Cosa contiene un sistema di fissaggio del binario
Un sistema di fissaggio del binario fissa il binario alla traversa o alla soletta del binario consentendo al tempo stesso un movimento controllato e smorzando le vibrazioni. Ogni componente ha un ruolo definito e il sistema funziona solo quando tutti lavorano insieme.
| Componente | Funzione primaria |
|---|---|
| Clip elastica | Genera forza di serraggio attraverso l'instabilità elastica; fissa la posizione della rotaia e assorbe le vibrazioni |
| Punta a spirale/punta a vite | Ancora l'intero gruppo nella traversina e fornisce un supporto verticale stabile |
| Blocchetto isolante | Regola la sagoma e fornisce l'isolamento elettrico sulle linee elettrificate |
| Piastra di pressatura (piastra base binario) | Funziona con i bulloni per fissare il piede del binario e prevenire lo spostamento longitudinale |
| Rondella | Disperde la pressione dei bulloni, protegge la superficie del componente e aiuta a mantenere la pre-tensione |
| Bullone di ancoraggio | Chiude la catena di carico tra clip, piastra e traversina |
Come i componenti funzionano come un unico sistema
La forza di serraggio della clip spinge il piede della rotaia contro la piastra di base attraverso le parti isolanti. Quando passa un treno, il carico verticale viene trasferito dalla ruota al binario, quindi attraverso il puntale a clip e la piastra di base nella traversina; il carico laterale è contrastato dal lato calibro del gruppo. La corsa elastica della clip - la distanza che può deviare senza perdere forza - è ciò che mantiene la rotaia trattenuta dall'espansione della temperatura e dal traffico in transito. Un sistema progettato con rigidità abbinata tra clip, cuscinetto e piastra mantiene il calibro molto meglio di uno rigido e inflessibile.
Requisiti prestazionali per tipo di ferrovia
L'ambiente operativo stabilisce le specifiche. Le linee ordinarie ottimizzano i costi; le linee ad alta-velocità ottimizzano la stabilità della forza e l'isolamento; i cavi per il trasporto pesante-ottimizzano robustezza e resistenza all'usura.
| Tipo ferroviario | Forza di serraggio | Requisito chiave |
|---|---|---|
| Ferrovia ordinaria | 8-10 kN | Funzione di fissaggio di base, basso costo, facile manutenzione |
| Ferrovia ad alta-velocità | Almeno 10 kN | Corsa elastica non inferiore a 10 mm; isolamento in grado di resistere a più di 3 milioni di cicli di fatica |
| Ferrovia-per trasporti pesanti | 12-15 kN | Componenti in acciaio legato ad alta-resistenza per resistere agli urti e alle forze laterali dei carichi assiali di grandi dimensioni |
Le prestazioni a fatica sono il parametro determinante sulle linee ad alta-velocità: la combinazione di alta velocità e alta frequenza di vibrazione significa che ogni clip, cuscinetto e isolante deve sopravvivere a milioni di cicli di carico alternati senza perdere forza di serraggio.
Isolamento, allentamento e opzione senza bulloni
Sulle ferrovie elettrificate le rotaie trasportano la corrente del segnale e il sistema di fissaggio deve impedire la dispersione di corrente verso la traversina e il suolo. Le principali parti isolanti sono i blocchetti isolanti e le rondelle isolanti, solitamente stampati in nylon ad alta resistenza o materiale composito che blocca la conduzione di corrente pur sostenendo il carico meccanico. Se l'isolamento si rompe, ne conseguono interferenze del segnale e danni alle apparecchiature.
I bulloni allentati danno inizio a una reazione a catena: la forza di serraggio diminuisce, la rotaia si sposta lateralmente, lo scartamento si allarga, l'attrito delle ruote-della rotaia aumenta e l'usura dei lati della rotaia accelera. Nei casi più gravi la rotaia può sollevarsi e il rischio di deragliamento aumenta. La manutenzione giornaliera rileva questo problema con un controllo con chiave dinamometrica rispetto alla coppia di pre-serraggio progettata, oltre all'ispezione visiva della punta della clip - un'estremità della clip affondata o spostata di solito indica un bullone allentato.
I sistemi di fissaggio senza bulloni sostituiscono i bulloni con spalle pre-incorporate fuse o modellate nella traversina. Eliminano la corrosione dei bulloni e la manutenzione, mantengono meglio la sagoma e mostrano una minore deformazione residua, motivo per cui vengono scelti per linee di trasporto pesante e ad alto traffico con un'elevata sensibilità ai costi di manutenzione. Il compromesso-è un investimento iniziale più elevato, motivo per cui le ferrovie ordinarie li utilizzano raramente.
Controlli di manutenzione che proteggono il sistema
Controllo della coppia: verifica la coppia di pre{0}}serraggio dei bulloni rispetto al valore di progetto a intervalli definiti dalla classe della linea.
Ispezione della clip: ricerca di cedimento della punta, spostamento, crepe e perdita di corsa elastica.
Controllo dell'isolamento: misurare la resistenza dell'isolamento dei blocchetti e delle rondelle, soprattutto dopo lavori di rincalzatura o pulizia.
Controllo della corrosione: ispezionare rondelle e bulloni per verificare la presenza di ruggine, in particolare nelle gallerie e nei tratti costieri.
Campagna di ri-serraggio: dopo l'apertura della linea, controllare i bulloni mensilmente per i primi tre mesi, quindi prolungare l'intervallo.
Domande frequenti
Quale forza di serraggio è sufficiente?
8-10 kN sono solitamente adeguati per le linee ordinarie; i sistemi ad alta-velocità specificano almeno 10 kN e i sistemi per trasporto pesante 12-15 kN, sempre verificati rispetto allo standard di progettazione per il profilo ferroviario in uso.
Perché la clip necessita di un tratto elastico?
La corsa consente alla clip di seguire il movimento del binario dovuto al cambiamento di temperatura e al passaggio delle ruote mantenendo la forza. Una clip senza corsa sufficiente perde la forza di serraggio o presenta sovra-sollecitazioni e fratture.
Quali parti forniscono isolamento?
Blocchetti isolanti e rondelle isolanti realizzati in nylon ad alta resistenza-o materiali compositi. Devono bloccare la corrente durante il trasporto dei carichi del treno e la loro resistenza di isolamento deve essere controllata durante il servizio.
Come si rileva un bullone allentato durante la manutenzione quotidiana?
Con una chiave dinamometrica rispetto alla coppia di progetto e mediante ispezione visiva della punta della clip: l'affondamento o lo spostamento dell'estremità della clip è un segno precoce e affidabile di allentamento.
Quando scegliere un sistema di fissaggio senza bulloni?
Su linee-a traffico pesante e ad alto-traffico dove i costi di manutenzione e la stabilità dei binari contano di più. Il costo iniziale più elevato è compensato da una manutenzione inferiore e da una maggiore durata.
Cosa succede se la resistenza di isolamento diminuisce?
Dispersioni di corrente del segnale verso la traversina e la terra, causando errori di rilevamento del treno. Le parti isolanti difettose devono essere sostituite e la resistenza riverificata-prima che il binario venga rimesso in servizio.