新M-Ⅲ型混凝土軌枕在礦山線的鋪設使用

程 海 波

(同煤集團礦山鐵路分公司，山西 大同 037003)

近年來，隨著集團公司煤炭鐵路外運量的大幅度提高，機車牽引動力的大功率化和鐵路重載運輸的全面發展，尤其是在鐵路部門的幾次提速之后，我們在既有線路上鋪設的舊Ⅱ型混凝土軌枕承載力嚴重不足的狀況更加明顯，與鐵路運營重載要求差距拉大，同時混凝土軌枕的傷損和失效情況也在逐年增加。尤其在兩條專用線相繼開通了萬噸和兩萬噸重載單元列車后，由于機車車輛整體車身比原來長，車輛頭尾擺動幅度大，而我們線路基礎技術條件不高，就造成曲線地段混凝土軌枕經常出現中間斷裂、擋肩饋損等現象，使得軌道的整體穩定性得不到保障，嚴重地影響到了行車的安全。因此，我公司成立了專門的課題小組，最后提出在兩道溝重點地段鋪設新M-Ⅲ型混凝土軌枕的新思路，按照設計文件的要求，在完成了試點地段的鋪設任務之后，經過一年的跟蹤和觀察，最終在兩道溝的正線大量更換為新M-Ⅲ型混凝土軌枕。鋪設新混凝土軌枕已經經過幾年的運營，現對其鋪設狀況及相關問題做了如下分析。

1 現場鋪設情況

1.1 初期在云支線試點鋪設地段

初期在云支線試點鋪設地段參數見表1。

表1 初期在云支線試點鋪設

新M-Ⅲ型混凝土軌枕適用于直線地段或者曲線半徑不小于300 m的曲線地段，我們根據線路運營實際條件，結合當年的線路破底清篩工程，最終選出表1中所列8個區段首先進行了新Ⅲ型混凝土軌枕的鋪設，累計鋪設新M-Ⅲ型混凝土軌枕4 304根。這些區段設備基本狀況為：最小曲線半徑350 m，線路最大坡度5‰，60 kg/m鋼軌，鋪設新Ⅲ型混凝土軌枕配置由原來的1 600根/km改為1 680根/km，道床采用碎石道床，軌枕下道床厚度及道碴肩寬均大于400 mm，路基狀況穩定、無病害。

1.2 現場鋪設混凝土軌枕

我們試點區域是在對線路進行破底清篩的同時更換新Ⅲ型混凝土軌枕，因此在施工前期我們根據線路的實際情況，按照前期對現場調查的線路設備資料以及設計文件編制出相應施工組織設計，制定施工組織技術標準及要求，合理安排勞動力和機具。

1)更換混凝土軌枕的技術標準及要求：

a.混凝土軌枕所使用的螺旋道釘硫磺錨固料必須嚴格按照標準要求配合比：即按照硫磺∶水泥∶砂子∶石蠟=1∶(0.3～0.6)∶(1～1.5)∶0.3比值配料，并且要根據天氣狀況以及灌注條件確定，螺旋道釘硫磺錨高度大約為87 mm～90 mm；

b.連接零件扭力矩的要求：接頭螺栓的扭力矩要求達到90 N·m，彈條扣件的扭力矩要求達到120 N·m～160 N·m；

c.鋪設混凝土軌枕區段要求按照標準的規定：接頭間距c=520 mm，過渡間距b=544 mm，中間間距a=600 mm；

d.更換混凝土軌枕現場作業時，鎖定軌溫在+20 ℃～-20 ℃內，其他時間內嚴禁現場作業。

2)現場施工。

新M-Ⅲ型混凝土軌枕是有擋肩的預應力鋼筋混凝土軌枕，和它配套使用的是B型彈條扣件，現場施工中螺旋道釘硫磺錨固作業和混凝土軌枕鋪設與原來的Ⅱ型枕完全一樣，不需要增加專門的工具，而且施工方法比較簡單，全部利用原有扣件。基本操作方法是：首先在站臺進行螺旋道釘硫磺錨固后，利用軌道車把軌枕運送到施工地點，在線路進行破底清篩的同時進行更換作業，勞動力根據實際情況按照2人或者4人一組更換，我們的施工組在8個試點區段累計更換了4 304根新Ⅲ型混凝土軌枕，用了不到三個月的時間。

2 新M-Ⅲ型混凝土軌枕使用效果

更換混凝土軌枕試點工程由建安公司項目部負責現場的施工，鋪設完成之后又及時進行了全面的整修，在運營了三個月后正式交付工務段各自所轄養路工區維修保養。而工務段在接管后先組織自己的機械化施工隊進行了一次機械化搗固的保養作業，線路狀況逐漸穩定，設備狀況良好，因此受到維修單位的歡迎。新M-Ⅲ型混凝土軌枕在強化軌道結構、減少日常維修工作量方面具有很明顯的優越性，現做如下概括：

1)新M-Ⅲ型混凝土軌枕與原來的Ⅱ型混凝土軌枕比較，有了一系列的改變：新M-Ⅲ型混凝土軌枕長度由2.5 m增加到2.6 m，枕底支撐面積由6 588 cm2增加到7 774 cm2，軌端側面積增加了33%，單根混凝土軌枕重量由251 kg增加到350 kg，用鋼量由6.17 kg增加到7.8 kg，配筋加強等等，因此新M-Ⅲ型混凝土軌枕可以有效提高道床的縱、橫向阻力，降低重載單元列車運輸產生的道床變形積累，增強了軌道框架的剛度和整體性，提高了線路的整體穩定性。

2)新M-Ⅲ型混凝土軌枕實際枕底面積是7 774 cm2，如果以等支承面積計算，每千米鋪設1 600根新Ⅲ型混凝土軌枕與1 840根Ⅱ型混凝土軌枕相當，由此可見，鋪設新M-Ⅲ型混凝土軌枕可以減少現場鋪設的配置量，進而減少施工作業量。

3)新M-Ⅲ型混凝土軌枕的枕下和中間截面的設計承載力比原來分別提高了45%和65%，增加了軌道的整體強度。

4)由于軌道強度得到提高，枕底的支承面積增加，有效改善了軌道的受力狀態，減少了道床變形的累積，保證了線路的整體穩定性，提高了設備的整體質量。根據調查結果顯示，養路工區自正式接管線路時進行了一次比較全面的整修和加強了接頭之外，累計半年沒有進行其他的日常保養作業，而安全部門在靜態檢查的過程中也沒有發現線路有明顯的變化，軌距、水平都能夠保持在標準范圍之內。

5)混凝土軌枕的鋪設由原來的每千米1 840根減少到1 600根和1 680根，相應的減少了線路搗固作業的工作量，提高了機械化養路的工作效率；同時由于軌道結構的增強，線路保養周期得到延長，節約了養路工區的日常維修工作量。由此可見，鋪設新M-Ⅲ型混凝土軌枕具有強化軌道結構、減少日常維修作業量、節約維修資金等技術和經濟效益。

3 結語

1)新M-Ⅲ型混凝土軌枕為擋肩式混凝土軌枕，與TK-Ⅲ型枕比較，軌枕扣件與原Ⅱ型枕相同，不需要添加專門的施工作業器械，避免了目前TK-Ⅲ型枕扣件預埋件位置出現偏差等問題。

2)軌枕長度由2.5 m增加到2.6 m，軌枕寬度增加，因此道床支撐面積比原來增大，增加了道床的橫向阻力。

3)在現有的60 kg/m的線路上鋪設新M-Ⅲ型混凝土軌枕之后，由于鋼軌重量和軌枕底部面積的增加，相應將混凝土軌枕的配置數量由原來的1 840根改為1 600根或1 680根，方便了線路工的日常維修和保養作業。

4)新M-Ⅲ型混凝土軌枕加重，從軌道動力性能分析，軌枕重量越大，那么通過鋼軌傳遞給道床的動力越小。因此，增加軌枕重量并使用高彈墊板，可使道床受到的振動降低，有利于提高道床的整體穩定性和減低日常維修工作量。

總結以上優點，在試點地段運營一年后，我公司投入大量的人力和物力，兩年內連續將兩道溝專用線的正線按計劃全部更換為新M-Ⅲ型混凝土軌枕，有效的改善了線路的整體狀況，排除了安全隱患，同時也解決了多年來存在的勞動力不足的狀況。