预应力混凝土轨枕的裂缝及结构耐久性

   2006-09-21 中国路桥网 佚名 4580

   摘 要:本文综述了从七十年代至九十年代对预应力混凝土轨枕裂缝的调查情况,从物理、力学、化学的角度分析了裂缝的成因。根据国内外文献,并结合对预应力混凝土轨枕的调查和试验研究结果,分析了裂缝对轨枕结构和耐久性的影响,提出了混凝土轨枕裂缝的防止与控制措施 
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365交通站365jt.com    关键词:预应力 混凝土 轨枕 裂缝 碱集料反应 耐久性 
365交通站365jt.com    引言 
365交通站365jt.com  中国预应力混凝土轨枕从研究、生产到推广应用,历时四十年,产量逾亿根,铺设里程累计达七万公里,与世界各国采用混凝土轨枕相比,数量上占有很大比例。使用三十余年来,混凝土轨枕发生了不少损伤,涉及到行车安全,从而经常考虑伤损轨枕是否应从运营线路上换下。但要换上新的轨枕,除要重新制造外,还要装卸,运输并到线路上进行换枕工作,·不仅需耗费大量人力物力,有时还会影响行车,其耗费往往是一根轨枕本身造价的四到五倍。 
365交通站365jt.com    在使用三十余年来,拆换下的伤损轨枕,除了少量是由于行车、装卸事故等造成的机械性破损外,绝大部分则是由于产生各种各样的裂缝,担心其影响轨枕承载能力而被拆换的。 
365交通站365jt.com    轨枕作为一种预应力混凝土结构,裂缝是难避免的,因此研究预应力混凝土轨枕裂缝的成因及其危害性,研究如何预防和控制裂缝,对提高混凝土轨枕的结构耐久性,延长轨枕的使用寿命,将是十分重要的。 
365交通站365jt.com    l 混凝土轨枕裂缝的类型及表现 
365交通站365jt.com    1.1 混凝土枕裂缝的类型 
365交通站365jt.com    1.1.1 轨下垂直横向裂缝(轨下正弯矩裂缝) 
365交通站365jt.com    这种裂缝出现在轨枕两侧下部,一般情况下,裂缝较小,宽度在0.1mm以下,长度未超过中和轴。1981年对筋69、弦69等轨枕调查结果表明,钢轨接头处的轨枕,其轨下垂直裂缝比例为60%;而钢轨大腰处的轨下垂直裂缝比例,筋69和弦69分别为37%和20%。 
365交通站365jt.com    1.1.2 枕中垂直(横向)裂缝(枕中正弯矩和负弯矩裂缝) 
365交通站365jt.com    1981年调查的69型轨枕(1971—1976年间生产),筋69轨枕枕中正弯矩裂缝分别为34%和11%(不同区段),弦69枕中裂缝分别为36%和13%(不同区段)。裂缝的宽度及长度均比轨下裂缝严重,有的枕中正负弯矩裂缝连在一起形成环向裂缝,个别轨枕有多道环向裂缝。 1991年调查的S—2(1986年生产)轨枕,枕中垂直裂缝约占调查裂缝轨枕的23.7%,其中钢轨接头处的轨枕,枕中垂直裂缝比率更高,占63%以上。 
365交通站365jt.com    1.1.3 轨枕顶面螺栓孔纵向裂缝 
365交通站365jt.com    这种裂缝通常从螺栓孔处为起点逐渐向轨枕中部和端部延伸,有的一直裂到端部,造成劈裂,严重者裂缝宽达3~5mm。1975年及1981年调查的69型轨枕,沿螺栓孔纵裂的数量随不同制造厂家和不同区段而有所不同。沿钉孔纵裂轨枕占调查轨枕总数的比例分别是0%、18%、20%、40%、48%等。1991年调查Ⅱ型轨枕共193889根,伤损轨枕有18682根,伤损率为9.6%,顶面沿螺栓孔纵裂占全部伤损轨枕的33.8%。总之,轨枕顶面沿螺栓孔纵裂是预应力混凝土轨枕最为普遍存在的裂缝,不仅运营数年的轨枕有,存在路边备用的轨枕有, 
365交通站365jt.com    甚至未出厂的轨枕也有;不仅国内轨枕有,就连国外的轨枕也有。例如1975~1976年生产并铺设于坦赞铁路的预应力混凝土轨枕,1977年笔者在坦赞铁路考察时发现沿顶面螺栓孔纵裂的预应力混凝土轨枕数量达20%。 
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