Una punta della vite del binario resiste all'estrazione dalla traversina attraverso due meccanismi: l'interblocco meccanico tra la filettatura e il materiale circostante e il legame tra il mezzo di ancoraggio e la parete del foro. Entrambi i meccanismi scalano con la profondità di ancoraggio. Se la profondità è troppo piccola, la resistenza all'estrazione-del puntale scende al di sotto del valore di progetto e le forze longitudinali derivanti dalla frenata e dalla partenza del treno possono trascinare il binario lungo la traversina, allargando lo scartamento, disturbando l'allineamento e danneggiando il foro della traversina. Sotto carichi di vibrazione, un ancoraggio poco profondo concentra anche lo stress nella parte superiore del foro, che può piegare o rompere la punta e alla fine far perdere completamente la tenuta al binario.
Profondità di ancoraggio per tipo di traversina e grado di linea
| Tipo di traversina/linea | Profondità di ancoraggio tipica (mm) | Note |
| Traversina in legno, linee leggere | 100-120 | Profondità limitata dalla sezione dormiente; punte spesso guidate anziché stuccate |
| Traversina di cemento ordinaria | 150-160 | Pratica cinese comune per le linee-veloci convenzionali |
| Traversina in cemento precompresso | 160-170 | L'ancoraggio deve evitare di danneggiare i cavi di precompressione |
| Linee ad alta-velocità | 170-180 | Controllo più rigoroso della verticalità e della tolleranza della profondità |
| Linee-per il trasporto pesante | 180-200 | I carichi elevati sugli assi richiedono la massima area di aderenza e-punte ad alta resistenza |
La tolleranza della profondità è generalmente mantenuta a più o meno pochi millimetri sulle linee moderne e la verticalità del foro è controllata entro circa 2 gradi a piombo in modo che la punta sia caricata assialmente anziché in flessione.
Sistemi di ancoraggio: cemento allo zolfo contro malta chimica
| Proprietà | Ancoraggio cementizio allo zolfo | Ancoraggio chimico (resina/boiacca). |
| Temperatura di applicazione | Fuso, colato a circa 150-180 C | Indurimento a temperatura ambiente |
| Forza del legame | Moderato, tipicamente inferiore a 10 MPa | Tipicamente 10-20 MPa a seconda del sistema |
| Rischio di alta-temperatura | Può danneggiare i tendini precompressi nelle traversine del PC | Nessuno |
| Riutilizzabilità delle attrezzature | Richiede un impianto di fusione e manipolazione a caldo | Erogazione a cartuccia o pompa |
| Durabilità | Fragile, sensibile al gelo-disgelo | Migliore resistenza all'invecchiamento se formulato per l'uso in pista |
Poiché lo zolfo fuso viene versato ad alta temperatura, non deve essere utilizzato dove può surriscaldare i cavi di precompressione nelle traversine di cemento. Gli agenti di ancoraggio chimici sono la scelta standard per le linee ad alta-velocità e per trasporti pesanti-, dove viene comunemente specificata una forza di adesione di 15 MPa e superiore.
Estrarre-requisiti e test di resistenza
La resistenza all'estrazione-(estrazione) di una punta a vite viene verificata mediante un test di estrazione: un tester di estrazione-idraulico afferra la testa della punta e applica tensione a una velocità controllata finché la punta non raggiunge la forza richiesta o scivola. Nella pratica cinese, vengono comunemente specificati livelli di accettazione di circa 60 kN per le linee a velocità convenzionale-, 70 kN per le linee ad alta-velocità e 80 kN per le linee a trasporto pesante-, senza slittamenti significativi e senza rotture del mezzo di ancoraggio. La pratica europea valuta i sistemi di fissaggio secondo i requisiti della serie EN 13481 utilizzando la serie di test EN 13146, che comprende carichi ripetuti e condizionamento ambientale prima dei test di ritiro. Il campionamento viene normalmente effettuato su una percentuale di picchetti installati, con un aumento della velocità in posizioni critiche come scambi, curve e sezioni di frenata e un aumento della velocità di ispezione se vengono rilevati guasti.
Controlli di progettazione e costruzione
Praticare il foro al diametro e alla profondità specificati; i fori sottodimensionati si rompono sotto la pressione della malta e i fori sovradimensionati riducono l’area di adesione.
Pulire il foro con aria compressa prima dell'ancoraggio; polvere, olio o acqua con una percentuale di umidità superiore a una piccola percentuale ridurranno drasticamente la forza di adesione.
Controllare la verticalità del foro entro circa 2 gradi a piombo.
Riempire completamente il foro con l'ancorante; le sacche d'aria creano vuoti che riducono la-resistenza all'estrazione.
Inserisci il picchetto e lascia che l'agente si indurisca completamente prima che il traffico riprenda; il tempo di indurimento è generalmente di 24 ore a temperatura ambiente per i sistemi in resina.
Verificare con test di prelievo alla frequenza di campionamento concordata e registrare i risultati per l'accettazione.
Idee sbagliate comuni
Più profondo è sempre meglio non è corretto: fori troppo-profondi possono danneggiare i tendini di precompressione o sfondare la base della traversina. La forza di ritiro da sola non dimostra un buon ancoraggio, perché un picco può raggiungere una forza elevata con un grande spostamento e comunque cedere sotto carichi ripetuti; bisogna controllare anche lo spostamento. E il cemento allo zolfo e la malta chimica non sono intercambiabili sullo stesso tipo di traversina: il materiale della traversina, l’esposizione alla temperatura e la forza di adesione richiesta decidono il sistema.
Domande frequenti
Cosa succede se la profondità di ancoraggio è troppo bassa?
La resistenza all'estrazione-scende al di sotto del valore di progetto, la punta si allenta sotto le vibrazioni, il foro della traversina viene danneggiato, lo scartamento si allarga e, in casi gravi, la rotaia può sollevare e deragliare un treno.
Qual è la differenza tra zolfo e ancoraggio chimico?
Il cemento allo zolfo viene colato fuso a 150-180 C ed è fragile; le malte chimiche polimerizzano a temperatura ambiente, si legano più fortemente e non rischiano danni termici alle traversine precompresse, motivo per cui sono preferite sulle linee moderne.
Come viene testata la resistenza all'estrazione-?
Con un tester idraulico di estrazione-che applica tensione a velocità costante finché non viene raggiunta la forza target o la punta scivola. L'accettazione confronta la forza e lo spostamento con i valori specificati e il mezzo di ancoraggio non deve rompersi.
Perché la pulizia dei fori è importante?
Polvere e umidità riducono il legame tra l'agente ancorante e la parete del foro. Un foro sporco può ridurre notevolmente la forza di estrazione-ottenibile anche quando la profondità è corretta.
È possibile migliorare la resistenza all'estrazione-dopo l'installazione?
Se un test mostra una bassa resistenza, la punta deve essere ritirata, il foro pulito e -ancorato con agente fresco; l'aggiunta di coppia a una punta allentata maschera il problema e accelera il danno alla traversina.
Le linee per il trasporto pesante- necessitano di un ancoraggio più profondo?
SÌ. I carichi pesanti sugli assi generano forze longitudinali e di sollevamento più elevate, quindi la pratica di trasporto pesante-specifica l'ancoraggio più profondo (fino a circa 200 mm) insieme a punte ad alta resistenza-e ancoraggio chimico per mantenere il fissaggio stabile per l'intera vita della linea.