一種適用于無砟軌道的鋼管混凝土軌枕的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發明屬于無砟軌道混凝土軌枕領域，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】
[0002] 在枕式無砟軌道系統中，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過程中扣件的調整量，要求軌枕具有良好的形位保持能力，并且在 制造、存放、運輸及施工過程中其變形量及抗彎、抗扭能力應滿足相關要求;另一方面，為了 有效控制預制混凝土軌枕和現澆道床板新老混凝土之間產生裂紋的寬度和數量，保證無砟 軌道主體結構滿足混凝土結構相關耐久性規定要求，傳統混凝土長軌枕已經逐步優化設計 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用較為廣泛的主要包括：（1)法國的Stdedf軌枕， 其軌枕連接部件采用角鋼；（2)德國雷達2000,其軌枕連接部件采用鋼筋桁架或加強桿，如 申請公布號CN102277799A，申請公布日2011年12月14日的專利文獻公開的一種鋼筋焊接網 混凝土軌枕;公開號CN101316964A，公開日2008年12月3日的專利文獻公開的一種混凝土軌 枕;授權公告號CN100443663C，授權公告日2008年12月17日的專利文獻公開的一種塊式或 多塊式軌枕及其制造方法，國內目前廣泛鋪設的CRTS I型塊式軌枕就是在雷達2000軌枕基 礎上消化、吸收、再創新形成的；（3)以鋼管作為連接部件的梯形軌枕，如授權公告號 CNl 135279C，授權公告日2004年1月21日的專利文獻公開的一種梯形軌枕和鐵路軌道;授權 公告號CN1099505C，授權公告日2003年1月22日的專利文獻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，以增加穩定性，該軌枕生產工藝簡單，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構，其經冷乳、調直、彎曲和焊接 等工序生產而成，該鋼筋桁架制作需采用專用設備，工藝復雜，設備貴，導致軌枕造價高，其 波浪形腹桿波長調整困難，且耗時長，現場適應能力差；（3)以鋼管作為連接部件的梯形軌 枕，其主要是利用鋼管實現兩個縱向梁的連接，制備的軌枕適用于有砟軌道，在該軌枕的制 備過程中，鋼管的端部需進行特殊處理，如端部矯平或利用預應力鋼筋及加強桿實現鋼管 與縱向梁的有效聯結及防止回轉，其制備工藝復雜，無法實現現場施工。

【發明內容】

[0005] 針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發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、運輸等過程中的變形；同時還通過在澆筑軌枕 混凝土塊的同時實現鋼管混凝土的成形，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，即可實現鋼管混凝土 軌枕的成形，施工方便快捷，因而本發明的鋼管混凝土軌枕尤其適用于無砟軌道等場合。
[0006] 為實現上述目的，本發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，包括兩個或兩個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構，其由混凝土澆筑而成；每個所述軌枕混凝土塊內 均設置有用于固定鋼軌的預埋件和用于連接所述軌枕連接件的鋼筋網片或箍筋，該預埋件 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彼此相鄰的所述軌枕混凝土塊之間的空 心鋼管構成，在所述軌枕混凝土塊的現場澆筑過程中，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均灌滿混凝土；以此方式，實現所述鋼管混凝土 軌枕的現場施工，提高所述鋼管混凝土軌枕的可施工性。
[0009] 作為進一步優選的，所述空心鋼管優選為圓形的空心鋼管。
[0010] 作為進一步優選的，所述空心鋼管優選為兩根，其分布在所述預埋件的兩側。
[0011] 作為進一步優選的，所述空心鋼管優選為三根，上述三根空心鋼管優選以下述方 式布置:所述三根空心鋼管的橫截面的圓心連線構成三角形。
[0012] 作為進一步優選的，所述軌枕混凝土塊的側面設有11:1~7:1的傾角，其上面的邊 角均進行倒角處理。
[0013] 作為進一步優選的，所述鋼筋網片或箍筋獨立的置于所述軌枕混凝土塊內，以提 高所述軌枕混凝土塊的強度。
[0014] 作為進一步優選的，所述鋼管混凝土軌枕的彎曲剛度EIz采用如下計算公式獲得：
[0016]其中，F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]作為進一步優選的，所述鋼管混凝土軌枕的扭轉剛度GIp采用如下計算公式獲得：
[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 枕的單位長度扭轉角。
[0020] 作為進一步優選的，所述鋼管混凝土軌枕的彎曲剛度為1145.3kN/m2,扭轉剛度為 61 · 7kN · m2/rad〇
[0021 ]總體而言，本發明在現有無砟軌道混凝土軌枕基礎上，針對目前存在的問題，提出 了用鋼管混凝土取代鋼筋桁架的鋼管混凝土軌枕，通過本發明所構思的以上技術方案與現 有技術相比，主要具備以下的技術優點：
[0022] 1.本發明將鋼管混凝土應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，可有效緩解混凝土軌枕在存 放、運輸等過程中的變形；同時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 混凝土塊的同時實現鋼管混凝土的成形，并將鋼管混凝土設計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，可在現場直接施 工，滿足軌枕抗彎扭能力的要求。
[0023] 2.本發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置預 應力鋼筋，只需將空心鋼管直接置于軌枕混凝土塊的制造模具內，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設備，工程造價低;且澆筑的軌枕混凝土塊 基本對稱于鋼軌豎軸線，與現澆道床板的結合面較小，同時軌枕混凝土塊側面設置成一定 坡度的斜面，軌枕混凝土塊上面邊角均進行倒角處理，便于混凝土軌枕塊在制造生產過程 中的脫模及減少混凝土的應力集中。
[0024] 3.通過本發明的鋼管混凝土軌枕與現有的鋼筋桁架軌枕的抗彎、抗扭對比試驗可 知，本發明的鋼管混凝土軌枕結構的抗彎、抗扭性能良好，保持幾何形位能力強，與道床板 的結合效果好，軌道的穩定性強;此外，本發明的鋼管混凝土軌枕具有制備工藝簡單、成本 低廉、質量可靠、規格靈活、精度高、誤差小等優點，具有高的商業推廣和應用前景。
【附圖說明】
[0025]圖1是本發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的側面剖視圖；
[0028]圖4是本發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剛度加載方式；
[0033]圖9是多鋼管混凝土軌枕示意圖。
【具體實施方式】
[0034]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并 不用于限定本發明。此外，下面所描述的本發明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要 彼此之間未構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，包括兩個軌枕混凝土塊2 和用于連接兩個