混凝土軌枕檢驗中存在的問題及改進建議

梁志軍

(樂昌市安捷鐵路軌枕有限公司，廣東樂昌 512200)

目前我國鐵路正線上使用的混凝土軌枕型號主要有Ⅲ型軌枕(Ⅲa型、Ⅲb型、Ⅲc型)、新Ⅱ型軌枕、橋枕(Ⅲqa型、Ⅲqc型)和特殊用途的軌道電路專用枕。這些軌枕都有相應的技術條件,這些技術條件是：《預應力混凝土枕 Ⅰ型、Ⅱ型及Ⅲ型》(TB/T 2190—2002)、《新Ⅱ型預應力混凝土枕技術條件》(運基線路[2002]160號)、《Ⅲb型(預應力混凝土無擋肩)軌枕質量評價檢驗細則》(運基線路[2000]396號)、《客運專線預應力混凝土有擋肩枕技術條件》(運基線路[2009]565號)、《新Ⅲ型混凝土橋枕及護軌扣件技術條件》(運基線路[2008]296號)、《客運專線預應力混凝土橋枕技術條件》(運基線路[2009]566號)。這些技術條件指導著各種型號軌枕的生產和檢驗,保證了合格的產品源源不斷地輸送于鐵路線路上。在即將修編技術條件之時,根據多年的實踐和檢驗中碰到的問題,結合我國軌枕行業目前的制造水平,對現有技術條件提出改進建議。

1 制定各種混凝土枕統一的技術條件

軌枕都要經過科研和初期推廣階段,不同型號的軌枕都有自己獨有的特點,如軌道電路專用枕、Ⅲb型枕、橋枕、混凝土岔枕都有特殊的檢驗部位,軌道電路專用枕、混凝土岔枕還有特殊的制造要求等等,所以在科研和初期推廣階段,一般都依據各自的特點制定相應的技術文件,這就形成了一種型號的軌枕對應一個技術條件的現狀。實際上,各種型號的軌枕制造工藝基本相同,對比這些技術條件,僅養護要求和檢驗指標上存在一些差異,這些差異可能是受編制時技術發展水平以及對產品關注度的影響,如近兩年的客運專線軌枕對養護要求更為嚴格,再如Ⅲb型軌枕的鋼筋混凝土上保護層允許偏差要比Ⅲa型軌枕、新Ⅱ型軌枕更為嚴格。

統一軌枕技術條件和檢驗細則可以方便工廠制造和檢驗。養護要求統一可以方便各種型號的軌枕同池養護,檢驗指標的允許偏差統一可以方便工廠日常檢驗。各種型號的軌枕目前都已經歷了較長的生產周期,制造中許多新的技術已被大多數軌枕工廠所熟悉和掌握,不論是老產品還是新產品,已經沒有必要再依據重要性采用不同的制造要求,技術的成熟已經為各種軌枕采用統一的技術標準創造了條件。

2 放寬軌枕靜載抗裂強度試驗的時間

按照我國行業標準《混凝土軌枕靜載抗裂試驗方法》(TB/T1879)的規定,混凝土軌枕靜載抗裂強度試驗須在脫模后48 h以內完成。軌枕靜載抗裂強度試驗的時間性很強,增加了工廠質檢部門的檢驗難度和對產品追溯檢驗的難度。下面談一下增加檢驗時段的可行性。

扣除張拉錨具變形和溫差產生的預應力損失外,影響不同時段軌枕靜載抗裂強度值的主要因素：預應力鋼筋松弛損失，混凝土收縮和徐變引起的鋼筋應力損失，試驗時混凝土實際達到的強度。

軌枕脫模后48 h至28 d這段時間,預應力損失不斷增大,混凝土強度不斷提高,一般情況下混凝土強度提高對軌枕靜載抗裂強度值的影響要大于預應力損失增大的影響。軌枕脫模后48 h至28 d這段時間內,試驗離脫模的時間越長,就越有利于軌枕通過試驗,所以48 h內的檢驗是最嚴格的檢驗,但這都是基于完全按照軌枕設計參數來制作軌枕,即軌枕脫模時混凝土強度為45 MPa,28 d混凝土強度為60 MPa。實際上,軌枕的脫模強度、28 d混凝土強度和預應力損失值與設計值都有偏差,大多數情況下,脫模強度遠遠超過45 MPa,28 d混凝土強度遠遠超過60 MPa,加之大多數軌枕靜載抗裂強度計算值不同時段相差不大,所以在實際檢驗中,脫模后48 h以內不一定是最不利的檢驗時段,48 h至28 d之間,也不是時間越長就越有利于軌枕通過試驗。只要設計單位能綜合考慮影響因素,給出適中的靜載抗裂強度檢驗值就可以延長靜載檢驗的時段。這里特別要指出的是新Ⅱ型軌枕由于截面小、預應力度大,而且設計中考慮的預應力總損失值要遠遠小于實際生產中發生的損失,當采用同等工藝同等原材料制造時,新Ⅱ型軌枕的靜載檢驗合格率要低于其他型號的軌枕。對新Ⅱ型軌枕不但應該保留48 h靜載檢驗要求,還應該在大量試驗的基礎上確定合理的檢驗值。

3 用“鋼筋合力點距承軌臺中心距離”取代“鋼筋混凝土上保護層”的檢驗

隨著機械化鋪設水平的提高,現場對軌枕兩端鋼筋外露的長度要求越來越嚴,為了滿足用戶要求,生產時常將軌枕兩端外露的鋼筋用鋸鋸掉,工廠質檢部門檢驗時無法檢查鋼筋上保護層以及鋼筋間的間距誤差。要解決這一矛盾,可以用“鋼筋合力點距承軌臺中心距離”取代“鋼筋混凝土上保護層”的檢驗。

我國各類軌枕的鋼筋設計保護層都在35 mm以上,加上鋼筋分絲板能夠確保鋼筋的位置,一般鋼筋上保護層都不會過小。因此,檢查上保護層的意義更在于檢查張拉中心的位置。預應力鋼絲合力中心(張拉中心)是設計的重要參數。當張拉中心偏離設計值時,會影響軌下或枕中的靜載抗裂強度檢驗值,當張拉中心嚴重偏離設計值時,會造成軌下或枕中靜載抗裂強度檢驗不合格。目前還沒有有效的方法檢查張拉中心到承軌面距離的偏差,在實際檢驗中都是通過檢查上保護層達到檢查張拉中心位置的。

按照技術條件的要求,Ⅲa型軌枕的鋼筋上保護層允許偏差±3 mm,鋼筋間距允許偏差±2 mm。由于只能檢驗軌枕端部的鋼筋到該部位頂面的距離和軌枕端部的鋼筋間距來間接測量鋼筋上保護層,所以這時的測量值包含了鋼絲間距的誤差和承軌面到軌枕端面的高度誤差,多次的誤差疊加,張拉中心的誤差已經不是實測值了。既然檢查上保護層有難度而且檢查結果不能完全反映張拉中心的實際情況,不如直接檢查混凝土澆筑前狀態下的軌枕鋼模張拉中心。表1是部分國家及我國的檢驗項目和允許偏差。

表1 檢驗項目和允許偏差 mm

注：*新Ⅱ型枕鋼筋混凝土上保護層的允許偏差為+4 mm/-2 mm,Ⅲb型枕為+3 mm/-2 mm,Ⅲa型枕為+3 mm/-3 mm。

4 根據檢驗項目的重要性和我國生產實際水平提出外形尺寸檢查頻次和允許偏差

我國軌枕的外形尺寸檢查項目一般都要在12項以上,電容枕和橋枕的外形檢查項目更多,分析這些檢驗項目,有些是可以不作為日常檢驗項目的。軌枕寬度、預留孔中心到承軌臺底角距離、承軌臺底角間距是由鋼模軌槽板決定的,這幾個尺寸不會受不同施工班組和制造工藝的影響,可以作為形式檢驗內容定期檢驗,減少日常檢查工作量；枕底面壓花不但檢驗繁瑣,而且不是重要尺寸,應按照自由公差對待。

為了將關注點放到提高軌枕內在質量上,建議對于不影響裝配、不影響軌枕性能的外形尺寸允許偏差適度放寬。

5 明確檢具,確保工廠檢驗方法的正確和檢驗數據的準確

在各種軌枕檢驗細則中都有對檢驗方法的詳細描述,但對如岔枕孔位、雙塊式軌枕承軌部位扭曲、套管歪斜等檢驗項目,由于檢具不統一,檢驗方法不統一,在實際檢驗中碰到的問題較多。檢具和檢驗方法應由鐵道部質檢部門來統一。

6 結語

我國混凝土軌枕的生產已有50多年的歷史,全國形成生產能力的軌枕企業近50家,混凝土軌枕的鋪設量及年生產能力居世界前茅。隨著技術的進步,軌枕的生產工藝和工裝都有了較大的提高,技術條件修編中應結合這幾年軌枕制造技術的發展,注重軌枕耐久性能的檢驗；軌枕生產企業會嚴格執行技術條件,改進生產工藝,提高產品質量,滿足鐵路發展的需要。

[1] 中華人民共和國建設部.GB50010—2002 混凝土結構設計規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2002.

[2] 中華人民共和國鐵道部.TB/T 2190—2002 預應力混凝土枕Ⅰ型、Ⅱ型及Ⅲ型[S].北京：中國鐵道出版社，2002.

[3] 運基線路[2009]565號，客運專線預應力混凝土有擋肩枕技術條件[Z].

[4] 運基線路[2009]566號，客運專線預應力混凝土橋枕技術條件[Z].

[5] 陳惠玲.高效預應力結構設計施工實例應用手冊[M].北京：中國建筑工業出版社，2005.