¶ 03426 預力混凝土軌枕
¶ 1. 03426 預力混凝土軌枕 V2007.12.26.doc
第03426章V5.0
預力混凝土軌枕
1. 通則
1.1 本章概要
本章工作包括提供製造道碴軌道用預力混凝土軌枕之粒料和施工品質,測試、運送、處理及儲存軌枕。
1.2 工作範圍
1.2.1 50kg鋼軌用預力混凝土軌枕之製造、品質保證、品質控制、運送、儲存和處理、施工、驗收等要求。
1.2.2 60kg鋼軌用預力混凝土軌枕之製造、品管、運送、儲存和處理、施工、驗收等要求。
1.2.3 其他特殊設計用預力混凝土軌枕之製造、品質保證、品質控制、運送、儲存和處理、施工、驗收等要求。
1.3 相關章節
1.3.1 第01450章--品質管理
1.3.2 第05653章--混凝土軌枕用鋼軌扣件
1.3.3 第05659章--軌道附件
1.4 相關準則
1.4.1 中華民國國家標準(CNS)
(1) CNS 61 R2001 卜特蘭水泥
(2) CNS 3332 G3073 預力混凝土應力消除無被覆鋼線及鋼絞線
1.4.2 美國材料試驗協會(ASTM)
(1) ASTM C33
(2) ASTM C78 Standard Test Method for Flexural Strength of Concrete (Using Simple Beam with Third-Point Loading)
(3) ASTM C494
1.5 系統設計要求
1.5.1 混凝土軌枕應為單體[先拉][ ]預力法設計,含預力鋼腱、鋼軌扣件[與導電軌扣件之預埋組件][ ]。
1.5.2 廠商可使用之混凝土軌枕設計或自行設計。
1.5.3 [所有混凝土軌枕在其兩端應提供固定導電軌支座之預埋組件][ ]。
1.5.4 混凝土軌枕間距:[750mm][ ]。在設計和施工上應能滿足混凝土枕間距[775mm][ ]之要求。
1.5.5 鋼軌扣件系統依照第05653章「混凝土軌枕用鋼軌扣件」和第05659章「軌道附件」規定。
1.5.6 [導電軌固定系統依照導電軌系統之規定][ ]。
1.5.7 當需要在混凝土軌枕上安裝護軌時,應在混凝土枕澆置前預先放置安全護軌扣件預埋組件。
1.5.8 混凝土軌枕除了預力鋼線之末端外,任何金屬物不得與道碴接觸,且混凝土軌枕底部表面不得有任何開口。
1.5.9 混凝土於設計載重作用下之應力
(1) 壓應力:最大為[294kgf/cm2][ ]。
(2) 撓曲應力:最大為[25.5kgf/cm2][ ]。
1.5.10 尺度和許可差規定如下:
(1) 標稱長度:[2,600mm,+13mm、-6mm][ ]。
(2) 底部寬度:鋼軌座落區最大為[280mm][ ]、最小為[250mm] [ ];其它位置最大為[280mm][ ]、最小為[220mm][ ]。
(3) 頂部寬度:鋼軌座落區最小為[200mm][ ],其他位置最小為[180mm][ ];最大為[250mm][ ]。
(4) 最小厚度:任何斷面其混凝土最小厚度為[160mm][ ]。
(5) 最大厚度:任何斷面其混凝土最大厚度為[220mm][ ]。
(6) 軌距:標稱軌距為[1,435]mm[ ]。
(7) 鋼軌傾斜度:鋼軌底座應提供鋼軌向混凝土軌枕中心線呈[1:40±3][ ]的傾斜度。
(8) 鋼軌底座之差異傾斜:沿鋼軌方向,任一鋼軌底座與鄰近鋼軌底座之差異傾斜,在寬[150mm][ ]內不得超過[1.5mm][ ]。
(9) 鋼軌及[導電軌][ ]扣件預埋組件之位置與許可差,應足以使軌距和[導電軌][ ]位置保持在許可差內。
(10) 混凝土枕及扣件系統應使軌距保持在[1,435] [±1.5mm][ ]以內。
(11) 混凝土軌枕中心線與軌道中心線應保持在[10mm][ ]以內的許可差。若軌距有加寬時,應保持在[20mm][ ]以內的許可差。
1.6 資料送審
1.6.1 施工計畫。
1.6.2 施工製造圖。
1.6.3 廠商資料。
1.7 品質保證
1.7.1 須符合第01450章「品質管理」之規定。
1.7.2 提供試驗室詳細設備[及通過財團法人全國認證基金會(TAF)認證證明][ ]。
1.7.3 [提供試驗室曾施作相關預力混凝土的試驗經歷][ ]。
1.7.4 提供試驗人員之資格與經歷。
1.8 運送、儲存及處理
1.8.1 混凝土軌枕在製造、儲存、運送和安裝期間之吊放和支撐,應避免產生缺口、碎片、裂縫或其他損壞。
1.8.2 在多層堆積時,層與層之間應以木塊隔離混凝土軌枕,並給予扣件系統足夠的空間。
1.8.3 混凝土軌枕堆積之最底層,應用[木塊][混凝土墊][ ]與地面隔離。混凝土軌枕堆積不可超過[10層][ ]高,其擺放位置應儘量靠近軌枕位置,除非提送計算書證明不會造成枕木損壞或承受過大壓力並經核定。
2. 產品
2.1 功能
2.1.1 本軌枕符合使用於[1,067mm、1,435mm][ ]軌距之[50kgN、UIC60][ ]型軌道。
2.2 粒料
2.2.1 預力鋼材應使用下列粒料之一:
(1) [級數270][ ]、標稱直徑[9.5mm][ ]之[7根1股][ ]未塗料解除內應力鋼絞線(Uncoated Seven-wire Stress-relieved Strands),依照[CNS 3332 G3073][ ]用在預力混凝土之[2.9mm]相絞[16根][ ][未塗料解除內應力鋼絞線規範之規定][ ]。
(2) 經工程司核定之替代鋼線或鋼絞線。
2.2.2 預埋組件
(1) 鋼軌錨碇預埋依照第05659章「軌道附件」][ ]之規定。
(2) [導電軌錨碇預埋組件應使用塑膠製品(Plastic)][ ]。
(3) 螺紋預埋組件應同時提供一易於移除之塑膠蓋或塞子,以避免螺紋損壞或被外物侵入。
2.2.3 混凝土
(1) 28天抗壓強度達[500kgf/cm2][ ]以上。
(2) 水泥用[卜特蘭水泥第I型][ ],其規格需符合[CNS 61 R2001] [ ]。
(3) 粒料依照[ASTM C33][ ]規定石子及砂在吸水飽和表面乾燥時比重應為[2.6±0.05][ ]品質良好。
(4) 混凝土配比就粒料級配試驗,坍度試驗及圓柱試驗後視結果調配之。
(5) 混凝土所用之水須清潔無油、酸鹼、鹽、有機物及其他對混凝土與鐵線,高拉力鋼線有害之物質。
(6) 若需使用輸氣劑、減水劑、緩凝劑、早強劑,應依照[ASTM C494] [ ]混凝土化學附加劑規範之規定。無論如何皆不允許使用含氯之化學摻料。
2.3 設備
2.3.1 廠商應自設有預力混凝土[先拉法][ ]工廠,並有工廠登記者。
2.3.2 應備有檢驗儀器以經常檢驗粒料,模具或成品。
2.3.3 混凝土養護應備有蒸汽爐自動控制及蒸汽養護設備並附有溫度控制設備,以嚴格控制溫度,蒸汽應徐徐加熱,最高溫度不得超過[75°C][ ]。
2.3.4 混凝土應使用全自動拌和機及粒料自動計量器計量。
2.3.5 應有1次施拉能力[400kg][ ]以上[(指1次2.9mm相絞16根)][ ]之鋼線施預力機及振動機等。
2.3.6 廠商如有較以上各項設備更新穎之製造設備,得報請業主派員勘察認可後方得製造。
2.4 設計與製造
2.4.1 混凝土拌和配比
(1) 混凝土配比設計應經由分盤試驗(Tests On Trial Batches)建立。
(2) 一定配比之拌和物其28天圓柱試體抗壓強度至少[500kgf/cm2] [ ]、梁抗撓曲強度至少[43kgf/cm2][ ]。為滿足所需功能或達到提早拆除混凝土軌枕模板之目的,可以採用較高強度之混凝土。
(3) 混凝土在承受荷重時須具有適當強度,以滿足錨碇要求和預力轉移所需,其強度不得少於[280kgf/cm2][ ]。
(4) 水泥含量不得少於[400kg/m3][ ]。
(5) 在兼顧強度要求與澆置需求下,應採用最低稠度之含水量。
(6) 分盤試驗應使用一定範圍之水灰比來進行,以產生一定範圍之設計強度,該強度範圍應函蓋規定強度(The Strength Specified)。最大水灰比所提供之平均強度應為設計強度的[1.1倍][ ]。
2.4.2 模板和組裝
(1) 混凝土枕應經由[長生產][ ]線程序(The Long Line Process)製造。替代方案應提送業主核定。
(2) 模板應堅固且為鋼質粒料,或其他粒料能使完成後之混凝土軌枕合乎規範及核定之施工製造圖對形狀、線條、尺度和許可差的要求。
(3) 模板應能固定[鋼軌扣件預埋組件][導電支架預埋組件和其他預埋套管在其正確位置上][ ],且在整個製造過程中,其均能保持在所有許可差之內。
(4) 先拉法所製作之混凝土軌枕模板在預力釋放(Release Of The Prestressing Force)階段應能容許混凝土軌枕移動而不造成損壞。
(5) 模板上應提供正確的突浮記或浮體字或數字,標註出製造者、製造年份、批號或軌枕號碼和[TRA][ ]。標註應位在混凝土軌枕頂面[中間][ ]區域,其年份須以中華民國年份標示。
2.4.3 安放預力鋼材
(1) 混凝土軌枕內之[先拉][ ]預力鋼材應精確定位並作適當保護。混凝土在澆置之前,應先對預力鋼材、[端錨(Bulkheads)]、[預埋組件]等之尺度作確認。檢視預力鋼材之表面,若鋼材上有不利於握裹之油漬或其它物質附著時,應清除或置換。
(2) 預力鋼材在設計及安放均須與金屬製品如螺栓,鋼肩(Shoulders)等保持至少[15mm][ ]之淨距。若未能達到此要求,則應提供其它適當之絕緣措施。
2.4.4 預力之施加和量測
(1) 每根鋼材之預力至少[10,700kgf/cm2][ ]。
(2) 應分2階段施加荷重。對每1根鋼材施于約[500kgf/cm2][ ]之起始應力,以拉直、消除鬆弛並提供一個量測伸長量之參考點。
(3) 預力大小應由量測鋼腱伸長量和以下之一決定:以校正規檢定千斤頂壓力或使用已校正之測力計(Dynamometer)。若兩者之差值超過[5%][ ],則應調查改正。由所選用鋼材之平均荷重-伸長量曲線圖以決定伸長量相對之荷重值。
(4) 鋼材可以個別或同時施拉。若鋼材採同時拉長,則應作適當準備以使每根鋼材約等應力。
2.4.5 混凝土之拌和、澆置
(1) 一定配比之粒料和水泥所產生之拌和物,藉由振動之幫助,須能得到適當之工作性,將其散佈於模板各角落與預力組件周圍,但不允許發生粒料分離或在表面有過多浮水之現象。
(2) 在澆置混凝土前,所有拌和機具應清除乾淨。模板內之碎片應移走,並在其上徹底塗抹一層脫模劑。預力鋼材和預埋組件上之有害塗料應予清除,仔細檢驗模板之線形和接頭緊密性及端錨、預力鋼材,預埋組件等之位置尺度的正確性。
(3) 水泥、粒料、水和附加劑之儲存、搬運、拌和及計量應依前述粒料規定。
(4) 輸送
A. 混凝土應在規定時間內將拌和完成之粒料運送至澆置地點,以防止粒料分離及損失。
B. 泵送、氣送或滑槽輸送混凝土之設備,其尺度和設計應確保混凝土流至輸送終點時粒料不會分離。
C. 混凝土應傾倒在最接近實際最後位置,以避免再處理或流動而引起粒料分離。已呈半凝固或受外來粒料污染之混凝土不得使用。
D. 混凝土澆置溫度最低不得小於[10°C][ ]、最高不得大於[32°C][ ]。混凝土澆置時之周圍溫度超過[32°C][ ],應依照[ACI委員會305刊物所建議之“熱天澆置混凝土”]之規定。
(5) 搗實
A. 混凝土在澆置時應充分振動搗實,包括在預力元件、預埋組件之周圍及模板各角落等。
B. 必要時可使用外部振動機配合內部振動機以達到均勻拌和效果。
C. 在搗實時應留意確保模板不致遭到損壞。
2.4.6 表面修飾與養護
(1) 所有經由模板成形之混凝土軌枕表面應密度均勻。鋼軌座落區應平整光滑,表面不得有超過其面積[2%][ ]之氣孔,且任意單一孔隙之尺度不得超過[3mm][ ]。其它位置之完成表面亦須光滑,所含之蜂巢結構不得超過其面積之[2%][ ],任意單一孔隙尺度不得大於[6mm][ ]。
(2) 混凝土軌枕之底面應呈粗糙狀,可用掃帚等達成。
(3) 使用低壓蒸汽、輻射熱(Radiant Heat)和濕治或其它可用來加速達到混凝土強度之核定程序養護,以便提早拆模及達到所需張力強度。
(4) 若使用高溫養護,須於澆置完成後,[4小時][ ]再開始加溫,加溫速率每小時不得超過[20°C][ ],最高溫度不得超過[75°C] [ ]。高溫應至少維持[12小時][ ]。降溫速率每小時不得超過[20°C][ ]。
(5) 所執行之加速養護方法,不得劣化混凝土軌枕極限強度。
2.4.7 拆模
(1) 混凝土軌枕在施加預力與拆模之前,混凝土強度不得少於[280kgf/mm2][ ]強度由[圓柱][ ][ ]試體抗壓試驗決定。
(2) 作用力由預力基座(The Pretensioning Bed)之端錨傳遞至混凝土時,應採逐漸且同時將所有鋼材鬆線(Detensioning)。曝露在外之鋼材應儘可能在距離軌枕端切斷,其突出軌枕端部之長度不得超過[5mm][ ]。露在混凝土外部之鋼腱應作適當防腐措施,其方法及粒料由廠商提送工程司核定。
(3) 混凝土軌枕之拆模可經由混凝土軌枕自模板中吊起或使模板傾斜而達成。不允許混凝土軌枕自模板中倒出或掉落地面。使用堆高機將新完成之混凝土軌枕自模板中取出時,堆高機之叉(Tines)上應覆蓋一層橡膠、木材、或其它柔軟材料。
3. 施工
3.1 準備工作
3.1.1 施工前應於施工區域使用[白漆][ ]在基準側鋼軌腹部作軌枕位置記號。
3.2 施工方法
3.2.1 鋼軌之軌枕根數按設計圖說之規定配置。
3.2.2 軌枕之配置間距及配列方法,依[設計規範][ ]之規定辦理,除特別情形外,軌枕與軌道中心線應成直角,軌枕之中心應與軌道中心一致。
3.2.3 橋台前後軌枕配置間距,應依照[設計規範][ ]之規定辦理,成斜角之橋台應加鋼筋混凝土承受台,舖設時使軌枕對軌道成直角。
3.2.4 軌枕間距擴大或對軌道中心線不成直角時,應校正之。但軌距內鋼軌底部位置,在公差限度內得免校正。
3.2.5 軌枕舖設可使用[後扣結法][前扣結法][ ],組成軌框,唯搬運時不得傷及軌枕。
3.2.6 軌枕扣結後,鋼軌與橡膠墊間或橡膠墊與軌枕間不得夾有道碴等不潔物。
3.2.7 使用機械施工時,其履帶應另加[橡膠套]或使用[膠輪式]。預力混凝土枕應經由[長生產線][ ]程序(The Long Line Process)製造,替代方案應提送業主核定。
3.3 檢驗
3.3.1 混凝土強度試驗
(1) 樣品應在與正常製造條件完全相同下進行養護。
(2) 每日之製品應至少提供[6個][ ]圓柱試體,其中[2個][ ]作[28][ ]天測試、[2個][ ]作檢核預力轉移時之強度、[2個][ ]作備品。
(3) 強度試驗樣品尺度為[152mm×152mm×762mm][ ]之梁,並依照[ASTM C78][ ]混凝土撓曲強度試驗方法之規定(使用簡支梁與3點荷重)。
3.3.2 設計資格試驗(Design Qualification)
(1) 混凝土枕設計在核定之前,應在業主核定之試驗工廠內進行混凝土軌枕設計資格試驗,送審之混凝土軌枕將進行本規範所規定之試驗項目。
(2) 依照本章之規定生產一批至少[5根][ ]之混凝土軌枕,由業主從中隨機選取[3根][ ]送至試驗室作試驗。另外廠商應提供1段混凝土軌枕或1具有相同強度與尺度之混凝土塊,其上附有與供試驗之混凝土枕相同的軌座及扣件系統。
(3) 樣品的其中2根混凝土軌枕分別標示為1號與2號,將執行以下所述之試驗。剩下1根混凝土軌枕標示為3號,由業主留置供將來試驗之用及控制後續生產之尺度許可差和表面外觀。
(4) 第1號混凝土軌枕執行試驗之順序
A. 軌座正彎矩試驗(Railseat Positive Bending Moment Test):施作在標示為“A”與“B”之二軌座上。
B. 混凝土軌枕中心負彎矩試驗(Center Negative Bending Moment Test)。
C. 混凝土軌枕中心正彎矩試驗(Center Positive Bending Moment Test)。
D. 握裹發展、鋼材錨碇及極限負載試驗(Bonding Development, Tendon Anchorage And Ultimate Load Test)施作在“A”軌座上。
(5) 第2號混凝土軌枕執行試驗之順序
A. 鋼軌扣件動態潛變試驗(Rail Fastening Dynamic Creep Test)。
B. 鋼軌扣件預埋組件試驗(Fastening Insert Test):施作在所有預埋組件上。
C. 鋼軌扣件拉拔試驗(Fastening Uplift Test):施作在其中之一的軌座上。
D. 鋼軌扣件反覆載重試驗(Rail Fastening Repeated Load Test)。
E. 電阻及阻抗試驗(Electrical Resistance And Impedance Test)。
F. 導電軌扣件預埋組件試驗(Conductor Rail Fastening Insert Tests)。
(6) 混凝土軌枕塊執行試驗之順序
A. 鋼軌扣件縱向束縛試驗(Rail Fastening Longitudinal Restraint Test)。
B. 鋼軌扣件枕向束縛試驗(Rail Fastening Lateral Restraint Test)。
3.3.4 製品取樣
(1) 混凝土軌枕應以計畫正常量產(Designated Production Lots)1,000根或計畫副量產(Designated Sub-lots)每日不多於[200根][ ]來生產。每一批副量產在併入正常產量之前,應先通過試驗。
(2) 每日試驗(每批副量產數量為200根混凝土軌枕)從每日製品中取一根混凝土軌枕進行試驗:
A. 以樣板(Template)檢測軌道中心至軌座中心之距離。
B. 檢測軌座外觀和肩部預埋組件位置。
C. 在任何試驗項目中,若有量測值超過許可差或發生結構性裂縫時,應在同批中再取[2根][ ]重覆前述試驗,並依下列之情況判定其是否合於規定:
a. 若重新試驗之2根混凝土軌枕均達到要求,則可接受該批正常量產製品。
b. 若重新試驗之2根軌枕有1根未達到要求,則該批正常量產製品之所有混凝土軌枕將被拒絕。
(3) 正常量產試驗是從每[1,000個][ ]製品中取一根混凝土軌枕進行試驗:
A. 若混凝土軌枕符合所有試驗要求,則可接受該批正常量產製品。若混凝土軌枕有任一項之試驗失敗,則應在同批中再取2根重覆前述試驗,並依下列之情況判定其是否合於規定:
a. 若重新試驗之2根混凝土軌枕均達到要求,則可接受該批副量產製品。
b. 若重新試驗之2根軌枕有1根未達到要求,則該批量產製品之所有混凝土軌枕將被拒絕。
3.3.5 每批成品交貨檢驗試樣應送至財團法人全國認證基金會(TAF)認可之試驗機構辦理檢驗。
3.3.6 廠商需於簽約後[40日][ ]內做好2根成品(樣品)供試驗用。
3.4 清理
3.4.1 所有鋼材鬆線曝露在外之鋼材應儘可能在距離軌枕端切斷,其突出軌枕端部之長度不得超過[5mm][ ]。
3.4.2 曝露在外之鋼材應作適當防腐措施,其方法及粒料由廠商提送業主核定。
3.5 許可差
3.6 保護
3.6.1 軌枕成品應依相關規定儲存,運送時不得損及成品。
4. 計量與計價
4.1 計量
4.1.1 軌枕計量以每[根][ ]計量。
4.1.2 [除了另規定外軌枕施工並無各個計量。]
4.2 計價
4.2.1 軌枕計價以每[根]計價。
4.2.2 [軌枕施工除另規定外,並無各個計價其所有成本已包含在各種型式之軌道建造費用中。]
〈本章結束〉
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