专利名称：一种预应力玻璃钢筋混凝土的复合型轨枕的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种复合型轨枕，属于轨枕领域。
背景技术：
目前，我国铁路主要干线大多采用的是钢轨及配套预应力钢筋混凝土轨枕，其中，预应力钢筋混凝土轨枕由于其原料丰富，易于保证制作尺寸，便于大批量预制，质量稳定，寿命长，并能提高轨道的稳定性，有利于无缝线路的铺设，因此在铁路领域中得到广泛、大量的使用。但是，混凝土轨枕中的主筋采用预应力钢筋，以及在轨枕中配置一些箍筋，箍筋与预应力钢筋绑扎在一起的。混凝土轨枕采用预应力张拉钢筋来提高轨枕的最大荷载，但是预应力的最大值受限于钢筋抗拉强度的大小，当预应力过大时，引起轨枕中钢筋的疲劳、严重损害，容易过早出现纵向或横向裂缝，不适应重载、高速运输的条件的需要。因此，预应力钢筋混凝土轨枕越来越不能适应铁路高速、重载运输的发展，为了提高轨枕的最大荷载，轨枕需要合理配置较大预应力的钢筋。 现有技术中的混凝土轨枕，其使用的预应力钢筋的线膨胀系数为I. 2X10_5/°C，而混凝土的线膨胀系数为I. OX 10_5/°C -1.5X 10_5/°C，由于混凝土与钢筋的线性膨胀系数存在差异，而且钢筋的弹性模量是混凝土弹性模量的7-15倍，所以当混凝土收缩时，钢筋还不能收缩，容易引起轨枕干缩变形或出现裂缝，影响轨枕的使用寿命，同时也降低了轨道运行的安全性。此外，采用具有预应力的张拉钢筋的混凝土轨枕，由于钢筋在各种腐蚀性气体、腐蚀剂、防冻剂和盐的侵蚀性环境中，容易腐蚀，从而引起钢筋腐蚀生锈，铁锈是一种铁的氧化物(氧化铁)，其体积较之铁的体积要膨胀4倍，从而在混凝土内部引起大面积的膨胀而产生较大的内应力，导致混凝土进一步开裂，并使预应力钢筋与混凝土的握裹力降低，从而影响轨枕的承载能力。由于混凝土轨枕使用的主筋一般为钢丝，但其很容易导电，致使轨枕的绝缘性能普遍比较差，因此混凝土轨枕在使用的过程中还需要进行二次绝缘，特别是在电气化线路中，绝缘性要求更高。如CN101784726公开一种混凝土轨枕，为了轨枕中的钢筋不干扰电流回路系统，该轨枕采用了下面的技术方案，钢筋是钢筋网的一个截段，弯曲成N棱柱，N>3,外露的钢筋段是用于纵向杆的支座并且钢筋网的纵向杆和横向杆在外侧是电绝缘的，电绝缘是通过电绝缘材料处理实现的，电绝缘材料为聚酰胺、聚乙烯、聚碳酸酯、聚苯烯或聚氯乙烯。上述绝缘处理工艺的实施导致铁路电气化处理的成本进一步提高，此外由于绝缘材料脱落导致轨枕的使用寿命缩短，安全性降低。玻璃钢，又称为玻璃纤维增强塑料(英文缩写FRP)，是一种以高强度玻璃纤维为增强材料，以合成树脂为基本材料，并掺入适量辅助剂复合而成的复合材料。玻璃钢筋作为一种新型的防腐材料，具有许多普通钢筋所不能比拟的优点，如防腐性性能好、抗拉强度高、绝缘性好、易于成型等，但是它的抗剪切强度较低，受压时很容易破裂或断裂，而且现在有技术中没有很好的夹具对玻璃钢筋进行锚固，因此在拉伸玻璃钢筋时，在夹持处夹具很容易将玻璃钢筋压裂或断裂，不能对玻璃钢筋进行高强度的预应力拉伸。在现有技术中，在制造预应力钢筋混凝土轨枕过程中需要很大的拉力张拉普通钢筋，然后再浇灌混凝土，养护，放张普通钢筋的拉力，最后进行脱模，从而制造成预应力钢筋混凝土轨枕。普通钢筋一般为钢材料，有很好的抗剪切强度，而且普通钢筋可以弯曲固定，因此普通钢筋很容易固定于张拉机上进行张拉，但是玻璃钢筋的抗剪切强度较低，且没有很好的夹具进行锚固，因此当玻璃钢筋作为预应力钢筋混凝土轨枕主筋时，很容易在张拉的过程中压裂或断裂，不能达到轨枕所需的预应力，因此玻璃钢筋未能在轨枕中得到应用。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是现有技术中的钢筋混凝土轨枕的最大荷载偏低，容易过早出现纵向或横向裂缝的缺陷，进而提供一种预应力玻璃钢筋混凝土的复合型轨枕。本实用新型解决的第二个问题是现有技术中现有技术中由于玻璃钢筋的抗剪切强度较低，从而造成在夹具夹持并张拉玻璃钢筋时玻璃钢筋容易被压裂或断裂，不能达到 轨枕所需的预应力，因此不能制造预应力玻璃钢筋混凝土结构的轨枕的缺陷，进而提供一种预应力玻璃钢筋混凝土的复合型轨枕。为实现上述目的，本实用新型提供了一种预应力玻璃钢筋混凝土的复合型轨枕，包括轨枕内芯和减震层，所述减震层设置于所述轨枕内芯外表面；所述轨枕内芯为混凝土内芯，在所述混凝土内芯内设置有沿所述轨枕长度方向排列的多根预应力玻璃钢筋；沿所述轨枕的宽度方向，在所述预应力玻璃钢筋的外围安装有箍筋。所述预应力玻璃钢筋设置为4-8根。所述预应力玻璃钢筋的外径为8_12mm。所述减震层中还填充有玻璃微珠。所述减震层的外表面设置有聚氨酯弹性体材料层。与现有技术相比，本实用新型具有如下优点(I)本实用新型的复合型轨枕采用所述轨枕内芯为混凝土内芯，在所述混凝土内芯内设置有沿所述轨枕长度方向排列的多根预应力玻璃钢筋沿所述轨枕的宽度方向，在所述预应力玻璃钢筋的外围安装有箍筋的技术方案，这种玻璃钢筋与箍筋的配合设计，可以轨枕的主筋可以承受较大的张拉力，因此，当复合型轨枕可以采用较大力张拉的玻璃钢筋，可以大幅地提闻轨枕的最大荷载，能够可以满足铁路闻速、重载运输的荷载的要求；本实用新型采用所述减震层设置于所述轨枕内芯外表面的技术方案，克服了由于传统钢筋混凝土轨枕的硬度大、弹性小和消音减震差的缺点，减震层减缓了机车行驶过程对轨枕的冲击力，增大了轨枕的荷载，使得轨枕不易出现裂缝。(2)本实用新型的减震层中还填充有填料，这样进一步增加减震层的抗压强度，并且能吸收振动、降低噪音。(3)本实用新型采用减震层的外表面设置有聚氨酯弹性体材料的技术方案，更好地吸收机车行驶过程造成的震动，减少噪音。
图I为本实用新型所述的轨枕内芯的纵切面的示意图；图2为本实用新型所述的轨枕内芯的横切面的示意图；图3为本实用新型所述的预应力玻璃钢筋混凝土的复合型轨枕的示意图。附图中各标号分别表不为1-轨枕内芯，2-玻璃钢筋,3-箍筋,4-减震层。
具体实施方式
以下将结合附图，使用以下实施例对本实用新型进行进一步阐述。实施例I 本实施例所述的预应力玻璃钢筋混凝土的复合型轨枕，具有以下结构包括轨枕内芯I和减震层4，其轨枕内芯I为预应力玻璃钢筋混凝土材料，在所述混凝土内芯I内设置有沿所述轨枕长度方向排列的8根预应力玻璃钢筋(外径为8mm)，沿所述轨枕的宽度方向，在所述预应力玻璃钢筋2的外围安装有箍筋3 ;减震层4为轨枕内芯的外表面缠裹有玻璃纤维增强的聚氨酯树脂复合材料层。本实施例所述的预应力玻璃钢筋混凝土的复合型轨枕的制造方法如下(I)先用环氧树脂涂敷玻璃钢筋的两端形成凸出物，当所述耐压材料固化后便形成锚固端，然后将所述玻璃钢筋放入模具内，通过锚固端将8根玻璃钢筋(外径为8mm)固定于张拉机的两端，然后对玻璃钢筋2进行张拉，每根玻璃钢筋2承受的拉力为20KN，在所述预应力玻璃钢筋2的外围安装有箍筋3、组装轨枕内芯模具和预埋件，再向所述轨枕内芯模具内灌注混凝土并进行振动密实，然后再进行养护，当所述混凝土达到预定强度时，缓慢放张所述张拉机对玻璃钢筋2的拉力，然后切断所述玻璃钢筋2，将所述轨枕内芯模具卸下，制得轨枕内芯I ;(2)预先用硬泡聚氨酯树脂原液浸透玻璃纤维，然后将浸透有硬泡聚氨酯树脂原液的玻璃纤维缠裹于轨枕内芯I的外表面。(3)将浸透有硬泡聚氨酯树脂原液的玻璃纤维多轴向布缠裹于轨枕内芯放置于轨枕的模具内，然后将其放入烘房进行熟化，同时完成聚氨酯树脂的发泡和固化，熟化完成后卸下模具，最终制得预应力玻璃钢筋混凝土的复合型轨枕。实施例2本实施例所述的预应力玻璃钢筋混凝土的复合型轨枕，具有以下结构包括轨枕内芯I和减震层4，其轨枕内芯I为预应力玻璃钢筋混凝土材料，在所述混凝土内芯I内设置有沿所述轨枕长度方向排列的6根预应力玻璃钢筋(外径为10_)，沿所述轨枕的宽度方向，在所述预应力玻璃钢筋2的外围安装有箍筋3 ;减震层4为轨枕内芯I的外表面缠裹有玻璃纤维网格布增强的聚氨酯树脂复合材料层，并且在减震层4的外表面粘贴有聚氨酯弹性体材料层。本实施例所述的预应力玻璃钢筋混凝土的复合型轨枕的制造方法如下(I)先将热固性酚醛树脂与玻璃纤维混合，然后再涂敷于玻璃钢筋的两端形成凸出物，当所述耐压材料固化后便形成锚固端，然后将所述玻璃钢筋放入模具内，通过锚固端将6根玻璃钢筋(外径为IOmm)固定于张拉机的两端，然后对玻璃钢筋2进行张拉，每根玻璃钢筋承受的拉力为30KN，在所述预应力玻璃钢筋2的外围安装有箍筋3、组装轨枕内芯模具和预埋件，再向所述轨枕内芯模具内灌注混凝土并进行振动密实，然后再进行养护，当所述混凝土达到预定强度时，缓慢放张所述张拉机对玻璃钢筋2的拉力，然后切断所述玻璃钢筋2，将所述轨枕内芯模具卸下，制得轨枕内芯I ;(2)预先用硬泡聚氨酯树脂原液浸透玻玻璃纤维网格布，然后将浸透有硬泡聚氨酯树脂原液的玻璃纤维网格布缠裹于轨枕内芯I的外表面。(3)将浸透有硬泡聚氨酯树脂原液的玻璃纤维网格布缠裹于轨枕内芯放置于轨枕模具内，然后放入烘房进行熟化，同时完成聚氨酯树脂的发泡和固化，熟化完成后卸下模具，然后在其外表面粘贴聚氨酯弹性体材料，最终制得预应力玻璃钢筋混凝土的复合型轨枕。作为可以变换的实施方式，热固性酚醛树脂可以替换为环氧树脂或不饱和聚酯树月旨，还可以替换为环氧树脂、热固性酚醛树脂和不饱和聚酯树脂中的几种的混合物。实施例3本实施例所述的预应力玻璃钢筋混凝土的复合型轨枕，具有以下结构包括轨枕内芯I和减震层4，其轨枕内芯I为预应力玻璃钢筋混凝土材料，在所述混凝土内芯I内设置有沿所述轨枕长度方向排列的4根预应力玻璃钢筋(外径为12mm)，沿所述轨枕的宽度方向，在所述预应力玻璃钢筋2的外围安装有箍筋3 ;减震层4为轨枕内芯I的外表面缠裹有玻璃纤维脱蜡布增强的聚氨酯树脂复合材料层，减震层中还填充有玻璃微珠，并且在减震层4的外表面包覆有聚氨酯弹性体材料层。本实施例所述的预应力玻璃钢筋混凝土的复合型轨枕的制造方法如下(I)先将不饱和聚酯树脂与玄武岩纤维混合，然后再涂敷于玻璃钢筋的两端形成凸出物，当所述不饱和聚酯树脂固化后便形成锚固端，然后将所述玻璃钢筋放入模具内，通过锚固端将4根玻璃钢筋(外径为12mm)固定于张拉机的两端，然后对玻璃钢筋2进行张拉，每根玻璃钢筋承受的拉力为40KN，在所述预应力玻璃钢筋2的外围安装有箍筋3、组装轨枕内芯模具和预埋件，再向所述轨枕内芯模具内灌注混凝土并进行振动密实，然后再进行养护，当所述混凝土达到预定强度时，缓慢放张所述张拉机对玻璃钢筋2的拉力，然后切断所述玻璃钢筋2，将所述轨枕内芯模具卸下，制得轨枕内芯I ;(2)预先用硬泡聚氨酯树脂原液浸透玻璃纤维脱蜡布，再向其填充玻璃微珠，然后将浸透有硬泡聚氨酯树脂原液的玻璃纤维脱蜡布缠裹于轨枕内芯I的外表面。(3)将浸透有硬泡聚氨酯树脂原液的玻璃纤维脱蜡布缠裹于轨枕内芯放置于轨枕模具内，然后放入烘房进行熟化，同时完成聚氨酯树脂的发泡和固化，熟化完成后卸下模具，然后在其外表面包覆聚氨酯弹性体材料，最终制得预应力玻璃钢筋混凝土的复合型轨枕。实施例4本实施例所述的预应力玻璃钢筋混凝土的复合型轨枕，具有以下结构包括轨枕内芯I和减震层4，其轨枕内芯I为预应力玻璃钢筋混凝土材料，在所述混凝土内芯I内设置有沿所述轨枕长度方向排列的8根预应力玻璃钢筋(外径为10mm)，沿所述轨枕的宽度方向，在所述预应力玻璃钢筋2的外围安装有箍筋3 ;减震层4为轨枕内芯I的外表面缠裹有玻璃纤维的地毯面布增强的聚氨酯树脂复合材料层，并且在减震层4的外表面粘贴有聚氨酯弹性体材料层。在减震层中4，玻璃纤维织物的绒头线可以深入到布层的间部位，与布层间的聚氨酯树脂很好形成为一体。本实施例所述的预应力玻璃钢筋混凝土的复合型轨枕的制造方法如下(I)先将不饱和聚酯树脂与碳纤维混合，然后再涂敷于玻璃钢筋的两端形成凸出物，当所述不饱和聚酯树脂固化后便形成锚固端，然后将所述玻璃钢筋放入模具内，通过锚固端将8根玻璃钢筋(外径为IOmm)固定于张拉机的两端，然后对玻璃钢筋2进行张拉，每根玻璃钢筋承受的拉力为30KN，在所述预应力玻璃钢筋2的外围安装有箍筋3、组装轨枕内芯模具和预埋件，再向所述轨枕内芯模具内灌注混凝土并进行振动密实，然后再进行养护， 当所述混凝土达到预定强度时，缓慢放张所述张拉机对玻璃钢筋2的拉力，然后切断所述玻璃钢筋2，将所述轨枕内芯模具卸下，制得轨枕内芯I ;(2)首先将玻璃纤维纱线纺织成带有绒头线的地毯面布，其纺织方法与纺织地毯的方法相同，不同点为原料为玻璃纤维纱线，纺织的地毯面布为一面带绒头线，再用硬泡聚氨酯树脂原液浸透玻璃纤维的地毯面布，然后将浸透有硬泡聚氨酯树脂原液的玻璃纤维多轴向布缠裹于轨枕内芯I的外表面。(3)将浸透有硬泡聚氨酯树脂原液的玻璃纤维多轴向布缠裹于轨枕内芯放置于轨枕模具内，然后放入烘房进行熟化，同时完成聚氨酯树脂的发泡和固化，熟化完成后卸下模具，然后在其外表面粘贴聚氨酯弹性体材料，最终制得预应力玻璃钢筋混凝土的复合型轨枕。实施例5本实施例所述的预应力玻璃钢筋混凝土的复合型轨枕，具有以下结构包括轨枕内芯I和减震层4，其轨枕内芯I为预应力玻璃钢筋混凝土材料，在所述混凝土内芯I内设置有沿所述轨枕长度方向排列的8根预应力玻璃钢筋(外径为10_)，沿所述轨枕的宽度方向，在所述预应力玻璃钢筋2的外围安装有箍筋3 ;减震层4为轨枕内芯I的外表面缠裹有玻璃纤维的地毯面布增强的聚氨酯树脂复合材料层，并且在减震层4的外表面粘贴有聚氨酯弹性体材料层。在减震层中4，玻璃纤维织物的双面均有绒头线，这样层与层之间的绒头线可以相互交叉，还可以深入到布层的间部位，因此可以绒头线与层间的聚氨酯树脂很好形成为一体。本实施例所述的预应力玻璃钢筋混凝土的复合型轨枕的制造方法如下(I)先将不饱和聚酯树脂与碳纤维混合，然后再涂敷于玻璃钢筋的两端形成凸出物，当所述不饱和聚酯树脂固化后便形成锚固端，然后将所述玻璃钢筋放入模具内，通过锚固端将8根玻璃钢筋(外径为IOmm)固定于张拉机的两端，然后对玻璃钢筋2进行张拉，每根玻璃钢筋2承受的拉力为30KN，在所述预应力玻璃钢筋2的外围安装有箍筋3、组装轨枕内芯模具和预埋件，再向所述轨枕内芯模具内灌注混凝土并进行振动密实，然后再进行养护，当所述混凝土达到预定强度时，缓慢放张所述张拉机对玻璃钢筋2的拉力，然后切断所述玻璃钢筋2，将所述轨枕内芯模具卸下，制得轨枕内芯I ;(2)首先将玻璃纤维纱线纺织成带有绒头线的地毯面布，其纺织方法与纺织地毯的方法相似，不同点为原料为玻璃纤维纱线，纺织的地毯面布为双面带绒头线，然后硬泡聚氨酯树脂原液浸透玻璃纤维的地毯面布，再将浸透有硬泡聚氨酯树脂原液的玻璃纤维多轴向布缠裹于轨枕内芯I的外表面。(3)将浸透有硬泡聚氨酯树脂原液的玻璃纤维多轴向布缠裹于轨枕内芯放置于轨枕模具内，然后放入烘房进行熟化，同时完成聚氨酯树脂的发泡和固化，熟化完成后卸下模具，然后在其外表面粘贴聚氨酯弹性体材料，最终制得预应力玻璃钢筋混凝土的复合型轨枕。虽然本实用新型已经通过具体实施方式
对其进行了详细阐述，但是，本专业普通技术人员应该明白，在此基础上所做出的未超出权利要求保护范围的任何形式和细节的变化，均属于本实用新型所要保护的范围。
权利要求1.一种预应力玻璃钢筋混凝土的复合型轨枕，其特征在于 包括轨枕内芯(I)和减震层(4 )，所述减震层(4 )设置于所述轨枕内芯(I)外表面； 所述轨枕内芯(I)为混凝土内芯，在所述混凝土内芯内设置有沿所述轨枕长度方向排列的多根预应力玻璃钢筋(2)； 沿所述轨枕的宽度方向，在所述预应力玻璃钢筋(2)的外围安装有箍筋(3)。
2.根据权利要求I所述的轨枕，其特征在于所述预应力玻璃钢筋(2)设置为4-8根。
3.根据权利要求I或2所述的轨枕，其特征在于所述预应力玻璃钢筋(2)的外径为8-12mm。
4.根据权利要求I所述的轨枕，其特征在于所述减震层(4)中还填充有玻璃微珠。
5.根据权利要求I或4所述的轨枕，其特征在于所述减震层(4)的外表面设置有聚氨酯弹性体材料层。
专利摘要本实用新型提供一种预应力玻璃钢筋混凝土的复合型轨枕，包括轨枕内芯和减震层，所述减震层设置于所述轨枕内芯外表面；所述轨枕内芯为混凝土内芯，在所述混凝土内芯内设置有沿所述轨枕长度方向排列的多根预应力玻璃钢筋；沿所述轨枕的宽度方向，在所述预应力玻璃钢筋的外围安装有箍筋。本实用新型提供的复合型轨枕具有最大荷载高，不容易出现纵向或横向裂缝，使用寿命长的特点，再者解决了因玻璃钢筋抗剪切强度低，在张拉过程中夹具容易切断的问题，从而实现了玻璃钢筋代替轨枕中的普通钢筋，提高了轨枕的最大荷载、绝缘性。
文档编号E01B3/32GK202595582SQ201220232719
公开日2012年12月12日 申请日期2012年5月22日 优先权日2012年5月22日
发明者张英杰, 祝涛, 陈文姬 申请人:北京盘天新技术有限公司