一种无砟轨道先张预应力结构道岔板制造技术

本发明专利技术公开了一种无砟轨道先张预应力结构道岔板，包括由混凝土和钢筋笼浇筑而成的板体，所述钢筋笼的所有钢筋节点绝缘，所述板体上预埋有用于安装道岔钢轨的若干套管，所述中心连线垂直于道岔钢轨的横排套管均设于相应的承轨台上，所述承轨台上端面凸出于板体以支撑扣件系统及道岔钢轨；本发明专利技术采用的先张预应力钢筋的结构，即当预应力钢筋张拉以后，再浇筑混凝土、养护，形成道岔板，由此建立起来的预应力先张道岔板，对控制因环境温度变化引起的开裂极为有利，提高了混凝土的耐久性，可延长道岔板的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种无砟轨道结构，尤其是该一种无砟轨道结构用于高速道岔铺设双向预应力结构新型道岔板。
技术介绍
近几年来，无砟轨道在全国范围内得到了较大范围的推广应用，中国高速铁路的营业里程已经达到7531公里，是全世界高铁运营里程最长、在建规模最大的国家。比如武广、郑西、哈大等客运转线持续运营时速350公里。但是，对于结构复杂的道岔钢轨的安装，仍然采用传统的枕木结构，形成了无砟轨道、有砟道岔的尴尬局面。申请号为201010618145. X的中国专利技术专利《板式无砟轨道道岔板及其制造工法》公开了一种板式无砟轨道道岔板，采用钢筋混凝土结构，将道岔板无砟化，从而集合了无砟轨道稳定性高、维修工作量小的特点，减小了运行时的冲击力、摩擦力，但是由于其混凝土未预先施以压应力，容易变形开裂。为了避免上述混凝土的变形开裂，通常采用先张法、后张法两种方法制造道岔板1、先张法施工 先张法施工是指在张拉预应力钢筋以后、再浇筑混凝土的施工方法。先张法施工的主要步骤如下首先在浇筑混凝土前在台座上或钢模上张拉预应力筋，并用夹具将张拉完毕的预应力筋临时固定在台座的横梁上或钢模上；然后浇筑混凝土，养护混凝土至设计强度等级的80%以上，放松预应力筋。采用先张法施工制成的道岔板，在道岔板内部通过混凝土握裹有先张预应力钢筋，而先张预应力钢筋在道岔板端部并不锚固，其原因在于先张法施工制成的道岔板是以预应力钢筋与混凝土之间的粘接力阻止预应力钢筋弹性回弹、并使混凝土承受预压应力，正因这样的工艺特点，在张拉完成以后，只需沿道岔板端面将预应力钢筋切割平齐即可，无需另行锚固。因此，采用先张法施工制成的道岔板在结构上的主要不足之处在于道岔板端部的预应力钢筋外露，在其周围的混凝土易形成毛细孔隙、并发生松散。尤其是当这些毛细孔隙吸水以后，还会使预应力钢筋受潮锈蚀、致使道岔板端部的混凝土与其内部预应力钢筋之间的预压应力逐渐减小，甚至使道岔板端部的混凝土因预压应力丧失而脱落，故这样结构的道岔板耐久性和可靠性不佳。而且这样的缺陷，采用传统的涂抹防锈漆层的方式效果不佳，其原因在于预应力钢筋在制造和使用的过程中会受到高频率的振动，涂抹的防锈漆层易磨损，且运营、维护成本较高。另，采用先张法施工制成的道岔板内部未设置结构钢筋，对于耐久性要求极高的疲劳结构件是极不合理的。2、后张法施工后张法施工是指在浇筑混凝土道岔板完成脱模工序以后，再张拉预应力钢筋的施工方法。后张法施工的主要步骤如下 a、烧筑构件混凝土； b、待混凝土达到要求强度后，用千斤顶支承于混凝土构件端部，将无粘结预应力钢筋张拉，使构件受反力压缩； C、待张拉到控制拉力后，即用锚固螺母将无粘结预应力钢筋锚固于混凝土构件上，混凝土获得并保持其预压应力； 采用后张法制成的道岔板，在张拉时是依靠位于预应力钢筋端部的锚固螺母传递预压应力，预应力钢筋端部受到的应力很大，在高强度疲劳冲击载荷的作用下，易损坏和断裂，导致预应力钢筋弹出，道岔板形变，严重影响列车安全。而且后张法施工需对每个道岔板分别单独进行张拉，工耗时长、效率低。采用后张法施工制成的道岔板在结构上，在道岔板的端部设置有锚穴孔，用以在张拉过程中安放千斤顶，锚穴的孔内径与张拉千斤顶的外形相适配。采用后张法施工制成的道岔板在结构上存在以下不足之处 由于锚穴孔需满足安装千斤顶的需要，因此锚穴的尺寸通常较大，致使锚穴孔周边剩余混凝土的厚度尺寸较小，在生产过程中和运营时在列车高强度疲劳载荷的作用下，混凝土容易开裂，造成道岔板破损，严重影响了道岔板的使用寿命。因此，迫切需要一种端部混凝土不易脱落、使用寿命长的道岔板。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种使用寿命长的无砟轨道先张预应力结构道岔板，更体现在端部混凝土不易脱落、耐久性好、结构更加稳定。本专利技术的技术方案为一种无砟轨道先张预应力结构道岔板，包括由混凝土和钢筋笼浇筑而成的板体，所述钢筋笼的所有钢筋节点绝缘，所述板体上预埋有用于安装道岔扣件系统及钢轨的若干套管，所述中心连线垂直于道岔钢轨的横排套管均设于相应的承轨台上，所述承轨台上端面凸出于板体以支撑道岔扣件系统及钢轨；所述板体内预埋有两排先张纵向预应力钢筋和两排先张横向预应力钢筋，所述先张纵向预应力钢筋两端分别连接于板体纵向侧面的纵向锚穴孔，所述先张横向预应力钢筋两端分别连接于板体横向侧面的横向锚穴孔，所述两排先张纵向预应力钢筋设置于所述两排先张横向预应力钢筋之间。通过国内外工程实例调查得知，普通混凝土结构使用寿命在30年 50年会出现明显劣化，本专利技术采用的先张预应力钢筋的结构，即当预应力钢筋张拉以后，再浇筑混凝土、养护，形成道岔板，由此建立起来的预应力先张道岔板，对控制因环境温度变化引起的开裂极为有利，提高了混凝土的耐久性，可延长道岔板的使用寿命。与采用先张法在道岔板内建立预应力体系的方式相比，由于先张预应力钢筋连接于锚穴孔以后实现锚固，解决了板体与先张预应力钢筋之间仅依赖握裹力进行连接时板体端部强度不足的问题，以锚固的方式在板体端部建立起预应力体系，增加了位于板体端部的混凝土的强度，使得板体端部的混凝土不易脱落，提高了板体的使用寿命。与采用后张法在道岔板内建立预应力体系的方式相比，由于先张预应力钢筋无需在板体端部另行连接千斤顶进行张拉，锚固处的锚穴孔尺寸无需与千斤顶端部的尺寸相适配，因此，锚穴孔的直径和深度远小于现有后张施工时锚穴孔的尺寸，从而大大增加了锚穴孔周围混凝土的厚度，混凝土不易开裂，大幅增加了使用寿命，并且在锚固之前，先张预应力钢筋与混凝土之间既已有握裹力，道岔板的力学性能更好。需要说明的是，本专利技术将道岔板上安装的道岔钢轨的方向设为纵向也即道岔线路的延伸方向为纵向，与钢轨垂直的方向为横向。因此，先张纵向预应力钢筋即是沿纵向延伸的先张预应力钢筋，先张横向预应力钢筋即是沿横向延伸的先张预应力钢筋。本专利技术中的先张预应力钢筋有别于普通的预应力钢筋，先张预应力钢筋是采用先张法制造的预应力钢筋，在板体的混凝土浇筑之前完成预应力张拉，板体的混凝土在其先张以后再由混凝土浇筑而成，因此先张预应力钢筋与混凝土更充分、密实地结合，具有更大的握裹力；另，由于预应力钢筋与混凝土之间握裹力的差异，本专利技术中先张预应力钢筋与锚穴连接处的尺寸、连接方式等限制小，因此，可选用尺寸更精简的锚固板，从而进一步增加了锚穴周围混凝土的厚度，并提高其使用寿命。 优选的，所述横向预应力钢筋和所述纵向预应力钢筋与板体中所述钢筋笼的钢筋间隔至少2. 5_。为了防止所述横向预应力钢筋和所述纵向预应力钢筋与板体中所述钢筋笼的钢筋发生干涉。优选的，所述板体纵向侧面设有起初定位作用的凹形结构。这种凹形结构便于道岔板铺设时对其进行初步定位。优选的，所述板体设有横向加宽部位，所述加宽部位设有安装转辙机的安装孔。需要说明的是，无砟轨道与有渣轨道的道岔本身没有变化，本专利技术的贡献在于将道岔的承载体设计为无砟轨道双向先张预应力结构道岔板。道岔板与轨道板的不同之处在于，由于道岔板用于安装道岔，道岔线形复杂多样，导致道岔板结构极为复杂，道岔板上的套管分布必须根据道岔线形走向的变化而变化。整个道岔钢轨的承载体就是若干块道岔板首尾顺次连接形成。 优选的，上述无砟轨道先张预应力结构道岔板中，所述先张纵向预应力钢筋和先本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无砟轨道先张预应力结构道岔板，包括由混凝土和钢筋笼浇筑而成的板体（1），所述钢筋笼的所有钢筋节点绝缘，其特征在于，所述板体（1）上预埋有用于安装道岔钢轨的若干套管（2），所述中心连线垂直于道岔钢轨的横排套管（2）均设于相应的承轨台（3）上，所述承轨台（3）上端面凸出于板体（1）以支撑道岔扣件系统及钢轨；所述板体（1）内预埋有两排先张纵向预应力钢筋（5）和两排先张横向预应力钢筋（6），所述先张纵向预应力钢筋（5）两端分别连接于板体（1）纵向侧面的纵向锚穴孔（7），所述先张横向预应力钢筋（6）两端分别连接于板体（1）横向侧面的横向锚穴孔（8），所述两排先张纵向预应力钢筋（5）设置于所述两排先张横向预应力钢筋（6）之间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钱振地，税卓平，喻丕金，张长春，林晓波，陈幼林，王红亮，翟勇，刘延龙，张天明，杜新立，
申请(专利权)人：中铁二十三局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：