高速铁路小型预制构件自动化施工技术研究

罗支贵（1986-），男，安徽宿松人，毕业于合肥工业大学土木工程专业，本科，工学学士，高级工程师。专业方向：道路与桥梁。

1 引言

高速铁路施工中小型预制构件施工是铁路建设中最后一道实体工序，也是提高整体铁路施工形象的关键工序，是铁路建设的靓丽名片。随着我国高铁建设的不断推进，预制构件生产的需求在不断加大，标准也在不断提高，传统生产方式已不能满足现今的生产需求。因此，具有质量高、效率高、成本低等优势的自动化施工技术的应用，不仅是时代的需求，更是行业发展的客观规律。本文就高速铁路小型预制构件自动化施工关键技术进行研究。

2 现状

目前，高速铁路小型预制构件施工常见的有两种模式。①原始粗放的加工模式。该模式沿线多点布置，采用塑料模具或组合式钢模具就地浇筑，场地分散、标准化程度低，前期投入少但劳动强度大，质量差，且各自运输，占用了大量土地资源，产生大量废物垃圾，给环境带来不利影响。随着人工成本增加及行业要求，已无法满足需求。②集中加工模式。该模式集中加工线路所需构件，但投入高，占地大，部分采用了一些工装，少量工序降低劳动强度，但总体上劳动强度没有明显降低，质量参差不齐，受人为因素影响大。随着铁路施工技术的不断提升，高速铁路小型预制构件的施工迫切需要技术革新。

3 “干法”生产技术

3.1 “干法”生产技术简介

图1 干法线示意图

“干法”生产技术是一种先对构件进行养护，再脱模的自动化生产技术。构件“干法”生产线（以下简称“干法线”）布置如图1所示，生产流程如下。

整个生产线可分为布料线、脱模线、养护窑、子母车等部分。干法线中间为布料线，两侧为脱模线，将清理完毕并放入钢筋的模板运送至布料线；模板在布料口下布料、振捣，完成后，送至码垛区，两个一组码垛；子母运输车将码垛好的模板转运至右边的养护窑中，待达到强度后，再转运至脱模线；在脱模台上将成品放在托盘上码垛，码垛完成后，由AGV叉车转运至成品堆放区，对模板进行清理，放入钢筋，开始下一循环。其工艺流程如图2所示。

3.2 模具技术

所有预制件所需模板均采用定型钢模板或组合钢模，模板委托专业模板厂家设计，需满足预制构件的结构尺寸、刚度、耐久性的设计标准要求，满足脱模效率、成型样式、浇筑振捣、循环周转、生产线上安装拆卸等自动化施工要求，通过审核后加工制作。模板进场后先对模板进行清理，检查尺量有无变形情况，除锈打磨光洁，刷脱模剂拼装成型待用。浇筑前一小时左右用喷枪均匀喷涂脱模剂。混凝土强度上升至50%即可进行拆模，拆模过程中应小心，确保不出现啃边、掉角及磕碰现象，先期工艺性试验阶段对脱模的相关参数进行记录，为快速脱模技术提供指导。脱模后清理模板，进入下一循环使用。

图2 干法生产工艺流程图

如图3所示，以遮板模板为例，模具为钢模，面板主材为Q235钢板，支撑结构为钢板，整个模板以模板支架、底模板、四块侧模板组成，除侧模板之间通过锁扣实现锁紧外，整个结构以螺栓连接，便于实现快速装拆。当放入钢筋后，四块侧模板关闭，相互之间通过锁扣锁紧，如图4所示。当脱模时，松开锁扣，打开模板即可。

图3 路基电缆槽构件模板（左侧打开，右侧关闭）

图4 锁扣连接

3.3 自动振捣

混凝土由拌合站拌制，由布料车运至布料平台上方，自动布料浇筑。浇筑过程在振动平台上进行，振动时间为1～2m in，直至混凝土中的气泡完全散尽，混凝土表面平整后，关闭振动台，准备转运至养护区。

图5 振捣示意图

一般，振捣时是将模板水平放置在振动台上，如图5右侧所示，经过这种振捣后的有些预制构件（如遮板）往往由于边角上的气泡无法完全排出，从而导致边角处混凝土质量差。干法线在一次振捣后，进入养护区前，设置了二次倾斜振捣，如图5左侧所示，这样有效解决了上述问题，提高了边角混凝土质量。

3.4 存储养护

预制构件在浇筑完成后，进入码垛台，两个一组，有子母运输车转运至养护窑内，对养护窑进行温湿度和时间设定，待养护结束后，子母车自动将其转运至脱模线进行脱模，如图6所示。考虑采用低温集中蒸汽养护的形式，其具有以下优点：①可大批量生产，进出仓与生产线节拍同步；②节省能源，窑内温度保持为恒温，热能利用率高；③码垛机采用自动控制，进出仓方便；④热量损失小，只是开门时间产生热损。

文章来源：《湿法冶金》 网址: http://www.sfyjzz.cn/qikandaodu/2021/0302/421.html