專利名稱：混凝土軌枕及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鐵路線路標(biāo)準(zhǔn)軌距用混凝土軌枕，適合重載和提速后鐵路線路標(biāo)準(zhǔn)軌距用，以及半徑在500m-1200m的曲線和直線的山區(qū)鐵路線路使用。
背景技術(shù)：
據(jù)申請人專業(yè)所知軌枕承受來自鋼軌的各種作用力，并彈性地將作用力傳布于道床，同時(shí)有效地保持軌道的軌距、方向和位置。我國鐵路軌道使用的主要軌枕類型是木枕和預(yù)應(yīng)力鋼筋(弦)混凝土軌枕?；炷淋壵淼膬?yōu)點(diǎn)是縱、橫向阻力大，提高了線路的穩(wěn)定性，可以滿足鐵路高速度、大運(yùn)量的要求，并可節(jié)約大量優(yōu)質(zhì)木材。在我國鐵路干線上，除一部分小半徑曲線上還存在著木枕外絕大部分已鋪設(shè)混凝土枕。在我國混凝土枕基本分為I、II、III型。III型混凝土枕是進(jìn)年來研制成功的一種新型混凝土枕，正愈來愈廣泛地鋪設(shè)在主要干線上，其主要特點(diǎn)是機(jī)車(三軸)最大軸重25t，貨車最大軸重23t，可用于60kg/m和75kg/m鋼軌線路，年通過總密度60-100Mt.km/km，旅客列車最高速度為160km/h，軌枕長度2600mm，軌枕配置為1760根/km。采用C60混凝土，∮7mm壓痕鋼筋。結(jié)構(gòu)強(qiáng)度軌枕下截面靜載能力可達(dá)到210kN，中間截面可以達(dá)到170kN，比II型枕下和中間截面的承載能力分別提高了43％和65％。III型混凝土枕優(yōu)點(diǎn)很多，為鐵路運(yùn)輸作出了積極貢獻(xiàn)。但I(xiàn)IIa型(即有擋肩混凝土軌枕)仍存在著如下缺陷(見圖1、圖2)主要表現(xiàn)是軌距擋板座易松脫，在列車橫向力及振動(dòng)條件下，軌距擋板座經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)上爬現(xiàn)象；擋肩橫向推力試驗(yàn)也表明，當(dāng)橫向作用力為60kN時(shí)，軌距擋板座將上爬，使彈條扣件處于非正常工作狀態(tài)，無法提供有效的扣壓力。其二由于軌距擋板座上爬，加之山區(qū)鐵路曲線半徑小，橫向作用力大，當(dāng)軌距擋板座上爬嚴(yán)重時(shí)，與軌枕擋肩接觸面積減小，沿?fù)跫缧逼路较蛏蠙M向分力將使混凝土承受剪切作用力，接觸面積減小，剪切應(yīng)力增大，致使剪切應(yīng)力超過混凝土強(qiáng)度而破裂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的首要目的在于克服現(xiàn)有混凝土軌枕存在的上述缺陷，從尺寸及擋肩結(jié)構(gòu)形式、并改變素?fù)跫缡芰Φ葞讉€(gè)方面入手，設(shè)計(jì)出加強(qiáng)型混凝土軌枕。本發(fā)明軌枕分為直坡溝槽擋肩結(jié)構(gòu)、圓弧擋肩結(jié)構(gòu)、斜坡溝槽擋肩結(jié)構(gòu)三種設(shè)計(jì)方案。
本發(fā)明采用直坡溝槽式擋肩形式，改變擋肩的受力情況，減少了軌距擋板傳遞到擋肩的水平力，但是擋肩自身的抗剪能力沒有提高，現(xiàn)有的各種混凝土軌枕擋肩受力均為素?fù)跫缡芰?。同理，采用直坡溝槽式擋肩形式后，帶來許多優(yōu)點(diǎn)，但因原有的有擋肩軌枕其擋肩斜度為120度，產(chǎn)品生產(chǎn)過程脫模較為容易。本發(fā)明的另外兩種結(jié)構(gòu)方案圓弧擋肩結(jié)構(gòu)和斜坡溝槽結(jié)構(gòu)軌枕的擋肩斜度均為70度，脫模也容易，而直坡溝槽擋肩斜度為90度，故脫模不易，在工藝上如采用整體軌槽板，則預(yù)應(yīng)力放張后，軌枕產(chǎn)生收縮變形，使軌枕擋肩與軌槽板之間產(chǎn)生較大的壓應(yīng)力，導(dǎo)致這種混凝土軌枕的擋肩易被推裂，另一方面因?yàn)閾跫缗c軌槽板之間有較大的壓應(yīng)力，使軌枕脫模時(shí)擋肩與軌槽板之間有較大的摩擦阻力，致使僅靠軌枕自身重力不能從模型中脫出來。
本發(fā)明的另一目的是實(shí)現(xiàn)上述設(shè)計(jì)方案，提供一種混凝土軌枕的生產(chǎn)方法，解決了生產(chǎn)工藝中的脫模問題，生產(chǎn)出本發(fā)明的混凝土軌枕。
本發(fā)明的目的是通過下述的技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)一種混凝土軌枕，包括螺紋道釘結(jié)構(gòu)、配筋、扣件及軌距調(diào)整、高低調(diào)整，即擋肩混凝土加高，軌距擋板加厚，橡膠墊板加厚，混凝土軌枕內(nèi)按豎向錯(cuò)開排列方式布置有螺旋肋鋼筋，在擋肩端部位置配置剪力筋，擋板座與混凝土軌枕擋肩兩端溝槽吻合，軌距擋板與擋板座密貼。
采用直坡溝槽結(jié)構(gòu)，擋肩在正立面的投影由一斜線、一豎直線和一圓弧線組成，呈T形擋板座。
所述擋肩在正立面的投影的斜線長為17.5mm，豎直線長為30mm，承軌槽端部溝深為8mm，寬為18mm。
所述在擋肩端部位置配置的剪力筋呈U型，其兩端具有180°的彎溝。
所述軌距調(diào)整量為-4-+8mm，鋼軌左右軌距擋板座可以換用，調(diào)高量為-7-+7mm，道釘采用螺紋道釘，螺栓長度增加8mm。
采用圓弧擋肩結(jié)構(gòu)，其擋肩坡度從60度增加到70度，擋板座與軌枕接觸處采用圓弧過渡，擋板座為弧形擋板座。
采用斜坡溝槽擋肩結(jié)構(gòu)，其擋肩坡度從60度增加到70度，在承軌槽的端部設(shè)一圓弧槽，圓弧半徑為12mm，擋板座為瓢形擋板座。
本發(fā)明混凝土軌枕的生產(chǎn)方法采取機(jī)組流水線作業(yè)，其工藝流程包括一般工序鋼絲定長下料、編組及鐓頭、配件的安放以及混凝土的澆灌；特殊工序砼攪拌、鋼絲張拉、振動(dòng)成型、蒸汽養(yǎng)護(hù)；關(guān)鍵工序軌枕脫模。其中所述特殊工序①砼攪拌采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)，混凝土強(qiáng)度等級為C60，其水泥用量不超過500kg/m3，混凝土凈攪拌時(shí)間為120-150秒，確保攪拌均勻，稠度的增實(shí)因數(shù)JC應(yīng)控制在1.400-1.305之間，材料計(jì)量誤差砂、石±2％，水泥、水、減水劑±1％。
②鋼絲張拉采用Ф6.25mm鋼絲，張拉時(shí)鋼絲受力應(yīng)均勻，可采用自動(dòng)張拉和手動(dòng)張拉。自動(dòng)張拉的張拉程序?yàn)?→100KN→N(持荷1min)→鎖緊螺帽；手動(dòng)張拉的張拉程序?yàn)?→5Mpa→σk(張拉控制應(yīng)力)持荷1min→補(bǔ)拉至σk→及時(shí)用手錘敲緊鎖緊螺母。
③振動(dòng)成型軌枕成型作業(yè)是在能保證混凝土振動(dòng)密實(shí)和軌枕底部花紋符合圖紙要求的振動(dòng)臺上進(jìn)行的。普振時(shí)間不少于2min，加壓振動(dòng)時(shí)間不少于1min，加壓振動(dòng)的壓力不小于3000Pa，以確保砼振動(dòng)密實(shí)及壓花清晰。
④蒸汽養(yǎng)護(hù)軌枕采用蒸汽養(yǎng)護(hù)時(shí)，要保證混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度，避免升溫時(shí)破壞混凝土結(jié)構(gòu)，一般為水泥初凝終了，靜停時(shí)間不少于2h升溫速度不大于20℃/h，蒸汽養(yǎng)護(hù)溫度不大于60℃，并要求有一定的停汽降溫時(shí)間，降溫速度不大于20℃/h，出坑前的軌枕表面與坑外環(huán)境溫度差不大于20℃。
所述關(guān)鍵工序軌枕脫模本混凝土軌枕的生產(chǎn)模具采用鐵軌槽塊與鐵軌槽板組合承軌槽模具，或采用橡膠軌槽塊與鐵軌槽板組合承軌槽模具，脫模后按規(guī)定保濕養(yǎng)護(hù)完成后出軌枕成品。
所述混凝土軌枕的生產(chǎn)模具，是采用鐵軌槽塊與鐵軌槽板組合的承軌槽模具，鐵軌槽塊與鐵軌槽板之間設(shè)置小于或等于84度的脫模角度，兩端的聯(lián)接螺栓通過鋼模底板與鐵軌槽塊聯(lián)接，并對稱切割預(yù)應(yīng)力鋼筋。
所述混凝土軌枕的生產(chǎn)模具，是采用橡膠軌槽塊與鐵軌槽板組合的承軌槽模具，兩端的各兩只聯(lián)接螺栓通過鋼模底板與橡膠軌槽塊聯(lián)接。
所述模具特別適用于生產(chǎn)直坡溝槽擋肩結(jié)構(gòu)軌枕，有效地解決了生產(chǎn)工藝中的脫模問題。
本發(fā)明的有益的積極效果軌枕擋肩加高，配置剪力筋，可有效地提高擋肩強(qiáng)度，改變橫向作用力在擋肩上的傳遞方向，增大受力面積，理論及實(shí)驗(yàn)均證明了可提高擋肩極限承載能力一倍以上，有效地解決了混凝土擋肩易破損的問題，同時(shí)解決了軌距擋板座沿?fù)跫缟吓?、下串的問題。配置14根螺旋肋鋼筋，并按豎向錯(cuò)開排列方式布置，可提高軌下及枕中截面的靜載力，防止產(chǎn)生沿鋼筋的豎向裂紋，有效地增強(qiáng)軌枕的抗疲勞能力及后期強(qiáng)度。采用鐵軌槽塊與鐵軌槽板組合的承軌槽模具、或采用橡膠與鐵軌槽板組合的承槽模具，是軌枕生產(chǎn)技術(shù)上的一項(xiàng)革新，特別是有效地解決了直坡溝槽結(jié)構(gòu)脫模困難的問題。將軌距擋板圓弧降低，增大與軌距擋板座的接觸面積，可承受較大的橫向推力，也同時(shí)解決了軌距擋板沿?fù)醢遄吓赖膯栴}?？傊捎诓扇×吮景l(fā)明的技術(shù)措施，使軌枕整體強(qiáng)度得以加強(qiáng)，減少維修和破壞，有較好的經(jīng)濟(jì)性和前瞻性。


圖1是原結(jié)構(gòu)的軌距擋板座受橫向力后上爬示意圖。
圖2是原結(jié)構(gòu)的軌距擋板座受力后上爬對擋肩的影響示意圖。
圖3是本發(fā)明軌枕的直坡溝槽擋肩結(jié)構(gòu)半剖視示意圖。
圖4是本發(fā)明軌枕與軌距擋板和擋板座組裝示意圖。
圖5是本發(fā)明軌枕的配筋示意圖。
圖6是本發(fā)明軌枕的剪力筋布置示意圖。
圖7是本發(fā)明軌枕與軌距擋板和擋板座優(yōu)選方案示意圖。
圖8是本發(fā)明軌枕的生產(chǎn)工藝流程圖。
圖9是本發(fā)明軌枕承軌槽模具的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10是本發(fā)明軌枕承軌槽模具的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
圖11是本發(fā)明軌枕的圓弧溝槽擋肩結(jié)構(gòu)半剖視示意圖。
圖12是本發(fā)明軌枕的斜坡溝槽擋肩結(jié)構(gòu)半剖視示意圖。
具體實(shí)施例方式
參見圖3在比較了斜坡溝槽及圓弧擋肩的優(yōu)劣后選擇直坡溝槽擋肩結(jié)構(gòu)，它包括螺紋道釘1(及螺母2、平墊圈3)的結(jié)構(gòu)和材料、扣件(彈條4)、軌距調(diào)整、高低調(diào)整。擋肩至軌枕端部混凝土加高20mm，擋肩在正立面的投影由一斜線、一豎直線和一圓弧線組成，其中斜線長為17-18mm，豎直線長為29-31mm，承軌槽端部溝深為8-10mm、寬為17-19mm，加厚的軌距擋板5厚為10mm，橡膠墊板7厚為14mm，采用T形擋板座6。擋肩在正立面的投影的最佳斜線長為17.5mm，豎直線最佳長為30mm。承軌槽端部溝深最佳為9mm，寬最佳為18mm。現(xiàn)有的橡膠墊板在動(dòng)力作用下不能有效緩沖減震，降低了軌道部件的使用壽命，加速了鋼軌的波形磨耗和道床永久變形的積累。為此改進(jìn)后將橡膠墊板7由現(xiàn)有的7mm增至14mm，以便其充分發(fā)揮緩沖減震性能。鑒于彈條的受力性能較為復(fù)雜技術(shù)改進(jìn)后扣件仍采用60Si2CrA制造的II型彈條，并且保證彈條4的工作狀態(tài)不發(fā)生改變。軌距擋板5厚度從8mm增加到10mm，以便線路提速后產(chǎn)生更大橫向力作用時(shí)，軌距擋板5也能滿足使用要求。用擋板座6的結(jié)構(gòu)形式和厚度的變化來適應(yīng)軌枕擋肩結(jié)構(gòu)形式的變化和墊板7厚度的增加，在滿足結(jié)構(gòu)要求的前提下考慮擋板座6的翻轉(zhuǎn)使用。螺紋道釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)和材料不作改動(dòng)，其與混凝土的聯(lián)接仍采用硫磺錨固方式。改動(dòng)擋肩結(jié)構(gòu)時(shí)考慮螺栓的受力狀態(tài)，避免改動(dòng)后螺栓本身受力狀況惡化和螺栓周邊混凝土應(yīng)力增加，同時(shí)保證橫向力不傳遞到螺紋道釘上。軌距調(diào)整采用不同號碼軌距擋板和擋板座相配合來實(shí)現(xiàn)，高低調(diào)整采用在軌底加設(shè)調(diào)高墊片來實(shí)現(xiàn)，軌距和高低的調(diào)整量均不得低于現(xiàn)有扣件的調(diào)整量。由于采取上述技術(shù)結(jié)構(gòu)措施，特別是改變混凝土軌枕擋肩的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而改變擋板座的傳力方式，使擋板座傳遞于擋肩上的橫向力從水平方向向豎直方向傾斜。該結(jié)構(gòu)擋肩在豎向力和橫向力的聯(lián)合作用下，各處應(yīng)力不大，應(yīng)力集中不明顯，受力較為合理。溝槽處與螺紋道釘之間有足夠的空間，便于螺旋鋼筋的布置，道釘周圍混凝土沒有過大的應(yīng)力。缺點(diǎn)是軌枕在制造上技術(shù)要求較高，不容易脫模，擋板座不能翻轉(zhuǎn)使用，須配置較多的號碼來適應(yīng)不同軌距的要求。直坡溝槽結(jié)構(gòu)受力性能與原結(jié)構(gòu)對比原結(jié)構(gòu)擋肩混凝土最大當(dāng)量應(yīng)力(Mpa)為35，直坡溝槽結(jié)構(gòu)擋肩混凝土最大當(dāng)量應(yīng)力(Mpa)為17，容許應(yīng)力(Mpa)為39.5；原結(jié)構(gòu)擋板座最大應(yīng)力(Mpa)為65，直坡溝槽擋板座最大應(yīng)力(Mpa)為20，容許應(yīng)力(Mpa)為110。對比表明，直坡開槽結(jié)構(gòu)的擋肩混凝土和擋板座應(yīng)力都較小，受力都比較合理。
參見圖11，圓弧溝槽擋肩結(jié)構(gòu)其擋肩坡度從60度增加到70度，擋板座6與軌枕相接觸處采用半徑為20mm的圓弧過渡，擋板座6采用弧形擋板座、其厚度根據(jù)組裝要求增加，其它同上述直坡溝槽擋肩結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)擋肩混凝土應(yīng)力較小，無明顯應(yīng)力集中現(xiàn)象，擋板座可以翻轉(zhuǎn)使用，節(jié)約了擋板座的號碼配置。軌枕制造時(shí)技術(shù)要求不高，容易脫模。缺點(diǎn)是擋板座難以保持位置，容易上下滑動(dòng)，影響軌道幾何行位的保持。為控制擋板座的滑動(dòng)，可采用異形軌距擋板，或改動(dòng)擋板座結(jié)構(gòu)，使其包住擋板。
參見圖12，斜坡溝槽擋肩結(jié)構(gòu)其擋肩坡度從60度增加到70度，在承軌槽的端部設(shè)一深為12mm的圓弧槽，圓弧半徑為12mm，擋板座6采用瓢形擋板座，擋板座的尺寸由安裝條件決定，其它同上述直坡溝槽擋肩結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的外形美觀，軌枕制造時(shí)脫模容易，擋板座6基本沒有左右滑動(dòng)。缺點(diǎn)是圓弧槽離螺紋道釘較近，給道釘周圍螺旋鋼筋的布置帶來了困難，在最大動(dòng)態(tài)豎向力和最大橫向力的聯(lián)合作用下，在擋板座圓弧與直線倒角處的混凝土應(yīng)力偏大，同時(shí)擋板座的結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定、不能翻轉(zhuǎn)使用。
參照圖3、圖4和圖7擋板5仍采用Q235鋼軋制而成，厚度均勻?yàn)?mm，為提高其強(qiáng)度及防銹蝕能力，厚度增至10mm。其一端扣壓著鋼軌底部，另一端以圓弧面支承在擋板座6中。當(dāng)調(diào)整軌下墊層厚度時(shí)，軌距擋板5可在擋板座6中轉(zhuǎn)動(dòng)一角度而與軌距擋板5座密貼。因彈條一側(cè)扣壓在軌底的擋板5肢上，另一側(cè)支承在擋板5圓弧內(nèi)，受彈條寬度及擋板厚度的限制，擋板座6寬度可變化量較小。這樣軌枕擋肩結(jié)構(gòu)及擋板尺寸決定了軌距擋板座6的大致形狀。軌距擋板座6材料選用了兩種方案改性尼龍和摻玻纖、納米的增強(qiáng)增韌改性尼龍。為此，還對本發(fā)明軌枕作了橫向推力試驗(yàn)，結(jié)果表明軌枕擋肩在承受120kN橫向作用力后，未出現(xiàn)裂縫，且不掉皮、掉塊，其擋肩承載力較原IIIA型枕提高了一倍。采用改性尼龍與摻玻纖納米后的增強(qiáng)增韌改性尼龍制造的軌距擋板座6均可承受120kN的橫向推力而不發(fā)生嚴(yán)重變形，不破裂，扣板未上爬。根據(jù)與軌枕和軌距擋板尺寸相配合，設(shè)計(jì)了四種方案，最后選擇第四方案。為了使擋板5在擋板座6中轉(zhuǎn)動(dòng)后能密貼接觸，并能有效地防止擋板5從擋板座6中滑出，將左端圓弧降低4mm。這樣軌距擋板5與軌底面間所形成的角度由3°增至8°，左端圓弧采用近似半圓形，并設(shè)置4.5mm高的1∶9斜坡，與擋板座6的接觸面積增大。鋼軌調(diào)低時(shí)，軌距擋板5可保持與擋板座6密貼，鋼軌調(diào)高7mm時(shí)，兩者的間隙小于0.5mm，在軌距擋板座6壓縮變形后，可形成較好的密貼。為了便于調(diào)整軌距，軌距擋板5設(shè)計(jì)了(6)、(10)兩種型號，軌距擋板座6設(shè)計(jì)了(0)、(2)、(4)、(6)四種型號，相互配合，可得到與現(xiàn)有II型彈條4相同的軌距調(diào)整量。軌距調(diào)整量為-4-+8mm，鋼軌左右軌距擋板座可以換用，調(diào)高量為-7-+7mm，道釘采用螺紋道釘，螺栓長度增加8mm。
參照圖5和圖6配筋設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是預(yù)應(yīng)力鋼筋的設(shè)計(jì)，不再對箍筋另行設(shè)計(jì)。選用14根Ф6.25mm高強(qiáng)度鋼絲作為軌枕預(yù)應(yīng)力鋼筋，并按豎向錯(cuò)位排列方式布置?？商岣哕壪录罢碇薪孛娴撵o載力，防止產(chǎn)生沿鋼筋的豎向裂紋，有效地增強(qiáng)軌枕的抗疲勞能力及后期強(qiáng)度。為了提高擋肩的強(qiáng)度，在擋肩部位設(shè)置了Ф6mm的剪力筋9，即在軌枕兩個(gè)承軌槽10外的擋肩端部位置配置了兩道剪力筋9，該剪力筋呈U型，其兩端具有180°的彎溝，兩個(gè)彎溝是懸掛在主筋上用扎絲連接綁扎牢固并準(zhǔn)確定位，與主筋為一體。經(jīng)靜載試驗(yàn)，本配筋方案的最大拉應(yīng)力為2.73Mpa，最大壓應(yīng)力為20.3Mpa，均在容許限度內(nèi)。高配筋率、低張拉應(yīng)力是目前混凝土軌枕設(shè)計(jì)中的一個(gè)趨勢，本發(fā)明枕與原III型枕總張拉力均為420kN時(shí)，本發(fā)明枕中每根鋼筋的平均張拉應(yīng)力僅為965.1Mpa，原III型枕中每根鋼筋的平均張拉應(yīng)力為1091.3Mpa，降低了11.6％，這樣每根鋼筋周邊混凝土的壓力將會(huì)降低，有利于增強(qiáng)軌枕的抗疲勞能力及后期強(qiáng)度，延長軌枕的使用壽命。作為技術(shù)儲備，將總張拉應(yīng)力提高至450kN，這樣本發(fā)明枕中每根鋼筋的平均張拉應(yīng)力僅為1034.0Mpa，較原III型枕中每根鋼筋的平均張拉應(yīng)力降低了5.2％。經(jīng)對新III型枕的靜載試驗(yàn)(450kN的總張拉力)，軌下截面靜載力達(dá)到了268kN(較設(shè)計(jì)值提高了27.6％)，枕中截面靜載力達(dá)到了195kN(較設(shè)計(jì)值提高了14.7％)，比較有利的是，這種配筋方式承載力的檢測值波動(dòng)較小，產(chǎn)品質(zhì)量十分穩(wěn)定。
參照圖8軌枕的生產(chǎn)采取機(jī)組流水線作業(yè)，其工藝流程包括一般工序鋼絲定長下料、編組及鐓頭、配件的安放、混凝土的澆灌；特殊工序砼攪拌、鋼絲張拉、振動(dòng)成型、蒸汽養(yǎng)護(hù)；關(guān)鍵工序軌枕脫模。特殊工序①砼攪拌，采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)，混凝土強(qiáng)度等級為C60，其水泥用量不超過500kg/m3，混凝土凈攪拌時(shí)間為120-150秒，確保攪拌均勻，稠度的增實(shí)因數(shù)JC應(yīng)控制在1.400-1.305之間。材料計(jì)量誤差砂、石±2％，水泥、水、減水劑±1％。②鋼絲張拉，采用Ф6.25mm鋼絲，張拉時(shí)鋼絲受力應(yīng)均勻?？刹捎米詣?dòng)張拉和手動(dòng)張拉。自動(dòng)張拉的張拉程序?yàn)?→100KN→N(持荷1min)→鎖緊螺帽；手動(dòng)張拉的張拉程序?yàn)?→5Mpa→σk(張拉控制應(yīng)力)持荷1min→補(bǔ)拉至σk→及時(shí)用手錘敲緊鎖緊螺母。③振動(dòng)成型，軌枕成型作業(yè)是在能保證混凝土振動(dòng)密實(shí)和軌枕底部花紋符合圖紙要求的振動(dòng)臺上進(jìn)行的。普振時(shí)間不少于2min，加壓振動(dòng)時(shí)間不少于1min，加壓振動(dòng)的壓力不小于3000Pa，以確保砼振動(dòng)密實(shí)及壓花清晰。④蒸汽養(yǎng)護(hù)，軌枕采用蒸汽養(yǎng)護(hù)時(shí)，要保證混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度，避免升溫時(shí)破壞混凝土結(jié)構(gòu)，一般為水泥初凝終了，靜停時(shí)間不少于2h升溫速度不大于20℃/h，蒸汽養(yǎng)護(hù)溫度不大于60℃，并要求有一定的停汽降溫時(shí)間，降溫速度不大于20℃/h，出坑前的軌枕表面與坑外環(huán)境溫度差不大于20℃。關(guān)鍵工序軌枕脫模，其脫模是經(jīng)多次試驗(yàn)研究才得以解決，在試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，PVC高分子模具硬度對直坡溝槽擋肩表面具有十分重要的影響，首先采用邵氏硬度為60-70度的PVC材料，脫模后直坡溝槽擋肩表面不平整，隨后將邵氏硬度提高到了90度，脫模后擋肩和承軌槽表面的平整度可以得到保證。在批量生產(chǎn)過程中，又發(fā)現(xiàn)PVC高分子材料的邵氏硬度會(huì)隨著溫度的增加而降低，在連續(xù)使用過程中，又會(huì)出現(xiàn)硬度降低的現(xiàn)象，經(jīng)過反復(fù)對比篩選，選用邵氏硬度為90度的橡膠與鐵片組合的承軌槽模具，又經(jīng)試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)橡膠的硬度未發(fā)現(xiàn)變化，可以保證在連續(xù)生產(chǎn)過程中軌枕表面的平整度，脫模率達(dá)100％。
參照圖9、圖10其模具采用鐵軌槽塊與鐵軌槽板組合承軌槽模具，鐵軌槽塊13與鐵軌槽板12之間設(shè)有α≤84°的脫模角度，兩端的聯(lián)接螺栓14通過鋼模底板11與鐵軌槽塊13聯(lián)接；或采用橡膠軌槽塊13’與鐵軌槽板12’組合承軌槽模具，兩端的各兩支聯(lián)接螺栓14’通過鋼模底板11’與橡膠軌槽塊13’聯(lián)接。脫模后按TB10210的規(guī)定保濕養(yǎng)護(hù)三天出軌枕成品?；炷淋壵懋a(chǎn)品的外觀質(zhì)量及各部位尺寸質(zhì)量均應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并作軌枕靜載抗裂強(qiáng)度檢驗(yàn)載荷值(KN)及軌枕疲勞強(qiáng)度檢驗(yàn)載荷值(KN)。所述機(jī)組設(shè)備及一般工藝流程，除承軌槽組合模具外，均系現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種混凝土軌枕，包括螺紋道釘結(jié)構(gòu)、配筋、扣件及軌距調(diào)整、高低調(diào)整，其特征在于擋肩混凝土加高，軌距擋板加厚，橡膠墊板加厚，混凝土軌枕內(nèi)按豎向錯(cuò)開排列方式布置有螺旋肋鋼筋，在擋肩端部位置配置剪力筋，擋板座與混凝土軌枕擋肩兩端溝槽吻合，軌距擋板與擋板座密貼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土軌枕，其特征在于采用直坡溝槽結(jié)構(gòu)的擋肩在正立面的投影由一斜線、一豎直線和一圓弧線組成，呈T形擋板座。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混凝土軌枕，其特征在于擋肩在正立面的投影的斜線長為17.5mm，豎直線長為30mm，承軌槽端部溝深為8mm，寬為18mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混凝土軌枕，其特征在于在擋肩端部位置配置的剪力筋呈U型，其兩端具有180°的彎溝。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混凝土軌枕，其特征在于軌距調(diào)整量為-4-+8mm，鋼軌左右軌距擋板座可以換用，調(diào)高量為-7-+7mm，道釘采用螺紋道釘，螺栓長度增加8mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土軌枕，其特征在于采用圓弧擋肩結(jié)構(gòu)，其擋肩坡度從60度增加到70度，擋板座與軌枕接觸處采用圓弧過渡，擋板座為弧形擋板座。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土軌枕，其特征在于采用斜坡溝槽擋肩結(jié)構(gòu)，其擋肩坡度從60度增加到70度，在承軌槽的端部設(shè)一圓弧槽，圓弧半徑為12mm，擋板座為瓢形擋板座。
8.一種實(shí)施權(quán)利要求1所述混凝土軌枕的生產(chǎn)方法，該生產(chǎn)方法采取機(jī)組流水線作業(yè)，其工藝流程包括一般工序、特殊工序和關(guān)鍵工序，一般工序鋼絲定長下料、編組及鐓頭、配件的安放、混凝土的澆灌；特殊工序砼攪拌、鋼絲張拉、振動(dòng)成型、蒸汽養(yǎng)護(hù)；關(guān)鍵工序軌枕脫模；其中所述特殊工序①砼攪拌采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)，混凝土強(qiáng)度等級為C60，其水泥用量不超過500kg/m3，混凝土凈攪拌時(shí)間為120-150秒，確保攪拌均勻，稠度的增實(shí)因數(shù)JC應(yīng)控制在1.400-1.305之間，②鋼絲張拉采用Φ6.25mm鋼絲，張拉時(shí)鋼絲受力應(yīng)均勻，采用自動(dòng)張拉和手動(dòng)張拉，自動(dòng)張拉的張拉程序?yàn)?→100KN→N(持荷1min)→鎖緊螺帽；手動(dòng)張拉的張拉程序?yàn)?→5Mpa→σk(張拉控制應(yīng)力)持荷1min→補(bǔ)拉至σk→及時(shí)用手錘敲緊鎖緊螺母；③振動(dòng)成型軌枕成型作業(yè)是在保證混凝土振動(dòng)密實(shí)和軌枕底部花紋符合圖紙要求的振動(dòng)臺上進(jìn)行的，普振時(shí)間不少于2min，加壓振動(dòng)時(shí)間不少于1min，加壓振動(dòng)的壓力不小于3000Pa，以確保砼振動(dòng)密實(shí)及壓花清晰；④蒸汽養(yǎng)護(hù)軌枕采用蒸汽養(yǎng)護(hù)時(shí)，要保證混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度，避免升溫時(shí)破壞混凝土結(jié)構(gòu)，一般為水泥初凝終了，靜停時(shí)間不少于2h升溫速度不大于20℃/h，蒸汽養(yǎng)護(hù)溫度不大于60℃，并要求有一定的停汽降溫時(shí)間，降溫速度不大于20℃/h，出坑前的軌枕表面與坑外環(huán)境溫度差不大于20℃；所述關(guān)鍵工序軌枕脫模軌枕的生產(chǎn)模具采用鐵軌槽塊與鐵軌槽板組合承軌槽模具，或采用橡膠軌槽塊與鐵軌槽板組合承軌槽模具，脫模后按規(guī)定保濕養(yǎng)護(hù)完成后出軌枕成品。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述混凝土軌枕的生產(chǎn)方法，其特征在于所述采用鐵軌槽塊與鐵軌槽板組合的承軌槽模具，鐵軌槽塊與鐵軌槽板之間設(shè)置小于或等于84度的脫模角度，兩端的聯(lián)接螺栓通過鋼模底板與鐵軌槽塊聯(lián)接，并對稱切割預(yù)應(yīng)力鋼筋。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述混凝土軌枕的生產(chǎn)方法，其特征在于所述采用橡膠軌槽塊與鐵軌槽板組合的承軌槽模具，兩端的各兩只聯(lián)接螺栓通過鋼模底板與橡膠軌槽塊聯(lián)接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種混凝土軌枕及其生產(chǎn)方法，該軌枕適合重載及提速后鐵路標(biāo)準(zhǔn)線路用軌枕，以及半徑在500m－1200m的曲線和直線的山區(qū)鐵路線路使用。本發(fā)明的軌枕擋肩結(jié)構(gòu)，其擋肩混凝土加高，軌距擋板加厚，橡膠墊板加厚，軌枕內(nèi)按豎向錯(cuò)開排列方式布置有螺旋肋鋼筋，在擋肩端部位置配置剪力筋。有益效果是提高擋肩強(qiáng)度，改變橫向作用力在擋肩上的傳遞方向，增大受力面積，理論及實(shí)驗(yàn)均證明了可提高擋肩極限承載能力一倍以上，有效地解決了混凝土擋肩易破損的問題；同時(shí)解決了軌距擋板座沿?fù)跫缟吓?、下串的問題；提高軌下及枕中截面的靜載力，防止產(chǎn)生沿鋼筋的豎向裂紋，有效地增強(qiáng)軌枕的抗疲勞能力及后期強(qiáng)度。
文檔編號E01B3/00GK1570276SQ200410022369
公開日2005年1月26日 申請日期2004年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月23日
發(fā)明者王斌, 王平, 古鐘亮, 周家鳴, 黃為, 郭凱, 王勇, 余志敬 申請人:王斌, 王平, 古鐘亮, 周家鳴, 黃為, 郭凱, 王勇, 余志敬