Co dělá Fishplate
Fishplate je ocelová tyč přišroubovaná přes obě stojiny dvou sousedních konců kolejnice a spolu s rybími šrouby tvoří kolejnicový spoj. Kloub je nejslabším místem kloubové dráhy: kolejnice je přerušena, tuhost v ohybu klesá a každý průchod kola vytváří náraz do mezery. Fishplate obnoví spojení provedením tří úloh. Přenáší ohybový moment a smyk napříč spojem, takže dvě kolejnice v užitečné míře fungují jako jeden spojitý nosník. Drží konce kolejnic ve svislém a příčném vyrovnání, udržuje skluznici v rovině a rozchod. A přenáší podélné síly kolejnice, takže spoj se neotevírá při tepelné kontrakci ani neuzavírá při stlačení nad rámec svého konstrukčního rozsahu. Pouzdro proto musí odpovídat profilu kolejnice, musí být dostatečně pevné pro zatížení nápravy a musí být přišroubováno s definovaným předpětím a spára musí být správně nastavena na teplotu kolejnice při montáži.
Výběr materiálu
Materiál rybí desky sleduje kolejnici a povinnost. Pro konvenční tratě je normou středně uhlíková ocel: je svařitelná, tvarovatelná a levná, s pevností v tahu, která odpovídá společné povinnosti standardních jakostí kolejnic. Na tratě těžkého -tahu a vysokého{3}}provozu se používá nízko-legovaná vysokopevnostní- ocel s pevností v tahu 800 MPa nebo více a dobrou odolností proti únavě, takže deska unese vyšší ohybové momenty 25 až 35 t zatížení nápravy, aniž by praskla v otvorech pro šrouby. Tvrdost podpěry je obecně udržována pod tvrdostí kolejnice, protože destička se nesmí zařezávat do stojiny kolejnice; běžným konstrukčním cílem je tvrdost blízká kolejnici, v rozsahu 260 až 300 HBW pro standardní kolejnici. Součástí specifikace je ochrana proti korozi: venkovní plechy jsou chráněny žárovým zinkováním podle ISO 10684 nebo nátěrem a v agresivním pobřežním nebo tunelovém prostředí se zvažuje zinkový{15}}kovový povlak nebo ocel odolná proti povětrnostním vlivům. Deska je kovaná nebo válcovaná k profilu stojiny kolejnice, takže styčné plochy těsně lícují po celé výšce stojiny.
Společná mezera a tepelný pohyb
Kloubová mezera je pracovní vůle mezi dvěma konci kolejnice a musí absorbovat tepelný pohyb kolejnice. Ocel se roztahuje rychlostí asi 0,115 mm na metr na 10 °C, takže kolejnice o délce 25 m se sezónním výkyvem o 50 °C změní délku asi o 14 mm a kolejnice o délce 12,5 m asi o 7 mm; mezera je nastavena při montáži tak, že v zimě, když se kolejnice smršťuje, se spoj nevytáhne za kapacitu šroubu a plíšku, a v létě, když se kolejnice roztahuje, se mezera neblíží k nule a nevytváří koncový tlak. V praxi se mezera nastavuje podle teploty kolejnice při instalaci a délky úseku podle pravidel údržby vlastní železnice; typická instalovaná mezera na konvenční koleji je 2 až 6 mm v závislosti na délce kolejnice a místním teplotním rozsahu. Dva konce kolejnic musí být také zarovnány vertikálně a bočně: výškový rozdíl mezi konci, často nazývaný dimplovaný spoj, je nejškodlivější chybou, protože každý průchod kola naráží na spodní konec a tluče spoj. Vysokorychlostní-traťové spoje vůbec nepoužívají rybí spoje: jsou přivařeny do souvisle svařované kolejnice a spojky na těchto sítích se objevují pouze při provizorních nebo nouzových opravách a v sestavách izolovaných spojů.
Rybí šrouby: Uspořádání a utažení
Spoj je sevřen rybími šrouby, typicky čtyřmi šrouby pro lehké a střední kolejové sekce a šesti pro těžké sekce, uspořádanými symetricky ve dvou vertikálních řadách. Velikost šroubů a rozteč otvorů se řídí normou pro přírubu kolejnicové sekce; běžná velikost je M22 nebo M24 s definovanou roztečí. Utahování se provádí ve stupních od středových šroubů směrem ven, střídavě do stran, nejprve asi na třetinu cílového krouticího momentu, poté na plnou hodnotu, takže deska je přitahována rovnoměrně proti žebra bez prohýbání. Cílový točivý moment závisí na třídě šroubu a specifikaci údržby; pro rybí šrouby M22 ve třídách 4,8 až 5,6 je běžný rozsah asi 150 až 250 Nm a vyšší-třídy pevnosti se utahují na moment vypočítaný z konstrukce spoje, T=K x F xd, s koeficientem točivého momentu K obvykle 0,15 až 0,25. Po utažení by matice měla vykazovat jeden až dva závity za koncem šroubu a spoj by měl být znovu utažen po počátečním usazení a znovu před zimou, protože změny teploty a tlučení spoje uvolňují předpětí šroubu. Uvolněný rybí šroub není zanedbatelnou závadou: umožňuje pohyb plíšku, tlučení kloubu a praskání talíře v otvorech pro šrouby.
Způsoby poškození a kontrola
Fishplates selhávají čtyřmi charakteristickými způsoby. Nejnebezpečnější jsou praskliny, obvykle začínající na otvorech pro šrouby nebo na okraji kontaktní plochy stojiny z únavy při opakovaném otlučení spoje: prasklá rybí deska může způsobit otevření spoje pod projíždějícím vlakem, takže pravidlo kontroly zní, že prasklina značné délky, obvykle jakákoliv prasklina viditelná v otvoru pro šroub nebo procházející přes desku, znamená okamžitou výměnu a tam, kde to vyžadují bezpečnostní pravidla, omezení rychlosti, dokud to nebude hotové. Deformace, ohnutá nebo prohnutá deska, která již není v kontaktu s kolejnicí, je detekována mezerou mezi deskou a žebrem; vyměníme rybí desku, která nesedí naplocho, protože narovnání nosné desky-v terénu neobnoví pevnost ani tvar. Opotřebení kontaktních ploch stojiny snižuje upínací část a umožňuje uvolnění spoje a koroze, důlková koroze a ztráta průřezu jsou řešeny povrchovou úpravou a výměnou, když se ztráta průřezu stane měřitelnou. Kontrola spoje proto zahrnuje krouticí moment šroubu, mezeru ve spoji, výšku a boční vyrovnání konců kolejnic a vizuální stav spojovacího plechu s frekvencí nastavenou provozem a historií spoje.
Těžký-tah a izolované spoje
Obrázek doplňují dva speciální případy. Těžké-kloubové spoje používají tlustší rybí pláty než konvenční šňůry, obvykle o několik milimetrů tlustší, se zesílenou částí kolem otvorů pro šrouby, aby odolávaly vyššímu ohybu a rázům při zatížení nápravy 30 t; ocel má nízkou-legovanou vysokou-pevnost, šrouby jsou vyšší jakosti a utahovací moment je vyšší, to vše proto, aby spoj zůstal tuhý i při zatížení, které by poškodilo konvenční plech. Izolované spoje kolejnic, používané na hranicích kolejových-okruhů, jsou spoje s rybími pokovenými spoji s izolační vrstvou mezi spojkou a kolejnicí, takže dvě kolejnice jsou elektricky odděleny, zatímco spoj stále nese mechanické zatížení; izolace se ověřuje zkouškou odporu a údržba izolovaných spojů se zaměřuje na udržení izolačního materiálu v čistotě a bez vodivého znečištění, protože přemostěná izolace ruší kolejový obvod. V obou případech platí instalační pravidla z předchozí části s přísnějšími tolerancemi: vyrovnání, sled krouticího momentu a kontrola mezery jsou rozdílem mezi spojem, který vydrží, a spojem, který selže během měsíců.
Často kladené otázky
Q1: Jaká je funkce fishplate?
Plech spojuje dva konce kolejnic přenášením ohybu a smyku napříč spojem, udržováním konců zarovnaných a přenášením podélných sil, takže spoj se v užitečné míře chová jako souvislá kolejnice.
Q2: Jak se určuje spára?
Mezera pohlcuje tepelný pohyb: ocel se pohybuje asi 0,115 mm na metr na 10 °C. Instalovaná mezera je nastavena pro délku kolejnice a místní teplotní rozsah, typicky 2 až 6 mm na konvenční kolejové dráze.
Q3: Jakým momentem by měly být utaženy rybí šrouby?
Pro rybí šrouby M22 v jakostech 4,8 až 5,6 je běžný rozsah asi 150 až 250 Nm, utahovaný postupně od středu ven. Šrouby s vyšší-pevností se řídí kroutícím momentem vypočítaným z návrhu spoje, T=K x F x d.
Otázka 4: Používají vysokorychlostní tratě-rybí plechy?
Ne. Vysokorychlostní-hlavní tratě používají kontinuálně svařované kolejnice, takže rybí spoje se objevují pouze při provizorních opravách a izolovaných spojích. Původní předpoklad malých spár na vysokorychlostních tratích se nevztahuje na provoz na hlavní trati.
Q5: Jaká je nejnebezpečnější vada rybího plátu?
Prasklina, obvykle začínající v otvoru pro šroub z únavy. Prasklý plíšek je okamžitě vyměněn, s omezením rychlosti tam, kde to vyžadují bezpečnostní pravidla.
Otázka 6: Proč jsou těžké-pláště tlustší?
Pro přenášení vyššího ohybového momentu a nárazu velkého zatížení náprav bez praskání. Těžké-desky jsou tlustší, používají vyšší-pevnostní ocel a šrouby vyšší{3}}třídy a jsou utaženy vyšším kroutícím momentem.