Vad en fiskplatta gör
En fiskplatta är stålstången som är bultad över båda liven på två intilliggande rälsändar, och tillsammans med fiskbultarna bildar den rälskarven. Ledningen är den svagaste punkten på skarvat spår: skenan avbryts, böjstyvheten sjunker och varje hjulpassage skapar en stöt i springan. Fiskplattan återställer anslutningen genom att utföra tre jobb. Den överför böjmoment och skjuvning över fogen, så de två skenorna fungerar som en kontinuerlig balk till en användbar grad. Den håller rälsändarna i vertikal och lateral inriktning, vilket håller löpytan i nivå och spårvidden sann. Och den överför de längsgående skenkrafterna, så att fogen inte öppnas under termisk sammandragning eller stänger under kompression utanför dess designområde. Fiskplattan måste därför matcha rälsektionen, vara tillräckligt stark för axelbelastningen och vara bultad med en definierad förspänning, och foggapet måste ställas in korrekt för rälstemperaturen vid installationen.
Materialval
Fiskplattans material följer skenan och plikten. För konventionella linjer är medelkolstål normen: det är svetsbart, formbart och billigt, med en draghållfasthet som matchar den gemensamma plikten för standardrälskvaliteter. För tunga-drag och hög-trafik används låg-legerat hög-stål, med en draghållfasthet på 800 MPa eller mer och bra utmattningsmotstånd, så att plattan kan bära de högre böjmomenten på 25 till 35 tons axelbelastningar utan att spricka i bulten. Fiskplattans hårdhet hålls i allmänhet under skenhårdheten, eftersom plattan inte får skära in i rälsbanan; en hårdhet nära skenan, i intervallet 260 till 300 HBW för standardskena, är det vanliga designmålet. Korrosionsskydd är en del av specifikationen: utomhusfiskplattor skyddas genom varm-doppförzinkning enligt ISO 10684 eller genom målning, och i aggressiva kust- eller tunnelmiljöer övervägs en zink-aluminiumflingbeläggning eller vittringsstål. Plåten är smidd eller rullad till profilen av rälsbanan, så att kontaktytorna passar tätt över hela banhöjden.
Joint Gap och Thermal Movement
Foggapet är arbetsspelet mellan de två rälsändarna och det måste absorbera skenans termiska rörelse. Stål expanderar med cirka 0,115 mm per meter per 10 grader C, så en 25 m skena med en säsongsgungning på 50 grader C ändrar längden med cirka 14 mm, och en 12,5 m skena med cirka 7 mm; spalten ställs in vid installationen så att på vintern, när skenan drar ihop sig, inte skarven öppnas utöver bultens och fiskplattans kapacitet, och på sommaren, när skenan expanderar, stänger inte gapet till noll och skapar ändtryck. I praktiken ställs avståndet in efter rälstemperaturen vid installationen och sektionslängden, enligt underhållsreglerna för den ägande järnvägen; ett typiskt installerat mellanrum på konventionellt skarvat spår är 2 till 6 mm beroende på skenlängden och det lokala temperaturområdet. De två rälsändarna måste också riktas in vertikalt och i sidled: en höjdskillnad mellan ändarna, ofta kallad en nedsänkt fog, är det mest skadliga felet, eftersom varje hjulpassage hamrar i den nedre änden och slår i fogen. Höghastighetshuvudledningar använder inte alls fiskpläterade skarvar: de svetsas in i kontinuerligt svetsade räls, och fiskplåtar på dessa nätverk visas endast vid tillfälliga reparationer eller nödreparationer och i isolerade skarvar.
Fiskbultar: Layout och åtdragning
Leden spänns fast med fiskbultar, vanligtvis fyra bultar för lätta och medelstora rälsektioner och sex för tunga sektioner, symmetriskt anordnade i två vertikala rader. Bultstorleken och hålavståndet följer fiskplattans standard för rälsektionen; en vanlig storlek är M22 eller M24 med en definierad stigning. Åtdragningen görs stegvis från mittbultarna utåt, alternerande sidor, först till ungefär en tredjedel av målmomentet, sedan till fullt värde, så att plattan dras jämnt mot banan utan att böjas. Målmomentet beror på bultkvaliteten och underhållsspecifikationen; för M22 fiskbultar i graderna 4,8 till 5,6 är det vanliga området cirka 150 till 250 Nm, och högre-hållfasthetsgrader dras åt till ett vridmoment beräknat från skarvkonstruktionen, T=K x F xd, med vridmomentkoefficienten K till 0,25 vanligtvis. Efter åtdragning ska muttern visa en till två gängor bortom bultens ände, och skarven ska -dra åt igen efter den första sättningen och igen före vintern, eftersom temperaturförändringar och fogslag gör att bultens förspänning slappnar av. En lös fiskbult är inte ett mindre fel: den låter fiskplattan röra sig, skarven hamrar och plattan spricker vid bulthålen.
Skadelägen och inspektion
Fishplates misslyckas på fyra karaktäristiska sätt. Sprickor, som vanligtvis börjar vid bulthålen eller kanten av banans kontaktyta på grund av utmattning under upprepad fogsmet, är de farligaste: en sprucken fiskplatta kan låta skarven öppnas under ett passerande tåg, så inspektionsregeln är att en spricka av betydande längd, vanligtvis en spricka som är synlig i bulthålet eller som löper över plattan, innebär omedelbar hastighet vid byte och, där det krävs, av säkerhetsreglerna. Deformation, en böjd eller böjd platta som inte längre passar ihop med rälsväven, detekteras av gapet mellan platta och väv; en fiskplatta som inte sitter platt byts ut, eftersom att räta ut en lastbärande platta i fältet återställer varken styrka eller passform. Förslitning av bankontaktytorna minskar klämsektionen och låter fogen lossna och korrosion, gropbildning och sektionsförlust hanteras genom ytbehandling och genom utbyte när sektionsförlusten blir mätbar. Ledinspektionen inkluderar därför bultmomentet, skarvspalten, höjden och lateral inriktning av rälsändarna, och fiskplattans visuella tillstånd, med en frekvens som bestäms av trafiken och foghistoriken.
Kraftiga-drag och isolerade leder
Två specialfall kompletterar bilden. Tunga-dragleder använder tjockare fiskplåtar än konventionella linor, vanligtvis flera millimeter tjockare, med en förstärkt sektion runt bulthålen för att motstå högre böjning och hamring av 30 t axellast; stålet är låg-legerad hög-hållfasthet, bultarna är av högre kvalitet och åtdragningsmomentet är högre, allt för att hålla fogen stel under belastningar som skulle slå ut en konventionell plåt. Isolerade rälsförband, som används vid spår-kretsgränser, är fiskpläterade fogar med ett isolerande skikt mellan fiskplattan och skenan, så de två skenorna är elektriskt åtskilda medan fogen fortfarande bär den mekaniska belastningen; isoleringen verifieras genom resistanstestning, och underhållet av isolerade fogar fokuserar på att hålla isoleringsmaterialet rent och fritt från ledande föroreningar, eftersom en överbryggad isolering slår ut spårkretsen. I båda fallen gäller installationsreglerna i föregående avsnitt med strängare toleranser: inriktning, vridmomentsekvens och spaltkontroll är skillnaden mellan en skarv som håller och en skarv som går sönder inom månader.
Vanliga frågor
F1: Vilken funktion har en fiskplatta?
En fiskplatta förenar två rälsändar genom att överföra böjning och skjuvning över fogen, hålla ändarna i linje och överföra längsgående krafter, så att fogen beter sig som en kontinuerlig skena i en användbar grad.
F2: Hur bestäms ledgapet?
Spalten absorberar termiska rörelser: stål rör sig cirka 0,115 mm per meter per 10 grader C. Det installerade gapet är inställt för skenans längd och det lokala temperaturområdet, vanligtvis 2 till 6 mm på konventionella skarvar.
F3: Vilket vridmoment ska fiskbultarna dras åt?
För M22 fiskbultar i graderna 4,8 till 5,6 är det vanliga området cirka 150 till 250 Nm, åtdragna stegvis från mitten och utåt. Bultar med högre-hållfasthet följer ett vridmoment beräknat från skarvkonstruktionen, T=K x F x d.
F4: Använder-höghastighetslinjer fiskplattor?
Nej. Höghastighets-huvudledningar använder kontinuerligt svetsade räls, så fiskpläterade fogar förekommer endast vid tillfälliga reparationer och isolerade fogar. Det ursprungliga antagandet om små skarvavstånd på höghastighetslinjer- gäller inte för drift på huvudlinjen.
F5: Vilken är den farligaste defekten på fiskplattan?
En spricka som vanligtvis börjar vid ett bulthål av trötthet. En sprucken fiskplatta byts ut omedelbart, med en hastighetsbegränsning tillämpad där säkerhetsreglerna kräver det.
F6: Varför är fiskplattor för tunga-drag tjockare?
För att bära det högre böjmomentet och stöten av tunga axellaster utan att spricka. Tunga-dragplåtar är tjockare, använder högre-hållfast stål och högre-bultar och dras åt till ett högre vridmoment.