1. Konstrukční role kolejnicového styčníku
Kolejnicová spojovací tyč, známá na mnoha trzích jako rybí deska nebo spojovací tyč, je pár ocelových tyčí instalovaných na obou stranách kolejnice a upnutých rybími šrouby pro spojení dvou sousedních konců kolejnic. V kloubové dráze je spoj nejslabším článkem jízdní plochy: kolejnice je zde nespojitá, takže spojovací tyč musí obnovit- mechanickou kontinuitu přenášením ohybových momentů a smykových sil přes rozhraní šroubů.
Když kolo přejíždí přes kloub, tyč odolává vertikálnímu vychýlení, udržuje dva konce kolejnice zarovnané jak ve vertikální, tak v horizontální rovině a zabraňuje tomu, aby konce šlapaly nebo se otlučovaly. Protože šroubový spoj nemůže dosáhnout stejné tuhosti jako svařovaná kolejnice, spojovaná kolej je navržena s dilatační mezerou typicky 6-10 mm mezi konci kolejnice v mírném klimatu. Tato mezera umožňuje, aby se kolejnice prodlužovaly a smršťovaly teplotou, zatímco spojovací tyče drží vyrovnání. Drážkované nebo oválné otvory pro šrouby v tyči umožňují dalších 5-15 mm kontrolovaného podélného pohybu, proto zůstává kloubová trať standardem na vedlejších tratích, výhybkách, nájezdech na mosty a provizorních opravách.
2. Materiály a výrobní normy
Kloubové tyče jsou běžně vyráběny ze středně{0}}uhlíkové oceli, jako je C45 nebo C50 (45#/50# v čínském systému označení), s typickým chemickým složením uhlík 0,42-0,50 %, mangan 0,50-0,80 %, křemík 0,17 % a 2 % chróm a fosfor ne více než 0,3 % a síry každý omezen na 0,035 %. Toto složení vyvažuje pevnost, obrobitelnost a svařitelnost v terénu. Elastické (pružinové) podpěry používané v některých aplikacích pro těžkou dopravu jsou vyrobeny z pružinové oceli, jako je 60Si2Mn až GB/T 1222 nebo DIN 17221, která poskytuje lepší odolnost proti únavě při opakovaném ohýbání.
Rozhodující normy se liší podle trhu: UIC 864 pokrývá v Evropě záchytné plechy pro kolejnice Vignole; BS 47-1 specifikuje podpěry a šrouby pro britské železniční úseky; AREMA Manuál pro železniční inženýrství, kapitola 4, upravuje kloubové tyče v Severní Americe; a čínské národní normy pokrývají ekvivalentní profily pro kolejnice 8-75 kg/m. Rybářské šrouby a matice splňují ISO 898-1 třídy vlastností 8.8 nebo 10.9 a jsou dodávány s pružnými podložkami pro udržení předpětí při vibracích. Povrchová ochrana je běžně žárové zinkování podle ISO 1461 nebo povlak zinkových vloček s minimální hmotností povlaku stanovenou pro pobřežní a vlhká prostředí.
3. Konstrukční prvky, které určují výkon kloubu
Výkonu v terénu dominují tři konstrukční prvky:
Rozložení šroubů a délka tyče: Nejběžnější jsou tyče se 4 otvory 600-630 mm a tyče se 6 otvory 800-914 mm. Více šroubů znamená rovnoměrnější rozložení zatížení na stojinu kolejnice a nižší kontaktní napětí; Tyče se 6 otvory jsou preferovány pro těžší úseky kolejnic a vyšší zatížení náprav.
Geometrie díry: štěrbinové nebo podlouhlé díry se přizpůsobují tečení kolejnice a teplotnímu pohybu a zabraňují střihu šroubů pod podélnou silou.
Rozhraní tření: kontaktní plocha tyče-na{1}}web v kombinaci s předpětím šroubu přenáší smyk třením. Správný utahovací moment šroubu je proto stejně důležitý jako tyč samotná; u rybích šroubů M24 je typický montážní moment v rozsahu 300-400 N·m a dotahování je součástí běžné údržby kolejí.
4. Typy spojovacích tyčí a typické aplikace
| Typ | Typická aplikace |
|---|---|
| Standardní (obyčejná) styčníková tyč | Spojení identických kolejnicových úseků v kolejích s hladkým kloubem; Verze se 4 nebo 6 otvory |
| Izolovaná spojovací tyč | Signalizace a traťové{0}}části okruhů; ocelové tyče s kompozitními koncovými sloupky nebo plnou epoxidovou izolací, elektrický odpor nad 10⁸ Ω |
| Kompromisní kloubová tyč | Spojení dvou různých profilů kolejnic, např. UIC 54 až UIC 60; každá strana je obrobena tak, aby odpovídala průřezu kolejnice |
| Vychýlená (vyboulená) kloubová tyč | Dočasná oprava zlomených nebo prasklých kolejnic; snížená část udržuje skluznici souvislou |
| Lepená izolovaná spárovka | Vysoce{0}}pevné izolované spoje lepené strukturálním lepidlem pro vyšší provoz |
5. Body výběru a instalace pro kupující
Při specifikaci spojovacích tyčí pro projekt by týmy veřejných zakázek měly ověřit čtyři body. Nejprve přizpůsobení profilu: tyč musí být opracována pro přesný profil kolejnice (UIC 60, AREMA 115RE, BS 75R, národní kolejnice 50 kg/m nebo 60 kg/m), včetně tloušťky stojiny a umístění otvorů. Za druhé, materiál a tepelné zpracování: potvrďte certifikáty chemického složení a u elastických tyčí tvrdost 42-47 HRC a únavovou výkonnost minimálně 5 milionů cyklů. Zatřetí, povrchová ochrana: specifikujte galvanizační nebo zinkový povlak pro pobřežní, tunelové a odmrazovací zóny. Za čtvrté, příslušenství: rybí šrouby, matice, pružné podložky a izolační součásti musí pocházet ze stejné standardní rodiny, aby bylo zaručeno vyrovnání otvorů a chování krouticího momentu.
Na místě by měly být šrouby utahovány postupně od středního páru směrem ven, kontrolovány po prvním průjezdu vlaku a zahrnuty do pravidelného kontrolního cyklu. Spojka, která vykazuje mezeru pod hlavou kolejnice, rezavé pruhy u otvorů pro šrouby nebo schod mezi konci kolejnice, by měla být okamžitě vyměněna; opotřebený rybí šroub se sníženým předpětím je častou příčinou otlučení spoje a následného poškození-konce kolejnice.
6. Běžné mylné představy o společné dráze
Častým předpokladem je, že spojitě svařovaná kolejnice způsobila, že styčníkové tyče jsou zastaralé. Ve skutečnosti jsou šroubové spoje nezbytné na výhybkách, izolovaných spojích, mostních koncích a provizorních opravách a velké části sekundární sítě stále fungují jako spojované koleje. Další mylná představa je, že tlustší pruh vždy funguje lépe; tyč se musí shodovat s geometrií kolejnice a příliš velké tyče soustřeďují napětí do nesprávných bodů. A konečně, kupující někdy zacházejí s kloubovými tyčemi jako s komoditou, ale kombinace třídy oceli, tepelného zpracování, geometrie otvoru a povrchové úpravy určuje, zda spoj vydrží pět let nebo dvacet. Specifikace podle UIC 864, BS 47-1 nebo AREMA kapitola 4 s certifikovanými materiály je spolehlivou cestou.
FAQ
Q1: Jaký je rozdíl mezi rybím plátem, spojovací tyčí a spojovací tyčí?
Jsou to různé názvy pro stejnou součást: ocelová tyč přišroubovaná přes dva sousední konce kolejnice, aby je spojila.
Q2: Jak velké tepelné roztažnosti může pokovený spoj pojmout?
Dilatační mezera mezi konci kolejnic je normálně 6-10 mm v mírném klimatu a štěrbinové otvory pro šrouby umožňují dalších 5-15 mm podélného pohybu.
Q3: Které části kolejnice lze spojit standardními spojovacími tyčemi?
Standardní lišty pokrývají UIC 54/60, AREMA 115RE a 132-136RE, BS 75R/80A/90A/100A a národní kolejnice od 8 kg/m lehké kolejnice do 75 kg/m těžké kolejnice.
Q4: Kdy by měly být šroubové spoje nahrazeny svařovanými spoji?
Na hlavních tratích s vysokou{0}}rychlostí a hustým-provozem se upřednostňuje zábleskové-svařování na tupo nebo termitové svařování, protože eliminuje spoj jako diskrétní slabé místo; šroubové spoje jsou zachovány tam, kde je svařování nepraktické, jako jsou izolované spoje, výhybky a dočasné opravy.
Q5: Jak často by se měly šrouby dotahovat?
Obvykle v pravidelném intervalu údržby - čtvrtletně na sekundárních tratích nebo podle traťového standardu provozovatele - po prvním průjezdu vlaku po instalaci a okamžitě, když kontrola prokáže snížené předpětí.