一種適用于無砟軌道的鋼管混凝土軌枕的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于無砟軌道混凝土軌枕領(lǐng)域，更具體地，涉及一種適用于無砟軌道的鋼 管混凝土軌枕。
【背景技術(shù)】
[0002] 在枕式無砟軌道系統(tǒng)中，軌枕的功能主要是提供無砟軌道道床板施工過程中扣件 預(yù)埋件定位及軌道幾何形位的確定，一方面，為了保證道床板澆筑后軌道幾何形位的正確 及盡可能減少鋼軌精調(diào)過程中扣件的調(diào)整量，要求軌枕具有良好的形位保持能力，并且在 制造、存放、運(yùn)輸及施工過程中其變形量及抗彎、抗扭能力應(yīng)滿足相關(guān)要求;另一方面，為了 有效控制預(yù)制混凝土軌枕和現(xiàn)澆道床板新老混凝土之間產(chǎn)生裂紋的寬度和數(shù)量，保證無砟 軌道主體結(jié)構(gòu)滿足混凝土結(jié)構(gòu)相關(guān)耐久性規(guī)定要求，傳統(tǒng)混凝土長(zhǎng)軌枕已經(jīng)逐步優(yōu)化設(shè)計(jì) 為通過桁架鋼筋連接、定位的混凝土軌枕塊。
[0003] 目前，無砟軌道中混凝土軌枕應(yīng)用較為廣泛的主要包括：（1)法國(guó)的Stdedf軌枕， 其軌枕連接部件采用角鋼；（2)德國(guó)雷達(dá)2000,其軌枕連接部件采用鋼筋桁架或加強(qiáng)桿，如 申請(qǐng)公布號(hào)CN102277799A，申請(qǐng)公布日2011年12月14日的專利文獻(xiàn)公開的一種鋼筋焊接網(wǎng) 混凝土軌枕;公開號(hào)CN101316964A，公開日2008年12月3日的專利文獻(xiàn)公開的一種混凝土軌 枕;授權(quán)公告號(hào)CN100443663C，授權(quán)公告日2008年12月17日的專利文獻(xiàn)公開的一種塊式或 多塊式軌枕及其制造方法，國(guó)內(nèi)目前廣泛鋪設(shè)的CRTS I型塊式軌枕就是在雷達(dá)2000軌枕基 礎(chǔ)上消化、吸收、再創(chuàng)新形成的；（3)以鋼管作為連接部件的梯形軌枕，如授權(quán)公告號(hào) CNl 135279C，授權(quán)公告日2004年1月21日的專利文獻(xiàn)公開的一種梯形軌枕和鐵路軌道;授權(quán) 公告號(hào)CN1099505C，授權(quán)公告日2003年1月22日的專利文獻(xiàn)公開的一種鐵路路軌之梯架式 軌枕額鋼管連接件。
[0004] 然而，進(jìn)一步研究表明，上述軌枕依然存在以下問題：（I)Stdedf型無砟軌道采用 塊式混凝土軌枕，軌枕混凝土塊間用角鋼連接，以增加穩(wěn)定性，該軌枕生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，但軌 枕使用角鋼較多，成本較高，軌枕抗變形能力差；（2)雷達(dá)2000和CRTS I型塊式軌枕鋼筋桁 架為多根直弦桿鋼筋和兩根波浪形腹桿鋼筋的空間焊接結(jié)構(gòu)，其經(jīng)冷乳、調(diào)直、彎曲和焊接 等工序生產(chǎn)而成，該鋼筋桁架制作需采用專用設(shè)備，工藝復(fù)雜，設(shè)備貴，導(dǎo)致軌枕造價(jià)高，其 波浪形腹桿波長(zhǎng)調(diào)整困難，且耗時(shí)長(zhǎng)，現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)能力差；（3)以鋼管作為連接部件的梯形軌 枕，其主要是利用鋼管實(shí)現(xiàn)兩個(gè)縱向梁的連接，制備的軌枕適用于有砟軌道，在該軌枕的制 備過程中，鋼管的端部需進(jìn)行特殊處理，如端部矯平或利用預(yù)應(yīng)力鋼筋及加強(qiáng)桿實(shí)現(xiàn)鋼管 與縱向梁的有效聯(lián)結(jié)及防止回轉(zhuǎn)，其制備工藝復(fù)雜，無法實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)施工。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種適用于無砟軌道的鋼管 混凝土軌枕，其中將鋼管混凝土應(yīng)用在無砟軌道混凝土軌枕中，用鋼管混凝土作為軌枕塊 的連接部件，可有效緩解混凝土軌枕在存放、運(yùn)輸?shù)冗^程中的變形；同時(shí)還通過在澆筑軌枕 混凝土塊的同時(shí)實(shí)現(xiàn)鋼管混凝土的成形，有效增加了軌枕幾何形位保持能力，減少了鋼筋 用量，提高了可施工性，滿足軌枕抗彎扭能力的要求;此外，本發(fā)明的鋼管混凝土端部無需 做特殊處理，通過將空心鋼管直接置于軌枕混凝土塊的制造模具內(nèi)，即可實(shí)現(xiàn)鋼管混凝土 軌枕的成形，施工方便快捷，因而本發(fā)明的鋼管混凝土軌枕尤其適用于無砟軌道等場(chǎng)合。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種適用于無砟軌道的鋼管混凝土軌枕，其特征 在于，包括兩個(gè)或兩個(gè)以上軌枕混凝土塊和用于連接上述軌枕混凝土塊的軌枕連接件，其 中：
[0007] 所述軌枕混凝土塊呈塊狀結(jié)構(gòu)，其由混凝土澆筑而成；每個(gè)所述軌枕混凝土塊內(nèi) 均設(shè)置有用于固定鋼軌的預(yù)埋件和用于連接所述軌枕連接件的鋼筋網(wǎng)片或箍筋，該預(yù)埋件 用于確保所述軌枕混凝土塊與所述鋼軌可靠連接；
[0008] 所述軌枕連接件由多根水平布置在兩個(gè)彼此相鄰的所述軌枕混凝土塊之間的空 心鋼管構(gòu)成，在所述軌枕混凝土塊的現(xiàn)場(chǎng)澆筑過程中，使得所述空心鋼管與所述軌枕混凝 土塊澆筑為一體，并且保證每根空心鋼管內(nèi)均灌滿混凝土；以此方式，實(shí)現(xiàn)所述鋼管混凝土 軌枕的現(xiàn)場(chǎng)施工，提高所述鋼管混凝土軌枕的可施工性。
[0009] 作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述空心鋼管優(yōu)選為圓形的空心鋼管。
[0010] 作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述空心鋼管優(yōu)選為兩根，其分布在所述預(yù)埋件的兩側(cè)。
[0011] 作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述空心鋼管優(yōu)選為三根，上述三根空心鋼管優(yōu)選以下述方 式布置:所述三根空心鋼管的橫截面的圓心連線構(gòu)成三角形。
[0012] 作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述軌枕混凝土塊的側(cè)面設(shè)有11:1~7:1的傾角，其上面的邊 角均進(jìn)行倒角處理。
[0013] 作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述鋼筋網(wǎng)片或箍筋獨(dú)立的置于所述軌枕混凝土塊內(nèi)，以提 高所述軌枕混凝土塊的強(qiáng)度。
[0014] 作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述鋼管混凝土軌枕的彎曲剛度EIz采用如下計(jì)算公式獲得：
[0016]其中，F(xiàn)為外界施加在混凝土軌枕中部的集中載荷，1為加載模型中支座間距，q為 鋼管混凝土軌枕自重產(chǎn)生的均布荷載，f為載荷作用下混凝土軌枕的最大撓曲位移。
[0017]作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述鋼管混凝土軌枕的扭轉(zhuǎn)剛度GIp采用如下計(jì)算公式獲得：
[0019] 其中，T為施加在軌枕混凝土塊(2)上的扭矩載荷，f為扭矩載荷作用下混凝土軌 枕的單位長(zhǎng)度扭轉(zhuǎn)角。
[0020] 作為進(jìn)一步優(yōu)選的，所述鋼管混凝土軌枕的彎曲剛度為1145.3kN/m2,扭轉(zhuǎn)剛度為 61 · 7kN · m2/rad〇
[0021 ]總體而言，本發(fā)明在現(xiàn)有無砟軌道混凝土軌枕基礎(chǔ)上，針對(duì)目前存在的問題，提出 了用鋼管混凝土取代鋼筋桁架的鋼管混凝土軌枕，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn) 有技術(shù)相比，主要具備以下的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：
[0022] 1.本發(fā)明將鋼管混凝土應(yīng)用在無砟軌道混凝土軌枕中，用鋼管混凝土作為軌枕塊 的連接部件，與一般的組合式鋼筋桁架連接相比，整體性更強(qiáng)，可有效緩解混凝土軌枕在存 放、運(yùn)輸?shù)冗^程中的變形；同時(shí)通過鋼管混凝土與軌枕混凝土塊的一體成型，即在澆筑軌枕 混凝土塊的同時(shí)實(shí)現(xiàn)鋼管混凝土的成形，并將鋼管混凝土設(shè)計(jì)成由多根空心鋼管組成，有 效的增加了軌枕幾何形位保持能力，減少了鋼筋用量，提高了可施工性，可在現(xiàn)場(chǎng)直接施 工，滿足軌枕抗彎扭能力的要求。
[0023] 2.本發(fā)明中的鋼管混凝土端部無需做特殊處理，也無需在軌枕混凝土塊中設(shè)置預(yù) 應(yīng)力鋼筋，只需將空心鋼管直接置于軌枕混凝土塊的制造模具內(nèi)，與軌枕混凝土塊澆筑為 一體即可，施工方便快捷，無需采用專用的生產(chǎn)設(shè)備，工程造價(jià)低;且澆筑的軌枕混凝土塊 基本對(duì)稱于鋼軌豎軸線，與現(xiàn)澆道床板的結(jié)合面較小，同時(shí)軌枕混凝土塊側(cè)面設(shè)置成一定 坡度的斜面，軌枕混凝土塊上面邊角均進(jìn)行倒角處理，便于混凝土軌枕塊在制造生產(chǎn)過程 中的脫模及減少混凝土的應(yīng)力集中。
[0024] 3.通過本發(fā)明的鋼管混凝土軌枕與現(xiàn)有的鋼筋桁架軌枕的抗彎、抗扭對(duì)比試驗(yàn)可 知，本發(fā)明的鋼管混凝土軌枕結(jié)構(gòu)的抗彎、抗扭性能良好，保持幾何形位能力強(qiáng)，與道床板 的結(jié)合效果好，軌道的穩(wěn)定性強(qiáng);此外，本發(fā)明的鋼管混凝土軌枕具有制備工藝簡(jiǎn)單、成本 低廉、質(zhì)量可靠、規(guī)格靈活、精度高、誤差小等優(yōu)點(diǎn)，具有高的商業(yè)推廣和應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明采用三根鋼管混凝土連接的鋼管混凝土軌枕示意圖；
[0026] 圖2是圖1的俯視圖；
[0027] 圖3是圖1的側(cè)面剖視圖；
[0028]圖4是本發(fā)明的采用兩根鋼管混凝土連接鋼管混凝土軌枕示意圖；
[0029] 圖5是圖4的俯視圖；
[0030] 圖6是圖4的側(cè)面剖視圖；
[0031 ]圖7是雙鋼管混凝土軌枕彎曲剛度加載方式；
[0032]圖8是雙鋼管混凝土軌枕扭轉(zhuǎn)剛度加載方式；
[0033]圖9是多鋼管混凝土軌枕示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要 彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0035]如圖1-6所示，一種適用于無砟軌道的鋼管混凝土軌枕，包括兩個(gè)軌枕混凝土塊2 和用于連接兩個(gè)