Optimització de la-secció transversal i criteris d'adaptació de la condició de la via per als carrils estàndard nacionals/estàndards internacionals
Quines són les diferències bàsiques de disseny de-seccions transversals entre els rails estàndard nacionals i els estàndards internacionals?
Les diferències bàsiques de disseny de la-secció transversal entre els rails estàndard nacionals (GB) i els estàndards internacionals es concentren en quatre dimensions: mida del capçal del rail, gruix de la banda, amplada de la base del rail i moment d'inèrcia de la-secció transversal, i el disseny de cada dimensió es desenvolupa en funció dels requisits de les seves pròpies condicions de treball de la línia. El rail GB de 60 kg/m adopta un disseny d'arc compost per a l'arc del capçal del carril amb una amplada del capçal del carril de 73 mm, que s'adapta a les característiques de contacte de la roda-de les línies de transport pesat-domèstic i redueix el desgast del capçal del carril; mentre que els rails estàndard internacionals com UIC60 tenen un sol arc per al capçal del rail amb una amplada de 71 mm, que és més adequat per a la corba del parell de rodes dels trens d'alta-velocitat i millora la suavitat de circulació. Pel que fa al gruix de la banda, la xarxa de rails GB és més gruixuda, amb el rail de 60 kg/m amb un gruix de 16,5 mm, cosa que millora la capacitat de suport de càrrega vertical-i s'adapta a la demanda interna de càrrega de càrrega per eix gran; el gruix de la banda de la majoria de rails estàndard internacionals és de 15,5 mm, cosa que redueix el pes propi del rail alhora que garanteix la càrrega-adaptant-se als requisits de lleugeresa de les línies-d'alta velocitat. Pel que fa a l'amplada de la base del carril, el carril GB 60kg/m té una amplada de la base del carril de 150 mm, que augmenta l'àrea de contacte amb les travesses i distribueix la pressió; el carril estàndard internacional UIC60 també té una amplada de la base del carril de 150 mm, però un gruix de la base del carril més uniforme, millorant l'estabilitat lateral. Pel que fa al moment d'inèrcia de la secció transversal, els rails GB se centren en l'optimització del moment d'inèrcia vertical, mentre que els rails estàndard internacionals tenen en compte el moment d'inèrcia vertical i horitzontal per adaptar-se a les diferents característiques de vibració de la línia. Aquestes diferències no són avantatges i desavantatges absoluts, sinó dissenys específics segons diversos estàndards nacionals combinats amb les seves pròpies característiques d'operació ferroviària.
Per a quins escenaris de línia són adequats els rails GB de 50 kg/m i 60 kg/m en termes de secció-transversal?
Els paràmetres-de secció transversal dels carrils GB 50kg/m i 60kg/m determinen la seva adaptació precisa a diferents escenaris de línia, amb la base bàsica de la càrrega per eix, la velocitat de funcionament i la funció de transport de la línia. El carril de 50 kg/m té un petit-moment d'inèrcia de secció transversal i una capacitat de suport de càrrega vertical moderada-, que és adequat principalment per a escenaris com la línia principal de ferrocarrils de-velocitat normal, estacions de ferrocarril i línies especials. Aquestes línies són majoritàriament transport mixt de viatgers i mercaderies amb una càrrega per eix inferior o igual a 25 t i una velocitat d'operació inferior o igual a 160 km/h, i la demanda de càrrega-de la línia s'ajusta molt al rendiment-de la secció transversal del carril de 50 kg/m. Al mateix temps, el carril de 50 kg/m té un pes propi més lleuger i uns costos de construcció i manteniment més baixos, el que el fa adequat per a un ús a gran-escala en ferrocarrils secundaris i ferrocarrils especials per a la mineria. El carril de 60 kg/m té una mida de secció transversal més gran, un moment d'inèrcia més elevat i una capacitat de suport de càrrega vertical i horitzontal més forta, que és adequat principalment per a línies bàsiques com les línies principals de ferrocarril d'alta velocitat, els ferrocarrils de càrrega pesada i els ferrocarrils interurbans. Aquestes línies tenen una càrrega per eix superior o igual a 30t o una velocitat de funcionament superior o igual a 200 km/h, amb requisits estrictes per a la capacitat anti-deformació i anti-desgast del rail. A més, a les línies terrestres i elevades de trànsit ferroviari urbà, a causa de l'inici i aturada freqüent dels trens i la interacció repetida entre rodes-, el ferrocarril de 60 kg/m també s'utilitza àmpliament per millorar la vida útil. Els escenaris d'adaptació dels dos no estan fixats, i alguns ferrocarrils de velocitat-normals amb un gran volum de trànsit també s'actualitzaran per utilitzar el ferrocarril de 60 kg/m per millorar la durabilitat de la línia.
A quins països i regions són adequats els rails estàndard internacionals UIC60 i BS113A en el disseny de-secció transversal?
Els dissenys de-seccions transversals dels rails estàndard internacionals UIC60 i BS113A són, respectivament, adequats per a diferents països i regions, amb la base bàsica de les especificacions de la Unió Internacional de Ferrocarrils (UIC) i els estàndards ferroviaris locals britànics, i s'irradien als països cooperatius circumdants. El carril UIC60 és el carril estàndard de la UIC, principalment adequat per a la majoria de països europeus com Alemanya, França i Itàlia. L'ample del ferrocarril d'aquests països és l'ample estàndard de 1.435 mm i es centren en el transport de passatgers a alta-velocitat i en el transport de mercaderies amb càrrega mitjana i lleugera. El disseny de la-secció transversal de l'UIC60 s'adapta perfectament a les seves necessitats d'operació estandarditzada i de suavitat d'alta-velocitat. Al mateix temps, països asiàtics com el Japó i Corea del Sud també adopten àmpliament els carrils UIC60 perquè la seva construcció ferroviària es refereix als estàndards europeus. El ferrocarril BS113A és un ferrocarril estàndard local britànic, adequat principalment per als països i regions del Regne Unit i de la Commonwealth com Austràlia, Nova Zelanda i Malàisia. Algunes d'aquestes regions conserven les característiques de l'ample imperial britànic, i les línies són majoritàriament de transport mixt de passatgers i mercaderies. El disseny de la-secció transversal de BS113A té en compte tant la capacitat de càrrega-com l'adaptabilitat de la línia. A més, alguns països africans encara utilitzen carrils BS113A perquè els seus primers ferrocarrils es van construir amb ajuda britànica. Amb la integració internacional dels estàndards ferroviaris, alguns països també faran-ajustaments locals basats en UIC60 per formar models de ferrocarril estàndard internacionals exclusius.
Quin és l'impacte de l'optimització de l'arc del capçal del carril de la-secció transversal del carril en el contacte de la roda-?
L'optimització de l'arc del capçal del carril de la-secció transversal del carril és un mètode de disseny bàsic per millorar el rendiment del contacte del carril-roda, que afecta directament l'estrès de contacte de la roda-, el grau de desgast i la suavitat de funcionament, i diferents dissenys d'arc són adequats per a diferents tipus de parells de rodes. Un disseny d'arc de capçal de rail raonable pot maximitzar l'àrea de contacte de la -roda, dispersar l'estrès de contacte i evitar malalties com l'esquinçament i l'estellament del cap del rail causats per la concentració d'estrès local. El disseny d'arc compost dels rails GB controla l'esforç de contacte de les rodes-dins de 800 MPa, molt inferior al límit elàstic dels materials del rail. Al mateix temps, la curvatura de l'arc del capçal del carril coincideix amb la corba de la banda de rodadura del parell de rodes, cosa que pot reduir la fricció de lliscament entre la roda i el carril, reduir la taxa de desgast del capçal del carril i el parell de rodes i allargar la vida útil de tots dos. Per a línies d'-alta velocitat, el capçal del carril d'arc únic dels carrils estàndard internacionals pot garantir l'estabilitat del punt de contacte de la-roda quan el tren està en marxa, reduir la vibració i el soroll causats pel desplaçament del punt de contacte i millorar la suavitat-d'alta velocitat. Per a les línies de transport pesats, el capçal del carril d'arc compost dels rails GB pot adaptar-se al canvi de desgast del parell de rodes i, fins i tot si la banda de rodament del parell de rodes té un cert grau de desgast, encara pot mantenir un bon estat de contacte per garantir l'estabilitat de funcionament dels trens de transport pesats-. Al contrari, un disseny d'arc de capçal de rail no raonable provocarà una tensió excessiva de contacte entre les rodes-, un augment del desgast i fins i tot els possibles perills de seguretat del descarrilament del parell de rodes.
Quina relació hi ha entre el disseny del gruix de la banda del ferrocarril i la capacitat de càrrega vertical{0}}de la línia?
El gruix de la banda del rail és el paràmetre estructural bàsic que determina la seva capacitat de suport de càrrega vertical-, i hi ha una correlació positiva entre ells. A més, el disseny del gruix de la banda ha de tenir en compte tant la capacitat de càrrega-com la rigidesa general del rail. Com a part central que connecta el capçal del rail i la base del rail, la xarxa realitza la tasca de transmissió vertical de la càrrega del ferro-roda. Una banda més gruixuda pot suportar una major tensió de flexió i millorar la capacitat anti-deformació vertical del rail. El rail GB de 60 kg/m engrossi la banda fins a 16,5 mm, la qual cosa augmenta la seva capacitat de suport de càrrega vertical-en més d'un 30% en comparació amb el rail de 50 kg/m i es pot adaptar a grans càrregues de càrrega per eix de 30 t o més. Al mateix temps, un gruix de web adequat pot garantir la rigidesa general del rail, evitar una deformació vertical excessiva del rail quan passa el tren i evitar que la suavitat de la línia superi l'estàndard. Si el gruix de la banda és massa prim, la resistència a la flexió vertical del rail és insuficient i és propens a flexionar-se i trencar-se sota una càrrega pesada-de transport, i fins i tot provocar malalties greus com ara l'enfonsament del cap del rail; si el gruix de la banda és massa gruixut, augmentarà considerablement el pes-del carril, cosa que no només augmenta els costos de construcció i transport, sinó que també augmenta la pressió de càrrega a les travesses i els llits de llast, provocant malalties de l'estructura de la cadena. Per tant, el disseny del gruix de la banda del ferrocarril s'ha de calcular amb precisió segons la càrrega de disseny de l'eix i la velocitat de funcionament de la línia per aconseguir un equilibri entre la capacitat de càrrega-i la racionalitat estructural.