【文章內(nèi)容簡介】 ，特別是規(guī)矩和方向。軌枕應(yīng)具有必要的堅(jiān)固性、彈性和耐久性，并能便于固定鋼軌，有抵抗縱向和橫向位移的能力。軌枕依其構(gòu)造及鋪設(shè)方法分為橫向軌枕、縱向軌枕及短軌等。橫向軌枕與鋼軌垂直間隔鋪設(shè)，是一種最常用的軌枕。縱向軌枕一般僅用于特殊需要的地段，短軌是在左右兩股鋼軌下分開鋪設(shè)的軌枕，常用于混凝土整體道床。軌枕按其使用目的分為用于一般區(qū)間的普通軌枕，用于道岔上岔枕，用于無碴橋梁上橋枕、混凝土枕和混凝土寬枕。一、木枕木枕又稱枕木，是鐵路最早采用而且仍然繼續(xù)使用的一種軌枕。主要優(yōu)點(diǎn)是彈性好，可緩和和列車的沖擊作用；易加工，運(yùn)輸、鋪設(shè)、養(yǎng)護(hù)維修方便；與鋼軌聯(lián)結(jié)比較簡單；有較好的絕緣性能等。但木枕要消耗大量優(yōu)質(zhì)木材，由于資源有限，其價(jià)格較貴。木枕的主要缺點(diǎn)是易腐朽、磨損，使用壽命短，這也有來自生產(chǎn)工藝水平的原因；其次是由于木材種類和部位的不同，其強(qiáng)度、彈性不完全一致，在機(jī)車車輛作用下會(huì)形成軌道不平順，增大了輪軌動(dòng)力作用。 木枕的使用壽命短，其失效原因很多，主要是腐朽、機(jī)械磨損和開裂。木枕腐朽是生物作用的過程，而機(jī)械磨損和開裂則是列車反復(fù)作用和時(shí)干時(shí)濕的結(jié)果。這三者是互為因果的。木枕一旦腐朽，強(qiáng)度就要降低，同時(shí)又會(huì)促進(jìn)機(jī)械磨損和開裂的加劇發(fā)展。相反，木枕一旦出現(xiàn)機(jī)械磨損和開裂，木質(zhì)受到損傷，這就為加速腐朽提供了有得條件。為延長木枕使用壽命，應(yīng)對這三者進(jìn)行綜合治理。二、混凝土枕類型隨著鐵路高速、重載發(fā)展的需要，用混凝土枕代替已成為發(fā)展方向?；炷琳聿脑摧^多，并能保證尺寸，使軌道彈性均勻，提高了軌道的穩(wěn)定性?；炷琳聿皇軞夂?、腐朽、蟲柱及火災(zāi)的影響，使用壽命長。此外，混凝土枕還具有較高的道床阻力，這對提高無縫線路的橫向穩(wěn)定性是十分有利的?；炷琳淼奶攸c(diǎn)是自重大、剛度大，與木枕線路相比其軌底撓度較平順，故軌道動(dòng)力坡度小。同時(shí)也存在列車通過不平順的混凝土線路時(shí)，軌道附加動(dòng)力增大。故對軌下部件的彈性提出了更高的要求，以提高線路抗振能力。混凝土枕按使用部位的不同，可分為普通混凝土枕、混凝土岔枕及混凝土橋枕三種。按結(jié)構(gòu)型式分有整體式、組合式和半枕三種。整體式混凝土整體性強(qiáng)，穩(wěn)定性好，制作簡便，是目前各國使用最多的一種類型。組合式混凝土由兩個(gè)鋼筋混凝土塊體用一根鋼桿連接而成。這種軌枕整體性不如整體式混凝土枕，但由于它用混凝土和鋼材組合而成，能充分發(fā)揮各自的力學(xué)性能優(yōu)勢。圖14為法國鐵路上采用的雙塊式混凝土枕。按配筋方式分有普通鋼筋混凝土枕和預(yù)應(yīng)力混凝土枕兩類。普通鋼筋混凝土抗彎能力很差，容量開裂失效，已被淘汰。預(yù)應(yīng)力混凝土枕，制作時(shí)給混凝土 施加強(qiáng)大的預(yù)壓應(yīng)力，因而具有抗裂性能好，用鋼量少的優(yōu)點(diǎn)。我國主要采用整體式、預(yù)應(yīng)力混凝土枕，簡稱混凝土枕（Pc枕）。 預(yù)應(yīng)力混凝土枕按照施工方法不同分國先張法和后張法預(yù)應(yīng)力混凝土兩類。（二）混凝土枕外形及尺寸混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要決定于其受力狀況。軌枕為支承在彈性基礎(chǔ)上的短梁，在鋼軌傳來的荷載作用下，軌枕底面對軌枕產(chǎn)生反力，軌枕各截面則產(chǎn)生彎矩。 混凝土枕受力狀況與道床支承條件有密切關(guān)系，支承條件有中間不承、中間部分支承和全支承三種情況。在不同支承情況下，軌枕承受彎矩的情況是不同的。由圖中可以看出，軌下截面正彎矩以中間部分不支承時(shí)為最大，而枕中截面負(fù)糨矩則以全支承時(shí)為最大。1．軌枕形狀 混凝土枕截面為梯形，上窄下寬。梯形截面可以節(jié)省混凝土用量，減少自重，也便于脫模。 軌枕頂面寬度應(yīng)結(jié)合軌枕抗彎強(qiáng)度、鋼軌支承面積、軌下襯墊寬度、中間扣件尺寸等因素進(jìn)行綜合考慮加以確定。軌枕項(xiàng)面支承鋼軌的部分 稱為承軌槽，做成1：40的斜面,以適應(yīng)軌底坡的要求。軌枕底面在其縱的方向上采用兩側(cè)為梯形、中間為矩形的形狀，兩端有較大的首床支承面積，以提高軌枕在道床上的橫向阻力。當(dāng)中產(chǎn)部分不支承時(shí)，能使鋼軌壓力R與道床反力q的合力晝靠攏，有利于防止中間斷面上出現(xiàn)過大的負(fù)彎矩。軌枕底面寬度應(yīng)同時(shí)滿足減少道床壓力和便于搗固兩方面的要求。底面上一般還作出各種花紋或凹槽，以增回軌枕與道床間的摩阻力。2．軌枕長度 軌枕長度與軌枕受力狀態(tài)有關(guān)。根據(jù)圖16三種不同支承情況，對不同軌長進(jìn)行計(jì)算表明，長軌枕可以減少中間截面負(fù)彎矩，但軌下截面上正彎矩將增大，這是矛盾的，一般應(yīng)收軌下截面正彎矩與枕中截面負(fù)變矩保持一定比例來確定軌枕的合理長度。~，我國I、。為適應(yīng)高速、重截的需要，國外向增加軌枕長度的方向發(fā)展。有關(guān)試驗(yàn)結(jié)果表明，軌枕長度增加有以下優(yōu)點(diǎn)：可減少中間截面外荷載彎矩，以提高軌枕結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；提高縱橫向穩(wěn)定性和整體剛度，改善道床和路基的工況，對無縫線路的鋪設(shè)極為有利；提高了道床的縱橫向阻力，可適當(dāng)減少軌枕配臵根數(shù)。3．軌枕高度 混凝土枕的高度在其叢長是不一致的,軌下部分高些,中間部分矮些。這是因?yàn)檐壪陆孛嫱ǔＴ诤奢d作用下產(chǎn)生正彎矩,而中間截面則在荷載作用下產(chǎn)生負(fù)彎矩。而混凝土采用直線配筋，且各截面上的配筋均相同，所以配筋的重心線在軌下部分應(yīng)在截面形心之下,而在中間部分同應(yīng)在截面形心之上。這樣對混凝土施加的預(yù)壓應(yīng)力形成有利的偏心距，使混凝土的拉應(yīng)力不超過允許限度，防止裂縫的形成和擴(kuò)展。（三）我國混凝土枕現(xiàn)狀我國鐵路使用的混凝土畹，隨著軌道荷載（軸重、速度、通過總重）的增加，軌枕截面的顧載彎矩有所加強(qiáng)。在設(shè)計(jì)中，主要采用提高混凝土等級，增加預(yù)應(yīng)務(wù)的截面高度等措施。目前使用的I型和II型枕，其外型尺寸完全相同，主要尺寸見表所示。 1．I型軌枕。當(dāng)前我國線路上I型軌枕還占有相當(dāng)比例，從線路上更換下來的軌枕，主要是螺栓孔間的縱裂及軌下正彎矩裂縫。產(chǎn)生的主要原因是：（1） 使用條件與承載能力不相匹配； （2） 結(jié)構(gòu)薄弱，I型枕原先沒有設(shè)計(jì)箍筋及螺栓筋 ，因此抵抗縱裂及螺栓孔裂紋的能力較差； （3） 由于中間截面承載能力低，道床需要掏空，給養(yǎng)護(hù)維修帶來不便。2．II型軌枕。II型軌枕的設(shè)計(jì)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(jì)的。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是按年運(yùn)量60Mt，軸重機(jī)25t、貨車23t，最高行車速度120km/h，鋪設(shè)60kg/m的莧軌。與I型軌枕相比，軌下截面正彎矩的計(jì)算承載能力提高13%~25%，%，中間截面負(fù)彎矩提高14%～41%。J2型軌枕是采用4根直徑10mm的高強(qiáng)度鋼筋，C58級混凝土。3．III型軌枕，如圖18所示。III型軌枕是從1988年開始，由鐵道部專業(yè)設(shè)計(jì)院、鐵道部科學(xué)研究院等單位研制，現(xiàn)已正式出圖。III型軌枕分有擋肩和無擋肩兩種形式。（，為適應(yīng)不同線路的需要，同時(shí)有，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度相同）。III型軌枕適用范圍為：標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路，有擋肩軌枕適用于直線或R≧300m的曲線軌道；無擋肩軌枕適用于直線或R≧350m的曲線軌道。作用條件見表。 III型枕的主要特點(diǎn)： (1)結(jié)構(gòu)合理，強(qiáng)化了軌道結(jié)構(gòu)。，并適當(dāng)加寬了枕底，使枕下支承面積增加17%，端側(cè)面積約增加20%，軌枕重量增加31%，因此，可有效提高道床的縱、橫向阻力，減緩重載運(yùn)輸所產(chǎn)生的道床累積變形，提高線路的穩(wěn)定性； (2)軌下和中間截面的設(shè)計(jì)承載力，較II型軌枕分別提高了43%和65%。提高了軌枕的強(qiáng)度； (3)采用無螺栓扣件的扣壓力能保持線路穩(wěn)定。無縱橫向移動(dòng)，有利于保持軌道的幾何尺寸，減少養(yǎng)護(hù)修工作量。三、軌枕間距軌枕間距與每公里配臵的軌枕根數(shù)有關(guān)，后者應(yīng)根據(jù)運(yùn)量、行車速度及線路設(shè)備條件確定，并和鋼軌及道床等綜合考慮，合理配套，以求在最經(jīng)濟(jì)的條件下，保證軌道具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。軌枕密一些，道床、路基面、鋼軌以及軌枕本身受力都可小一些。同時(shí)，使軌距、方向易于保持，對行車速度高的地段尤為重要。但也不能太密，太密則不經(jīng)濟(jì)，而且凈距過小，也會(huì)在一定程度上影響搗固質(zhì)量。我國鐵路規(guī)定，對木枕軌道，每公里最多為1920根，混凝土枕為1840根；每公里最少均為1440根。軌枕的級差為每公里80根。每公里鋪設(shè)數(shù)量由線路等級決定，對于正線軌道，可根據(jù)“正線軌道類型”表選定（見表115）。符合下列條件之一的地段，下線軌道應(yīng)加強(qiáng)，除按表115列出的每公里鋪枕根數(shù)外，對于混凝土 枕每公里增加80根，木枕增加160根，當(dāng)條件重合時(shí)，只增加一次，但不能超過前述允許最大鋪設(shè)數(shù)量。≦600m的曲線（包括緩和曲線和圓曲線）或木枕軌道、電力牽引線路R≦800m的曲線地段； %0的下坡制動(dòng)地段； 。普通軌道上，鋼軌接頭處車輪的沖擊動(dòng)荷載大，接頭處軌枕的間距應(yīng)當(dāng)比中間的小一些并且從接頭間距向中間間距過渡時(shí)，應(yīng)有一個(gè)過渡間距，以適應(yīng)荷載的變化，如圖19所示。 設(shè)代入上式： 代入式求得b值 式中 L——標(biāo)準(zhǔn)軌長，（含一個(gè)軌縫寬度，一般取8mm) n——一節(jié)鋼軌下軌枕的根數(shù) a——中間軌枕間距 c——接頭軌枕間距 b——過渡軌枕間距根據(jù)上式算出的軌枕間距a取整，然后代入式求得b應(yīng)有的值。對于無縫線路，軌枕間距應(yīng)均勻布臵。軌枕間距尺寸按“維修規(guī)則”有關(guān)規(guī)定設(shè)臵。（一）混凝土寬枕的特點(diǎn)混凝土寬枕是一塊預(yù)制的混凝土塊，與混凝土枕外形相似，又稱軌枕板?；圃旃に嚺c混凝土基本相同。寬枕長度與普通混凝土枕長度相同，而寬度約為后者的兩倍。寬枕由于寬度較大，直接鋪設(shè)在預(yù)先壓實(shí)的道床面上，在制造中以其厚度的控制要求較嚴(yán)格。 混凝土寬枕在道床上是密排鋪設(shè)，每公里鋪1760塊，每塊枕上安裝一對扣件，由鋼軌傳來的力處于寬枕