[客运专线双块式轨枕常见外观质量问题]商品外观算质量问题吗
时间：2019-05-28 03:19:35 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
摘要：双块式轨枕各部位的技术要求及尺寸主要通过模具来控制，模具的形状尺寸精确，对模具定期检修到位，生产出的轨枕不会超出技术要求的范围，所以外观质量问题就成为了造成双块式轨枕产品不合格的主要因素，必须对其成因进行分析并采取相应措施加以控制以避免此类问题的出现。
关键词：轨枕；外观；质量；成因；措施
Abstract: the new type double piece of different parts of the technical requirements and mainly through the mold to control the size and the shape of the mold size is exact, to mold preventive maintenance in place, production of sleeper is no more than the technical requirements of scope, so the appearance quality problem become the cause double pieces type sleeper unqualified products of the main factors, must be the origin of analysis and adopt corresponding measures to avoid the appearance of this problem.
Keywords: sleeper; Appearance; Quality; Cause; measures
中图分类号：F253.3 文献标识码：A 文章编号：
1 引言
双块式轨枕目前普遍应用于我国客运专线的施工建设当中，其生产方式主要采取固定地点的工厂化流水线生产，预制完成后再运输到施工现场进行安装。
目前双块式轨枕的生产工艺主要由七个环节组成:
其中任何一个环节的技术性问题和人为的疏漏都会对轨枕的外观造成一定的影响，本文列举了几种双块式轨枕常见的外观质量问题并对其成因进行一定分析，同时提出了一些相应的防治措施，以进一步完善双块式轨枕的施工工艺。
双块式轨枕的外观质量问题总体上可归为7类：
1、 套管下沉和套管偏移；
2、 外侧承轨槽裂纹；
3、 麻面；
4、 表面气泡；
5、 棱角破损；
6、 桁架弯曲；
7、 表面龟裂。
本文将分别对这7种情况就其对轨枕质量的影响程度、成因和防治措施三个方面进行进一步的论述。
2套管下沉和套管偏移
2.1 问题概述
套管下沉即套管顶端低于承轨面的现象（如图1所示），根据设计标准的要求，如果套管与承轨面间高差超过0.5mm将造成该块轨枕不合格。
套管偏移一般伴随套管下沉同时发生，是指套管纵向中心线相对于承轨面 垂线产生偏移的现象，从外观来看即套管口相对于承轨面一端下沉而另一端与承轨面齐平或是一端下沉少另一端下沉
多的现象。检测时以从套管口沿纵向中图1—套管下沉与偏移
心线向上12cm处偏移承轨面垂线距离小于2mm为标准，超出标准同样为不合格产品。
2.2 成因分析
造成这种这两种问题的原因主要有以下三方面：
1、定位轴破损：聚氨酯材料定位轴多次使用后螺纹磨损，不能有效的卡住套管，在进行混凝土振捣时套管松动，与模具间产生缝隙，混凝土浆灌入其中，产生套管下沉或偏移。
2、套管安装不到位：套管安装时应用力拧紧，使其与模具面充分接触并产生摩擦力才能有效固定套管，否则在振捣时同样会使套管松动产生套管下沉或偏移。
3、套管与模具接触面没有清理干净： 这直接造成套管安装不到位，与模具的接触面留有缝隙造成套管下沉或偏移。
2.3 防治措施
为尽量避免套管下沉和偏移现象的发生也主要应从这三方面入手：
1、在每次脱完模后对该模具的每根定位轴进行仔细检查，发现老化或者有破损的定位轴要及时更换。
2、对套管与模具的接触面进行重点清理，使接触面处光滑无异物。
3、安装定位轴要充分拧紧，使其与模具接触面间不留缝隙并由专人进行检查。
这样可有效降低套管下沉和套管偏移的发生概率。另外，在对轨枕进行外观检测时，套管下沉已经超标的话则无需再对套管偏移进行检测，若出现在0.5mm以内的套管口不均匀下沉，则须用孔斜器进行套管偏移的检测。
3 外侧承轨槽裂纹
3.1问题概述
即外侧挡肩与承轨面之间的凹槽出现裂纹，只要此类裂纹出现该块轨枕即为废品（如图2所示）。
3.2 成因分析
该问题的产生原因有两方面：
1、 蒸养后的混凝土强度。
2、 重力脱模时轨枕下落不一致。
其中第二点是造成该问题的主要原因。 图2-外侧承轨槽裂纹
双块式轨枕生产基本上都采用重力脱模方式，把模具吊装到脱模台上，用四个高压气囊将模具顶起10~20cm，然后气囊突然放气，让模具自由落体摔到脱模台上，靠四根轨枕的重力使其脱模。当脱模台与模具的四个碰撞点没有在同一水平面上，或者四个气囊放气不同步的话会使模具不能同时落在与脱模台的四个碰撞点上，从而造成同一根轨枕的两个混凝土块不能同时脱模。此种情况下脱模相对较晚一侧的轨枕的外侧挡肩会卡在模具上，当模具撞在脱模台上突然停止时，先脱模的一侧轨枕由于惯性脱离模具继续下落，造成后脱模一侧轨枕的外侧挡肩被模具卡住（如图2中挡肩内侧的黑色卡痕），从而使整个轨枕受到弯曲应力，在弯曲应力的作用下，外侧承轨槽混凝土厚度相对薄的位置容易出现轨枕横向贯穿裂纹。
3.3 防治措施
避免此类问题总体上从以下三方面执行：
1、必须严格按照标准对轨枕进行蒸汽养护，保证每根轨枕脱模强度不低于40兆帕。
2、对脱模台和四个气囊进行调试，不定期用精密水准仪对脱模台的四个碰撞点进行校准，对其进行调整使之处于同一水平面上，四个气囊需要由机械生产厂家的专业人员进行精确的调整，确保其充气放气同步。
3、定位轴要使用同一厂家生产的同一种产品且尽量选用偏柔软材料的，确保脱模时轨枕受到的摩擦系数相同且能有效降低轨枕不同步脱落时受到的弯曲应力。
4、脱模台轨枕支架高度在不超过脱模台上表面的情况下使未脱模前轨枕钢筋桁架下弦与脱模支架的距离尽量缩短（注：根据生产经验此距离不宜超过1.5cm），这样可有效降低脱模时轨枕的受到的弯曲应力。
4 麻面
4.1问题概述
麻面的现象是轨枕局部表面出现缺浆和小凹坑、麻点，形成租糙面，但无钢筋外露现象（如图3所示）。
4.2 成因分析
其产生有三方面的原因：
1、模板表面粗糙或粘附水泥浆渣等 物未清理于净，脱模时混凝土表面被粘坏。
2、安装定位轴时，定位轴螺孔内放入润滑油过多，振捣时润滑油从螺孔内被 图3-麻面
振出，造成套管周围混凝土因混有润滑油而无法凝结，形成油污和孔洞。
3、脱模剂喷涂过多或局部有较多残留液体，在模具表面形成结块，造成混凝土凝无法凝结，脱模后形成小坑。
4.3 防治措施
1、 对模板进行彻底的清理，不得粘有干硬水泥砂浆等杂物，可用电动钢丝刷和高压风枪处理。
2、 在安装定位轴时涂抹润滑油要适量，不得有定位轴拧紧后润滑油有挤出的现象。
3、 喷涂脱模剂要严格按照标准执行，脱模液不得在轨枕便面出现明显的流动，宜安排有经验的工人进行喷涂。
5 表面气泡
5.1 问题概述
气泡是混凝土浇筑过程当中不可避免的（如图4所示），在双块式轨枕生产当中承轨部位气泡长度≤10mm，深度≤2mm；其他部位气泡长度≤50mm，深度≤5mm即为合格产品。但也要对材料配比和振捣过程进行精细控制，以避免气泡超标。
5.2 成因分析
1、材料方面：
a、根据级配密实原理，在施工过程
中材料本身级配不合理，粗骨料偏多、图4-承轨面气泡
大小不当，碎石中针片状颗粒含量过多以及生产过程中实际使用砂率比试验室提供的砂率偏小， 这样细粒料不足以填充粗粒料空隙，导致粒料不密实，形成自由空隙，为气泡的产生提供了条件。
b、水泥和水用量的多少也是气泡产生的重要原因。制枕混凝土属于半干硬性混凝土，在试配混凝土时．主要针对强度而考虑水泥用量，如果在满足混凝土强度的前提下，增加水泥用量，从而减低水灰比，气泡将大大减少(但这样将增大工程成本)。其原因是多余水泥浆可以填充因骨料级配不合理或者其它因素形成的空隙．而水的减少可以使自由水形成的气泡(混凝土中水泡蒸发后成为气泡)减少；如果混凝土拌和过程中，水量过多，由于水化反应耗费的水较少，使得薄膜结合水、自由水相对较多。从而导致水泡形成的机率增大。
c．某些混凝土外掺剂以及水泥自身的化学成份也是导致气泡产生的原因。一般外加剂中都含有减水剂， 目前使用的减水剂大多数为阴离子型表面活性剂。当外加剂加人到混凝土中后，使混凝土中拌合用水的表面张力不同程度地下降，埋伏下了起泡的因素，在混凝土搅拌或制作过程中会产生不必要的气泡，国外发达国家很早就发现了这个问题 ，他们在许多外加剂中都掺人了适量的消泡剂，用来消除有害的大气泡，目前国内在混凝土外加剂中掺加消泡剂的产品比较少，尚未引起外加剂厂家（尤其是复配外加剂厂家）的足够重视。所以，在选用外掺剂前，应做必要的配比试验。
2、工艺方面：
进行混凝土浇筑时要通过振捣使骨料颗粒互相靠拢紧密，将空气带着一部分水泥浆挤到上部，气泡借助振动力冒出是减少混凝土气泡的主要方法，而且振捣时间的长短与气泡的排除有直接的关系。
a、振捣时间越长，振动频率越大，混凝土越密实。但时间过长，石子下沉、水泥浆上浮，会发生分层、泌水、离析现象，造成生产出的轨枕在温度降低时，底部的砂浆层大面积开裂，同时对模具的强度、刚度和稳定性有更高的要求。
b、振捣时间过短，骨料颗粒还没有靠拢紧密，不能将水和多余的空气排出，达不到密实的目的。
5.3 防治措施
对气泡的控制同样要从材料和工艺两方面入手，根据混凝土的坍落度和振捣方式来确定振捣时间。在混凝土拌合时通常将其坍落度控制在40cm，振捣时，震动电机的转速为2400rad/min，震动时间为2+1min，气泡得到有效控制，几乎没有出现气泡超标现象。混凝土振捣的时间必须严格控制、仔细观察，在振捣过程中，当混凝土无显著下沉、不出现气泡、表面泛浆并不产生离析即为振实。
6 棱角破损
6.1 问题概述
即通常所说的掉边掉角现象，长度在50mm以内须进行修补，如超过50mm则为不合格产品。、
6.2 成因分析
这种现象的产生与混凝土拌合不均匀、骨料受到污染、振捣不充分、模具变形以及重力脱模有关。
6.3 防治措施
1、双块式轨枕棱角比较多，如果拌合 不均匀或者骨料冲洗不干净则很容图5-掉边
易在脱模时出现大块的掉边掉角，
震动脱模本身就容易造成混凝土表面损坏，在脱模时应尽量在允许范围内（10~20cm）降低模具被顶起的高度以减少强度。
2、严格按照使用标准配制和喷涂脱模剂、对脱模机具进行调试，加快气囊放气速度以降低脱模时的震动次数，可降低在脱模过程中棱角被震破几率。
3、模具的局部变形也会造成掉边掉角现象，例如模具侧面的内表面出现凹陷，在脱模时会将轨枕卡住产生一个与轨枕脱模方向相反的挤压力从而将轨枕的边角卡掉，所以在轨枕脱模后如看到掉边掉角或是侧表面有凹陷的现象应及时对该模具进行检查和维修，以减少掉边掉角现象的发生。
7 桁架弯曲
7.1 问题概述
即桁架发生较严重且不可修复的变形，而造成轨枕的两个混凝土相对扭曲超标造成该轨枕成为废品（如图7所示）。
7.2 成因分析
这类问题通常是在轨枕的装运和存放过程中造成，例如出枕后用叉车将轨枕运至存放地点时桁架被叉车顶弯；或者用吊车吊运时，轨枕从半空摔落造成桁架弯曲等。而在存放时，每层轨枕中间所垫方木应支撑在轨枕桁架的波形筋与 图7-桁架弯曲
下旋筋的焊接点处，否则下旋筋易因受力不均匀被压弯，造成桁架的弯曲变形。
7.3 防治措施
在轨枕的装运和存放过程当中叉车和吊车司机必须要聘用经过正规培训的专业人员，并在配备专人进行指挥和摆放方木，以避免此类由人为因素造成轨枕损毁现象发生。
8 表面龟裂
8.1 问题概述
龟裂在土木工程行业中一般是指砂浆、混凝土或者是抹灰面上的细微裂纹，双块式轨枕的表面偶尔也会出现龟裂现象（如图8所示）。这种裂纹并不明显且一般不会贯穿到混凝土内部，所以不会造成轨枕报废，但会造成轨枕表面过快老化，降低其使用年限。
8.2 成因分析
这种现象往往出现在存放一段时间后的轨枕表面，其原因主要是轨枕表面 图8-龟裂
温度的骤升或者骤降。
1、夏季施工时，放在存放场的轨枕会受到太阳的暴晒，中午时轨枕表面温度可达到50℃，而在昼夜温差较大的地区晚上温度通常会降到十几度甚至是几度，这种反复的大幅度升温降温造成了轨枕表面反复的热胀冷缩而出现龟裂。
2、冬季施工时，温度通常都在0℃左右，而刚脱模的轨枕由于蒸汽养护的作用表面温度会比较高，有时还会在30℃以上，但脱模区的温度一般与室外温度相差无几，这就造成轨枕表面迅速降温收缩出现龟裂。
8.3 防治措施
1、夏季施工时，露天存放的轨枕要用帆布覆盖或是架设护棚以防止太阳暴晒，并对上层轨枕洒水降温，控制轨枕表面每小时的升温或降温不得超过15℃。
2、冬季施工时，蒸养后的轨枕要在蒸养棚内充分降温后再进行脱模，轨枕表面每小时的升温或者降温幅度同样不得超过十五度。如果冬季温度过低的话则应停止施工生产，以避免低温对轨枕的成品质量造成多方面影响。
9 结论
在轨枕的生产过程当中，轨枕的外观质量问题时有出现，如果严重的话则直接导致轨枕报废，从而造成资源和能源的浪费，影响企业效益。将上述轨枕质量问题称之为双块式轨枕生产的七大顽疾丝毫不为过，所以需要技术人员从其成因入手，对每天的生产流程进行巡检，严格把关、消除隐患，以确保双块式轨枕的产品质量。
随着我国高速铁路技术的快速发展，今后肯定还会有更多的客运专线铁路项目上马，而双块式轨枕做为无砟轨道的一部分，必然会进行大批量的生产。本文仅对双块式轨枕生产过程中经常出现的一些外观质量问题进行了初步的总结并对其成因进行了分析，希望能对今后该类产品的生产提供一定的借鉴作用，并希望同行业的朋友们能够提供新的生产技术，进一步完善生产工艺，从而减少甚至避免外观质量问题的发生，使双块式轨枕的生产可以稳妥高效的进行。
参考文献
1、铁道部工程管理中心.《客运专线铁路无渣轨道施工手册》.北京.中国铁道出版社.2010
2、铁道部科学技术司.《客运专线双块式无渣轨道双块式混凝土轨枕暂行技术条件》.北京.中国铁道出版社.2008
3、何华武.《无渣轨道技术》.北京.中国铁道出版社.2005
4、杜永昌.《高速与客运专线铁路施工工艺手册》.北京.科学技术文献出版社.2006
5、赵国堂．《高速铁路无渣轨道结构》.北京.中国铁道出版社.2006
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
