Matchande beräkningsmetod för förankringsdjup för rälspikar och slipers lagerkapacitet
Varför är otillräckligt förankringsdjup av spikar en viktig orsak till att slipern spricker under spänning?
Otillräckligt förankringsdjup av spikar kommer att resultera i att förankringskraften blir mycket lägre än designvärdet. Dragkraften som genereras under tågdrift kommer att koncentreras till sliperns förankringsöppning. Förankringsöppningen på slipern är ett spänningsområde. När förankringsdjupet är otillräckligt kan dragkraften inte jämnt överföras till insidan av slipern genom spiken, utan koncentreras till ett litet område av förankringsöppningen. Betongen eller trämaterialet i detta område kommer att ge radiella sprickor på grund av överdriven lokal belastning. Sprickorna kommer att fortsätta att expandera med tågvibrationer, vilket så småningom leder till att sliperns förankringsöppning spricker under spänning och att förankringskapaciteten försvinner helt. Samtidigt kommer spiken också att lossna och luta på grund av otillräcklig förankringskraft, vilket ytterligare förvärrar skadorna på slipern.
Varför är det en signifikant skillnad i förankringsdjupet för spikar mellan betongslipers och träslipers, och vad är den vanliga skillnaden?
Betongslipers har hög materialhårdhet och tryckhållfasthet men hög sprödhet, och förankringsdjupet för spikar är vanligtvis 150-180 mm; träslipers har god seghet och låg tryckhållfasthet, och förankringsdjupet för spikar är vanligtvis 100-120 mm. Skillnaden mellan de två är cirka 50 mm. Betongslipers kräver ett djupare förankringsdjup för att sprida spikens dragkraft genom att öka kontaktytan och undvika spröd brott på betongen vid förankringsöppningen. Träslipers har god seghet. Efter att spiken är inbäddad kommer den att bilda en tät mekanisk låsning med träet, och ett relativt grunt förankringsdjup kan erhålla tillräcklig förankringskraft. Om förankringsdjupet på träslipern är för djupt skär den för många träfibrer, vilket istället kommer att minska integriteten hos träslipern och leda till brott på träslipern. Därför bestäms skillnaden i förankringsdjup mellan de två typerna av slipers av deras materialegenskaper.
Vilket bärighetsindex för slipern är grunden för att beräkna förankringsdjupet för spikar, och varför?
Beräkningen av förankringsdjupet för spikar måste ta sliperns "ultimata utdragbara-utbärande kapacitet" som grund. Det här indexet hänvisar till den maximala belastningen som slipern kan motstå utdragningen av spiken- utan att skadas. Designmålet med förankringsdjupet är att göra spetsens förankringskraft mindre än sliperns slutliga utdragbara-utbärande kapacitet, med en säkerhetsfaktor på mer än 2 gånger reserverad. Om sliperns tryckbärande kapacitet tas som grund kan den inte återspegla sliperns prestanda under utdragsbelastning, vilket kan leda till otillräcklig utformning av förankringsdjupet. Den ultimata utdragbara-bärförmågan tar heltäckande hänsyn till sliperns materialhållfasthet,-tvärsnittsstorleken på förankringsöppningen och förankringsmetoden, och kan verkligen återspegla sliperns begränsningskapacitet på spiken. Därför kan en beräkning av förankringsdjupet baserat på detta index säkerställa säkerheten för förankringssystemet.
Varför behöver betongslipers på tunga-draglinor öka spetsförankringsdjupet med 20 mm jämfört med vanliga-hastighetslinor?
Tåg på tunga-draglinjer har stora axelbelastningar, och dragkraften som bärs av spikarna kan nå 1,8 gånger högre än vanliga-hastighetslinjer, så kraven på förankringskraft ökar kraftigt. Att öka förankringsdjupet med 20 mm kan öka kontaktytan mellan spetsen och betongslipern med cirka 12 %, och förankringskraften kan ökas med 10 %-15 % synkront. Förankringsdjupet på 150 mm för vanliga-hastighetslinor kan redan uppfylla kraven på dess dragkraft, men under tunga-draglinor kommer förankringskraften på detta djup att vara otillräcklig, och spiken är benägen att lossna. Efter att ha ökat förankringsdjupet kan spikens förankringskraft överstiga den faktiska dragkraften för tunga-draglinor, vilket uppfyller säkerhetsfaktorkraven. Samtidigt kan en ökning av förankringsdjupet även sprida spänningen vid sliperns förankringsöppning, minska risken för att slipern spricker under spänning och anpassa sig till de hårda belastningsförhållandena för tunga linor.
Hur kontrollerar man förankringsdjupet för spikar under-byggnation med enkla verktyg för att undvika avvikelser?
Det vanligaste enkla verktyget för att kontrollera förankringsdjupet för spikar under-byggnation på plats är en "djuppositioneringsfixtur", som kan justera längden enligt designförankringsdjupet och fixeras på spiken. När du installerar spiken är fixturens botten fäst vid sliperytan, och djupet på spiken inbäddad i slipern är designdjupet, vilket effektivt kan undvika att vara för djupt eller för grunt. För svavelförankring kan en skallinje över förankringsdjupet ritas på spiken med färg som referens för montering. För hartsförankring kan en speciell förankringshylsa användas. Hylsans längd är designförankringsdjupet. Efter att spiken har satts in i hylsan kan djupet säkerställas att vara exakt. Efter konstruktionen är det nödvändigt att slumpmässigt välja spikar och mäta det faktiska förankringsdjupet med ett stålband. Avvikelsen måste kontrolleras inom ±5 mm. Om avvikelsen överstiger måste förankringen{10}}återföras.