Ⅲ型混凝土轨枕损伤成因及改善的办法

1.Ⅲ型混凝土轨枕损伤的类型

1.1轨下截面横向裂缝

轨枕两侧下部出现该截面的荷载弯矩,产生垂直横向裂缝。这种裂缝较小时,不会让轨枕失效。但截面荷载弯矩较大时,就会出现长度超过中和轴的横向裂缝,导致轨枕失效。

1.2轨枕中间纵向裂缝

轨枕中部的顶面和侧面如果受了过大的正弯矩,平行于钢筋位置可出现纵向裂缝。

1.3轨枕龟裂

轨枕的两端、表面出现不规则的纵横交错的网状细小裂缝。对轨枕的使用也造成了一定程度的影响。

1.4轨枕的挡肩损伤

轨枕挡肩由于中间扣件传来的水平推力而造成损伤,特别是小半径曲线上这种现象常见,采用加宽铁座的方式也不能解决问题。除此之外,垫片的损坏和轨枕在制造过程中挡肩部分的缺陷也可能造成挡肩损伤。

1.5轨枕的腐蚀

轨枕长期外露,在低洼浸水积水地段或货运车辆装载有害物质落在轨枕上,即会造成轨枕的腐蚀。混凝土表面会出现斑点、脱层,严重的话会出现钢筋外露腐蚀生锈,并逐步向里面延伸。

2.Ⅲ型混凝土损伤原因

2.1混凝土轨枕一直处于露天环境中,当水、气随着裂缝深度触及保护层时,钢筋外露引起腐蚀生锈,在其内部引起内应力,导致混凝土开裂恶化,严重影响轨枕的承载能力。

2.2我国的轨枕生产企业对Ⅲ型混凝土轨枕普遍采用常压饱和蒸汽养护。但是,混凝土传热不良,蒸汽养护起初混凝土的内层温度高于外层温度,这种受热不均极其容易使混凝土凝固初期就已经产生裂纹或裂痕。使用过程中,在长期的交变应力、各种环境、不同温度变化以及冻融等因素的综合作用下,内部的原始裂纹裂痕会逐渐加剧,因此很快缩短轨枕的使用寿命。

2.3在TB/T2190-2002《预应力混凝土轨枕1型、2型及Ⅲ型》中,对轨枕的蒸汽养护做出了严格的规定:“轨枕采用蒸汽养护时,精停时间不应小于2h,升温不应大于20C/H,蒸汽养护温度不应大于60C,并应有一定的停气降温时间,降温速度不应大于20C/H,。。。。。。”。主要目的是使蒸汽养护对轨枕产品质量的不利影响因素降到最低程度。但是其只规定了蒸汽养护的温度,没有对其湿度进行规范,而且“停气降温”在有的某种状况下很难实现。

2.4混凝土轨枕支承条件不一样,各个截面所承受的弯矩会有很大变化。例如中间截面,有时会出现正弯矩,有时会出现负弯矩。这当中起决定性作用的是捣固不均匀引起轨枕荷载弯矩的变化。同时,它也是在养护维修作业中造成轨枕损伤最主要的影响因素。我们必须对混凝土轨枕下道床捣固均匀、密实,使轨枕受力均匀。

3.改善Ⅲ型混凝土损伤办法

3.1道床清筛

道床脏污由道碴粉化、轨枕磨损物、道床表面渗入物、路基渗入物及不良级配等产生。道床脏污对轨道工作性能有较大影响,如降低道床的的抗剪强度,影响道床的承载能力;降低道床的弹性;降低道床的排水性能和抗冻性能。同时,道床脏污还会引发其他相关的道床病害,如板结和翻浆等。道床脏污的程度以粒径小于正常级配中最小粒径的颗粒含量的比例来衡量,称之为脏污率,又有重量脏污率和体积脏污率之分。当道床重量脏污率达到30%~40%或道床中孔隙率小于3%~5%时,一般就须进行道床清筛。道床脏污成分中,尤其以粒径小于0.1mm的细颗粒危害最大,当粒径小于0.1mm的脏污物重量比大于5%时,要求对道床进行清筛。

3.2巩固接头养护

所有车辆接头时,车轮会因为轨道的表面不平顺和大轨缝产生强烈的冲击波,如果存在病害,振动就会加剧,从而引起更强大的动力作用,造成轨枕损伤。所以在养护中必须做到:经常检查并拧紧接头螺栓,保持规定的扭矩;不起高道,捣固加强,接头垫双层胶垫或高弹性胶垫,枕下套大胶垫。夹板和接头螺栓涂油,以缓减列车的冲击破坏作用;作好轨枕、扣件和加强道床的养护。接头轨端顶面应进行倒棱,一旦出现顶端肥边,要及时进行打磨处理,以防顶死引起揭盖掉块。

3.3改善轨下垫层弹性

轨下垫层弹性经多年运输,橡胶垫板会逐步硬化,特别是接头部位的垫板在强大冲击力的作用下,弹性逐步减少。应及时更换接头区根轨枕的垫板,以恢复轨道结构的良好弹性

3.4加强混凝土轨枕的技术管理

首先,制定统一的轨枕技术管理标准,使系统管理更规范。其次,加强技术的管理。技术是保证质量的前提,对技术进行监管,这就保证了质量的配比技术到位。这需要管理者平时非常熟悉轨枕的生产各方面技术和管理技术,才能保证管理工作的目标真正实现。再者,加强技术检验环节的管理力度。随着技术的进步,对技术的检验环节更加重要。需要技术检验者更加谨慎,更加精细。最后,为了防止管理漏洞的发生,建立严格的管理奖惩制度也是非常必需和必要的。这样可以调动管理者的积极性,降低管理中的不合理性,保证技术管理工作的顺利开展。

4.结束语

随着生产工艺和技术的进步,我国混凝土轨枕技术应结合其发展,注重维护轨枕耐久性,不断改进其生产工艺,不断提高其产品质量,满足铁路发展的需要。