国内外预应力混凝土轨枕纵裂伤损研究综述

预应力混凝土轨枕作为铁路轨道中重要的部件，目前总体使用效果良好，但也存在不同类型的伤损，其中以纵裂伤损最为突出。本文分析确定了预应力轨枕纵裂伤损的主要特征，归纳了铁路线路中出现的6种纵裂伤损类型，调研和总结了国内外预应力混凝土轨枕纵裂伤损的研究现状及预防措施。结果表明，纵裂伤损的两大主要原因是轨枕结构受力不合理和材料性能劣化，最常见的影响因素是轨枕的预应力过大和混凝土材料的碱骨料反应。此外，轨枕使用的环境条件、后期线路状态、列车疲劳动荷载对轨枕纵裂伤损的发生和发展具有一定的影响。建议轨枕设计时，应在保证承载强度的前提下合理设计轨枕预应力，并配置一定的箍筋；在轨枕生产过程中，应确保原材料的性能以及生产工艺都满足相应规范的要求。     

树脂合成轨枕强度分析

基于有限单元法,依据轨枕实际受力情况建立有限元模型,对钢桁梁明桥面上设计铺设的以玻璃纤维与树脂为主要材料的合成轨枕强度进行分析,主要对合成轨枕的横向强度、纵向强度和合成轨枕材料对螺纹道钉的抗拔强度随合成轨枕尺寸变化的规律进行分析,研究结果表明:在合理尺寸范围内,合成轨枕尺寸的变化对其横向强度与纵向强度各方向的应力影响较小;合成轨枕的横向强度与纵向强度能满足规范要求。对合成轨枕纵向强度分析得出,合成轨枕沿玻璃纤维方向的强度预留不足,建议提高合成轨枕沿玻璃纤维方向强度。对合成轨枕抗拔强度分析得出,在合理尺寸范围内,随合成轨枕宽度增加,垂直方向螺纹平均拉应力随之减小,但减小率较小;随厚度增加,轨枕纵向最大拉应力整体为递减趋势;随着合成轨枕尺寸变化,其他各方向的应力变化不明显;合成轨枕能满抗拔强度的要求。     

合成轨枕在既有线路基段的适应性研究

通过室内疲劳加载试验测试合成轨枕支承下轨道系统的耐久性及稳定性。结果显示,疲劳试验前后,系统各部件未发生伤损,系统具有较好的耐久性及稳定性。建立车辆-轨道耦合动力学模型,计算Ⅱ型混凝土枕及合成轨枕支承下轮轨系统动力响应,对比分析既有线路基段内采用合成轨枕后对轮轨系统动力响应及动力传递的影响。     

树脂合成轨枕的测试与应用

树脂合成轨枕是一种新型轨枕材料，在我国首次使用。重点对树脂合成轨枕的检测方法、质量控制标准、铺设、修补和钉固等施工工艺做了阐述。将树脂合成轨枕的使用功能与木枕、混凝土轨枕进行对比分析，无论是性能、环境保护还是从长远经济角度看，树脂合成轨枕都是值得推广的一种新型轨枕材料。     

30 t轴重车辆减速器预制轨枕板设计与应用

铁路编组站驼峰位置使用的普通轴重减速器轨枕板与道床易产生离缝、空吊,大量轨枕板出现板内裂缝、挡肩碎裂、螺栓孔开裂等病害。对既有普通轨枕板整体和局部构造进行改进,研制出30 t轴重车辆减速器预制轨枕板。通过建立有限元模型对不同工况下该轨枕板的静力学特性和局部受力进行了分析,确定最优结构设计参数;依据极限状态设计方法对轨枕板进行整体和局部配筋设计。铺设后,新型30 t轴重车辆减速器预制轨枕板承载能力和局部抗裂性能良好,安全性和耐久性满足30 t轴重重载要求,没有病害发生。     

掺超细粉煤灰高性能混凝土Ⅲ型轨枕的力学性能试验研究

对掺超细粉煤灰的HPC Ⅲ型轨枕和普通C Ⅲ型轨枕的力学性能,如枕中和枕下截面的抗裂、极限承载力、轨枕端部局压和轨枕的疲劳性能进行了对比试验研究。试验表明,各种龄期HPC Ⅲ型轨枕与C Ⅲ型轨枕枕中和枕下的开裂荷载与极限承载力均比较接近,满足标准的要求。还对轨枕端部进行了非线性有限元分析,分析很好地验证了试验结果,分析与试验结果均表明,轨枕端头局压破坏为主拉劈裂破坏,试验实测的超细粉煤灰HPC Ⅲ型轨枕端部局压的极限承载力远大于锚固板设计最大张拉预应力,有较大的安全储备。HPC Ⅲ型轨枕的疲劳性能与C Ⅲ型轨枕的相近,HPC Ⅲ型轨枕的疲劳残余裂缝宽度略小于C Ⅲ型轨枕。     

钢桁梁明桥面合成轨枕结构初步设计及其受力分析

合成轨枕是一种以玻璃长纤维和硬质聚氨酯树脂为主要成分,通过成型板压缩粘结制造而成的轨枕。通过对明桥面上铺设合成轨枕的结构进行设计与计算,确定了明桥面上合成轨枕的结构形式。基于有限单元法建立由5根轨枕组成的轨排模型,对该模型进行受力分析,并研究合成轨枕厚度和宽度变化时其位移和应力的变化规律。研究结果表明:随着合成轨枕厚度的增加,轨下轨枕垂向位移值将趋于定值;随着合成轨枕宽度的增加,轨下轨枕垂向位移值也将趋于定值。合成轨枕的尺寸对轨枕压应力的影响较大,对轨枕拉应力的影响较小。综合考虑合成轨枕的承载力要求、扣件安装需要的合理尺寸、轨枕安装需要的安装空间、现场施工条件对尺寸的要求及经济性等因素,确定了合成轨枕的合理尺寸为:长度3 000 mm,宽度取值范围为260~300 mm,厚度取值范围为220~280mm。     

铁路轨道的肩膀——轨枕

轨枕的功能及分类 铁路轨道肩负千万吨重的列车东进西挺南征北战.可你是否注意到,铁路轨道下还有一排排默默无闻的轨枕,肩负着列车于轨道的重压,如同人的肩膀负重前行. 轨枕置于钢轨之下,将所受荷载传布于道床,是铁路轨道重要组成部件.根据功能和铺设方法,轨枕可分为横向轨枕、纵向轨枕、梯子形轨枕、短轨枕、双块式轨枕、Y型轨枕等多种不同类型.按材质,轨枕还可分为木枕、混凝土枕、钢枕和近年出现的塑料枕等类型.     

聚氨酯合成轨枕国内研究及应用进展

聚氨酯泡沫合成轨枕最早配合直线电机牵引系统应用于城市轨道交通,因其良好的综合性能,在国内获得广泛研究和应用。对比分析国内合成轨枕的技术发展历程和国外、国际相关合成轨枕技术标准,并调研合成轨枕在国内的应用进展及使用过程中出现的问题和解决措施,主要表现在：横向阻力偏低,部分道钉孔失效或涂层破损;这些问题可通过产品结构改进及安装维护方案优化进行解决。结合国内轨道交通领域的发展需要,及聚氨酯合成轨枕产品性能特点和市场现状,提出聚氨酯合成轨枕产品在我国未来发展建议。     

轨道结构参数对钢轨和轨枕振动特性的影响

建立轨道结构三维实体有限元模型,同时考虑钢轨、轨下垫层、轨枕和道床,并与已有轨道结构振动模型的数值结果进行比较。结果表明,本文模型的数值结果在高频部分较合理,能够反映轨道结构高频振动特性。分析不同轨道结构参数对钢轨和轨枕振动特性的影响,这些轨道结构参数主要包括钢轨材料损失因子和钢轨质量、轨下垫层损失因子和垂向刚度、轨枕质量和损失因子、道床的刚度与阻尼特性等。分析结果表明,轨道结构参数的改变对钢轨和轨枕在不同频域范围影响不同,通过合理的轨道结构系统参数优化设置,可达到减振降噪效果。相关计算和分析结果可为低噪声轨道的设计提供依据与参考。     

铁路轨枕现状及发展

研究目的:本文对轨枕的主要功能和分类方法加以论述,同时简述我国铁路轨枕的发展过程及存在的问题。研究方法:通过搜集资料了解我国铁路轨枕及城市轨道交通轨枕的发展历程;总结轨枕分类方法;介绍木枕、混凝土枕及城轨交通用特殊轨枕的主要特点,并调查研究了各类轨枕在设计、制造、使用、养护维修中存在的问题。研究结果:提供了先进国家适用于高速铁路轨枕的发展动态,以及我国已运营4年的秦沈客运专线用轨道板和正处于设计招标阶段的京津城际轨道交通用轨道板等信息。研究结论:我国铁路轨枕及城市轨道交通轨枕的发展应遵循:增加混凝土枕类型以满足不同铺设条件的需要;提高混凝土枕的使用寿命,并开发研制轨枕新品种,适应我国铁路高速、重载以及城市轨道交通迅猛发展的需求。     

重载铁路混凝土轨枕磨损机制及修复技术

发展重载铁路运输是我国解决铁路运输能力紧张的重要措施,是我国铁路货运发展的方向。重载铁路列车周期疲劳荷载的频率大且强度高,在其长期作用下橡胶垫板与轨枕承轨面易产生疲劳磨损,导致轨枕未达到设计服役年限便出现了严重的伤损现象。本文针对重载轨枕磨损现状,分析了轨枕磨损机制,提出了一种以修代换的方式处理轨枕磨损问题。通过轨枕磨损修复技术的应用,延长了轨枕的安全服役周期。此外从技术经济性角度分析了轨枕磨损修复技术的经济效益。     

复合轨枕道床横向阻力试验及优化分析

复合轨枕设计应用灵活,适应性强,可适用于不同速度、轴重、轨距的线路;维修工作量小和寿命周期成本低;可循环利用,绿色环保。但由于复合轨枕自身密度及材质原因,其道床横向阻力较低,一定程度上限制了复合轨枕的应用。针对复合轨枕提出多种结构优化及细部优化方案,通过道床横向阻力试验,对比研究不同道床断面形式下各型复合轨枕与Ⅲ型混凝土轨枕道床横向阻力。结果表明,原型复合轨枕道床横向阻力为Ⅲ型混凝土轨枕的78%～84%,其随道床断面影响规律与Ⅲ型轨枕一致。A1型结构优化、A2型结构优化、B1型细部优化、B2型细部优化可使横向阻力分别提高至Ⅲ型混凝土轨枕的88%～91%、91%～96%、87%～90%、94%～97%。综合考虑生产、维修、成本等因素,本文推荐采用B2型细部优化。     

复合轨枕存在问题及解决方法

在有砟轨道结构中,轨枕是其重要的组成部件。如今出现了以玻璃纤维、聚氨酯、废旧塑料、树脂等复合材料为原料制成的新型轨枕。复合轨枕与传统轨枕相比,具有质量轻、设计灵活、安装方便、耐腐蚀性好、环境友好等优势,有巨大发展潜力和市场。然而,由于设计、生产工艺、成本等因素限制,复合轨枕面临许多问题而未被广泛应用。对复合轨枕目前面临的主要问题,如性能指标不足、横向阻力低、价格高昂等进行梳理和总结,并从材料、结构、设计标准等方面探讨解决方法,进一步促进复合轨枕安全性和可靠性提升,促进我国铁路绿色发展。     

S-2、J-2型混凝土轨枕伤损情况分析

S—2、J—2型(81型)混凝土轨枕自1985年批量生产以来,至今已生产3000多万根,主要铺设在全路各正线线路上,它为轨道强化、保证运输安全起到一定的作用。随着铁路运输业的迅速发展,运量、轴重、速度的增加,这些轨枕已出现程度不同的伤损。为及时总结经验,尽快研制出适合重型、特重型轨道的新型轨枕,我们对S—2、J—2型轨枕伤损进行了调查与分析,望能引起各方面重视,采取措施加以纠正。     

混凝土轨枕螺栓孔纵裂改进措施

预应力混凝土轨枕螺栓孔纵裂伤损是我国轨枕伤损中较为严重的一种 ,文章对预应力混凝土轨枕螺栓孔部位的受力情况进行了详细的计算和分析 ,指出螺栓孔部位局部拉应力过大是造成螺栓孔纵裂的根本原因 ,同时也提出了局部特殊混凝土的改进措施。     

国内外预应力钢筋混凝土轨枕荷载弯矩计算标准对比研究

从预应力钢筋混凝土轨枕荷载弯矩的设计计算出发,对比分析了欧洲、北美地区混凝土轨枕设计标准与中国的差异,并结合典型的运营条件,对比了采用不同标准时轨枕荷载弯矩的计算结果。由于国内外轨枕荷载弯矩的计算方法不同,不同截面位置荷载弯矩的计算结果存在差异。基于普速铁路工况,按照北美地区标准计算出的轨枕荷载弯矩高于欧洲和中国标准的计算结果;基于高速铁路工况,按照中国标准计算出的轨枕荷载弯矩总体高于欧洲和北美地区标准的计算结果;基于重载铁路工况,按照北美地区标准计算出的轨下截面正弯矩显著高于欧洲和中国标准的计算结果。     

国内外预应力混凝土轨枕强度检验标准对比研究

总结国内外预应力混凝土轨枕强度检验标准,分析世界主要国家和地区混凝土轨枕标准体系之间的差异,就混凝土轨枕强度检验项目、支承图式及检验荷载计算方法进行详细对比。分析结果表明,各国混凝土轨枕标准体系、检验项目和支承图式存在差异,我国铁路混凝土轨枕标准对于各型产品检验要求规定比较详细具体,但在标准的系统性和概括性方面仍存在不足。在轨枕强度检验荷载的计算过程中,中国和日本混凝土轨枕强度检验是基于轨枕设计承载能力进行检验,而欧洲和北美地区混凝土轨枕强度检验是基于现场承载要求检验,在混凝土轨枕标准国际化过程中需注意该差异。     

城市轨道交通用新型连块式轨枕设计研究

针对目前我国城市轨道交通项目普遍采用的预应力混凝土长枕及普通混凝土短枕进行了优缺点对比分析,借鉴高速铁路双块式无砟轨道中双块式轨枕的连接方式,研发设计了一种适用于城市轨道交通项目的新型轨枕结构——连块式轨枕。新设计实现了轨道精度易控、施工运输便捷、道床整体性强的设计目标。通过检算分析论证了新型轨枕具有足够的承载、抗变形能力,在城市轨道交通项目中具有较高的推广应用价值。     

我国铁路混凝土轨枕的现状和发展

目前,世界各国铁路混凝土轨枕铺设范围逐步扩大,大多数国家都发展预应力整体式轨枕。我国在高速铁路、客运专线和既有主要干线要求全部采用混凝土轨枕。其主要优点是纵、横向阻力大,提供足够的稳定性,轨枕承载能力可根据不同高速运行条件进行设计,寿命长和维修工作量小等。在高速铁路和客运专线的建设中,混凝土轨枕应采用国际标准。高速铁路明确了混凝土结构寿命应达到100年。高速铁路和客运专线轨枕标准在原材料选择、制造工艺、质量要求、检验方法等方面都要参照 EN 标准,充分考虑耐久性要求。应加强混凝土轨枕在基础理论和轨枕结构等方面的研究。