Количественная взаимосвязь между глубиной заделки рельсовых шипов и устойчивостью выдергивания шпал-
Насколько уменьшается сопротивление-выдергиванию на каждые 10 мм уменьшения глубины заделки шипов в бетонных шпалах и каков механизм этого действия?
При уменьшении глубины заделки смоляных шипов в бетонных шпалах на каждые 10 мм сопротивление выдергиванию уменьшается примерно на 18 %-22 %, демонстрируя примерно линейную тенденцию к снижению. Основной механизм заключается в том, что сопротивление шипа выдергиванию - совместно обеспечивается силой сцепления между связующим веществом из смолы и шипом/бетоном, а также силой механического сцепления между шипом и бетоном. Уменьшение глубины заделки напрямую сокращает длину склеивания, уменьшает площадь склеивания и пропорционально уменьшает силу склеивания. Между тем, меньшая глубина заделки смещает точку напряжения шипа вверх; под нагрузкой на выдергивание-в месте анкерного отверстия шпалы может образоваться коническая поверхность разрушения, что еще больше снижает устойчивость на выдергивание.
Какие опасности представляет для бетонных шпал чрезмерная глубина заделки шипов (более 165 мм)?
Когда глубина заделки превышает 165 мм, конец шипа проникает в область предварительно напряженных сухожилий шпалы, что может привести к повреждению предварительно напряженных стальных проволок или стержней и снижению прочности шпалы на изгиб на 10%-15%. В то же время слишком большая глубина заделки снижает эффективное сечение бетона в конце шпалы; при боковых нагрузках поезда в конце шпалы могут возникать раскалывающиеся трещины. Кроме того, слишком глубокий шип приводит к недостаточной открытой длине, которую невозможно эффективно согласовать с системой крепления, что делает невозможным нормальное приложение предварительной нагрузки крепления и косвенно снижает общую устойчивость гусеницы.
В чем причина разницы в стандартной глубине заделки шипов между деревянными и бетонными шпалами?
Стандартная глубина заделки шипов для деревянных шпал (140 мм) меньше, чем для бетонных шпал (160 мм), и основная причина заключается в разных свойствах материалов двух шпал. Древесина имеет высокую пористость, и серный раствор может полностью проникнуть в древесные волокна, образуя сильную механическую силу сцепления.- Более короткая глубина заделки может удовлетворить требования к выдергиванию-. Бетон плотный, и смоляной анкерный агент в основном передает усилие посредством химического соединения, поэтому для достижения такого же сопротивления выдергиванию- требуется более длинная длина соединения. Кроме того, древесина имеет низкий модуль упругости; когда шип подвергается нагрузке, шпала сильно деформируется, и слишком глубокая заделка может привести к расколу деревянной шпалы, в то время как бетонные шпалы деформируются мало и могут выдержать большую глубину заделки.
Каковы распространенные причины отклонения глубины заглубления шипов при строительстве-на строительной площадке и как это точно контролировать?
К частым причинам относятся: во-первых, отклонение глубины бурения анкерных отверстий, когда буровая установка не откалибрована, что приводит к образованию слишком глубоких или неглубоких отверстий; во-вторых, неиспользование инструментов для определения глубины во время установки шипов, полагаясь только на ручное решение; в-третьих, недостаточная заливка анкерного материала, что приводит к опусканию шипа после отверждения и увеличению фактической глубины заделки. Точные меры контроля: перед бурением откалибровать устройство ограничения глубины буровой установки, чтобы обеспечить соответствие глубины бурения проектным требованиям; используйте локатор шипов со шкалой глубины, чтобы зафиксировать шип на стандартной глубине во время установки; строго контролируйте количество заливки при заливке анкерного материала и не прикасайтесь к шипу во время отверждения, чтобы предотвратить его смещение.
Какая связь между глубиной заделки шипов и сроком службы шпал?
Шипы соответствующей глубины имеют стабильное сопротивление-выдергиванию, могут эффективно удерживать рельс, уменьшать расшатывание и смещение шпалы, обеспечивать равномерную нагрузку на шпалу, а срок службы может достигать более 95 % от расчетного значения. Когда глубина заделки недостаточна, шип склонен к расшатыванию, и шпала постоянно трясется под нагрузкой поезда. Бетон вокруг анкерного отверстия постепенно отслаивается и ломается, а срок службы шпалы сокращается на 30–40%. Если глубина заделки слишком велика, конец шпалы может расколоться и повредиться из-за предварительного напряжения; при знакопеременных нагрузках трещины будут продолжать расширяться, что в конечном итоге приведет к преждевременной сдаче шпалы в слом, срок службы которой составит всего около 60% проектного значения.