El sistema de fixació com un tot coordinat
Un sistema de fixació del rail fixa el rail a la travessa alhora que permet un moviment elàstic controlat sota trànsit. El clip de molla proporciona una força de subjecció elàstica, el cargol manté el conjunt unit mitjançant la precàrrega, la punta fixa el sistema a la travessa i la placa de subjecció distribueix les forces del carril al suport. Cap d'aquestes peces funciona sola: un clip amb una força de subjecció correcta pot ser derrotat per un cargol rovellat, i un cargol perfectament recobert no pot compensar una punta inferior-ancorada. Aquest article explica com es coordinen els components bàsics i quins paràmetres val la pena comprovar a l'hora de comprar o mantenir sistemes de fixació.
Força de subjecció del clip de molla i seguretat de la línia
La força de subjecció del clip de molla decideix directament l'estabilitat de fixació del rail. Les línies d'-alta velocitat requereixen una força de tancament d'almenys 16 kN per clip, mentre que les línies de-velocitat convencionals normalment requereixen almenys 12 kN. Si la força de tancament és massa baixa, el rail es desplaça sota la vibració del tren, es desenvolupa una desviació de l'ample i augmenta el risc de descarrilament. Si és massa alt, el clip pateix danys per fatiga accelerada, la seva vida útil s'escurça i l'espatlla del rail es desgasta. Es dissenyen diferents tipus de clips per a diferents nivells de força - Clips de tipus V per a vies d'alta-velocitat i clips de tipus I per a vies convencionals -, de manera que el clip s'ha de seleccionar d'acord amb l'estàndard de la línia i la precàrrega del cargol s'ha d'aplicar amb una clau de torsió perquè la força de tancament real coincideixi amb el valor de disseny.
Precàrrega del cargol i recobriment anticorrosió
Els cargols estan exposats a l'exterior durant tota la seva vida útil, enfrontant-se a la pluja, la humitat, la sal i els cicles de temperatura, i la corrosió redueix directament la precàrrega. Els estàndards nacionals xinesos requereixen que els cargols portin una protecció de doble-capa de escates de zinc més resina epoxi, i el recobriment no ha de mostrar òxid vermell després de 3.000 hores de prova d'esprai de sal. Les línies pesades-de transport sotmeten els cargols a forces més altes i especifiquen un gruix de recobriment addicional. Durant el manteniment, l'estat del recobriment s'ha d'inspeccionar periòdicament i els cargols rovellats s'han de substituir ràpidament, perquè un cargol que ha perdut la precàrrega afluixa en silenci tota la fixació.
Ancoratge d'espigues de ferrocarril: sofre vs resina
Les puntes del rail s'ancoren a la travessa per un dels dos mètodes principals. L'ancoratge de sofre aboca morter de sofre fos al forat pre-perforat i s'adapta a les travesses de formigó tradicionals; el procés és madur i de baix cost. L'ancoratge de resina omple el forat amb una resina de dos-components i es prefereix per a travesses de formigó pretensat i vies sense llast, oferint una major força d'unió, una millor durabilitat i una major resistència a les càrregues laterals. La via d'alta-velocitat sense llast prioritza l'ancoratge de resina per mantenir l'estabilitat-a llarg termini i reduir la freqüència de manteniment. En ambdós casos, la precisió de la perforació i la qualitat del farciment de l'agent d'ancoratge decideixen si realment s'assoleix la resistència d'extracció requerida-.
Disseny de la placa de subjecció i transmissió de força
La placa de subjecció està cargolada a la travessa i pressiona el peu del rail a través del clip. La seva àrea de contacte i la seva forma controlen com es distribueix la pressió del rail: una estructura de placa raonable transmet les forces longitudinals i laterals del rail de manera uniforme a la travessa i evita la concentració local d'estrès. Els sistemes d'alta-velocitat utilitzen un disseny de contacte d'arc-que s'ajusta molt a la part inferior del rail i redueix els buits causats per la vibració; Les línies de transport pesats-utilitzen plaques més gruixudes amb una àrea de contacte més gran per sobreviure a impactes de càrrega més grans. El material de la placa és normalment d'acer d'aliatge d'alta -resistencia, tractat-per a la seva duresa i resistència al desgast, de manera que la placa no es deformi durant anys de servei.
Ajust tridimensional-per a la geometria de la pista
Els sistemes de fixació amb funcions d'ajust d'alçada i calibre poden corregir el calibre en ± 10 mm i l'alçada de la superfície del carril en ± 30 mm, cosa que restaura la geometria de la via després de l'assentament de la travessa i el desgast del carril sense substituir un gran nombre de components. Les línies de ferrocarril urbanes - amb espais curts entre estacions i arrencades freqüents-paredes - es deformen més ràpidament i la funció d'ajust redueix significativament el cost de manteniment. Les línies d'-alta velocitat requereixen una via extremadament suau, i l'ajustament fi manté les forces dinàmiques de la-roda sota control. Com que els diferents sistemes ofereixen diferents rangs d'ajust, l'elecció ha de seguir l'estratègia de manteniment de la línia.
Preguntes freqüents
P1: Per què la pista d'alta-velocitat necessita almenys 16 kN de força de subjecció del clip?
A gran velocitat les forces dinàmiques sobre el rail creixen amb freqüència i amplitud; una força de tancament inferior a 16 kN no pot subjectar el peu del rail amb fermesa, de manera que es pot desenvolupar la propagació del calibre i el rotllo del rail. Les línies de-velocitat convencionals operen a nivells dinàmics més baixos i 12 kN és el mínim comú.
P2: Què és l'escate de zinc i per què cal un recobriment de doble-capa?
l'escama de zinc és una capa base de zinc-escama anticorrosió-aplicada mitjançant un procés de gir-immersió; la capa superior de resina epoxi la segella. La doble capa resisteix 3000 hores d'esprai de sal sense òxid vermell i protegeix les rosques i la tija del cargol, conservant la precàrrega durant la vida útil.
P3: Quan s'ha de triar l'ancoratge de resina sobre l'ancoratge de sofre?
L'ancoratge de resina s'escull per a travesses de formigó pretensat i vies sense llast, on es necessita una major força d'unió, un curat més ràpid i una millor resistència a les càrregues laterals. L'ancoratge de sofre segueix sent econòmic per a travesses de formigó tradicionals en línies convencionals.
P4: El sistema de fixació pot realment corregir la geometria de la pista?
Sí, dins del seu rang de disseny. L'ajust de calibre fins a ±10 mm i l'ajust de l'alçada de la superfície del carril fins a ±30 mm permeten als equips de manteniment compensar l'assentament i el desgast mitjançant l'intercanvi o la compensació dels components d'ajust, evitant la substitució a l'engròs.
P5: Com es verifica l'estat del recobriment del cargol en servei?
La inspecció visual és el primer pas: busqueu òxid vermell, revestiment esquerdat o pelat a la tija, la femella i la rentadora. Es substitueixen els cargols que mostren una corrosió significativa i una auditoria de parell en una mostra de fixacions confirma que la precàrrega encara es troba al nivell de disseny.