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(shè)計(jì)規(guī)定鋪設(shè)和養(yǎng)護(hù)時(shí)應(yīng)使軌枕中間部分掏空400rnm，掏空部分道碴頂面應(yīng)低于枕底30mm，避免負(fù)彎矩過大而產(chǎn)生枕中上部橫裂。近年來要求中間不掏空，即中間應(yīng)墊滿浮碴。設(shè)計(jì)時(shí)假設(shè)中間部分的支承反力應(yīng)為軌下部分的3／4（掏空時(shí)為0）。與一般的預(yù)應(yīng)力混凝土制品不同的是軌枕的支承狀態(tài)隨著列車的運(yùn)行及養(yǎng)護(hù)維修條件而不斷變化，一旦當(dāng)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設(shè)計(jì)限值時(shí)，則軌枕的相應(yīng)部分就會(huì)產(chǎn)生的裂縫。此外當(dāng)預(yù)加應(yīng)力偏大而脫模時(shí)混凝土強(qiáng)度又不足時(shí)，軌枕端部就會(huì)產(chǎn)生的縱向裂縫；列車運(yùn)行時(shí)對(duì)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圍產(chǎn)生的縱向裂縫和橫向裂縫。

　　由于預(yù)應(yīng)力混凝土軌枕橫向裂縫（軌下正彎矩和枕中正、負(fù)彎矩）在計(jì)算和試驗(yàn)方面均已有諸多研究，而縱向裂縫的計(jì)算及試驗(yàn)卻很少涉及。在此，僅對(duì)端部縱向裂縫（或稱水平裂縫）作一分析：

　　根據(jù)清華大學(xué)研究，先張法高強(qiáng)鋼絲預(yù)應(yīng)力混凝土梁，當(dāng)預(yù)應(yīng)力值較高時(shí)，沿梁高離開預(yù)應(yīng)力筋一段距離，靠近中和軸附近，在梁端面上出現(xiàn)拉應(yīng)力6Y，常引起端頭裂縫。

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

　　k一應(yīng)力系數(shù)，其變化規(guī)律可近似表達(dá)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(yàn)算必須滿足下式要求：6Ymax≤rf t式中：f t一混凝土的抗拉強(qiáng)度；

　　r一塑性系數(shù)（一般取1．7）

　　將以上研究結(jié)果用來驗(yàn)算預(yù)應(yīng)力混凝土軌枕的端部拉應(yīng)力。

　　由表1可見，預(yù)應(yīng)力引起的軌枕端面最大水平拉應(yīng)力6Ymax約為混凝土設(shè)計(jì)抗拉強(qiáng)度的75~90%，并為考慮塑性變形后的混凝土抗拉強(qiáng)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(dāng)混凝土放張強(qiáng)度不足、溫差、干縮、堿集料反應(yīng)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(yù)加應(yīng)力疊加，則容易造成釘孔縱裂。