枕木

铁轨枕木
北韩的枕木维修队

枕木,亦称轨枕路枕,是铁路路轨的组成部份之一,与路轨底部直接连接,能够稳定路轨的位置,以防止路轨在列车驶过时移位引起危险,也可将列车经过时所产生的压力,平均分布在于道碴之上,使列车行驶得更稳定。

昔日的铁路多数以木材作为枕木,因而得名。材料一般采用柚木,取其坚固耐用,并有天然防蛀物质,但由于供应稀少,现多以寿命约10年的软身木代替。采用混凝土更为坚固,也可避免腐蚀的问题,延长其寿命。在英国的支线铁路上也普遍使用钢制枕木。虽然也有重量较轻的玻璃纤维塑胶材质枕木,但使用量远远不及木制或是混凝土制枕木。截至2008年1月,美国有91.5%的枕木是木制的,其余的材料有混凝土、钢铁、雅柔贝木以及塑胶复合材料。

在美国的铁路干线上,每英里使用3250个木制枕木(枕木的间距为19-19.5英寸,约48-50公分,间距指一根枕木的中心线到下一根枕木中心线的距离,或等于一根枕木的宽度加中间道渣槽的宽度),相当于每65英呎有40根枕木。[1] [2] [3] 在英国同样也是。

美国的铁轨是透过路钉固定在枕木上,欧洲则是常使用如Vossloh或Pandrol的专利技术将铁轨固定在钢板上。

中国大陆的铁路长期以来使用木材作为轨枕。由于森林覆盖率低加上巨大规模的人口对家具和建材的需求,中国的木材价格一直在上升。而中国的水泥产量在80年代以后大幅提升,水泥价格相对下降,铁路部门遂用水泥轨枕替代木质轨枕。2000年以后开始修建的高速铁路系统则大部放弃了轨枕加道碴的传统铁路模式,改用无砟铁路。

台湾铁路正线之特甲级线,直线上每公里舖设之轨枕数量,预力混凝土枕为 1640 根,木枕为 1760 根,曲线或较低等级正线则另有规定,前者需较密,后者可较疏。[4]

材质

石头

第一条真正的铁路--曼彻斯特利物浦铁路(L&MR)的前身是将一对石制基座固定在地上再将铁轨置于上方,这种方式的好处是马匹行走于上面不会被绊倒。但在铁路发展到最后使用越来越重的机车头时,会发现铁路很难保持正确的轨距。石头在任何情况下也不适合此用在柔软的地面。如在曼彻斯特的Chat Moss,人们会将铁轨固定在木材上,这就和现今使用的枕木相似。

木头

在以前,木制枕木是使用斧头削切而成,使其至少有两个平面。枕木可以是使用软木或是硬木制成,如橡木红柳铵或是铵树都是很受欢迎的材料。但它们越来越难永续且稳定的供应。有些地方使用软木,如花旗松,虽然他们比较容易处理,但是相对来说也更容易磨损。软木一般来说是利用杂酚油来作为防腐剂处理,有时也会使用五氯苯酚,铬酸铜砷酸盐或是其他防腐剂。若是使用无毒防腐剂则会是铜唑或微粉铜。

美国主要的铁路干道大多是使用硼基的木材保护技术来做双重保护处理,以延长枕木在高湿度地区的寿命。有些木材够耐用(如娑罗树、红柳铵)可以不用处理。

木制枕木常见的问题包括腐烂、裂开、虫蛀、滑牙(道钉逐渐从枕木松脱)或是切削(因为铁轨的水平移动所造成)。木制的枕木会因为使用时间长而产生裂缝,这些裂缝若因火车经过产生火花则会容易引发火灾。

汰换下来的木制枕木可再利用,例如做为庭园造景,在台湾有些车站的候车椅是用木制枕木组装的。

关于木制枕木的更多资讯,铁路枕木协会有专门的统计及研究网站。

混凝土

混凝土枕木的优点是寿命较长且取得方便,并且能够承受更大的重量以及使列车以更快的速度行驶。比木头更重的混凝土木可以确保轨道的轨距能够不变,特别是在有装设导轨的地方。此外,也因混凝土的重量及寿命,使得它相较木制枕木来说需要更少的维护,也够长时间维持在正确的位置。

混凝土必须放置在具有良好排水设计的路基上,才能发挥出它的特性。但混凝土枕木会增加列车行驶的噪音。

近年的铁路开始改用一种名为预应力钢筋混凝土轨枕(PC枕木),当中的「预应力」指预先施加与受力方向相反的拉力,可以更有效承受列车行驶时所产生的压力。

钢材

其它材料

合成软枕,由日本研制,可代替木材枕木用于波口位路段,材料为硬质聚氨酯树脂加入玻璃纤维制造,可防腐及耐热,寿命可达50年[5][6]

参考文献

  1. ^ Wilcock, David. Railway Engineering 101, Session 38 (PDF). www.ltrc.lsu.edu: 15. February 19, 2013 [February 19, 2019]. (原始内容存档 (PDF)于2020-08-23). 
  2. ^ Webb, David A.; Webb, Geoffrey V. Gauntt, James C. , 编. The Tie Guide (PDF). www.rta.org. Railway Tie Association: 59. [February 18, 2019]. (原始内容存档 (PDF)于2020-12-03). 
  3. ^ Development of Comparative Cross-Tie Unit Costs and Values (PDF). www.rta.org. Prepared for Railway Tie Association by ZETA-TECH Associates, Inc.: 4. August 2006 [February 18, 2019]. (原始内容存档 (PDF)于2020-12-03). 
  4. ^ 交通部台湾铁路管理局铁路建设作业程序 (PDF). www.railway.gov.tw. 交通部台湾铁路管理局. 第六节 轨道,第二十八条. 中华民国 103 年 9 月 11 日铁工路字第 1030028692 号函修订 【交通部 104 年 1 月 19 日交路监(一)字第 1039700125 号函同意备查】 [February 18, 2018]. (原始内容 (PDF)存档于2019-02-18). 
  5. ^ 港铁路轨更换合成轨枕 - 东方日报. orientaldaily.on.cc. [2021-05-31]. (原始内容存档于2021-06-02). 
  6. ^ 话你知:木枕寿命短 合成枕轨更耐用 - 20200304 - 要闻. 明报新闻网 - 每日明报 daily news. [2021-05-31]. (原始内容存档于2021-06-02) (中文(繁体)). 

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