Elastizitätsmodul von Schienenpolstern und Anpassung der Gleisschwingungsdämpfung
Was ist die Auslegungsgrundlage für den Elastizitätsmodul von Unterschienen-Grundplatten?
Die Auslegung des Elastizitätsmoduls von Unterschienen-Grundplatten muss mit der Linienart, der Belastungsstufe und dem Stoßdämpfungsbedarf auf einer klaren und vielfältigen Grundlage kombiniert werden. Bei herkömmlichen Hochgeschwindigkeitsbahnen mit einer Geschwindigkeit von höchstens 160 km/h und einer Achslast von höchstens 21 t ist der Stoßdämpfungsbedarf moderat, daher ist der Elastizitätsmodul der Gummigrundplatten auf 80 - 100 MPa ausgelegt, um Tragfähigkeit und grundlegende Stoßdämpfung auszugleichen. Für Hochgeschwindigkeitsbahnen mit einer Geschwindigkeit größer oder gleich 250 km/h und einer hohen Aufprallhäufigkeit der Räder{12}}Schienen ist ein hoher Elastizitätsmodul erforderlich, um die Gleisstabilität sicherzustellen. Der Modul der Polyurethan-Grundplatten ist auf 120-150 MPa eingestellt und die Stoßdämpfung wird durch Formeloptimierung verbessert. Bei Schwerlastbahnen mit einer Achslast größer oder gleich 25 t und einem großen Lastaufprall benötigt die Grundplatte eine starke Tragfähigkeit, daher muss der Elastizitätsmodul größer oder gleich 100 MPa sein und die Moduldämpfung unter Last muss kleiner oder gleich 5 % sein. Für den städtischen Schienenverkehr gelten hohe Anforderungen an den Lärmschutz. Daher sind Bodenplatten mit niedrigem Modul und einem auf 60–80 MPa kontrollierten Elastizitätsmodul erforderlich, um die Absorption niederfrequenter Vibrationen zu verbessern. Darüber hinaus ist eine Anpassung an den Schwellentyp erforderlich, und die Modulabweichung der Grundplatten für Feste Gleise beträgt höchstens ±5 %, um die Stabilität der Gleisgeometrie sicherzustellen.
Welche Vorteile hat die Polyurethan-Grundplatte gegenüber der Gummi-Grundplatte hinsichtlich der Stabilität des Elastizitätsmoduls?
Polyurethan-Grundplatten sind Gummi-Grundplatten hinsichtlich der Elastizitätsmodulstabilität weit überlegen und passen sich den langfristigen Betriebsanforderungen hochwertiger Leitungen an. Der Elastizitätsmodul von Polyurethan-Grundplatten ändert sich in einer Umgebung von -40 bis 80 Grad um weniger als oder gleich 5 %, während die Modulschwankung von Gummi-Grundplatten in Umgebungen mit hohen und niedrigen Temperaturen 15 % erreichen kann, was bei niedrigen Temperaturen leicht aushärtet und bei hohen Temperaturen erweicht. Unter langfristigen zyklischen Belastungen beträgt die Moduldämpfung von Polyurethan-Grundplatten nach 1 Million Belastungen weniger als oder gleich 3 %, während die von Gummi-Grundplatten größer oder gleich 8 % beträgt, wodurch eine stabile Stoßdämpfungsleistung über einen langen Zeitraum aufrechterhalten werden kann. Die Anti--Anti-Aging-Leistung von Polyurethanmaterial ist besser; Nach 3000 Stunden Witterungsbeständigkeitstest beträgt die Moduländerung weniger als oder gleich 4 %, während bei Gummigrundplatten aufgrund der Alterung ein plötzlicher Abfall des Moduls auftritt. Darüber hinaus weisen Polyurethan-Grundplatten eine hohe Ermüdungsbeständigkeit auf und neigen nicht zu bleibender Verformung bei hochfrequenten Vibrationen, während Gummi-Grundplatten nach längerem Gebrauch zu dauerhafter Druckverformung neigen, was zu Modulversagen führt. Dieser Vorteil macht Polyurethan-Grundplatten zur ersten Wahl für Hochgeschwindigkeits- und Schwerlaststrecken und gewährleistet eine langfristige Wirksamkeit der Stoßdämpfungsleistung der Strecke.
Warum werden Schienengrundplatten mit niedrigem Elastizitätsmodul für städtische Schienenverkehrsstrecken bevorzugt?
Die Betriebsszenarien und Anforderungen des städtischen Schienenverkehrs legen nahe, dass ein niedriger Elastizitätsmodul unter-Schienengrundplatten bevorzugt wird. Die Züge des städtischen Schienenverkehrs haben eine hohe Betriebsfrequenz, häufige Starts und Stopps und verkehren größtenteils durch städtische Kerngebiete, wobei strenge Anforderungen an den Lärm- und Vibrationsschutz gestellt werden. Grundplatten mit niedrigem-Modul (60-80 MPa) können niederfrequente Vibrationen effektiv absorbieren, Lärm unter 65 dB kontrollieren und städtische Umweltschutzstandards erfüllen. Grundplatten mit niedrigem Elastizitätsmodul weisen eine größere Verformung auf, was den Längsaufprall beim Anfahren und Anhalten des Zuges abfedern und den Fahrkomfort der Fahrgäste verbessern kann. Die meisten städtischen Schienenverkehrslinien sind unterirdische oder erhöhte Bauwerke. Grundplatten mit niedrigem-Modul können die Übertragung von Vibrationen auf umliegende Gebäude reduzieren und so strukturelle Resonanzen und Störungen der Bewohner vermeiden. Im Vergleich zu Grundplatten mit hohem Modul haben Grundplatten mit niedrigem Modul eine stärkere Anpassungsfähigkeit, können mit speziellen Schwellen für den städtischen Schienenverkehr kombiniert werden, reduzieren die Kontaktbelastung zwischen Rad und Schiene und verlängern die Lebensdauer von Schienen und Rädern. Gleichzeitig bietet es einen höheren Installationskomfort und kann sich schnell an die dichten Bahnhöfe und komplexen Arbeitsbedingungen städtischer Schienenverkehrsstrecken anpassen.
Was sind die Maßnahmen zur Kontrolle des Elastizitätsmoduls für Unter-schienengrundplatten in alpinen Regionen?
Die extrem niedrigen Temperaturen in alpinen Regionen beeinträchtigen die Stabilität des Elastizitätsmoduls der Bodenplatte, sodass gezielte Kontrollmaßnahmen erforderlich sind, um die Leistung sicherzustellen. Als Material wird kältebeständiges Polyurethan oder modifizierter Gummi ausgewählt und der Formel werden kältebeständige Weichmacher zugesetzt, sodass der Elastizitätsmodul der Grundplatte bei -50 Grad immer noch mehr als 90 % des Auslegungswerts beibehalten kann, wodurch eine Versprödung bei niedrigen-Temperaturen vermieden wird. Im Produktionsprozess wird die Niedrigtemperatur-Vulkanisationstechnologie eingesetzt, um die Anpassungsfähigkeit der Innenstruktur der Grundplatte an niedrige Temperaturen zu verbessern und die plötzliche Änderung des Moduls bei niedrigen Temperaturen zu reduzieren. Die Grundplatten werden vor dem Verlassen des Werks vorgekühlt und 24 Stunden lang bei -40 Grad belassen, um Produkte mit übermäßigen Modulschwankungen auszusortieren und sicherzustellen, dass die eingesetzten Grundplatten eine stabile Leistung aufweisen. Bei der Installation wird zwischen der Grundplatte und der Schwelle ein Wärmedämmkissen angebracht, um den direkten Einfluss niedriger Temperaturen auf die Grundplatte zu reduzieren und ihre Arbeitstemperatur über -20 Grad zu halten. Der Modul der Grundplatte wird regelmäßig überwacht, vierteljährlich erfolgt eine Stichprobenprüfung. Wenn die Modulabweichung 10 % überschreitet, wird sie rechtzeitig ausgetauscht, um die Stoßdämpfung und Tragfähigkeit der Alpinleinen sicherzustellen.
Welchen Einfluss hat die Dämpfung des Elastizitätsmoduls von Unterschienen-Grundplatten auf den Streckenbetrieb?
Die Schwächung des Elastizitätsmoduls der Grundplatten unter-den Schienen führt zu direkten Schäden am Stoßdämpfungs- und Lagersystem der Strecke und löst eine Reihe von Betriebsproblemen aus. Durch die Moduldämpfung wird die Stoßdämpfungsleistung der Grundplatte verringert, Rad-{2}}Schienenvibrationen können nicht effektiv absorbiert werden und der Zugbetriebslärm nimmt zu. Städtische Schienenverkehrslinien überschreiten wahrscheinlich die Umweltschutzstandards und führen zu Beschwerden der Anwohner. Ein unzureichender Modul verringert die Tragfähigkeit der Grundplatte, was zu einer übermäßigen Verformung unter Zuglast führt, was zu vertikalen Gleisunregelmäßigkeiten führt, den Rad-{5}}Schienenverschleiß verschlimmert und die Lebensdauer von Schienen und Rädern verkürzt. Eine langfristige Moduldämpfung führt zu einer Verschlechterung der Gleisgeometrie, zu einer Überschreitung des Spurweitenstandards und einer horizontalen Abweichung, was die Häufigkeit und Kosten der Streckeninstandhaltung erhöht. Schwerlaststrecken können aufgrund von Modulversagen auch zu Schienenverschiebungen führen. In schweren Fällen führt die Schwächung des Moduls dazu, dass die Grundplatte reißt und die Stoßdämpfung und die Lagerfunktionen verloren gehen. Beim Vorbeifahren des Zuges kommt es zu starken Stößen, die die Fahrsicherheit gefährden und sogar schwere Unfälle wie Entgleisungen verursachen können.