CRTSⅡ型轨道板场建设方案

■ 戴宇 刘秀国 高新茂

1 轨道板场设置规划

京沪高速铁路正线长1 310.8 km（双线），按除特定地段外全部铺设CRTSⅡ型轨道板计算，总计约需生产CRTSⅡ型轨道板40万块。京沪高铁总指挥部决定全线设置16个CRTSⅡ型轨道板场（简称轨道板场），其中：利用为京津城际高速铁路生产CRTSⅡ型轨道板的房山、平谷轨道板场，再新建14个。根据京沪高速铁路轨道板场设置方案，二标段中国中铁一局集团有限公司（简称中铁一局）施工段内设置1个轨道板场，里程范围DK335＋096—DK412+062，计划需要23 875块（双线）。

中铁一局施工段内现有4个梁场，结合梁场线路位置及实际已征地情况，齐河轨道板场宜设置在齐河制梁场处（线路中心里程DK378+000），与7号梁场相连、与线路方向平行排列。

2 轨道板场初步设置方案

为了减小总体规模，采取轨道板场与梁场结合建设的方案（方案一），两者共用以下场地及设施（见图1）：（1）混凝土搅拌站及原材料存放场地；（2）试验室；（3）锅炉房；（4）料库；（5）进出场道路；（6）供水设施；（7）办公及生活区等。此方案使轨道板场占地面积减少至约4.8 hm2（约72亩），若完全独立设置，则需用地约8 hm2（约120亩）。

方案一要点：轨道板场与梁场共用双120 m3/h混凝土搅拌站，生产线只设2条，每条生产线设36块模板。半成品板的数量按15个月的生产期、每月按25个工作日计算，共生产27 000块，比计划需要量多。

3 轨道板场方案优化设计

齐河板场于2008年10月编制《轨道板厂施工组织设计》，提出初步方案（方案一）。该方案因任务量、设备配置状况均不清楚，因此需结合10月24日轨道板专题会议内容进行优化。

优化后的《CRTSⅡ型轨道板场建设方案》（方案二）主要明确了混凝土搅拌站的设立及其规格、生产线数量及模块数量、存板区场地及设备的综合利用。方案二平面布置见图2。

3.1 设立搅拌站的必要性

3.1.1 费用比较

（1）建立新站总投资。生产线1次混凝土浇筑时间约2 h，要求搅拌站主机出料容积3 m3，对应的搅拌站规格（生产能力）为150 m3/h和180 m3/h。借鉴现有经验，选用150型搅拌站，粉罐按5个100～150 t配置。总投资约270万元，分项如下：

土建费用（含场地建设与人工费）：50万元。

设备投资。设备价值按目前市面平均偏高价格取值（见表1）。

不建立新站时需要投入的设备费用。利用梁场现有2台120 m3/h的混凝土搅拌站供料，可以采用2种方案将混凝土转移至生产车间：一是利用1台混凝土输送泵（60 m3/h）直接从搅拌站出料口泵送混凝土至指定斗车；二是采用3台容积6～8 m3的混凝土输送罐车倒运。

设备来源有调拨、购置、租赁等方式，直接费用见表2 。

（2）购置混凝土罐车及运输费。购置罐车一次性投资：3×45＝135万元（国产车）。内部调拨或自购时设备折旧费（含基本折旧、大修折旧，按1.5年计算）：3×9×1.5＝40.5万元。混凝土运输费用(含燃油、维修、人工，按1.5年计算)：3×33万元＝99万元。

表1 设备投资费用 万元

（3）租赁费用。生产周期（2009年6月—2010年10月）按15个月计算。混凝土输送泵2.0×15＝30万元（取最低租金计算、不含电费）；混凝土输送车3×2.2×15＝99万元（取最低租金计算、不含燃油费）。

通过上述分项计算、比较可以看出：利用现有2套120 m3/h生产能力的搅拌站，可减少一次性投资，使用混凝土输送泵时可节约100万元左右，而使用混凝土输送车时不能节约总的使用成本。其中，用于混凝土搅拌站的投入随着国家刺激经济计划的推进，铁路建设项目在未来3年显著增加，混凝土搅拌站的设备价值能够得到充分利用。

3.1.2 技术条件要求

（1）混凝土泵送条件。轨道板属于早强型混凝土，坍落度小。采用混凝土输送泵泵送混凝土（≤100 m）时，混凝土坍落度损失2～3 cm，要求不使用泵送方式；而混凝土泵本身对输送混凝土坍落度的要求较高，坍落度越小输送效果越差，直至不能输送。

（2）轨道板技术指标要求：蒸汽养护16 h，混凝土强度达到48 MPa。

为保证轨道板质量，从搅拌到灌注的时间越短坍落度损失越小。若采用混凝土输送车从现有搅拌站运输，中间增加一次卸料过程，倒运时间延长，不利于提高板的强度。

（3）制梁技术条件规定：单孔梁的混凝土灌注时间不易超过6 h。1台120型搅拌站按照高性能混凝土的生产要求作业，在时间上不能满足要求。3.1.3 搅拌站共用对制板与制梁的影响

根据目前排定的进度：制梁最快到2009年9月底全部完成，而制板试生产从2009年6月即开始试生产，两者交叉工期约4个月。

（1）梁场与轨道板场共用双120型搅拌站，由于胶凝材料厂家不同，搅拌站不能混用，即制梁、制板各采用1套120型搅拌站。这样，不仅不能满足梁对浇筑时间上的要求，还因为不能相互备用，搅拌站没有足够的维修、保养时间，使设备故障概率增加，影响制梁与制板的正常生产。

（2）在CRTSⅡ型轨道板制板时间控制上，混凝土浇筑时间一般控制在2 h左右，因120型搅拌站比150型或180型搅拌站的生产率低，若搅拌站出现故障，或与制梁环节构成的影响使浇筑时间延长，8 h的工作循环被打破。相应地，养护脱模时间（16 h）需要顺延，所有工作循环将被打乱，降低了系统生产效率。

（3）目前我国采取“增加固定设施投资”、“扩大内需”的经济政策，在2009年四季度会出现架梁、轨道板同时施工的局面，使轨道板的预制生产压力增加，轨道板的预制受到影响。

3.2 模型板数量与生产线的确定

3.2.1 模型板数量、生产线与CRTSⅡ型轨道板的生产效率

（1）从国外博格板的生产到国内现有房山、平谷CRTSⅡ型轨道板场的设备配置看：预制半成品板（毛坯板）为3条生产线，每条生产线含27套模块和共用1台最大生产能力100块/d的磨床。从现有的经验看，这样的配置基本完善和成熟。

（2）一条生产线从脱模吊板、模型清理、放置钢筋网片、张拉、浇筑混凝土，到养护结束，时间约22 h，中间有约2 h的设备、装置保养检修，包括搅拌站的维修保养，然后进入下一个作业周期。当1条生产线进行预制作业时，另外2条生产线正处于养护阶段，且其中1条生产线接近于16 h的养护时间并准备脱模、吊板。如此，3条生产线构成8 h的作业循环，形成每天生产3×27块半成品的稳定流水作业。

（3）磨床设计能力最大为81～100块，正常情况下可将当天生产的半成品打磨为成品板，为提高磨床打磨效率，需要提供足够的半成品板。

（4）磨床是CRTSⅡ型轨道板成品板生产的关键点，其生产效率取决于设备本身性能指标、操作人员的熟练程度及最重要的因素——半成品板打磨余量。磨床属于高技术含量的数控设备，每天正常工作22 h左右，维修保养显得非常重要。因此，一方面保持充足的半成品板供打磨，另一方面，还需提高制板质量，保持制板生产线流畅作业。

（5）半成品板一天的产量小于磨床生产量时，这就需要提前预制存放并扩大存放场地，增加征地费用。另外，每套模板内的板块数量可以增减。模块过少使半成品板供不应求，过多则使装置结构发生变化、浇筑时间延长等，不利于正常循环，均降低了系统生产效率。

3.2.2 每套模型36块，安装2条生产线的可行性分析

（1）生产线设置为2条并增加组内模块数量，使清理模具、铺设钢筋网片、浇筑混凝土的时间延长，从而改变了8 h作业周期，24 h内排不出16 h的养护时间。

（2）减少1条生产线，总的模板、张拉、振动装置、控制单元等的数量减少，费用有所减少。但每条生产线增加9块板，横向张拉钢筋长度增加22.5 m（9×2.5 m），为此，张拉油缸的行程必须增加，改型设计后的张拉装置费用必然增加。

（3）若异地存放半成品板，不仅增加二次倒运费用，且倒运过程可能引起板的变形，从而增加磨削余量，降低磨床打磨效率。

（4）改变模型结构后，对材料要求的变化暂时还不清楚，需要对业主特别说明。

3.3 轨道板存放场地及设备利用

根据轨道板要求的技术条件，约24 h半成品（毛坯板）出厂房进入存放区，每台成品台座最多可叠放12层。在混凝土龄期≥28 d以后进行打磨、检测合格，进入成品存放区，每台座可叠放9层。

需要存放的轨道板数量受许多因素影响，半成品板的存放数量与第一条生产线的进场时间、安装调试及试生产精确调整时间有关，这一过程约需2.5个月。如果第一条生产线能够顺利投产，就可以为第二、第三条生产线提供很好的经验指导，并保证在2个月内先后投产；这一阶段累计可生产半成品板约4 000块；成品板的存放主要考虑冬季施工影响、开始打磨与开始铺板作业时间差（2个月）来计算，需要存放成品板的数量约4 500块。

因此，需要设置半成品台座334个、成品台座500个。半成品与成品板的存板总量为8 500块。

在方案一的场地布置平面图中，使用2～3台小跨度（25 m）悬臂龙门吊和2台大跨度悬臂龙门吊（跨度40 m、悬臂7～12 m），半成品板存放区与成品板存放区被打磨车间分离为2个独立场地。

在方案二的场地布置平面图中，主厂房向南平移，拉通半成品板存放区与成品板存放区的轨道，使用3～4台小跨度悬臂龙门吊和1台大跨度悬臂龙门吊，半成品板区只在内侧安装1台龙门吊。剩余1台龙门吊前期可不安装，待半成品板3条线均投入生产后根据存板情况、成品板消耗情况等安装在拉通的轨道上。拉通轨道轨距为25 m、打磨车间跨度为21 m，将打磨车间与主厂房分离并设置在拉通轨道中间，将3台25 m跨龙门吊中的1台提升高度增加，使之可跨越打磨车间，实现半成品板与成品板存放区间板的调配移动。在拉通的轨道内侧（主厂房侧）预留场内周转平板车通道，当需要在半成品板与成品板存放区间倒运的板块较多时，利用场内平板车倒运。

3.4 方案二主要优势

（1）大跨度龙门吊变小跨度后可节约部分费用，若在生产开始后认定可以取消，就能够少投入1台龙门吊。

（2）拉通板场外侧轨道后，使存板区可以调剂使用。由于成品与半成品存放板的层数不同，在做台座基础处理时，应予以适度考虑，如仅加强成品板区部分台座的基础处理。

（3）场地得到充分利用、布置规则，四周铺设场区通道，物流畅通。

（4）设置独立的混凝土搅拌站，使制梁、制板互不影响。梁场在完成制梁后可及时将双120型搅拌站调往其他工地。

（5）采用成熟的3×27模块生产线配置，以8 h循环为作业时间单元，可提高装备生产效率，并提高系统生产率。

（6）打磨车间与主厂房分离后，减小了相互干扰，物流更加畅通，减少彼此的噪声污染，污水回收处理易于管理等。

4 方案二需要进一步考虑与探讨的问题

（1）集中采购设备的进场时间是决定轨道板场正式投产的前提。模板组进场安装调试并试生产出第一组轨道板后，要依据半成品尺寸误差调整模型板的几何精度。模板进场时间与预期时间越接近，精调模板时间越充分，为磨床提供的任意一块半成品板的打磨余量可控，系统生产率就可以提高。

（2）配置3条生产线需要的变压器容量为1 000 k V·A。从现有设备资料看，该容量有减小空间，在设备制造厂家确定后，即各部电机功率确定后，有必要认真核定。

（3）场内运输平车可以选择电动型或内燃型，走行可选轮胎或轮轨。电动有轨方式效率较高、低噪声、基本无排放，但需要铺设轨道，一次性投入较多，对电瓶组的充电及维护要求较高，否则不能满足频繁、连续使用；内燃机车辆使用方便，但也有短期使用成本高等弱点。需要从经济性和适用性2个方面综合考虑。

（4）优化方案是建立在只生产CRTSⅡ型轨道板条件下。施工段内还有部分CRTSⅠ型轨道板生产任务。由于两者生产工艺差异很大，建场时需要兼顾彼此间的设备利用、场地布局、材料调配等。

（5）在轨道板铺装开始后，打磨好的成品板可以利用施工现场顺序码放。从地面向桥面的起吊、移动等适于轨道板铺装设备需要进一步研究。

[1] 何华武. 无碴轨道技术[M]. 北京：中国铁道出版社，2005

[2] 赵国堂. 高速铁路无碴轨道结构[M]. 北京：中国铁道出版社，2005