Classificação do módulo elástico da almofada ferroviária e tecnologia de controle de rigidez vertical da trilha
Quais são os principais métodos de controle para a classificação do módulo de elasticidade de suportes-de trilhos?
Os principais métodos de controle para a classificação do módulo elástico de almofadas sob{0}}trilhos estão concentrados em três aspectos: ajuste da fórmula do material, otimização do processo de formação de espuma e controle da proporção de adição de enchimento. O efeito sinérgico dos três pode realizar o controle preciso do gradiente do módulo de baixo a alto. O ajuste da fórmula do material é o método básico. As almofadas-de baixo módulo aumentam a proporção de borracha natural para mais de 70% para melhorar a elasticidade; as almofadas de{6}}módulo médio utilizam borracha natural e borracha de estireno-butadieno na proporção de 6:4, levando em consideração elasticidade e rigidez; almofadas de alto-módulo aumentam a proporção de borracha de estireno-butadieno e borracha de cis-butadieno para aumentar a rigidez estrutural. A otimização do processo de formação de espuma é para almofadas de espuma. As almofadas de baixo-módulo adotam um processo de alta taxa de formação de espuma com uma taxa de formação de espuma de 60%-70%. Mais poros internos resultam em módulo mais baixo; almofadas de alto módulo adotam um processo de baixa taxa de formação de espuma com uma taxa de formação de espuma de 30% a 40%. Menos poros resultam em maior rigidez. O controle da taxa de adição de enchimento é um método auxiliar. Adicione negro de fumo, carbonato de cálcio e outros enchimentos ao material de base de borracha. A proporção de carga aumenta de 10%-15% de módulo baixo para 20%-30% de módulo médio e alto. Os enchimentos podem melhorar a resistência à compressão da almofada, aumentando assim o módulo de elasticidade. A correspondência precisa dos três métodos pode controlar o módulo de elasticidade da almofada dentro da faixa de projeto do grau correspondente com um desvio não superior a ± 5 MPa.
Por que os coxins abaixo{0}}dos trilhos com baixo módulo de elasticidade são preferidos para linhas de alta-velocidade?
Linhas de alta-velocidade têm requisitos extremamente elevados de suavidade, vibração e redução de ruído. As almofadas de baixo módulo elástico são preferidas devido ao seu excelente desempenho de amortecimento elástico, que pode atender com precisão aos requisitos de condições de trabalho de linhas de alta-velocidade. As almofadas de baixo-módulo têm forte capacidade de deformação elástica. Quando os trens passam em alta velocidade, as almofadas podem absorver a energia do impacto vertical da roda e do trilho através de sua própria grande deformação, reduzir a amplitude de vibração vertical da via e melhorar a suavidade e o conforto da operação do trem. As almofadas de baixo{7}}módulo podem atenuar efetivamente a transmissão da vibração-dos trilhos para travessas e leitos de trilhos, reduzir o ruído de vibração, atender aos padrões de controle de ruído ao longo de linhas de alta-velocidade e reduzir o impacto no ambiente circundante. A tensão de contato roda-trilho dos trens de alta-velocidade é mais concentrada. O contato flexível das almofadas de baixo{14}}módulo pode dispersar a tensão de contato, reduzir os danos por fadiga de contato da cabeça do trilho e prolongar a vida útil do trilho. Além disso, almofadas de baixo-módulo podem se adaptar à estrutura contínua das linhas de alta-velocidade, fornecer um pequeno espaço de deformação vertical para a expansão e contração térmica do trilho devido à temperatura, liberar parte da tensão térmica e evitar rachaduras causadas por tensão excessiva. A rigidez vertical dos coxins de baixo-módulo é baixa, o que pode tornar a rigidez vertical geral dos trilhos mais suave e corresponder ao requisito de baixa rigidez dos trens-de alta velocidade para os trilhos.
Por que o projeto de suportes-sob os trilhos para linhas-de transporte pesado precisa levar em conta tanto o alto módulo quanto a alta resistência à compressão?
As linhas-de transporte pesado suportam as características de carga de grande peso do eixo e rolamento repetido. O design da pastilha leva em consideração o alto módulo e a alta resistência à compressão para fornecer suporte vertical suficiente, evitando a deformação plástica da pastilha e garantindo a estabilidade da pista. As almofadas de alto-módulo têm alta rigidez vertical, o que pode fornecer suporte vertical estável para trilhos-de transporte pesados, resistir à pressão vertical trazida pelo grande peso do eixo, evitar o afundamento vertical dos trilhos, garantir a suavidade da superfície do trilho e evitar o impacto do desvio da superfície do trilho na operação do trem. A alta resistência à compressão permite que a almofada mantenha a integridade estrutural sob a ação de grandes cargas repetidas de longo-prazo sem doenças como deformação compressiva e depressão, garantindo a estabilidade-de longo prazo do desempenho elástico da almofada e evitando mudanças repentinas na rigidez vertical da pista devido à deformação. Se a almofada tiver apenas um módulo alto, mas resistência à compressão insuficiente, ela sofrerá deformação plástica sob compressão de longo-prazo, o módulo diminuirá gradualmente e a rigidez vertical da pista também diminuirá de acordo; se tiver apenas alta resistência à compressão, mas módulo muito baixo, não poderá fornecer suporte vertical suficiente e o trilho estará sujeito a afundar. O design da almofada que leva ambos em consideração pode manter estável a rigidez vertical da pista de linhas de transporte-pesadas por um longo tempo, adaptar-se às duras condições de trabalho de grandes cargas e fortes vibrações e reduzir a frequência de substituição da almofada.
Como a espessura e o módulo de elasticidade dos-coxins sob os trilhos controlam de forma coordenada a rigidez vertical do trilho?
A espessura e o módulo de elasticidade dos coxins inferiores-dos trilhos são dois fatores essenciais para controlar a rigidez vertical do trilho. Os dois agem sinergicamente através do "ajuste fino do módulo de fundação e da espessura"-para realizar o controle preciso da rigidez vertical. Primeiro, determine o grau do módulo de elasticidade da almofada de acordo com as condições de trabalho da linha: módulo baixo para linhas de-velocidade normal e de alta-velocidade, módulo alto para linhas de-transporte pesado. A classe do módulo determina diretamente o valor básico da rigidez vertical geral da via, com módulo alto correspondendo a rigidez básica alta e módulo baixo correspondendo a rigidez básica baixa. Em seguida, sob a mesma classe de módulo, realize o-ajuste fino da rigidez vertical ajustando a espessura da almofada. Para cada aumento de 1 mm na espessura da pastilha, a rigidez vertical da pista diminuirá em 3%-5% e vice-versa, a rigidez aumentará quando a espessura diminuir. Por exemplo, quando almofadas de alto-módulo são usadas em linhas de transporte-pesadas, se a rigidez básica for muito alta, a espessura da almofada pode ser aumentada apropriadamente para 12-15 mm para reduzir a rigidez vertical local e tornar a distribuição da rigidez da pista mais uniforme; quando almofadas de baixo módulo são usadas em linhas de alta velocidade, se a rigidez básica for muito baixa, a espessura pode ser reduzida adequadamente para 8-10 mm para aumentar uma pequena quantidade de rigidez vertical e garantir a capacidade de suporte. O controle coordenado dos dois deve seguir o princípio de "módulo como principal e espessura como auxiliar", e ao mesmo tempo garantir que a espessura da almofada esteja dentro da faixa de projeto para evitar instabilidade da almofada devido à espessura excessiva e suporte insuficiente devido à finura excessiva.
Quais são os requisitos de adaptação de diferentes estruturas de trilhos (com/sem lastro) para o módulo de elasticidade dos coxins-sob os trilhos?
As características estruturais das pistas com e sem lastro são significativamente diferentes, e os requisitos de adaptação para o módulo de elasticidade da almofada também são completamente diferentes. O núcleo deve combinar o módulo da almofada com a rigidez da estrutura da pista para obter o equilíbrio da rigidez geral. O leito da via com lastro é composto por lastro, que possui certa elasticidade e capacidade de deformação, e a rigidez geral é relativamente baixa. Portanto, é adaptado para almofadas de módulo elástico médio e baixo com módulo controlado em 20-60MPa. As almofadas de módulo médio e baixo podem formar coordenação com a elasticidade do leito da via com lastro, tornar a rigidez vertical geral da via mais uniforme e evitar mudanças repentinas de rigidez. O leito da via sem lastro é uma estrutura integral de concreto com alta rigidez e baixa capacidade de deformação, e a rigidez geral é muito maior do que a da via com lastro, que precisa ser adaptada ao módulo de acordo com as condições de trabalho: almofadas de baixo-módulo (menor ou igual a 20MPa) para pistas sem lastro de alta-velocidade, que compensam a rigidez do leito sem lastro através do amortecimento elástico de almofadas de módulo-baixo; almofadas de alto{12}}módulo (80-150MPa) para pistas sem lastro de transporte pesado, que podem fornecer suporte estável, combinar com a alta rigidez do leito da pista sem lastro e garantir capacidade de suporte vertical. Além disso, o módulo de apoio da via com lastro pode ser ajustado de forma flexível, enquanto a via sem lastro tem requisitos de maior precisão para o módulo de apoio, e o desvio deve ser controlado dentro de ±3MPa para garantir a estabilidade da rigidez da via.