蒙华铁路长枕埋入式轨枕制造技术

收稿日期：２０１９－０１－

１５ 作者简介：代赵洁（１９８７—），女，工程师，主要从事土木工程施工技术管理工作。４０６３５６８９５＠ｑｑ

．ｃｏｍ蒙华铁路长枕埋入式轨枕制造技术

代赵洁

（中铁十四局集团房桥有限公司，北京１０２４００

）摘　要：介绍了长枕埋入式无砟轨道使用的混凝土轨枕制造技术。通过对轨枕结构设计时承载能力要求和预应力偏心影响的分析，

提出桥枕设计的两种结构配筋方案，对比分析得到合理的配筋方案。通过对钢模结构的设计，提出两种预埋铁座固定装置方案并对比，得到合适的预埋铁座固定方案。对轨枕生产的工艺流程和关键技术控制进行优化设计，对长枕埋入式轨枕进行静载抗裂强度检验。新型轨枕满足使用要求并有一定安全富余量。

关键词：长枕埋入式无砟轨道；轨枕；预埋铁座；生产工艺ＤＯＩ：１０．１３２１９／ｊ．ｇｊｇｙ

ａｔ．２０１９．０２．０１３中图分类号：Ｕ２１３．３４　文献标识码：Ｂ　文章编号：１６７２－３９５３（２０１９）０２－００５３－０４

蒙华铁路（蒙西到华中煤运铁路）是国内在建最长的运煤专线。蒙华铁路多位于多山地区，线路上隧道占比都比较高。为了提高隧道内线路运营条件，蒙华铁路长１ｋｍ及以上隧道内采用长枕埋入式无砟轨道，配套采用ＷＪ－１２型扣件。桥梁上长枕埋入式无砟轨道整体性好，能保持轨距不发生变化，方便基本轨、护轨布置，也有其独到优势。由于该型号长枕埋入式轨枕首次在国内批量化生产制造，因此本文在此总结本产品的生产制造技术，为该类似

轨枕生产提供参考［

１］

。１

长枕埋入式轨枕枕型介绍

新建蒙华铁路长枕埋入式轨枕（图号：研线

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Ｉ）包含隧道内及路基用长枕埋入式轨枕、桥上长枕埋入式平直段轨枕两大类（

见图１、图２）。长枕埋入式轨枕长度为２．５ｍ，桥上长枕在枕中位置设置有护轨承轨台，护轨承轨台平面高度要大于钢轨承轨台平面高度，

而隧道及路基用长枕无设置。该枕使用ＷＪ－

１２型扣件，需在轨枕预制时将扣件的配套铁座部分预埋在混凝土中，作为钢轨扣件的固定结构。在承轨面范围内设置１∶４０轨底坡，满足钢轨安装的需要。长枕侧面设置有预留孔，为一侧直径７０ｍｍ、另一侧直径５０ｍｍ的锥形侧孔结构。轨枕端头预应力钢丝外露长度８０ｍｍ，上排钢丝向下弯折１５°

，便于与整体道床钢筋连接

。图１

隧道内及路基上长枕埋入式轨枕

图２桥上长枕埋入式无砟轨道平直段轨枕

２

轨枕配筋方案设计

蒙华铁路埋入式桥枕的配筋设计沿用既有重载

铁路隧道内埋入式长枕的设计方案，主筋采用８根

７ｍｍ螺旋肋钢丝。为研究中间截面高度的增加

对桥上埋入式长枕的影响，特进行了两种结构方案设计对比分析。

方案一：该方案轨枕轨下和枕中截面设计如图３所示。经计算，

预应力筋合力点高度在轨下截面换算截面合力点高度以下，这样可以保证轨下截面下侧抗拉强度，从结构受力的角度可满足轨下截面正弯矩的要求。枕中截面经计算受到负弯矩，如果与轨下截面一致，则对于桥上轨枕枕中截面的受力形式是不利的。为了使枕中截面形心以上能够承受拉应力，

在上侧加置４根补强钢筋，用来分担枕中截面混凝土受到的拉应力，使枕中截面能够承受负弯矩。此种方案中，钢丝总张拉力为３４８ｋＮ。经计

实例Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｐｒａｃｔｉｃａｌ　Ｅｘａｍｐ

ｌｅｓ

算，该轨枕静载强度值为：轨下截面为１７０ｋＮ、枕中截面为１１０ｋＮ

。

图３

预应力钢筋布置（单位：ｍｍ）

方案二：为了提高截面的抗弯性能，可通过增大截面上的预压应力值的方法来实现，由此改善枕中截面抗弯能力由混凝土抗拉性能承担的情况。长枕作为一种偏心受拉结构，可以在截面形式不改变的情况下调整偏心距，在保证轨下截面承载能力能够满足要求的前提下，将钢筋丝位向轨枕顶面方向调整５ｍｍ（见图３），由此来优化枕中截面的受力。又因为该轨枕用于无砟轨道线路上，承受的弯矩较小，且考虑到偏心距调整后过大的张拉力可能会导致混凝土徐变上拱严重，因此将钢丝的总张拉力调整到２００ｋＮ。经计算，在此种方案下，静载强度值：轨下截面为１１０ｋＮ、枕中截面８０ｋＮ。

两种方案中轨下和枕中截面的抗弯能力均能满足设计静载试验值的要求，轨下截面的正弯矩引起的拉应力基本由预应力钢丝承受，承载力稳定，充分发挥了钢筋混凝土结构混凝土部分受压、钢筋部分受拉的特点；且在轨枕生产时，随着混凝土截面面积

的增加，

轨枕的抗裂性能也会随之增强。由于桥枕护轨的设计，枕中截面较轨下截面还要高，枕中截面的部分抗弯能力是由混凝土来承担，因此枕中截面的抗弯能力受混凝土强度的影响很大，施工时要严格控制，才能满足产品的要求。方案二较方案一预应力钢丝丝位提升了，原来混凝土承担的拉应力变小了，施工时可以更好的控制。对比两种方案，方案二的施工方便、张拉力小、轨枕生产之后徐变上拱值小，因此桥枕的配筋形式采用方案二的配筋设计。

３　钢模型的设计

３．１

模型结构设计

根据长枕埋入式轨枕的外形特性及预应力要求，生产预制宜采用机组流水线工艺。为保证模型的制作精度和质量，

模型采用２×４结构形式，即双排４根布置，这样有利于防止模型起拱变形及丝位的控制。模型不设反拱，因外露筋设计长度为８０ｍｍ，因此相邻两枕节间距设置不应少于１６５ｍｍ，

预留５ｍｍ断筋损耗长度。枕节之间采用断开结构，此结构对轨枕长度及端头垂直度控制较好。模型平面图和断面图如图４、图５所示

。

图４模型平面图（局部）（单位：ｍｍ

）

图５模型断面图（单位：ｍｍ）

３．２预埋铁座固定装置设计

长枕埋入式轨枕相较于普通有砟轨道轨枕，其

承轨面两侧采用预埋铁座作为钢轨扣件的固定结构，预埋铁座安装的精确度是长枕埋入式轨枕生产

制造的关键质量控制点。根据图纸设计要求，承轨面沿预埋铁座向上２８ｍｍ处为测量点，在此位置测量同一承轨面两铁座间距（即小轨距）误差允许值为（－０．５ｍｍ、＋１ｍｍ）

，两侧承轨面外侧两铁座间距