O que é uma participação ferroviária
Um desvio ferroviário é a estrutura de trilhos que guia um trem de uma linha para outra, do trilho principal para um desvio ou de um trilho da garganta de uma estação para outro. Ele consiste em duas funções principais que trabalham juntas: o interruptor move a borda de rolamento para que o rodeiro seja direcionado para a rota pretendida, e o sapo fornece um cruzamento contínuo para os flanges das rodas onde os dois trilhos se cruzam. Os desvios são a parte-de manutenção mais intensiva da pista plana porque cada passagem da roda através do interruptor e da rã aplica impacto concentrado e forças laterais. O seu design, secções ferroviárias e fixações são regidos por normas específicas e não por regras de via simples: a série EN 13232 para interruptores e cruzamentos na Europa, o manual AREMA para a América do Norte e as regras nacionais correspondentes noutros locais. O número de um desvio, sua geometria de comutação e seu ângulo de sapo juntos definem a velocidade máxima na qual um trem pode usar a rota divergente.
Principais componentes de uma participação
Uma única participação padrão é composta por três partes funcionais. A chave no início consiste em dois trilhos de estoque e dois trilhos de chave móveis, também chamados de pontos, acionados por uma máquina de chaveamento por meio de hastes e barras tensoras. Quando a máquina move os trilhos de comutação, um trilho de comutação fecha contra seu trilho original enquanto o outro abre, e o flange da roda é direcionado para frente ou para a rota divergente. A parte de conexão, ou cabo, é a curva que liga a chave ao cruzamento, com o espaçamento dos dormentes mudando gradualmente e componentes de fixação adicionais, como tirantes de bitola que prendem os dois trilhos à bitola. A travessia na extremidade contém o sapo, onde as duas bordas dos trilhos se cruzam, flanqueadas por guarda-corpos nos trilhos opostos, que controlam o flange da roda para que ele não possa atingir a ponta do sapo ou seguir o caminho errado. Assim, um simples desvio guia a roda através de três fases distintas, e cada fase tem seus próprios requisitos de desgaste e geometria.
Tipos de participação e numeração
As afluências são classificadas pelo número de rotas que ingressam. Uma única participação divide uma pista em duas; uma dupla participação fornece duas rotas divergentes de uma haste; um desvio de três- vias usa dois interruptores sucessivos em um comprimento e é usado onde o espaço é curto. Cruzamentos em tesoura e deslizamentos duplos combinam vários desvios em um layout compacto. O parâmetro governante de um desvio é o seu número N, definido como a cotangente do ângulo do sapo, N=cot(alpha), onde alfa é o ângulo entre a rota direta e a rota divergente. Um ângulo de sapo menor proporciona um número maior e uma travessia mais rasa, o que permite maior velocidade na rota divergente. A prática comum é Não. 9 para desvios lentos, Não. 12 para movimentos divergentes de linhas principais convencionais e Não. 18, Não. 42 e superior para linhas-dedicadas e de alta{12}}passagem. As velocidades divergentes típicas permitidas são cerca de 30 km/h para Não. 9, 45 km/h para Não. 12 em linhas convencionais, cerca de 80 km/h para Não. 18 em linhas dedicadas a passageiros- e cerca de 160 km/h para Não. 42 em redes de alta-velocidade; sempre confirme com a autoridade proprietária, porque a velocidade permitida também depende da curvatura e da geometria da chave, e não apenas do número do sapo.
Projeto de sapo e guarda-corpo
O sapo é o cruzamento onde as rotas dos flanges se encontram, e seu desenho decide a vida útil do desvio. Uma rã fixa é um cruzamento fundido ou construído-com uma ponta fixa, usinado em aço manganês austenítico em projetos-de serviço pesado porque a superfície de endurecimento-oferece excelente resistência ao desgaste. As rãs fixas são simples e baratas, mas a folga do flange na ponta cria um impacto cada vez que uma roda cruza, o que limita a velocidade e impulsiona a massa superficial. Uma rã de ponta-móvel fecha a lacuna: a ponta se move com a chave para que não haja folga no flange e as rodas se cruzem suavemente, e é por isso que as rãs de-pontos móveis são padrão para desvios de alta-velocidade acima de 160 km/h. Os guarda-corpos, ou trilhos de retenção, são colocados em frente ao sapo para forçar o flange da roda no flange correto e evitar que a roda bata na ponta do sapo ou suba na travessia. A largura do flange é uma dimensão-crítica de projeto: muito larga e a roda pode atingir a ponta; muito estreito e o flange emperra. O dimensionamento segue a norma nacional de desvio e na Europa a série EN 13232 define a geometria, tolerâncias e requisitos de teste.
Fixações de participação e suporte de pista
Os desvios colocam cargas mais altas nas fixações do que os trilhos simples devido às forças laterais nos trilhos de comutação e ao impacto no sapo. Os clipes na área da chave devem segurar o trilho original enquanto deixam o trilho da chave livre para se mover, portanto, as fixações da área-do interruptor diferem das fixações do trilho simples: o trilho da chave é preso no lado do medidor com cadeiras deslizantes ou placas de base que permitem que o trilho deslize, enquanto o trilho original é segurado positivamente. Os tirantes do medidor conectam os dois trilhos ao longo da pista para manter o medidor contra o impulso lateral. O espaçamento dos dormentes é reduzido através do desvio, muitas vezes de 600 mm em via plana para 550 a 600 mm ou mais perto através do cruzamento, para distribuir as cargas mais elevadas. As almofadas dos trilhos sob o sapo e através da travessia são especificadas para maior impacto, e fixações elásticas são usadas em toda parte, exceto quando a função da cadeira deslizante requer suporte deslizante. A profundidade e a compactação do lastro são críticas em desvios, uma vez que o recalque diferencial através do cruzamento é uma causa frequente de falhas geométricas.
Problemas comuns e manutenção
A manutenção da participação concentra-se em quatro falhas. O desgaste lateral do trilho da chave, onde o trilho da chave é desgastado pelos flanges no lado fechado, reduz a seção do trilho e eventualmente requer a renovação do trilho da chave. A massa de sapo, o achatamento e rachadura da superfície de cruzamento devido a impactos repetidos, é reparada por trituração em sapos fixos dentro dos limites e por substituição quando a superfície de corrida cai abaixo do limite de segurança. Falhas no medidor devido a tirantes soltos ou assentamento do dormente alteram o flange e podem fazer com que as rodas atinjam a ponta da rã. Falhas geométricas causadas por assentamento diferencial produzem torção e condução inadequada. A rotina de inspeção, portanto, verifica o desgaste do trilho de comutação, a condição da superfície do sapo, a bitola do flange e do guard rail, o torque de fixação e a condição do dormente em uma frequência várias vezes maior que a da via plana. Quando um desvio é especificado, os compradores devem fornecer o número do sapo, a seção do trilho, a geometria da chave e a velocidade permitida, porque o ângulo do sapo e o tipo de chave determinam o custo e o perfil de manutenção de toda a unidade.
Perguntas frequentes
Q1: Qual é a diferença entre um switch e um turnout?
Uma chave é a parte móvel de um desvio, os trilhos de estoque, os trilhos de mudança e a máquina de mudança que guiam a roda na rota. A participação é a estrutura completa, incluindo o cabo de conexão e a rã. Na linguagem cotidiana, as palavras são frequentemente usadas de forma intercambiável.
Q2: O que significa o número de comparecimento?
O número N é igual à cotangente do ângulo do sapo. Um desvio No. 12 tem um ângulo de sapo cuja cotangente é 12, cerca de 4,8 graus. Números maiores significam travessias mais rasas e maior velocidade divergente permitida.
P3: Por que desvios-de alta velocidade precisam de sapos-pontuais móveis?
Em alta velocidade, a folga do flange de uma rã fixa cria um impacto que danifica as rodas e os trilhos e limita a velocidade. Um sapo pontiagudo-móvel fecha a lacuna, de modo que as rodas cruzam suavemente, e é por isso que ele é padrão em linhas com velocidades divergentes acima de 160 km/h.
Q4: Para que servem os guarda-corpos em um desvio?
Os guarda-corpos são fixados em frente ao sapo para controlar o flange da roda na flange, evitando que o flange atinja a ponta do sapo ou suba na rota errada. São componentes essenciais de segurança em qualquer travessia.
Q5: Por que os trilhos de desvio se desgastam mais rápido do que os trilhos simples?
Porque cada passagem da roda através do interruptor e da rã aplica forças laterais e impactos que a pista plana não vê, e porque a flange e as aberturas do interruptor concentram a tensão de contato em pequenas áreas da superfície de rolamento.
P6: Quais padrões regem o desenho da participação?
Na Europa, a série EN 13232 abrange interruptores e cruzamentos; na América do Norte, o manual AREMA sim. As regras nacionais acrescentam a numeração dos sapos e as velocidades permitidas. Os compradores devem indicar o número do sapo, a seção do trilho e o requisito de velocidade ao solicitar um orçamento de comparecimento.