一种适用于无砟轨道的钢管混凝土轨枕的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于无砟轨道混凝土轨枕领域，更具体地，涉及一种适用于无砟轨道 的钢管混凝土轨枕。
【背景技术】
[0002] 在枕式无砟轨道系统中，轨枕的功能主要是提供无砟轨道道床板施工过程中扣件 预埋件定位及轨道几何形位的确定，一方面，为了保证道床板浇筑后轨道几何形位的正确 及尽可能减少钢轨精调过程中扣件的调整量，要求轨枕具有良好的形位保持能力，并且在 制造、存放、运输及施工过程中其变形量及抗弯、抗扭能力应满足相关要求;另一方面，为了 有效控制预制混凝土轨枕和现浇道床板新老混凝土之间产生裂纹的宽度和数量，保证无砟 轨道主体结构满足混凝土结构相关耐久性规定要求，传统混凝土长轨枕已经逐步优化设计 为通过桁架钢筋连接、定位的混凝土轨枕块。
[0003] 目前，无砟轨道中混凝土轨枕应用较为广泛的主要包括：（1)法国的Stdedf轨枕， 其轨枕连接部件采用角钢；（2)德国雷达2000,其轨枕连接部件采用钢筋桁架或加强杆，如 申请公布号CN102277799A，申请公布日2011年12月14日的专利文献公开的一种钢筋焊接网 混凝土轨枕;公开号CN101316964A，公开日2008年12月3日的专利文献公开的一种混凝土轨 枕;授权公告号CN100443663C，授权公告日2008年12月17日的专利文献公开的一种块式或 多块式轨枕及其制造方法，国内目前广泛铺设的CRTS I型块式轨枕就是在雷达2000轨枕基 础上消化、吸收、再创新形成的；（3)以钢管作为连接部件的梯形轨枕，如授权公告号 CNl 135279C，授权公告日2004年1月21日的专利文献公开的一种梯形轨枕和铁路轨道;授权 公告号CN1099505C，授权公告日2003年1月22日的专利文献公开的一种铁路路轨之梯架式 轨枕额钢管连接件。
[0004] 然而，进一步研究表明，上述轨枕依然存在以下问题：（I)Stdedf型无砟轨道采用 块式混凝土轨枕，轨枕混凝土块间用角钢连接，以增加稳定性，该轨枕生产工艺简单，但轨 枕使用角钢较多，成本较高，轨枕抗变形能力差；（2)雷达2000和CRTS I型块式轨枕钢筋桁 架为多根直弦杆钢筋和两根波浪形腹杆钢筋的空间焊接结构，其经冷乳、调直、弯曲和焊接 等工序生产而成，该钢筋桁架制作需采用专用设备，工艺复杂，设备贵，导致轨枕造价高，其 波浪形腹杆波长调整困难，且耗时长，现场适应能力差；（3)以钢管作为连接部件的梯形轨 枕，其主要是利用钢管实现两个纵向梁的连接，制备的轨枕适用于有砟轨道，在该轨枕的制 备过程中，钢管的端部需进行特殊处理，如端部矫平或利用预应力钢筋及加强杆实现钢管 与纵向梁的有效联结及防止回转，其制备工艺复杂，无法实现现场施工。 【实用新型内容】
[0005] 针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种适用于无砟轨道的 钢管混凝土轨枕，其中将钢管混凝土应用在无砟轨道混凝土轨枕中，用钢管混凝土作为轨 枕块的连接部件，可有效缓解混凝土轨枕在存放、运输等过程中的变形；同时还通过在浇筑 轨枕混凝土块的同时实现钢管混凝土的成形，有效增加了轨枕几何形位保持能力，减少了 钢筋用量，提高了可施工性，满足轨枕抗弯扭能力的要求;此外，本实用新型的钢管混凝土 端部无需做特殊处理，通过将空心钢管直接置于轨枕混凝土块的制造模具内，即可实现钢 管混凝土轨枕的成形，施工方便快捷，因而本实用新型的钢管混凝土轨枕尤其适用于无砟 轨道等场合。
[0006] 为实现上述目的，本实用新型提出了一种适用于无砟轨道的钢管混凝土轨枕，其 特征在于，包括两个或两个以上轨枕混凝土块和用于连接上述轨枕混凝土块的轨枕连接 件，其中：
[0007] 所述轨枕混凝土块由混凝土浇筑而成，每个所述轨枕混凝土块内均设置有用于固 定钢轨的预埋件和用于连接所述轨枕连接件的钢筋网片或箍筋；
[0008] 所述轨枕连接件由多根水平布置在两个所述轨枕混凝土块之间的空心钢管构成， 在所述轨枕混凝土块的浇筑过程中，使所述每根空心钢管内均灌满混凝土，以此形成钢管 混凝土。
[0009] 作为进一步优选的，所述空心钢管为圆形的空心钢管。
[0010] 作为进一步优选的，所述空心钢管为两根，其分布在所述预埋件的两侧。
[0011] 作为进一步优选的，所述空心钢管为三根，上述三根空心钢管以下述方式布置:所 述三根空心钢管的横截面的圆心连线构成三角形。
[0012] 作为进一步优选的，所述轨枕混凝土块的侧面设有11:1~7:1的倾角，其上面的边 角均进行倒角处理。
[0013] 作为进一步优选的，所述钢筋网片或箍筋独立的置于所述轨枕混凝土块内，以提 高所述轨枕混凝土块的强度。
[0014] 作为进一步优选的，所述钢管混凝土轨枕的弯曲刚度EIz采用如下计算公式获得：
[0016]其中，F为外界施加在混凝土轨枕中部的集中载荷，1为加载模型中支座间距，q为 钢管混凝土轨枕自重产生的均布荷载，f为载荷作用下混凝土轨枕的最大挠曲位移。
[0017]作为进一步优选的，所述钢管混凝土轨枕的扭转刚度GIp采用如下计算公式获得：
[0019] 其中，T为施加在轨枕混凝土块(2)上的扭矩载荷，φ7为扭矩载荷作用下混凝土轨 枕的单位长度扭转角。
[0020] 作为进一步优选的，所述钢管混凝土轨枕的弯曲刚度为1145.3kN/m2,扭转刚度为 61 · 7kN · m2/rad〇
[0021 ]总体而言，本实用新型在现有无砟轨道混凝土轨枕基础上，针对目前存在的问题， 提出了用钢管混凝土取代钢筋桁架的钢管混凝土轨枕，通过本实用新型所构思的以上技术 方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
[0022] 1.本实用新型将钢管混凝土应用在无砟轨道混凝土轨枕中，用钢管混凝土作为轨 枕块的连接部件，与一般的组合式钢筋桁架连接相比，整体性更强，可有效缓解混凝土轨枕 在存放、运输等过程中的变形；同时通过钢管混凝土与轨枕混凝土块的一体成型，即在浇筑 轨枕混凝土块的同时实现钢管混凝土的成形，并将钢管混凝土设计成由多根空心钢管组 成，有效的增加了轨枕几何形位保持能力，减少了钢筋用量，提高了可施工性，可在现场直 接施工，满足轨枕抗弯扭能力的要求。
[0023] 2.本实用新型中的钢管混凝土端部无需做特殊处理，也无需在轨枕混凝土块中设 置预应力钢筋，只需将空心钢管直接置于轨枕混凝土块的制造模具内，与轨枕混凝土块浇 筑为一体即可，施工方便快捷，无需采用专用的生产设备，工程造价低;且浇筑的轨枕混凝 土炔基本对称于钢轨竖轴线，与现浇道床板的结合面较小，同时轨枕混凝土块侧面设置成 一定坡度的斜面，轨枕混凝土块上面边角均进行倒角处理，便于混凝土轨枕块在制造生产 过程中的脱模及减少混凝土的应力集中。
[0024] 3.通过本实用新型的钢管混凝土轨枕与现有的钢筋桁架轨枕的抗弯、抗扭对比试 验可知，本实用新型的钢管混凝土轨枕结构的抗弯、抗扭性能良好，保持几何形位能力强， 与道床板的结合效果好，轨道的稳定性强;此外，本实用新型的钢管混凝土轨枕具有制备工 艺简单、成本低廉、质量可靠、规格灵活、精度高、误差小等优点，具有高的商业推广和应用 前景。
【附图说明】
[0025]图1是本实用新型采用三根钢管混凝土连接的钢管混凝土轨枕示意图；
[0026] 图2是图1的俯视图；
[0027] 图3是图1的侧面剖视图；
[0028]图4是本实用新型的采用两根钢管混凝土连接钢管混凝土轨枕示意图；
[0029] 图5是图4的俯视图；
[0030] 图6是图4的侧面剖视图；
[0031 ]图7是双钢管混凝土轨枕弯曲刚度加载方式；
[0032]图8是双钢管混凝土轨枕扭转刚度加载方式；
[0033]图9是多钢管混凝土轨枕示意图。
【具体实施方式】
[0034]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施 例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所 涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0035]如图1-6所示，一种适用于无砟轨道的钢管混凝土轨枕，包括两