Оптимизиране на напречното сечение и критерии за адаптиране на състоянието на коловоза за национални стандартни/международни стандартни релси
Какви са основните разлики в конструкцията на напречното-сечение между националните стандартни и международните стандартни релси?
Основните разлики в конструкцията на напречното-сечение между националния стандарт (GB) и международните стандартни релси са концентрирани в четири измерения: размер на главата на релсата, дебелина на релсата, ширина на основата на релсата и инерционен момент на напречното{1}}сечение, като дизайнът на всяко измерение е разработен според изискванията на собствените работни условия на линията. Релсата GB 60 kg/m приема композитен дизайн на дъгата за дъгата на главата на релсата с ширина на главата на релсата от 73 mm, която се адаптира към контактните характеристики на-релсата на колелото на вътрешните тежко-теглени линии и намалява износването на главата на релсата; докато международните стандартни релси като UIC60 имат единична дъга за главата на релсата с ширина 71 мм, което е по-подходящо за кривата на двойката колела на високо-скоростни влакове и подобрява плавността на движение. От гледна точка на дебелината на лентата, лентата на релсите GB е по-дебела, като релсата с тегло 60 kg/m има дебелина на лентата от 16,5 mm, което подобрява-носещият капацитет на вертикално натоварване и се адаптира към вътрешното търсене на товари с голямо натоварване на ос; дебелината на ламелата на повечето международни стандартни релси е 15,5 мм, което намалява собственото-тегло на релсата, като същевременно осигурява-поемане на натоварване, адаптирайки се към изискванията за леко тегло на високо-скоростните линии. По отношение на ширината на основата на релсата, релсата GB 60 kg/m има ширина на основата на релсата от 150 mm, което увеличава контактната площ с траверсите и разпределя натиска; международната стандартна релса UIC60 също има 150 mm ширина на основата на релсата, но по-равномерна дебелина на основата на релсата, подобрявайки страничната стабилност. По отношение на инерционния момент на напречното сечение, GB релсите се фокусират върху оптимизирането на вертикалния инерционен момент, докато международните стандартни релси вземат предвид както вертикалния, така и хоризонталния инерционен момент, за да се адаптират към различните характеристики на вибрациите на линията. Тези разлики не са абсолютни предимства и недостатъци, а целеви проекти по различни национални стандарти, съчетани с техните собствени характеристики на железопътната експлоатация.
За какви линейни сценарии са подходящи релсите GB 50 kg/m и 60 kg/m по отношение на напречното-сечение?
Параметрите на напречното-сечение на релсите GB 50 kg/m и 60 kg/m определят прецизното им адаптиране към различни сценарии на линията, като основната основа е натоварването на осите, скоростта на работа и транспортната функция на линията. Релсата от 50 kg/m има малък инерционен момент на напречното-сечение и умерена вертикална{6}}носеща способност, която е подходяща главно за сценарии като главната линия на обикновени-скоростни железници, железопътни гари и специални линии. Тези линии са предимно смесен пътнически и товарен транспорт с натоварване на ос, по-малко или равно на 25 t и работна скорост, по-малка или равна на 160 km/h, а товароносимостта-на търсенето на линията е силно съобразена с напречното-производителност на сечението на 50 kg/m релса. В същото време 50 kg/m релса има по-леко собствено-тегло и по-ниски разходи за строителство и поддръжка, което я прави подходяща-за широкомащабно използване в железопътни клонове и специални железопътни линии за минно дело. Релсата от 60 kg/m има по-голям напречен-размер на сечението, по-висок инерционен момент и по-голяма вертикална и хоризонтална{21}}носеща способност, което е подходящо главно за основни линии като високо-главни железопътни линии, тежко-товарни железопътни линии и междуградски железопътни линии. Тези линии имат натоварване на ос, по-голямо или равно на 30 t или работна скорост, по-голяма или равна на 200 km/h, със строги изисквания за капацитета на релсата срещу -деформация и -износване. В допълнение, в наземните и надземните линии на градския железопътен транспорт, поради честото стартиране и спиране на влаковете и повтарящото се взаимодействие между колела-релси, 60 kg/m релса също се използва широко за подобряване на експлоатационния живот. Сценариите за адаптиране на двете не са фиксирани и някои обикновени-скоростни железници с голям обем на трафика също ще бъдат надстроени, за да използват 60 кг/м релса, за да подобрят издръжливостта на линията.
За кои страни и региони са подходящи международните стандартни релси UIC60 и BS113A при проектиране на напречно-сечение?
Дизайнът на напречното сечение на международните стандартни релси UIC60 и BS113A е подходящ съответно за различни държави и региони, като основната основа са спецификациите на Международния железопътен съюз (UIC) и британските местни железопътни стандарти и се разпространяват към околните кооперативни страни. Релсата UIC60 е стандартната релса на UIC, подходяща главно за повечето европейски страни като Германия, Франция и Италия. Железопътното междурелсие в тези страни е 1435 mm стандартно междурелсие и те се фокусират върху високо-скоростния пътнически транспорт и средно- и лекотоварния товарен транспорт. Дизайнът на напречното-сечение на UIC60 съвпада идеално с техните високоскоростни-плавност и нужди от стандартизирана работа. В същото време азиатски страни като Япония и Южна Корея също широко приемат UIC60 релси, тъй като тяхната железопътна конструкция отговаря на европейските стандарти. Релсата BS113A е британска местна стандартна релса, подходяща главно за Обединеното кралство и страни и региони от Британската общност като Австралия, Нова Зеландия и Малайзия. Някои от тези региони запазват характеристиките на британското имперско междурелсие, а линиите са предимно смесен пътнически и товарен транспорт. Дизайнът на напречното{18}}сечение на BS113A взема предвид както товароносимостта-, така и адаптивността на линията. Освен това някои африкански страни все още използват релси BS113A, тъй като техните ранни железници са построени с британска помощ. С международната интеграция на железопътните стандарти, някои страни също ще направят локализирана фина-настройка на базата на UIC60, за да формират изключителни международни стандартни железопътни модели.
Какво е въздействието на оптимизирането на дъгата на главата на релсата на напречното-сечение на релсата върху колелото-контакт с релсата?
Оптимизирането на дъгата на главата на релсата на напречното-сечение на релсата е основен метод за проектиране за подобряване на ефективността на контакта-на релсата, което пряко влияе върху контактното напрежение на колелото-релсата, степента на износване и плавността на движение, а различните дизайни на дъгата са подходящи за различните типове двойки колела. Разумният дизайн на дъгата на главата на релсата може да увеличи максимално контактната площ на колелото-на релсата, да разпръсне контактното напрежение и да избегне заболявания като напукване и начупване на главата на релсата, причинени от локална концентрация на напрежение. Композитният дъгов дизайн на GB релси контролира контактното напрежение на колелото-релса в рамките на 800MPa, много по-ниско от границата на провлачане на релсовите материали. В същото време, кривината на дъгата на главата на релсата съответства на кривата на протектора на двойката колела, което може да намали триенето при плъзгане между колелото и релсата, да намали степента на износване на главата на релсата и двойката колела и да удължи експлоатационния живот и на двете. За високо{10}}скоростни линии релсовата глава с една дъга на международните стандартни релси може да осигури стабилността на контактната точка на-релсата на колелото, когато влакът се движи, да намали вибрациите и шума, причинени от изместването на контактната точка, и да подобри плавността при висока-скорост. За тежкотоварни-влакове, композитната дъгова релсова глава на GB релси може да се адаптира към промяната на износването на колесната двойка и дори ако протекторът на колесната двойка има определена степен на износване, той все още може да поддържа добро контактно състояние, за да осигури стабилност при движение на тежко-теглени влакове. Напротив, неразумният дизайн на дъгата на главата на релсата ще доведе до прекомерно контактно напрежение-на релсата, повишено износване и дори потенциални опасности за безопасността от дерайлиране на двойката колела.
Каква е връзката между конструкцията на дебелината на релсовото платно и носещата-способност за вертикално натоварване на линията?
Дебелината на релсовото платно е основният структурен параметър, определящ неговата носеща-способност за вертикално натоварване и има положителна корелация между тях. Освен това при проектирането на дебелината на релсата трябва да се вземе предвид както товароносимостта-, така и общата твърдост на релсата. Като основна част, свързваща главата на релсата и основата на релсата, мрежата поема задачата за вертикално предаване на натоварването на колело-релсата. По-дебелото платно може да понесе по-голямо напрежение на огъване и да подобри вертикалната анти{6}}деформационна способност на релсата. Релсата GB от 60 kg/m удебелява платното до 16,5 mm, което увеличава капацитета й за вертикално натоварване-с повече от 30% в сравнение с релсата от 50 kg/m и може да се адаптира към големи натоварвания на ос от 30 t и повече. В същото време подходящата дебелина на лентата може да осигури цялостната твърдост на релсата, да избегне прекомерната вертикална деформация на релсата при преминаване на влака и да предотврати гладкостта на линията да надвиши стандарта. Ако дебелината на релсата е твърде тънка, якостта на вертикално огъване на релсата е недостатъчна и тя е склонна към огъване и напукване на релсата при тежко -натоварване при теглене и дори води до сериозни заболявания като слягане на главата на релсата; ако дебелината на платното е твърде дебела, това значително ще увеличи собственото -тегло на релсата, което не само увеличава разходите за строителство и транспорт, но също така увеличава натоварването върху траверсите и баластните легла, причинявайки заболявания на структурата на верижния коловоз. Следователно проектирането на дебелината на релсовото платно трябва да бъде точно изчислено в съответствие с проектното натоварване на оста и работната скорост на линията, за да се постигне баланс между товароносим-капацитет и структурна рационалност.