[發明專利]一種新型竹纖維增強的預應力混凝土軌枕及性能增強方法

在審

• 申請號: 202011006645.8
• 申請日: 2020-09-15
• 公開（公告）號: CN112411269A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 井國慶;姚力;巫江;龐玲;杜文博;江萬紅;杜運昌;王創;陳斌;陳興風;盧明舫;王亞虎;曹江林
• 申請（專利權）人: 北京交通大學;金鷹重型工程機械股份有限公司
• 主分類號: E01B3/28
• 分類號: E01B3/28;E01B3/34;E01B3/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于軌道交通混凝土制品技術領域，公開了一種新型竹纖維增強的預應力混凝土軌枕及性能增強方法，通過在混凝土中加入竹纖維，增加軌枕的抗彎抗拉性能。竹纖維均勻摻合在混凝土中；竹纖維混凝土填充于預應力鋼筋骨架間；竹纖維長度2cm?4cm；直徑0.2?0.4mm。本發明克服普通預應力混凝土軌枕由于抗拉強度弱易產生裂紋的問題。在滿足鐵路軌枕要求的前提下，優化軌枕的性能，增強軌枕的抗彎抗拉強度、延性；抑制混凝土軌枕早期裂紋的產生及在外力作用下裂紋的擴展；增強軌枕的彈性，提高抗沖擊性能，起減振降噪的作用；有助于環境保護。

技術領域

本發明屬于軌道交通混凝土制品技術領域，尤其涉及一種新型竹纖維增強的預應力混凝土軌枕及性能增強方法。

背景技術

目前，業內最接近的現有技術：軌枕是軌道結構的重要組成部分，主要用于承受來自鋼軌的各向壓力，并彈性地傳布于道床，有效的保持軌道的幾何形位，特別是軌距和方向。因此，軌枕必須具有必要的堅固性、彈性和耐久性，且便于固定鋼軌，具有抵抗縱向和橫向位移的能力。

傳統軌枕的木枕、混凝土枕及鋼枕在工作性能及可持續發展方面各有不足之處。木枕具有壽命短、易磨損、易受生物侵蝕、所用防腐劑危害環境及人體健康等不足。混凝土枕的缺點主要是剛度大、脆性大、重量大、回收困難。鋼枕則由于不絕緣、行車噪音大、剛度大、易銹蝕等原因而使用有限。此外，傳統軌枕生產也對環境造成巨大沖擊，如木枕生產導致大量樹木砍伐、水泥及鋼鐵產業向大氣排放大量二氧化碳。

有鑒于木枕、混凝土枕和鋼枕的諸多缺陷，近年來復合軌枕成為一種新型軌枕結構，主要通過使用可再生塑料、廢舊輪胎或者聚氨酯進行生產，具有彈性好，環保綠色等優點。但是同普通混凝土軌枕比有以下缺點：材料密度低，造成道床縱橫向阻力偏低；生產、安裝成本高；抵抗溫度、環境受力能力差；扣件安裝螺栓抗拔力不足，在列車循環荷載作用下容易導致扣件松動，影響列車運營安全。

以上四種軌枕中，我國仍以預應力混凝土軌枕為主，在長期的運營過程中，由于混凝土抗拉能力弱，在長期列車荷載作用下開裂，隨著裂紋的發展混凝土軌枕結構遭到破壞，影響線路安全性和旅客舒適性。

綜上所述，現有技術存在的問題是：

現有的普通預應力混凝土軌枕在使用過程中，由于混凝土抗拉能力弱易開裂，裂紋的不斷擴展將造成混凝土軌枕的結構破壞，嚴重影響線路安全性和旅客舒適性。同時，軌枕的破壞增加了維修的工作量和成本，造成巨大的損失。除此之外，普通預應力混凝土軌枕剛度大，使得道砟與軌枕接觸的過程中容易劣化。

解決上述技術問題的難度：

如何改變普通預應力混凝土軌枕的材料，使其達到增強抗彎抗拉性能、延性；抑制混凝土軌枕早期裂紋的產生及在外力作用下裂紋的擴展；增加軌枕彈性，減少振動噪聲，提高抗沖擊性能的作用及效果。

解決上述技術問題的意義：

本發明竹纖維增強的預應力混凝土軌枕，其抗彎抗裂性能、彈性、斷裂延伸率有著顯著優勢。竹纖維對混凝土軌枕抗拉強度的提高起著舉足輕重的作用，抑制荷載作用下軌枕裂紋的產生與發展。同時，竹纖維混凝土軌枕中的竹纖維原材豐富，生長速度快，市場供給大于需求；竹纖維的橫向與縱向都具有較高的強度，可以避免薄弱環節的出現，韌性好；竹纖維生態環保，質感極好。為解決前述問題提供了一種新思路。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種新型竹纖維增強的預應力混凝土軌枕及增強方法。

本發明是這樣實現的，一種新型竹纖維混凝土軌枕的性能增強方法，包括：