Các loại khớp khác nhau trong đường ray là gì?

A mối nối đường raylà sự kết nối giữa hai đầu đường ray. Nó phải chuyển tải trọng của bánh xe qua khe hở, giữ cho bề mặt chạy thẳng hàng và cho phép đường ray giãn nở và co lại theo nhiệt độ. Các mối nối được phân loại theo hai cách: theo vị trí của chúng so với tà vẹt và theo kết cấu và chức năng điện của chúng. Hướng dẫn này đề cập đến cả hai cách phân loại, bởi vì việc xác định chính xác mối nối có nghĩa là xác định cả vị trí và loại của nó.

Các khớp được phân loại theo vị trí trên tà vẹt

Hỗ trợ chung

Khớp ray nằm trực tiếp trên một tà vẹt đơn, do đó tấm cá và bu lông được đỡ hoàn toàn dưới khớp. Điều này tạo ra mối nối cứng với độ võng thấp nhưng tải trọng tập trung lên một tà vẹt lại cao. Các khớp được hỗ trợ thường gặp ở đường ray nhẹ hơn.

Bị treo chung

Khớp treo giữa hai tà vẹt, với khoảng trống không được hỗ trợ. Các tấm đệm cá hoạt động như một thanh dầm bắc qua khe tà vẹt, mang lại sự linh hoạt hơn và giảm tải cho bất kỳ tà vẹt đơn lẻ nào, nhưng làm tăng ứng suất uốn ở các tấm và đầu ray. Các khớp treo được sử dụng khi khoảng cách giữa các tà vẹt được thiết kế cho chúng.

Cầu chung

Một biến thể của khớp đỡ trong đó khớp được đỡ trên hai tà vẹt, mỗi tà vẹt một bên, có một tấm cầu bên dưới. Sự sắp xếp này làm tăng độ ổn định và được sử dụng trên đường ray nặng hơn, nơi phải giảm thiểu độ lệch của khớp.

Các mối nối được phân loại theo sự sắp xếp trên đường

Khớp vuông (Khớp đối diện)

Các mối nối trên hai đường ray đối diện trực tiếp với nhau. Đây là sự sắp xếp tiêu chuẩn cho đường thẳng hiện đại vì nó mang lại khả năng vận hành đồng đều cho xe và đơn giản hóa việc lập kế hoạch bảo trì.

Khớp so le (Khớp thay thế)

Các mối nối trên một đường ray được đặt lệch so với các mối nối trên đường ray kia. Các mối nối so le làm giảm tác động đồng thời theo phương thẳng đứng lên cả hai đường ray tại một vị trí và trước đây được sử dụng trên đường ray nhẹ hơn; chúng ít phổ biến hơn trên các dòng chính hiện đại.

Các khớp được phân loại theo kết cấu và chức năng

khớp cách điện

Được sử dụng trong các khu vực có mạch điện-đường ray để phân tách các đoạn đường ray bằng điện. Vật liệu cách điện nằm giữa các tấm cá và đường ray, đồng thời các bu lông được bọc ống tay, do đó hai đầu đường ray được cách ly về điện trong khi vẫn được kết nối cơ học. Điện trở thường trên 10^8 ohms.

Thỏa hiệp chung

Kết nối các thanh ray có trọng lượng hoặc mặt cắt ngang khác nhau. Các tấm cá chuyên dụng được gia công sao cho một mặt khớp với mặt cắt đường ray thứ nhất và mặt còn lại khớp với mặt thứ hai, mang lại sự chuyển tiếp suôn sẻ cho bề mặt chạy.

mối hàn

Đường ray hàn liên tục (CWR) loại bỏ khe hở vật lý bằng cách kết hợp các đầu đường ray bằng phương pháp hàn đối đầu chớp nhoáng hoặc hàn nhiệt. Các mối nối hàn giảm thiểu việc bảo trì và cải thiện chất lượng lái xe, đồng thời mối hàn phải đáp ứng hoặc vượt quá các đặc tính cơ học của đường ray chính.

Khớp nối cá chạy bộ

Sử dụng một thanh nén (chạy bộ) để giữ cho bề mặt đầu ray chạy liên tục trên mối nối. Nó được sử dụng để sửa chữa tạm thời các mối nối ray hàn bị nứt hoặc gãy và cho các mối nối cố định khi cần có đầu liên tục.

Khớp đệm (Khớp giãn nở)

Được lắp đặt ở các đầu của đường ray hàn dài để thích ứng với những chuyển động lớn theo chiều dọc, ví dụ như trên cầu hoặc ở những vùng có nhiệt độ khắc nghiệt. Mối nối cho phép các đầu ray trượt tương đối với nhau trong phạm vi được kiểm soát.

Bảng thông số kỹ thuật loại mối nối

Loại khớp	Thông số kỹ thuật/Mô tả chính
Khớp ray tiêu chuẩn (tấm cá)	Hồ sơ khớp với phần đường ray (ví dụ UIC60, 136RE); chiều dài thường là 600mm hoặc 800mm mỗi bên; 4 hoặc 6 lỗ bu lông trên mỗi thanh
Khớp nối ray cách nhiệt (IRJ)	Lõi thép với các trụ/tấm cách điện bằng composite hoặc composite hoàn toàn bằng epoxy; điện trở trên 10^8 ohms
Thỏa hiệp đường sắt	Kết nối hai cấu hình đường ray khác nhau (ví dụ UIC54 với UIC60); mỗi bên được gia công theo phần đường ray tương ứng
Mối nối đường ray lắc lư	Phần bị nén (chạy bộ) giữ cho bề mặt đầu ray liên tục để bánh xe đi qua mượt mà hơn
Mối nối đường ray cầu	Được gia cố bằng lưới dày hơn hoặc chiều dài dài hơn dành cho những vị trí-có áp lực cao chẳng hạn như lối vào cầu
Mối nối cách điện được dán keo	Các thanh thép được liên kết với vật liệu cách nhiệt tổng hợp bằng chất kết dính có độ bền-cao để cải thiện độ bền
Mối nối ray hàn (CWR)	mối hàn đối đầu hoặc mối hàn nhiệt; đặc tính mối hàn phải bằng hoặc vượt quá đường ray chính
Khe co giãn (loại BRE)	Cho phép giãn nở nhiệt có kiểm soát ở các đường ray dài trên cầu hoặc ở những vùng có nhiệt độ khắc nghiệt

Chọn khớp phù hợp

Đối với đường ray hạng nhẹ, khai thác mỏ và đường tạm thời: mối nối bắt vít tiêu chuẩn, thường được đỡ hoặc treo tùy thuộc vào khoảng cách tà vẹt.

Đối với khu vực tín hiệu: các mối nối cách nhiệt (loại dán cho độ bền cao hơn ở những nơi có mật độ giao thông đông đúc).

Đối với các đoạn ray hỗn hợp: thỏa hiệp các mối nối được gia công trên cả hai biên dạng.

Đối với đường dây chính và đường dây tốc độ cao: hàn CWR với các khe co giãn chỉ ở cầu và công trình.

Để sửa chữa các mối hàn bị đứt: lắc các mối nối tấm cá như một biện pháp tạm thời.

Câu hỏi thường gặp

1. Sự khác biệt giữa khớp nối được hỗ trợ và khớp treo là gì?

Khớp được đỡ nằm trực tiếp trên tà vẹt nên tà vẹt chịu tải trọng của khớp. Một khớp treo nối giữa hai tà vẹt và các tấm cá chịu tải trọng như một thanh dầm. Các khớp được hỗ trợ cứng hơn; các khớp treo truyền tải trọng lên hai tà vẹt nhưng làm căng các tấm nhiều hơn.

2. Tại sao khớp vuông lại được ưa chuộng trên đường đua hiện đại?

Các khớp vuông (đối diện) giúp xe vận hành đối xứng, đơn giản hóa việc đầm và bảo dưỡng, đồng thời tránh được tác động xoắn mà các khớp so le có thể tạo ra ở tốc độ cao hơn. Chúng là sự sắp xếp tiêu chuẩn trên đường ray chính hiện đại.

3. Khi nào cần khe co giãn trong CWR?

Khi đường ray hàn dài bị gián đoạn bởi cầu, đường hầm hoặc các công trình cố định, đường ray phải có khả năng giãn nở và co lại mà không truyền các lực không được chấp nhận vào kết cấu. Các khớp nối giãn nở (khớp đệm) cung cấp chuyển động có kiểm soát.

4. Có thể sử dụng khớp nối tạm thời được không?

Đúng. Các mối nối thỏa hiệp thường được sử dụng trong quá trình gia hạn theo giai đoạn, trong đó một đoạn đường ray mới nặng hơn được đặt dọc theo một đoạn đường ray nhẹ hơn hiện có và cả hai được kết nối trong một thời gian. Quá trình chuyển đổi được giảm dần để giao thông diễn ra suôn sẻ.

5. Tại sao mối nối cách nhiệt dễ bị hỏng hơn so với mối nối tiêu chuẩn?

Các mối nối cách nhiệt có nhiều bộ phận hơn - trụ cuối, lớp lót, bu lông có ống bọc - và vật liệu cách điện dễ bị va đập và dễ bị ẩm hơn thép đặc. Các mối nối cách nhiệt được dán và kiểm tra thường xuyên làm giảm đáng kể tỷ lệ hư hỏng.

6. Khớp lắc lư là vĩnh viễn hay tạm thời?

Họ có thể là một trong hai. Tấm đệm lắp ghép là phương pháp sửa chữa tạm thời tiêu chuẩn cho mối hàn bị đứt, nhưng các thanh nối lắp ghép cũng được sử dụng làm mối nối cố định khi cần có đầu ray liên tục, chẳng hạn như tại một số cầu vượt nhất định.