无砟道岔施工过程质量控制理论与方法研究徐彩红

发表时间:2018/7/12   来源:《基层建设》2018年第16期   作者:徐彩红
[导读] 摘要:为配合推进高速铁路网络大建设,无砟道岔的发展取得了新的成果。

        南宁轨道交通集团有限公司
        摘要:为配合推进高速铁路网络大建设,无砟道岔的发展取得了新的成果。无砟道岔的施工相对复杂,受内外因素影响较重,需要依据科学的质量控制理论与方法,才能达到理想的建设质量。本文首先探讨无砟道岔的施工过程,并讨论无砟道岔的施工过程质量控制体系,提出了无砟道岔施工过程的有效识别方法,以供参考。
        关键词:无砟道岔;过程质量控制;过程识别
        目前,我国的铁路系统建设规模与水平持续攀高,特别是高速铁路的建设以及高铁动车组的研发,已经处于国际先进水平。为了能够提升铁路运输的舒适性与准点性,轨道结构的稳定可靠与平顺耐久性能被提到了更高的要求。因此,无砟轨道成为了最佳解决方案之一,其耐用强固、不易变形、超稳定性等性能成为重要优势。无砟道岔是无砟轨道的重要组成部分,总会出现在车站区域以及加强正线与联络线连接区域。无砟道岔往往又是整个无砟轨道在技术上需要加强关注的薄弱环节,提升无砟道岔的施工质量研究十分必要。
        1 施工过程质量控制理论简述
        质量控制内含于质量管理,同样基于严格的质量要求而存在。通常,质量控制不仅要关注目标对象的自有质量,而且还要对保障目标对象质量达标的过程进行控制。对于无砟道岔工程而言,往往会在设计、施工及维护等工作环节提出较高的质量要求,也就需要从这些方面来相应开展质量控制。
        对于无砟道岔的施工过程质量控制,是重点工作之一,施工中将出现各种元素的不断转换与转化活动,只有这些活动处于接受控制的合理状态,才能最终达到所要求的质量。无砟道岔的施工过程质量控制,简言之就是要将整个施工过程视为整体研究目标,积极开展过程中不同活动的属性识别、状态监控、效果评估、影响预测,最终实现施工过程的优化。
        无砟道岔的施工具有复杂性,技术要求高,且极易受到内外各种因素的干扰和影响,这些因素可分成随机或系统两大类。
 
        图1  无砟道岔施工过程的影响因素
        如图1所示,无砟道岔的施工过程在各种因素的干扰下,输入量与输出量之间是不可能划等号的。随机因素的存在不可避免,不可控制,也难以有效消除,但系统因素的存在则是有章可循的,通过各种措施才能得到合理的控制。通常,探讨无砟道岔施工过程质量控制应该具备一定的数理分析基础,同时还要积极利用针对性技术来有效区别系统与随机因素,进而成为影响无砟道岔施工质量的关键。
        2 无砟道岔施工过程质量控制体系
        2.1 无砟道岔的施工过程
        文中以某高速铁路路基地段的板式无砟道岔施工为例展开探讨。其结构自上而下可描述为:道岔钢材质轨道件、扣件系统、C55道岔板(规格240mm)、C40钢筋混凝土底座(规格180mm)、C25混凝土找平层(规格123mm)。该工程无砟道岔的具体施工流程可主要分以下步骤:
        (1)施工准备
        工程的施工准备主要是为了解决道岔及板件的各类材料物资,同时还需要调用测量设备与精准调试系统。道岔及周围部件应直接从厂商出进行预组装,并将合格产品运输到现场;而道岔板的制作应在施工现场周围所开展的道岔板场进行制造,同样需要通过合理的技术工艺控制与严格的质量检查,才能选好产品在现场存放。各类测量设备与精准调试系统的准备,要严格确保使用过程中发挥高效的测量与调试精度,在前期试用中应认真核实性能。
        (2)找平层混凝土浇筑施工
        找平层所选混凝土强度为C25,注意不需要配比钢筋,而且结构宽度应较之道岔板要宽出20cm。混凝土浇筑施工的效果应达到表面平整密实且色泽均衡的要求,因此需要在施工中加强质量控制。路基面要保持湿润,然后采用高槽钢制作模型,并采取合理方式加固,于模型内浇筑混凝土后,应及时组织养护。在浇筑施工完结尾声,还要将混凝土表面拉毛,以2mm深度最为适宜,同时要求找平层的施工工艺达到相应技术标准。
        (3)底座安装
        钢筋底座的技术规格及参数:钢筋网为HRB335级,螺纹样式;主钢筋选25直径的螺纹钢筋。单层钢筋网与主钢筋采用纵横交叉的形式,之间的交叉节点全部采用占用夹具连接,通常选择塑料材质,具有良好绝缘性能,并且以绝缘绑丝进行加固,整个底座钢筋网要确保电阻值在2MΩ以下。
        (4)轨道基准点测量
        轨道基准点即GRP点,常常会设置于直向轨道中心线位置。GRP点设置前,需要预留PVC管,并通过找平层向地下深打钢筋,直径为1cm,PVC管的直径为8cm,使用速硬砂浆填充空隙后,在外侧重新套用直径10cm的PVC管,并在填充物初凝过程中打入GRP点测钉。
        (5)道岔板铺装与精调
        测评GRP网点后,及时清理底座钢筋网下所有杂物,开始铺装道岔板。整个过程需要动用吊车吊装,因此需要加强起吊前的固定工作。吊装过程中,道岔板铺装进度应控制在±5mm,及时在初步铺装完成后调整垫块的精调爪,确保不同方向的调整量为0,在积极调平状态下撤去所用的临时方木垫块。在精调过程中,要使用全站仪等精密设备,确保左右误差或偏移方向均在设计要求的合理范围内。道岔板棱镜孔可视精度参数方面: 纵向±3mm、横向±1mm、邻板间平面高差±1mm。
        (6)道岔组建安装
        底座板混凝土凝实后,经积极开展道岔板的复测,确保各项偏移量处于合理误差范围。及时开展道岔部件的组装工作。待所有道岔组建完成安装并经过检查确认后,需要及时采用专用的几何形位组织检测,掌握不同位置及方向的变化率,同时加强对道岔现场的精密调整。
        2.2 无砟道岔施工过程的质量控制体系
        无砟道岔施工过程通常需要将质量控制按三层次组织体系分解,由里向外分别是过程层、目标层以及方法层。对过程层而言,其实无砟道岔施工过程质量控制体系的最基础一层。目标层作为体系结构的中间层,是重要的导航层系,能够为整个无砟道岔施工过程的质量控制体系指明重要目标,能够较为成功地指引无砟道岔施工赢得更满意的质量。方法层是无砟道岔施工过程中的关键层次,也是整体体系结构的最外层,为了实现无砟道岔施工过程的质量控制体系整体目标,方法层将提供最有效的实现途径与方案。
        (1)无砟道岔施工过程控制剖析
        为了有效控制无砟道岔施工过程,应该对无砟道岔整个施工过程进行必要的剖析。无砟道岔施工复杂度较高,且在层次上更显技术性优势。把握过程的剖析,还需要积极使用系统理论原理,具体的做法就是:无砟道岔的施工过程可以视为一个动态变化的大系统,对于系统不同步骤组织实施分解,能够将原有大系统彻底拆分为彼此相对独立的施工子系统,也就是施工子阶段,并对施工子阶段再度进行分解,从而可以有效划分出更多的施工子过程。对本文所列举某高速铁路路基地段板式无砟道岔施工过程为例,整个过程可分解为具体的道岔铺装前期准备、道岔板件铺设、道岔底座板件施工、道岔铺设等不同的施工子阶段,而且还能够具体细分出道岔板初铺、板件精调等施工子过程。因此,从系统理论角度来看,无砟道岔施工的过程系统就相当于涵盖了施工子阶段、施工子过程、施工全过程等三大层次,并且这三个层次系统呈现逐层集合累积的过程,可由施工子过程不断集成施工子阶段,并由施工子阶段归集为施工全过程。
        同时,我们也可以结合分析无砟道岔施工子过程对施工子阶段与施工全过程都产生的影响程度大小,将无砟道岔施工子过程按一般、重要、关键三类影响划分等级,如图2所示;基于同样的思考,可将无砟道岔施工子阶段按一般、重要、关键三类影响划分等级,如图3所示。


        通过图2可知,无砟道岔施工子阶段的具体控制分类而无砟道岔的施工质量控制难度方面,各子阶段的难度与对应过程的影响程度排名相近似。由于无砟道岔施工子过程的分类有所区别,因而在控制方式上具体内容也是存在很大差别的。对于关键子过程而言,很显然因为施工质量控制难度大,且容易对施工阶段与全过程产生更多的影响,所有要多种质量控制手段并用,而且加强过程监控与评估等控制方式。而在重要子过程,其控制施工质量的方式主要是常规质量控制、过程质量评估,而一般子过程就往往选用常规质量控制等多种方式同时进行控制,以确保关键子过程的质量。
        通过图3可知,无砟道岔施工子阶段的具体控制分类主要参考对全过程的质量的影响程度。通常关键子阶段按照全过程质量影响程度可由青关键阶段、重要阶段与一般阶段完成。、讨论不同施工子阶段对全过程质量的影响程度中,关键、重要、一般阶段所对应的子阶段影响程度也同样从大到一般。
        (2)无砟道岔的施工过程质量控制目标
        无砟道岔的施工过程质量控制目标按照四个层面的意思来理解,分别是施工子过程质量控制、施工子阶段质量控制、施工全过程质量控制、区域无砟道岔施工过程质量控制。
        3 无砟道岔施工子过程的重要性识别方法
        无砟道岔的施工过程充满了复杂性与多变因素。如对无砟道岔施工过程所有环节均采取质量控制措施,无疑是会增大成本并造成资源浪费的,还可能随着质量的控制不力,而导致整体施工过程的质控效果一般。无砟道岔施工过程的质量控制关键步骤或者要素就是应该分析无砟道岔的施工过程,并且着重筛选所有分解过程中对无砟道岔施工影响巨大并且过程质量的影响难以满足具体要求的子过程,也就是质量控制体系中所讲述的关键子过程。
        关键子过程的识别,可设计为两项关键步骤:首先所述第一步骤就是要对无砟道岔施工过程进行定性的分析,合理确定对无砟道岔施工质量影响程度较深的重要子过程;而第二步需要从第一步所关心选择的重要子过程中开展定量化的分析,对于整个过程质量表现不理想的子过程,要及时找出。无砟道岔施工过程中,施工重要子过程额识别方法可以施工阶段划分与相关施工子过程选择来决策。首先将无砟道岔施工过程拆分为不同的独立的施工子系统,并选出施工重要阶段,后将重要相关子过程根据对施工质量影响程度进行比选,最后确定各重要阶段中的重要子过程。
 
        图4  无砟道岔的施工过程质量控制目标
        结束语
        探讨无砟道岔施工过程质量控制应该具备一定的数理分析基础,同时还要积极利用针对性技术来有效区别系统与随机因素,进而成为影响无砟道岔施工质量的关键。无砟道岔的施工过程质量控制,简言之就是要将整个施工过程视为整体研究目标,积极开展过程中不同活动的属性识别、状态监控、效果评估、影响预测,最终实现施工过程的优化。
        参考文献
        [1]曾勇.无砟道岔施工过程质量控制理论与方法研究[D].西南交通大学,2012.
        [2]贾印满.桥上42#无砟高速埋入式道岔施工技术探讨[J].科学之友,2011(17):99-101.
        [3]陈永堂.浅谈高速铁路无砟道岔施工质量控制[J].建筑建材装饰,2013(4):95-96.

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