1、客运专线型枕制造技术条件与存在问题 客运专线型枕制造技术条件与存在问题 目录 第一部分 概述 1. 既有线已大量使用的a型枕、a型枕简介 1.1 型枕的外荷载设计 1.2 型枕的结构设计和承载能力 1.3 型枕外形设计 2. 客运专线型枕设计简介 2.1 c 型枕 2.2 与型扣件配套的b型枕 2.3 与潘得路快速弹条扣件(FC扣件)配套的b型枕 3. 客运专线型枕与原型枕的相同点与不同点 第二部分 客运专线型枕制造技术要求 1. 客运专线型枕与相应扣件装配尺寸和检验要求 1.1 c 型枕与相应扣件装配尺寸和检验要求 1.2 b型枕与相应扣件装配尺寸和检验要求 1.3 k型枕与相应扣件装配尺寸
2、和检验要求 2. 轨枕的通用性制造要求 2.1 原材料是保证客运专线型枕内在质量的关键 2.2 制造过程控制 3检验 3.1 技术条件中的几个术语 3.2 型式检验和日常检验流程 3.3 型式检验和日常检验项目 3.4 判定规则 第三部分 客运专线型枕使用中存在的问题 1. c型枕 2. 与型扣件配套的b型枕 3. 与潘得路快速弹条扣件配套的b型枕 1 客运专线型枕制造技术条件与存在问题 附件1 TB/T2190-2000预应力混凝土枕 型、型及型 附件2 运基线路2000396号型预应力混凝土无挡肩枕质量评价检验细则 附件3 运基线路2009565号客运专线预应力混凝土有挡肩枕技术条件 2
3、客运专线型枕制造技术条件与存在问题 客运专线型枕制造技术条件与存在问题 第一部分 概述 预应力混凝土型枕是 1995 年通过铁道部组织的技术审查，由于和不同类 型的扣件配套使用，适用范围、名称、外形、技术条件略有不同。 专线 3393 型预应力混凝土有挡肩枕，与型扣件配套 ，简称为a 型 枕，1995年编制，适用于一般线路，技术条件 TB/T2190-2002预应力混凝土枕 型、型及型 。专线 3394 型预应力混凝土无挡肩枕，与型扣件配 套，与型扣件配套 ，简称为b型枕，1995年编制，2009年修改，与型扣 件配套，适用于一般线路；与型扣件配套，适用于时速 250公里有砟线路，技 术条件为
4、运基线路2000396 号文附件型预应力混凝土无挡肩枕质量评价检 验细则 。专线 9666 型预应力混凝土无挡肩枕，与潘得路快速弹条扣件配 套 ，简称k 型枕，2007 年编制，适用于时速 250 公里有砟线路，技术条件编 制于图纸内，未单独发布。专线 3451客运专线预应力混凝土有挡肩枕 ，简称 为c 型枕，2009年编制，与型扣件配套，适用于时速 250公里有砟线路，技 术条件为运基线路2009565号客运专线预应力混凝土有挡肩枕技术条件 。 预应力混凝土型枕 1995 年通过铁道部组织的技术审查后，陆续完成的与 之配套使用的其他类型的轨枕有：型预应力混凝土桥枕、型预应力混凝土小 半径枕等
5、，以及 2009年完成的与型扣件配套使用的专线 3452客运专线预应 力混凝土桥枕 。这些轨枕、桥枕均通过了铁道部组织的技术审查。 1. 既有线已大量使用的a型枕、a型枕简介 预应力混凝土型枕是 1995 年通过铁道部组织的技术审查，有挡肩型枕 简称为a 型枕，无挡肩型枕简称为b型枕。 1.1 型枕的外荷载设计 列车最大轴重 25t 综合动载系数 2.5 轨道纵向分配系数 0.5 枕上压力 150kN 枕长 2.6 m 轨下外弯矩 14.2 kN.m 3 客运专线型枕制造技术条件与存在问题 枕中外弯矩 13.3 kN.m 1.2 型枕的结构设计和承载能力 结构设计主要参数 混凝土强度等级 C6
6、0 总张拉力：420 kN 预应力钢筋为 107mm高强螺旋肋钢筋，f ptk =1570MPa 箍筋 13个，6mm Q235-A光面钢筋 螺旋筋 4个，3mm Q235-A冷拔钢丝 承载能力及强度检验值见表 1。 承载能力及强度检验值 表 1 检验荷载值（kN） 项目 部位 承载能力(kN.m) 静载抗裂强度检验值 疲劳强度检验值 轨下 19.2 210 23046 枕中 -17.4 162 18036 1.3 型枕外形设计 a 型枕外形与b型枕外形除承轨部分不同外，其他尺寸相同，见图 1。 图1a a 型枕外形 4 客运专线型枕制造技术条件与存在问题 图1b b型枕外形 2. 客运专线型
7、枕设计简介 2007年3月铁道部对弹条型、V型扣件设计进行了审查，确认了弹条型、 V型扣件适合于客运专线，并下达了 “客运专线弹条型、弹条V型、WJ7型、 WJ8型扣件暂行技术条件”的通知（科技基2007207号） 。2008年11月铁道 部运输局以运基线路2008 616号文下发了“关于明确型混凝土轨枕有关问题 的通知”，明确指出： “为了解决目前型枕中制造精度不足、与客运专线需求不 配套等问题，将客运专线弹条型、V型扣件与型预应力混凝土枕进行配套” ， 并组织中铁咨询和铁科院共同编制c型枕，同时修改原有专线3394 型预应 力混凝土无挡肩枕 ，2009年8月c型枕技术条件通过了运输局组织专
8、家审查。 现已铺设c型枕的线路有合宁和武咸部分线路； 铺设与型扣件配套的b型枕 线路有合宁、甬台温、温福等客运专线。 2007年11月， 铁道部工程管理中心委托中铁咨询轨道院为潘得路快速弹条扣 件系统在型枕上的应用编制施工图。拉伊台克公司提供预埋件的安装位置、允 许偏差，并对扣件与轨枕的技术接口负责。2008年1月中铁咨询轨道院完成了专 线9666型预应力混凝土枕（与潘得路快速弹条扣件配套使用） 的编制。铺 设与潘得路快速弹条扣件配套使用的b型枕线路有武合、合武和石太线。 2.1 c 型枕 c 型枕与a 型枕的外形和承载能力完全一致，仅型扣件在轨枕上的生 根方式和相关尺寸、允许偏差不同。c 型
9、枕与型扣件接口设计见图 2a。作为 对比，a 型枕与弹条型扣件接口设计见图 2b。 5 客运专线型枕制造技术条件与存在问题 图2a c 型枕的预埋套管相关尺寸图 图2b a 型枕的预留孔相关尺寸图 2.2 与型扣件配套的b型枕 修改的b型枕与型扣件、型扣件接口设计见图 3a，作为对比，修改前 的b型枕与弹条型扣件接口设计见图 3b。 图 3a 修改后的相关尺寸图 图 3b修改前的相关尺寸图 2.4 与潘得路快速弹条扣件(FC扣件)配套的b型枕 b型枕与潘得路快速弹条扣件的接口设计见图 4。 6 客运专线型枕制造技术条件与存在问题 见图4 b型枕与潘得路快速弹条扣件相关尺寸 3. 客运专线型枕与
10、原型枕的相同点与不同点 客运专线型枕与原型枕的相同点与不同点 表 2 项目 c 型枕 b 型枕（型 扣件） k 型枕 a 型枕 b 型枕（型 扣件） 适用范围 客运专线（兼顾货运） ，时速 250 公里线路 客货混运，时速 250 公里以下线路 承载能力 与型枕相同 与型枕相同 与型枕相同 外形尺寸 与a型枕相同 与b型枕相同 与b型枕相同 设计 方面 配套扣件形式 型扣件 型扣件 潘得路扣件 型扣件 型扣件 两钢轨相对位 置控制 1817.5 +1.0/-1.5 1683.5+1.5/-1.0 1684+1.5/-1.0 1818 3 1683+1.0/-1.5 同一钢轨位置 控制 套管中心
11、距 离 2141.0 预埋铁座间距 离 171+1.0/-0.5 预埋铁座间距 离 172+1.0/-0.5 预留孔中心距 离 214 预埋铁座间距离 171+1.0/-0.5 制造 方面 同一承轨槽底 角间距控制 315 +1.0/-0.0 - - 315 2.0 - 技术条件 运基线路 2009565 号 运基线路 2000369 TB/B2190 运基线路 2 0 0 0 369 静载检验值 相同 相同 相同 相同 相同 检 验 疲劳检验值 相同 相同 相同 相同 相同 7 客运专线型枕制造技术条件与存在问题 第二部分 客运专线型枕制造技术要求 各类有挡肩轨枕的技术要求大多参照执行 TB
12、/T2190-2002预应力混凝土枕 型、型及型 ，无挡肩轨枕由于预埋铁座的埋设精度控制比较困难，特别 是b 型枕推广使用初期出现了大量问题，铁道部运输局 2000 年对型弹条扣 件和b 型枕进行整顿，发布了运基线路【2000】396 号文，此后，各类无挡肩 轨枕大多执行 396号文。由于各类客运专线轨枕是在型枕基础上编制的，外形 和承载能力与型枕完全一致，仅扣件在轨枕上的生根方式和相关尺寸、允许偏 差不同，因此，下面着重讲解客运专线各类轨枕因扣件要求提出的装配尺寸和制 造检验要求。轨枕制造的通用性要求简单介绍。 1. 客运专线枕与相应扣件装配尺寸和检验要求 1.1 c 型枕与相应扣件装配尺寸
13、和检验要求 1.1.1 大小轨距及预埋套管的技术要求 与扣件系统相关尺寸主要有两承轨槽外侧底脚间距离 1817.5 （俗称大轨距） ， 套管中心距离和同一承轨槽底脚间距离（俗称小轨距）214 和 305，以及预埋套 管歪斜等，尺寸允许偏差见表 3 大小轨距及预埋套管的尺寸允许偏差 表 3 每批检查数量（根） 序 号 检查项目 名义尺寸 （mm） 允许偏差 （mm） 检查 项别* 出厂检验 型式检验 1 预埋套管垂直承轨面(距承 轨面 120mm处) 2 B 10 20 2 同一承轨槽两套管间距离 214 1.0 B 10 20 3 两承轨槽外侧底脚间距离 1817.5 1.0 1.5 B 10
14、 20 4 同一承轨槽底脚间距离 305 +1.0 0.0 B 10 20 5 承轨槽底脚夹角 120 +1.0 0.0 B 10 20 6 套管下沉 2.0 B 10 20 *-检查项别的注解见 TB/T2190-2002预应力混凝土枕 型、型及型 。 1.1.2 预埋套管的检查方法 预埋套管经检验合格后方可使用，应有厂商提供的产品检验合格证明书，应 8 客运专线型枕制造技术条件与存在问题 进行外观和内螺纹通/止规检查，抽检数量为 5%。 套管歪斜会影响扣件的组装。当有孔斜测量器时可以直接测量孔斜，目前各 轨枕厂对套管歪斜的简易测量方法是将长螺栓旋进套管，螺栓外露 120mm，再 用直角尺贴
15、靠螺栓，用塞尺测量。 同一承轨槽两套管间距离 2141.0，同一承轨槽底脚间距离 305+1.0/-0.0，两 承轨槽外侧底脚间距离 1817.5+1.0/-1.5，这些距离的检测目前没有专用量具，一 般采用沿套管内径边缘测量拉尺/沿承轨槽两外侧边缘处底脚处拉尺测量的方 法，可采用 2m钢卷尺和 300m钢直尺。 套管下沉目测，有下沉后采用 150mm深度游标卡尺测量。 图5 套管检查的主要尺寸 1.1.3 重点检查项点和控制措施 为了保证现场组装钢轨后，轨距 1435 保持在允许公差范围内，型扣件对 预埋套管在c 型枕中的埋设精度提出了十分严格的要求，因此，c 轨枕的制 作难度要大于a 型枕
16、。两承轨槽外侧底脚间距离 1817.5+1.0/-1.5 成为c 型枕 检验合格率的瓶颈，也成为现场接收时的关注点项。 混凝土的收缩徐变是影响大轨距 1817.5 精度的关键因素，理论计算表明， 30 天时两承轨槽外侧底脚间距离可收缩 0.4mm，120 天时可达到 0.7mm，混凝 土的收缩完成时间是一年，但主要是在前 3、 4个月内，其后的收缩量是很小的。 实际上影响混凝土的收缩因素是很多的，如脱模时混凝土的实际强度、混凝土实 际压应力、混凝土拌合质量、水泥用量以及轨枕脱模后的环境湿度均对轨枕的收 缩徐变产生影响。同等条件下制造的轨枕，处于潮湿环境下收缩可降低 50%，处 于干燥环境下收缩
17、可增加 20%。同一承轨槽两套管间距离 2141.0，底脚间距离 305+1.0/-0.0，由于距离较短，混凝土收缩的影响可以忽略不计。所以要保持轨 枕大轨距的精度，工厂应在轨枕钢模长度上预留出收缩量来，以保证轨枕在 3 9 客运专线型枕制造技术条件与存在问题 个月或更长时间，大轨距满足要求。现场接收轨枕时，对大轨距的检查也应考虑 混凝土收缩的影响，如果验收时离轨枕制作完成的时间很短，大轨距处于公差上 限，甚至略超出上限，都是可以接受的，反之，如果处于下限，甚至接近于负公 差允许值，就要考虑可能一定时间后，大轨距不能再满足公差要求。现场还应考 虑环境因素，北方干燥地区的收缩通常会大一些。轨枕的
18、出厂检验大都在脱模后 不久进行，一些工厂担心大轨距公差超出上限值被拒收，即便知道大轨距还会缩 小，也不敢在制造时预留出收缩量，这就造成大轨距出厂时检验合格，到现场一 段时间后不合格。 1.1.4 预埋套管抗拔力试验 预埋套管抗拔力应不小于 60kN，试验后在其周围混凝土没有可见的裂纹， 允许有少量砂浆剥离。预埋套管抗拔力试验用轨枕，每批抽取 2根，每一根轨枕 仅用于一个试验，试验方法如下。 a) 将螺旋道钉完全旋入预埋套管。 b) 将加力架按图示放好，同时保证试验支距 200mm。 c) 以垂直承轨面方向施加荷载，加载速度为(5010)kN/min，加载至 60kN。 d) 持荷 3min后缓
19、慢卸载。 图 6a 套管抗拔力试验示意图 10 客运专线型枕制造技术条件与存在问题 图6b 抗拔力试验简单装置和破坏试验 1.2 b型枕与相应扣件装配尺寸和检验要求 b 型枕 1995 年在全路推广使用后，预埋铁座的埋设精度达不到要求，合 格率很低， 2000年铁道部运输局对型扣件和b型枕进行了专项整顿，重点是 预埋铁座安设位置 28mm、35mm、171mm、1683.5mm四个关键尺寸，发布了运 基线路【2000】396号文作为扣件和轨枕的技术条件。整顿后轨枕合格率有了明 显提高。 1.2.1 修改后的预埋铁座尺寸允许偏差 2009年 8月修改了预埋铁座尺寸允许偏差，见表 4。 修改后的预
20、埋铁座尺寸允许偏差 表 4 序 号 检查项目 名义尺寸 （mm） 允许偏差 （mm） 每批检查数量 1 两承轨台外侧预埋件间距离 1683.5 +1.5/-1.0 2 同一轨底内外侧预埋件间距离 171 +1.5/-0.5 3 预埋件台面至轨面高度 28 0.8 4 预埋件孔顶距枕面高度 35 0.8 根据批量大小按 GB2828 一般检查水平，合格质 量水平 4.0 确定样本数 Ac 、Re 图7 预埋铁座四个关键尺寸 11 客运专线型枕制造技术条件与存在问题 用专用检查尺测量两承轨台外侧预埋件间距离 1683.5mm（俗称大轨距）和 同一轨底内外侧预埋件间距 171mm（俗称小轨距） ，用
21、通止规检查预埋件高度控 制尺寸 28mm、35mm。 四个关键尺寸是以项目点合格率为判别标准。按 GB2828 一般检查水平, 合格质量水平 4.0,一次随机抽样。每批 1000根轨枕的抽检根数由检查项目确定。 四个关键检查尺寸如下： a) 28mm尺寸： 每根轨枕 4 个铁座,每个铁座 2 个测点,有一个测点超差则该铁座该项目不合 格。1000 根轨枕应随机抽取 50 根轨枕进行检查，如有 15 个项点超差,则该批轨 枕该项目检查不合格。 b) 35mm尺寸： 每根轨枕 4 个铁座,每个铁座 2 个测点,有一个测点超差则该铁座该项目不合 格。1000 根轨枕应随机抽取 50 根轨枕进行检查，
22、如有 15 个项点超差,则该批轨 枕该项目检查不合格。 c) 171mm尺寸： 每根轨枕 2 个承轨台,每个承轨台 2 个测点,有一个测点超差则该承轨台该项 目不合格。1000 根轨枕应随机抽取 62.5 根轨枕进行检查，如有 11 个项点超差, 则该批轨枕该项目检查不合格。 d) 1683.5mm尺寸： 每根轨枕 2 个测点,有一个测点超差则该根轨枕该项目不合格。1000 根轨 枕应随机抽取 80根轨枕进行检查，如有 8个项点超差,则该批轨枕该项目检查不 合格。 1.2.2 重点检查项点和控制措施 为了保证现场组装钢轨后，轨距 1435 保持在允许公差范围内，两承轨台外 侧预埋件间距离 16
23、83.5+1.5/-1.0 是b型枕检验合格率的瓶颈，是现场接收时的 关注点项。 混凝土的收缩徐变是影响大轨距 1683.5 精度的关键因素，保证大轨距精度 的措施和c 轨枕一样。 1.3 k型枕与相应扣件装配尺寸和检验要求 1.3.1 与 FC扣件装配尺寸 12 客运专线型枕制造技术条件与存在问题 k 型枕与我国b 型枕相比，仅预埋件不同，预埋件的检查尺寸和公差不 同。IIIk型枕与扣件系统接口的尺寸是指预埋铁座高度控制尺寸 8.35mm（B、C 点）和 21.4mm（A 点） ，同一承轨槽两预埋铁座间距控制尺寸 173mm，轨枕两 外侧预埋铁座间距控制尺寸 1684mm， 4个检验项点见图
24、 8， 尺寸允许偏差见表 5。 1.3.2 检验要求 IIIk型枕与扣件系统接口尺寸为 B类检查项别， 以测点合格率为该检验项的 合格判定依据。 a) 预埋铁座高度控制尺寸 8.35mm（B、C点） ，21.4mm（A点） ：每根轨枕 上 4 个预埋铁座，每个铁座 3 个测点，每根轨枕上共 12 个测点。每批该检验项 的测点合格率达到 95%，且最大偏差不超过2.0mm，则判定该检验项合格； b) 同一承轨槽两预埋铁座间距控制尺寸 173mm：每根轨枕上 2个承轨槽， 每个承轨槽 1个测点，每根轨枕上共 2个测点。每批该检验项的测点合格率达到 95%，且最大偏差不超过-1.5/+2.0mm，则
25、判定该检验项合格。 c) 轨枕两外侧预埋铁座间距控制尺寸 1684mm：每根轨枕上 2个测点。每批 该检验项的测点合格率达到 95%，且最大偏差不超过2.0mm，则判定该检验项 合格。 预埋铁座的尺寸允许偏差 表 5 检验项目 名义尺寸 (mm) 允许偏差 (mm) 检验方法 每枕测量 值个数 检验设备 两承轨台外侧预 埋件间距离 1684 +1.01.5 用专用检查尺测量两承 轨台外侧预埋件间距离 2 专用检查尺 同一轨底内外侧 预埋件间距离 173 1.0 测量同一轨底内外侧预 埋件间距离 2 专用检查尺 预埋件 A点至枕 面高度 21.4 1.0 用专用检测工具检查， 读取 A点百分表读
26、数 4 专用检测工具 预埋件 B、C 点 至枕面高度 8.35 1.0 用专用检测工具检查， 读取 B、C 点百分表读数 8 专用检测工具 1.3.3 重点检查项点和控制措施 FC 扣件首次在我国使用，由于武合、合武、石太客运专线建设工期紧，轨 枕制造工厂在未能完全掌握制造技术的情况下就批量生产， 加之外商没有能及时 13 客运专线型枕制造技术条件与存在问题 履行对技术接口技术服务的职责，四个接口关键尺寸中除小轨距 173外，均出现 了不合格率高的情况。因此，要生产出合格的产品，不但要严格控制混凝土的收 缩徐变，还要经过大量工艺摸索，采取可靠的预埋铁件定位系统。 图8a b 型枕与 FC扣件系
27、统相关尺寸 图8b b型枕与 FC扣件系统相关尺寸检查 2. 轨枕的通用性制造要求 2.1 原材料是保证客运专线型枕内在质量的关键 五大原材料钢筋、水泥、粗骨料（石子） 、细骨料（砂） 、减水剂。 2.1.1 预应力钢筋 预应力钢筋是预应力混凝土结构中的最重要的组成部分， 起着向混凝土施加 14 客运专线型枕制造技术条件与存在问题 预压力的作用，如果素混凝土抵抗开裂的能力仅几兆帕，施加预应力后，抵抗开 裂的能力可提高 3 倍左右。c型枕采用 107.0mm螺旋肋钢筋，极限强度 f ptk =1570MPa，钢筋执行GB/T5223 预应力混凝土用钢丝 。钢筋的检验内容 主要有：松弛性能、反复弯
28、曲性能、抗拉强度、规定非比例伸长应力、伸长率等。 钢筋供应厂商应提供全部的检验内容， 轨枕制造厂商应对钢筋的物理和机械性能 进行入厂检验，主要检验内容有：外形尺寸、抗拉强度、反复弯曲性能和伸长率。 当采用劣质钢筋时，会出现钢筋在张拉或养护过程中断丝；钢筋松弛过大， 会造成后期预应力损失过大，影响轨枕强度；钢筋的均匀性差，会导致钢筋间应 力不均匀。 有些轨枕厂家使用了劣质钢筋， 造成轨枕内部断丝或轨枕后期强度低， 影响了轨枕的内在质量。 由于螺旋肋钢丝在我国预应力轨枕中的应用已有十几年 的历史，是成熟的钢丝品种，只要来自大型的制造钢厂，钢筋质量一般是可以保 证的。 轨枕中还有箍筋和螺旋筋。箍筋采
29、用低碳钢热轧圆盘条，其技术标准执行 GB/T701的规定， 也可采用低碳钢冷拔钢丝， 其技术标准执行 YB/T5294的规定； 螺旋筋采用低碳钢冷拔钢丝，其技术标准执行 YB/T5294的规定。 2.1.2 水泥 采用不低于 42.5 强度等级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，水泥碱 (Na 2 O+0.658K 2 O)含量应不超过 0.60， 其技术要求应符合GB175 硅酸盐水泥、 普通硅酸盐水泥 ，不宜使用早强水泥，对水泥的用量限制为 500kg/m 3 。水泥用 量不是越多越好，水泥用量大，水泥水化热量大，混凝土收缩量大，易产生裂缝。 水泥的检验内容主要有：混合材种类及掺量、氧化镁、三氧
30、化硫、碱含量、 氯离子含量、胶砂强度、安定性、凝结时间、比表面积、烧失量、不溶物等。水 泥供应厂商应提供全部的检验内容， 轨枕制造厂商应对水泥的物理性能进行入厂 检验，主要检验内容有：安定性、细度、凝结时间、胶砂强度等。 2.1.3 粗骨料（石子）和细骨料（砂） 粗骨料采用粒径为 5-25mm 碎石，除含泥量按重量计不大于 0.5%外，其它 技术条件应符合 TBl0210的规定。 细骨料采用硬质洁净的天然砂，细度模数范围为 2.53.0，除含泥（包括泥 块）量按重量计不大于 1.5外，其它技术条件应符合 TBl0210 的规定。不宜使 用山砂，不得使用海砂。 15 客运专线型枕制造技术条件与存
31、在问题 粗骨料应检验的项目有：颗粒级配、含泥量和泥块含量、针片状颗粒含量、 有害物质、坚固性、强度。工厂应检验：含泥/块量、针片状颗粒含量、压碎指 标、颗粒级配（筛分析）等。 细骨料应检验的项目有：细度模数、含泥量和泥块含量、坚固性、有害物质、 等。工厂应检验：含泥/块量、筛分、细度模数、有害物质等。 TB/T2190-2000预应力混凝土枕 型、型及型技术条件允许使用天 然卵石经人工破碎而制成的碎石，但应严格控制未破碎面的比例，建议不采用未 有破碎面的卵石。 研究表明， 当未破碎面比例较高时， 会影响混凝土的强度。 2003 年轨枕抽查中发现个别生产厂家采用大量未经破碎的河卵石和不合格的预应
32、力 钢筋，导致轨枕强度达不到技术要求，造成轨枕质量不合格，轨枕厂被迫停产。 骨料的清洁越来越被重视，轨道板厂都有沙石清洗设备。研究表明，骨料的 脏污会影响混凝土的质量，主要影响混凝土的抗折强度。石子的含泥量按重量计 不大于 0.5%，砂子的含泥量按重量计不大于 1.5，这一标准高于国家标准，这 主要是考虑轨枕采用的是高标号混凝土，且承受反复疲劳荷载，当骨料自身强度 较高时，只有严格限制骨料的泥污含量，才能保证混凝土强度。 碱骨料反应是指混凝土中的碱性物质与骨料中的活性成分发生化学反应,引 起由于混凝土内部应力作用而开裂的现象。碱骨料反应需要具有三个条件：混凝 土中的含碱量高、骨料中有一定数量的
33、活性成分、潮湿并有阳光的环境。 碱骨料反映对轨枕的危害，主要表现为会发生严重的纵裂和龟裂。铺设在沪 宁线三山站区间和京山线魏善庄站间的宽枕，至 1988 年初调查时使用时间不过 十年，纵裂、龟裂的十分严重，“宽枕的纵裂和龟裂分别位于宽枕的端部和中部， 裂缝一旦出现，发展较快，纵裂、龟裂严重的宽枕，混凝土块剥落，钢筋外露， 难以维持正常使用”（引自调查报告） 。1987 年上海新客站内铺设宽枕，未开通 仅铺设一年就出现了严重的龟裂，车站雨棚下的宽枕龟裂现象不明显，而在露天 下的宽枕龟裂已十分严重，铁路局不得不将刚铺上道不足一年的宽枕换下来。 1996年提速时制造的少数岔枕和型枕至 2002年调查
34、时已发生了严重的龟裂。 16 客运专线型枕制造技术条件与存在问题 照片9 岔枕和型枕纵裂龟裂 由于碱骨料反应时间较为缓慢，有的需要几年甚至十几年才能被发现，而且一旦 造成破坏，十分严重，因此可以说碱骨料反映是轨枕质量的最大杀手。 c型枕技术条件中要求执行TB/T3054铁路混凝土工程预防碱骨料反映技 术条件 ，该技术条件提出了预防混凝土碱骨料反映的混凝土最大碱含量限值， 轨枕应属于潮湿环境中的类结构，混凝土碱含量不应超过 3kg/m 3 。由于 TB/T3054编制的年代是在 2000年，随着对碱骨料反映认识的不断加深，对预防 碱骨料反映的措施更加细化， 后来编制的各类轨枕技术条件对预防碱骨料
35、反映的 措施描写的更加详细：“不应使用具有碱-碳酸盐反应活性或砂浆棒膨胀率大于 0.20的碱-硅酸盐反应活性的骨料；当骨料的砂浆棒膨胀率为 0.100.20时， 混凝土碱含量不应超过 3kg/m 3 。每两年以及骨料来源改变时，由国家认可的检 验单位提出报告” 。c型枕目前应按上述要求进行检验。 典型预防碱骨料反映的措施：控制骨料的碱活性、不使用海砂、采用低碱水 泥、控制混凝土总的碱含量、低温养护。 2.1.4 减水剂 减水剂型式检验项目有：水泥净浆流动度、减水率、凝结时间差、抗压强度 比、硫酸钠含量、碱含量、氯离子含量、对钢筋的锈蚀作用等。工厂应检验：水 泥净浆流动度、减水率、凝结时间差、抗
36、压强度比等。 2.1.5 拌和用水 拌和用水可采用饮用水。当采用其它来源的水时，应按照技术标准做相应的 检验。 2.2 制造过程控制 17 客运专线型枕制造技术条件与存在问题 混凝土配合比设计、混凝土拌合、预应力钢筋张拉、轨枕养护、施加预应力 等工序是轨枕生产的关键工序，技术条件对此均作了要求。轨枕的品质和耐久性 能通过制造过程的控制得到保证。 目前各个轨枕制造企业均通过了铁道部产品质 量监督检验中心对企业实施的质量保证能力检查和产品质量检验以及铁道部组 织的上道技术审查，具备生产合格轨枕的能力，保证轨枕产品质量，更重要的是 加强日常生产的监察和管理。 2.2.1 砼配合比设计 应根据轨枕制造
37、工艺、粗骨料级配、砂率情况进行混凝土配合比试验，在日 常生产中严格按设计配合比配料，并根据骨料含水率确定施工配合比，每班均应 有试验室下达的配合比通知单。一般情况下骨料含水量每班抽测 2次，雨天应随 时抽测，并按测定结果及时调整混凝土施工配合比。原材料有变化时，混凝土的 配合比应重新进行设计、试配、试验。 进行配合比设计时要注意如下技术要求：水泥用量不得超过 500kg/m 3 ，粗 细骨料粒径级配要符合技术条件的要求、轨枕脱模强度大于 45MPa、混凝土 28 天强度大于 60 MPa等。 2.2.2 混凝土拌合 混凝土的拌合是轨枕生产中的一个重要工艺环节， 它是将具有不同粒径和不 同比重的
38、砂、石、水泥、水、减水剂等按照规定的配合比，以一定的程序送入搅 拌机，经充分搅拌混合，成为一种均匀稳定的混凝土拌合物。 冬季生产中由于砂石骨料冻结和水温较低，会影响拌合物质量和均匀性，使 轨枕发生干灰、气孔等，耐久性也受到影响，为此，砂石骨料在送进搅拌机之前 应预热，防止有冻结成团状的骨料进入搅拌机，同时拌合的水温应在 60左右， 不宜高于 80，水温过高，会使水泥早凝；水泥、外加剂可在使用前运入暖棚 进行自然预热，但不得直接加热。夏季施工时，应注意控制混凝土的入模温度， 否则会导致砂石骨料吸水率增加， 水泥水化热过快， 影响混凝土的拌合和耐久性。 TB/T2190-2002 中虽然没有对混凝
39、土的入模温度和养护初期轨枕心部温度有明 确的要求，但这些年随着国外技术的引进，大家越来越重视混凝土养护初期的温 度控制。 2.2.3 预应力钢筋张拉 18 客运专线型枕制造技术条件与存在问题 预应力筋张拉工序的控制要点是张拉力不要超过设计值， 并且钢筋间最大相 对误差不超过 5%。没有单根张拉设备和钢筋应力快速检测设备时，技术标准中 的允许应力差值无法得到监控，目前只好提出控制钢筋下料长度的要求。预应力 筋采用自动控制定尺切断设备下料，长钢模时同组钢丝下料误差不超过 2mm； 长线台时同组钢丝下料误差不超过 7mm和下料长度的 1/15000。 下料长度要尽可 能的一致，以便减小轨枕强度的离散
40、型和提高轨枕截面的抗裂性能。 2.2.4 砼灌注成型 振动成型的目的是使混凝土获得充分密实的整体性， 并使轨枕具有良好的表 面质量。混凝土灌注入模后在外力的作用下，混凝土的结构粘度下降，混合物之 间的粘着力大大减小，混凝土中的空气形成小气泡上浮排除。我国轨枕流水机组 法采用二次振动成型，第一次振动为普振，第二次振动为加压振动，二次振动时 间一般不超过 3 分钟。 有些工厂混凝土下料不均匀，不连续，振动时间过长或 过短，这些都会严重影响混凝土的密实，严重影响轨枕的强度。 2.2.5 砼养护 TB/T2190-2002对养生的要求“轨枕采用蒸汽养护时， 静停时间不应小于 2h， 升温时间不应 60
41、/h，蒸汽养护温度不应大于 60，并应有一定的停汽降温时 间， 降温速度不应大于 20/h， 与坑时轨枕表面与坑外环境温差不应大于 20。 ” 为了提高客运专线型轨枕的耐久性，c 型枕技术条件对轨枕养生过程的某些 工艺参数提出了更严格的要求，同时考虑到近年来陆续上了一些长线台座生产 线，有条件采用自然养生，技术条件中也增加了相应的描述。c 型枕技术条件 对此方面的要求为“采用自然养生时，自然养生应在振捣完成后立即进行，应覆 盖混凝土直接保湿膜。采用蒸汽养生时，在温度不大于 30的环境中静停不少 于 2h；混凝土升温速率不大于 15/h；最高养生温度不超过 60；应有一定的 停汽降温时间，降温速
42、率不大于 15/h；养生结束时轨枕表面与坑外环境温差不 大于 15”。b 型轨枕虽然没有再单独出技术条件，但建议b 型轨枕的养生 制度执行上述要求。轨枕脱模后应保湿养护 3天以上。 19 客运专线型枕制造技术条件与存在问题 图10 合理的养生曲线 开始养生的环境温度过高过低都直接影响砼内在质量。冬季的室温应在 10以上，生产厂应注意生产车间的保暖措施；夏季的室温应在 30以下，生 产厂应注意生产车间的降温措施，必要时应对露天堆放的砂、石料遮阳。 冬季施工时（当昼夜平均气温低于 5或最低气温低于3时）应采取适当 的保温防冻措施， 主要措施有骨料预热、 热水拌合， 轨枕脱模后如运至露天存放， 应有
43、保温措施。 轨道板生产技术的引进和高价格高质量的定位， 使我们有条件合理安排生产 节奏，有条件研究合理的养生制度与混凝土配合比、轨枕耐久性等关系。德、法、 日等国对混凝土养生的严格和重视，不惜本钱的设备投入，使我们认识到对混凝 土轨枕粗放式的经营和管理是无法适应高速铁路建设的。 高温蒸养经验教训是深 刻的，在十九世纪八十年代中期，一些工厂为了提高生产节奏，加快钢模的周转 率，最高蒸汽养生温度用到了 80，没有降温时间，生产出来的轨枕质量低下， 有些轨枕上道还不到一年就产生大面积的龟裂和纵裂。 2.2.6 钢筋放张 严禁骤然放松应力是指严禁电焊断丝， 或回拉应力松开紧锢螺母后无控制回 油速度释放
44、应力。同步释放应力是指整体同时间释放应力，任何形式的单根断丝 都是不允许的。目前我国常使用的缓慢放张设备有：可控制回油速度的放张机、 液压垫、液压扳手和放张楔型铁，这些设备可达到控制放张速度的效果。岔枕目 前要求长钢模放张速度不低于 80kN/s，长线台座的放张速度大于 1min，轨枕暂 时无此具体要求，但建议有条件的工厂制作c 型枕时参照岔枕的规定执行。 我国大都采用长钢模流水机组法制造轨枕，放张预应力前，钢模承受压力。 当采用张拉机放张时，常会出现回拉力值都超出张拉力时也无法放松螺母，为此 一些工厂采用的回拉力值大于张拉值，以便人工松动锁定螺母，这会造成对轨枕 20 客运专线型枕制造技术条
45、件与存在问题 的伤损。实际上，脱模时的应力值要比张拉值小一些，这时预应力钢筋已发生了 部分松弛，约为 8%左右，无法放松螺母是由于轨枕和钢模经过蒸汽养护过程， 锁定螺母和张拉杆、张拉端梁间机械摩擦阻力很大。正确的做法是回拉的应力值 接近张拉力的 90%，此时锁紧螺母与张拉端梁之间压紧力很小，用专用板手将螺 母放松。采用过大的回拉力值会破坏钢筋与混凝土间的锚固粘结。 放张预应力时的混凝土强度应不小于 45MPa，以保证施加预应力时混凝土 有可靠的承压能力。 2.2.7 装卸和堆放 轨枕码放时各层间应有垫木，垫木宜放在承轨部位，支点在一条线上，以保 证上层轨枕对下层轨枕不会产生破坏弯矩，如果工厂没
46、有铲车等运输设备，码垛 层数不宜太高。 图 11a 上下支点必须在一条线上 12a 底部轨枕承受弯矩 图12b 虎形坳 2号隧道用宽枕的现场码垛情况 1987 年衡广复线上的虎形坳 2 号隧道，宽枕铺设后线路未开通就发现部分 枕中部出现了环状裂纹，严重的一块板上就有几条裂纹，横向贯通，裂缝宽度 0.5mm。横向裂纹一般为受力破坏裂纹。调查组对现场的码垛堆放情况进行了 图宽 达 21 客运专线型枕制造技术条件与存在问题 查看，图 12b 是当时的码垛情况（摘自调查报告） ，不规范的码垛造成了轨枕的 受力破坏。 此外，轨枕装卸运输时严禁碰、撞、摔、掷。c 型枕有预埋套管，装卸时 不允许将撬棍插入套
47、管内起拨轨枕，这样会伤损套管内螺纹，影响螺栓的组装。 -型式检验、日常检验、检验批、不合格项。 目包括原材料报告、轨枕外观质量和各部尺寸、混凝土抗压强度、轨枕静载抗裂 强度和疲劳强度检验。 日常检验工厂对每班次生产质量的检验。 出厂检验项目包括外观质量和各 部尺寸、混凝土抗压强度、轨枕静载抗裂强度检验。 检验批同一班次、同样材料和工艺制成的同一型号轨枕为一批。日常检验 时轨枕应按批检验。 不合格检验项的质量特性不符合规定，称为不合格。不合格按照质量特性 的重要性分为 A类不合格、B类不合格、C类不合格。 3.2 型式检验和日常检验流程 3.2.1 型式检验流程如下： 3检验 3.1 技术条件中
48、的几个术语 型式检验型式检验是对轨枕质量全面考核。型式检验一般在批量投产 时，投产后每 2.5年，材料或工艺有改变以及买方认为必要时进行。型式检验项 主要生产过程 产品外观外形检验 产品力学性能检 原材料考核 检查 报告单 察看砂石 料场 成品 抽样 生产线抽样 (做静载 ） 20 个检验样本检验 静载 疲劳 试验 察看混 凝土强 度 记录察看生产线 合格判定 22 客运专线型枕制造技术条件与存在问题 3.2.2 日常检验流程如下： .3 型式检验和日常检验项目 .3.1 力学性能检验项目主要有：静载抗裂强度、混凝土脱模强度及 28天抗压强 、疲劳强度、套管抗拔试验。技术条件中要求做轨枕的强度破坏试验，这项检 没有实际意义，目前很少做。 IIIb 型枕、IIIc 型桥枕力学性能的检 内容及检验方法见表 6。 套管下沉；b 型枕关键尺寸预埋铁座安设 171mm、1683.5mm等。IIIc型枕、IIIb型枕、IIIc型桥枕外 形尺寸检验内容及检验方法见表 学性能检验不合格代表着共性问题。外形 ，可能是由于某个操作环节或某个环节的工装出现问题，或者是 吊装 逐根检验，以确定其可用性。 产品外观外形检验 产品力学性能检验 3 3 度 验 I
