Željezničke tračnice, koje se nazivaju i željezničke tračnice, vode vlakove naprijed i nose njihovu ogromnu težinu, prenoseći teret kroz pragove na balast i podlogu. Kako se željeznice razvijaju prema većim brzinama i težim opterećenjima, zahtjevi za kvalitetom tračnica rastu. Ovaj članak objašnjava koliko je željeznička pruga zapravo jaka i koji čimbenici utječu na njenu snagu.
Što željezničku prugu čini jakom
Čvrstoća željezničke pruge nije svojstvo samo čelične tračnice. To je rezultat rada cijele strukture: tračnica nosi opterećenje kotača i raspoređuje ga po pragovima; pragovi raspoređuju teret na balast; balast podupire pragove, osigurava stabilnost i drenažu; a zbijena podloga čini temelj. Kapacitet kolosijeka ograničen je najslabijim od ovih slojeva, zbog čega inženjering kolosijeka posvećuje jednaku pozornost dubini balasta i kvaliteti podloge kao i dijelu tračnice.
Svojstva čelika: rastezanje, popuštanje i tvrdoća
Tračnice su izrađene od visoko{0}}ugljičnog čelika koji je tvrđi i čvršći od mekog čelika. Standardne karbonske tračnice imaju minimalnu vlačnu čvrstoću u rasponu od otprilike 780 do 930 MPa, što odgovara oko 113 000 do 135 000 psi, s granicom popuštanja oko 510 do 670 MPa, oko 74 000 do 97 000 psi. Toplinska obrada povećava tvrdoću vozne površine, obično na 340 do 400 HBW za -kaljene tračnice, što je otporno na trošenje pri kotrljanju dok jezgra tračnice ostaje čvrsta. Ta svojstva omogućuju tračnici otpornost na savijanje, deformaciju i zamor tijekom milijuna prolaza kotača.
Uloga težine tračnice
Teže tračnice su jače tračnice. Dionica od 136 lb/yd, oko 67,5 kg/m, uobičajena je za sjevernoameričke magistralne vodove i koridore za-teški prijevoz, dok dionice od 60 kg/m i 75 kg/m nose najgušći kineski i europski promet. Teža sekcija ima veću površinu popre-presjeka, tako da je naprezanje na savijanje pod određenim osovinskim opterećenjem manje, a tračnica može podnijeti veće brzine i osovinska opterećenja. Moderni teški-teretni vagoni u Sjevernoj Americi mogu doseći bruto težinu od oko 286 000 lb, a pruga mora biti projektirana da nosi takve terete bez pretjeranog otklona.
Balast, pragovi i podloga
Balast je duboki sloj drobljenog kamena koji podupire pragove, zaključava kolosijek u položaju i osigurava drenažu tako da voda ne oslabi formaciju. Pragovi, izrađeni od betona ili drveta, raspoređuju opterećenje sa tračnice na balast i drže kolosijek. Podloga je zbijena zemlja ispod balasta; ako je podloga loša, nikakva čvrstoća tračnice ne može spasiti prugu, jer se temelj slegne i gubi se geometrija. Čvrstoća staze je stoga svojstvo sustava.
Vrste željezničkih kolosijeka
Dijelovi tračnica grupirani su prema težini i primjeni. Kineska standardna tračnica uključuje kransku tračnicu QU70 do QU120, tešku tračnicu od 38 kg/m do 60 kg/m i laku tračnicu od 8 do 30 kg/m. Međunarodna staza koristi britansku seriju BS, njemačku seriju DIN, američku seriju AREMA i ASCE kao što su 115RE i 136RE, japansku seriju JIS i seriju UIC kao što su UIC54 i UIC60. Svaki profil ima vlastite dimenzije, ali svi su izrađeni od iste obitelji visoko{12}}ugljičnog čelika.
| Kategorija željeznice | Tipični odjeljci | Raspon težine |
|---|---|---|
| Laka željeznica | 8 do 30 kg/m | Rudnici, radionice, rasvjetni vodovi |
| Teška tračnica | 38 do 75 kg/m | Glavna linija, velika{0}}brzina, metro |
| Šina dizalice | QU70 do QU120 | Uzletne staze dizalice |
| Sjevernoamerička željeznica | 115RE, 136RE | Magistralni teret, teški tereti |
FAQ
P: Koliko je čvrst čelik za tračnice?O: Standardni karbonski čelik za tračnice ima minimalnu vlačnu čvrstoću od otprilike 780 do 930 MPa i granicu razvlačenja od oko 510 do 670 MPa, s -kaljenim razredima koji postižu veću tvrdoću.
P: Koji je najjači dio strukture staze?O: Čelična tračnica je najjača pojedinačna komponenta, ali ukupni kapacitet kolosijeka ovisi o cijelom sustavu tračnica, pragova, balasta i podloge.
P: Zašto se na glavnim prugama koriste teže tračnice?O: Teža tračnica ima veću površinu presjeka, tako da je naprezanje na savijanje manje i tračnica može podnijeti veće brzine i osovinska opterećenja uz manje održavanja.
P: Što znači 136 lb/yd?O: To znači da tračnica teži 136 funti po jardu, oko 67,5 kg/m, i to je standardni AREMA dio za glavnu i tešku -tračnicu.
P: Zašto podloga ograničava snagu?O: Ako se podloga slijega ili je slabo zbijena, gubi se geometrija kolosijeka bez obzira na čvrstoću tračnice, pa se temelj mora projektirati zajedno s gornjim ustrojem.
