Requisits de resistència i punts de manteniment de travesses de ferrocarril de formigó
Quins són els escenaris de tensió corresponents per a la resistència a la compressió, la resistència a les esquerdes i la resistència al tall de les travesses de formigó? Quines diferències hi ha en els seus requisits estàndard?
La resistència a la compressió, la resistència a les esquerdes i la resistència al cisallament de les travesses de ferrocarril de formigó corresponen a diferents escenaris de tensió, i els requisits estàndard difereixen significativament. La resistència a la compressió correspon a l'escenari de pressió vertical suportat per la travessa. La càrrega del tren es transfereix a la part superior de la travessa a través del rail, posant la travessa sota compressió. L'estàndard nacional estableix que la resistència a la compressió de les travesses de formigó de tipus III per a ferrocarrils d'alta velocitat ha de ser superior o igual a 80 MPa, les travesses de tipus II per a ferrocarrils ordinaris han de ser superiors o iguals a 60 MPa i les travesses per a ferrocarrils de transport pesat- han de ser superiors o iguals a 90 MPa. La resistència a les esquerdes correspon a l'escenari de tensió de flexió de la travessa. Sota càrrega, la part mitjana-de la travessa és propensa a l'esforç de tracció a la flexió i ha de tenir prou resistència a les esquerdes per evitar l'inici de les esquerdes. L'estàndard de resistència a les esquerdes per a les travesses de ferrocarril d'alta velocitat-és superior o igual a 5,0 MPa, per a ferrocarril normal superior o igual a 4,0 MPa, i per a ferrocarrils de transport pesat-, a causa del moment de flexió més gran, requereix una resistència superior o igual a 6,0 MPa per millorar l'acer i les esquerdes. La força de cisalla correspon a l'escenari de força de cisalla lateral que suporta la travessa, que sovint es produeix en vies corbes o quan el tren frena. Els extrems de la travessa estan sotmesos a forces laterals. L'estàndard requereix una resistència a tall superior o igual a 2,5 MPa (rail normal), superior o igual a 3,0 MPa (rail-d'alta velocitat) i superior o igual a 3,5 MPa (transport-pesat). La capacitat de cisalla es millora mitjançant la configuració de barres laterals d'acer. Tres indicadors de força treballen junts per garantir la seguretat estructural de les travesses del ferrocarril en condicions d'estrès complexes.
Quins són els tipus habituals d'esquerdes a les travesses de ferrocarril de formigó? Quines són les causes i els perills de les diferents esquerdes?
Les esquerdes habituals a les travesses de ferrocarril de formigó es divideixen principalment en tres categories: esquerdes longitudinals, esquerdes transversals i esquerdes diagonals, cadascuna amb diferents causes i perills. Les esquerdes longitudinals es distribueixen al llarg de la travessa i són causades principalment per la tensió desigual de les barres d'acer pretensat, la compactació insuficient de l'abocament del formigó o el curat inadequat. Inicialment, apareixen com a fissures fines, però si es desenvolupen, redueixen la integritat general de la travessa i poden provocar una fractura longitudinal en casos greus. Les esquerdes transversals són el tipus d'esquerda més perillós, que sovint es produeixen a la meitat-de la travessa o als extrems de la travessa. Són causats per càrregues excessives, força insuficient del llit o suport desigual del llit de la pista. Les esquerdes transversals a la part mitjana-debiliten directament la resistència a la flexió de la travessa, mentre que les esquerdes transversals als extrems provoquen fàcilment una fallada per cisalla. Si l'amplada de l'esquerda supera els 0,2 mm, la travessa s'ha de posar fora de servei immediatament. Sovint apareixen esquerdes diagonals als punts de contacte entre la travessa i els elements de fixació. Les causes inclouen una pressió excessiva de fixació, concentració de tensió localitzada a la travessa o una resistència insuficient del formigó. Aquests poden provocar danys localitzats en la travessa, afectant l'estabilitat de la instal·lació de subjecció i potencialment provocar el desplaçament del carril. A més, les esquerdes circumferencials al voltant dels forats dels cargols de la travessa sovint són causades per un parell excessiu de tensió del cargol, que compromet la fiabilitat de la connexió del cargol.
Quines són les principals causes de la pèrdua de pretensió en travesses de formigó pretesat? Com es pot controlar aquesta pèrdua?
La pèrdua de pretensió en les travesses de formigó pretesat deriva principalment de cinc aspectes, que requereixen un control objectiu: ① Pèrdua per deformació de l'ancoratge: causada per espais entre l'ancoratge i l'acer de reforç. L'ús d'ancoratges d'alta-precisió i l'ancoratge oportú després de la tensió pot controlar aquesta pèrdua fins al 5%; ② Pèrdua per relaxació de l'acer de reforç: causada per l'atenuació de la tensió a causa de l'estrès a llarg termini-de l'acer de reforç. L'ús d'acer pretensat de baixa-relaxació pot reduir la pèrdua de relaxació del 15% de l'acer normal a menys del 3%; ③ Contracció del formigó i pèrdua de fluència: causada per la contracció durant l'enduriment del formigó i la fluència de tensió-a llarg termini. L'optimització de la proporció de mescla (reduint l'ús de ciment i afegint cendres volants) i reforçant la curació de l'aigua (ampliant la curació fins a 14 dies) pot reduir les pèrdues causades per la contracció i la fluència; ④ Pèrdua de temperatura: causada per diferències de temperatura entre l'abocament i la tensió. La construcció en un entorn de temperatura estable, controlant la diferència de temperatura dins de ± 5 graus, pot reduir eficaçment la pèrdua d'estrès de temperatura; ⑤ Pèrdua per fricció: causada per la fricció entre l'acer de reforç i el conducte. L'ús de la tecnologia-de rejuntat assistida al buit i la garantia que els conductes llisos puguin controlar la pèrdua de fricció fins al 2%. Després d'un control exhaustiu, la pèrdua de pretensió es pot reduir de més del 25% inicialment a menys del 10%, assegurant la resistència a les esquerdes de les travesses.
Quines diferències hi ha en els punts clau del manteniment de les travesses de formigó per a diferents tipus de llast (en globus i sense llast)?
Els punts clau del manteniment de travesses de formigó per a vies de llast amb globus i sense llast difereixen significativament a causa de les diferents característiques de suport de la via. El nucli del manteniment de la travessa per a pistes en globus és garantir l'estabilitat del suport de la via. Les tasques clau inclouen: ① Apisonar regularment la pista per eliminar els buits de la travessa i evitar la concentració de l'estrès; ② Reposició oportuna del llast per mantenir la plenitud de la pista i millorar la rigidesa del suport; ③ Neteja de restes i aigua de la superfície de la travessa i la zona circumdant per evitar la corrosió del formigó; ④ Segellament de petites esquerdes amb materials de reparació-de ciment per evitar filtracions d'aigua de pluja i corrosió de reforç d'acer. Per a vies sense llast, les travesses estan connectades rígidament a la llosa de la via. El focus de manteniment es desplaça cap al rendiment i les condicions de connexió de la travessa: ① Inspeccioneu regularment la superfície d'unió entre la travessa i la llosa de la via; si es troben zones buides, es requereix un rejuntat a pressió per a la reparació; ② Superviseu de prop les juntes d'expansió de la travessa, substituïu ràpidament el segellador envellit per evitar que l'aigua de pluja penetri a la llosa de la pista; ③ A causa de l'alta rigidesa de la via sense llast, s'ha de comprovar la planitud de la superfície de les travesses per evitar l'estrès localitzat causat per desviacions d'instal·lació de fixació; ④ Per a travesses amb esquerdes de 0,1-0,2 mm d'ample, s'ha d'utilitzar morter epoxi per a la reparació; els que superen els 0,2 mm requereixen substitució. A més, s'han d'inspeccionar les travesses de via sense llast juntament amb els paràmetres de geometria de la via i els elements de fixació s'han d'ajustar ràpidament per evitar estrès addicional.
Com resoldre el problema de corrosió per carbonatació de les travesses de formigó a les zones costaneres? Quines són algunes de les tecnologies de protecció dirigides?
La corrosió per carbonatació de les travesses de formigó a les zones costaneres és causada essencialment per la reacció de la sal d'aigua de mar amb l'hidròxid de calci del formigó, alterant l'entorn alcalí del formigó i donant lloc a la corrosió del reforç d'acer. Es necessita una tecnologia integral que combini "inhibició de la carbonatació + anti-penetració + protecció millorada" per resoldre aquest problema. Les tecnologies de protecció dirigides inclouen: ① Optimitzar la proporció de la mescla de formigó afegint additius com ara cendres volants i pols mineral per reduir l'ús de ciment alhora que augmenta la densitat del formigó i redueix la taxa de carbonatació; ② Revestiment de la superfície de la travessa amb un recobriment anti-carbonatació, com ara resina epoxi o recobriment de poliurea, per formar una barrera física i evitar la intrusió de diòxid de carboni i sal, amb el gruix del recobriment controlat a 0,3-0,5 mm; ③ Utilitzar barres d'acer pretensat anticorrosió, com ara barres d'acer recobertes d'epoxy- o barres d'acer inoxidable, per evitar la corrosió de les barres d'acer fins i tot si el formigó es carboniza; ④ Enfortir el curat pre{11}}de l'entrega de les travesses mitjançant l'ús de curat al vapor per millorar la resistència i la densitat inicials del formigó, reduint la porositat del formigó per sota del 15 %; ⑤ Durant el-curat al lloc, neteja regularment la sal de la superfície de la travessa per evitar l'adhesió de la sal a llarg termini. Per a travesses amb una lleugera carbonització, s'utilitza un tractament d'impregnació de silà, amb una profunditat de penetració de silà de 3-5 mm, bloquejant eficaçment els mitjans corrosius. Aquestes mesures poden allargar la vida útil de les travesses a les zones costaneres des de 15 anys per als travessos normals fins a més de 30 anys.