凝土泵车将混凝土搅拌运输车提供的砂浆泵送至灌注点，并且在灌注点利用搅拌罐进行排气处理，其中，灌注点的位置比施工现场更靠近轨道板。进一步地上述灌注工法还包括在灌注之前将搅拌罐由施工现场吊运至灌注点进行自流灌注，其中，灌注点的位置比施工现场更靠近轨道板。进一步地上述灌注工法将经过排气处理的砂浆利用混凝土输送泵泵送至灌注点进行泵送灌注，其中，灌注点的位置比施工现场更靠近轨道板。进一步地，上述施工方法使用专用灌注模板，专用灌注模板包括在轨道板的各纵向侧面布置的多块纵模板、沿轨道板的各横向侧面分别布置的横模板、以及衔接相邻两纵模板的长度调节模板；在各长度调节模板所在的位置设置的用于竖向和横向调节轨道板位置的调节装置，其中，长度调节模板与调节装置固定连接，调节装置适于安装至轨道板上； 以及在轨道板的四周布置的用于限定轨道板的竖向位置的防上浮装置，其中，防上浮装置适于安装座至地基上，其中，各纵模板和横模板上设有与砂浆夹层空间相通的排气嘴。进一步地，上述纵模板包括与地基接触的底壁和垂直于底壁延伸的侧壁，防上浮装置还包括在底壁上侧向下抵压底壁的第一调节螺钉和在侧壁的外侧向夹层空间的方向抵压侧壁的第二调节螺钉。进一步地，上述专用灌注模板的各模板衔接处敷设有透气性防漏材料层。进一步地，上述轨道板的各纵向侧面设有三块纵模板，三块纵模板的居中一块纵模板上设有灌注连接嘴。进一步地，上述搅拌罐包括锅体，其顶部安装有进料口，靠近底部的侧面安装有出料口 ；并列排列的第一搅拌机构和第二搅拌机构，其中，第二搅拌机构所对应的锅体底壁的位置低于第一组搅拌机构所对应的锅体底壁的位置，各搅拌机构包括驱动电机、竖直地设置在锅体中的搅拌轴、以及在搅拌轴的上支座和下支座之间安装的向上托砂浆的第一组桨片和向下压砂浆的第二组桨片，其中，第一组桨片和第二组桨片中的各桨片均为螺旋桨片，其中，第一组桨片的螺旋半径大于第二组桨片的螺旋半径；以及消泡桨，位于上支座的上方，沿搅拌轴径向延伸的至少一悬臂和沿径向排列在悬臂上的若干消泡齿杆，各齿杆呈U 型。与常规方法相比，本发明采用具有立轴搅拌机构的搅拌罐，通过搅拌罐的二次搅拌，将砂浆中的空气排出，并提高砂浆的均勻性。除了上面所描述的目的、特征、和优点之外，本发明具有的其它目的、特征、和优点，将结合附图作进一步详细的说明。
构成本说明书的一部分、用于进一步理解本发明的附图示出了本发明的优选实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。图中图1是根据本发明的CRTSIII轨道板的填充砂浆的第一种灌注工法的示意图；图2是根据本发明的CRTSIII轨道板的填充砂浆的第二种灌注工法的示意图；图3是根据本发明的CRTSIII轨道板的填充砂浆的第三种灌注工法的示意图；图4是根据本发明的灌注工法所使用的搅拌罐的示意图；图5是图4所示搅拌罐在去除顶端盖板时的平面示意图；图6是图5所示搅拌罐的局部I的平面示意图；图7是图5所示搅拌罐的搅拌机构的结构示意图；图8是根据本发明的灌注工法所使用的专用灌注模板的结构示意图；图9是图8所示专用灌注模板的俯视图；图10是图8所示专用灌注模板的左视图11是图8所示专用灌注模板的调整装置的结构示意图；图12是图11中所示的调整装置的与两相邻纵模板之间的装配关系示意图；图13是图10所示专用灌注模板的局部III的放大示意图，其中示出了防上浮机构；图14是图8所示专用灌注模板的A-A截面示意图，其中示出了在纵模板上设置的排气管口 ；图15是图9所述专用灌注模板的局部II放大示意图，其中示出了纵模板和横模板之间的连接关系；以及图16是图9所示专用灌注模板的A向示意图，其中示出了灌注连接器。附图标记说明10搅拌罐20轨道板30汽车起重机40混凝土搅拌运输车50混凝土输送泵51管道60高架桥70混凝土泵车IOa灌注管IOb灌注口101电机减速机102进料口103盖板104锅体105搅拌轴106消泡浆107第一组螺旋桨片 109第二组螺旋桨片108支撑杆110刮板桨片111底架112手动蝶阀113 出料口114 轴承
115轴承座 116轴承端盖117上支座118下支座119悬臂120消泡齿杆121安装片122支座123轴挡件200灌注模板230轨道板调节机构 250防上浮机构211第一纵模板212第二纵模板213第三纵模板214横模板215长度调节模板 216透气性密封材料层217紧定螺栓218排气管口219堵头220砂浆灌注连接器221灌注接管222排气管231横向调节机构 232竖向调节机构233模板定位机构 251刚性连接架252压紧螺栓253、2M紧定螺栓211b 侧壁211c 底壁。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。图1是CRTSIII轨道板的填充砂浆的第一种灌注工法的示意图。如图1所示，该灌注工法为自流灌注，适用于任何工况。首先利用混凝土搅拌运输车40将混凝土搅拌站 (图中未示出)提供的砂浆转运至施工现场；将砂浆倒入搅拌罐10中进行二次搅拌，将砂浆中的空气排出，并提高砂浆的均勻性；然后利用汽车起重机(或者称为汽车吊)30将搅拌罐10由施工现场吊运至灌注现场，利用灌注管IOa向轨道板20上的灌注口 IOb进行自流灌注，砂浆由灌注口 IOb进入到由灌注模板预先设定的夹层空腔中。与常规方法相比，其普通储料罐改成了具有立轴搅拌机构的搅拌罐10，通过搅拌罐的二次搅拌，将砂浆中的空气排出，并提高砂浆的均勻性。如灌注点位置离施工现场较远或较高，可采用汽车吊辅助，将搅拌罐送到指定地点进行灌注，搅拌罐10运输过程中可根据需要选择搅拌或不搅拌。其中，搅拌罐的排气方法如下将砂浆倒入搅拌罐中，并且砂浆倒入量满足使搅拌桨叶淹没于砂浆中。在搅拌过程中，使下层砂浆向上运动并且利用多个齿杆将上层砂浆中上扬的气泡分散和打破。优选地，在砂浆进入搅拌罐过程中施加振动以去除砂浆中的气泡。图2是根据本发明的CRTSIII轨道板的填充砂浆的第二种灌注工法的示意图。如图2所示，该灌注工法为泵送灌注。适用于高架桥、长隧道等复杂工况，机械化施工程度高。 首先混凝土搅拌站(楼)搅拌好的混凝土砂浆通过搅拌运输车40运送到高速铁路的施工现场，例如高架桥60，然后将混凝土砂浆自卸到搅拌罐10进行搅拌排气，二次搅拌后的砂浆自流到混凝土输送泵50里，通过管道51泵送到轨道板20的灌注模板中，完成砂浆的灌注。图3是根据本发明的CRTSIII轨道板的填充砂浆的第三种灌注工法的示意图。如图3所示，该灌注工法为泵车输送+自流灌注，适用于铁路施工沿线施工便道较好的情况。 轨道板20调整并完成封边后，自流平混凝土砂浆由混凝土搅拌站(楼)搅拌好，通过搅拌运输车40运输到高速铁路施工现场，然后将混凝土砂浆自卸到混凝土泵车70的料斗内，泵送到灌注现场(轨道板附近)的搅拌罐10内，进行二次搅拌、排气。最后利用灌注管IOa 向轨道板20上的灌注口 102进行自流灌注，砂浆由灌注口 IOb自流进入到由灌注模板预先设定的夹层空腔中。下面结合图4至图7对根据本发明的灌注工法所使用的搅拌罐的结构进行详细说明。该搅拌罐包括锅体104，其顶部安装有进料口 102，靠近底部的侧面安装有出料口 113 ；至少一组搅拌机构，包括电机减速机101、竖直地设置在锅体中的搅拌轴105、以及在搅拌轴的上支座117和下支座118之间安装的第一组螺旋桨片107和第二组螺旋桨片 109 ；以及消泡桨106，位于上支座的上方，沿搅拌轴径向延伸的至少一悬臂119和沿径向排列在悬臂119上的若干消泡齿杆120。其中，第一组螺旋桨片107的旋向和第二组螺旋桨片109的旋向相反，第一组螺旋桨片107的螺旋半径大于第二组搅拌桨片109的螺旋半径。在旋转工作状态时，第一组螺旋桨片107起到向上托砂浆的作用，第二组螺旋桨片109起到向下压砂浆的作用。优选地，每一组桨片由两个桨片组成，各桨片的起点和终点之间的延伸的螺旋角为180°。如图6所示，上支座117和下支座118均包括固定在搅拌轴上的座体和固定在座体上的两个支杆构成。每个支杆上焊接有多个安装片121，桨片的端部通过螺栓与安装片固定，实现各桨片的固定连接，需要指出的是，图6中示出的安装片121是闲置的，由其它的安装片起连接作用。当然，上述第一组螺旋桨片107可由在搅拌机构旋转时向上托砂浆的桨叶代替， 相应地，第二组螺旋桨片109可由在搅拌机构旋转时向下压砂浆的桨叶代替。通过向上托砂浆和向下压砂浆的搅拌方式，在搅拌过程中能够有效防止物料离析。优选地，灌注机的锅体104内两组搅拌机构并排安装，锅体104顶端盖板103上安装有进料口 102，和标准的混凝土搅拌车配套，将混凝土砂浆加入灌注机内。锅体104俯视图为腰形结构，锅体104底部有台阶，保证砂浆料流顺畅地从高往底流，最后通过手动蝶阀112、出料口 113排出。进料口 102上有振动电机，进料口 102安装在盖板103上，盖板103安装在锅体104上，图例中有两个盖板103，盖板103上有支座。搅拌轴105支撑于锅体104顶部。其支撑结构包括具有法兰边缘的轴承座115、与轴承座115固定连接的轴承压盖116。搅拌轴105为阶梯轴，穿过坐落于轴承座115中的轴承114，通过上部的轴承端盖116压紧轴承114，并且通过在搅拌轴上设置的轴挡件123压紧轴承压盖116。轴承114、轴承座115、轴承压盖116位于搅拌轴105中上部位置。相应的，盖板103上设有支座122，轴承座115通过法兰边缘坐落于支座122的凹腔中，该支座 122还同时用于支撑在上的支撑电机减速机101，并且与电机减速机101固定连接，搅拌轴 105的上端伸入电机减速机101中，从而实现搅拌轴105的竖直定位。上述搅拌轴的支撑结构合理、紧凑，可保证搅拌轴5可靠运行。搅拌轴105下部稍长部分安装有位置在上的消泡桨106、位置在下的刮板桨片 110，以及在消泡浆106和刮板桨片110之间的第一组螺旋桨片107、第二组螺旋桨片109和支撑杆108，支撑杆108对第一组螺旋桨片107、第二组螺旋桨片109起支撑作用，所有桨片均在锅体104内，盖板103之下。搅拌轴105最上端部分位于盖板103之上，用来安装电机减速机101，电机减速机 101是搅拌机的动力源。另一组搅拌机构结构类似，不同在于搅拌轴105长度不一样。在上支座117上方的消泡桨106的高度可任意调整，确保设备在施工时，原材料需覆盖到消泡桨 106以上。工作运行方式砂浆先进入进料口 102，由于进料口 102上安装有振动电机，先会对自流平混凝土砂浆进行初步的排气处理，之后料流通过盖板103进入锅体104中，此时第一搅拌机构正转，第二组搅拌机构正转或反转，第一组螺旋桨片107起到向上托料的作用、 第二组螺旋桨109向下压料的作用，使料流上下循环，在搅拌砂浆的同时，将砂浆内的气泡分散、打破或上扬，通过消泡桨106将上扬的气泡消除。刮板桨片110将锅体底部的砂浆刮起来，可防止锅体底部积料。搅拌器安装在底架111上面，可固定放置，也可整体安装在常规的车辆上面拖行， 适应不同的施工要求。下面结合图8至图16对根据本发明的灌注工法所使用的搅拌罐的结构进行详细说明。如图8至图10所示，专用灌注模板200主要包括边模板、轨道板调节机构230、防上浮机构250。边模板包括在轨道板20的两纵向侧面(长边)分别布置的第一纵模板211、第二纵模板212和第三纵模板213、在轨道板20的两横向侧面(宽边)分别布置的横模板214、 以及衔接相邻两纵模板的第一长度调节模板215。边模板单侧长边纵模板分成3节，两侧共由6节组成，模板轻巧实用，利于搬迁、转场。纵模板及横模板分别与轨道板的纵向及横向侧面以及承载层(硬性地基)的表面贴合，贴合面处可加敷透气性密封材料层216，以防止砂浆渗漏。如图15所示，纵模板的横向搭接处211a与横模板214用紧定螺栓217顶紧，转角处加设透气性密封材料层以防渗漏。如图14所示，各纵模板211、212、213和横模板214上均设有排气管口 218，用于砂浆灌注时的排气。当排气管口 218中有砂浆冒出时，用堵头219将排气管堵住，避免砂浆满溢出来。结合参照图9和图16，砂浆灌注连接器220设置一第二纵模板212上，灌注连接器220设有灌注接管221和排气管222，灌注接管221尺寸与混凝土输送泵匹配，拆装方便。 灌注连接器220为扩大结构，砂浆从灌注接管221进入后，砂浆流速迅速降低，裹在砂浆里的气体释放后从排气管222排出。结合参照图11和图12，调节装置230包括横向调节机构231、竖向调节机构232 及模板定位机构233。调节装置230通过安装螺栓231固定在轨道板20上，单块轨道板20 施工可配套4件调节装置230 (或更多)。可轻松实现轨道板20横向及竖向的调节，快速达到轨道板标高及平面坐标的精度要求。在调节机构230上还设置了长度调节模板250，长度调节模板250和调节机构230 焊接或螺丝连接，靠紧安装在轨道板20侧面上，衔接相邻两纵模板211、212以及相邻两纵模板212、213，形成整体的纵模板，起到封边作用。如图13所示，防上浮机构250包括一刚性连接架251，该刚性连接架251的底板通过定位螺栓255与基础固定，上部设有压紧螺栓252紧压在轨道板20上平面，避免砂浆灌注时产生的浮力，而改变轨道板20的标高。此外，防上浮机构250还具有模板调节作用，即通过紧定螺栓253及紧定螺栓2M将各纵模板211的侧壁211b及底壁211c顶靠在轨道板 20与承载层上，防止砂浆灌注时，模板移位，砂浆外渗。当采用第二种灌注工法施工时，混凝土输送泵通过输送管道连接于纵模板212上的灌注接管221，经排气管222再一次排气后，混凝土砂浆进入轨道板与承载层的空隙内。 当采用第一种、第三种灌注工法施工时，轨道板两纵向侧面的第二纵模板结构均相同。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种轨道板的自流平混凝土填充砂浆的灌注工法，其特征在于，包括以下步骤利用混凝土搅拌运输车将混凝土搅拌站提供的砂浆转运至施工现场；对砂浆进行排气处理；以及将经过排气处理的砂浆灌注到由灌注模板和轨道板形成的夹层空腔中。
2.根据权利要求1所述的灌注工法，其特征在于，在对砂浆进行排气处理的步骤中，包括将砂浆输送至搅拌罐中进行搅拌处理。
3.根据权利要求2所述的灌注工法，其特征在于，在对砂浆进行排气处理的步骤中，包括将砂浆输送至具有立轴搅拌机构的搅拌罐中以进行所述搅拌处理，并且砂浆淹没搅拌桨叶，在搅拌过程中使下层砂浆向上运动并且利用消泡齿杆将上层砂浆中上扬的气泡分散和打破。
4.根据权利要求2所述的灌注工法，其特征在于，在所述砂浆进入所述搅拌罐过程中施加振动以去除砂浆中的气泡。
5.根据权利要求2所述的灌注工法，其特征在于，还包括在排气处理前利用混凝土泵车将所述混凝土搅拌运输车提供的砂浆泵送至灌注点，并且在所述灌注点利用搅拌罐进行排气处理，其中，所述灌注点的位置比所述施工现场更靠近所述轨道板。
6.根据权利要求2所述的灌注工法，其特征在于，还包括在灌注之前将所述搅拌罐由所述施工现场吊运至灌注点进行自流灌注，其中，所述灌注点的位置比所述施工现场更靠近所述轨道板。
7.根据权利要求2所述的灌注工法，其特征在于，将经过排气处理的砂浆利用混凝土输送泵泵送至灌注点进行泵送灌注，其中，所述灌注点的位置比所述施工现场更靠近所述轨道板。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的灌注工法，其特征在于，所述灌注模板包括在轨道板的各纵向侧面布置的多块纵模板、沿轨道板的各横向侧面分别布置的横模板、以及衔接相邻两纵模板的长度调节模板；在各所述长度调节模板所在的位置设置的用于竖向和横向调节轨道板位置的调节装置，其中，所述长度调节模板与所述调节装置固定连接，所述调节装置适于安装至所述轨道板上；以及在所述轨道板的四周布置的用于限定轨道板的竖向位置的防上浮装置，其中，所述防上浮装置适于安装座至地基上，其中，各所述纵模板和横模板上设有与砂浆夹层空间相通的排气嘴。
9.根据权利要求8所述的灌注工法，其特征在于，所述纵模板包括与所述地基接触的底壁和垂直于底壁延伸的侧壁，所述防上浮装置还包括在所述底壁上侧向下抵压所述底壁的第一调节螺钉和在所述侧壁的外侧向夹层空间的方向抵压所述侧壁的第二调节螺钉。
10.根据权利要求8所述的灌注工法，其特征在于，所述专用灌注模板的各模板衔接处敷设有透气性防漏材料层。
11.根据权利要求8所述的灌注工法，其特征在于，所述轨道板的各纵向侧面设有三块纵模板，所述三块纵模板的居中一块纵模板上设有灌注连接嘴。
12.根据权利要求2至7中任一项所述的灌注工法，其特征在于，所述搅拌罐包括锅体，其顶部安装有进料口，靠近底部的侧面安装有出料口 ；并列排列的第一搅拌机构和第二搅拌机构，其中，第二搅拌机构所对应的锅体底壁的位置低于所述第一组搅拌机构所对应的锅体底壁的位置，各所述搅拌机构包括驱动电机、 竖直地设置在所述锅体中的搅拌轴、以及在所述搅拌轴的上支座和下支座之间安装的向上托砂浆的第一组桨片和向下压砂浆的第二组桨片，其中，所述第一组桨片和第二组桨片中的各桨片均为螺旋桨片，其中，所述第一组桨片的螺旋半径大于第二组桨片的螺旋半径；以及消泡桨，位于所述上支座的上方，沿所述搅拌轴径向延伸的至少一悬臂和沿径向排列在所述悬臂上的若干消泡齿杆，各所述齿杆呈U型。
全文摘要
本发明公开了一种轨道板的自流平混凝土填充砂浆的灌注工法，包括以下步骤利用混凝土搅拌运输车将混凝土搅拌站提供的砂浆转运至施工现场；在灌注前将砂浆输送至具有立轴搅拌机构的搅拌罐中并且淹没搅拌桨叶，在搅拌过程中使下层砂浆向上运动并且利用消泡齿杆将上层砂浆中上扬的气泡分散和打破；以及将经过排气处理的砂浆灌注到由灌注模板和轨道板形成的夹层空腔中。与常规方法相比，本发明采用具有立轴搅拌机构的搅拌罐，通过搅拌罐的二次搅拌，将砂浆中的空气排出，并提高砂浆的均匀性。
文档编号E01B29/00GK102518009SQ20111035759
公开日2012年6月27日 申请日期2011年11月11日 优先权日2011年11月11日
发明者丁伊章, 代五祥, 尹友中, 彭琼梅, 王俊杰 申请人:中联重科股份有限公司