Types et techniques d’ancrage des crampons de rail
Quelles sont les différences structurelles et les scénarios applicables entre les crampons de rail ordinaires et les crampons de rail isolés ?
Les principales différences entre les crampons de rail ordinaires et les crampons de rail isolés résident dans le matériau, la conception structurelle et l'adaptation fonctionnelle, et les scénarios applicables sont distingués en fonction des exigences de la ligne. Les crampons de rail ordinaires sont principalement fabriqués en acier au carbone Q235, avec une structure simple, et l'arbre du crampon est lisse ou nervuré, principalement utilisé pour fixer les traverses dans les voies ballastées, transmettant les charges ferroviaires au ballast, à faible coût. Les pointes de rail isolées sont fabriquées en plastique renforcé de fibre de verre (FRP) ou en acier au carbone avec un revêtement isolant, et la tige de la pointe est enveloppée d'une couche isolante, avec une résistivité volumique supérieure ou égale à 10^8Ω·cm, ce qui peut bloquer la conduction du courant du circuit de voie et éviter les interférences de signal. Les pointes de rail ordinaires n'ont aucune fonction d'isolation et conviennent aux chemins de fer à grande vitesse conventionnels non - électrifiés ; les pointes de rail isolées sont principalement utilisées pour les chemins de fer électrifiés, les lignes ferroviaires urbaines et les chemins de fer à grande vitesse-pour assurer le fonctionnement normal du système de signalisation de voie. Structurellement, la connexion entre le capuchon et la tige des crampons de rail isolés adopte une conception d'isolation intégrée pour éviter les défaillances d'isolation causées par le contact métallique, tandis que les crampons de rail ordinaires ont une structure entièrement métallique. La méthode d'ancrage des deux est la même, mais les pointes de rail isolées ont des exigences supplémentaires pour les performances d'isolation de l'agent d'ancrage, et un mortier de soufre de type isolant - ou un agent d'ancrage chimique doit être sélectionné.
Quel est le principe anti-fluage et le scénario applicable des pointes de rail anti-fluage ?
Les pointes de rail anti-fluage augmentent la friction avec les traverses et le ballast grâce à une conception structurelle spéciale, empêchent le mouvement longitudinal des rails et garantissent la stabilité de la voie. Le principe de base anti-fluage est « l'engagement mécanique + la résistance au frottement ». La surface de l'arbre des pointes du rail anti-fluage est dotée de barbes ou de filetages en spirale. Après l'ancrage, les barbes s'engagent étroitement dans le béton de la traverse et les fils en spirale augmentent la force de liaison avec l'agent d'ancrage pour empêcher la pointe elle-même de se desserrer. Le capuchon à pointes adopte une conception élargie, augmentant la zone de contact avec le bas du rail et générant un frottement latéral par extrusion pour limiter le déplacement longitudinal du rail. Les pointes de rail anti-fluage conviennent principalement aux pentes longues et raides, aux lignes courbes et aux lignes spéciales de transport lourd-. Dans ces scénarios, le rail est affecté par la force de traction du train, la force de freinage et la force centrifuge, et le risque de fluage longitudinal est élevé. Par exemple, dans les lignes de transport lourd-avec une pente supérieure ou égale à 12 ‰, 1 crampon de rail anti-fluage doit être installé pour 2 traverses, utilisé en conjonction avec des dispositifs anti-fluage, et la force anti-fluage peut atteindre plus de 15 kN, empêchant efficacement le mouvement du rail. Par rapport aux pointes de rail ordinaires, les pointes de rail anti--ont une profondeur d'ancrage plus profonde (supérieure ou égale à 150 mm) et une résistance matérielle plus élevée (résistance à la traction supérieure ou égale à 600 MPa) pour garantir un effet anti-fluage à long-terme.
Quels sont les avantages de la technologie d’ancrage des crampons de rail PRC aux normes étrangères ?
Les pointes de rail PRC aux normes étrangères sont des pointes de rail d'ancrage spéciales pour les voies sans ballast. Leur technologie d'ancrage présente les avantages d'une haute précision, d'une grande fermeté et d'une efficacité à long terme-, adaptée aux chemins de fer à grande vitesse-et aux lignes dédiées aux passagers. Les crampons de rail PRC adoptent une technologie combinée de « manchon pré-encastré + ancrage chimique ». Le manchon pré-encastré est intégralement coulé lors de la production de la dalle de voie, avec une précision de positionnement inférieure ou égale à ± 0,5 mm, garantissant que l'écart de verticalité du pic après installation est inférieur ou égal à 1 degré et garantissant la stabilité des paramètres géométriques de la voie. L'agent d'ancrage chimique est un matériau en résine époxy à haute résistance avec une résistance à la compression supérieure ou égale à 80 MPa, et sa force de liaison est 3 fois supérieure à celle des agents d'ancrage au soufre ordinaires, qui peuvent lier fermement le crampon du rail au manchon, avec une force d'arrachement supérieure ou égale à 100 kN, dépassant de loin l'exigence de la norme nationale de 60 kN. Le processus d'ancrage utilise une injection mécanique d'agent d'ancrage, avec un dosage précis et un temps de durcissement court (atteignant la résistance nominale en 24 heures) et une efficacité de construction élevée. La technologie d'ancrage des crampons de rail PRC peut s'adapter à différentes conditions géologiques et peut rester stable dans les zones de sol mou et de pergélisol, évitant ainsi le desserrage des crampons provoqué par le tassement des fondations. De plus, cette technologie est pratique pour une maintenance ultérieure. Une fois le crampon endommagé, il peut être réancré-en remplaçant le manchon sans endommager la structure de la dalle de voie.
Quelles sont les différences techniques et les scénarios applicables entre l’ancrage soufré et l’ancrage chimique ?
L’ancrage au soufre et l’ancrage chimique sont deux méthodes d’ancrage courantes pour les crampons de rail. Les différences techniques résident dans les matériaux, les processus de construction et les scénarios applicables. L'ancrage au soufre utilise du mortier de soufre mélangé avec du soufre, du ciment et du sable dans une certaine proportion comme agent d'ancrage, qui est chauffé et fondu, versé dans les trous réservés des traverses et solidifié après refroidissement pour fixer les crampons du rail. L'ancrage chimique utilise des agents chimiques tels que la résine époxy et l'acrylate comme agents d'ancrage, sans chauffage, directement injectés dans les trous puis en insérant les crampons du rail, et les agents forment une liaison à haute résistance après durcissement. L'ancrage au soufre a un faible coût de construction et un fonctionnement simple, adapté à la construction en masse de voies ballastées dans les chemins de fer à grande vitesse conventionnels, mais une mauvaise résistance aux températures élevées - (sujet au ramollissement à une température supérieure ou égale à 100 degrés), ne convient pas aux zones à haute température - et aux voies sans ballast. L'ancrage chimique a une résistance élevée et une bonne résistance aux intempéries, et sa force d'arrachement et sa résistance à la corrosion sont meilleures que l'ancrage au soufre, adaptées aux chemins de fer à grande vitesse, aux voies ferrées urbaines sans ballast et aux lignes de transport lourdes, mais à un coût élevé, et la construction a des exigences de température ambiante (5-35 degrés). Le temps de durcissement de l'ancrage au soufre est d'environ 1 à 2 heures et celui de l'ancrage chimique est d'environ 24 heures, qui doivent être choisis en fonction de l'avancement de la construction ; en termes de durée de vie à long terme, l'ancrage chimique peut atteindre plus de 20 ans et l'ancrage au soufre environ 10 à 15 ans.
Quelles sont les principales raisons de l’échec de l’ancrage des crampons de rail et les mesures préventives ?
Les principales raisons de la défaillance de l'ancrage des crampons de rail comprennent les performances inférieures aux normes des agents d'ancrage, les processus de construction inappropriés, la corrosion environnementale et les dommages causés par des forces externes. Des mesures préventives ciblées doivent être prises. Une mauvaise qualité des agents d'ancrage, telle qu'une proportion déséquilibrée de mortier de soufre et d'agents chimiques périmés, entraînera une force de liaison insuffisante et un desserrage facile des crampons des rails. La mesure préventive consiste à sélectionner des agents d'ancrage répondant aux normes nationales (TB/T 2093-2019) et à tester leurs performances avant la construction. Pendant la construction, les écarts dans la taille du forage, le versement insuffisant de l'agent d'ancrage et l'installation inclinée des crampons de rail affecteront l'effet d'ancrage. Il est nécessaire de contrôler strictement le diamètre de perçage (± 1 mm) et la profondeur (± 5 mm), de s'assurer que l'agent d'ancrage remplit les trous réservés et que l'écart de verticalité des crampons du rail est inférieur ou égal à 1 degré. En termes de corrosion environnementale, les brouillards salins et les environnements humides dans les zones côtières provoqueront la rouille et le vieillissement des crampons des rails et des agents d'ancrage. Il est nécessaire d'utiliser des pointes de rail anti-corrosion et des agents d'ancrage résistants à la corrosion-, ainsi que d'effectuer des inspections et un entretien réguliers. Les dommages dus aux forces externes comprennent les contraintes inégales sur les crampons des rails causées par l'impact du train et le tassement des lignes. Il est nécessaire de sélectionner des crampons de rail à haute résistance (résistance à la traction supérieure ou égale à 600 MPa) et de renforcer le renforcement des fondations de la voie dans les sections géologiques complexes. De plus, effectuez régulièrement des tests de force d'arrachement-des crampons de rail, échantillonnez 5-10 crampons par kilomètre et réancrez-les en temps opportun lorsque la force d'arrachement est inférieure à 60 kN pour éviter les risques de défaillance.