Elastický modul podložiek koľajníc a prispôsobenie tlmenia vibrácií koľaje
Aký je konštrukčný základ pre modul pružnosti pod-základných dosiek koľajníc?
Konštrukciu modulu pružnosti pod-koľajnicových základových dosiek je potrebné skombinovať s typom vedenia, stupňom zaťaženia a požiadavkami na tlmenie nárazov s jasným a rôznorodým základom. Pre konvenčné rýchlostné železnice s rýchlosťou nižšou alebo rovnou 160 km/h a nápravovým zaťažením menším alebo rovným 21 t je požiadavka na tlmenie nárazov mierna, takže modul pružnosti gumových základových dosiek je navrhnutý na 80-100 MPa, vyrovnávacia nosnosť a základné tlmenie nárazov. V prípade vysokorýchlostných železníc s rýchlosťou 250 km/h alebo rovnou 250 km/h a vysokou frekvenciou nárazov kolesa{12}}koľajnice je na zabezpečenie stability trate potrebný vysoký modul pružnosti. Modul základových dosiek z polyuretánu je nastavený na 120-150MPa a vďaka optimalizácii zloženia sa zlepšuje tlmenie nárazov. Pre ťažké-železničné trate so zaťažením nápravy väčším alebo rovným 25 t a veľkým nárazom zaťaženia potrebuje základná doska veľkú nosnosť, takže modul pružnosti musí byť väčší alebo rovný 100 MPa a útlm modulu pri zaťažení musí byť menší alebo rovný 5 %. Mestská železničná doprava má vysoké požiadavky na kontrolu hluku, takže sú potrebné nízkomodulové základové dosky s modulom pružnosti kontrolovaným na 60-80MPa na posilnenie absorpcie nízkofrekvenčných vibrácií. Okrem toho je potrebné upraviť podľa typu podvalu a odchýlka modulu bezštrkových základových dosiek koľaje je menšia alebo rovná ±5 %, aby sa zabezpečila stabilita geometrie koľaje.
Aké výhody má polyuretánová základná doska oproti gumenej základnej doske v stabilite modulu pružnosti?
Polyuretánové základné dosky sú oveľa lepšie ako gumené základné dosky v stabilite modulu pružnosti a prispôsobujú sa dlhodobým -potrebám prevádzky vysokokvalitných{1}} liniek. Modul pružnosti polyuretánových základných dosiek sa mení o menej alebo rovných 5 % v prostredí -40 stupňov až 80 stupňov, zatiaľ čo kolísanie modulu gumových základných dosiek v prostredí s vysokou a nízkou teplotou môže dosiahnuť 15 %, čo sa ľahko vytvrdzuje pri nízkych teplotách a zmäkčuje pri vysokých teplotách. Pri dlhodobom-cyklickom zaťažení je modulový útlm polyuretánových základných dosiek po 1 milióne zaťažení menší alebo rovný 3 %, zatiaľ čo u gumených základných dosiek je väčší alebo rovný 8 %, čo môže dlhodobo udržiavať stabilné tlmenie nárazov. Ochrana proti starnutiu polyuretánového materiálu je lepšia; po 3000 hodinách testu odolnosti voči poveternostným vplyvom je zmena modulu menšia alebo rovná 4 %, zatiaľ čo gumové základné dosky zaznamenajú náhly pokles modulu v dôsledku starnutia. Navyše, polyuretánové základové dosky majú silnú odolnosť proti únave a nie sú náchylné na trvalú deformáciu pri vysokofrekvenčných vibráciách, zatiaľ čo gumové základové dosky sú náchylné na trvalú deformáciu stlačením po dlhodobom používaní, čo vedie k poruche modulu. Vďaka tejto výhode sú základové dosky z polyuretánu prvou voľbou pre vysokorýchlostné železničné trate a trate na ťažkú{22}}dopravu, pričom zaisťujú dlhodobú účinnosť tlmenia nárazov na trati.
Prečo sú pre mestské železničné trate uprednostňované-koľajové základne s nízkym modulom pružnosti?
Prevádzkové scenáre a potreby mestskej železničnej dopravy určujú, že preferuje nízky modul pružnosti pod-základnými doskami koľajníc. Vlaky mestskej železničnej dopravy majú vysokú prevádzkovú frekvenciu, časté rozbiehanie a zastavovanie a väčšinou prechádzajú cez mestské jadrové oblasti s prísnymi požiadavkami na kontrolu hluku a vibrácií. Základné dosky s nízkym-modulom (60-80MPa) dokážu účinne absorbovať nízkofrekvenčné-vibrácie, regulovať hluk pod 65 dB a spĺňať normy ochrany životného prostredia v mestách. Základné dosky s nízkym modulom pružnosti majú väčšiu deformáciu, ktorá môže tlmiť pozdĺžny náraz pri rozjazde a zastavovaní vlaku a zlepšiť pohodlie cestujúcich. Väčšina liniek mestskej železničnej dopravy sú podzemné alebo vyvýšené stavby; základové dosky s nízkym{11}}modulom môžu znížiť prenos vibrácií do okolitých budov, čím sa zabráni štrukturálnej rezonancii a rušivým vplyvom. V porovnaní so základovými doskami s vysokým-modulom majú základové dosky s nízkym{13}}modulom väčšiu prispôsobivosť, môžu sa zhodovať so špeciálnymi podvalmi mestskej železničnej dopravy, znižujú namáhanie pri kontakte kolesa a koľajnice a predlžujú životnosť koľajníc a kolies. Zároveň má vyšší komfort inštalácie a dokáže sa rýchlo prispôsobiť hustým staniciam a zložitým pracovným podmienkam mestských železničných tratí.
Aké sú opatrenia na kontrolu modulu pružnosti pre pod-základné dosky koľajníc v alpských oblastiach?
Extrémne nízka teplota v alpských oblastiach poškodí stabilitu modulu pružnosti základnej dosky, takže na zabezpečenie výkonu sú potrebné cielené kontrolné opatrenia. Pokiaľ ide o materiál, vyberá sa polyuretán odolný voči chladu alebo modifikovaná guma a do zloženia sa pridávajú zmäkčovadlá odolné voči chladu, takže modul pružnosti základnej dosky si stále dokáže udržať viac ako 90 % konštrukčnej hodnoty pri -50 stupňoch, čím sa zabráni krehnutiu pri nízkych-teplotách. Vo výrobnom procese sa používa technológia nízkoteplotnej vulkanizácie, aby sa zlepšila{10}} nízkoteplotná adaptabilita vnútornej štruktúry základnej dosky a znížila sa náhla zmena modulu pri nízkych teplotách. Základné dosky sú predchladené a ponechané pri teplote -40 stupňov po dobu 24 hodín pred opustením továrne, aby sa vylúčili produkty s nadmerným kolísaním modulu, čím sa zabezpečí, že základné dosky uvedené do používania majú stabilný výkon. Počas inštalácie sa medzi základovú dosku a podval inštaluje tepelnoizolačný vankúš, ktorý znižuje priamy vplyv nízkej teploty na základovú dosku a udržiava jej pracovnú teplotu nad -20 stupňov. Modul základovej dosky sa pravidelne monitoruje s kontrolou vzoriek každý štvrťrok. Ak odchýlka modulu presiahne 10%, včas sa vymení, aby sa zabezpečilo tlmenie nárazov a nosnosť alpských šnúr.
Aký je vplyv útlmu modulu pružnosti pod-koľajnicových základových dosiek na prevádzku linky?
Zoslabenie modulu pružnosti pod-koľajnicových základových dosiek priamo poškodí systém tlmenia nárazov a nosného systému vedenia a spôsobí sériu prevádzkových problémov. Útlm modulu zníži schopnosť tlmenia nárazov základovej dosky, vibrácie kolesa-koľajnice nie je možné účinne absorbovať a zvýši sa hluk z prevádzky vlaku. Trate mestskej železničnej dopravy pravdepodobne prekročia normy ochrany životného prostredia a spôsobia sťažnosti obyvateľov. Nedostatočný modul zníži nosnosť základnej dosky, čo bude mať za následok nadmernú deformáciu pri zaťažení vlaku, čo vedie k vertikálnym nepravidelnostiam koľaje, zhoršujúcemu sa opotrebovaniu-koľajnice a skráteniu životnosti koľajníc a kolies. Dlhodobý-útlm modulu spôsobí zhoršenie geometrie trate, prekročenie normy rozchodu a horizontálnej odchýlky, čím sa zvýši frekvencia a náklady na údržbu tratí. Ťažké-trate môžu tiež spôsobiť posun koľajnice v dôsledku zlyhania modulu. V závažných prípadoch útlm modulu spôsobí prasknutie základnej dosky, stratu tlmenia nárazov a funkcie ložísk. Keď vlak prechádza, dôjde k silnému nárazu, ktorý ohrozí bezpečnosť jazdy a dokonca spôsobí veľké nehody, ako je vykoľajenie.