混凝土轨枕

户服务凝土网线客服更多>>材有限责任有限公施工索赔研究土生产的流程细化凝土养护的方法土存在的若干问题料选择与成本分析凝土有限责任公司更多>>新闻浏览中国铁路混凝土制品居国际前列国铁道科学研究院铁道建筑研究所汪加蔚谢永江提要：我国混凝土轨枕自1958年研制以来，产品升级换代、工艺材料发展变化速度加快，从而使得我国预应力混凝土轨枕不仅在生方面跃居国际前列，而且在产品结构性能、生产工艺技术装备水平、产品质量等方面均逐步达到国际先进水平。

随着铁路建设事业的场浇筑的普通钢筋混凝土结构物如涵洞、电缆槽及盖板、人行道步板等也逐渐采用预制构件，预应力混凝土管桩及预应力混凝土电杆广泛，形成了一种混凝土制品在现场预制生产运作的新模式。

笔者在文中介绍了适应我国高速铁路发展的无砟轨道采用的混凝土轨道产工艺，此外还介绍了我国电气化铁路混凝土接触网支柱等铁路采用的混凝土制品。

前言中国铁路采用预应力混凝土制品具有悠久的历史，早在上世纪40年代，属于铁路系统的北京丰台桥梁工厂就开始生产预应力于桥梁和其他结构物基础中。

到1958年，中国开始第二个五年计划，铁路系统以预应力混凝土轨枕、预应力混凝土梁为主的混凝土制到发展，当时因国家木材、钢材短缺，以混凝土轨枕代替木枕、混凝土梁代替钢梁成为必需。

由于预应力混凝土梁包括已有50年历史发的箱型梁，属于特大型混凝土制品，这里暂予忽略。

本文仅介绍预应力混凝土轨枕、预应力混凝土轨道板及预应力混凝土接触网支品的结构及生产工艺等的发展情况。

一、混凝土轨枕1.1发展概况混凝土轨枕是一项重要的铁路器材，也是我国产量和用量都很大的一项重要水泥制品。

以前我国铁路轨枕采用的是用优质木材我国木材资源匮乏，从第二个五年计划（1958年～1962年）起便大量发展混凝土轨枕。

近50年来，随着我国铁路建设事业的不断发的需要，作为铁路重要器材之一的预应力混凝土轨枕产品不断升级换代，预应力混凝土轨枕的生产工艺越来越完善，混凝土轨枕的铺技术及设备配套更加完善，从而使得我国预应力混凝土轨枕不仅在生产数量和铺设数量方面跃居国际前列，而且在产品结构性能、生层工程施工问题研裂性能的技术措施料及混凝土研究进部排水及防治的研究现状引水隧洞施工技术防腐蚀混凝土及施平、产品质量等方面均逐步达到国际先进水平。

截至2009年，全国已经生产了各种类型的混凝土轨枕（含岔枕、桥枕、宽枕、地方铁路和专用线轨枕等）近4亿根。

中国铁近9万km，由于产品升级换代，不断抽换，现在铁路线上混凝土轨枕总量约2亿根。

目前，全国有固定的混凝土轨枕生产企业40多应新线建设应运而生的现场制枕场，年生产能力可达2000万根以上。

根据新线建设和旧线大修、维修换枕需要，混凝土轨枕年需求量我国混凝土轨枕市场总体虽有些供大于求，但分布却不尽合理。

此外，根据对外经援和经贸的需要，我国曾帮助坦桑尼亚、蒙古等国土轨枕厂。

回顾我国混凝土轨枕发展的历史，大体可分为三个阶段。

第一个阶段为1958年～1980年，是预应力混凝土轨枕研制成功并开始推广应用的阶段。

这个阶段是在以前研制了多种型式混凝统一了外形尺寸，采用两种不同的预应力钢材，即直径为3mm的高强碳素钢丝（每根轨枕共36根）和直径为8.2mm的高强热处理低合共4根），配筋率基本相同，混凝土强度等级同为C50，轨枕型号分别称S69（钢丝轨枕）和J69（钢筋轨枕），后来改称为S-1和J 枕，二者除预应力钢筋品种不同外，其他在外形尺寸、张拉力、混凝土强度等级、构造配筋、轨枕力学性能等方面基本一样，这个阶是流水机组法，生产效率不是很高，工人劳动强度较大。

第二阶段为1981年～1995年，是推广应用Ⅱ型枕的阶段。

Ⅱ型枕的预应力钢材是直径3mm的高强碳素压波钢丝（数量比Ⅰ型轨枕共44根）和直径10mm的高强热处理低合金钢筋（每根轨枕共4根），分别称S-2和J-2型，由于采用了减水剂，混凝土强度等面高度、张拉力等均比Ⅰ型枕有所增加，轨枕力学性能有所加强。

这阶段混凝土轨枕的生产工艺也有了比较大的改进，首先是完全由的流水机组法发展为模型以辊道传送为主，吊车仅作为将模型吊出、吊入养护池的流水机组-传送法。

这阶段轨枕行业为保证产品质量科学级配、准确计量、均匀搅拌、低温蒸养、蒸养温度和预应力钢筋张拉自动控制、工艺设备改进方面均有了很大进步。

第三阶段是1995年以后至今的发展，是应用推广Ⅲ型枕并改进Ⅱ型枕的阶段。

这阶段首先是进一步提高Ⅱ型枕的质量，在产直径7mm和直径6.25mm的螺旋肋钢丝，设计并生产新Ⅱ型枕，同时在重要干线上逐步推广应用Ⅲ型枕，以适应中国铁路重载提速发展研制成功500KN轨枕静载试验机和轨枕外形尺寸专用量器具，为进一步提高轨枕质量提供了更强大的保障。

1.2混凝土轨枕的结构现以当前正线上铺设最普遍的新Ⅱ型枕和Ⅲ型枕为例来介绍混凝土轨枕的结构。

新Ⅱ型、Ⅲa型、Ⅲb型轨枕，分别见图1、性能参数见表1。

由于Ⅱ、Ⅲ型枕的适用条件不同，铁路在新线建设和旧线改造、大维修中，将根据线路的不同等级要求合理地分级用于重载、提速的铁道线路，如京沪、京广等主要干线，而Ⅱ型枕用于一般正线，如青藏铁路等。

新Ⅱ型枕是在原Ⅱ型枕基础上在预量及截面作了一些改进和加强。

Ⅲa型枕为有挡肩、用预留孔硫磺锚固来安装扣件；Ⅲb枕为无挡肩，有预埋铁件来安装扣件。

近年来枕，截面、配筋等和Ⅲa型枕相同，也为有挡肩，只是预留孔硫磺锚固改为采用塑料套管。

1.3混凝土轨枕的生产工艺预应力混凝土轨枕的生产工艺就其施加预应力而言均为先张法，就其模型是否移动而言可分为流水机组-传送法（模型移动）和台座法于我国混凝土轨枕工厂普遍采用流水机组-传送法生产线，台座法生产线只是极个别的，而且与后面介绍的Ⅱ型轨道板生产线工艺基本介绍混凝土轨枕的流水机组-传送法工艺。

1）混凝土轨枕流水机组-传送法工艺及其特点我国早期的混凝土轨枕生产主要是流水机组法，即模型通过桥式吊车在生产线上吊运移动到各个生产台位，在这些台位上有专的工序，整套工序就是一个将原材料转变为产成品的实现过程。

由于预应力混凝土轨枕的生产有10多个工序，全部要用桥式吊车来移效率低，而且不利于安全生产，后来就发展成主要是用辊道传送模型，桥式吊车主要是用来吊装模型出入蒸汽养护池以及设备检验时使原来的流水机组法发展成为流水机组-传送法。

预应力混凝土轨枕流水机组-传送法工艺是采用2×5或2×4联组合式钢模型在流水艺流程，依次通过各个生产台位，包括钢筋组装、张拉、灌注混凝土、振动成型、蒸汽养护、放张钢筋、脱模、成品堆放等，来完成全部生产作业。

混凝土轨枕制品的生产周期相当于模型的周转期。

中国现行的轨枕流水机组-传送法的工艺特点是：a.采用2×5或2×4联组合钢模型，一次可成型10或8根轨枕。

它可以减少预应力钢筋的工艺损耗，又能提高轨枕的生产效率。

b.为与2×5联组合钢模型相适应，采用1×5联组合式振动台，相当于每一对并列轨枕布置一个单元台面。

台面之间可以安装升降辊型在流水线上传送。

c.轨枕成型采用二次振动工艺。

第一次振动为普通振动，第二次振动采用加荷振动，即振动时振动台上有加荷盖板，加荷压力不小于加荷振动，从而可采用干硬性或低流动性混凝土拌合物，不但节约了水泥，提高了混凝土密实性，还满足了振动成型时模型内分隔轨漏浆的工艺要求。

d.生产流水线由于主要采用了辊道传送，形成闭环工艺流程，实现了轨枕生产工艺的连续性和节奏性，减少了车间的非生产性运输。

e.现行的轨枕生产线，除生产混凝土轨枕外，只要改变模型，还可生产宽枕、岔枕及其他窄长形的预应力混凝土制品。

轨枕按流水机组时，每个工序的作业时间是控制轨枕生产效率的主要指标。

根据生产水平的不同，目前我国轨枕生产线采用的工序节拍时间一般为3 2）混凝土轨枕生产工艺流程（见图4）我国大部分轨枕工厂的生产工艺均为流水机组-传送法，但也有少数工厂采用先张法台座工艺。

图5就是我国援建的采用先张法台座工铁路轨枕厂。

二、高速铁路无砟轨道用混凝土轨道板2.1无砟轨道发展历程40多年来，随着世界高速铁路的发展，尽管无砟轨道初期造价比有砟轨道高，但由于其具有轨道平顺性好，整体性强，纵向结构高度低，几何状态持久，以及低维修量、社会经济效益显著等优点，在国外越来越受到重视，越来越多的国家都在致力采用和发术，并取得长足发展。

自上世纪60年代开始，德国和日本相继开展了铁路工程无砟轨道技术的研究，并取得了成果。

其采用范围已从了土质路基和车站的道岔区。

可以肯定，无砟轨道工程技术在世界高速铁路上的广泛应用将是大势所趋。

无砟轨道从概念上讲，就是轨道结构，是区别于传统的碎石道床组成的有砟轨道结构。

目前，我国无砟轨道已形成双块式无砟轨道和CRTSI型板式无砟轨道和CR道等多种形式。

我国对无砟轨道的研究始于上世纪60年代，与国外研究几乎同步。

当时由铁科院、铁路第二、第三设计院及施工单位道兵）等单位组成联合战斗组在贵昆铁路上进行试验、试铺后，又在成昆、襄渝、京原、京通等铁路上推广应用。

被采用的无砟轨道凝土短枕（当时称支承块）埋入式混凝土整体道床，应用范围主要是长度大于1km的隧道内铺设；此外，成昆铁路部分混凝土桥梁和上也采用了无砟无枕结构。

由于造价的限制，当时隧道内整体道床除混凝土短枕（支承块）内配有普通钢筋外，整体道床部分均为素道基底要求较高。

除岩石和有仰拱的混凝土基础外，其他容易造成下沉的基础将会给短枕埋入式整体道床这种无砟轨道带来开裂破损且不易维修。

在之后的二三十年期间，我国在短枕（支承块）埋入式混凝土整体道床这种无砟轨道的结构设计、施工方法、轨道基础出现基础下沉引起病害的整治等方面既积累了经验，也吸取了教训，在铁路长大隧道和城市轨道交通、地下铁道中得到了广泛应用，的研究和发展奠定了基础。

1995年以后，我国迎来了高速铁路及客运专线大发展的良好机遇，无砟轨道的研究与发展势在必行，我国铁路部门积极引进轨道工程技术，加以消化并自主再创新，先后在秦沈、遂渝、武广、郑西等客运专线的桥梁、隧道、路基等不同区段进行了双块埋入元板式等不同结构形式无砟轨道的铺设与试验，积累了很好的经验。

其中京津城际铁路和武广客运专线的建成通车并达到时速350km 得成功的良好范例。

正在建设中的京沪高速铁路和多条客运专线及城际铁路将使我国高速铁路建设的规模与技术达到国际先进水平。

我国高速铁路无砟轨道可分为CRTSI型板式无砟轨道、CRTS II型板式无砟轨道和双块式无砟轨道三种形式。

CRTS I型板式无型混凝土轨道板，配有双向预应力钢筋，铺设在线路上时板与板之间不连接，故又称为单元板；CRTS II型板式无砟轨道采用CRTS I 单向（横向）预应力钢筋和纵向精轧螺纹钢筋，铺设在线路上板与板之间通过精轧螺纹钢筋并灌筑混凝土实现沿线路方向的纵向连接CRTS II型轨道板又分为有挡肩和无挡肩两种板型。