Il principio della rigidità alla flessione laterale della staffa e la garanzia della scorrevolezza del binario nell'area del giunto della rotaia
Perché la rigidità alla flessione laterale delle stecche a ganascia è l'indicatore principale per garantire la scorrevolezza del giunto, piuttosto che la resistenza alla trazione?
La resistenza alla trazione resiste principalmente alla tensione longitudinale della rotaia per impedire la separazione del giunto, mentre la rigidità alla flessione laterale resiste alle forze di flessione trasversale della rotaia per prevenire l'"attorcigliamento" del giunto. Quando un treno supera un giunto, l'impatto delle ruote genera non solo forza longitudinale ma anche momenti flettenti che provocano l'oscillazione verticale e orizzontale delle estremità della rotaia. Un'insufficiente rigidità alla flessione laterale consente una flessione laterale elastica o plastica della stecca, portando a "gradini" o "piegature" nel giunto della rotaia-la causa principale delle irregolarità del giunto. Pertanto, garantire solo la resistenza alla trazione non può risolvere i problemi di scorrevolezza; è obbligatorio un controllo rigoroso della rigidezza alla flessione laterale.
Quali parametri di progettazione strutturale sono correlati positivamente con la rigidezza alla flessione laterale delle stecche a ganascia?
La rigidezza alla flessione laterale è positivamente correlata con tre parametri chiave: 1)spessore della piastra-la rigidità è proporzionale al cubo di spessore, con un aumento di 1 mm che aumenta la rigidità di oltre il 30%; 2)momento d'inerzia della sezione-l'estensione della lunghezza della copertura della testa/base della rotaia o l'adozione di una sezione trasversale a forma di "I"-aumenta significativamente l'inerzia; 3)modulo elastico del materiale-l'utilizzo di acciaio legato-ad alta resistenza (ad esempio 42CrMo) invece del normale acciaio al carbonio migliora la resistenza alla deformazione del materiale. La progettazione richiede il bilanciamento di questi parametri per evitare un peso eccessivo dovuto a piastre eccessivamente spesse.
Quali patologie particolari provocano le stecche a ganascia con insufficiente rigidità alla flessione laterale nei giunti di rotaie saldate in continuo (CWR)?
I giunti CWR (ad esempio i giunti di dilatazione) sopportano enormi stress termici; le ganasce con una rigidità alla flessione laterale insufficiente non possono limitare efficacemente la deformazione termica della rotaia. Innanzitutto, provocaflessione laterale dura permanentedelle rotaie nella zona di giunzione sotto le forze della temperatura. In secondo luogo, una forte flessione porta a fluttuazioni periodiche nella geometria del binario della zona articolare, innescandoondulazione della rotaia. La cosa più critica è che i punti di flessione diventano aree di concentrazione dello stress termico, soggette a fragili fratture delle rotaie durante il raffreddamento e all’interruzione dell’equilibrio complessivo dello stress del CWR.
Quali sono le differenze principali nei metodi di prova per la rigidità alla flessione laterale delle ganasce tra gli standard cinesi e quelli internazionali?
Gli standard cinesi adottano ilprova di flessione su tre-punti-fissaggio della stecca su una rotaia-simulazione del supporto, applicazione del carico trasversale al centro della piastra e misurazione del carico a una deflessione specificata per determinare la qualifica di rigidità. Gli standard internazionali come EN 13674-1 utilizzano ilprova di flessione su quattro-punti, con carichi applicati tra due fori per bulloni, simulando più fedelmente lo stress in-servizio. Inoltre, gli standard internazionali richiedono aprova di carico ciclico-dopo 1 milione di cicli di carico alternati, il tasso di attenuazione della rigidità alla flessione laterale non deve superare il 5%, un requisito non esplicitamente specificato negli standard cinesi per il decadimento della rigidità post-fatica.
Come valutare in modo inverso l'insufficiente rigidità alla flessione laterale delle stecche tramite i dati di ispezione della geometria dei binari in-cantiere?
Il metodo principale è l'analisidati sull'allineamento delle rotaie e sulla deviazione del livello longitudinale in the joint zone. Using a track inspection car, if "sharp-angled" sudden changes in rail alignment deviation (peak >2 mm) vengono rilevati entro 3 m prima e dopo il giunto e questi cambiamenti persistono in molteplici ispezioni senza scomparire durante il rotolamento del treno, è possibile determinare un'insufficiente rigidità alla flessione laterale della stecca. Inoltre, osservandodeformazione del foro del bullonenella zona articolare-l'allargamento trasversale ellittico dei fori dei bulloni indica una ripetuta flessione laterale della stecca sotto forze trasversali, causando una deformazione di taglio dei fori e servendo come prova diretta di un'insufficiente rigidità alla flessione laterale.