Varför järnvägar inte behöver expansionsfogar

Innehållsförteckning:

1. Introduktion
2. Historien om ljudet av tåg
3. Ljudet av tåg och dess orsaker
4. Lösningar på ljudproblemet
5. Thermite-svetsning för att eliminera knäppande ljud
6. Fördelar och nackdelar med kontinuerligt svetsad räls
7. Restriktioner för svetsad räls
8. Styrning av termisk expansion och deformation
9. Buckling och hantering av kompression
10. Användning av expansionsskarvar och isolerade plattor

👂 Historien om tågens ljud: Varför vi inte längre hör "clickety-clack"

Tänker du på tåg ljud? Vad tänker du på? Förmodligen är det det typiska "clickety-clack" ljudet som vi alla förknippar med tåg som rullar över rälsen. Men faktum är att de flesta tåg inte längre gör detta ljud. Eller rättare sagt, de flesta rälsar gör inte detta ljud längre. Tåg är fortfarande ganska "clickety-clacky", men inte lika mycket som förr i tiden. Och här är varför: de rytmiska klick-och-clack-ljuden kom från skarvar på rälsen. Dessa skarvar var en lösning på ett transportproblem: man kan bara rulla ut en längd av räls innan det blir svårt att flytta dem runt. Det är lättare att ha korta segment av räls som kan bultas ihop på plats. Men det var också en lösning på ett termiskt problem. Om du har hört talas om expansionsskarvar känner du till idén om en glipa i en trottoar eller balkongräcke eller brodäck eller byggnad som ger strukturen utrymme att utvidga eller dra ihop sig beroende på temperaturförändringar. Jag gjorde faktiskt en video om det här ämnet för några år sedan. Skarvarna på järnvägarna var övergångar som fiskplattor, men med en glipa så att på varma dagar kan rälsen få plats att växa. Men leta efter en skarv på en modern järnväg, och du kan ha svårt att hitta en. Vi är mitt i en djupdykning i järnvägsbyggande, så glöm inte att kolla in de andra videorna efter den här. Mycket av den nya rälsen som används idag använder kontinuerligt svetsad räls eller CWR som eliminerar de flesta skarvarna. Stora strukturer som utsätts för temperaturförändringar vilka inte tar hänsyn till termisk expansion och sammandragning kan stöta på allvarliga problem eller till och med misslyckas. Så hur lyckas moderna järnvägar komma undan detta? Jag har några demonstrationer att visa dig.

🔍 Kontinuerligt svetsad räls: Lösningen för att eliminera ljud och underhåll

Så vad är hemligheten bakom att eliminera knäppande ljud och minimera underhållskostnader för moderna järnvägar? Svaret ligger i kontinuerligt svetsad räls (CWR). Istället för att använda skarvar mellan rälssektioner används en svets för att förena rälsbitarna till en enda, obruten räls. Dessa svetsade rälsar är betydligt tystare eftersom det inte finns några skarvar som låter hjulen klacka över. Men tro inte att dessa rälsar är immuna mot termisk expansion och sammandragning. Precis som alla material underkastas rälsen termiska förändringar som leder till expansion och sammandragning. Rälsen behöver fortfarande utrymme att växa och dra sig samman för att förhindra att den deformeras eller spricker. Av den anledningen byggs kontinuerligt svetsad räls med en viss mängd spelrum i rälsen för att hantera termiska förändringar. Detta spelrum beror på rälsens längd och temperaturvariationer. Ju längre rälsen är, desto mer utrymme behöver den för att expandera och sammandras. På liknande sätt, om temperaturen är hög, kommer rälsen att behöva mer utrymme att expandera än om temperaturen är låg. Att hantera termisk expansion och sammandragning är en viktig del av att bygga och underhålla järnvägar.