[科普中國]-岔枕

岔枕是用在鐵路道岔上的專用軌枕。主要用于道岔牽引點(diǎn)處，可將道岔電務(wù)轉(zhuǎn)換桿件置于枕內(nèi)，有利于大機(jī)養(yǎng)護(hù)作業(yè)。

定義軌枕承受來自鋼軌的各向壓力，彈性地傳布于道床，有效地保持軌道的幾何形位，是鐵路線路上部建筑的重要組成部分。軌枕應(yīng)具有必要的堅固性、彈性和耐久性，并能便于固定鋼軌，有抵抗縱向和橫向位移的能力。按其使用目的可分為：用于一般區(qū)間的普通軌枕：用于無碴橋梁上的橋枕；用于道岔上的岔枕。岔枕的結(jié)構(gòu)一般會與普通的軌枕不同。道岔處要引導(dǎo)機(jī)車車輛從一股道轉(zhuǎn)入另一股道導(dǎo)至此處的軌枕受力狀況與產(chǎn)生的應(yīng)力會跟普通線路上的軌枕情況不同。因此，岔枕的結(jié)構(gòu)與一般軌枕的結(jié)構(gòu)也不同。

分類木岔枕1

木岔枕是世界各國鐵路道岔上最早采用的一種岔枕。其主要優(yōu)點(diǎn)是彈性好，可緩和列車的動力沖擊作用，有較好的絕緣性能。但由于其縱橫向位移阻力差，限制了列車通過速度，亦即限制了運(yùn)能的提高，同時耗費(fèi)大量優(yōu)質(zhì)木材，而且使用壽命短，維修工作量大，總的看來很不經(jīng)濟(jì)。因此，將逐漸被其它材質(zhì)的岔枕所取代。

混凝土岔枕

混凝土岔枕是目前世界上主要采用的岔枕形式。隨著鐵路高速、重載發(fā)展的需要，用混凝土岔枕代替木岔枕已成為岔枕的發(fā)展方向?；炷敛碚聿脑摧^豐富，并能保證幾何尺寸，使軌道彈性均勻，提高了軌道的穩(wěn)定性。且不受氣候、腐朽、蟲蛀及火災(zāi)的影響，使用壽命長。此外，混凝土岔枕還具有較高的道床阻力，可提高線路的橫向穩(wěn)定性。但混凝土岔枕也有其自身的缺點(diǎn)：自重大，剛度大，抗震性能不佳;彈性差，易脆裂；搬運(yùn)、維修不易；絕緣性能差。

鋼岔枕

鋼岔枕是一種特殊形式的岔枕，主要用于道岔牽引點(diǎn)處，可將道岔電務(wù)轉(zhuǎn)換桿件甚至轉(zhuǎn)轍機(jī)均放于枕內(nèi)，不占用道岔搗固空間，有利于大機(jī)養(yǎng)護(hù)作業(yè)及道床的穩(wěn)定。且還有脫軌時損傷少，可再生的優(yōu)點(diǎn)。其不足之處是：容易生銹，質(zhì)量較輕時振動較大，質(zhì)量較大時成本較高。

鋼筋混凝土岔枕最長者為4.90m，級差為0.10m?；炷敛碚砼cⅢ型混凝土枕具有相當(dāng)?shù)挠行еС忻娣e，采用無擋肩形式，岔枕頂面平直，岔枕中還預(yù)埋有塑料套管，依靠扣件摩擦及旋入套管中的道釘承受橫向荷載，按7mm配筋。

為了不讓轉(zhuǎn)換設(shè)備占用枕木空間，適應(yīng)大型養(yǎng)路機(jī)械設(shè)備的需要，提速道岔中還設(shè)計并采用了鋼岔枕。鋼岔枕內(nèi)腔應(yīng)滿足電務(wù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的安裝要求，同時考慮允許尖軌或心軌±15mm的伸縮量。鋼岔枕外寬要控制，以保證與相鄰岔枕間形成足夠的搗固空間。

鋼岔枕自身還應(yīng)有足夠的剛度，在輪載作用下盡可能減小撓度，保證為上部構(gòu)件及轉(zhuǎn)換設(shè)備提供良好的支承條件。

鋼岔枕與墊板、外鎖閉設(shè)備間設(shè)有絕緣部件。鋼岔枕底部焊有不規(guī)則條塊，增大與道床間的摩擦系數(shù)。

國外發(fā)展情況第二次世界大戰(zhàn)以前，歐洲鐵路普遍采用木枕，由素枕發(fā)展到防腐油枕，斷面尺寸由小到大，以適應(yīng)當(dāng)時的需要。二戰(zhàn)以后，由于戰(zhàn)爭的破壞，大片森林不復(fù)存在，同時，戰(zhàn)后的重建需要大量木材，鐵路軌枕資源缺乏。在此種情況下，歐洲的一些國家開始研究以混凝土軌枕代替木枕。德國研究并發(fā)展整體式預(yù)應(yīng)力混凝土軌枕，法國研究并發(fā)展了雙塊式非預(yù)應(yīng)力軌枕2。

德法兩國的道岔基礎(chǔ)可分為兩大類:碎石道床一混凝土岔枕基礎(chǔ)、整體道床基礎(chǔ)。法國以碎石道床一整體混凝土岔枕基礎(chǔ)為主。

法國道岔的彈性大部分由道碴提供，扣件剛度大，岔枕傳到道床的振動較大，因此道床要保持良好的狀態(tài)，必須注重養(yǎng)護(hù)維修。德國有碴軌道岔枕上有較好的減振扣件系統(tǒng)，加上鉸接岔枕的應(yīng)用，道床受到的振動要小一些，道床維修周期要長一些。但由于部分岔枕要采用鉸接件，岔枕成本昂貴。

德國

德國是研究開發(fā)混凝土軌枕較早的國家。于20世紀(jì)80年代初開始研制混凝土岔枕，并陸續(xù)在全國主要干線上推廣使用。90年代初，開始研制鉸接式混凝土岔枕。德鐵研制鉸接式混凝土岔枕主要基于兩個目的:一是解決整組道岔運(yùn)輸超限問題:二是解決列車高速運(yùn)行時，長岔枕未行車股道一端翹起和拍打道床引起道碴粉化問題。經(jīng)過5年的研制，從1995年起，德鐵開始在碎石道床上推廣使用鉸接式混凝土岔枕。經(jīng)過運(yùn)營實(shí)踐，對

鉸接結(jié)構(gòu)進(jìn)行了重大改進(jìn)，不論是高速(v=160 km/h-220 km/h)線路上的道岔，還是極高速(v>220 km/h)線路上的道岔均采用鉸接岔枕。

德鐵的研究表明當(dāng)岔枕長度超過3.2m時，共振現(xiàn)象明顯，因此長度在3.2m以上的長岔枕在側(cè)股股道中部以柔性鉸聯(lián)結(jié)，鋼軌一岔枕間高彈性墊板與鉸接岔枕共同組合成優(yōu)良的彈性基礎(chǔ)，減小了岔枕的下沉量，并減少了道碴的粉化，延長了道床的維修周期。

勃蘭登堡、布茨巴赫(WBG/BWG)是德國的兩大道岔制造廠。在德國BWG現(xiàn)代道岔設(shè)計中，使用了集扣件、鎖閉設(shè)備、連接桿和加熱器在一起的空心軌枕。其頂部對稱地焊接了鋼板，使得其彈性與鄰枕接近。位于轍叉邊上的長空心枕采用分離設(shè)計，提供適當(dāng)?shù)姆勒襁B接。BWG認(rèn)為空心軌枕也可以用在板式軌道的設(shè)計中，具有清潔和少維修的優(yōu)點(diǎn)。

為適應(yīng)大型養(yǎng)路機(jī)械作業(yè)的需要，從根本上解決電務(wù)設(shè)備占用枕木空間的問題，德國在高速道岔中采用了鋼岔枕來放置轉(zhuǎn)轍機(jī)。

法國

法國的高速鐵路網(wǎng)建設(shè)始于十九世紀(jì)八十年代，有：2 X1800km的有碴軌道；2X1300km的無碴軌道：有碴軌道站了絕大部分。其道岔區(qū)的軌道結(jié)構(gòu)型式也大部分為有碴軌道。

法鐵認(rèn)為將轉(zhuǎn)轍機(jī)放在特制的混凝土枕上，特制枕的剛度與線路相同，基礎(chǔ)穩(wěn)定。

國內(nèi)發(fā)展情況我國主要的道岔基礎(chǔ)有木岔枕及混凝土岔枕兩種形式。木岔枕斷面和普通木枕基本相同，長度分為12級，其中最短的為2.60m，最長的為4.80m，級差為0.20m，采用螺紋道釘與墊板聯(lián)結(jié)?；炷敛碚肀饶静碚碇兀褂脡勖L，不易撓曲，可以減少錳鋼轍叉的裂損，還能增加軌道的剛度，穩(wěn)定性好。這些優(yōu)點(diǎn)能大大降低混凝土岔枕道岔的養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用。此外，由于木材供應(yīng)日趨緊張，鐵道部在1988年頒布的《鐵路主要技術(shù)政策》中明確指出應(yīng)采用高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土岔枕。

我國從60年代初開始研究混凝土岔枕。最初研究的對象是50kg/m鋼軌12號單開道岔用混凝土岔枕，經(jīng)過試鋪、改進(jìn)，于1915年在全路推廣使用。1985年開始研制60kg/m鋼軌12號單開道岔用混凝土岔枕。

目前，己完成的混凝土岔枕標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計有：專線3197 [50kg/m鋼軌、43kg/m鋼軌9號道岔用混凝土岔枕(工礦企業(yè)用)]；專線3263 (50 kg/m鋼軌12號單開道岔用混凝土岔枕)；專線3279 (60kg/m鋼軌12-號單開道岔用混凝土岔枕)；專線3281 (50kg/m鋼軌9號單開道岔用混凝土岔枕)；專線3283 (60kg/m鋼軌9號單開道岔用混凝土岔枕)；專線3304 (60kg/m鋼軌12號可動心軌轍叉單開道岔用混凝土岔枕)。鐵道部專業(yè)設(shè)計院從1985年開始研制重載鐵路用混凝土岔枕道岔。1986年完成了60kg/m鋼軌12號單開道岔用混凝土岔枕的試制、試鋪，198年通過部級鑒定并在全路推廣使用。

1995年以來，隨著鐵路客運(yùn)列車速度不斷提高的要求，我國研制和鋪設(shè)了多種號碼道岔的混凝土提速岔枕，包括整體式和鉸接式，幾年的應(yīng)用實(shí)踐表明，所研制的混凝土岔枕盡管存在著這樣和那樣的問題，但總的來說是成功的，起到了確保安全、強(qiáng)化軌道結(jié)構(gòu)、減少養(yǎng)護(hù)和維修工作量的作用。

在2002年鐵道部運(yùn)輸局組織的提速岔枕現(xiàn)場使用情況調(diào)查后，對扣件系統(tǒng)塑料套管的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計改進(jìn)，克服了扣件系統(tǒng)在安裝方面的困難，極大地減少了套管在使用中出現(xiàn)損壞的現(xiàn)象。同時，運(yùn)輸局在最近的幾年里組織有關(guān)單位的專家，對各個岔枕生產(chǎn)廠家的質(zhì)量進(jìn)行了嚴(yán)格的監(jiān)督把關(guān)，并針對每個廠家的具體情況進(jìn)行了技術(shù)指導(dǎo)，使岔枕的質(zhì)量得到了很大的提高?，F(xiàn)場使用單位對最近幾年生產(chǎn)的岔枕滿意率越來越高。

施工要求為使道岔的軌下基礎(chǔ)具有均勻的剛性，岔枕的間距應(yīng)盡可能保持一致。轉(zhuǎn)轍器和轍叉范圍內(nèi)的岔枕間距，通常采用(1～0.9)倍區(qū)間線路的枕木間距。設(shè)置轉(zhuǎn)轍桿的一孔，其間距應(yīng)適當(dāng)增大。道岔鋼軌接頭處的岔枕間距應(yīng)與區(qū)間線路同類型鋼軌接頭處軌枕間距保持一致，并使軌縫位于間距的中心。

鋪設(shè)在單開道岔轉(zhuǎn)轍器及連接部分的岔枕，均應(yīng)與道岔的直股方向垂直。轍叉部分的岔枕，應(yīng)與轍叉角的角平分線垂直，從轍叉趾前第二根岔枕開始，逐漸由垂直角平分線方向轉(zhuǎn)到垂直于直股的方向。3

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李岳陽 - 副教授 - 江南大學(xué)