预应力混凝土轨枕的裂缝及结构耐

久性

中国预应力混凝土轨枕从研究、生产到推广应用，历时四十年，产量逾亿根

铺设里程累计达七万公里，与世界各国采用混凝土轨枕相比，数量上占有很大
比例。使用三十余年来，混凝土轨枕发生了不少损伤，涉及到行车安全，从而经
常考虑伤损轨枕是否应从运营线路上换下。但要换上新的轨枕，除要重新制造外
还要装卸，运输并到线路上进行换枕工作，不仅需耗费大量人力物力，有时还
会影响行车，其耗费往往是一根轨枕本身造价的四到五倍。

 

        在使用三十余年来，拆换下的伤损轨枕，除了少量是由于行车、装卸事

故等造成的机械性破损外，绝大部分则是由于产生各种各样的裂缝，担心其影
响轨枕承载能力而被拆换的。

 

        轨枕作为一种预应力混凝土结构，裂缝是难避免的，因此研究预应力

混凝土轨枕裂缝的成因及其危害性，研究如何预防和控制裂缝，对提高混凝土
轨枕的结构耐久性，延长轨枕的使用寿命，将是十分重要的。

 

       1 混凝土轨枕裂缝的类型及表现

 

       1．1 混凝土枕裂缝的类型

 

       1．1．1 轨下垂直横向裂缝(轨下正弯矩裂缝) 

        这种裂缝出现在轨枕两侧下部，一般情况下，裂缝较小，宽度在 0.1mm 以
下，长度未超过中和轴。

1981 年对筋 69、弦 69 等轨枕调查结果表明，钢轨接头

处的轨枕，其轨下垂直裂缝比例为

60%；而钢轨大腰处的轨下垂直裂缝比例，

筋

69 和弦 69 分别为 37%和 20%。

 

        1．1．2 枕中垂直(横向)裂缝(枕中正弯矩和负弯矩裂缝) 

        1981 年调查的 69 型轨枕(1971—1976 年间生产)，筋 69 轨枕枕中正弯矩裂
缝分别为

34%和 11%(不同区段)，弦 69 枕中裂缝分别为 36%和 13%(不同区段)。

裂缝的宽度及长度均比轨下裂缝严重，有的枕中正负弯矩裂缝连在一起形成环
向裂缝，个别轨枕有多道环向裂缝。

 1991 年调查的 S—2(1986 年生产)轨枕，枕

中垂直裂缝约占调查裂缝轨枕的

23．7%，其中钢轨接头处的轨枕，枕中垂直裂

缝比率更高，占

63%以上。

 

        1．1．3 轨枕顶面螺栓孔纵向裂缝

 

        这种裂缝通常从螺栓孔处为起点逐渐向轨枕中部和端部延伸，有的一直裂
到端部，造成劈裂，严重者裂缝宽达

3~5mm。1975 年及 1981 年调查的 69 型轨

枕，沿螺栓孔纵裂的数量随不同制造厂家和不同区段而有所不同。沿钉孔纵裂轨
枕占调查轨枕总数的比例分别是

0%、18%、20%、40%、48%等。1991 年调查

Ⅱ型轨

枕共

193889 根，伤损轨枕有 18682 根，伤损率为 9．6%，顶面沿螺栓孔纵裂占

全部伤损轨枕的

33．8%。总之，轨枕顶面沿螺栓孔纵裂是预应力混凝土轨枕最

为普遍存在的裂缝，不仅运营数年的轨枕有，存在路边备用的轨枕有，

 

       甚至未出厂的轨枕也有；不仅国内轨枕有，就连国外的轨枕也有。例如

1975~1976 年生产并铺设于坦赞铁路的预应力混凝土轨枕，1977 年笔者在坦赞
铁路考察时发现沿顶面螺栓孔纵裂的预应力混凝土轨枕数量达

20%。