混凝土枕是指用混凝土澆築並有配筋的軌枕。按配筋方式分為預應力鋼筋式及普通鋼筋式。前者抗裂性較好，耗鋼量較省。
基本介紹
- 中文名：混凝土枕
- 外文名：concrete sleeper
- 特點：自重大、剛度大
- 主要用途：整體道床
類型,特點,規格尺寸,主要傷損,
類型
(1)按製造工藝，可分為普通混凝土枕、預應力鋼筋混凝土枕兩類。
(2)按配筋直徑大小可分為鋼弦(高強度鋼絲，簡稱弦)和鋼筋(高強度鋼筋，簡稱筋)兩種。
(3)我國混凝土枕分三類，分別與不同軌道類型配套使用。
①Ⅰ型混凝土枕
Ⅰ型混凝土枕的承載能力是按軸重23 t、最高速度85 km/h、鋪設密度1 840根/km設計的，適用於中型、輕型軌道。隨著國民經濟和鐵路運輸發展，機車車輛軸重不斷提高，年通過總重也不斷增長，Ⅰ型混凝土枕的承載能力已不能適應這些條件的變化，破損加劇，壽命縮短。因此，在我國鐵路線路上，Ⅰ型混凝土枕正逐步被淘汰下道。
②Ⅱ型混凝土枕
Ⅱ型混凝土枕的設計是根據重載線路承受荷載大，重複次數多的特點，採用疲勞可靠性進行設計的，設計標準是按年運量60 Mt，軸重機車25 t、貨車23 t，最高行車速度120 km/h，鋪設60kg/m鋼軌，適用於重型、次重型軌道。與Ⅰ型軌枕相比，軌下截面正彎矩的計算承載能力提高13%～25%，中間截面正彎矩提高8.8%，中間截面負彎矩提高14%-41%。
③Ⅲ型混凝土枕
由於Ⅱ型軌枕在重型、次重型軌道上使用時，某些區段出現軌枕中頂面橫向裂縫、沿螺栓孔縱向裂縫、枕端龜裂、側面縱向水平裂縫、擋肩斜裂等病害，軌枕年失效下道率平均1.2%，難以適應重型和特重型軌道的承載條件，為了適應強軌道結構的要求，又研製了Ⅲ型軌枕。Ⅲ型混凝土枕有擋肩和無擋肩兩種形式。長度有2.6m和2.5m兩種。設計參數採用機車(三軸)最大軸重23t、最高速度160km/h、軌枕配置1760根/km設計，主要適用於特重型軌道。
特點
我國鐵路已廣泛使用預應力混凝土枕以代替木枕，與木枕相比，其優越性表現在以下幾個方面：
1．材源豐富；
2．適宜於工廠化生產，規格一致，保證線路質量均勻；
3．強度高，耐腐蝕，使用壽命長，一般為木枕的3～4倍；
4．道床阻力大，線路的穩定性好，適合鐵路的高速大運量要求，且節約木材。
其缺點如下：
1．彈性差，在同樣荷載作用下所受的衝擊力大(比木枕約大25%)；
2．對道床鋪設要求較高，除了增大道床厚度外，還須鋪設緩衝墊層；
3．重量大，Ⅰ、Ⅱ型混凝土枕一般在220～250 kg，Ill型混凝土枕一般為350 kg左右，人工更換混凝土枕不便。
規格尺寸
Ⅰ、Ⅱ型混凝土枕長度為250 cm，Ⅲ型混凝土枕長度為260 cm，截面為梯形，上小下大，有利於增加軌枕支承面積和在軌下截面配置較多的鋼筋以抵抗正彎矩。枕底面兩端為雙楔形，中間為矩形，枕底做出凹槽式花紋，以提高道床阻力j軌枕的厚度在全長範圍內不一致，軌下截面厚，中間截面薄。這樣做的目的，是因為軌枕內系直線配筋，各截面配筋相同，要使預應力鋼筋合力作用線，在軌下截面處在截面形心之下，在中間截面處在截面形心之上，以便利用鋼筋對混凝土施加的預壓應力形成的偏心，使混凝土所受的拉應力不超過容許限度，防止裂紋的形成與擴展。
主要傷損
(1)軌下截面出現過大的橫向裂縫
由於混凝土枕受不穩定重複荷載的作用，在使用期內，軌下截面有可能出現大於該截面抗裂強度的荷載彎矩，產生橫向裂縫。當這種裂縫較小時，不致引起軌枕的失效。但在軌下截面的荷載彎矩遠遠大於軌枕的抗裂強度時，就會出現過大的橫向裂縫，導致軌枕失效。
(2)軌下截面壓潰
軌枕軌下部分由於橡膠墊板損壞或伸出，使鋼軌直接作用於承軌槽，引起軌下部分混凝土壓潰。有些軌枕由於軌下截面橫向裂縫過大，混凝土受壓區產生過大的壓應力使混凝土壓潰。
(3)軌枕中間部分出現過大的橫向裂縫
軌枕中間部分出現的裂縫包括中間上部裂縫和下部裂縫。軌枕中間上部出現裂縫，是由於軌枕中部產生較大的負彎矩所致；軌枕中間下部出現裂縫，是由於中部產生較大的正彎矩所致。通過調查得知，因軌枕中部出現過大的橫向裂縫而失效的軌枕多於因軌下截面出現橫向裂縫而失效的軌枕，因軌枕中間下部出現過大橫向裂縫而失效的軌枕多於因軌枕中間上部出現橫向裂縫而失效的軌枕。
(4)軌枕中間部分壓潰
軌枕中間部分如果受了過大的正彎矩，不僅會使軌枕中間部分的下部產生過大的裂縫，而且還會引起截面受壓區的過大壓應力，致使混凝土壓潰。這種情況一般發生在鋼軌接頭。有些軌枕由於中間部分承受了過大的負彎矩，不但引起中間部分的上部裂縫，而且還使中間截面下部受到過大的壓應力以致壓潰，甚至出現鋼筋外露。
(5)軌枕縱向裂縫
軌枕沿長軸線方向的裂縫統稱縱向裂縫。縱向裂縫一般有端頭裂縫、端部上表面裂縫、側面水平縱向裂縫、釘孔縱裂和貫通縱裂等。縱向裂縫較多的部位是沿螺栓孑L的兩側或應力鋼筋處發生，並向端頭及中部發展。1968～1973年製造的軌枕多出現這種裂縫，它嚴重地影響了軌枕的使用壽命。
(6)軌枕龜裂
龜裂是軌枕表面縱橫交錯的細小裂紋，多發生在軌枕端部及中部頂面和側面處。龜裂對軌枕的使用壽命影響很大。
(7)軌枕中間部分斜裂及扭傷
軌枕中間部分斜裂及扭傷是指沿對角方向的破損。線路維修工作中的搗固作業不當，如在軌枕兩側進行對角搗固，過車時容易使軌枕中間部分產生斜裂或扭傷。
(8)軌枕擋肩破損
軌枕擋肩承受由扣件傳來的水平推力而產生破損，特別在小半徑曲線上這種現象十分普遍，有的採用加寬鐵座仍不能解決問題。據統計，在半徑400m的曲線上，擋肩破損高達70%。另外，墊片損壞或在軌枕製造過程中擋肩部分的缺陷也可能造成擋肩破損。
(9)軌枕的腐蝕
在長期浸水地段和車輛裝載有害介質散落在軌枕上，都會造成軌枕的腐蝕，輕者混凝土表面出現麻點、脫層等現象，重者鋼筋鏽蝕，並逐漸向內部延伸。
(10)軌枕底邊掉塊
手工搗固衝擊軌枕底邊使混凝土掉塊，嚴重時掉塊面積可達100 cm2，其結果是軌枕受力狀況惡化，容易出現應力集中而造成其他各種傷損，並且削弱軌道的穩定性。
在軌枕的傷損中，鋼軌接頭軌枕傷損率比非鋼軌接頭部位高10倍以上。
