CRTSⅡ型轨道板场的设备配置研究

王 浩

(中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京 102600)

CRTSⅡ型轨道板场的设备配置研究

王 浩

(中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京 102600)

CRTSⅡ型轨道板场的设备配置是板场建设的重要内容，直接关系到轨道板场的生产能力及建设成本。结合CRTSⅡ型轨道板的生产工艺流程及板场工艺布局特点，分别按CRTSⅡ型轨道板场功能区列表介绍了各功能区主要机械设备的用途及配置数量，阐述部分设备的配置依据。对决定轨道板场生产能力的打磨机、轨道板模具等关键设备的配置方案进行深入的研究，分析打磨机的配置方案，提出轨道板模具的数量配置公式及通过设备配置协调存板能力的方法。

轨道板场;CRTSⅡ轨道板;设备配置;板场建设;

1 概述

CRTSⅡ型轨道板的制造采用工厂化生产，精度要求高，制造工艺复杂，板场配套工装设备种类多，数量多［1］。在CRTSⅡ型板场建设中，机械设备的购置费占了将近整个建场费用的45%左右，设备配置的是否合理，直接影响到轨道板的生产效率及投资成本。因此，根据板场的规划布局进行合理的工装设备配置成为CRTSⅡ型轨道板场建设的重要环节。

2 CRTSⅡ型轨道板场的典型工艺布局

CRTSⅡ型轨道板场的设备配置是建立在CRTSⅡ型轨道板的生产工艺及板场规划布局的基础上的，在探讨设备配置之前，需要对板场进行合理的布局及功能分区。板场按照CRTSⅡ型板生产、存放等工艺条件分为轨道板预制区、轨道板打磨区、轨道板存放区、辅助生产区及生活区，各功能区内部、各功能区之间设置必要的运输联络线。

轨道板预制区为毛坯板生产区，主要完成钢筋网片加工，混凝土供应、轨道板生产等作业。主要配置钢筋加工、混凝土搅拌运输、轨道板生产等设备。

轨道板打磨区为轨道板打磨及装配区，打磨区主要作业包括轨道板翻转、钢筋余头切割、轨道板打磨、轨道板清洗及扣件装配等。主要配置轨道板翻转机、打磨机等设备。

轨道板存放区分为毛坯板存放区和成品板存放区两部分。主要配置能够完成轨道板吊装、转移的起重设备。

辅助生产区是为轨道板的生产及施工人员生活而设置的水、电、汽(气)等配套设施的功能区。主要配置的设备有污水处理系统、变电站、蒸汽锅炉、压缩机等。［1-6］

图1、图2是2种比较具有代表性的CRTSⅡ型轨道板场工艺布局。

图1 CRTSⅡ型轨道板场典型工艺布局(一)

图2 CRTSⅡ型轨道板场典型工艺布局(二)

3 CRTSⅡ型轨道板场的机械设备及用途介绍

CRTSⅡ型轨道板场使用的工装设备种类多、数量多，需要根据CRTSⅡ型轨道板功能区的规划布局进行合理的设备配置。因此需要对轨道板场各功能区使用的设备做一简单总结。表1～表6中设备规格型号、数量为参考，特别是部分设备的配置数量需要根据具体的板场规划布局确定。

3.1 轨道板预制区机械设备

轨道板预制区主要承担毛坯板的生产任务，该功能区是板场的最大功能区，涉及的设备种类多，分别按钢筋加工设备、混凝土制备运输设备及轨道板预制生产设备加以简单介绍。

3.1.1 钢筋加工设备

钢筋加工车间主要承担轨道板钢筋网片制作，预应力筋加工制作等功能，毗邻毛坯板生产车间设置。相对板场其他功能区来说，钢筋加工车间配套设备相对较少，设备购置成本较低。设备配置如表1所示。

表1 钢筋加工设备

3.1.2 混凝土制备运输设备

混凝土制备运输设备主要包括混凝土搅拌站及砂石料清洗输送设备，均为工程常用设备，混凝土运输车、混凝土料斗为非标设备。混凝土搅拌站的生产能力主要参考轨道板生产线数量及轨道板模具数量确定。混凝土制备及运输设备配置见表2。

3.1.3 轨道板预制生产设备

轨道板预制生产车间是CRTSⅡ型轨道板场的主要生产车间，生产线配套设备多，主要包括直接决定轨道板场毛坯板生产能力的模具及其配套的振捣加热等设备、预应力张拉设备、布料机、拉毛机及相关起重运输设备。表3中，模具及配套的振捣及加热等设备的配置数量需根据实际需要计算配置，预应力张拉设备需要根据生产线的数量配置，轨道板运输的电瓶车、横移小车按板场功能区工艺布局需要配置。

表2 混凝土制备及运输设备

表3 轨道板预制生产设备

3.2 轨道板打磨区机械设备

轨道板打磨区主要承担轨道板翻转、钢筋余头切除、打磨、清洗、扣件装配作业，是CRTSⅡ型轨道板场的核心功能区。使用的设备主要包括翻转机、钢筋切割盘锯、打磨机、轨道板运输车等。其中轨道板运输的电瓶车、横移小车按板场功能区工艺布局需要配置。轨道板打磨区设备配置见表4。

表4 轨道板打磨区设备

3.3 轨道板存放区机械设备

轨道板存放区为毛坯板、成品板的存放、养护区域，存放区域按规划设计要求建设一定数量的存板台座，主要配备门式起重机及抓钩式吊梁。具体的毛坯板存放区门吊、成品板存放区门吊技术参数，如净空、跨度等是否一致需根据轨道板场的工艺布局确定。轨道板存放区设备配置见表5。

表5 轨道板存放区设备

3.4 辅助功能区设备

辅助功能区为轨道板场生产、生活提供必要的水、电、汽(气)等辅助设施。主要涉及变电站1座，必要时设置备用发电机组;蒸汽锅炉1台;污水处理系统1套;空压机1台。辅助生产区设备配置见表6。

表6 辅助生产区设备

4 CRTSⅡ型轨道板场主要设备配置研究

4.1 主要设备的配置

轨道板生产过程中的2个关键工序节点为毛坯板生产与成品板打磨，而打磨机由于具体的打磨过程及设备本身调试的差异致使打磨能力有所不同，但打磨机数量的配置基本能够确定轨道板场的生产能力范围，在该范围内具体的生产数量则取决于轨道板模具的数量配置，即打磨机数量决定生产能力范围，轨道板模具确定具体生产能力。

4.1.1 轨道板打磨机的配置

由于打磨机投资成本高，1座轨道板场基本配置1台打磨机，根据生产经验，1台打磨机经调试合格正常生产后，每块轨道板的时间包括进板出板过程约为15 min，每台打磨机的生产能力为每天打磨80～120块轨道板。CRTSⅡ型轨道板场的生产能力范围基本确定，打磨机的实际生产能力可依靠优化打磨工序及合理维护保养设备来进一步提高。

4.1.2 轨道板模具的配置

在打磨机配置数量相同的情况下，轨道板模具数量的配置直接决定了1座轨道板场的生产能力，而轨道板模具是毛坯板生产数量的决定因素，轨道板模具主要取决于供板数量及供板周期并结合打磨机效率进行合理的配置。

根据CRTSⅡ型轨道板的生产工艺流程，毛坯板生产24 h为1循环，因此轨道板模具数量直接体现毛坯板的生产效率。CRTSⅡ型板标准长度为6.50 m，每月标准工作日按25 d计算，确定板场配置轨道板模具数量的公式为

式中 M——模具数量;

n——单线 n=1，双线 n=2;

S——供板里程，km;

T——生产工期，月。

轨道板模具数量确定后，在避免张拉行程过长及为方便生产管理而统一生产线长度的前提下确定生产线的数量。

4.2 存板区起重设备配置

4.2.1 毛坯板存板区的机械设备

按CRTSⅡ型轨道板生产工艺要求，毛坯板脱模在车间进行24 h静停后，需要进行约1个月的养护，毛坯板存放区承担了为毛坯板存放提供场地的功能。在该功能区进行的作业主要是接收从轨道板预制车间生产的毛坯板，存放1个月后，向轨道板打磨线输送合格的毛坯板进入打磨工序。

毛坯板存放区主要配置的机械设备为轨道板的起吊设备。从设备的经济性考虑，一般配置1台门式起重机即可满足生产需要。但从作业分工的角度考虑，板场生产效率高时考虑配置2台门式起重机，1台承担从毛坯板生产线的卸板任务，1台承担轨道板打磨线的上板任务。

4.2.2 成品板存放区的机械设备

成品板存放区为打磨装配完成的合格成品板存放场地，在该功能区进行的作业主要是将成品板从打磨车间转运至存放台座以及将成品板转运铺板施工现场的装车作业。

成品板存放区配置的机械设备与毛坯板场类似，一般配置1台门式起重机。同毛坯板场一样，在板场生产率高时可配置2台，1台承担成品板从车间至存板台座的转运，1台承担成品板装车任务。

4.2.3 通过设备配置实现存板区存板能力协调

由于轨道板生产、铺设施工过程的不确定因素较多，2个存板区的存放台位很难保证合理使用。在既有征地条件及规划布局的基础上，通过设备配置建立2个存板区的协调功能，保证在一个存板区由于外界因素导致存板能力饱和时，能够充分利用另1个存板区的存板台位。

第一种协调方式可利用2个存板区的门吊净空高差，建立门吊的公共作业区域，如图3所示，毛坯板存放区设置高净空悬臂龙门吊，成品板存放区设置低净空龙门吊，在需要时可通过悬臂覆盖作业区域进行轨道板倒运。这种协调作业方式适合图1中的轨道板场布局方式。

图3 门吊高差协调示意

第二种协调方式是在毛坯板存放区与成品板存放区之间，设立轨道车，在需要时利用轨道车在2个存放区之间转移轨道板。轨道车可单独设置，也可利用原有的毛坯板运输车或成品板运输车将轨道延长至另一存板区。如图2中，就是延长了毛坯板横移车轨道至成品板存放区，建立起了毛坯板存放区与成品板存放区的联系。图1中也可通过设置横移车建立2个存板区之间的联系，但需要在原设备配置方案的基础上增加1台横移小车及运行轨道，增加了设备投资。

存板区存板能力的协调方式还有很多，例如汽车倒运等，具体使用哪种方式需根据板场的实际情况考虑［7-10］。

5 结语

CRTSⅡ型轨道板场主要的轨道板生产设备配置区别不大，但由于规划布局、物流组织等因素的不同，每个板场的设备配置均有所差别，特别是与规划布局及物流组织有关的轨道板转运设备、存板场门吊以及一些辅助设备的配置方面，这些设备的配置需要与具体的板场规划布局结合，在满足生产条件的情况下，尽量通过合理布局来减少设备投资成本。CRTSⅡ型轨道板场的规划设计及设备配置等研究成果在京沪、沪杭、京石等高速铁路的板场建设上得到了广泛应用，为建设、施工单位提供了技术指导并节约了大量建设资金。在今后的CRTSⅡ型轨道板场建设过程中，需要进一步总结生产经验，优化工艺流程及设备配置方案，科学合理地进行板场设备配置对降低轨道板场的建设成本、提高轨道板场的生产效率等方面起着决定性的作用。

［1］ 中铁第五勘察设计院集团有限公司.客运专线CRTSⅡ型无砟轨道板制造工艺说明书［Z］.北京:中铁第五勘察设计院集团有限公司，2008.

［2］ 铁道部工程管理中心.客运专线铁路预制轨道板(枕)场建设手册［M］.北京:中国铁道出版社，2009.

［3］ 中铁第五勘察设计院集团有限公司.客运专线无砟轨道板(枕)场规划研究报告［R］.北京:中铁第五勘察设计院集团有限公司，2010.

［4］ 张立青.客运专线CRTSⅡ型无砟轨道板场建场技术研究［J］.铁道标准设计，2009(9):5-8.

［5］ 卢建中.博格式轨道板预制关键技术探讨［J］.铁道建筑技术，2007(3):4-8.

［6］ 薛琪，韩建红，李志强.石武客运专线CRTSⅡ型轨道板生产技术［J］.铁道标准设计，2010(9):31-36.

［7］ 中铁第五勘察设计院集团有限公司.京沪高速铁路定远轨道板场规划与土建设计图［Z］.北京:中铁第五勘察设计院集团有限公司，2008.

［8］ 中铁第五勘察设计院集团有限公司.沪杭客运专线嘉善轨道板场规划与土建设计图［Z］.北京:中铁第五勘察设计院集团有限公司，2008.

［9］ 中铁第五勘察设计院集团有限公司.京沪高速铁路定远轨道板场工艺说明书［Z］.北京:中铁第五勘察设计院集团有限公司，2008.

［10］中铁第五勘察设计院集团有限公司.沪杭客运专线嘉善轨道板场工艺说明书［Z］.北京:中铁第五勘察设计院集团有限公司，2009.

Research on Equipment Configuration of Fabrication Yard of CRTS-ⅡTrack Slab

WANG Hao
(China Railway Fifth Survey and Design Institute Group Co.，Ltd.，Beijing 102600，China)

Equipment configuration is an important part in the construction of the prefabrication yard of CRTS-Ⅱ track slab，and it directly relates to the production capacity and construction cost.The article，combining with the CRTS-Ⅱtrack slab production flow chart and the layout of prefabrication yard of the CRTS-Ⅱ track slab，lists the usage of main equipment at every functional area and the configuration number of them.It also introduces simply the basis for equipment configuration.This article focuses on the main equipment(the grinding machine and the track plate mold)which control the productivity of the prefabrication yard of CRTS-Ⅱ track slab，and analyzes the grinding machine configuration scheme.Finally，the article puts forward the formula to calculate the number of the track slab molds as well as points out the ways of coordinating the storage capacity of track slab by equipment configuration.

fabrication yard of track slab;CRTS-II track slab;equipment configuration;construction of prefabrication yard of track slab

U213.2+43

A

1004-2954(2012)07-0005-04

2011-11-23

2009年度中国铁道建筑总公司科技研究开发计划课题(09-55c)作者简介:王 浩(1978—)，男，工程师，2002年毕业于华东交通大学，E-mail:wangh7805@sohu.com。