混凝土枕

我國鐵路已廣泛使用預(yù)應(yīng)力混凝土枕以代替木枕，與木枕相比，其優(yōu)越性表現(xiàn)在以下幾個方面：

1．材源豐富；

2．適宜于工廠化生產(chǎn)，規(guī)格一致，保證線路質(zhì)量均勻；

3．強(qiáng)度高，耐腐蝕，使用壽命長，一般為木枕的3～4倍；

4．道床阻力大，線路的穩(wěn)定性好，適合鐵路的高速大運(yùn)量要求，且節(jié)約木材。

其缺點(diǎn)如下：

1．彈性差，在同樣荷載作用下所受的沖擊力大(比木枕約大25%)；

2．對道床鋪設(shè)要求較高，除了增大道床厚度外，還須鋪設(shè)緩沖墊層；

3．重量大，Ⅰ、Ⅱ型混凝土枕一般在220～250 kg，Ill型混凝土枕一般為350 kg左右，人工更換混凝土枕不便。

Ⅰ、Ⅱ型混凝土枕長度為250 cm，Ⅲ型混凝土枕長度為260 cm，截面為梯形，上小下大，有利于增加軌枕支承面積和在軌下截面配置較多的鋼筋以抵抗正彎矩。枕底面兩端為雙楔形，中間為矩形，枕底做出凹槽式花紋，以提高道床阻力j軌枕的厚度在全長范圍內(nèi)不一致，軌下截面厚，中間截面薄。這樣做的目的，是因?yàn)檐壵韮?nèi)系直線配筋，各截面配筋相同，要使預(yù)應(yīng)力鋼筋合力作用線，在軌下截面處在截面形心之下，在中間截面處在截面形心之上，以便利用鋼筋對混凝土施加的預(yù)壓應(yīng)力形成的偏心，使混凝土所受的拉應(yīng)力不超過容許限度，防止裂紋的形成與擴(kuò)展。

(1)按制造工藝，可分為普通混凝土枕、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土枕兩類。

(2)按配筋直徑大小可分為鋼弦(高強(qiáng)度鋼絲，簡稱弦)和鋼筋(高強(qiáng)度鋼筋，簡稱筋)兩種。

(3)我國混凝土枕分三類，分別與不同軌道類型配套使用。

①Ⅰ型混凝土枕

Ⅰ型混凝土枕的承載能力是按軸重23 t、最高速度85 km/h、鋪設(shè)密度1 840根/km設(shè)計的，適用于中型、輕型軌道。隨著國民經(jīng)濟(jì)和鐵路運(yùn)輸發(fā)展，機(jī)車車輛軸重不斷提高，年通過總重也不斷增長，Ⅰ型混凝土枕的承載能力已不能適應(yīng)這些條件的變化，破損加劇，壽命縮短。因此，在我國鐵路線路上，Ⅰ型混凝土枕正逐步被淘汰下道。

②Ⅱ型混凝土枕

Ⅱ型混凝土枕的設(shè)計是根據(jù)重載線路承受荷載大，重復(fù)次數(shù)多的特點(diǎn)，采用疲勞可靠性進(jìn)行設(shè)計的，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)是按年運(yùn)量60 Mt，軸重機(jī)車25 t、貨車23 t，最高行車速度120 km/h，鋪設(shè)60kg/m鋼軌，適用于重型、次重型軌道。與Ⅰ型軌枕相比，軌下截面正彎矩的計算承載能力提高13%～25%，中間截面正彎矩提高8.8%，中間截面負(fù)彎矩提高14%-41%。

③Ⅲ型混凝土枕

由于Ⅱ型軌枕在重型、次重型軌道上使用時，某些區(qū)段出現(xiàn)軌枕中頂面橫向裂縫、沿螺栓孔縱向裂縫、枕端龜裂、側(cè)面縱向水平裂縫、擋肩斜裂等病害，軌枕年失效下道率平均1.2%，難以適應(yīng)重型和特重型軌道的承載條件，為了適應(yīng)強(qiáng)軌道結(jié)構(gòu)的要求，又研制了Ⅲ型軌枕。Ⅲ型混凝土枕有擋肩和無擋肩兩種形式。長度有2.6m和2.5m兩種。設(shè)計參數(shù)采用機(jī)車(三軸)最大軸重23t、最高速度160km/h、軌枕配置1760根/km設(shè)計，主要適用于特重型軌道。

(1)軌下截面出現(xiàn)過大的橫向裂縫

由于混凝土枕受不穩(wěn)定重復(fù)荷載的作用，在使用期內(nèi)，軌下截面有可能出現(xiàn)大于該截面抗裂強(qiáng)度的荷載彎矩，產(chǎn)生橫向裂縫。當(dāng)這種裂縫較小時，不致引起軌枕的失效。但在軌下截面的荷載彎矩遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于軌枕的抗裂強(qiáng)度時，就會出現(xiàn)過大的橫向裂縫，導(dǎo)致軌枕失效。

(2)軌下截面壓潰

軌枕軌下部分由于橡膠墊板損壞或伸出，使鋼軌直接作用于承軌槽，引起軌下部分混凝土壓潰。有些軌枕由于軌下截面橫向裂縫過大，混凝土受壓區(qū)產(chǎn)生過大的壓應(yīng)力使混凝土壓潰。

(3)軌枕中間部分出現(xiàn)過大的橫向裂縫

軌枕中間部分出現(xiàn)的裂縫包括中間上部裂縫和下部裂縫。軌枕中間上部出現(xiàn)裂縫，是由于軌枕中部產(chǎn)生較大的負(fù)彎矩所致；軌枕中間下部出現(xiàn)裂縫，是由于中部產(chǎn)生較大的正彎矩所致。通過調(diào)查得知，因軌枕中部出現(xiàn)過大的橫向裂縫而失效的軌枕多于因軌下截面出現(xiàn)橫向裂縫而失效的軌枕，因軌枕中間下部出現(xiàn)過大橫向裂縫而失效的軌枕多于因軌枕中間上部出現(xiàn)橫向裂縫而失效的軌枕。

(4)軌枕中間部分壓潰

軌枕中間部分如果受了過大的正彎矩，不僅會使軌枕中間部分的下部產(chǎn)生過大的裂縫，而且還會引起截面受壓區(qū)的過大壓應(yīng)力，致使混凝土壓潰。這種情況一般發(fā)生在鋼軌接頭。有些軌枕由于中間部分承受了過大的負(fù)彎矩，不但引起中間部分的上部裂縫，而且還使中間截面下部受到過大的壓應(yīng)力以致壓潰，甚至出現(xiàn)鋼筋外露。

(5)軌枕縱向裂縫

軌枕沿長軸線方向的裂縫統(tǒng)稱縱向裂縫?？v向裂縫一般有端頭裂縫、端部上表面裂縫、側(cè)面水平縱向裂縫、釘孔縱裂和貫通縱裂等?？v向裂縫較多的部位是沿螺栓孑L的兩側(cè)或應(yīng)力鋼筋處發(fā)生，并向端頭及中部發(fā)展。1968～1973年制造的軌枕多出現(xiàn)這種裂縫，它嚴(yán)重地影響了軌枕的使用壽命。

(6)軌枕龜裂

龜裂是軌枕表面縱橫交錯的細(xì)小裂紋，多發(fā)生在軌枕端部及中部頂面和側(cè)面處。龜裂對軌枕的使用壽命影響很大。

(7)軌枕中間部分斜裂及扭傷

軌枕中間部分斜裂及扭傷是指沿對角方向的破損。線路維修工作中的搗固作業(yè)不當(dāng)，如在軌枕兩側(cè)進(jìn)行對角搗固，過車時容易使軌枕中間部分產(chǎn)生斜裂或扭傷。

(8)軌枕擋肩破損

軌枕擋肩承受由扣件傳來的水平推力而產(chǎn)生破損，特別在小半徑曲線上這種現(xiàn)象十分普遍，有的采用加寬鐵座仍不能解決問題。據(jù)統(tǒng)計，在半徑400m的曲線上，擋肩破損高達(dá)70%。另外，墊片損壞或在軌枕制造過程中擋肩部分的缺陷也可能造成擋肩破損。

(9)軌枕的腐蝕

在長期浸水地段和車輛裝載有害介質(zhì)散落在軌枕上，都會造成軌枕的腐蝕，輕者混凝土表面出現(xiàn)麻點(diǎn)、脫層等現(xiàn)象，重者鋼筋銹蝕，并逐漸向內(nèi)部延伸。

(10)軌枕底邊掉塊

手工搗固沖擊軌枕底邊使混凝土掉塊，嚴(yán)重時掉塊面積可達(dá)100 cm2，其結(jié)果是軌枕受力狀況惡化，容易出現(xiàn)應(yīng)力集中而造成其他各種傷損，并且削弱軌道的穩(wěn)定性。

在軌枕的傷損中，鋼軌接頭軌枕傷損率比非鋼軌接頭部位高10倍以上。

2019年3月25日，《有砟軌道軌枕—混凝土枕》發(fā)布。

2019年7月1日，《有砟軌道軌枕—混凝土枕》實(shí)施。

1997年，經(jīng)全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會審定發(fā)布。