高速铁路桥面系电缆沟槽生产工法
中铁八局集团第四工程有限公司
二O一O年十月
目录
1 前言 ........................................................................................................................................................... 3 2 工法特点 ................................................................................................................................................... 3 3 适用范围 ................................................................................................................................................... 3 4 工艺原理 ................................................................................................................................................... 4 5 施工工艺流程及操作要点 ....................................................................................................................... 4
5.1电缆沟槽预制工艺流程图 ............................................................................................................. 4 5.2 操作要点 ........................................................................................................................................ 5
5.2.1 钢筋骨架制作 ..................................................................................................................... 5 5.2.2 模具制作 ............................................................................................................................. 8 5.2.3 模具组装 ........................................................................................................................... 9 5.2.4 振动平台的制作 ............................................................................................................... 10 5.2.5 电缆沟槽预制 ................................................................................................................... 10 5.2.6 一次养护 ........................................................................................................................... 12 5.2.7 脱模 ................................................................................................................................. 12 5.2.8 模具清洗 ........................................................................................................................... 12 5.2.9二次养护 ............................................................................................................................ 12 5.2.10 堆码存放 ......................................................................................................................... 12 5.3人员组织 ....................................................................................................................................... 13 6 材料与设备 ............................................................................................................................................. 14 7 质量控制 ................................................................................................................................................. 14
7.1 形成施工自检制度 ...................................................................................................................... 14 7.2 施工过程中的质量控制 .............................................................................................................. 14 7.3 竣工收尾阶段的质量控制 .......................................................................................................... 15 8 效益分析 ................................................................................................................................................. 15
8.1 经济效益 ...................................................................................................................................... 15 8.2 技术效益 ...................................................................................................................................... 15 8.3 社会效益 ...................................................................................................................................... 15 9 应用实例 ................................................................................................................................................. 15 附件一：检测报告 ..................................................................................................................................... 18 附件二：用户证明 ..................................................................................................................................... 19 附件三：专利受理通知书 ......................................................................................................................... 21
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高速铁路桥面系电缆沟槽生产工法
1 前言
随着高速铁路在全国范围内大规模建设，用于保护列车通讯信号电缆的电缆沟槽在铁路建设中的工程数量非常大。
在以往的压力成型中，由于电缆沟槽是暗埋在铁路两旁的电缆沟槽盖板下面的，其预制质量差，表面粗糙，抗折抗压强度低，在预制和安装过程中易破损。再加之工期紧张，很多时候，就放松了对电缆沟槽的质量要求。由于其破损率的大量增加，很大程度的增加了施工单位在此项工程的施工成本。
我们通过对电缆沟槽预制过程中的加强筋制作、模具设计、振动工序等的调整，以改变电缆沟槽的制作方法，最终提高成品质量。
2 工法特点
2.1 施工质量容易保证。
2.2 工艺流程清晰，操作简单易行。 2.3 所需施工人员较少。 2.4 生产效率高，生产周期短。 2.5 节约施工成本。
3 适用范围
高速铁路混凝土电缆沟槽生产。
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4 工艺原理
根据电缆沟槽的预制要求，应用点焊提高焊接质量和效率；通过液压成型机完成加强筋的折弯成型，控制加强筋的成型质量；设计新的ABS模具，完善电缆沟槽预制的外观质量。从而提升电缆沟槽预制成品的整体质量。
5 施工工艺流程及操作要点
5.1电缆沟槽预制工艺流程图
堆码存放 二次养护 脱模 一次养护 模具清洗 电缆沟槽预制 模具组装 钢筋骨架制作 模具制作 振动平台的制作 电缆沟槽施工
图5.1-1 电缆沟槽生产工艺流程图
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5.2 操作要点
5.2.1 钢筋骨架制作
1 钢筋加工生产工艺流程：下料→剪短→钢筋焊接→冲压成型。 2 骨架钢筋通过钢筋切断机进行裁剪成指定长度（电缆沟槽由于布置位置的不同，有五种型号的尺寸），待钢筋冷却后去毛刺、去氧化渣，检查各尺寸是否在允许偏差范围内，分类码放，挂号标识。
3 钢筋裁剪完后，进行钢筋的焊接。
我们对目前的焊接做了市场调查，最后，我们自行设计了一台变压器容量为６０千伏安的点焊机。暂载率为５０％；焊点采用气缸增压，优点：提高焊接可靠性，焊接美观；焊头处采用铬锆铜材料，优点：导电率高，使用寿命长；焊头采用锥度连接，易安装拆卸，安装定位牢固可靠。焊接原理为通过点焊头接触瞬间，形成瞬间高压，在接触瞬间释放大量的热量，夹在两个点焊头之间的两根钢筋在高温下部分迅速熔化，从而形成连接在一起的。同时两个点焊头是中空设计，焊头处增加了循环水冷却系统，提高了散热速度。在点焊后的瞬间，通过高压水管压入少量的水分，实现两根钢筋在熔化连接后又快速冷却。保证不因钢筋过度熔化而变形。下图为工人操作点焊机，进行加强筋的焊接。
图 5.2.1-1 工人应用点焊机焊接钢筋
同时为了提高钢筋焊接尺寸的控制，也为了减轻工人在焊接中的劳动强度，我们还设计了与此配套的工装，从上图可以看见，工人推动的就是
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我们经过改进后的焊接钢筋定位工装。
图 5.2.1-2 焊接钢筋定位工装侧面图
图 5.2.1-3 焊接钢筋定位工装俯视图
为了减轻工人在点焊过程中的劳动强度，我们在工装四角安装了万向轮。为了增加钢筋定位效果，在四边的钢筋卡口边设计为倾角45度。
4 钢筋网片在焊接完成后，立即进行热浸锌防腐处理。
钢筋热浸锌处理的首道工序是酸洗除锈，然后是清洗去酸。由于点焊是高温熔接的原理，所以，焊接的交叉处基本上没有锈蚀。将除锈后的钢构件浸入600℃左右高温融化的锌液中，使钢筋网片表面附着锌层。
图 5.2.1-4 镀锌前的钢筋网片
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图 5.2.1-5 镀锌后的钢筋网片
5 钢筋网片在镀锌后，进行折弯成型。
最初我们采用人工折弯，由于钢筋网片的钢筋多，人工折弯存在折弯角度不均匀，有些钢筋折弯过头，而有些的弯度又不够。折出来的钢筋网片质量很难保证，工人每天的劳动强度也很大。对此，我们经过反复的设计和试验，自行设计了一台专门的电缆沟槽加强钢筋的折弯机。
图 5.2.1-6 钢筋液压成型总装图
通过成型机上的模具和冲压头，一片钢筋网成型只需要20秒的时间，所有成型后的钢筋网片的折弯角度都完全一致。合格率达到99%。效率是人工折弯的40倍。
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图 5.2.1-7 工人进行钢筋网压制成型
图 5.2.1-7 成型后的钢筋网片
5.2.2 模具制作
我们把模具设计成T型模腔的左右两块模框。左右模框通过连接螺栓连接。连接点少，连接牢固，安装和拆卸方便。
模具材料选用复合ABS材料。ABS材料一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料。其强度高、耐腐蚀、耐高温，综合力学性能十分优秀的塑料制品。
为了保护木模具的边口，我们在设计时，在模具的边口周边增加了向
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外延伸的凸边，同时在下侧增加了加强肋。
为了增加左边模的力学性能，在左边模的外壁设置了加强肋。
图 5.2.2-1 拼合模具的侧面图
图 5.2.2-2 拼合模具的平面图
5.2.3 模具组装
1 在模具组装前对模板进行检查和表面清理，确保模板完好，没有破损。模具表面光洁，没有残渣。
2 模具在合模前必须在内表面喷涂一层脱模剂。为了方便后期预制件的脱模。脱模剂的喷涂一定要做到喷涂均匀、无漏喷、无流淌。对于漏喷，流淌处的脱模剂，一定要处理后再进行合模，以免影响预制件的外观质量。
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脱模剂涂刷务必使用机械喷涂，确保油泵喷壶在0.7Mpa下雾状喷涂于模具内壁，于20分钟（秋春季节30分钟）内混凝土必须入模，确保脱模剂不致于挥发。
3 模具组装好后一定要检查有无错位情况。模具使用次数多了以后，螺栓紧固孔，会出现磨大，模具组装出现错位。如有错位情况，一定要进行调整以后，再二次紧固连接螺栓。
4 钢筋网片放入模具内时，按照设计要求确保足够的保护层厚度。
图 5.2.3-1 拼合后的模具
5.2.4 振动平台的制作
由于模具设计是T型模腔，为了模具在装入基料后，在平台上振动要平稳，不出现倾斜和大的移动，在设计振动平台的时候，在振动平台的两边安装了两个左右边模的扶架。同时，为了固定模具，不让其发生大的移动，在振动平台台面上我们增加了一个模具卡槽。当模具放上去以后，上端有扶架支撑，下端有卡槽固定。在整个振动过程中，模具非常平稳。
振动平台要求有足够的刚度，保持振动台面各处振幅相同，具有同样的振动成型效果，设计的振动台振动频率在50赫兹。 5.2.5 电缆沟槽预制
1 电缆沟槽的预制，浇注的基料是无机复合高强混凝土，其成分不光有普通混凝土，同时还配有水泥基胶凝材料、骨料、微细矿物掺合料和外加剂等制成的无机复合型混凝土。
基料成分的配合比见表5.2.5-1，表5.2.5-2：
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表5.2.5-1 预制构件基材理论配合比（每立方）
水泥 砂 碎石 粉煤灰 403 403 1326 76 改性剂 8 外加剂 2.5 水 145 表5.2.5-2预制构件基材实际配合比（每立方）
水泥 砂 碎石 粉煤灰 375 612 1187 80 改性剂 外加剂 水 140 6 1.8
2 基材的搅拌时间比普通混凝土搅拌时间延长120秒。自动配料系统的误差±0.5公斤，外加剂、改性剂的误差±10克。混凝土入模坍落度控制在2～3厘米为宜。
3 当气温低于25℃，混凝土基材入模时的坍落度需要严格控制在1～3厘米。为了加快施工进度，我们采用了以下措施缩短脱模时间：
1） 提高拌和水的温度。将拌和水槽中加热至80℃以上再进行拌和，提高水泥的水化温度，缩短初凝时间。
2） 加超早强剂或者低掺量速凝剂，但需控制好入模坍落度，需要严格试验确定。
4 整个预制过程在振动台上进行。先浇入少量混凝土在模具中充分振动使其T型模具的底部基料的小气泡振动出来，然后继续浇入混凝土至接近填满整个模具。再振动70秒左右，振动至预制品表面没有气泡溢出为止。
图 5.2.5-1 电缆沟槽在振动平台上预制
浇注好后的模具用小推车运输至有槽的养护区收面、带模养生。
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5.2.6 一次养护
预制件带模养护期间，采取蒸汽养护。四周用彩条布覆盖密封，保证水泥水化热不致散发。预制件的带模具养生要达到27小时以上。
图 5.2.6-1 电缆沟槽在带模养生
5.2.7 脱模
预制件的强度要达到40％以上。拆模时应注意不得损坏构件的外观并不得造成构件的主体损伤。脱模时遵循轻敲轻提，四边同起原则。以避免破坏混凝土构件棱角及表面光洁度。
混凝土的拆模时间除需考虑拆模时的混凝土强度外，还应考虑拆模时混凝土的温度不能过高，以免混凝土接触空气时降温过快而开裂，更不能在此时浇注凉水养护。混凝土内部开始降温以前以及混凝土内部温度过高时不得拆模。表层砼与环境之间的温差大于20℃时不宜拆模。气温急剧变化时不宜拆模。 5.2.8 模具清洗
脱模后对塑料模具用水进行清洗。清洗时，先将塑料模具浸泡于清洗池内，浸泡10到15分钟后，使用塑料刷清洗模具内表面，并避免硬物刮花内表面。 5.2.9二次养护
脱模后的预制件依然采用蒸汽养护，用彩条布覆盖密封。二次养护的时间不少于3天。 5.2.10 堆码存放
养护成型后的预制件转运至成品堆码区。预制件在堆码时，底层要用砖块与地面进行分隔。堆码高度不得超过两层。
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图 5.2.10-1 电缆沟槽堆码
5.3人员组织
表5.3-1 劳动力组织表
序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 工 种 普通班 混凝土班 模工班 钢筋工 机操工 电工 机修工 点焊工 试验工 质检员 安全员 合 计 人 数 80 20 20 20 2 1 1 2 1 2 4 153 备 注 持 证 上 岗 持 证 上 岗 持 证 上 岗 持 证 上 岗 持 证 上 岗 中铁八局集团第四工程有限责任公司 第 13 页 电话：83191318
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6 材料与设备
表6.0.1 主要施工设备表
编号 名称型号规格 数量 1座 8台 860套 8台 2台 1辆 2台 4台 2台 1台 3台 2台
型 号 750 ZL30B B500 备 注 1 混凝土拌和站 2 振动平台 3 塑料模具 4 成品运输小车 5 混凝土转运车 6 装载机 7 钢筋切割机 8 钢筋调直机 9 液压成型机 10 备用发电机 11 交流电焊机 12 小型空压机 7 质量控制
7.1 形成施工自检制度
工程施工过程、中间产品和原材料质量进行检查和控制。在施工中，建立操作人员自检制度。
质量控制按施工准备阶段、施工过程中和竣工收尾阶段三个阶段进行。
7.2 施工过程中的质量控制
严把材料质量关。控制主要原材料、辅助材料的采购，按照《采购产品控制程序》，对原材料进行质量控制,杜绝不合格产品进入工程施工现场。
控制工序工艺流程，步步对照标准，处处对照设计，从根本上为工程创优打下基础，避免不合格产品发生。
对关键和特殊的工序，编制详细的工艺细则，做好技术交底。
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按照《不合格产品控制程序》要求，对不合格的原材料和辅助材料严禁投入使用，不合格的工序不转序。
7.3 竣工收尾阶段的质量控制
预制件验收按照《电缆槽及盖板设计图（一）》（成灌施桥参-02-I（1））设计要求进行验收。验收方法为对成型预制件进行抽样检查，检查频率为20%。
8 效益分析
8.1 经济效益
通过对现场的实地分析，对设备和生产流程的重新设计，解决了电缆沟槽预制过程中的问题，同时，也极大的提高了电缆沟槽的预制效率，减轻了工人的劳动强度。缩短了工程施工工期，为现场节约了大量的人工费。点焊机的成功研制也为工程的材料成本节约不少。
通过新设备的引入和质量的有效控制，提高了预制产品的质量，减少了废品率和减少了返工率，也为项目节约了施工成本。
8.2 技术效益
通过此次电缆沟槽生产工法的成功总结，让我司形成了具有自身特点的一套完整的施工方案。为我们今后在类似工程的施工奠定了施工技术方案、施工设备及人员现场管理的基础。
8.3 社会效益
通过运用高速铁路桥面系电缆沟槽生产机安装工法，我们确保了工程的施工质量，为我司在建设方、监理方、施工所在地的地方及来现场检查的各级领导树立了良好的企业形象。
9 应用实例
灾后重建的第一条高速铁路--成灌客运专线，我司在此工程中共预制了桥面电缆沟槽78358块，然而电缆沟槽的施工工期从预制到桥面安装仅仅
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只有3个多月的时间，我们在克服了众多困难的情况下，高效优质的完成了该工程的桥面系电缆沟槽的施工。该项工程得到了建设方、监理方和来现场检查的各级领导的一致好评。
图 11-1 成灌线电缆沟槽桥面铺装效果
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附件一：检测报告
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附件二：用户证明
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附件三：专利受理通知书
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