鐵路小型構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制生產(chǎn)分析

王大凱，劉嘉東，謝維軍

(中國建筑土木建設(shè)有限公司，北京 100071)

0 引 言

小型預(yù)制構(gòu)件是指在工程中，用于防護路基、保障主體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的附屬機構(gòu)部分，盡管現(xiàn)如今市場預(yù)制生產(chǎn)的構(gòu)件可以滿足鐵路施工的基本需求，但仍存在產(chǎn)出構(gòu)件整體強度差，導(dǎo)致的橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不足的問題。

1 鐵路小型構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制生產(chǎn)方法設(shè)計

1.1 制定構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制生產(chǎn)材料配合比例

為了確保鐵路小型構(gòu)件生產(chǎn)流程的標(biāo)準(zhǔn)化，需要在執(zhí)行生產(chǎn)方法前，做好前期準(zhǔn)備工作，并制定預(yù)制生產(chǎn)材料的標(biāo)準(zhǔn)化配合比例，以此確保構(gòu)件生產(chǎn)成果可滿足實際生產(chǎn)需求[1]。在此過程中，應(yīng)先做好對預(yù)制生產(chǎn)廠房的選址，并預(yù)留足夠的生產(chǎn)材料堆放與運輸空間，在確保預(yù)制生產(chǎn)空間符合實際需求后，在生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)做好排水工作，規(guī)劃不同生產(chǎn)區(qū)域的功能，做到生產(chǎn)流程的標(biāo)準(zhǔn)化與系統(tǒng)化。在此基礎(chǔ)上，對構(gòu)件預(yù)制生產(chǎn)材料類型進行選擇，并設(shè)定不同生產(chǎn)用料的比例。具體內(nèi)容見表1。

表1 預(yù)制生產(chǎn)材料配合比例

在對構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制生產(chǎn)材料配合比例設(shè)計中，要求各項生產(chǎn)指標(biāo)與選型材料均應(yīng)滿足實際生產(chǎn)技術(shù)需求，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計的材料比例數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)經(jīng)過生產(chǎn)單位中心實驗室，與現(xiàn)場施工檢核站點的審核，只有多方認(rèn)定無誤后，才能將生產(chǎn)材料按照設(shè)定的比例進行調(diào)試。此步驟應(yīng)注意的是，初次調(diào)試后的材料需要經(jīng)過試驗檢驗，檢驗結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)后，才能大范圍按照此比例投入生產(chǎn)。

1.2 定制ABS預(yù)制生產(chǎn)模具

在掌握生產(chǎn)材料的標(biāo)準(zhǔn)化配合比例后，應(yīng)定制針對鐵路小型構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制生產(chǎn)的ABS預(yù)制生產(chǎn)模具，并明確模具的尺寸可直接決定預(yù)制構(gòu)件的外形是否標(biāo)準(zhǔn)。在此過程中，假定存在模具尺寸設(shè)計不標(biāo)準(zhǔn)、剛度不符合需求等問題，便會出現(xiàn)后期設(shè)計的預(yù)制構(gòu)件出現(xiàn)大批量質(zhì)量不達標(biāo)的問題。經(jīng)過多次生產(chǎn)比對，選擇ABS塑性模具作為預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)的參照標(biāo)準(zhǔn)，對于生產(chǎn)過程中，與ABS模具不適配的配件類型，可參照ABS自行定制加工生產(chǎn)模具。模具設(shè)計圖如圖1所示。

圖1 ABS預(yù)制生產(chǎn)模具示意圖

圖1中：a表示為常規(guī)的ABS預(yù)制生產(chǎn)模具；b表示為自行定制的ABS預(yù)制生產(chǎn)模具。在設(shè)計生產(chǎn)模具過程中，要求加工處理的模板具有承載混凝土澆筑的能力，并且在整體剛度與穩(wěn)定性層面，應(yīng)當(dāng)滿足基礎(chǔ)預(yù)制生產(chǎn)需求[2]。因此，在此過程中，應(yīng)當(dāng)計算混凝土澆筑時對模具造成的負(fù)荷。計算公式如下。

F=8×N-20(Nλ)

(1)

公式(1)中：F表示為混凝土澆筑時對模具造成的負(fù)荷作用力，計算單位為MPa；N表示為單元模塊承載力，計算單位為MPa；λ表示為錘擊次數(shù)。根據(jù)上述計算公式，當(dāng)預(yù)制生產(chǎn)模具滿足承載力需求時，應(yīng)對模具接縫位置進行銜接處理，避免在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)漏漿問題，以此完成對ABS預(yù)制生產(chǎn)模具的定制。

1.3 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制生產(chǎn)工序

使用上文設(shè)計的ABS預(yù)制生產(chǎn)模具，進行鐵路小型構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制生產(chǎn)流程的設(shè)計。此過程中，應(yīng)嚴(yán)格遵循“五步生產(chǎn)流程”進行構(gòu)件生產(chǎn)，對“五步生產(chǎn)流程”的描述見表2。

表2 鐵路小型構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制生產(chǎn)流程

按照上述流程，在完成對預(yù)制生產(chǎn)流程的規(guī)劃后，對構(gòu)件混凝土強度進行評估，當(dāng)其整體強度超過50.0%時，對其進行后續(xù)拆模處理[3]。并在此基礎(chǔ)上，及時做好對構(gòu)件表層的裂紋處理工作，通常情況下，構(gòu)件養(yǎng)護時間為七個工作日，在每個養(yǎng)護階段，均可采用灑水的方式，使其保持濕潤狀態(tài)，以此種方式，完成對預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)分析。

2 實驗論證分析

選擇以某地區(qū)預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)作為依托，該企業(yè)預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)種類繁多，并且從數(shù)量上、涉及項目上都與其他同類型企業(yè)更具優(yōu)勢，為了確保該企業(yè)在未來行業(yè)市場當(dāng)中取得進一步的發(fā)展，其生產(chǎn)質(zhì)量和效率要求都需要不斷提升，因此急需一種更加合理的預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)方法?；诖?，分別利用本文提出的鐵路小型構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制生產(chǎn)方法和該生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)行生產(chǎn)方法對該企業(yè)五種不同類型構(gòu)件進行生產(chǎn)。表3為本文實驗中五種不同類型構(gòu)件參數(shù)對照表。

表3 五種不同類型構(gòu)件參數(shù)對照表

分別利用兩種生產(chǎn)方法對上述五種不同類型鐵路小型構(gòu)件進行生產(chǎn)，并設(shè)置本文生產(chǎn)方法為實驗組，現(xiàn)行生產(chǎn)方法為對照組，完成實驗。

3 實驗結(jié)果與分析

綜合上述論述，完成對比實驗，為了更加直觀地對兩種生產(chǎn)方法進行對比，本文選擇將兩組方法生產(chǎn)出的構(gòu)件強度作為實驗評價指標(biāo)，并記錄如圖2所示。

圖2 實驗組與對照組實驗結(jié)果對比圖

從圖2中可以看出，五種不同類型構(gòu)件，明顯實驗組的強度更大，普遍在40.0 MPa～50.0 MPa范圍之間，而對照組的強度最高僅在類型III和類型IV生產(chǎn)時超過了40.0 MPa。因此，通過對比實驗進一步證明，本文提出的鐵路小型構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制生產(chǎn)方法在實際應(yīng)用中能夠確保構(gòu)件達到更高的強度，進一步擴大構(gòu)件的適應(yīng)范圍。在此基礎(chǔ)上，通過預(yù)制生產(chǎn)的方式能夠進一步促進整個建設(shè)工程的施工效率，為鐵路施工企業(yè)帶來更高的經(jīng)濟效益。

4 結(jié)束語

本文針對現(xiàn)行預(yù)制生產(chǎn)存在的問題，提出一種針對鐵路小型構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制生產(chǎn)方法，本文分別從制定構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制生產(chǎn)材料配合比例、定制ABS預(yù)制生產(chǎn)模具、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制生產(chǎn)工序三個方面，對方法展開設(shè)計與研究，并在完成對方法的設(shè)計后，通過對比實驗證明了，此方面在實際應(yīng)用中，能夠確保構(gòu)件達到更高的強度，擴大構(gòu)件的適應(yīng)范圍，保證工程生產(chǎn)成果可以大批量達標(biāo)。因此，可在后續(xù)的生產(chǎn)過程中，嘗試將提出方法應(yīng)用到生產(chǎn)實際，以此確保生產(chǎn)流程的標(biāo)準(zhǔn)化與程序化。