Um espigão de parafuso de trilho resiste a ser puxado para fora do dormente através de dois mecanismos: o intertravamento mecânico entre a rosca e o material circundante e a ligação entre o meio de ancoragem e a parede do furo. Ambos os mecanismos aumentam com a profundidade de ancoragem. Se a profundidade for muito pequena, a resistência à tração-do espigão cai abaixo do valor de projeto, e as forças longitudinais da frenagem e partida do trem podem arrastar o trilho ao longo do dormente, alargando a bitola, perturbando o alinhamento e danificando o furo do dormente. Sob cargas de vibração, uma ancoragem rasa também concentra a tensão no topo do furo, o que pode entortar ou rachar o espigão e, eventualmente, fazer com que o trilho perca totalmente a retenção.
Profundidade de ancoragem por tipo de dormente e classe de linha
| Dorminhoco/tipo de linha | Profundidade de ancoragem típica (mm) | Notas |
| Dorminhoco de madeira, linhas leves | 100-120 | Profundidade limitada pela secção do dormente; pontas frequentemente cravadas em vez de rebocadas |
| Dormente de concreto comum | 150-160 | Prática chinesa comum para linhas de velocidade-convencionais |
| Dormente de concreto protendido | 160-170 | A ancoragem deve evitar danificar os tendões de protensão |
| Linhas de alta-velocidade | 170-180 | Verticalidade mais rigorosa e controle de tolerância de profundidade |
| Linhas-de transporte pesado | 180-200 | Cargas elevadas por eixo exigem área de adesão máxima e picos de{0}alta resistência |
A tolerância de profundidade é normalmente mantida em mais ou menos alguns milímetros em linhas modernas, e a verticalidade do furo é controlada dentro de cerca de 2 graus de prumo para que a ponta seja carregada axialmente em vez de na flexão.
Sistemas de Ancoragem: Cimento Enxofre versus Argamassa Química
| Propriedade | Ancoragem de cimento sulfúrico | Ancoragem química (resina/argamassa) |
| Temperatura de aplicação | Fundido, derramado a aproximadamente 150-180 C | Cura à temperatura ambiente |
| Força de ligação | Moderado, normalmente abaixo de 10 MPa | Normalmente 10-20 MPa dependendo do sistema |
| Risco de alta-temperatura | Pode danificar tendões protendidos em travessas de PC | Nenhum |
| Reutilização de equipamentos | Requer planta de fusão e manuseio a quente | Dispensação de cartucho ou bomba |
| Durabilidade | Frágil, sensível ao congelamento-degelo | Melhor resistência ao envelhecimento quando formulado para uso em pista |
Como o enxofre fundido é derramado em alta temperatura, ele não deve ser usado onde possa superaquecer tendões de protensão em travessas de concreto. Agentes químicos de ancoragem são a escolha padrão para linhas de transporte-de alta-velocidade e{2}}pesadas, onde a resistência de ligação de 15 MPa ou mais é comumente especificada.
Extrair-requisitos e testes de resistência
A resistência-de extração (retirada) de uma ponta de parafuso é verificada por um teste de retirada: um testador de extração-hidráulico segura a cabeça da ponta e aplica tensão a uma taxa controlada até que a ponta atinja a força necessária ou deslize. Na prática chinesa, níveis de aceitação de cerca de 60 kN para linhas de{4}}velocidade convencionais, 70 kN para linhas de alta-velocidade e 80 kN para linhas de transporte-pesado são comumente especificados, sem deslizamento significativo e sem fissuras no meio de ancoragem. A prática europeia avalia os sistemas de fixação de acordo com os requisitos da série EN 13481 usando a série de testes EN 13146, que inclui carga repetida e condicionamento ambiental antes dos testes de retirada. A amostragem normalmente é realizada em um percentual de pontas instaladas, sendo a taxa aumentada em posições críticas como desvios, curvas e trechos de frenagem, e a taxa de inspeção é ampliada caso sejam encontradas falhas.
Controles de projeto e construção
Faça o furo no diâmetro e profundidade especificados; furos subdimensionados quebram sob pressão da argamassa e furos superdimensionados reduzem a área de adesão.
Limpe o furo com ar comprimido antes da ancoragem; poeira, óleo ou água acima de uma pequena porcentagem de umidade reduzirão drasticamente a resistência da união.
Controle a verticalidade do furo em cerca de 2 graus de prumo.
Preencha completamente o buraco com o agente de ancoragem; bolsas de ar criam vazios que reduzem-a resistência à extração.
Insira o pico e deixe o agente curar com força total antes que o tráfego retorne; o tempo de cura é normalmente de 24 horas à temperatura ambiente para sistemas de resina.
Verifique com testes de retirada na taxa de amostragem acordada e registre os resultados para aceitação.
Equívocos comuns
Mais profundo é sempre melhor não é correto: furos-profundos demais podem danificar as armaduras de protensão ou romper a base do dormente. A força de retirada por si só não prova ser uma boa ancoragem, porque um espigão pode atingir uma força elevada com grande deslocamento e ainda assim falhar sob carregamento repetido; o deslocamento também deve ser verificado. E o cimento sulfuroso e a argamassa química não são intercambiáveis no mesmo tipo de dormente: o material do dormente, a exposição à temperatura e a resistência de ligação necessária decidem o sistema.
Perguntas frequentes
O que acontece se a profundidade da ancoragem for muito rasa?
A resistência-de extração cai abaixo do valor de projeto, a ponta se afrouxa sob a vibração, o orifício do dormente é danificado, a bitola se alarga e, em casos graves, o trilho pode levantar e descarrilar um trem.
Qual é a diferença entre enxofre e ancoragem química?
O cimento de enxofre é fundido a 150-180 C e é quebradiço; as argamassas químicas curam à temperatura ambiente, aderem mais fortemente e não correm o risco de danificar os dormentes protendidos pelo calor, por isso são preferidas nas linhas modernas.
Como a resistência-de extração é testada?
Com um testador de extração-hidráulico aplicando tensão em velocidade constante até que a força alvo seja alcançada ou a ponta deslize. A aceitação compara a força e o deslocamento com os valores especificados, e o meio de ancoragem não deve rachar.
Por que a limpeza do buraco é importante?
A poeira e a umidade reduzem a ligação entre o agente de ancoragem e a parede do furo. Um furo sujo pode reduzir a força de extração-obtida por uma grande margem, mesmo quando a profundidade estiver correta.
A resistência-de extração pode ser melhorada após a instalação?
Se um teste mostrar baixa resistência, o espigão deverá ser retirado, o orifício limpo e-ancorado novamente com agente novo; adicionar torque a uma ponta solta mascara o problema e acelera os danos ao dormente.
As linhas-de transporte pesado precisam de ancoragem mais profunda?
Sim. Cargas pesadas por eixo geram forças longitudinais e de elevação mais altas, portanto, a prática de-transporte pesado especifica a ancoragem mais profunda (até cerca de 200 mm), juntamente com pontas-de alta resistência e ancoragem química para manter a fixação estável durante toda a vida útil da linha.

