Cause di disallineamento nei giunti a stecca e relativo impatto sullo stress dei bulloni
Q1: Quali sono le principali cause del gradino dei giunti ferroviari?
A1: L'usura irregolare della testata del binario alle estremità del binario e l'assestamento incoerente dei pattini sotto-del binario causano una differenza di altezza tra i binari adiacenti, formando un gradino verticale. Lo spostamento laterale del binario causato dalla forza laterale nelle curve, oppure da bulloni allentati e stecche usurate, determinano un gradino orizzontale. Anche la forza termica irregolare e l'assestamento irregolare del sottofondo spingono le rotaie fuori posizione, formando un gradino. Una volta visualizzato il gradino, esso si espande continuamente sotto l'impatto del treno, formando un circolo vizioso.
Q2: Come cambia la forza sulle stecche in condizioni di gradino?
A2: In condizioni normali, le stecche sopportano principalmente la tensione e la forza di taglio. Dopo che si è verificato il passo, sopportano inoltre un grande momento flettente. Il momento flettente provoca tensione al centro e compressione ai bordi delle ganasce, con conseguente distribuzione delle sollecitazioni altamente disomogenea e facile innesco di crepe al centro. Un passo più grande porta a un momento flettente maggiore, a un danno da fatica più rapido e persino alla deformazione da flessione o alla frattura delle stecche, con perdita della funzione di connessione del giunto.
D3: In che modo il gradino del giunto aggrava la frattura per fatica del bullone?
A3: Il passo modifica il carico del bullone da semplice tensione a tensione combinata-flessione, aumentando notevolmente l'ampiezza della sollecitazione. Un forte impatto durante il passaggio del treno impone carichi dinamici ripetuti sui bulloni, riducendo significativamente la durata a fatica. Il gradino provoca anche una forza irregolare dei bulloni, sovraccaricando alcuni bulloni e allentandone altri. I bulloni sovraccarichi sono soggetti a strozzature e crepe, che alla fine portano a fratture improvvise e mettono a repentaglio la sicurezza operativa.
Q4: Perché i giunti sulle curve strette sono più inclini al gradino?
A4: Le curve strette sopportano enormi forze laterali delle ruote-ferrovie. Le rotaie vengono continuamente spinte verso l'esterno, rendendo le articolazioni altamente suscettibili alla dislocazione orizzontale. Le frequenti variazioni di scartamento e la complessa forza di fissaggio nelle curve facilitano l'allentamento di bulloni e stecche. Nel frattempo, la variazione di velocità e il maggiore impatto durante il passaggio del treno accelerano lo sviluppo di difetti articolari. Pertanto, le curve strette sono aree ad alta-incidenza di interventi congiunti e richiedono un monitoraggio chiave.
Q5: Come correggere e prevenire il passaggio congiunto?
A5: Stringere nuovamente tempestivamente i bulloni dei giunti per garantire una perfetta aderenza tra le stecche e le rotaie. Regola lo spessore del cuscinetto sotto-per eliminare il gradino verticale. Smerigliare o sostituire le rotaie gravemente usurate per ripristinare la scorrevolezza del giunto. Rafforzare la manutenzione del sottofondo per prevenire cedimenti irregolari. Aggiungere misure di rinforzo sui giunti curvi per migliorare la rigidità complessiva del giunto. Ispezionare regolarmente lo stato del giunto e gestire immediatamente eventuali piccoli gradini per evitare l'espansione dei difetti.