Mechanismus zur Bildung von Schienenwellen und Maßnahmen zur Schadensbegrenzung
Was sind die Definition und die Hauptmerkmale der Schienenwellung?
Unter Schienenriffelung versteht man die periodische, wellenförmige, wellenartige Abnutzung der Schienenoberseite entlang ihrer Längsrichtung. Sie manifestiert sich durch abwechselnde Höhen und Tiefen auf der Schienenoberfläche und ist eine häufige und äußerst zerstörerische Art von Schienenschäden, die bei Hochgeschwindigkeits-, Schwerlast- und U-Bahn-Strecken auftritt. Sobald sich eine Riffelung bildet, erhöht sich die dynamische Belastung von Rad und Schiene erheblich, es verstärken sich Vibrationen und Geräusche und das Ermüdungsversagen der Schiene und ihrer Komponenten wird beschleunigt.
Was sind die Hauptursachen für Schienenwelligkeit?
Wellung ist das Ergebnis der dynamischen Kopplungswirkung des Rad-{0}}Schienensystems. Zu den Hauptursachen gehören: Resonanz zwischen der selbsterregten Rad-Schiene-Schwingung und der Gleisstruktur; ungleichmäßige Härte und Materialverteilung der Schiene; falsche Spursteifigkeitsanpassung; falsche Abstimmung von Zuggeschwindigkeit und Achslast; unangemessene Kurvenradius- und Überhöhungseinstellungen; und Nichtübereinstimmung zwischen der Elastizität der Befestigungselemente und den Dämpfungsparametern. Unter dem Resonanzeffekt innerhalb eines bestimmten Geschwindigkeitsbereichs kommt es zu periodischen Ermüdungsabplatzungen auf der Schienenoberfläche, die nach und nach Riffelungen bilden.
Welche verschiedenen Arten von Schienenwellen werden nach Wellenlänge klassifiziert und was sind ihre jeweiligen Eigenschaften?
Die Riffelung von Schienen kann nach Wellenlänge in kurzwellige Riffelung eingeteilt werden (<50mm), medium-wave corrugation (50–300mm), and long-wave corrugation (>300mm). Kurz{2}}wellige Wellen treten häufig in Kurven und Bremsabschnitten mit kleinem{3}}Radius auf und verursachen erhebliche Vibrationen und Geräusche. Auf Hauptstrecken und U-Bahn-Abschnitten sind mittelwellige Riffelungen weit verbreitet, die zu spürbaren Rad-{6}Schieneneinwirkungen führen. Bei Hochgeschwindigkeits- und Schwerlaststrecken kommt es häufiger zu langwelligen Wellen, die leicht zum Schwanken des Fahrzeugs führen und die Betriebssicherheit beeinträchtigen.
Welche Gefahren birgt die Schienenwelligkeit für die Gleisanlage und die Betriebssicherheit?
Durch die Riffelung wird die Aufprallkraft der Räder-auf die Schiene erheblich erhöht, was zu Ermüdungsrissen und Abplatzungen in den Schienen führt. es verstärkt die Lockerung und den Bruch von Bauteilen wie Federklammern, Bolzen und Polstern; es erhöht die Belastung von Schwellen, Gleisplatten und Brückenkonstruktionen und verkürzt deren Lebensdauer; Gleichzeitig verursacht es starke Vibrationen und Lärm, was den Fahrgastkomfort beeinträchtigt und in schweren Fällen Geschwindigkeitsbegrenzungen erforderlich macht und die Betriebseffizienz beeinträchtigt.
Welche Kontroll- und Präventionsmaßnahmen gibt es für Schienenwelligkeit?
Zu den vorbeugenden Maßnahmen gehören die Optimierung der Anpassung der Gleissteifigkeit, die Verwendung hochverschleißfester Schienen, die rationelle Einstellung von Kurvenüberhöhungen und Befestigungsparametern sowie die Vermeidung eines langfristigen Zugbetriebs im Resonanzgeschwindigkeitsbereich. Zu den Abhilfemaßnahmen gehören vor allem vorbeugendes und restauratives Schleifen der Schienen, um das Schienenkopfprofil wiederherzustellen, Riffelungen und Spannungskonzentrationen zu beseitigen und eine frühzeitige Erkennung und Behandlung zur Unterdrückung der Riffelbildung sicherzustellen.