轨道第二章 有碴轨道.ppt

第二章 有碴轨道 第五节 轨 枕 轨枕承受来自钢轨的各向压力，并弹性地传布于道 床，同时，有效地保持轨道的几何形位，特别是轨距和 方向。 轨枕应具有必要的坚固性、弹性和耐久性，并能 便于固定钢轨，有抵抗纵向和横向位移的能力。 轨枕依其构造及铺设方法分为横向轨枕、纵向轨枕 及短枕等。横向轨枕与钢轨垂直间隔铺设，是一种最常 用的轨枕。纵向轨枕一般仅用于特殊需要的地段。短枕 是在左右两股钢轨下分开铺设的轨枕，常用于混凝土整 体道床。 轨枕按其使用目的分为用于一般区间的普通轨枕， 用于道岔上的岔枕，用于无碴桥梁上的桥枕。 按其材料分主要有木枕、混凝土枕和混凝土宽枕。 一、木 枕 木枕又称枕木，是铁路最早采用而且仍然被继续使用 的一种轨枕。主要优点是弹性好，可缓和列车的动力冲击 作用；易加工，运输、铺设、养护维修方便；与钢轨联结 比较简单；有较好的绝缘性能等。但木枕要消耗大量优质 木材，由于资源有限，其价格较贵。木枕的主要缺点是易 腐朽、磨损，使用寿命短，这也有来自生产工艺水平的原 因；其次是由于木材种类和部位的不同，其强度、弹性不 完全一致，在机车车辆作用下会形成轨道不平顺，增大了 轮轨动力作用。 木枕断面一般为矩形。图为普通木枕、道岔木枕 及桥梁木枕的断面形状。普通木枕的标准长度为2.5m。 二、混凝土枕 (一)混凝土枕类型 随着铁路高速、重载发展的需要，用混凝土枕代替 木枕已成为发展方向。混凝土枕材源较多，并能保证尺 寸，使轨道弹性均匀，提高了轨道的稳定性。混凝土枕 不受气候、腐朽、虫柱及火灾的影响，使用寿命长。此 外，混凝土枕还具有较高的道床阻力，这对提高无缝线 路的横向稳定性是十分有利的。 混凝土枕的特点是自重大、刚度大，与木枕线路相 比其轨底挠度较平顺，故轨道动力坡度小。同时也存在 列车通过不平顺的混凝土枕线路时，轨道附加动力增大。 故对轨下部件的弹性提出了更高的要求，以提高线路减 振性能。 我国混凝土枕为S-l型、S-2、J-2型；新研制的与75kg/m 钢轨配套的钢丝混凝土枕称为S-3型。目前Ⅱ型轨枕为我国的 主型混凝土枕。 混凝土枕按使用部位的不同，可分为普通混凝土枕、混凝 土岔枕及混凝土桥枕三种。 按结构型式分有(a)整体式、(b)组合式和(c)半枕三种。 整体式混凝土枕整体性强，稳定性好，制作简便，是目前各国 使用最多的一种类型。 组合式混凝土枕由两个钢筋混凝土块体用一根钢杆 连接而成。这种轨枕整体性不如整体式混凝土枕，但由 于它用混凝土和钢材组合而成，能充分发挥各自的力学 性能优势。图5一3为法国铁路上采用的双块式混凝土枕。 半枕用两块普通钢筋混凝土块体分别支承左右两股 钢轨，彼此间无直接联系。一般用于整体道床上。 按配筋方式分有普通钢筋混凝土枕和预应力混凝土 枕两大类。普通钢筋混凝土枕抗弯能力很差，容易开裂 失效，已被淘汰。预应力混凝土枕，制作时给混凝土施 加强大的预压应力，因而具有抗裂性能好，用钢量少的 优点。 我国主要采用整体式、预应力混凝土枕，简称混凝 土枕(PC枕)。 预应力混凝土枕按照施工方法不同分为先张法和后 张法预应力混凝土枕两类。配筋材料为钢丝或钢筋。 我国主要采用先张法混凝土枕。使用钢丝配筋的称弦式 混凝土枕(S)，使用钢筋的称筋式混凝土枕(J)。 图5一4为J-2型混凝土枕外形尺寸。 (二)混凝土枕外形及尺寸 混凝土枕结构设计主要决定于其受力状况。轨枕为支 承在弹性基础上的短梁，在钢轨传来的荷载作用下，轨枕 底面对轨枕产生反力，轨枕各截面则产生弯矩。设计中规 定：轨枕截面上部受拉为“－”，下部受拉为“+”。 混凝土枕受力状况与道床支承条件有密切关系，支承 条件有中间不支承、中间部分支承和全支承三种情况，如 图5－5所示。在不同支承情况下，轨枕承受弯矩的情况是 不同的。由图中可以看出，轨下截面正弯矩以中间部分不 支承时为最大，而枕中截面负弯矩则以全支承时为最大。 1．轨枕形状 混凝土枕截面为梯形，上窄下宽。梯形截面可以节省 混凝土用量，减少自重，也便于脱模，如图5—4所示。 轨枕顶面宽度应结合轨枕抗弯强度、钢轨支承面积、轨 下衬垫宽度、中间扣件尺寸等因素进行综合考虑加以确定。轨 枕顶面支承钢轨的部分称为承轨槽，做成1:40的斜面，以适应 轨底坡的要求。轨枕底面在其纵向采用两侧为梯形、中间为矩 形的形状，两端有较大的道床支承面积，以提高轨枕在道床上 的横向阻力。当中间部分不支承时，能使钢轨压力与道床反力 的合力尽量靠拢，有利于防止中间断面上出现过大的负弯矩。 轨