軌道工程-軌枕

1、 鋼軌的鋼軌的“基座基座” 軌枕軌枕定義定義 軌枕是軌下基礎(chǔ)部件之一，它的功能軌枕是軌下基礎(chǔ)部件之一，它的功能是支撐鋼軌，保持軌距和方向，并將鋼是支撐鋼軌，保持軌距和方向，并將鋼軌對它作用的各向壓力傳遞到道床上。軌對它作用的各向壓力傳遞到道床上。分類分類木枕鋼枕混凝土枕橋枕橋枕橋枕就是在橋面上鋪設(shè)軌道時(shí)所橋枕就是在橋面上鋪設(shè)軌道時(shí)所用的枕木。由于要安放護(hù)輪軌，用的枕木。由于要安放護(hù)輪軌，因此橋枕上有多預(yù)留的孔洞，和因此橋枕上有多預(yù)留的孔洞，和普通枕木外觀上有差別。普通枕木外觀上有差別。岔枕岔枕岔枕是用在鐵路道岔上岔枕是用在鐵路道岔上的專用軌枕。的專用軌枕。岔枕的結(jié)構(gòu)一般會(huì)與普通的軌枕不同。岔枕

2、的結(jié)構(gòu)一般會(huì)與普通的軌枕不同。道岔處要引導(dǎo)機(jī)車車輛從一股道轉(zhuǎn)入另道岔處要引導(dǎo)機(jī)車車輛從一股道轉(zhuǎn)入另一股道導(dǎo)至此處的軌枕受力狀況與產(chǎn)生一股道導(dǎo)至此處的軌枕受力狀況與產(chǎn)生的應(yīng)力會(huì)跟普通線路上的軌枕情況不同。的應(yīng)力會(huì)跟普通線路上的軌枕情況不同。因此，岔枕的結(jié)構(gòu)與一般軌枕的結(jié)構(gòu)也因此，岔枕的結(jié)構(gòu)與一般軌枕的結(jié)構(gòu)也不同。不同。木枕木枕優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：彈性好，重量輕，制作簡單，電絕緣彈性好，重量輕，制作簡單，電絕緣性能好、扣件與木枕聯(lián)結(jié)簡單，鋪設(shè)和養(yǎng)護(hù)性能好、扣件與木枕聯(lián)結(jié)簡單，鋪設(shè)和養(yǎng)護(hù)維修、運(yùn)輸方便，木枕與碎石道碴之間有較維修、運(yùn)輸方便，木枕與碎石道碴之間有較大的摩擦系數(shù)。大的摩擦系數(shù)。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：需用木

3、材量大、易腐蝕、使用壽命短、需用木材量大、易腐蝕、使用壽命短、使用年限短使用年限短(10(102020年左右年左右) )，木材材質(zhì)不同，木材材質(zhì)不同， 鋪入線路年限不同鋪入線路年限不同，眾多木枕彈性也不同眾多木枕彈性也不同，因因此，在列車動(dòng)力沖擊下出現(xiàn)不平順此，在列車動(dòng)力沖擊下出現(xiàn)不平順，產(chǎn)生較大產(chǎn)生較大的附加力，容易產(chǎn)生軌向不良和軌距擴(kuò)大的缺的附加力，容易產(chǎn)生軌向不良和軌距擴(kuò)大的缺點(diǎn)。點(diǎn)。普通木枕長普通木枕長2.5m兩種規(guī)格兩種規(guī)格160mm（高）（高）220mm（寬）（寬） 145mm（高）（高）200mm（寬）（寬）道岔部位長度不一樣最短道岔部位長度不一樣最短2.6m 最長最長4.85m

4、截面截面160mm（高）（高）240mm（寬）（寬）橋枕高橋枕高220-300mm 寬寬200-240mm木木枕枕1985年年5月，斐濟(jì)總理馬拉贈(zèng)中國政府。月，斐濟(jì)總理馬拉贈(zèng)中國政府。鋼枕鋼枕在聯(lián)邦德國和瑞士鐵路上，鋼枕曾被廣泛在聯(lián)邦德國和瑞士鐵路上，鋼枕曾被廣泛使用。但由于鋼枕易于銹蝕，用鋼量大，使用。但由于鋼枕易于銹蝕，用鋼量大，維修費(fèi)用高，使用量逐漸減少。維修費(fèi)用高，使用量逐漸減少。世界上大多數(shù)鋼枕為凹形世界上大多數(shù)鋼枕為凹形壁厚壁厚7-12mm 截面高截面高115mm左右左右單枕重約單枕重約75kg由于凹槽形鋼枕凹腔內(nèi)填滿道砟，所以線路穩(wěn)定由于凹槽形鋼枕凹腔內(nèi)填滿道砟，所以線路穩(wěn)定但由

5、于每公里用鋼量大但由于每公里用鋼量大所以使用范圍得到約束逐漸被淘汰所以使用范圍得到約束逐漸被淘汰混凝土枕混凝土枕混凝土枕特點(diǎn)混凝土枕特點(diǎn)： 混凝土枕材料來源較廣，對軌道穩(wěn)混凝土枕材料來源較廣，對軌道穩(wěn)定性好，可滿足定性好，可滿足干線鐵路高速度、大運(yùn)干線鐵路高速度、大運(yùn)量的要求量的要求，不受氣候、腐朽、蟲蛀及失，不受氣候、腐朽、蟲蛀及失火影響，使用壽命長，但它容易因發(fā)生火影響，使用壽命長，但它容易因發(fā)生裂紋而失效，裂紋而失效，質(zhì)量大，更換困難，彈性質(zhì)量大，更換困難，彈性差差?；炷琳矸诸惢炷琳矸诸?(l)(l)從制造工藝分從制造工藝分: :普通混凝土枕、預(yù)應(yīng)力鋼普通混凝土枕、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土枕

6、筋混凝土枕、特種混凝土軌枕三、特種混凝土軌枕三類。類。 (2) (2)按配筋直徑大小分按配筋直徑大小分: :鋼弦鋼弦( (高強(qiáng)度鋼絲，高強(qiáng)度鋼絲，簡稱弦簡稱弦) )和鋼筋和鋼筋( (高強(qiáng)度鋼筋，簡稱筋高強(qiáng)度鋼筋，簡稱筋) )兩種。兩種。 (3) (3)我國現(xiàn)行混凝土枕分三類，與不同軌道我國現(xiàn)行混凝土枕分三類，與不同軌道類型配套使用。類型配套使用?；炷琳斫孛鏋樘菪危险禄炷琳斫孛鏋樘菪?，上窄下寬。梯形截面可以節(jié)省混凝土寬。梯形截面可以節(jié)省混凝土用量，減少自重，也便于脫模，用量，減少自重，也便于脫模，軌枕形狀軌枕形狀 軌枕頂面寬度應(yīng)結(jié)合軌枕抗彎強(qiáng)度、鋼軌支承軌枕頂面寬度應(yīng)結(jié)合軌枕抗彎強(qiáng)度、鋼

7、軌支承面積、軌下襯墊寬度、中間扣件尺寸等因素面積、軌下襯墊寬度、中間扣件尺寸等因素 進(jìn)行進(jìn)行綜合考慮加以確定。綜合考慮加以確定。 軌枕頂面支承鋼軌的部分稱為承軌槽，做成軌枕頂面支承鋼軌的部分稱為承軌槽，做成1:401:40的斜面，以適應(yīng)軌底坡的要求。的斜面，以適應(yīng)軌底坡的要求。 軌枕底面在縱向采用兩側(cè)為梯形、中間為矩軌枕底面在縱向采用兩側(cè)為梯形、中間為矩形的形狀，兩端有較大的道床支承面積，以提高形的形狀，兩端有較大的道床支承面積，以提高軌枕在道床上的橫向阻力。當(dāng)中間部分不支承時(shí)，軌枕在道床上的橫向阻力。當(dāng)中間部分不支承時(shí)，能使鋼軌壓力能使鋼軌壓力R R與道床反力與道床反力q q的合力盡量靠攏，

8、有的合力盡量靠攏，有利于防止枕中截面出現(xiàn)過大的負(fù)彎矩。軌枕底面利于防止枕中截面出現(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，以的要求。底面上一般還作出各種花紋或凹槽，以增加軌枕與道床間的摩阻力。增加軌枕與道床間的摩阻力。軌枕頂面設(shè)計(jì)軌枕頂面設(shè)計(jì)軌枕長度軌枕長度 軌枕長度與軌枕受力狀態(tài)有關(guān)。根據(jù)以上三種軌枕長度與軌枕受力狀態(tài)有關(guān)。根據(jù)以上三種不同支承情況，對不同軌枕長度進(jìn)行計(jì)算表明，不同支承情況，對不同軌枕長度進(jìn)行計(jì)算表明，長軌枕可以減少中間截面負(fù)彎矩，但軌下截面上長軌枕可以減少中間截面負(fù)彎矩

9、，但軌下截面上正彎矩將增大，兩者互相矛盾，一般應(yīng)以軌下截正彎矩將增大，兩者互相矛盾，一般應(yīng)以軌下截面正彎矩與枕中截面負(fù)彎矩保持一定比例來確定面正彎矩與枕中截面負(fù)彎矩保持一定比例來確定軌枕的合理長度?；炷琳黹L度一般在軌枕的合理長度?；炷琳黹L度一般在2.32.32.7m2.7m之間，我國之間，我國、型枕長度均為型枕長度均為2.5m2.5m。為適應(yīng)鐵。為適應(yīng)鐵路高速、重載發(fā)展的需要，國外向增加軌枕長度路高速、重載發(fā)展的需要，國外向增加軌枕長度的方向發(fā)展，在主要干線上普遍采用長度的方向發(fā)展，在主要干線上普遍采用長度2.6m2.6m的的軌枕。軌枕。a a）整體式）整體式 b b）組合式）組合式 c

10、c）短枕式）短枕式 混凝土枕的高度在其全長是不一致的，軌下部分高混凝土枕的高度在其全長是不一致的，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)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。彎矩。 混凝土枕采用直線配筋，且各截面上的配筋均相混凝土枕采用直線配筋，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，同，所以配筋的重心線在軌下部分應(yīng)在截面形心之下，而在中間部分則應(yīng)在截面形心之上，如圖而在中間部分則應(yīng)在截面形心之上，如圖2-62-6所示。這所示。這樣對混凝土施加

11、的預(yù)壓應(yīng)力形成有利的偏心距，使混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)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。展。軌枕高度軌枕高度軌枕間距計(jì)算軌枕間距計(jì)算 軌枕間距與每公里配置的軌枕根數(shù)有關(guān)，軌枕間距與每公里配置的軌枕根數(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，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、強(qiáng)度和穩(wěn)定性。軌枕密一些，道

12、床、路基面、鋼軌以及軌枕本身受力都可小一些。同時(shí)，使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。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，每公里最多為我國鐵路規(guī)定，對木枕軌道，每公里最多為19201920根，混凝土枕為根，混凝土枕為18401840根；每公里最少均為根；每公里最少均為14401440根。軌枕的級差為每公里根。軌枕的級差為每公里8080根。根。固定：固定：50kg

13、/m 50kg/m 及以上鋼軌，木枕取及以上鋼軌，木枕取440mm440mm、混凝、混凝土枕取土枕取540mm540mm。 計(jì)算計(jì)算a a：設(shè)設(shè)代入上式：代入上式：代入式求得代入式求得b b值值注意：注意：b b應(yīng)取最終計(jì)算值，假設(shè)值應(yīng)取最終計(jì)算值，假設(shè)值b=(a+c)/2b=(a+c)/2不可使用。不可使用。L L標(biāo)準(zhǔn)軌長，（含一個(gè)軌縫寬度，一般標(biāo)準(zhǔn)軌長，（含一個(gè)軌縫寬度，一般8mm)8mm)；n n一節(jié)鋼軌下軌枕的根數(shù)；一節(jié)鋼軌下軌枕的根數(shù)；a a中間軌枕間距；中間軌枕間距；c c接頭軌枕間距；接頭軌枕間距；b b過渡軌枕間距過渡軌枕間距 。 軌軌枕枕間間距距混凝土寬枕用鋼筋混凝土制成，外

14、形類混凝土寬枕用鋼筋混凝土制成，外形類似混凝土枕，但比混凝土枕寬，薄一些，似混凝土枕，但比混凝土枕寬，薄一些，也稱軌枕板。混凝土寬枕外觀整齊美觀，也稱軌枕板?；炷翆捳硗庥^整齊美觀，一般長一般長2.5m2.5m，寬，寬555560cm60cm，密排鋪設(shè)在，密排鋪設(shè)在壓實(shí)的清潔的碎石道床上。混凝土寬枕壓實(shí)的清潔的碎石道床上。混凝土寬枕每公里鋪設(shè)每公里鋪設(shè)17601760塊，每塊寬枕上裝一對塊，每塊寬枕上裝一對扣件，由鋼軌傳來的荷載對寬枕的偏心扣件，由鋼軌傳來的荷載對寬枕的偏心小、穩(wěn)定性好。由于支承面積大，與混小、穩(wěn)定性好。由于支承面積大，與混凝土枕比較，軌道下沉量明顯減小，能凝土枕比較，軌道下沉量明顯減小，能減緩道床永久變型的積累，線路平順，減緩道床永久變型的積累，線路平順，減少了維修工作量減少了維修工作量混凝土寬枕混凝土寬枕梯子型軌枕梯子型軌枕優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1、重量輕，節(jié)省材料、重量輕，節(jié)省材料2、利于加快施工進(jìn)度：梯形軌枕作為預(yù)制結(jié)構(gòu)，、利于加快施工進(jìn)度：梯形軌枕作為預(yù)制結(jié)構(gòu)，能高效保證精度和質(zhì)量，減少施工現(xiàn)場現(xiàn)澆混凝能高效保證精度和質(zhì)量，減少施工現(xiàn)場現(xiàn)澆混凝土事務(wù)，從而縮短工期土事務(wù)，從而縮