我国铁路轨下基础现状和发展

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1、我国铁路混凝土轨枕的现状及发展轨枕是轨道结构的重要部件。它承受来自钢轨的各种作用力，并弹性地将作用力传布于道床，同时有效地保持轨道的轨距、方向和位置。世界高速铁路有碴轨道正线全部采用混凝土轨枕。我国既有铁路干线绝大部分铺设混凝土轨枕，在高速铁路、客运专线和既有主要干线则要求全部采用混凝土轨枕。混凝土轨枕的主要优点是：纵、横向阻力大，提供足够的稳定性，可以满足高速铁路的要求;轨枕承载能力可以根据不同的高速运行条件进行设计，使之满足长期使用的耐久性要求;由于高速运行的平顺性、舒适性要求，高速铁路和客运专线必然铺设无缝线路，理论计算和经验

2、表明，混凝土轨枕及其钢轨扣件的性能完全能够满足无缝线路的需要;寿命长和维修工作量小等。轨枕的受力是极其复杂的，其上承受的作用力有垂向、横向和纵向作用力。混凝土轨枕设计中的控制断面是轨枕的轨下截面和中间截面。这两个截面所受荷载弯矩的大小取决于机车车辆轴重、行车速度、轨道状态和道床支承情况等的不同，同时，轨枕截面所受荷载弯矩在很大范围内波动，不仅每一根轨枕所受的荷载不同，而且同一根轨枕的轨下截面和中间截面在每一次轮载作用下所接受的荷载弯矩也是不同的。在这种不稳定重复荷载作用下，轨枕在予计使用期内达到失效状态的概率应不超过某一予定值。这是

3、混凝土轨枕按使用安全度设计理论设计的基本含义。一、我国铁路混凝土轨枕的现状及存在的主要问题：自1956年我国研制出预应力混凝土轨枕以来，无论是铺设数量、产品系列、质量控制还是技术标准，都有长足的发展。我国铁路采用整体式混凝土轨枕，基本分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型。Ⅰ型混凝土枕包括1979年以前研制的各型轨枕和1979年以后设计的S-1型、J-1型等。Ⅰ型混凝土枕的承载能力是按建设型机车、轴重210kN、最高速度85km/h、铺设密度1840根/km设计的。随着铁路运输条件的变化，Ⅰ型枕早已不能适应，破损加剧，寿命缩短，几乎全部出现钉孔纵裂及轨下

4、正弯矩横裂纹。因此，在正线上大量更换下道，并明令禁止使用。Ⅱ型混凝土枕的承载能力是按照韶山型机车、轴重250kN、最高速度120km/h、铺设密度1840根/km进行设计的，包括S-2型、J-2型、YⅡ-F型、TKG-Ⅱ型。S-2型轨枕淘汰后，在总结各类Ⅱ型枕存在问题的基础上研制了新Ⅱ型枕，这种轨枕已成为次重型以下轨道的主型轨枕。Ⅲ型混凝土轨枕是在1992年建立现代轨道结构试验段时研制的新型混凝土轨枕。其主要特点是大大提高了轨枕承载能力和全面改善了轨枕使用性能，是适应运输发展最新需要并与国际标准接轨的产品。Ⅲ型混凝土轨枕按机车最大轴

5、重25t、货车最大轴重23t、旅客列车最高时速160km、轨枕长度2600mm设计，用于60kg/m和75kg/m钢轨线路、年通过总重密度60一100Mt•km/km。Ⅲ型枕比Ⅱ型枕轨下和中间截面的承载力分别提高了43%和65%，大大提高了轨道的整体强度。轨枕轨下截面静载抗裂强度可以达到210kN，中间截面可达到170kN。Ⅲ型枕长度2.6m，实际的枕底面积7720cm2，若以等支承面积计，1600根Ⅲ型枕的底面积与1840根Ⅱ型枕相当，因此，加长和加宽的Ⅲ型枕可以减少每公里的轨枕配置根数。Ⅲ型混凝土轨枕的研制成功时逢铁路实施提速战

6、略，得到了迅速发展。在提速的主要干线和客运专线都要求铺设Ⅲ型预应力混凝土轨枕。目前，混凝土轨枕型号已基本适应运输条件的需要，其格局是合理的。但是，从混凝土轨枕使用情况看还存在不少问题，在检验中静载抗裂强度和疲劳强度通不过的现象时有发生，特别是在运营中出现的各种伤损缩短了轨枕使用寿命。在客运专线的建设中，解决这些问题已迫在眉睫。我国铁路混凝土轨枕存在的主要问题是：1、基础理论研究不够：轮轨关系的复杂性和随机性决定了对轨道结构的严格要求，而轨道结构是由扣件将钢轨和轨下基础扣结在一起并支承在道床上，因此轨枕的结构、型式尺寸与其在道床上的支

7、承状态、道碴级配、道床清洁程度和密实状态、轨下弹性垫层性能、扣件性能等都紧密相关。我国结构每个部件的研究有一定深度，但作为一个结构、一个整体的研究比较缺乏。例如有碴轨道轨下垫层弹性与枕下道床弹性应该如何分配、轨枕设计的计算方法采用何种支承状态更为合理、在轨枕设计中如何引入轨下弹性垫层动刚度的概念以及怎样达到与运输条件相适应的均匀变化的动刚度、轨枕设计与生产工艺的紧密结合等，都是在提高轨枕技术水平中应该解决的问题。2、轨枕结构有待优化：轨道结构任何部件出现问题都直接影响整个轨道结构的功能。轨枕作为轨道结构最重要的部件之一，其本身的结构

8、必须优化。如扣件与轨枕的联结必须可靠，其轨下垫层必须具有足够的弹性以起到减振减噪的作用，而垫层弹性与弹条的弹性又必须有良好的匹配。在提速道岔岔枕中使用的预埋尼龙套管曾出现部分失效，究其原因，一是尼龙套管结构不够合理，二是材质不良，三是