CN1318669A - 超高强预应力砼离心轨枕及离心成型方法 - Google Patents

Abstract

超高强预应力砼离心轨枕及离心成型方法,属铁路建设用材,预应力砼轨枕成型生产技术领域。本发明是将现有生产制造超高强预应力砼离心管桩的成熟技术和能离心成型,多种异形砼构件的离心成型机,运用于铁路砼轨枕生产。优良的技术组合,创造出质量更好,强度更高的预应力混凝土离心轨枕。

Description

超高强预应力砼离心轨枕及离心成型方法

超高强预应力砼离心轨枕及离心成型方法属铁路建设用材，预应力砼轨枕成型生产技术领域。现有的砼轨枕成型生产采用粗放型长模张拉工艺和振动成型工艺，产品存在承载能力低，使用寿命短，砼轨枕纵裂严重，维修量大等问题。对此近年来各国如德国道斯腾公司(dorstener)和国内珠洲桥梁厂等公司改用短模钢筋逐根张拉工艺和高频振动成型工艺，加上新型Ⅲ型轨枕的结构设计，使现有砼轨枕，强度和质量提高纵裂大为减少。但由于采用机械振动密实成型生产砼轨枕工艺技术的局限，还是存在诸多不足之处，如为了使轨枕砼强度达到C80的等级，在制作砼轨枕的砼拌合物配比中，必须减少加水量和提高水泥用量。这种水泥用量高达500kg/m³的半干硬性拌合物装入枕模，水化热大，微膨胀严重，混凝土中会产生高达50℃～60℃的温升，水泥石与骨料的温度膨胀系数不同，在骨料界面产生许多微裂纹，且水泥的水化作用需一定的水分，才能水化凝固和对骨料产生握裹力，而只有很少水分的砼拌合物，装入封闭的枕模内，经高频振动，一部分水分又被振吸至模壁四周造成中间水化热高局部砼热胀失水，有的地方因蒸养不当引起外面热量高里边低，造成轨枕砼表面水泥凝固硬化，而里边水泥未硬，水化热胀和湿空气向外扩散受阻，内部裂纹形成，严重影响轨枕在交变荷载作用下的疲劳强度，大大影响使用寿命。本技术是将现有离心生产超高强预应力砼管桩，成熟的砼离心成型工艺运用于砼轨枕生产，对离心成型截面是长方形略带异形的砼轨枕离心成型机械本人已另案申请实用新型专利《多功能环笼式砼离心成型机》。本方法的原理是在轨枕中间设置离心孔，引导和缩短，砼内部湿空气、水化热扩散和蒸养传热通道，从根本上消除砼轨枕的纵裂问题和水化热膨胀引起的内部裂纹。用高速旋转产生的离心力，挤压密实成型轨枕砼，砼密实性好，预应力均衡，表面光滑，防渗水、防冻性好，承载力更高。主要特点是在保证砼强度C80的要求下，砼拌合物配比中可适当多加水分，能使水泥在砼拌合物中预先充分水化，砼拌合物坍落度35～40mm，和易性好，塑性的砼拌合物，浇注枕模后，在高速旋转的离心力作用下，水泥、砂、石沿枕模壁四周紧密挤压排列成型，而拌合物中比重较轻的多余水分和少量泥浆，被挤压至砼轨枕中间的轴心圆孔排出。在离心成型的砼轨枕纵向中间会留下一个小形园孔，但不影响其承载和抗压强度，因为枕模是长方形截面呈“

”形，由底部和二侧三面模壁加两头端盖组成，砼拌合物浇注时可装满整个模腔至顶部盖板处。(顶部盖板是轨枕的底部)圆孔是在离心力作用下，将砼拌合物中离心分离出的影响砼强度的多余水分和砂、石中的泥浆与绝少量水泥。圆孔的截面积一般只占轨枕截面积的8％。此圆孔在蒸养过程中是砼轨枕内部水化热和湿空气扩散疏道处与内部蒸养传热通道，对轨枕砼在蒸养中保持内外温差均衡和消除裂纹起重要作用。同轨枕平行的直线形离心圆孔又可以作为轨枕后张拉预应力钢筋的串筋孔，加设一根后张拉钢筋，同浇注在轨枕内的四根先张拉钢筋共同作用，提高承载能力。

离心成型方法工艺流程，1．砼拌合物配合比，在现有技术配合比的基础上，可增加加水量，使坍落度在35mm左右、减水剂选用适合离心成型法的KFON系列，骨料粒径可增大至20mm。2．用铸铁与钢板制成的“

”形枕模，每根砼轨枕配一个枕模。在流水线上通过自动涂刷脱模剂后，放入四根钢筋，也可在两头加设二个圈箍。预设钢轨固定螺栓孔，钢轨固定螺栓，也可浇注固定于轨枕中，增加其牢度减少后道安装工序，又可杜绝螺孔裂纹。3．安装两头枕模端盖，再以枕模作为后座反力支架，对四根钢筋逐一张拉。向模内浇注砼拌合物，稍加振动，使拌合物填满整个模腔后沿两侧模板顶部括平拌合物，复盖顶盖板隔离薄膜，推入离心滑车。4．离心滑车每车可装四个枕模，每组离心成型机，对应滑车有4个离心圆筒组成，每次可成型四根轨枕，四个枕模由链条推进器同时推入离心圆筒，并将离心圆筒内已成型的四个枕模顶出圆筒。枕模在离心圆筒内由夹紧装置固定并压上装在圆筒内的枕模顶盖板。开启电机，先慢后快旋转，高速旋转(600转/分)6分钟左右，停机自动打开模顶盖板，放松夹具顶出。5．枕模离开离心圆筒后，拔出端部橡皮块封口，放出多余水分和泥浆，由升降滑车，对枕模升高排序，再由电动窑车运入养护窑，带模高温养护。6．养护方法，升温1.5小时，恒温4小时，恒温温度保持在80℃～90℃，降温1小时，砼强度达到40MPa，将枕模移至环形翻转脱模机，逐一自动脱模。脱模后轨枕可推入蒸压釜，压蒸养护。升温5小时，恒压温5小时，恒压时蒸汽压力0.95MPa，相应温度170℃～180℃，降温2小时。采用压蒸办法的目的是在短期内使砼轨枕强度达到和超过C80等级，产品即可出厂使用。也可用温水养护的方法，替代压蒸养护，把脱模后的砼轨枕放入50℃～60℃的温水中养护3天，砼轨枕一般也能达到C80的强度。

本组合发明创造的实施，建厂设备投资低，总投资不到现有进口短模砼轨枕生产工艺设备总投入的十分之一，产品生产成本基本相同略有下降，因离心成型生产成品合格率高于现有技术。为铁路和地铁建设提供更高质量和更高强度的砼轨枕，为现有砼轨枕生产企业的设备和产品更新换代提供新的途径。

附图说明：1．离心砼轨枕；2．轨枕离心圆孔。

Claims (1)

1. 超高强预应力砼离心轨枕主要由高强砼级配、高强预应力配筋和新的砼轨枕成型工艺组成。其特征在于：砼轨枕成型过程中，采用稍加机械振动，主要运用高速旋转产生的离心力，将装有砼拌合物的轨枕模，由离心机带动旋转，使模内砼拌合物以一定速度，围绕自身的轴心旋转(高速时每分钟600转)产生离心，使水泥、砂、石在离心力作用下，自动沿轨枕模内壁挤压排列，把砼拌合物中多余的水和泥浆，挤压至轴心圆孔的砼轨枕离心成型方法。