混凝土轨枕Word文档格式.docx
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1979年在69型枕配筋不变的情况下，将轨枕外型尺寸统到与Ⅱ型枕一样，强度与69型等强，最后统一为I型混凝土枕（弦79型和筋79型）。
与69型枕比较，I型枕中间断面高度由155mm增至165mm，提高了中间断面正弯距的承载能力，端头由原斜坡改为平坡；
在螺栓孔围增设了螺旋筋，在轨枕端头增设了箍筋。
结构设计计算结果表明：
轨枕截面疲劳承载能力：
轨下断面11.1kN·
m，中间断面负
弯矩8.03kN·
m；
而按照给定的线路条件，轨枕截面承受的荷载弯矩为：
轨下断面11.8kN·
m，中间断面负弯矩10.1kN·
m。
显然，轨枕承载能力不足，特别是中间断面负弯矩承载能力相差更远。
轨枕截面静载抗裂弯矩为：
轨下断面15.7kN·
m，中间断面负弯矩11.3kN·
由于69型枕与I型枕设计承载能力等强，一般也统称为I型混凝土枕。
根据各方面的调查发现I型混凝土枕主要问题为：
1轨下截面强度不足，调查发现：
接头轨枕轨下截面正弯矩裂纹占调查总数的84%，
非接头轨枕轨下截面正弯矩裂纹占调查总数的42%。
2中间截面设计承载力偏低。
由于截面强度不足，要求中间道碴掏空，这种要求掏空过长，过深，造成轨下塌碴，严重影响轨下截面的承载能力和增加中间截面的正弯距；
掏空不足，会使轨枕中间截面负弯距因“垫腰”而开裂，调查发现：
接头轨枕中间截面正弯矩裂纹占调查总数的40%，非接头轨枕中间截面正弯矩裂纹占调查总数的9.4%，接头轨枕中间截面负弯矩裂纹占调查总数的26%，非接头轨枕中间截面负弯矩裂纹占调查总数的9.4%，这一结果出现的主要原因是，各养路工区对于轨枕中间掏空长度的掌握按“宁长勿短“的原则执行。
现场普遍要求提高轨枕中间截面设计强度，养路作业不再掏空中间截面道碴。
3没有设置螺旋筋和箍筋的69型枕以前的轨枕，普遍出现沿两轨下四个螺栓孔方向而形成的纵向长大裂纹，失效率较高。
1990年对广深线的调查结果表明：
69型枕大部分出现沿四个螺栓孔的纵向长大裂纹，最大裂纹宽度达4～5mm，造成螺栓道钉的锚固作用完
全失效，危及行车安全，在某一节轨排的46根轨枕中有36根出现了纵裂。
3.Ⅱ型枕
3.1Ⅱ型枕选型的技术研究分析
3.1.1引言
Ⅱ型混凝土枕的研发开始于1978年，原称“81型”轨枕，1984年2月通过了铁道部组织的专家技术审查，鉴定以后改称Ⅱ型混凝土枕，包括S-2型枕和J-2型枕两种，到目前为止已生产和铺设1亿多根。
目前，我国已停止生产S-2型枕（图号：
TB1877－87），继续生产和使用并且通过铁道部组织的专家技术审查的Ⅱ型枕主要有J-2（图号：
专线3227－85）、YⅡ-F（图号：
专线3385-3）、TKG-2（图号：
研线9840）、新Ⅱ型枕（图号：
研线0121）和YⅡ-T型（以下除特殊说明的以外，新Ⅱ型枕以外的Ⅱ型枕统称老Ⅱ型枕）。
这些轨枕的长度都是2.5米，除新Ⅱ型枕外，其余都是老Ⅱ型枕的钢模，它们结构设计性能及使用条件上存在着差别。
这里从技术分析的角度出发，对它们的生产、使用性能、理论计算和试验研究提出看法。
3.1.2Ⅱ型枕存在的主要问题
尽管Ⅱ型枕的承载能力高于I型枕，随着运量和车速的不断提高，铺设上道的轨枕仍有提前出现各种伤损的现象，有的区段甚至失效率较高，达不到预期的使用年限。
而分析其原因，往往涉及设计、制造、运输、铺设、养护以及与扣件连接方式等各个环节。
以下叙述其存在的几个主要方面问题。
11991年，部原工务局组织全路１２个铁路局对管内铺设Ⅱ型枕线路进行了一次大调查，调查线路20条，累计长度112.3公里，近20万根轨枕。
结果表明，枕中表面横向裂缝占各类伤损总数的38.7%，在某些线路区段，枕中有表面横向裂缝的轨枕占该区段轨枕铺设总数的60%～80%。
调查分析认为，中间截面承载能力不足。
21994年，部物资总公司等单位组成了联合调查组，对9个铁路局管内约25万根Ⅱ型枕进行了调查。
据调查，枕中横裂是伤损严重的形式之一，有的横裂已形成环裂，导致轨枕失效。
这种伤损在繁忙干线和道碴满铺、板结地段居多。
据分析认为，在繁忙干线上的Ⅱ型枕超负荷承载，其承载能力不足。
为此，建议将枕中600mm范围的道碴掏空，以改善中间截面的受力状态。
3近年内，铁科院对Ⅱ型枕在列车荷载下的截面弯矩进行过现场测试。
在道床中部为松散满铺的状态下，测得中间截面最大负弯矩值为8.5～9.2kN.m，与其设计的承载负弯矩10.5kN.m已很接近；
而轨下截面的正弯矩约为6.8～7.1kN.m，为设计承载正弯矩的50%左右。
在道床中部掏空状态下，中间截面只承受正弯矩，此时，轨下截面的正弯矩测值达设计承截正弯矩的70～85%。
需要说明的是，在进行现场动测试验时，轨道及其部件一般均处于正常的使用状态，所测试结果反映不出最不利的荷载效应。
按Ⅱ型枕的铺设要求，枕中道床应不掏空，而根据实测结果，Ⅱ型枕中间截面已处于接近承载水平的受力状态，如果轨道存在轨面较大的不平顺、轨枕空吊，以及轮、轨面短波不平顺等不利工况，轨枕就有可能出现裂缝。
如果出现小裂缝，虽然不影响正常使用，但使用耐久性肯定会有所下降。
由此分析认为，老Ⅱ型枕中间截面的安全贮备有待提高。
3.1.3现行各种Ⅱ型枕轨枕结构及工艺特点
3.1.3.1J-2型枕
J-2型枕的预应力钢筋为4Φ10.0mm高强螺纹钢筋，与混凝土的粘结力很强，生产工艺较简单，张拉过程的预应力损失较少。
故其有静载和疲劳强度容易达标的优点。
但是一方面又由于其预拉力很集中，每根钢筋承受80kN的拉力，对于这样大预拉力，放张时就象一个大钉子一样插入混凝土里，在混凝土的脱模强度在只达到C45的情况下，很容易被
胀开，造成轨枕端部沿钢筋位置的纵裂。
一些肉眼不见的微细纵裂可能事实上已经存在于轨枕当中了。
1991年，部原工务局组织的大规模的调查表明：
J-2型枕的纵向、水平裂纹也是较严重的，个别区段达43.9%。
我们认为这种轨枕应该尽快停止上道。
3.1.3.2YⅡ-F型枕
YⅡ-F型枕采用8Φ7.0规律变形钢丝（有认为是钢筋的），分上下四排布筋，每排2根，如图3.1.3.2所示，这是一种改Ⅱ型枕，99年由部建设司发文推广使用。
其工艺特点是预应力张拉比S-2型枕简单，将镦好头的钢筋穿在张拉挂板上，预应力值易于保证。
开始时各厂静载达标困难，经过厂家的努力（不管这些努力是否对轨枕的耐久性十分有利），许多厂家在静载及疲劳试验方面都达了标。
这种YⅡ-F型枕的缺点是布筋不合理。
钢筋（以前相当一些专家认为对于轨枕这样的小截面构件来说，直径为5mm以下的钢丝才称之为钢丝）之间的净间距为21mm,不能满足规范规定的25mm的要求；
由于老Ⅱ型枕的截面小，沿着竖向4根钢筋的位置有劈裂现象。
另一个的弱点是靠近截面中心处的两根钢筋在承担疲劳荷载（特别是开裂疲劳荷载）时不能充分发挥作用。
3.1.3.3TKG－2型枕
TKG－2型枕也采用8Φ7.0规律变形钢丝，分上下两排布筋，每排4根，如图3.1.3.3所示，这也是一种改Ⅱ型枕，使用老Ⅱ型枕的钢模。
1998年由部运输局基础部提出、铁道科学研究院负责研制。
其工艺和YⅡ-F型枕一样简单明了，预应力值得以保证。
通过技术审查后已在多个轨枕、桥梁工厂进行生产。
这种轨枕的缺点是由于老Ⅱ型枕的截面小，钢丝（有专家认为是钢筋）之间净间距为１８mm，不能满足规范规定的25mm的要求；
沿着横向4根钢筋的位置也有劈裂现象。
其最大的优点是钢筋分上下两排，在承担疲劳荷载（特别是开裂疲劳荷载）时能充分发挥作用。
在静载及疲劳试验方面都较容易达标。
3.1.3.4新Ⅱ型枕
由于对YⅡ-F型枕和TKG-2型枕的保护层和钢丝之间的静间距等是否符合规范和轨枕技术条件的要求存在着争议，1999年4月，部科教司主持召开有关Ⅱ型枕（含改Ⅱ型）的专家研讨会，根据各方面所提意见，为了从根本上解决Ⅱ型枕存在的问题，下决心要开展新Ⅱ型枕的研制。
同年8月，蔡副部长作出批示：
“组织铁科院、专业设计院抓紧进行新Ⅱ型混凝土轨枕研究设计。
可以几种配筋形式（轨枕外形尺寸要统一），形成系列产品（要考虑现有生产设备的利用），并借此整顿混凝土轨枕生产企业”。
2000年《新Ⅱ型预应力混凝土轨枕系列的研制》列入铁道部科技研究开发计划。
铁科院、专业设计院等单位，对轨枕的型式尺寸进行了优化设计、试制、室内试验、试验段铺设、现场动测和养护维修工作量的跟踪调查等大量的研究工作。
于2001年9月通过了铁道部组织的专家技术鉴定。
1运营条件
现行《铁路线路设计规范》（GB50090-99）对Ⅱ型枕适用条件的规定如表3.1.3.4所列（道床厚度项略）：
表3.1.3.4-1Ⅱ型枕的适用条件
轨道类
型
重型
次重型
中型
轻型
年通过总质量（Mt）
25~50
15~25
8~15
≤8
客车设计最高速度（
km/h）
≤120
≤100
≤80
钢轨类型（kg/m）
60
50
50（43）
轨枕铺设根数（根
/km）
1840
1680～1760
1600～1680
1520～1640
现行《铁路线路设备大修规则》规定，换轨大修及铺设无缝线路前期工程，应按表
3.1.3.4-2更换和补足轨枕配置根数（道床厚度项略）：
表3.1.3.4-2大修换枕的配置标准
5年内计划通过总重（Mt.km/km）
>
25～50
15～25
<
15
钢轨类型（kg/m）
75
轨枕配置根数（根/km）
1760
1760～1680
新Ⅱ型枕的设计满足上述规定的运营条件和轨道结构的相应要求，具体归纳如下：
适用于年通过总质量50Mt及以下各类
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