钢轨也需要一个好枕头,你注意过轨道之下的他们吗?
图片:Yestone.com 版权图片库前几天开了一个会,刚好说到了轨枕的问题,我就顺便也在这里说一说。
轨枕,顾名思义,就是钢轨“枕”着的那个部件,貌不惊人,但是实际上是极其重要,它对轨道重要性不亚于枕头对于犯了颈椎病的我的重要性。
轨道结构是由几大件组成,分别是钢轨、轨枕、道床、连接零件,教科书上说轨枕是承受钢轨的压力并均匀的传递给道床的设备,它和钢轨是通过连接零件连接的。今天咱们只说轨枕,重点说地铁上使用的轨枕,先看看图
不废话,老套路,还是先上目录~~
地铁的轨枕主要就是普枕和岔枕,桥上现在一般都用道床板了,没有专门的桥枕的说法。所谓普枕就是普通线路地段的轨枕,岔枕就是道岔上用的轨枕,主要的区别就是长度和承轨位置的不同。
普枕的长度一般是 2500mm,也就是两米五;岔枕的长度根据铺设的位置不同有区别,从 2500 到 4800 不等,现在出现了非常多型的道岔,也存在着更长的岔枕,但是俺没见过~~~
下面说说材质
—轨枕的材质有很多种,最早出现的就是木头,“枕木”这个词也是来源于此,但是枕木和木枕还真不是一个意思,大家不要搞混了。
木枕一般由马尾松、落叶松等油脂含量比较高的木料制成,它的优点缺点一样的明显。
——弹性好。轨下刚度(弹性)是轨道结构重要指标,弹性太差会对钢轨和车辆造成额外的伤害。木枕的弹性非常好,甚至都不需要在轨下设置弹性垫片就可以直接使用。
——加工、运输、铺设简单。木料直接加工成需要的尺寸再浸泡防腐液就可以了,由于比较轻运输起来也方便。铺设也是一样的道理,轻便好运输自然也就好铺设。话说以前线路工考试有一个题目就是考扛木枕,你给我扛一个混凝土枕试试?
——和钢轨连接简单。先前的木枕都是直接一块垫板几个道钉打上去就算是固定好了,比现在的各型扣件简单多了。当然,有点也是缺点,它不太可靠。道钉长这样~~
——绝缘性好。这个也不用多说,木材 + 防腐油的结合,不过绝缘到底有多好我也真是没有实际测过。
——消耗木材,不环保。这个不用多说吧,基本木枕就是山上长出来,虽说现在可以采用轮伐等办法减少对环境的影响,但是毕竟还是有影响不是?拿这些木料去做家具也好啊。
——均一性不好,弹性、强度不均。这个很好理解吧,不同的树的弹性不同,同一颗树的不同位置也不同,就想没有两片一样的树叶一样,也没有两根一样的轨枕,毕竟是自然生长的不是同一个模子做出来的。这就带了轨下刚度的不均匀,这对跑的比较快的线路是非常不利的,所以现在木枕主要使用在车辆段内,正线已经基本不用了。
——易腐蚀,使用年限小。说是泡过了防腐油,而且要泡透(现在的要求浸入深度大于 13mm,不同的等级要求略有不同,就不细抠了),但是毕竟还是木头,硬度、强度都没有办法跟混凝土等材料比,现在木枕能用 10 年已经很不错了。Ps,木枕看起来黑黝黝的,就是因为跑了防腐油~~
——持钉能力差,几何形位保持困难。木枕固定钢轨的形式可以看成是把钢轨钉在木枕上(实际上还有连接零件,咱们在此略去),车轮经过的时候会对道钉有侧向的力,时间长了道钉就会跑,钢轨也会跑,这样轨距(可以简单理解为两根钢轨之间的距离)等几何形位就变了,就需要调整了。画了一个简单的示意图
—由于木枕的缺点那么多,无法适应高速、重载、客专、地铁等线路的需要,于是出现了混凝土轨枕。
我国先后生产了十几种水泥枕,由于混凝土抗压不抗拉的特性,在其中加入了纵向钢筋以加强抗拉性能,但是还是会开裂,于是开始生产预应力轨枕。现在的水泥枕基本都是预应力轨枕,基本解决了开裂的问题。至于啥是预应力,大家去问@猪小宝,他是专家,我只是一个搞轨的,我也不太懂啊~~来看看水泥枕的特性
——阻力大,有利于保持框架的稳定。由于水泥枕质量大、扣件和钢轨连接紧固,所以由钢轨和轨枕构成的轨道框架稳定性好,说白了就是跑车对轨道框架的影响下,不会带着跑。另外,水泥枕的地面在加工的时候故意做的很粗糙,这样就会和道床更加紧的咬合在一起,进一步增加阻力。看我手画一个轨道框架,是不是很像?大概就是这个意思
——节约木材。这个不用多说吧?
——使用年限长。只要质量没有问题,水泥枕的设计使用年限一般是 40 年,实际使用可能还不止,别是是地铁上,车比较轻,那玩意压不坏啊。
——保持轨距能力强。看看扣件的区别就知道了,框架强、扣件也强,当然轨距保持能力强。下面这图是国内地铁普遍使用的无螺栓扣件(我把主要部件标了一下)~~
——弹性差。这个是必然的,石头的和木头的弹性肯定是有差别,所以解决办法是在钢轨和轨枕之间加弹性橡胶垫,既增加弹性又绝缘。大家可以看见上面扣件图里有两块缓冲橡胶垫片,厚度一共是 22mm。
——质量大,运输、铺设、维护工作量大。一根水泥枕差不多有 400 多斤,运输和铺设都很困难,维护阶段要是需要更换那也很麻烦(但是确实是换的少),都是因为一个字,重!
—木枕和混凝土枕都不完美,于是人们又制造了合成树脂轨枕(合成枕),是一种玻璃长纤维和硬质聚氨酯为主要原料的轨枕。
合成枕的特点我就不一一说了,它基本是综合了木枕和水泥枕的优点而避免了它们的缺点,轻、耐腐蚀、持钉能力强、弹性好等等,感觉就像是完美的,但是也有缺点,那就是……贵!不是贵个 30%、50% 啥的,是贵几倍的价格,简直是丧心病狂。
所以,虽然很喜欢用合成枕,但目前只用在岔枕、小半径曲线等位置,我用了十几年还真的一根都没有换过。但是其他位置还是水泥枕为主,毕竟价钱在那里摆着~~~
至于钢枕,我只是听说,还没见过,啥也说不出来啊
下面是几张轨枕的图
当然,水泥枕的结构形式非常多样,在地铁常用的就有长轨枕(图片展示的就是)、短轨枕、短岔枕、弹性短轨枕、梯形轨枕等等……
上面就是关于轨枕不得不说的故事,写完仰脖子一看晚上 9 点了,颈椎病又犯了。
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