基本介紹
- 中文名：長軌枕
- 拼音：chang gui zhen
- 作用：支承鋼軌、保持鋼軌的位置
- 類型：鋼筋混凝土軌枕、木材軌枕、鋼枕
- 領域：鐵路運輸
- 相關概念 ：枕木
製造材料,分類,鋼筋混凝土軌枕,木材製成軌枕,混凝土軌枕,鋼枕,特種混凝土軌枕,我國軌枕目前發展水平,混凝土枕存在問題,軌枕新技術、新材料的開發,安全規程,
製造材料
軌枕起先採用木材製造，木材的彈性和絕緣性較好，受周圍介質的溫度變化影響小，重量輕，加工和線上路上更換簡便，並且有足夠的位移阻力。經過防腐處理的木枕，使用壽命也大大延長，在15年左右。所以，世界上90%的鐵路都使用木枕。隨著森林資源的減少和人們環保意識的增強，當然也因為科學技術的發展，上世紀初，有些國家開始生產鋼枕和鋼筋混凝土軌枕，以代替枕木。然而，因為鋼枕的金屬消耗量過大，造價不菲，體積也笨重，沒有推廣開來，只有德國等少數國家還在使用。而許多國家從上世紀50年代起，開始普遍生產鋼筋混凝土軌枕。
分類
鋼筋混凝土軌枕
使用壽命長，穩定性高，養護工作量小，損傷率和報廢率比木枕要低得多。在無縫線路上，鋼筋混凝土軌枕比木枕的穩定性平均提高15~20%，因此，尤其適用於高速客運線。如日本的新幹線、俄羅斯的高速幹線都鋪設它。當然，鋼筋混凝土軌枕也有缺點，尤其是重量比木枕大得多。比如，礦用水泥軌枕英國的鋼筋混凝土軌枕每根重達285公斤，美國的重達280公斤，德國的較輕也有230公斤。所以，在不穩固的路基及新填路基等處不宜採用；在冬季有凍脹的地段，一般不允許採用；在大量運輸煤炭和礦石及線路道床嚴重髒污的地段，最好不採用。使用木枕最多的美國如今使用一種塑膠軌枕。這種採用回收的聚乙烯製造的塑膠軌枕的耐腐蝕性高於木枕三倍以上，而且在加工時更容易使其表面變“毛”，安裝在路基上不會滑動。第三個優點是安裝方便，可以直接使用與木枕相同的設備和緊固件。當然，塑膠軌枕就是成本要大於木枕，一旦成本降下來，將會迅速推而廣之。軌枕因套用範圍不同，長度也不同。在我國，普通軌枕長度為2.5m，道岔用的岔枕和鋼橋上用的橋枕，長度有2.6~4.85m多種。每公里線路上鋪設軌枕的數量是根據鐵路運量和行車速度等運營條件來確定的，一般而言，在1520~1840根之間。不言而喻，軌枕數量越多，軌道強度越大。
木材製成軌枕
木枕（wood sleeper）由木材製成的軌枕。又稱枕木，防腐木枕，也叫注油枕木。製作木枕須選用堅韌而富有彈性的木材。木枕按用途可分為普通木枕、岔枕、橋枕。普通木枕標準長度為2 .5 m，其斷面形狀分為I、Ⅱ兩類，用於不同等級的線路上。用於道岔上的岔枕，其斷面較木枕寬，長度從2600mm至4 800mm，共分12種，每種長度相差200mm，使用時根據道岔的實際寬度分組選用。用於橋樑上的橋枕，其截面尺寸因主梁（或縱梁）中心間距的大小而異。木枕具有彈性好、易於加工、使用方便等優點。自有鐵路以來，木枕就是軌枕的主要類型。但是，由於取材的原因，木枕的彈性、強度和耐久不夠均勻，會加大輪軌動力作用，並且要使用大量的優質木材。木枕的使用壽命短，其失效原因很多，主要是腐朽、機械磨損和開裂。木枕由於易腐朽，在上道前要經過防腐處理。未經防腐處理的木枕稱為素枕。中國木材資源較缺乏，價格貴，在主要幹線上已逐漸被混凝土枕取代。
混凝土軌枕
第二次世界大戰後，世界各國由於木材資源短缺，逐漸使用鋼筋混凝土軌枕；後改進為預應力混凝土軌枕。中國鐵路自1957年起也大量採用預應力混凝土軌枕，截至1983年底已鋪設約6445萬根。1983年年產量400萬根以上，約占世界預應力混凝土軌枕年產量（約為1500萬根）的四分之一。預應軌枕力混凝土軌枕除了能大量節約優質鋼材外，還有使用壽命長、軌道穩定性好，能滿足高速、大運量要求等優點。對推廣無縫線路起了很大的作用。其缺點是剛度大、彈性差，致使道床承受的壓力和振動加速度增大，從而加劇道碴的粉化,造成軌道的下沉增大，對機車車輛走行部分產生不利影響。為此，要求使用質地堅韌的道碴和在軌枕上設定彈性墊層。各國鐵路的混凝土軌枕構造不同，大多數採取連續整根式，有些國家的鐵路採用分別支撐鋼軌的兩塊混凝土連以型鋼的構造。此外，許多國家還重視改善扣件的性能。中國的ω型彈條式扣件，英國的潘德羅爾（Pandrol）型扣件以及瑞士的菲斯特（Fist）型扣件都是為此目的而設計和製造的。
鋼枕
在聯邦德國和瑞士鐵路上，鋼枕曾被廣泛使用。但由於鋼枕易於鏽蝕，用鋼量大，維修費用高，使用量逐漸減少。
特種混凝土軌枕
特種混凝土軌枕（concrete sleeper of special type） 包括混凝土寬枕和鋼纖維混凝土枕。混凝土寬枕用鋼筋混凝土製成，外形類似混凝土枕，但比混凝土枕寬，薄一些，也稱軌枕板。混凝土寬枕外觀整齊美觀，一般長2.5m，寬55～60cm，密排鋪設在壓實的清潔的碎石道床上。混凝土寬枕每公里舖設1760塊，每塊寬枕上裝一對扣件，由鋼軌傳來的荷載對寬枕的偏心小、穩定性好。由於支承面積大，與混凝土枕比較，軌道下沉量明顯減小，能減緩道床永久變型的積累，線路平順，減少了維修工作量。由於混凝土寬枕軌道的彈性、斷面尺寸、排水方式等方面與其他結構形式的軌道不同，因此，與其他軌道連線時必須設定過渡段，使其均勻變化。鋼纖維混凝土軌枕是指在混凝土中摻入一定量的鋼纖維製成的混凝土枕。鋼纖維混凝土是一種增加強度和韌性的新型複合材料。鋼纖維混凝土軌枕可以提高軌枕的抗衝擊韌性和抗裂、抗拉、抗剪、抗彎、抗疲勞強度，以延長軌枕的使用壽命，適用於小半徑曲線和接頭部位，可較好解決釘孔縱裂、擋肩損壞等問題。
我國軌枕目前發展水平
混凝土枕存在問題
扣件與軌枕連線，目前採用硫磺錨固。由於硫磺錨固有緩慢膨脹的特性以至形成預埋道釘孔裂紋，而且污染環境。現在城軌交通已用預埋尼龍套管取代。軌枕的各類損傷如混凝土疏鬆、剝離、劈裂、龜裂等一般與製造質量不良有關，如混凝土水灰比、外摻劑、鋼筋位置、鋼筋張拉、養生溫度等，應加強制造的質量管理。由於軌枕是放置在不均勻彈性基礎(碎石道床)的梁，在列車荷載作用下產生不同程度的殘餘變形，將引起軌枕支承條件變化，同時又引起軌枕受力的改變。因此，正確的搗固作業，是改善軌枕受力條件，降低軌枕損傷率的主要影響因素。
混凝土寬枕在運營中存在路基基床或道床發生翻漿時整修困難;缺乏維修配套機具;寬枕易產生縱裂和龜裂等缺陷，應加強對製造、施工和養護的嚴格管理，從而發揮混凝土寬枕優越性。混凝土岔枕由於受力更加複雜，在轍叉等特殊部位，承受衝擊力大，更容易發生裂紋;每組道岔的岔枕規格繁多，當個別岔枕損壞，很難配備更換;當道岔更換鋼軌軌型時，岔枕不能通用，造成未達到使用壽命的岔枕提前拆除下道，不能充分發揮混凝土岔枕的優越性。
軌枕新技術、新材料的開發
複合式彈性軌枕有關部門利用再生橡膠粉、廢塑膠、廢油漆混合塑化，化廢為寶研製出新材料軌枕，該軌枕具有強度高、彈性好、耐腐蝕、易加工，優於木枕，比混凝土枕自重輕。可適用於高速、重載線路。目前已列入“國家鼓勵發展的資源節約綜合利用和環境保護260項技術”，進一步研究開發。
纖維混凝土枕在混凝土中摻入一定量的纖維(按材質分鋼纖維、碳纖維、玻璃纖維等，按形狀分有平直型、波浪型、鉤型等)，以提高軌枕的抗衝擊韌性和抗裂、抗拉、抗剪、抗彎、抗疲勞等性能。目前有關部門經研製、試鋪已取得一定結果。
軌道板我國秦瀋客運專線鋪設雙向預應力混凝土軌道板的無碴軌道，其優點是具有良好的穩定性、平順性和舒適性，並且可減少維修工作量，是我國鐵路工作者開發具有自主智慧財產權的板式軌道技術。
玻璃長纖維強化塑膠發泡體合成軌枕該軌枕為玻璃長纖維強化塑膠發泡體，通過壓縮粘結成型。具有重量輕、彈性好、耐腐蝕、絕緣性能好、抵抗機械損壞、便於現場鋸切、施工簡便等特點。該型式軌枕因成本較高，僅在特殊情況下選用。
安全規程
1、軌枕公路運輸應使用帶有固定架的車輛，運輸車應與軌枕尺寸相適應，裝車層數不多於6層，裝車後應綁紮牢固，嚴防運輸途中發生位移。
2、軌枕鐵路運輸應按鐵路部門批准的裝車方案進行裝車。
3、裝車時，每摞軌枕之間塞兩塊三角楔木，防止軌枕運輸過程中碰撞、損壞。
4、扛運軌枕應符合下列規定：
（1） 抬運混凝土枕應4人一根；橋枕、岔枕等應增加扛抬人員。
（2） 抬運軌枕時，掛枕應牢靠，抬運應平穩，放置時步調應一致。
（3） 單人扛運木枕應有固定人員搭肩。到達指定地點放置時，應先將木枕一端著地，使木枕豎立，然後放下，不應聳肩摔擲，避免碰撞他人。
5、軌枕卸車時，嚴禁碰、撞、摔、扭，避免危及設備及人身安全。
6、扣配件裝卸搬運過程中不應拋擲，避免傷人。
