合武客运专线用ⅢF型预应力混凝土轨枕的开发研究

摘要

合武客运专线设计速度为300km/h，开通后运营速度为250km/h，是当时国内有碴轨道设计和开通速度最高的线路。合武线所使用的轨枕产品是预埋法国某公司快速弹条扣件预埋座的ⅢF型轨枕。由于该快速安装弹条扣件系统首次在国内使用，当时ⅢF型轨枕产品国内尚无一个厂家生产，为国内首创。
　　 为保证该条客运专线的顺利贯通，提升我国的国际形象，我们项目组接受了这项任务。我们在经过一年多时间开发、试制后，不但完成了该项艰巨的任务，还在实践中学到了好多知识，丰富了自己的知识结构。
　　 本课题的主要任务是通过对客运专线用混凝土配比进行研制、试验，从而引申到预应力混凝土轨枕内、外质量的控制；对混凝土养护工艺的探讨，从而引申到混凝土耐久性及混凝土结构的碱-集料反应（又称碱-骨料反应，简称AAR）。
　　 国外为短模长线台法生产轨枕，国内为长模流水线法生产轨枕。前者生产效率低，但轨枕尺寸精度高，对模型的强度和刚度要求较低，后者生产效率高，但要保证轨枕的尺寸精度，对模型的强度和刚度提出更高的要求，保证在强大的预应力作用下，经受混凝土成型时的强烈振动，仍然要保持定位准确可靠，轨枕尺寸精度稳定，因此，制定工艺时重点考虑模型的强度、刚度、预埋件定位装置和夹紧机构的可靠性、耐久性及密封。既保证轨枕的密实度，又能经受轨枕成型时的振动，还能保持预埋件在轨枕中的尺寸精度和稳定性。
　　 通过对这一课题的研究，我们了解了客运专线用轨枕的技术要求和达到这一要求途径，设计出了合理的混凝土配比，研究出了高性能混凝土，改进现有生产设备（提高搅拌能力和精度、改进养护系统，满足缓慢升、降温和稳定保温的要求、提高张拉精度和预应力缓慢施加等），满足客运专线轨枕生产的工艺要求。并根据弹条扣件系统的不同要求，设计出与之相配套的轨枕模型，生产出符合特殊要求的预应力混凝土轨枕。
　　 合武高铁试运行速度287公里/小时，平均运行速度250公里/小时，完全达到了预期目标。
　　 该课题的研究成功，为我国客运专线的普及提供了参考，也为我们下一步参与客运专线的相关产品积累了经验。