Sfondo: una superficie di corsa invece di due binari
Un binario ferroviario convenzionale trasporta le ruote su due rotaie parallele distanziate con uno scartamento di 1435 mm, sostenute su traversine e zavorra o su una soletta di cemento. Il sistema di fissaggio sostiene il piede della rotaia, trasferisce i carichi verticali e laterali alla traversina e resiste allo scorrimento longitudinale. Una monorotaia a cavallo rimuove completamente la seconda rotaia: veicoli con pneumatici in gomma- si trovano a cavallo di un'unica trave di guida, solitamente una trave di cemento precompresso larga da 700 a 850 mm, e le ruote scorrono su piastre di scorrimento in acciaio fissate alla superficie superiore della trave. La guida è fornita da ruote di guida orizzontali che corrono contro binari di guida in acciaio sui due lati della trave. Poiché non vi è alcuna coppia di scartamenti da mantenere, l'intero concetto di fissaggio del binario cambia dal bloccaggio sulla rotaia-al-morsetto sulla traversina all'ancoraggio montato sulla trave-.
Percorso di carico e ruolo del sistema di fissaggio
In un binario a due-rotaie il percorso del carico è costituito da ruota, rotaia, piattaforma della rotaia, traversina e zavorra e la clip deve bloccare il piede della rotaia con un carico di punta definito consentendo al tempo stesso l'espansione longitudinale. In una monorotaia il percorso del carico è costituito da pneumatico, piastra di scorrimento in acciaio, bullone di ancoraggio e trave di cemento. Il bullone di ancoraggio è incorporato nel calcestruzzo o fissato in un inserto prefabbricato-e la piastra scorrevole è forata per accogliere il bullone. Le forze della ruota guida, che sono significative nelle curve, vengono trasportate orizzontalmente attraverso la rotaia della ruota guida in clip e bulloni sulla faccia laterale della trave. Il sistema di fissaggio svolge quindi tre compiti: deve tenere piatta la piastra di scorrimento sotto ripetuti passaggi della ruota, bloccare saldamente la rotaia della ruota guida contro la spinta laterale e mantenere tutti i componenti metallici sotto tensione isolati dal sistema di corrente di ritorno.
Differenze di livello-dei componenti
Piastre di scorrimento e tirafondi
Le piastre di scorrimento della monorotaia sono piastre di acciaio laminato, generalmente di spessore compreso tra 10 e 16 mm, lavorate in piano e imbullonate alla parte superiore della trave. I bulloni di ancoraggio sono generalmente bulloni ad alta-resistenza con resina o ancoraggi meccanici incorporati nel calcestruzzo, serrati a una coppia specificata con rondelle di bloccaggio o bloccaggio adesivo per evitare l'allentamento in caso di vibrazioni. Due-fissaggi del binario, invece, bloccano il piede del binario con clip a molla e trasferiscono il carico attraverso una piastra di base o un fissaggio diretto.
Binari delle ruote guida
La rotaia di guida è una sezione speciale in acciaio o una striscia lavorata fissata al lato della trave mediante clip e bulloni. La sua posizione verticale e la rettilineità sono impostate con spessori, poiché il gioco della ruota guida, in genere pochi millimetri, controlla la qualità di guida e la stabilità laterale. Questa funzione di regolazione assomiglia alla regolazione del calibro dei fissaggi convenzionali ma viene eseguita su una faccia verticale.
Isolamento elettrico
I sistemi di trazione monorotaia utilizzano l'alimentazione CC con le piastre di scorrimento come parte del circuito. Su ogni interfaccia imbullonata vengono utilizzati cuscinetti isolanti, boccole epossidiche rinforzate con fibra di vetro-e manicotti isolanti per prevenire perdite di corrente vagante verso la trave di cemento e per proteggere la segnalazione e la messa a terra. La resistenza dell'isolamento viene specificata e testata come parte della manutenzione ordinaria, in modo simile ai giunti ferroviari isolati in due-binari ferroviari.
Scenari applicativi
I sistemi monorotaia a cavallo sono costruiti per corridoi di transito urbano con curve strette e pendenze ripide, perché il pneumatico in gomma e la trave singola consentono pendenze del 6% e raggi di curva di 50 m o meno, molto al di sotto dei limiti dei sistemi ferroviari a due-ruote in acciaio. Le monorotaie sospese, dove il veicolo è sospeso sotto la trave, utilizzano una disposizione simile ma invertita di piastre di scorrimento e binari di guida. Due-sistemi di fissaggio ferroviario rimangono lo standard per linee principali, metropolitane, trasporti pesanti-e binari tranviari, dove i carichi assiali elevati, la lunga durata e l'intercambiabilità dello scartamento standard sono decisivi.
Considerazioni sulla selezione e sulla manutenzione
Controllare la disposizione dei bulloni di ancoraggio e le specifiche di coppia rispetto al progetto della piastra di scorrimento prima dell'acquisto; lo spessore della piastra e la spaziatura dei bulloni non sono intercambiabili tra i produttori.
Utilizzare gli spessori sotto le guide delle ruote per impostare l'allineamento verticale; registrare la pila di spessori nel registro di manutenzione.
Verificare la resistenza di isolamento di ogni interfaccia imbullonata durante la messa in servizio e a intervalli definiti.
Serrare nuovamente i bulloni di ancoraggio dopo il primo mese di servizio, quindi durante un ciclo programmato, poiché lo scorrimento del calcestruzzo e l'assestamento delle sedi riducono il precarico iniziale.
Ispezionare le superfici delle piastre di scorrimento per individuare vaiolature, ondulazioni e deformazioni dei bordi; la rettifica è possibile solo entro una profondità limitata prima della sostituzione.
Idee sbagliate comuni
I fissaggi della monorotaia sono gli stessi dei fissaggi delle rotaie della gru o del tram. Infatti la superficie di montaggio, il percorso del carico e i requisiti di isolamento sono diversi e le parti non sono intercambiabili.
Una monorotaia non ha bisogno del controllo dello scartamento. La trave e le ruote guida sostituiscono la funzione di calibro, ma la regolazione verticale e laterale è ancora necessaria e viene effettuata con spessori e distanziali.
Qualsiasi bullone- ad alta resistenza può ancorare una piastra scorrevole. In pratica l'ancoraggio incorporato, la qualità dei bulloni, la protezione dalla corrosione e l'isolamento devono essere adattati alla progettazione della trave e al sistema di trazione.
Domande frequenti
Q1: Le monorotaie utilizzano clip per binari standard?
No. Le superfici di scorrimento della monorotaia a cavallo sono costituite da piastre di acciaio su una trave di cemento, non da sezioni di binario sulle traversine, quindi non vengono utilizzati fermagli per binario standard. I binari delle ruote guida possono utilizzare fissaggi di tipo-a clip, ma sono montati sul lato della trave e non sono intercambiabili con due-clip del binario.
Q2: Cosa sostiene il peso del veicolo in una monorotaia a cavalcioni?
Le ruote scorrono su piastre di scorrimento in acciaio imbullonate alla parte superiore della trave della guida. Le piastre distribuiscono il carico di contatto del pneumatico nel calcestruzzo attraverso bulloni di ancoraggio e piastre incassate.
Q3: Come si ottiene l'isolamento elettrico nel binario della monorotaia?
Cuscinetti isolanti, boccole e manicotti epossidici isolano i componenti in acciaio imbullonati dalla trave e dal circuito di ritorno e la resistenza dell'isolamento viene verificata mediante test durante la messa in servizio e la manutenzione.
Q4: Perché una monorotaia ha bisogno di binari di guida?
Le ruote guida scorrono contro i binari su entrambi i lati della trave per fornire una guida laterale nelle curve e per resistere alle forze laterali, sostituendo l'interazione flangia-rotaia del binario convenzionale.
D5: È possibile riutilizzare due-componenti di fissaggio della rotaia su una monorotaia?
No. Le configurazioni dei bulloni, la geometria delle piastre, la progettazione dell'isolamento e i casi di carico differiscono sostanzialmente, quindi i componenti dovrebbero essere acquistati specificamente per la progettazione della guida monorotaia.
Q6: Con quale frequenza vengono ispezionati i fissaggi della monorotaia?
La coppia dei bulloni di ancoraggio, l'allineamento del binario di guida e la resistenza dell'isolamento vengono generalmente controllati a intervalli definiti dall'operatore, spesso ogni 3-6 mesi, con l'ispezione della superficie della piastra mobile in un ciclo simile.