混凝土軌枕所受彎矩的大小不僅與枕上動(dòng)壓力有關(guān)，而且與枕下道碴支承狀態(tài)有關(guān)。原先設計規定鋪設和養護時(shí)應使軌枕中間部分掏空400rnm，掏空部分道碴頂面應低于枕底30mm，避免負彎矩過(guò)大而產(chǎn)生枕中上部橫裂。近年來(lái)要求中間不掏空，即中間應墊滿(mǎn)浮碴。設計時(shí)假設中間部分的支承反力應為軌下部分的3／4（掏空時(shí)為0）。與一般的預應力混凝土制品不同的是軌枕的支承狀態(tài)隨著(zhù)列車(chē)的運行及養護維修條件而不斷變化，一旦當支承狀態(tài)與枕上垂直動(dòng)壓力力聯(lián)合作用引起的彎矩超過(guò)設計限值時(shí)，則軌枕的相應部分就會(huì )產(chǎn)生的裂縫。此外當預加應力偏大而脫模時(shí)混凝土強度又不足時(shí)，軌枕端部就會(huì )產(chǎn)生的縱向裂縫；列車(chē)運行時(shí)對鋼軌的水平和縱向作用力和螺旋道釘引起的上拔力又會(huì )使軌枕螺栓道釘孔周?chē)�產(chǎn)生的縱向裂縫和橫向裂縫。

　　由于預應力混凝土軌枕橫向裂縫（軌下正彎矩和枕中正、負彎矩）在計算和試驗方面均已有諸多研究，而縱向裂縫的計算及試驗卻很少涉及。在此，僅對端部縱向裂縫（或稱(chēng)水平裂縫）作一分析：

　　根據清華大學(xué)研究，先張法高強鋼絲預應力混凝土梁，當預應力值較高時(shí)，沿梁高離開(kāi)預應力筋一段距離，靠近中和軸附近，在梁端面上出現拉應力6Y，常引起端頭裂縫。

　　通過(guò)20余根梁的模擬試驗，建立了端面最大拉應力計算公式：6Ymax＝k6 o式中：6 o一梁端橫截面上平均壓應力：6 o＝N／A （A為梁端橫截面積，N為混凝土預壓力）；

　　k一應力系數，其變化規律可近似表達為：

　　k＝1／{18（e／h）2十0．25}式中：e一集中力距底邊的距離；h一為端部梁高；

　　裂縫發(fā)生的位置C（裂縫與梁底面的距離）：√eh梁的抗裂性驗算必須滿(mǎn)足下式要求：6Ymax≤rf t式中：f t一混凝土的抗拉強度；

　　r一塑性系數（一般取1．7）

　　將以上研究結果用來(lái)驗算預應力混凝土軌枕的端部拉應力。

　　由表1可見(jiàn)，預應力引起的軌枕端面最大水平拉應力6Ymax約為混凝土設計抗拉強度的75~90%，并為考慮塑性變形后的混凝土抗拉強度的50%，僅此單一因素，軌枕單面是不會(huì )產(chǎn)生縱向裂縫的。但當混凝土放張強度不足、溫差、干縮、堿集料反應等因素附加作用時(shí)，則易造成6Ymax≤ft （物理化學(xué)作用時(shí)塑性變形不起作用），從而引起縱向裂縫。此外，螺旋道釘上拔力較大時(shí)，與預加應力疊加，則容易造成釘孔縱裂。