CN108394014A - 轨道板流水生产系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了轨道板流水生产系统及方法，它解决了现有技术中轨道板生产流程复杂，人工劳动强度大的问题，具有实现流水化作业生产，提高劳动效率的有益效果，其方案如下：轨道板流水生产系统，包括用于支撑轨道板模具的平台车；主轨道，平台车沿着主轨道方向前进或后退；用于对轨道板或者设于平台车的轨道板进行蒸养成型的蒸养设备，设于主轨道的一侧；放张机构，用于对轨道板内部的预应力钢筋进行预应力放松；张拉杆，穿过平台车侧模设置；脱模设备，包括用于下方顶升轨道板的顶升机构；张拉机构，与张拉杆适配，用于对入模钢筋进行张拉；浇注设备，用于向所述轨道板模具中浇注混凝土；振动设备，设于浇筑设备的下方；振动设备为振动台。

Description

轨道板流水生产系统及方法

技术领域

本发明涉及高速铁路轨道板生产技术领域，特别是涉及轨道板流水生产系统及方法。

背景技术

高质量、高精度的轨道板生产是高速铁路修建技术的关键环节。CRTSШ型 轨道板目前已成为我国高速铁路建设首选结构型式。

目前国内CRTSШ型轨道板普遍采用矩阵法工厂制作，即传统的先张法预应力混凝土构件台座预制法。矩阵法生产需修建大量的钢筋混凝土框架作为预应力筋张拉和锚固台座，占地面积大，土地恢复利用难度大；构件预制作业工序复杂，台座周转时间长(约20h左右)，大批量生产效率低；钢筋安装及预应力筋张拉以人工作业为主，机械化程度低；施工作业劳动力需求大，工人劳动强度高；作业工序与产品质量控制自动化、信息化水平低；建厂一次性投资成本大，投资回收期长。基于以上原因，传统矩阵法生产工艺已无法更好地适应我国高速铁路快速发展的需要，需进一步改进生产工艺，提高工业化生产水平。

因此，需要对轨道板流水生产系统进行新的研究设计。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了轨道板流水生产系统，该生产系统可依次完成预应力筋防松、拆模、安装预埋件、入模钢筋张拉、混凝土浇筑与振捣等工序，实现流水作业，从而实现高速铁路轨道板生产向工业化制造的跨越式发展。

轨道板流水生产系统的具体方案如下：

轨道板流水生产系统，包括：

用于支撑轨道板模具的平台车；

主轨道，平台车沿着主轨道方向前进或后退；

用于对轨道板或者设于平台车的轨道板进行蒸养成型的蒸养设备，设于主轨道的一侧；

放张机构，用于对轨道板内部的预应力钢筋进行预应力放松；

张拉杆，穿过平台车侧模设置，用于与轨道板内部的预应力筋和/或入模钢筋进行连接；

脱模设备，包括用于下方顶升轨道板的顶升机构，实现轨道板与轨道板模具脱离；

张拉机构，与张拉杆适配，用于对入模钢筋进行张拉；

浇注设备，用于向所述轨道板模具中浇注混凝土；振动设备，设于浇筑设备的下方；振动设备为振动台，带有轨道板模具的平台车移动到振动台表面，通过振动台施加激振力胁迫模具共振实现混凝土的受迫振捣密实。

其中，放张机构、脱模设备、张拉机构和振动设备依次沿着主轨道从一端设置到另一端，这些设备沿着主轨道侧部设置，通过流水线结构的设置，可有效提高生产效率，工人在合适的工位进行正确的作业，有效降低劳动强度，充分利用了蒸养设备占地面积大，布局非常合理。

进一步地，还包括两组副轨道，副轨道与主轨道相互垂直设置，两组副轨道分别设于主轨道的两端，且两组副轨道设于蒸养设备的两侧。

进一步地，所述脱模设备还包括定位件，定位件通过升降单元从平台车上方降落到模型表面以下压模型，升降单元为液压缸，定位件优选固定块。

为了保证地面轨道的连续性，无需人工移动平台车，所述主轨道尾部设置的副轨道呈L型设置以将平台车送入蒸养设备形成的蒸养区；

或者，主轨道头部设置的副轨道同样呈L型设置，以将平台车送离蒸养设备形成的蒸养区，在主轨道与副轨道之间设置多根辊道(90°转向)，以便于平台车从主轨道移入副轨道，从副轨道移入主轨道，平台车底部设置可锁止的滚轮，蒸养区内同样可设置移动轨道，移动轨道设于蒸养设备的一侧，或者在移动轨道两侧都设置蒸养设备，同样，移动轨道与副轨道之间同样设置多根辊道。

进一步地，所述张拉机构与振动设备之间设有设定距离，用于形成检测工位；

或者，所述脱模设备与张拉机构之间设有设定距离，用于形成清模工位、安装导管工位、安装入模钢筋工位。

进一步地，所述轨道板模具设于所述平台车内，主轨道为传送机构，平台车底部与主轨道接触设置，平台车中空设置，轨道板模具包括底模和设于底模四周的侧模，用于设置钢筋笼和预应力钢筋或入模钢筋，并在其内浇筑成型轨道板；

或者，所述底模开有至少一个用于所述脱模设备穿过的灌注孔模。

进一步地，还包括控制器，控制器与放张机构、张拉机构分别单独连接；

或者，所述入模钢筋端部设置力传感器，或者该传感器设于张拉杆与入模钢筋连接的端部，该传感器与控制器连接，这样，可实现对入模钢筋受力的实时检测，从而保证对入模钢筋实现同时双向张紧。

进一步地，所述放张机构包括设有若干个活塞部件的箱体，所述箱体底部设有升降部件，每个所述活塞部件的自由端设有卡子，卡子用于卡接所述的张拉杆。

为了克服现有技术的不足，本发明还提供了一种轨道板流水线生产方法，采用所述的轨道板流水生产系统，具体步骤如下：

1)轨道板装于轨道板模具设于平台车，经过蒸养区的蒸养设备进行蒸汽养护，混凝土达到规定放张强度；

2)平台车通过主轨道进入蒸养工位，后在主轨道的带动下进入放张工位；

3)在放张工位，放张机构与张拉杆连接，由放张机构对预应力筋进行放松；

4)平台车继续沿着主轨道前进到张拉杆拆卸工位，拆除张拉杆；

5)平台车继续沿着主轨道前进到脱模工位，脱模设备固定轨道板模具，并由顶升机构顶升轨道板实现轨道板脱模，将轨道板移除轨道板模具；

6)平台车继续沿着主轨道前进到清模工位，工作人员对脱模后的轨道板模具进行清理，并在轨道板模具内喷涂脱模剂；

7)平台车继续沿着主轨道前进到安装工位，工作人员对轨道板模具安装预埋件和入模钢筋；

8)平台车继续沿着主轨道前进到张拉杆工位，张拉杆与入模钢筋进行连接并预紧；

9)平台车继续沿着主轨道前进到电阻检测工位，工作人员检测每根纵向钢筋与相连的横向钢筋间的电阻，满足绝缘要求；

10)平台车继续沿着主轨道前进到张拉工位，张拉杆与张拉机构连接，张拉机构对入模钢筋进行单根初张拉、双向同步整体张拉并锁定于模型端面；

11)平台车继续沿着主轨道前进到浇筑和振捣工位，对轨道板模具进行布料，同时启动振动设备进行振捣成型；

12)平台车继续沿着主轨道前进，进入检测工位和修饰工位，修饰完成后，平台车进入蒸养区进行养护。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明通过主轨道的设置，可实现设备的依次设置，轨道板的依次生产，有效降低工人作业强度，提高生产效率，生产线布置合理，方便对平台车的移动。

2)本发明各个设备的相应位置布置，工人有序工作，便于监督管理。

3)本发明通过主轨道与蒸养设备的相邻设置，布局合理，便于生产。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为生产系统示意图；

图2为本发明中张拉装置的俯视图；

图3为本发明中张拉杆示意图；

图4为本发明中平台车示意图；

其中：1、蒸养出板工位，2、第一放张工位，3、第二放张工位，4、预留工位、5、第一脱模工位，6、第二脱模工位，7、清模工位，8、安装导管工位，9、钢筋入模工位，10、第一张拉杆安装工位，11、第二张拉杆安装工位，12、预留工位，13、第一张拉工位，14、第二张拉工位，15、检测工位，16、振动工位， 17、预留工位、18蒸养工位，19、轨道板模具，20、斜块，21、杆体，22、内螺纹，23、爪式卡接部件，24、推力轴承，25、力传感器，26、平台车，27、主轨道，31、卡子，32、活塞部件，33、箱体。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了轨道板流水生产系统。

本申请的一种典型的实施方式中，如图2所示，轨道板流水生产系统，包括用于支撑轨道板模具的平台车；主轨道，平台车沿着主轨道方向前进或后退；用于对轨道板或者设于平台车的轨道板进行蒸养成型的蒸养设备，设于主轨道的一侧；放张机构，用于对轨道板内部的预应力钢筋进行预应力放松；张拉杆，穿过平台车侧模设置，用于与轨道板内部的预应力筋和/或入模钢筋进行连接；脱模设备，包括用于下方顶升轨道板的顶升机构，实现轨道板与轨道板模具脱离；张拉机构，与张拉杆适配，用于对入模钢筋进行张拉；浇注设备，用于向所述轨道板模具中浇注混凝土；振动设备，用于对轨道板模具浇筑中的混凝土进行振捣成型，设于浇筑设备的下方；

振动设备为振动台，带有轨道板模具的平台车移动到振动台表面，通过振动台施加激振力胁迫模具共振实现混凝土的受迫振捣密实。

激振力按公式(1)计算，确定激振力取值为80KN。

式中：F-激振力(KN)；m_i-振动台运动部分有效质量(Kg)；A_h-无附加荷载的振幅(mm)；A_c-有附加荷载的振幅(mm)；f_h-无附加荷载的频率(Hz)；f_c-有附加荷载的频率(Hz)。

隔振设计按公式(2)确定，通过在支座上设置抗震弹簧和垫块减小振动影响。

式中：η-隔振系数；F₁-传递给地基的激振力；F₀—振动源产生的激振力；ζ- 阻尼比；z-隔振系统固有频率和激振频率的比值。

其中：C-系统阻尼；k-隔振系统刚度，m- 系统质量之和，f为系统固有频率，ω为系统角速度。

其中，放张机构、脱模设备、张拉机构和振动设备依次沿着主轨道从一端设置到另一端，这些设备沿着主轨道侧部设置，通过流水线结构的设置，可有效提高生产效率，工人在合适的工位进行正确的作业，有效降低劳动强度，充分利用了蒸养设备占地面积大，布局非常合理。

还包括两组副轨道，副轨道与主轨道相互垂直设置，两组副轨道分别设于主轨道的两端，且两组副轨道设于蒸养设备的两侧。

设于第一脱模工位1和第二脱模工位6的脱模设备还包括定位件，定位件通过升降单元从平台车上方降落到模型表面以下压模型，升降单元可为启动件或液压件或者其他高低升降机构。

为了保证地面轨道的连续性，无需人工移动平台车，主轨道尾部设置的副轨道呈L型设置以将平台车送入蒸养设备形成的蒸养区；

或者，主轨道头部设置的副轨道同样呈L型设置，以将平台车送离蒸养设备形成的蒸养区，在主轨道与副轨道之间设置多根辊道(90°转向)，以便于平台车从主轨道移入副轨道，从副轨道移入主轨道，平台车底部设置可锁止的滚轮，蒸养区内同样可设置移动轨道，移动轨道设于蒸养设备的一侧，或者在移动轨道两侧都设置蒸养设备，同样，移动轨道与副轨道之间同样设置多根辊道。

张拉机构(设于第一张拉工位和第二张拉工位)与振动设备之间设有设定距离，用于形成检测工位；

或者，脱模设备与张拉机构之间设有设定距离，用于形成清模工位、安装导管工位、安装入模钢筋工位。

轨道板模具设于平台车26内，主轨道为传送机构，主轨道与副轨道同样都是链条传送机构，两条链条之间设置平板用于支撑振动设备、脱模设备的顶升机构等，平台车26底部与主轨道27接触设置，平台车中空设置，轨道板模具包括底模和设于底模四周的侧模，用于设置钢筋笼和预应力钢筋或入模钢筋，并在其内浇筑成型轨道板。

此外，主轨道中每一侧链条安装于两根钢轨之间，平台车26的车轮在两根钢轨之间，由链条带动移动，在链条上表面设置突起斜块20，突起斜块20与平台车26能够接触设置，以便推动平台车26移动。

轨道板模具底模开有至少一个用于所述脱模设备穿过的灌注孔模。

生产系统还包括控制器，控制器为PLC可编程控制器，控制器与放张机构、张拉机构分别连接；入模钢筋端部设置力传感器，力传感器在使用时，设于入模钢筋与张拉杆之间，该传感器与控制器连接，这样，可实现对入模钢筋受力的实时检测，从而保证对入模钢筋实现同时双向张紧，而且控制器控制主轨道、副轨道的运行。

放张机构(设于第一放张工位和第二放张工位)包括设有若干个旋转部件的机架，机架能够围绕平台车设置，机架的两侧可打开设置，以便于平台车的通过，机架底部设有用于使其水平移动的推动部件，推动部件设于上下往复运动部件上，上下往复运动部件用于整个所述放张机构的升降运动，每个旋转部件包括棘轮组件，每个旋转部件适配张拉杆上的卡接部件；推动部件和上下往复运动部件均为液压油缸，这两个液压油缸、棘轮组件均与控制器单独连接，由控制器统一控制，在使用时，控制器控制放张机构中推动部件带动机架，从而保证棘轮组件与入模钢筋拉紧，再由棘轮组件带动入模钢筋旋转，以防松预应力筋。

张拉机构3包括设有若干个活塞部件的箱体33，箱体33底部设有升降部件，每个活塞部件32的自由端设有卡子31，卡子31用于卡接所述的张拉杆2，卡子 31卡接于张拉杆的爪式卡接部件的挡台内侧或爪式卡接部件的外侧，这样卡子 31可为一根空心管，用于与爪式卡接部件的外侧卡合，或者卡子为直径大于爪式卡接部件的挡台直径，与挡台配合，控制器与升降部件、活塞部件分别单独连接。升降部件、活塞部件均为液压油缸。

箱体33围绕轨道板模具的平台车设置，平台车用于支撑轨道板模具，从而带动轨道板模具的移动，箱体33围绕平台车设置，也就是说当升降部件升高后，箱体设置在轨道板模具的四周，用于与张拉杆对接。

箱体33呈框形结构，且升降部件由支撑架支撑，支撑架设于主轨道的两侧，主要用于支撑箱体33的长边，框形箱体的两侧可打开设置，箱体的两短边一端相对于长边铰接设置，另一端与长边可通过紧固件如螺栓进行紧固连接；因本申请中轨道板生产是流水作业，平台车移动，但支撑架位置保持在设定位置，从而保证流水作业，箱体的两侧也就是平台车的进出方向是能够打开的，这样打开后，平台车进入框形箱体33内侧，活塞部件设于箱体33的侧部。

张拉杆包括杆体21，如图3所示，杆体21的一端设有与预应力钢筋螺纹适配连接的内螺纹22，这样传感器设于杆体内内螺纹的顶面，杆体21的另一端设有与放张机构24适配的爪式卡接部件23，杆体21中部设有凸台，凸台贴合于轨道板模具侧壁，用于限制所述张拉杆2整体进入所述轨道板模具腔体内部，凸台为推力轴承24，爪式卡接部件23包括四个手爪，四个手爪对称设置，且四个手爪中心设有用于容纳卡子的空间。

从图1可知，最终本发明提供的生产系统，包括蒸养线，蒸养线的两侧设置副轨道，从一副轨道到另一副轨道之间的主轨道上，依次设置蒸养出板工位1，第一放张工位2，第二放张工位3，预留工位4(空白工位)、第一脱模工位5，第二脱模工位6，清模工位7(用于清理)，安装导管工位8，钢筋入模工位9，第一张拉杆安装工位10，第二张拉杆安装工位11，预留工位12，第一张拉工位 13，第二张拉工位14，检测工位15，振动工位16，预留工位17、蒸养工位18。

为了克服现有技术的不足，本发明还提供了一种轨道板流水线生产方法，采用所述的轨道板流水生产系统，具体步骤如下：

1)轨道板装于轨道板模具设于平台车，经过蒸养区的蒸养设备进行蒸汽养护，混凝土达到规定放张强度；

2)平台车通过主轨道进入蒸养工位，后在主轨道的带动下进入放张工位；

3)在放张工位，放张机构与张拉杆连接，由放张机构对预应力筋进行放松；

4)平台车继续沿着主轨道前进到张拉杆拆卸工位，拆除张拉杆；

5)平台车继续沿着主轨道前进到脱模工位，脱模设备固定轨道板模具，并由顶升机构顶升轨道板实现轨道板脱模，将轨道板移除轨道板模具；

6)平台车继续沿着主轨道前进到清模工位，工作人员对脱模后的轨道板模具进行清理，并在轨道板模具内利用喷雾器向模板内表面喷涂脱模剂便于构件成型后脱模；

7)平台车继续沿着主轨道前进到安装工位，安装工位为安装导管工位和钢筋入模，工作人员对轨道板模具安装预埋件和入模钢筋；

8)平台车继续沿着主轨道前进到张拉杆工位，张拉杆与入模钢筋进行连接并预紧；

9)平台车继续沿着主轨道前进到电阻检测工位，工作人员检测每根纵向钢筋与相连的横向钢筋间的电阻，满足绝缘要求；

10)平台车继续沿着主轨道前进到张拉工位，张拉杆与张拉机构连接，张拉机构对入模钢筋进行单根初张拉、双向同步整体张拉并锁定于模型端面；

11)平台车继续沿着主轨道前进到浇筑和振捣工位，对轨道板模具通过混凝土布料机进行均匀布料，同时启动振动设备进行振捣成型；

12)平台车继续沿着主轨道前进，进入检测工位和修饰工位，检测工位对模型和轨道板的大小钳口距、轨底坡、钳口面夹角、承轨面平整度、轨道板面平整度、外观质量等进行快速检测，修饰工位对振捣后模型进行清理，完成混凝土表面拉毛、裹膜保湿等工作，修饰完成后，平台车进入蒸养区进行养护。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.轨道板流水生产系统，其特征在于，包括：

用于支撑轨道板模具的平台车；

主轨道，平台车沿着主轨道方向前进或后退；

用于对轨道板或者设于平台车的轨道板进行蒸养成型的蒸养设备，设于主轨道的一侧；

放张机构，用于对轨道板内部的预应力钢筋进行预应力放松；

张拉杆，穿过平台车侧模设置，用于与轨道板内部的预应力筋和/或入模钢筋进行连接；

脱模设备，包括用于下方顶升轨道板的顶升机构，实现轨道板与轨道板模具脱离；

张拉机构，与张拉杆适配，用于对入模钢筋进行张拉；

浇注设备，用于向所述轨道板模具中浇注混凝土；

振动设备，用于对轨道板模具浇筑中的混凝土进行振捣成型，设于浇筑设备的下方；

其中，放张机构、脱模设备、张拉机构和振动设备依次沿着主轨道从一端设置到另一端。

2.根据权利要求1所述的轨道板流水生产系统，其特征在于，还包括两组副轨道，副轨道与主轨道相互垂直设置，两组副轨道分别设于主轨道的两端，且两组副轨道设于蒸养设备的两侧。

3.根据权利要求1所述的轨道板流水生产系统，其特征在于，所述脱模设备还包括定位件，定位件通过升降单元从平台车上方降落到模型表面以下压模型。

4.根据权利要求2所述的轨道板流水生产系统，其特征在于，所述主轨道尾部设置的副轨道呈L型设置以将平台车送入蒸养设备形成的蒸养区。

5.根据权利要求2所述的轨道板流水生产系统，其特征在于，所述主轨道头部设置的副轨道同样呈L型设置，以将平台车送离蒸养设备形成的蒸养区。

6.根据权利要求1所述的轨道板流水生产系统，其特征在于，所述张拉机构与振动设备之间设有设定距离；

或者，所述脱模设备与张拉机构之间设有设定距离。

7.根据权利要求1所述的轨道板流水生产系统，其特征在于，所述轨道板模具设于所述平台车内，主轨道为传送机构，平台车底部与主轨道接触设置，平台车中空设置，轨道板模具包括底模和设于底模四周的侧模，用于设置钢筋笼和预应力钢筋或入模钢筋，并在其内浇筑成型轨道板；

或者，所述底模开有至少一个用于所述脱模设备穿过的灌注孔模。

8.根据权利要求1所述的轨道板流水生产系统，其特征在于，还包括控制器，控制器与放张机构、张拉机构分别单独连接；

或者，所述入模钢筋端部设置力传感器，该传感器与控制器连接。

9.根据权利要求1所述的轨道板流水生产系统，其特征在于，所述放张机构包括设有若干个活塞部件的箱体，所述箱体底部设有升降部件，每个所述活塞部件的自由端设有卡子，卡子用于卡接所述的张拉杆。

10.一种轨道板流水线生产方法，其特征在于，采用根据权利要求1-9中任一项所述的轨道板流水生产系统，具体步骤如下：

1)轨道板装于轨道板模具设于平台车，经过蒸养区的蒸养设备进行蒸汽养护，混凝土达到规定放张强度；

2)平台车通过主轨道进入蒸养工位，后在主轨道的带动下进入放张工位；

3)在放张工位，放张机构与张拉杆连接，由放张机构对预应力筋进行放松；

4)平台车继续沿着主轨道前进到张拉杆拆卸工位，拆除张拉杆；

5)平台车继续沿着主轨道前进到脱模工位，脱模设备固定轨道板模具，并由顶升机构顶升轨道板实现轨道板脱模，将轨道板移除轨道板模具；

6)平台车继续沿着主轨道前进到清模工位，工作人员对脱模后的轨道板模具进行清理，并在轨道板模具内喷涂脱模剂；

7)平台车继续沿着主轨道前进到安装工位，工作人员对轨道板模具安装预埋件和入模钢筋；

8)平台车继续沿着主轨道前进到张拉杆工位，张拉杆与入模钢筋进行连接并预紧；

9)平台车继续沿着主轨道前进到电阻检测工位，工作人员检测每根纵向钢筋与相连的横向钢筋间的电阻，满足绝缘要求；

10)平台车继续沿着主轨道前进到张拉工位，张拉杆与张拉机构连接，张拉机构对入模钢筋进行单根初张拉、双向同步整体张拉并锁定于模型端面；

11)平台车继续沿着主轨道前进到浇筑和振捣工位，对轨道板模具进行布料，同时启动振动设备进行振捣成型；

12)平台车继续沿着主轨道前进，进入检测工位和修饰工位，修饰完成后，平台车进入蒸养区进行养护。