Konštrukčné princípy spodného sklonu koľajníc a zhody s podložkami koľajníc pre externe navrhnuté koľajnice
Aký je pôvodný zámer návrhu rôznych sklonov koľajníc pre medzinárodné štandardné koľajnice?
Konštrukcia so sklonom koľajnice 1:20 podľa normy UIC má spôsobiť, že hlava koľajnice sa pri zaťažení mierne nakloní smerom k stredu trate, čím sa zabezpečí, že kontaktný bod kolesa-koľajnice je vždy umiestnený v strede hlavy koľajnice a zabráni sa bočnému opotrebovaniu hlavy koľajnice. Norma ASTM prijíma mierny sklon 1:40, pretože americké železnice majú veľké nápravové hmotnosti. Mierny sklon môže zväčšiť kontaktnú plochu medzi základňou koľajnice a podložkou, rozptýliť tlak a znížiť deformáciu podložky. Norma JIS používa sklon 0 (plochá základňa), najmä na zjednodušenie štruktúry trate, zníženie náročnosti spracovania pod-koľajnicových podložiek a prispôsobenie sa konceptu ľahkého dizajnu japonských železníc. Rôzne sklony koľajníc sa komplexne určujú podľa hmotnosti nápravy vlaku, tvaru behúňa kolesa a stavu trate v každej krajine, pričom základom je dosiahnutie čo najlepšieho prispôsobenia-kolesa a koľajnice.
Aké dôsledky nastanú, ak sa sklon koľajnice medzinárodných štandardných koľajníc nezhoduje s podložkou pod-koľajnicou?
Ak sklon päty koľajníc medzinárodných štandardných koľajníc nezodpovedá sklonu pod-koľajnice, v prvom rade bude koľajnica nerovnomerne namáhaná, kontaktná plocha medzi základňou koľajnice a podložkou sa výrazne zníži, lokálny tlak sa prudko zvýši a starnutie a poškodenie podložky sa urýchli. Po druhé, koľajnica sa nakloní a kontaktný bod kolesa{2}}koľajnice sa odchýli od stredu hlavy koľajnice dovnútra alebo von z hlavy koľajnice, čo vedie k vážnemu jednostrannému excentrickému opotrebovaniu koľajnice a skráteniu životnosti koľajnice. Náklon koľajnice zároveň zmení rozchod, ovplyvní stabilitu jazdy vlaku a zvýši riziko vykoľajenia. Neprispôsobený kontaktný stav navyše zhorší nárazové vibrácie medzi kolesom a koľajnicou, zvýši hlučnosť konštrukcie trate a ovplyvní okolité prostredie. Dlhodobé-nerovnomerné namáhanie tiež spôsobí praskanie podvalov a poškodí integritu celej konštrukcie koľaje.
Ako pri kladení koľajníc UIC60 vybrať vhodné pod-podložky pod koľajnice?
Pri ukladaní koľajníc UIC60 je potrebné zvoliť špeciálne pod-koľajnicové podložky so sklonom päty koľajníc 1:20, čo je kľúčom k zaisteniu výkonu trate. Materiál podložky by sa mal určiť podľa typu vlasca. Polyuretánové podložky sú vhodné pre vysokorýchlostné-železničné trate, ktoré majú dobrú elasticitu a odolnosť proti únave a môžu spĺňať vysoké požiadavky na hladkosť; gumené podložky možno použiť na bežných-rýchlostných železniciach s nízkymi nákladmi a základnými požiadavkami na vyrovnávanie. Hrúbka podložky by sa mala zvoliť podľa požiadaviek na vertikálnu tuhosť koľajnice, zvyčajne 10-16 mm. Príliš veľká alebo malá hrúbka ovplyvní elasticitu dráhy. Veľkosť podložky by zároveň mala zodpovedať šírke základne koľajnice koľajnice UIC60, aby sa zabezpečilo, že podložka plne podopiera základňu koľajnice bez zavesených častí. Okrem toho by mal byť povrch podložky vybavený protišmykovými líniami, aby sa zvýšilo trenie s koľajnicou a podvalom a zabránilo sa skĺznutiu podložky.
Aké sú bežné metódy na vyriešenie nesúladu sklonu základne koľajníc pri lokálnom kladení medzinárodných štandardných koľajníc?
Ak pri miestnom ukladaní medzinárodných štandardných koľajníc sklon koľajnice nezodpovedá existujúcim domácim podložkám, najbežnejšou metódou je prispôsobenie pod-podložiek pod koľajnice so špeciálnym sklonom. Táto metóda môže zásadne vyriešiť problém zhody s najlepším efektom. Ak je doba výstavby krátka, môže sa prijať dočasné opatrenie prilepiť na podložku klinové-tesnenia. Sklon tesnenia by mal byť v súlade so sklonom základne koľajnice a hrúbka by sa mala určiť podľa skutočnej medzery. V prípade malých rozdielov sklonu je možné sklon jemne doladiť-brúsením základne koľajnice, ale táto metóda oslabí pevnosť koľajnice a je vhodná len na dočasné núdzové opravy. Okrem toho sa dajú vymeniť vhodné podvaly. Niektoré podvaly sú navrhnuté s nastaviteľnými sklonovými nosnými konštrukciami, ktoré sa môžu prispôsobiť koľajniciam s rôznymi sklonmi koľajníc. Bez ohľadu na to, ktorá metóda sa použije, je potrebné zabezpečiť, aby konečný sklon koľajnice zodpovedal špecifikáciám a kontaktný bod kolesa{10}koľajnice bol správny.
Aký vplyv má presnosť sklonu pod{0}}koľajnicových podložiek na výkonnosť koľajníc UIC?
Presnosť sklonu pod{0}}koľajnicových podložiek je dôležitým technickým ukazovateľom pre kladenie koľajníc UIC. Odchýlka presnosti by mala byť kontrolovaná v rozmedzí ± 0,5 %, inak to ovplyvní stav napätia koľajnice. Ak je sklon podložky príliš veľký, koľajnica sa príliš nakloní smerom k stredu čiary a kontaktný bod kolesa{4}}koľajnice bude vychýlený smerom k vnútornej časti hlavy koľajnice, čo vedie k zvýšenému opotrebovaniu vnútornej časti hlavy koľajnice. Ak je sklon podložky príliš malý, sklon koľajnice bude nedostatočný a kontaktný bod-koľajnice bude vychýlený smerom k vonkajšej časti hlavy koľajnice, takže vonkajšia časť hlavy koľajnice bude niesť väčší tlak. Nedostatočná presnosť sklonu tiež povedie k medzerám medzi základňou koľajnice a podložkou. Keď vlak prejde, koľajnica vyskočí, čo narazí na podvaly a koľajové lôžko. Vysoko{10}}presný sklon podložky môže zabezpečiť rovnomerné namáhanie koľajnice a dobrý kontakt{11}}kolesa s koľajnicou, čo môže nielen predĺžiť životnosť koľajnice a podložky, ale aj zlepšiť plynulosť a bezpečnosť prevádzky vlaku.