Vastaavat laskentamenetelmät kiskon piikkien ankkurointisyvyyden ja ratapölkylaakerin kapasiteetille
Miksi piikkien riittämätön ankkurointisyvyys on suurin syy ratapölkkyjen halkeilemiseen jännityksen alaisena?
Riittämätön piikkien ankkurointisyvyys johtaa siihen, että ankkurointivoima on paljon pienempi kuin suunnitteluarvo. Junan ajon aikana syntyvä vetovoima keskittyy ratapölkkyjen kiinnitysaukkoon. Nukkujan ankkurointiaukko on stressin keskittymisalue. Kun ankkurointisyvyys on riittämätön, vetovoima ei voi siirtyä tasaisesti ratapölkkyjen sisäpuolelle piikin kautta, vaan se keskittyy pienelle alueelle ankkurointiaukkoa. Tällä alueella oleva betoni tai puumateriaali aiheuttaa säteittäisiä halkeamia johtuen liiallisesta paikallisesta jännityksestä. Halkeamat laajenevat edelleen junan tärinän vaikutuksesta, mikä lopulta johtaa ratapölkkyjen ankkurointiaukon halkeilemiseen jännityksen alaisena ja ankkurointikapasiteetin täydelliseen menettämiseen. Samaan aikaan piikki myös löystyy ja kallistuu riittämättömän ankkurointivoiman vuoksi, mikä pahentaa ratapölkkyjen vaurioita entisestään.
Miksi piikkien ankkurointisyvyydessä on merkittävä ero betoni- ja puupölkkyjen välillä, ja mikä on tavanomainen ero?
Betonipölkkyillä on korkea materiaalin kovuus ja puristuslujuus, mutta korkea hauraus, ja piikkien ankkurointisyvyys on yleensä 150-180 mm; puisilla ratapölkyillä on hyvä sitkeys ja alhainen puristuslujuus, ja piikkien ankkurointisyvyys on yleensä 100-120 mm. Ero näiden kahden välillä on noin 50 mm. Betonipölkyt vaativat syvemmän ankkurointisyvyyden piikin vetovoiman hajauttamiseksi kosketuspinta-alaa lisäämällä ja betonin hauraan murtumisen välttämiseksi kiinnitysaukossa. Puisilla ratapölkkyillä on hyvä sitkeys. Kun piikki on upotettu, se muodostaa tiukan mekaanisen lukituksen puuhun ja suhteellisen matalalla ankkurointisyvyydellä saadaan riittävä ankkurointivoima. Jos puisen ratapölkyn ankkurointisyvyys on liian syvä, se leikkaa liikaa puukuituja, mikä sen sijaan heikentää puisen ratapölkyn eheyttä ja johtaa puisen ratapölkyn murtumiseen. Siksi kahden ratapölkkytyypin välinen ankkurointisyvyyden ero määräytyy niiden materiaaliominaisuuksien perusteella.
Mikä ratapölkkyjen kantokykyindeksi on piikkien ankkurointisyvyyden laskentaperuste ja miksi?
Piikkien ankkurointisyvyyttä laskettaessa on otettava pohjana ratapölkyn "lopullinen vedon{0}}kantokyky". Tämä indeksi viittaa enimmäiskuormaan, jonka nukkuja voi vastustaa piikin ulosvetoa-vaurioittamatta. Ankkurointisyvyyden suunnittelutavoitteena on tehdä piikin ankkurointivoima pienemmäksi kuin ratapölkyn lopullinen ulosveto-kantavuus yli 2-kertaisella turvakertoimella. Jos perustaksi otetaan ratapölkkyjen puristuskantavuus, se ei voi kuvastaa ratapölkkyjen suorituskykyä ulosvetokuorman alaisena, mikä voi johtaa riittämättömään ankkurointisyvyyden suunnitteluun. Lopullisessa ulosveto-kantokyvyssä otetaan kattavasti huomioon ratapölkkyjen materiaalilujuus, ankkurointiaukon poikki{10}}koko ja ankkurointimenetelmä, ja se voi todella kuvastaa ratapölkkyjen rajoituskapasiteettia piikkiin. Siksi ankkurointisyvyyden laskeminen tämän indeksin perusteella voi varmistaa ankkurointijärjestelmän turvallisuuden.
Miksi raskaiden{0}}kuljetuslinjojen betonipölkkyjen on lisättävä piikkien ankkurointisyvyyttä 20 mm verrattuna tavallisiin-nopeusratoihin?
Raskailla{0}}kuljetuslinjoilla olevissa junissa on suuret akselipainot, ja piikkien kantama vetovoima voi olla 1,8 kertaa tavallisiin-nopeuslinjoihin verrattuna, joten ankkurointivoiman vaatimukset kasvavat huomattavasti. Ankkurointisyvyyden lisääminen 20 mm voi kasvattaa piikin ja betonipölkkyjen välistä kosketuspinta-alaa noin 12 % ja ankkurointivoimaa voidaan lisätä synkronisesti 10 %-15 %. Tavallisten -nopeussiimien ankkurointisyvyys 150 mm pystyy jo täyttämään vetovoimansa vaatimukset, mutta raskaiden{13}}vetoköysien alla ankkurointivoima tällä syvyydellä on riittämätön ja piikki on taipuvainen löystymään. Ankkurointisyvyyden lisäämisen jälkeen piikin ankkurointivoima voi ylittää raskaan{15}}vetoköyden todellisen vetovoiman, mikä täyttää turvallisuuskerroinvaatimukset. Samanaikaisesti ankkurointisyvyyden lisääminen voi myös hajauttaa ratapölkkyjen ankkurointiaukon jännitystä, vähentää ratapölkkyjen halkeamisen riskiä jännityksen vaikutuksesta ja sopeutua raskaan matkan linjojen ankariin kuormitusolosuhteisiin.
Kuinka hallita piikkien ankkurointisyvyyttä paikan päällä-rakentamisen aikana yksinkertaisilla työkaluilla poikkeamien välttämiseksi?
Yleisimmin käytetty yksinkertainen työkalu piikkien ankkurointisyvyyden säätämiseen paikan päällä-rakentamisen aikana on "syvyysasemointiteline", joka voi säätää pituutta suunnitellun ankkurointisyvyyden mukaan ja kiinnittää piikkiin. Piikkiä asennettaessa kiinnittimen pohja kiinnitetään ratapölkkyyn ja ratapölkkyyn upotetun piikin syvyys on suunnittelusyvyys, jolla voidaan tehokkaasti välttää liian syvä tai matala. Rikkiankkurointia varten piikkiin voidaan piirtää asteikkoviiva ankkurointisyvyydestä asennuksen referenssinä maalilla. Hartsiankkurointiin voidaan käyttää erityistä ankkurointiholkkia. Hihan pituus on suunniteltu ankkurointisyvyys. Kun piikki on työnnetty holkkiin, voidaan varmistaa syvyyden tarkka. Rakentamisen jälkeen on tarpeen valita satunnaisesti piikit ja mitata todellinen ankkurointisyvyys teräsnauhalla. Poikkeama on säädettävä ±5 mm:n tarkkuudella. Jos poikkeama ylittää, ankkurointi on{10}}suoritettava uudelleen.