Štyri kotviace formy a ich dráhy zaťaženia
Koľajové hroty držia upevňovací systém k podvalu a forma ukotvenia rozhoduje o tom, ako sa zaťaženie hrotov prenáša do lôžka podvalu. Štyri formy pokrývajú železničnú prax: vopred-vložené, spojené, expanzia a špirála. Pred-zapustené hroty sa odlievajú do betónového podvalu počas výroby, pričom krídelká a výstuhy proti otáčaniu na vloženom drieku vytvárajú mechanické spojenie s betónom; táto forma dosahuje najvyššiu kotviacu silu, asi 100 kN alebo viac, a je štandardom pre hlavné-betónové podvaly za cenu nulovej neskoršej nastaviteľnosti. Lepené hroty sa prilepia do vyvŕtaných otvorov pomocou živicového kotviaceho činidla, ktoré vytvorí na stene otvoru vysokopevnú adhéznu vrstvu, dosahujúcu asi 80 kN, a oprava a výmena obleku na položených betónových podvaloch, ako aj na plastových podvaloch. Expanzné hroty používajú delené objímky alebo dilatačné dosky, ktoré pri pohone tlačia na stenu otvoru, dosahujúc asi 60 kN, a umožňujú rýchlu inštaláciu pre ľahké zaťaženie. Špirálové hroty sa spoliehajú na záber závitu s materiálom podvalu, čo je klasická voľba pre drevené podvaly.
Pravidlá návrhu hĺbky ukotvenia
Hĺbka kotvenia sa vypočíta z troch kritérií. Prispôsobenie zaťaženia: hĺbka musí odolať konštrukčnému zaťaženiu nápravy a vibráciám-koľajnice bez vytiahnutia alebo zlyhania šmyku a minimálna hĺbka je odvodená zo vzorcov vyťahovacej a šmykovej kapacity. V čínskej praxi je minimálna hĺbka ukotvenia pre hrot M24 v betónových podvaloch najmenej 120 mm a pre špirálový hrot M20 v drevených podvaloch najmenej 100 mm; ťažné-linky pridávajú 10 – 20 % navrch. Prispôsobenie materiálu: betón poskytuje silné obmedzenie, takže hĺbka zostáva blízko minima, zatiaľ čo drevo poskytuje slabé obmedzenie a potrebuje väčšiu hĺbku; plastové podvaly potrebujú hĺbku prispôsobenú lepiacemu spoju, vo všeobecnosti nie menej ako 80 mm kontaktu lepidla. Rovnováha: hĺbka musí byť dostatočná, aby sa zabránilo vytiahnutiu, ale nie taká hlboká, aby oslabila časť podvalu alebo rozdelila drevený podval.
Prispôsobenie betónového lôžka
Kotvenie betónových podvalov je optimalizované v troch smeroch. Miestna pevnosť: betón okolo kotevného otvoru je vylepšený z C50 na C60 s vystužením oceľovými vláknami, kde sú silné vibrácie, takže lôžko odoláva vytláčaniu a praskaniu, ktoré by uvoľnilo kotvu. Geometria otvoru: rovný valcový otvor je nahradený kužeľovým alebo stupňovitým otvorom so skosením približne 1:10 alebo dva až tri stupne zužujúce sa smerom ku dnu; tým sa zväčšuje kontaktná plocha a uchytenie, čím sa zvyšuje kotviaca sila o viac ako 30 % v porovnaní s priamym otvorom a eliminuje sa vystreľovanie hrotov. Stopka hrotu: k zapustenému drieku sú pridané prstencové rebrá s výškou 2- 3 mm, aby sa zväčšila oblasť mechanického spojenia, a drážky podobné závitom zlepšujú spojenie pre lepené hroty. Kompenzácia: akákoľvek zvyšková medzera v ústí kotvy je vyplnená, takže voda nemôže vniknúť a oslabiť rozhranie.
Požiadavky na drevený podval
Drevené podvaly sú mäkké,-absorbujú vlhkosť a sú náchylné na štiepenie, takže ukotvenie hrotov musí rešpektovať materiál. Hrot používa špirálový závit s oblúkovým profilom zubov namiesto ostrých V závitov, s hrubším stúpaním 3-4 mm a hĺbkou závitu 1,5-2 mm, ktorý vlákna skôr stláča nabok, než aby ich strihal, a poskytuje lepšiu priľnavosť bez štiepenia. Dilatačné hroty sú v dreve zakázané, pretože ich radiálne rozšírenie rozdeľuje podval. Kotviaca hĺbka sa zväčší na nie menej ako 100 mm, ale otvor musí zostať najmenej jednu tretinu šírky podvalu a najmenej 50 mm od konca a hrany podvalu a hrot nesmie byť zaskrutkovaný hlbšie ako dve tretiny hrúbky podvalu, aby zostala spodná bezpečnostná vrstva. Výsledkom je grip, ktorý prežije vibrácie bez zničenia podvalu.
Príčiny porúch a rýchla oprava
Poruchy ukotvenia majú štyri príčiny: zlá konštrukcia (nevyčistené otvory, nerovnomerné nanášanie lepidla, hroty zasunuté alebo priskrutkované neúplne), nesúlad materiálu (poddimenzované hroty na ťažkých -traťoch, nadrozmerné alebo ostré- hroty závitov v dreve), preťaženie presahujúce návrhové zaťaženie nápravy a korózia lepidla, ktorá riedi pobrežné alebo vlhké prostredie. Rýchle opravy nasledujú po príčine: v prípade uvoľnených špirálových hrotov znova-utiahnite a vyplňte zvyškovú medzeru kotviacim prostriedkom; v prípade dutinových lepených kotiev odstráňte dutinový materiál, vyčistite otvor, znova -nastreknite- vysokotekutú živicu, znova nainštalujte hrot s prípravkom a po vytvrdnutí skontrolujte vyťahovaciu silu; v prípade koróziou-poškodených lôžok vymeňte hrot a tam, kde je poškodená stena otvoru, vstreknite epoxid, aby sa otvor obnovil pred opätovným{7}}ukotvením. Každá oprava je overená kontrolou vytiahnutia, takže kotviaca sila je obnovená, nie predpokladaná.
FAQ
Otázka 1: Aké sú štyri formy ukotvenia pre hroty tratí?Vopred{0}}zaliate (zaliate do betónu, mechanické spojenie, asi 100 kN), spojené (živicové lepidlo vo vyvŕtaných otvoroch, asi 80 kN), dilatačné (extrúzia manžety, asi 60 kN) a špirála (sieťovanie závitov, klasická forma drevených podvalov).
Otázka 2: Ako hlboko by mal byť ukotvený hrot koľajnice?Najmenej 120 mm pre hroty M24 v betónových podvaloch, najmenej 100 mm pre hroty M20 v dreve, s 10-20 % väčšou hĺbkou na tratiach ťažkej dopravy a najmenej 80 mm adhézneho kontaktu v plastových podvaloch.
Q3: Prečo sú kónické kotviace otvory lepšie ako priame otvory?Kužeľovitý alebo stupňovitý otvor zväčšuje kontaktnú plochu a uchytenie medzi tŕňom a lôžkom na spanie, čím zvyšuje kotviacu silu o viac ako 30 % a bráni vypadnutiu ostňa.
Q4: Prečo sú dilatačné hroty zakázané v drevených podvaloch?Ich radiálna expanzia stláča vlákna a štiepi drevený podval; drevo vyžaduje špirálové hroty s oblúkovými závitmi a hrubým stúpaním, ktoré vlákna odtláčajú nabok namiesto ich rezania.
Otázka 5: Ako sa opravuje chybná bodová kotva na mieste?Odstráňte vydutý materiál, vyčistite dieru, znova-vstreknite- vysokotekutú živicu, znova nainštalujte hrot s prípravkom na udržanie zvislej polohy, vytvrdzujte a pred vrátením šnúry do prevádzky skontrolujte vyťahovaciu silu.