國內外雙塊式軌枕發展現狀及生產工藝對比

朱鴻飛

鄭州市建設工程治理檢測有限公司（450000）

國內外雙塊式軌枕發展現狀及生產工藝對比

朱鴻飛

鄭州市建設工程治理檢測有限公司（450000）

這里介紹了國內及國外雙塊式軌枕發展現狀，對比和分析了國內及國外雙塊式軌枕生產工藝的區別及各自優缺點。

雙塊式軌枕；生產工藝；混凝土

0 引言

世界范圍內，雙塊式軌枕的產生和發展較我國早，其中以日本及歐洲一些國家最為先進。當時其主要目的是通過設計新穎的結構從而達到節約資源及投資的目的。

在我國，尤其是建國初期，應用最為廣泛的是木枕。但是由于我國木材資源稀缺，木枕造價相對較高，到20世紀50-60年代，我國也開始對混凝土軌枕進行研制[1]。直至20世紀80年代我國才通過引進外國先進工藝技術并著手對雙塊式軌枕進行系統研究。

由于雙塊式軌枕的諸多優勢，其在世界范圍內的應用日益廣泛。同樣，在我國各種型號的雙塊式混凝土軌枕被規模化制造出來，基本能夠滿足我國鐵路建設中的使用需求，但是從使用情況來看依然存在諸多問題。因此，有必要對國內外雙塊式軌枕發展現狀進行論述，并對國內外生產工藝進行對比分析。

1 國內外雙塊式軌枕的發展現狀

1.1 國外雙塊式軌枕的發展現狀

早在上世紀60年代初，法國、荷蘭、匈牙利等國家就開始對雙塊式軌枕的應用進行研究。

世界各國對雙塊式軌枕的研究和開發主要集中于對軌枕的結構設計及制造工藝技術上。結構設計方面，法國最開始研發了“Vogneus”型雙塊式軌枕[2]，該類混凝土軌枕的中間連接鐵采用了角鋼，瑞士和匈牙利的混凝土軌枕中間連接鐵為圓管內部灌注水泥砂漿或者僅使用圓管。捷克研發的雙塊式軌枕中間連接鐵為2個槽鋼；此外，捷克還制造了一種雙鉸式（即中間連接為鋼筋混凝土塊）的結構形式，軌枕全長貫穿預應力鋼筋進行張拉錨固。荷蘭同樣在20世紀60年代首次試驗研究了Zlg－Zag型軌枕，它是在梅花式的塊體支承之間采用中間連接鐵的形式[3]。

在生產過程中和工藝技術上許多國家采用的雙塊式軌枕生產工藝是一種定型產品工藝，生產線上的兩條行走軌道上都安有機械設備，設備可沿軌道向前行進，其工作范圍位于軌道范圍中。設備運行時需要兩套模具交替使用，其中一套模具由工人完成配件安裝,然后設備開始下料，過后依次搗振和壓花，最后將其模具直接反轉進行脫模。與此同時處于下方的模具翻轉至上方重復上述操作，以此類推，不斷交替進行，這個生產過程連續性很強[4]。

1.2 國內雙塊式軌枕的發展現狀

我國混凝土軌枕發展初期，軌枕的主要型號包括：弦61型、弦65B型等，且該類混凝土軌枕命名混亂。直至1984年為了改變這種混凝土軌枕命名混亂的情況，將混凝土軌枕的類型減少為S-1型、S-2型、S-3型、J-2型。而后又按照混凝土軌枕承載力的不同把這些混凝土軌枕歸類為Ⅰ型、Ⅱ型，后來，通過不懈努力，相繼又設計出了Ⅲ型和新Ⅲ型雙塊式混凝土軌枕[5]。隨著鐵路運輸事業的不斷發展,Ⅰ型混凝土軌枕由于其承載力低，已不能適應現階段我國鐵路的使用需求，因而逐漸被淘汰。現階段在我國，混凝土軌枕鋪設的主流型號為新Ⅱ以及Ⅱ型軌枕。Ⅱ型、新Ⅱ型混凝土軌枕的外形形式均為帶擋肩型式。圖1即為帶擋肩的雙塊式混凝土軌枕結構形式。這種軌枕由于其承載能力相對較高，所以在使用時可以用于鋪設次重型及重型軌道。

圖1 雙塊式混凝土軌枕結構形式

我國通過借鑒外國生產工藝，結合我國實際情況，形成了一套獨特的雙塊式軌枕生產工藝。該生產過程主要生產過程分為兩條主線，其中一條是混凝土軌枕的裝配成型過程，另一條主線則是鋼筋桁架的生產加工過程。軌枕生產過程主要經過混凝土的拌合、澆筑入模（模具已經裝配完整噴涂脫模劑）、振動成型、蒸汽養護、沖擊脫模等工序。鋼筋的加工服務于裝配過程，使軌枕的成型過程形成一個完整循環[6]。

2 國內外雙塊式軌枕生產工藝對比及分析

2.1 國內外雙塊式軌枕生產工藝對比

對比國內外雙塊式軌枕生產工藝不難發現，二者的區別集中體現在脫模工藝上。我國的傳統的混凝土軌枕生產工藝是在澆筑完畢后經過蒸汽養護，養護過后混凝土達設計強度的70%時脫模即 “干脫”。而國外一些國家和地區則是在澆筑完畢后直接進行脫模，即“濕脫”。脫模程序上的不同必然會造成整個混凝土軌枕生產過程所采用的生產技術及工藝存在較大區別。

采用我國傳統工藝脫模時為了能夠振搗密實，需保證混凝土的流動性，因此我國用于生產雙塊式軌枕所用混凝土水灰比較外國的要大。同時，由于我國混凝土軌枕經養護到一定強度后脫模，需采取沖擊脫模方式進行脫模。我國傳統工藝養護時需帶模養護，而外國則可不帶模具進行養護。

2.2 國內外雙塊式軌枕生產工藝優缺點分析

我國采用的干脫方式最為明顯的優勢是生產效率高、產量大，每條生產線每天的生產能力取決于周轉速度和模具數量。但由于這種干脫模式使用了較高的水灰比，對混凝土軌枕強度及耐久性有不利影響。由于我國傳統生產方式需在養護階段帶有鋼模，較厚的鋼模不利于熱量的傳遞且由于鋼模的存在水蒸氣同混凝土軌枕的接觸面積大大減小，阻礙了水蒸氣的進入，不利于混凝土軌枕的養護。沖擊式脫模方式也會對混凝土軌枕結構造成損傷甚至直接造成結構斷裂。

國外由于其在養護前進行脫模，為了保證其具有一定的外形穩定性，水灰比較我國采用的水灰比低，混凝土質量更好，同我國相比生產同等強度等級的混凝土軌枕節省了水泥用量，而且提高了耐久性。濕脫法在脫模過程中對混凝土損傷小，即便在脫模時產生了損傷也可在其初凝前進行簡單的磨平修復。但濕脫工藝也存在不足之處，如其效率較低、產品表面光潔度較差、生產環境要求嚴格等。

3 結語

縱觀國內外雙塊式軌枕發展不難看出，我國雙塊式軌枕的應用及生產工藝技術發展迅速；但在諸多生產細節方面依然有提升空間。通過改進提高，會更進一步滿足我國鐵路事業的發展需求，為我國鐵路事業發展提供更有力的保證。

[1]李文斌.試論在生產混凝土軌枕中如何提高經濟效益[J].鐵道學報,1983(4)：66-67.

[2]韓啟孟,徐文杰.法國混凝土軌枕技術在我國鐵路應用分析[J].鐵道標準設計,1999(11)：1-3.

[3]蔡小培,曲村,高亮.國內外高速鐵路橋上有砟軌道結構研究現狀分析[J].鐵道標準設計,2011(11)：6-10.

[4]王興奎.利用中國傳統工藝改進生產歐標雙塊式軌枕的探討[J].鐵道建筑技術,2009(7)：47-50.

[5]郭劍.客運專線雙塊式軌枕混凝土實驗研究[D].北京：北京交通大學土木建筑工程學院,2008：1-3.

[6]王正壽.高速鐵路雙塊式軌枕制造關鍵技術研究[J].山西建筑.2010,36(18)：252-253.