第一节 全球钢筋混凝土轨枕项目市场发展及预测
 

一、全球钢筋混凝土轨枕项目产业发展现状

 

二战以后，由于战争的破坏，大片森林不复存在，同时，战后的重建需要大量木材，铁路轨枕资源缺乏。在此种情况下，欧洲的一些国家开始研究以混凝土轨枕代替木枕。德国研究并发展整体式预应力混凝土轨枕，法国研究并发展了双块式非预应力轨枕。

 

由于各个国家铁路的繁忙程度不同，即铁路所通过的客货运量密度不同，所以线路等级各异。有宽轨距铁路、标准轨距铁路、窄轨距铁路，分一级、二级、三级等等。但是，各国铁路都朝着一个共同的方向发展，即轨道结构少维修、少更换。

 

目前,世界各国铁路混凝土轨枕铺设范围逐步扩大,大多数国家都发展预应力整体式轨枕。我国在高速铁路、客运专线和既有主要干线要求全部采用混凝土轨枕。其主要优点是纵、横向阻力大,提供足够的稳定性,轨枕承载能力可根据不同高速运行条件进行设计,寿命长和维修工作量小等。

 

二、全球钢筋混凝土轨枕项目产业发展态势预测

 

据统计，北美目前每年更换轨枕大约1200万根，未来2-5年会进一步提高到1 400一1 600万根/年;俄罗斯有超过2.5亿根的木质轨枕急待更换(铁路干线、地铁线路、森林窄轨铁路和电气火车铁路)[10 1;根据国务院《中国长期铁路网规划》以及加快铁路建设、扩大路网规模、改进技术装备的精神，我国现阶段有1亿多根轨枕缺口。因此，不论是世界上的其他国家还是我国，对轨枕数量的需求都是巨大的。

 

 

研究开发混凝土轨枕较早的德国已有近50年历史，总铺设量近5×107根。1953年以来，开始使用B53、B58型预应力混凝土轨枕，但是在使用中曾出现过一些问题，如裂纹等。1 970年以后采用B70型(枕长2600mm，轨下梯形断面尺寸上宽为1 70mm，下宽为300mm，高度为210mm，端头带锚固板，钢筋总张拉力320kN)，在线路上已铺设17×10。根之多，经20多年的考验。未发现任何问题，预计寿命可达60～70年。德国还根据特殊地段的需要设计有B75、B90、B300等。目前，就运行方式而言，德国铁路同我国铁路一样，在线路上是客货混流的。德干线货运量达4×107～5×107t／年，货车轴重为22．5t，货运速度为120～1 60km／h；普通客运速度为1 60km／h；高速铁路客运为28okm／h．货运为160km／h。意大利铁路也是客货混流的。既有线路铺设的混凝土轨枕，主要是FS— V 一35型(枕长2300mm，总张拉力400kN)，随着运量的加大、轴重的增加、速度的提高，现在逐渐改用Fs—V一35P型轨枕，新建的重载、高速铁路采用MP62型(枕长2600mm，钢筋端头带锚固板，总张拉力达520kN)。澳大干忸混凝土轨枕的发展史较短，不到20年，产品和工艺技术略滞后于欧洲。西班牙混凝土轨枕型式同意大利相近。法国、德国、西班牙均修建了客运高速铁路，铺设了新型轨枕，西班牙从意大利引进了轨枕生产线，生产意大利MP62型轨枕，1 993年经马搏里欧洲轨枕会议确认，获得质量最佳称号。40余年来，预应力钢筋混凝土轨枕配筋的总张拉力由不足300kN，逐渐发展到400～500kN，轨枕的断面也随之有所加大，轨枕的承载能力和抗负弯矩能力已有很大提高。由于增强了轨枕的后期强度，从而延长了使用寿命，为轨道结构的步维修少更换奠定了基础。略……

 

 

一、宏观经济环境分析

 

初步核算，2010全年中国国内生产总值[2]397983亿元，比上年增长10.3%。其中，第一产业增加值40497亿元，增长4.3%；第二产业增加值186481亿元，增长12.2%；第三产业增加值171005亿元，增长9.5%。第一产业增加值占国内生产总值的比重为10.2%，第二产业增加值比重为46.8%，第三产业增加值比重为43.0%。

 

2006-2010年国内生产总值及其增长速度

 

 

 

居民消费价格一季度同比上涨2.2%，二季度上涨2.9%，三季度上涨3.5%，四季度上涨4.7%，全年平均比上年上涨3.3%，其中食品价格上涨7.2%。固定资产投资价格上涨3.6%。工业品出厂价格上涨5.5%。原材料、燃料、动力购进价格上涨9.6%。农产品生产价格上涨10.9%。

 

2010年居民消费价格涨跌幅度（月度同比）

 

 

 

2006-2010年居民消费价格涨跌幅度

 

 

 

全年城镇新增就业1168万人，比上年增加66万人。年末城镇登记失业率为4.1%，比上年末下降0.2个百分点。全年农民工总量为24223万人，比上年增长5.4%。其中，外出农民工15335万人，增长5.5%；本地农民工8888万人，增长5.2%。

 

2006-2010年城镇新增就业人数

 

 

 

年末国家外汇储备28473亿美元，比上年末增加4481亿美元。年末人民币汇率为1美元兑6.6227元人民币，比上年末升值3.0%。

 

2006-2010年年末国家外汇储备及其增长速度

 

 

 

全年财政收入83080亿元，比上年增加14562亿元，增长21.3%；其中税收收入73202亿元，增加13680亿元，增长23.0%。

 

2006-2010年财政收入及其增长速度

 

 

二、政策法规及标准

 

1、政策

 

《“十二五”高端装备制造业产业发展规划》

 

高端装备制造业“十二五”规划在发展方向上着眼五个细分行业：航空、航天、高速铁路、海洋工程、智能装备。《“十二五”高端装备制造业产业发展规划》预计到2015年，高端装备制造业年销售产值将在6万亿元以上;力争到2020年，高端装备制造业销售产值占装备制造业销售产值的30%以上，国内市场满足率超过25%。《“十二五”高端装备制造业产业发展规划》在高速铁路方面，重点研发高速列车、中转列车、城际和城市快捷轨道车辆列车运行控制系统。

 

“十二五”期间装备制造业的发展思路可总体概括为一个战略、一个目标。一个战略是调整转型、创新升级;一个目标指的是推进装备制造业由大变强“结构调整主攻方向为产业技术结构和企业组织结构。创新升级是指大力推行自主创业，促进产业优化升级。

 

“十二五”期间装备制造业的发展目标为：

 

1）自主创新能力显著提高。突破和掌握一批重点领域的核心技术，形成一批自主技术和标准，重大技术装备自主化能力和水平大幅提升，科技重大专项取得重大阶段性成果，全行业新产品率超过30%，获专利授权数年均增速达到50%，科技进步对经济增长的贡献率大幅提高。

 

2）产业结构优化升级。传统装备制造业素质进一步提高，战略性新兴产业形成局部优势，现代制造服务业快速发展，形成一批具有国际竞争力的大企业集团和国际知名品牌，发展一批具有全球影响力的装备制造集聚区，新兴产业产值占全行业工业总产值的比重达到15%，大型企业集团制造服务业收入占其销售收入比重达到30%以上。

 

3）发展的协调性明显增强。常规装备制造业水平位居世界前茅，重大成套装备、高技术装备和高技术产业所需的装备自主化率达到80%，基础配套能力大幅提升，关键零部件、基础件自主化率达到80%，通用零部件基本满足国内需求。

 

4）发展质量和效益稳步提高。全要素生产率明显提高，工业增加值率达到35%左右，经济效益综合指数高于国家工业平均水平，在优化结构、提高效益基础上，实现装备制造业平稳协调健康发展。

 

5）可持续能力进一步增强。工业万元增加值能耗、水耗逐步下降;企业清洁生产审批比率、工业固体废弃物利用率逐步提升，循环经济和绿色产业体系基本形成。

 

《“十二五”高端装备制造业产业发展规划》指出，发展高端制造业需要构建政策体系支持“十二五”期间，国家将借鉴国外同行业的振兴做法，研究制定《装备制造业振兴法》，建立重大技术装备跨区域、跨行业、跨部门的协调机制，统筹制定装备制造业的相关政策，组织协调重大技术装备联合公关，协调落实依托工程，组织并监督实施国产化方案。充分发挥行业协会的作用，加强行业检测和信息引导，引导企业健康发展。

 

与此同时，建立重大技术装备研发创新奖励制度，对研制、使用国内自主创新平台的首台(套)装备的企业，给予适当的研发奖励，鼓励保险公司开展首台(套)重大技术装备的保险业务。

 

此外，还加大金融支持力度。增加出口信贷资金力度，支持国内企业承包国外工程，带动成套设备和施工机械出口，鼓励金融机构以保单贷款、出口订单抵押贷款等多种方式，支持出口企业融资。

 

2、标准

 

《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》

 

GB175          硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥

 

TB10210          铁路混凝土与砌体工程施工规范

 

GB/T176          水泥化学分析方法

 

GB/T8077          混凝土外加剂匀质性试验方法

 

GB/T8077          混凝土外加剂匀质性试验方法

 

GB/T18736          高强高性能混凝土用矿物外加剂

 

JC/T420          水泥原料中氯的化学分析方法

 

GB/1499          钢筋混凝土用热轧带肋钢筋

 

GB/T701          低碳钢热轧圆盘条

 

GB/T343          一般用途低碳钢丝

 

ASTM C1202          混凝土氯离子渗透性试验方法 

 

TB10425          铁路混凝土强度检验评定标准

 

GB/T50081          普通混凝土力学性能试验方法标准

 

GBJ82          普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法

 

TB/T2922          铁路混凝土用骨料碱活性试验方法

 

TB/T3054          铁路混凝土工程预防碱骨料反应技术条件

 

 

一、技术发展分析

 

我国钢筋混凝土轨枕经历了“弦Ⅱ 一6lA型”、“弦一6l型”、“弦65B型”、“弦69型”、“筋69型”、“丝79型”、“丝8l型”、“筋8l型”、等型号，其中69型设计图纸以作废，工厂不再生产。1984年铁道部为改变过去混凝土枕名称混乱状态，统一了名称并减少类型为“S一1型”、“S一2型”、“J一2型”、“S一3型”预应力钢筋混凝土轨枕，之后又称“I型”、“Ⅱ型”。相继又设计了“新Ⅱ型”、“Ⅲ型”预应力钢筋混凝土轨枕。

 

目前“I型混凝土枕”新建及改建铁路已很少铺设，既有线路还占一定比例。“新Ⅱ型混凝土枕”(已逐渐取代Ⅱ型)是目前我国轨枕中强度较高的类型，也是主型轨枕，适用于次重型、重型轨道。“Ⅲ型混凝土枕”自1988年开始研制，结构更趋于合理，强化了轨道结构，适用于高速、重载铁路。钢筋混凝土轨枕采用预应力钢筋混凝土制造，“I型”、“Ⅱ型”“新Ⅱ型”均为带挡肩型式，全长为2 500 mm。“Ⅲ 型”有带挡肩和无挡肩2种型式，全长为2600 mm。轨枕与钢轨的连接最原始是采用在轨枕上预埋木栓的方式，将连接螺栓固定在预埋木栓内，此法早已被淘汰。目前通常采用在轨枕上预留孔，将连接螺栓用硫磺锚固法固定在预留孔内。无挡肩的“Ⅲ型混凝土枕”采用预埋铁座的方式连接。

 

二、工艺流程或特点

 

1、钢筋混凝土轨枕原材料的选择与加工

 

钢筋混凝土轨枕原材料的选择直接关系到轨枕的静载强度和使用寿命，对混凝土轨枕使用的原材料，设计单位只能根据计算作一些原则规定，由于各工厂所处地理位置不同，生产厂家有更多的优化选择权。但是不论原材料有多大的差异，厂家必须严格控制在规定的选材范围之内。

 

我国钢筋混凝土轨枕与发达国家设计条件相近的钢筋混凝土轨枕相比，承载力偏低，使用寿命偏短，其原因是多方面的，其中包括砂石料不分级，碎石偏大且河卵石比例大，含泥量偏高。借鉴国外经验，混凝土生产严格掌握砂石粒径与配比，碎石要在5～20ram之间分为2级或3级，尽量选用碎石而不用河卵石，尽可能选用强度较高的火成岩，如花岗岩等，而少用水成岩，如石灰岩等，尤其不能用那些风化严重的石料做成的碎石。对砂、石的含泥量必须引起足够的重视．一般情况下采赡的砂石都要经过水洗，其含泥量分别不得超过1%和0．5% ，使用河卵石要经过破碎，而且粒径要符合分级要求。要选用525及以上标号水泥，水泥的细度要达到一定要求，而水泥中SO3 的含量不得超过3.5%，含碱量(K、Na)必须控制在0.6%以内，A12O3含量不得超过11% 如果含碱量超过0.6%，再与碱活性高的骨料混合，就会导致碱骨斟反应，3、5年之后，轨枕就有可能发生裂纹，尤其在潮湿、冻涨环境下，裂纹有可能发展很快，情况严重的会造成钢筋的锈蚀。

 

2、钢筋混凝土轨枕的配筋与锚同形式

 

为了提高预应力钢筋混凝土轨枕的承载能力和使用寿命，在设计和生产时必须解决好钢筋或钢丝与混凝土之间的预应力有效传递问题。传统的锚固形式大体分为两类，一类是先张法靠握裹力自锚，为增大锚固能力，可采用螺纹钢或刻痕钢丝，靠钢筋或钢丝表面的变形来增加钢材与混凝土两种材质介面之间的摩擦力，以加强握裹；另一类是后张法的自锚，即采用锚固板或锚固螺栓，靠设置在轨枕两端的档板或螺栓施加对整个轨枕混凝土的预应力，无需追求两种材质介面之间的摩擦力。

 

在选择锚固形式时，更多考虑的是如何防止轨枕混凝土在列车动载作用下产生纵裂和当轨枕遭受破坏后能保持轨距让列车慢行通过。一些有经验的国家经过试验比较认为，采取德国人最早发明的先张法自锚加锚固板(复合锚固)更有利于抗裂和保持轨距。预应力钢筋的锚固对轨下试验有明显的影响。使用轧制螺纹钢筋轨枕最不利，镦头钢筋加锚固板钢筋系统的试验结果最令人满意。各种不同类型轨枕的枕中试验与轨枕断面几何特征和预应力钢筋的配筋量明显相关。

 

国外采用复合锚固的轨枕，不加箍筋；而传统锚固的轨枕无论是先张还是后张，或是采用螺纹钢或压波钢丝，为了防止轨枕纵裂都要加许多箍筋。两种形式比较，每根轨枕的总用钢量相差甚微。但就生产工艺而论，无箍筋比有箍筋简便得多，可节省劳动力和手工作业。由于这种复合锚固形式最为可靠。又有综台技术经济效益，已为法、意、西、澳等不少国家所采用。钢筋或钢丝规格、型号 材质的选择要根据轨枕对预应力的要求进行，通常采用冷拔钢筋或钢丝，我国还专门研翩了调质螺纹钢。配筋(丝)量与筋(丝)位布置对轨枕的强度影响较大。科学的配筋(丝)既能满足预应力要求叉能降低消耗量。目前，全世界各种型号的轨枕，采用钢筋的，通常选择Φ7至Φ10，配置4至8根，有的用光面的，有的用螺纹的；采用钢丝的，通常选择Φ3光面或Φ3刻痕的。工厂对钢材的选择还要结台生产工艺和设备条件进行。目前，我国的轨枕厂大多数选用Φ3光面钢丝压渡工艺，少数厂选用Φ10调质螺纹钢。调质螺纹钢筋比钢丝售价高，但生产中容易张拉和保持丝位。

 

3、钢筋混凝土轨枕的养护形式与温度

 

钢筋混凝土轨枕的养护温度和湿度关系到轨枕脱模时混凝土强度和使用中后期强度的形成。这一点已得到许多同行们的重视。通过养护，使轨枕在脱模时达到规定的强度。在我国，为了提高轨枕的生产节奏，不少工厂把蒸汽养护温度的值定为80℃，甚至比这还高。但是，同行们逐步感觉到，在8O℃养护温度下，养护出厂的轨枕后期强度问题较多，轨枕的平均使用寿命只有14年左右。远远达不到国外同类产品使用5O年的标准 其原因固然与使用条件、混凝土本身的级配、含混量、含碱量等有关，但专家认为在同等条件下，影响后期强度至关重要的因素是养护温度的选择。混凝土的微观结构随养护温度、湿度和时间的变化而变化，在养护期间，混凝土除了受外界温度的影响外，还要受自身永化热温度的影响。在养护过程中用喷水增加湿度的方法来控制温度或喷一种化学物质保持轨枕内水份不外逸德国规定养护湿度为8O%以上。微观观察发现，养护温度超过50℃时，混凝土亚微观结构发生微裂纹。这种微裂纹潜在于混凝土之中，而人的眼睛并不能看到。研究认为，这种亚微观结构中的微裂纹现象是导致后期强度降低、影响使用寿命的主要原因。因此，许多国家生产厂家的养护温度呈降低的趋势，德国、法国、意大利、澳大利亚、西班牙等皆是 而我国一直延用80℃养护制度。部物资总公司已决定逐步改造现有工厂的养护条件，第一步要尽快将温度由8O℃降至6O℃以下，然后再逐步降低。引进生产线的养护温度可按国外公认的最佳养护温度设定。略……

 

 

目前，我国100万人口以上的城市已达43个，有10个城市建成城市轨道交通系统，同时还在建设新的线路；有6个城市正在建设；有30多个城市开展了建设城市轨道交通的前期工作。我国城市轨道交通的发展大致有以下几种种情况：

 

1、已建成一条线并同时在进行第二条或多条城市轨道交通线路建设的城市，如天津、深圳、南京、武汉、重庆等城市。

 

2、正在开展轨道交通建设前期或首条线建设工作的城市。除已建成轨道交通的城市外，国家又相继批准了成都、杭州、哈尔滨、沈阳、西安、苏州等城市的轨道交通建设。长沙、石家庄、宁波、青岛等城市已开展前期和报批工作。

 

3、在经济发达的珠江三角洲、长江三角洲、环渤海地区正启动城际轨道交通建设。

 

在未来10年左右的时间里，北京、上海等15个城市共规划建设60多条线路，总里程约1 700多km，约需投资6 200亿元左右。到2020年，将有30个城市有发展城市轨道交通的可能。按目前每年开工建设100～120 km线路的发展速度，2020年我国城市轨道交通线路有可能达到2 000～2 500 km的规模，约需总投资7000～9 000亿元。

 

 

一、钢筋混凝土轨枕项目产业投资发展前景

 

20世纪50—60年代我国铁路科技工作者开始研制钢筋混凝土轨枕，并铺设于铁路正线，目前已遍及全国各铁路干线。由于我国木材资源紧张，价格不菲(I类木枕比“Ⅱ型”混凝土枕高50％左右)，钢筋混凝土轨枕已逐步取代木枕。20世纪70—80年代又研制并铺设了混凝土桥枕、宽轨枕、宽桥枕、岔枕等，对节约木材，提高轨道稳定性，满足铁路运输日益增长的需要，具有很高的技术、经济价值。

 

二、中国钢筋混凝土轨枕项目市场蕴藏的商机

 

我国铁路系统瞄准世界铁路先进水平，运用后发优势，博采众家之长，坚持原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新，用短短几年时间，推动我国高速铁路技术走在世界最前列。2010年底，我国铁路营业里程达到9.1万公里，居世界第二位；投入运营的高速铁路营业里程达到8,358公里，居世界第一位。2011年高铁预计将建成通车4,715公里，合计13,000公里以上。新线合计7,901公里，共计98,901公里。现在我国已成为世界上高速铁路系统技术最全、集成能力最强、运营里程最长、运行速度最高、在建规模最大的国家，引领着世界高铁发展的新潮流。

 

我国铁路的快速发展，必然带动钢筋混凝土轨枕的需求上升，因此钢筋混凝土轨枕项目市场蕴藏了极大的商机，有很大的发展空间。略……