梯形轨枕预制施工装置及方法与流程

本发明属于城市轨道交通工程用梯形轨枕的预制技术领域，具体是涉及一种梯形轨枕预制装置及施工方法。

背景技术：

近年来，随着国内城市轨道交通建设的迅猛发展，对轨道结构的高可靠性、低成本、少维修、低振动、低噪音、高抗震性等方面有了更高要求。梯形轨枕采用以一定间隔的防振材料为支撑，实现了城市轨道的低振动，低噪声，目前已广泛应用于北京、上海、宁波、深圳等多个城市的轨道交通系统中。但是国内现有的生产梯形轨枕的施工方法存在以下不足：

1、梯形轨枕模具是利用螺栓进行底模与侧模的固定和拆卸，因此拆卸装卸效率较低；

2、梯形轨枕的预应力施工采用人工操作千斤顶的方式进行，因此施工过程的同步性受人为因素的影响较大；

3、混凝土工序采用料斗进行布料，动棒进行振捣的方式，因此工作效率较低。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种梯形轨枕预制施工装置及方法。

为了达到上述目的，本发明提供的梯形轨枕预制施工装置包括基坑式生产台座、模具、多台高频振动电机；所述的基坑式生产台座包括两个大张拉横梁、四台千斤顶、两道承力墙、小张拉横梁、多根精轧螺纹钢筋；其中两个大张拉横梁以可沿基坑长度方向移动的方式平行设置在基坑的两端；两道承力墙沿基坑的长度方向平行设置在基坑的两侧，每道承力墙的两端分别与一台千斤顶的一端相连，每台千斤顶的另一端连接在与其位于同一侧的一个大张拉横梁的一端；小张拉横梁以与大张拉横梁平行的方式设置在基坑的内部，并且通过多根平行设置的精轧螺纹钢筋与一个大张拉横梁相连接；所述的模具包括两块底模、四块外侧模、四块内侧模、四块端模、四个侧模开合装置、多根底模支腿、多根底模连接横梁、多块调高底板和多块弹性块；其中调高底板利用螺栓沿基坑的长度方向在基坑中部底面上并排设置两列；每根底模支腿的下端安装一块弹性块，每块弹性块放置在一块调高底板的表面，用于减小高频振动电机的振动；每列底模支腿的上端同时固定一块底模；每块底模的内外侧边缘分别设有一块能够利用侧模开合装置进行开合的内侧模和外侧模，前后端分别设有一个拆装式端模；多根底模连接横梁间隔连接在两块底模之间；多台高频振动电机间隔设置在不同底模连接横梁上。

所述的端模由从下至上依次设置的下端板、中间端板和上端板构成，其中下端板的上端边缘和上端板的下端边缘分别形成多个相隔设置的U字形预应力钢绞线贯穿口，并且下端板上加装有定位销，这样可在确保定位精确的前提下避免拆模时的边角磕损。

所述的内侧模在钢管连接处以及外侧模在凸台处均为拆卸式结构，由此可将内侧模和外侧模拆分成多段，这样有利于拆装且钢筋入模方便，且可避免凸台处拆模引起的磕损。

在生产带承轨台形式的梯形轨枕时，每列弹性块和调高底板之间还设有滑动轨槽，使预应力放张时，模具能整体滑动，且便于模具放张滑动后的复位，使梯形轨枕放张时的应力可自然传递而不损坏其上的承轨台部位或模具。

所述的千斤顶采用3000KN的千斤顶。

本发明提供的梯形轨枕预制施工装置预制梯形轨枕的施工方法包括施工方法按顺序进行的下列步骤：

1)首先在地面上捆扎梯形轨枕钢筋笼，钢筋笼由多根预应力钢绞线、多块分丝隔板和多圈箍筋构成，其中多根预应力钢绞线平行设置，并且横截面呈矩形；分丝隔板上形成有多个用于贯穿预应力钢绞线的圆孔，多块分丝隔板以与预应力钢绞线垂直的方式间隔设置在预应力钢绞线中部；箍筋环绕在多根预应力钢绞线的两侧部位；

2)将每个钢筋笼放在一块底模的表面，然后将预应力钢绞线的两端分别锚固在小张拉横梁以及未与小张拉横梁相连的另一个大张拉横梁上；

3)安装两个钢筋笼间的横向连接钢管、凸台处钢筋、预埋吊点处螺栓在内的配件；

4)利用四台千斤顶同步向外顶出两个大张拉横梁以进行预应力钢绞线的双向整体初张拉，然后在小张拉横梁上利用穿心式千斤顶逐根进行预应力钢绞线的单根找匀，再利用四台千斤顶同步向外顶出两个大张拉横梁以进行双向整体终张拉，直至达到所需的张紧力；

5)利用侧模开合装置将内侧模和外侧模合模，端模安装时首先安装下端板，使下层预应力钢绞线上的每根预应力钢绞线分别位于下端板上端边缘的每一个U字形预应力钢绞线贯穿口内，然后安装中间端板，之后再安装上端板，使上层预应力钢绞线上的每根预应力钢绞线分别位于上端板下端边缘的每一个U字形预应力钢绞线贯穿口内；

6)利用布料机将混凝土从基坑的一端向另一端逐步灌注在由底模、外侧模、内侧模和端模构成的空间内，灌注期间启动高频振动电机进行振动，以使混凝土密实成型，之后将顶面及时赶压，抹平；并在灌注最后一块梯形轨枕时预埋温度传感器，以便实时跟踪检测梯形轨枕内部的温度变化情况；

7)采用蒸汽对梯形轨枕进行养护，直至梯形轨枕的强度达到48Mpa；

8)利用侧模开合装置将内侧模和外侧模开模，同时将端模以及上述配件拆开；

9)利用四台千斤顶同步回缩而使两个大张拉横梁向内相对移动，以进行预应力钢绞线的放张；

10)采用起吊设备将每块底模上的多块连接在一起的梯形轨枕进行脱模，由此完成整个施工过程。

本发明提供的梯形轨枕预制施工装置及方法可将既有的基坑式生产台座改装成梯形轨枕生产线的主要设备，且可根据生产任务及工期合理增加生产台座的数量，解决了国内其他厂家利用螺栓进行底模与侧模的固定和拆卸的效率低下问题，实现了预应力施工同步控制，提高了混凝土灌注工序的工作效率。

附图说明

图1为本发明提供的梯形轨枕预制施工装置中基坑式生产台座部分结构俯视图。

图2为本发明提供的梯形轨枕预制施工装置中基坑式生产台座结构俯视图。

图3为本发明提供的梯形轨枕预制施工装置中梯形轨枕模具结构俯视图。

图4为本发明提供的梯形轨枕预制施工装置结构侧视图。

图5为本发明提供的梯形轨枕预制施工方法中所采用分丝隔板结构示意图。

图6为本发明提供的梯形轨枕预制施工方法中所采用钢筋笼结构俯视图。

图7为图6中A—A向剖视图。

图8为采用本发明提供的梯形轨枕预制施工装置进行施工时俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的梯形轨枕预制施工装置及方法进行详细说明。

如图1—图8所示，本发明提供的梯形轨枕预制施工装置包括基坑式生产台座、模具、多台高频振动电机4；所述的基坑式生产台座包括两个大张拉横梁1、四台千斤顶2、两道承力墙3、小张拉横梁5、多根精轧螺纹钢筋6；其中两个大张拉横梁1以可沿基坑长度方向移动的方式平行设置在基坑的两端；两道承力墙3沿基坑的长度方向平行设置在基坑的两侧，每道承力墙3的两端分别与一台千斤顶2的一端相连，每台千斤顶2的另一端连接在与其位于同一侧的一个大张拉横梁1的一端；小张拉横梁5以与大张拉横梁1平行的方式设置在基坑的内部，并且通过多根平行设置的精轧螺纹钢筋6与一个大张拉横梁1相连接；所述的模具包括两块底模7、四块外侧模8、四块内侧模9、四块端模10、四个侧模开合装置11、多根底模支腿12、多根底模连接横梁13、多块调高底板14和多块弹性块15；其中调高底板14利用螺栓沿基坑的长度方向在基坑中部底面上并排设置两列；每根底模支腿12的下端安装一块弹性块15，每块弹性块15放置在一块调高底板14的表面，用于减小高频振动电机4的振动；每列底模支腿12的上端同时固定一块底模7；每块底模7的内外侧边缘分别设有一块能够利用侧模开合装置11进行开合的内侧模9和外侧模8，前后端分别设有一个拆装式端模10；多根底模连接横梁13间隔连接在两块底模7之间；多台高频振动电机4间隔设置在不同底模连接横梁13上。

所述的端模10由从下至上依次设置的下端板15、中间端板16和上端板17构成，其中下端板15的上端边缘和上端板17的下端边缘分别形成多个相隔设置的U字形预应力钢绞线贯穿口，并且下端板15上加装有定位销，这样可在确保定位精确的前提下避免拆模时的边角磕损。

所述的内侧模9在钢管连接处23以及外侧模8在凸台处24均为拆卸式结构，由此可将内侧模9和外侧模8拆分成多段，这样有利于拆装且钢筋入模方便，且可避免凸台处拆模引起的磕损。

在生产带承轨台形式的梯形轨枕时，每列弹性块15和调高底板14之间还设有滑动轨槽18，使预应力放张时，模具能整体滑动，且便于模具放张滑动后的复位，使梯形轨枕放张时的应力可自然传递而不损坏其上的承轨台部位或模具。

所述的千斤顶2采用3000KN的千斤顶。

利用本发明提供的梯形轨枕预制施工装置预制梯形轨枕的施工方法包括按顺序进行的下列步骤：

1)首先在地面上捆扎梯形轨枕钢筋笼，钢筋笼由多根预应力钢绞线19、多块分丝隔板20和多圈箍筋21构成，其中多根预应力钢绞线19平行设置，并且横截面呈矩形；分丝隔板20上形成有多个用于贯穿预应力钢绞线19的圆孔22，多块分丝隔板20以与预应力钢绞线19垂直的方式间隔设置在预应力钢绞线19中部，用于将上下层预应力钢绞线19分隔开以及确定梯形轨枕的长度，这样能够有效避免预应力钢绞线19入模后发生交叉扭转；箍筋21环绕在多根预应力钢绞线19的两侧部位；

2)将每个钢筋笼放在一块底模7的表面，然后将预应力钢绞线19的两端分别锚固在小张拉横梁5以及未与小张拉横梁5相连的另一个大张拉横梁1上；

3)安装两个钢筋笼间的横向连接钢管、凸台处钢筋、预埋吊点处螺栓在内的配件；

4)利用四台千斤顶2同步向外顶出两个大张拉横梁1以进行预应力钢绞线19的双向整体初张拉，然后在小张拉横梁5上利用穿心式千斤顶逐根进行预应力钢绞线19的单根找匀，再利用四台千斤顶2同步向外顶出两个大张拉横梁1以进行双向整体终张拉，直至达到所需的张紧力；

5)利用侧模开合装置11将内侧模9和外侧模8合模，端模10安装时首先安装下端板15，使下层预应力钢绞线19上的每根预应力钢绞线19分别位于下端板15上端边缘的每一个U字形预应力钢绞线贯穿口内，然后安装中间端板16，之后再安装上端板17，使上层预应力钢绞线19上的每根预应力钢绞线19分别位于上端板17下端边缘的每一个U字形预应力钢绞线贯穿口内；

6)利用布料机将混凝土从基坑的一端向另一端逐步灌注在由底模7、外侧模8、内侧模9和端模10构成的空间内，灌注期间启动高频振动电机4进行振动，以使混凝土密实成型，之后将顶面及时赶压，抹平，以保证梯形轨枕的厚度及底面的平整度；并在灌注最后一块梯形轨枕时预埋温度传感器，以便实时跟踪检测梯形轨枕内部的温度变化情况；

7)采用蒸汽对梯形轨枕进行养护，直至梯形轨枕的强度达到48Mpa；

8)利用侧模开合装置11将内侧模9和外侧模8开模，同时将端模10以及上述配件拆开；

9)利用四台千斤顶2同步回缩而使两个大张拉横梁1向内相对移动，以进行预应力钢绞线19的放张；

10)采用起吊设备将每块底模7上的多块连接在一起的梯形轨枕进行脱模，由此完成整个施工过程。