中铁十一局集团桥梁有限公司江西省鹰潭市335000
摘要：结合工程实践，对轨枕养护系统进行改进增加水冷却装置，以适应越来越高的轨枕养护工艺，实践证明该方案是可靠有效的。
关键词：水冷却；轨枕养护；降温速度
1前言
根据TB/T2190-2002《预应力混凝土轨枕I型、II型及III型》中，对轨枕的蒸汽养护做出了严格的规定：轨枕采用蒸汽养护时，静停时间不应小于2h，升温不应大于20℃/h，蒸汽养护温度不应大于60℃，并应有一定的停汽降温时间，降温速度不应大于15℃/h。力图使蒸汽养护对轨枕产品质量的不利影响降到最低程度，然而标准中关于停汽降温的规定有时很难实现。因为在我们南方即便停汽也不一定会降温，实践证明夏季生产时停汽到达6小时降温不超过5℃，无法达到轨枕脱模的要求。
为了达到行业标准和公司技术指标，我们对蒸汽养护自动控制系统参数进行了调整，使其养护时候温度为58℃±2℃，增加了1.5小时的降温时间和设计制造了养护系统中的水冷却装置。利用这个装置喷水的流量来控制降温的速度，最终解决我们南方制造轨枕养护降温的工艺要求。
2水冷却装置中热量计算公式
2.1设计原理及理论条件
2.1.1设计原理
水冷却装置原理就是在轨枕降温阶段通过水泵泵入冷却水，经过管道输送到养护池内部，在通过雾化喷嘴使得冷却水雾化，这样更有利于热量的交换。因为水冷却装置在降温阶段中有一定的要求且也是针对夏季养护温度无法下降的情况而设计的，所以设计参数应主要针对于在夏季环境中水冷却装置的降温作用。
2.1.1设计理论条件
在设计过程中存在很多复杂的因素，比如说养护池的自身的散热、热量交换的速度等等，所以我们在设计时候要建立一个理论条件，即是冷却水与养护池内的热量交换是快速的。在实际选用各类零部件时充分考虑其技术参数，并加以调整机构，用来抵消理论与实践之间的差距。
2.2冷却时释放的热量
2.2.1冷却释放热量总方程
在实际冷却过程中随着养护池内轨枕的温度不断变化其降温速度也不断的变化，但是在整个降温过程中应满足于在任意时刻开始算起降温速度不超过15℃/h。所以在每下降了△T摄氏度时，其养护池内部释放热量方程为：
2.2.2冷却释放热量方程各已知条件
一个养护池里可放20套钢模，但是钢模的种类不同决定着每模制造的轨枕数量也有所不同，目前我司有2×4的钢模和2×5的钢模，计算时应以养护池内钢模全为2×5的钢模计算。
根据不同规格的轨枕其轨枕的质量和钢模的质量也有所不同，计算时应以我司目前最高的轨枕质量和钢模质量计算。
根据我司养护池实际情况，其空气、混凝土和钢模释放热量为：
2.3冷却水吸收的热量
2.3.1冷却水吸收热量总方程
每下降了△T摄氏度放出的热量被冷却水完全的吸收了，而每下降△T摄氏度需要的冷却水的质量却因为冷却水温度变化值不同而所有差异，所以冷却水在下降第i个△T时吸收热量方程为：
3水冷却装置的主要部件选型
3.1水泵的选型
3.1.1水泵流量的计算
冷却水所需的质量与水泵的流量q和流出时间t有关系，而水泵流量q一般为恒定值，需要冷却水质量只和流出时间t有关，所以冷却水在下降第i个△T时需要输送质量方程为：
根据能量守恒定律，空气、混凝土、钢模在下降△T摄氏度时释放的热量与冷却水吸收的热量相等。即
因为混凝土降温速度不超过15℃/h，所以养护池降温阶段的任意温度开始到下降15℃，即从摄氏度开始降温到摄氏度所需要的时间大于等于1小时。
此时经过了n个△T温度下降的过程，养护池内轨枕的温度下降了15℃。
2.4.2水泵型号的确定
GC型卧式锅炉给水多级泵具有效率高、性能范围广、运行安全平稳、噪音低、寿命长、最重要的是安装方便、维修成本低，是与养护池水冷却降温的相适应水泵之一。
根据场地的规划以及管道的布置等综合性因素，水泵至养护池的管道最远距离大约100m，其中弯头若干，算上压力损失等因素，选用型，其参数为：
2.4.3水泵性能的验证
从冷却水开始工作算起，养护池持续降温1.5小时，其冷却后的温度计算为：
所以经过1.5小时的降温养护池内轨枕温度应该下降了12℃到18.8℃之间，满足TB/T2190-2002文件关于养护系统降温是以每小时降温不超过15℃进行的要求，并且轨枕脱模前的温度在39.2℃到46℃之间。
因为夏季车间平均气温在32℃，根据TB/T2190-2002文件的要求轨枕降温后脱模温度不得与环境温度相差20℃，所以说当水泵流量为10m3/h时候满足轨枕降温的工艺要求。
3水冷却装置的控制系统
3.1水泵流量调整装置
在计算过程中一直是在理想条件下进行的，为了保证水冷却装置的冷却效果和轨枕降温速度等因素，必须在每个进入养护系统的管道中增加一个截止阀，利用截止阀的开口大小来控制冷却水的流量。
3.2水冷却装置的控制部分
水冷却装置的控制部分是利用每个进入养护系统的管道中的电磁阀的开闭来控制冷却水的流出时间长短，从而控制轨枕的降温速度。电磁阀的控制信号是利用养护池内传感器和温控仪表等来控制的。
4结束语
水冷却装置通过截止阀来控制进入养护池中冷却水的流量大小，通过电磁阀来控制冷却水进入养护池的时间长短，从而控制养护池内的降温速度。
水冷却装置已在我司轨枕场投入使用，实践证明确实能有效的控制轨枕降温速度，并满足于TB/T2190-2002文件的要求。值得一提的是该装置能将轨枕降温速度控制在每10分钟不超过2.5℃，满足岔枕的养护工艺要求。
参考文献：
[1]《预应力混凝土轨枕I型、II型及III型》，TB/T2190-2002
[2]《机械设计手册》，成大先主编，化学工业出版社