Ako postaviť železničnú trať: Technická príručka krok-za{1}}krokom

Čo zahŕňa projekt výstavby železničnej trate?

Železničná trať je vrstvená štruktúra. Zdola nahor sa bežne skladá z podložia, štrkového lôžka (v štrkových koľajach) alebo betónovej dosky (v doskových koľajniciach), podvalov, oceľových koľajníc a upevňovacieho systému, ktorý upína koľajnice k podvalom. Každá vrstva má definovanú úlohu: podklad nesie celé zaťaženie, štrková hmota sa rozprestiera a odvádza, podvaly rozdeľujú sily kolesa a koľajnice poskytujú hladký jazdný povrch, ktorý vedie kolesá. Dráha je taká pevná, aká silná je jej najslabšia vrstva, takže kvalita konštrukcie musí byť kontrolovaná v každej fáze.

Postupnosť výstavby-po{1}}krokoch

Krok 1: Príprava podkladu

Podklad musí byť zhutnený na rovnomernú únosnosť, aby sadnutie pri doprave zostalo v tolerancii. Zlé odvodnenie je tu častou hlavnou príčinou neskorších problémov s geometriou trate. Pred umiestnením štrku sa zvyčajne používa geotextília separačná vrstva a odstupňovaná krycia vrstva.

Krok 2: Kladenie záťaže a profilovanie

Drvený štrkový kameň (zvyčajne 25-50 mm na hlavných líniách) sa položí, zhutní a vyprofiluje do priečneho spádu. Hĺbka záťaže závisí od zaťaženia nápravy a kvality podkladu; musí byť dostatočne hlboká, aby rozložila zaťaženie kolesa a zároveň umožnila odtekanie vody z podvalov.

Krok 3: Umiestnenie podvalov

Podvaly (drevené, betónové alebo oceľové) sú rozmiestnené v konštrukčnom intervale, zvyčajne 600-700 mm na tratiach so štandardným rozchodom. Na betónových podvaloch musia byť upevňovacie ramená alebo zaliate vložky zarovnané tak, aby pätka koľajnice správne sedela a rozchod bol dodržaný v rámci tolerancie.

Krok 4: Pokládka a spájanie koľajníc

Koľajnice sa dodávajú v štandardných dĺžkach (bežne 12-25 m, alebo dlhé zvárané reťazce 100-500 m) a kladú sa na podvaly so správnou dilatačnou medzerou tam, kde sa používajú spoje. Na kontinuálne zváranej koľajnici (CWR) sa koľajnice zvárajú na mieste alebo v závode; kvalita zvaru je kritická, pretože chybný zvar je častým bodom predčasného zlyhania.

Krok 5: Upevnenie a nastavenie meradla

Elastické upevňovacie prvky (spony, skrutky, základné dosky, podložky koľajníc) sú nainštalované a utiahnuté na špecifikované zaťaženie alebo krútiaci moment. Skontroluje sa rozchod a upraví sa na konštrukčnú hodnotu, typicky 1435 mm pre štandardný rozchod, a overí sa sklon koľajnice (na hlavných tratiach zvyčajne 1:40).

Krok 6: Podbíjanie a stabilizácia

Koľaj je zdvihnutá na konštrukčnú úroveň a podbíjaná tak, aby sa pod každým podvalom zhutnila štrková hmota. Toto sa opakuje v niekoľkých prechodoch, kým vertikálne a horizontálne zarovnanie nie je v rámci tolerancie. V prvých týždňoch prevádzky by mala byť trať monitorovaná a znova{2}}prekopaná tam, kde dôjde k vysporiadaniu.

Krok 7: Prijatie kvality

Konečná kontrola zahŕňa profil koľajnice, rozchod, úroveň, vyrovnanie a uťahovací moment. Je potrebné zhromaždiť a archivovať osvedčenia pre koľajnice a upevňovacie prvky spolu so správami o skúškach zvarov a materiálov, aby bolo možné ich spätne vysledovať.

Výber správneho štandardu koľajnice a triedy ocele

Výber koľajnice je rozhodnutie s najväčším dlhodobým-vplyvom na náklady. V tabuľke nižšie sú zhrnuté bežné profily a ich typické triedy ocele podľa normy. Hmotnosť koľajnice na meter musí zodpovedať zaťaženiu nápravy a rýchlosti; nadmerná špecifikácia zvyšuje náklady, zatiaľ čo nedostatočná špecifikácia skracuje životnosť.

Štandardné	Profil	Typické triedy ocele
UIC 860	UIC54, UIC60	700, 900A, 900B
EN 13674-1	54E1 (UIC54), 60E1 (UIC60)	R200, R260, R260Mn, R350LHT, R320Cr, R370CrHT
BS 11-1985	BS80A, BS90A, BS100A	700, 900A, 900B
AREMA	115RE, 136RE	Štandardná, vysoká tvrdosť, kalená hlavou, stredná tvrdosť
ASCE (ASTM A1)	ASCE60, ASCE85	U71Mn (alebo 55Q pre svetlé časti)
GB 2585-2007	50 kg/m, 60 kg/m, 75 kg/m	U71Mn, U75V
TB/T 2344-2012	50 kg/m, 60 kg/m, 75 kg/m	U71Mn, U75V, U77MnCr, U78CrV
GB 11264-1989 (ľahká koľajnica)	8, 12, 15, 18, 22, 24, 30 kg/m; 38, 43 kg/m	Q235, 55Q, 50Mn, U71Mn
Žeriavová koľajnica GB	QU70, QU80, QU100, QU120	U71Mn

Bežné stavebné chyby a ako sa im vyhnúť

Nezhodné rozhranie koľajnice a upevnenia:profil koľajnice, ktorý nezodpovedá šírke ramena základnej dosky, ponecháva koľajnicu pri bočnom zaťažení nestabilnú. Potvrďte spolu šírku chodidla a geometriu základnej dosky.

Zlé prevedenie zvaru:prasknuté zvary sú zvyčajne výsledkom nesprávneho predhriatia alebo zarovnania. Na kritických linkách používajte kvalifikovaných zváračov a ultrazvukové testovanie.

Nekonzistentný uťahovací moment:príliš{0}}utiahnutie svoriek spôsobuje odieranie sedadiel koľajníc; pod-utiahnutie umožňuje tečenie a rozteč. Používajte nástroje s riadeným krútiacim momentom alebo špičkou-.

Ignorovanie tepelného správania:oceľ expanduje s teplotou. Na styčnej trati je potrebné vypočítať dilatačné medzery pre miestny teplotný rozsah; na CWR sa musí-bezstresová teplota riadiť.

Chýbajúca ochrana sedadla koľajnice:bez koľajnicovej podložky alebo s opotrebovanou podložkou, základňa koľajnice ubíja sedadlo podvalu a betónové špáry. Skontrolujte podložky počas inštalácie a údržby.

Často kladené otázky

Ako dlho trvá výstavba jedného kilometra trate?

Pre štrkovú trať s mechanizovanými skupinami je realistický plánovací údaj 200 – 500 m koľaje za deň na položenie a upevnenie koľajníc po umiestnení štrku a podvalov. Celkové trvanie projektu závisí od práce na podloží, zvárania, podbíjania a počasia, preto naprogramujte kritickú cestu okolo štrku a podbíjania, a nie dodávanie koľajníc.

Aký je rozdiel medzi štrkovou dráhou a doskou?

Podvalová dráha využíva drvený kameň pod a okolo podvalov; je lacnejšia, ľahšie sa zarovnáva a udržiava a je štandardnou voľbou pre konvenčné linky. Dosková dráha nahrádza záťaž betónovým základom, ponúka vyššiu stabilitu, nižšiu údržbu a dlhšiu životnosť, ale s oveľa vyššími počiatočnými nákladmi. Dosková dráha sa zvyčajne používa pre vysokorýchlostné-trate, tunely a systémy metra.

Ako sa môžem rozhodnúť medzi 50 kg/m a 60 kg/m koľajnice?

Hmotnosť na meter je náhradou za nosnosť a tuhosť. 50 kg/m koľajnice (napríklad GB 50 kg/m alebo UIC54) je vhodná pre strednú premávku, priemyselné vlečky a stredné nápravové zaťaženie. 60 kg/m koľajnica (60 kg/m alebo UIC60) sa používa tam, kde je zaťaženie náprav vysoké, rýchlosti alebo kde sa očakáva budúci nárast dopravy. Prispôsobenie sekcie upevňovaciemu systému je rovnako dôležité ako jej prispôsobenie nákladu.

Aký upevňovací systém by som mal použiť na betónové podvaly?

Betónové podvaly vyžadujú elastické upevnenie s koľajnicovými podložkami a ramenami, pretože pevné upevnenie by narazilo do betónu a odlomilo sedlo koľajnice. E-elastické spony typu E, omega spony a zapínacie systémy s cvočkami sú osvedčenými voľbami; konečný výber závisí od šírky pätky koľajnice, konštrukcie podvalu, rozchodu a požadovaného zaťaženia špice.

Ako sa udržiava správny rozchod koľaje počas výstavby?

Rozchod je riadený presným rozstupom podvalov, správnym umiestnením základnej dosky alebo ramena a upevňovacími komponentmi, ktoré držia pätku koľajnice bočne. Počas inštalácie sa meradlo nastaví a overí pomocou mechanických alebo elektronických meradiel, potom sa znova -skontroluje po podbíjaní, pretože zdvíhanie a balenie môže posúvať koľajnice.

Prečo koľajnice potrebujú dilatačné medzery?

Oceľ sa s teplotou rozťahuje a zmršťuje. Na kĺbovej dráhe umožňujú medzery v spojoch čeľustí, aby sa konce koľajníc pohybovali bez vybočenia v lete alebo roztrhnutia v zime. Na kontinuálne zváranej koľajnici je tepelná sila riadená inštaláciou pri správnej teplote bez napätia{2}} a pomocou upevňovacieho systému a záťaže, aby odolali pozdĺžnemu pohybu.