Hoe worden rails samengevoegd? Lassen versus mechanische verbindingen uitgelegd

Sporen worden op twee fundamenteel verschillende manieren met elkaar verbonden: doorlassenze samen om een ​​continu gelaste rail (CWR) te vormen, of doormechanisch bevestigenze met visplaten (verbindingsstaven) en bouten. Moderne hoge-snel- en zware-hoofdlijnen zijn vrijwel volledig gelast, omdat een las een naadloos loopvlak oplevert met minder onderhoud en minder lawaai. Boutverbindingen worden nog steeds gebruikt bij wissels, bruggen, tijdelijke sporen en mijnbouwlijnen, waar thermische bewegingen moeten worden opgevangen of waar het spoor kan worden gedemonteerd.

Lasmethoden

Thermietlassen (aluminothermisch)

Thermietlassen maakt gebruik van een chemische reactie tussen ijzeroxide en aluminiumpoeder om oververhit gesmolten staal te produceren. Het gesmolten metaal wordt in een mal rond de voorbereide railuiteinden gegoten, waardoor ze aan elkaar worden gesmolten. Thermietlassen is draagbaar en wordt ter plaatse gebruikt om de laatste gaten in lange gelaste snaren te dichten en om rails te repareren. De las wordt vervolgens vlak geslepen en geïnspecteerd, en de mechanische eigenschappen ervan moeten gelijk zijn aan of groter zijn dan die van de moederrail.

Elektrisch flitsen-Stomplassen

Flits-stomplas is een geautomatiseerd proces waarbij de railuiteinden worden vastgeklemd, door elektrische stroom worden verwarmd tot ze gesmolten zijn, en vervolgens tegen elkaar worden gedrukt om de las te vormen. Het wordt gebruikt in vaste lasinstallaties en in mobiele lastreinen en produceert zeer consistente lassen van hoge- kwaliteit. Flits-stomplas is de voorkeursmethode voor het maken van lange gelaste strengen en voor het verbinden van nieuwe railsecties.

Mechanische verbindingen (visplaten / gewrichtsstaven)

Traditioneel worden railuiteinden met elkaar verbonden door twee stalen platen - lasplaten of verbindingsstaven - aan beide zijden van het railweb te bevestigen en deze aan elkaar te bevestigen met -sterke visbouten, moeren en veerringen. De platen zijn machinaal bewerkt zodat ze bij het railgedeelte passen, zodat de verbinding de uitlijning, de maat en de belastingoverdracht behoudt. Boutverbindingen zijn ontworpen met een kleine opening tussen de railuiteinden om thermische uitzetting en krimp mogelijk te maken; de tussenruimte wordt ingesteld op basis van de railtemperatuur bij installatie.

Speciale gewrichten

Geïsoleerde verbindingen:gebruikt in signaleringsdistricten om de elektrische geleidbaarheid te onderbreken terwijl het spoor mechanisch continu blijft.

Compromisverbindingen:verbind twee railsecties van verschillende afmetingen, waarbij elke helft van de verbindingsstaaf op zijn eigen railprofiel wordt machinaal bewerkt.

Gejoggelde gewrichten:een verzonken gedeelte houdt het railkopoppervlak doorlopend voor een soepelere wieldoorgang.

Gelijmde geïsoleerde verbindingen:gebonden met lijm met hoge-sterkte voor extra stijfheid en duurzaamheid.

Uitzettingsvoegen:maken gecontroleerde thermische beweging mogelijk in lange rails op bruggen of in extreme temperatuurzones.

Specificatietabel verbindingstype

Gezamenlijk type	Belangrijkste specificatie/beschrijving
Standaard railverbinding (visplaat)	Profiel passend bij het railprofiel (bijv. UIC60, 136RE); lengte typisch 600 mm of 800 mm per zijde; 4 of 6 boutgaten per staaf
Geïsoleerde railverbinding (IRJ)	Stalen kern met composiet isolerende eindpalen/platen, of volledig epoxycomposiet; elektrische weerstand boven 10^8 ohm
Compromisrailverbinding	Verbindt twee verschillende railprofielen (bijv. UIC54 tot UIC60); elke zijde machinaal bewerkt tot het betreffende railgedeelte
Gejoggelde railverbinding	Het ingedrukte (gejogglede) gedeelte zorgt voor een doorlopend railkopoppervlak voor een soepelere wieldoorgang
Brugrailverbinding	Versterkt met een dikker lijf of een langere lengte voor locaties met hoge- spanningen, zoals het naderen van bruggen
Gelijmde geïsoleerde verbinding	Stalen staven die met lijm met hoge-sterkte aan composietisolatie zijn bevestigd voor verbeterde duurzaamheid
Gelaste railverbinding (CWR)	Flits-stomplas of thermietlas; laseigenschappen moeten gelijk zijn aan of groter zijn dan de moederrail
Dilatatievoeg (BRE-type)	Maakt gecontroleerde thermische uitzetting mogelijk in lange rails op bruggen of in extreme temperatuurzones

De functie van een railverbinding

Een railverbinding verbindt twee aangrenzende railuiteinden en zorgt zo voor een ononderbroken en stabiel spoor voor treinen. Het zorgt voor een nauwkeurige horizontale en verticale uitlijning, maakt thermische uitzetting en samentrekking mogelijk, ondersteunt de railuiteinden tegen de belasting van passerende wielen en verdeelt de druk over de verbinding zodat geen enkel onderdeel overbelast raakt. In signaleringsruimtes scheiden geïsoleerde railmoffen het spoor in detectieblokken, waardoor de voeg ook een elektrische functie heeft.

Gelast versus vastgeschroefd: welke te kiezen?

Gelast (CWR):soepelste rit, het minste onderhoud, minder schokbelastingen, voorkeur voor hoofdlijnen en hoge-snelheidslijnen; vereist een continue planning van gelaste rails, spanningsvrije-temperatuurregeling en uitzettingsvoorzieningen bij constructies.

Vastgeschroefd:eenvoudig te installeren en te onderhouden, maakt demontage en thermische verplaatsing mogelijk, standaard voor lightrail-, mijnbouw-, industriële, tijdelijke en erfsporen; heeft periodiek opnieuw aandraaien van de bouten en verbindingsonderhoud nodig.

Veelgestelde vragen

1. Waarom wordt ter plaatse thermietlassen gebruikt in plaats van flash-stomplas?

Flits-stomplas vereist zware machines en een lang, recht werkgebied. Daarom wordt het gebruikt in fabrieken en lastreinen. Thermietlassen is draagbaar - de mal, smeltkroes en materialen passen in een kleine trolley -, wat het praktisch maakt voor het dichten van de laatste gaten in een gelaste draad en voor reparatiewerkzaamheden in beperkte ruimte.

2. Hoe wordt de voegafstand ingesteld bij een geboute railverbinding?

De spleet wordt berekend op basis van de railtemperatuur bij montage, de raillengte en het plaatselijke temperatuurbereik, zodat de voeg bij hitte niet sluit en bij kou niet te ver opengaat. De visplaat en bouten houden de twee railuiteinden op de ontworpen opening.

3. Kan een gelaste rail gerepareerd worden met een boutverbinding?

Ja, tijdelijk. Een gejoggelde lasplaat of standaard verbindingsstaaf kan een gebroken of defecte las overbruggen totdat het gedeelte opnieuw- kan worden gelast, waardoor de lijn bij lagere snelheid open blijft onder de toepasselijke beperkingen.

4. Wat is de maximale lengte van een continu gelaste rail?

In de praktijk wordt CWR aangebracht in lange reeksen van enkele honderden meters tot enkele kilometers, gescheiden door uitzettingsvoorzieningen bij bruggen, tunnels en wissels. De beperkende factor is de thermische kracht die de spoorconstructie kan weerstaan ​​zonder te knikken.

5. Hebben lasverbindingen onderhoud nodig?

Lassen worden op een geplande basis geïnspecteerd met ultrasone tests en oppervlaktetests, en de rail rond de lasnaden wordt gecontroleerd op defecten, maar er is geen her-aanscherping of onderhoud van gaten zoals bij boutverbindingen, wat het belangrijkste onderhoudsvoordeel van CWR is.

6. Welk voegtype wordt er gebruikt bij spoorwissels?

Wissels gebruiken een combinatie: de wissel- en kruisrails worden verbonden met lasplaatverbindingen of lassen, afhankelijk van het railbevestigingssysteem, en geïsoleerde verbindingen worden geïnstalleerd op de plaats waar de wissel wordt aangesloten op spoor-circuitsecties. Compromisverbindingen kunnen worden gebruikt als het wisselrailgedeelte afwijkt van het hoofdlijngedeelte.