Hva endres på-Høyhastighetsbane
Over ca. 250 km/t domineres hjul-skinneinteraksjonen av høyfrekvente vibrasjoner og av presisjonen til skinnestøtten. En pad som fungerer på en 100 km/t-linje er for myk eller for variabel for høyhastighets-service. Kravene skjerpes på fem akser: vibrasjons- og støydemping, side- og langsgående stabilitet, -bæreevne, holdbarhet og elektrisk isolasjon. På ballastfri bane er puten også det eneste elastiske elementet i støtten, så stivheten og tykkelsen definerer den vertikale oppførselen til hele platesystemet.
De fem ytelseskravene
Vibrasjons- og støydemping: putematerialet må ha høy elastisitet og tåle skjær- og bøydeformasjon slik at støtet fra hver hjulpassering absorberes i stedet for å overføres til platen og strukturen.
Stabilitet: puten skal holde skinnen mot side- og langsgående bevegelse i hastighet, noe som oppnås gjennom spesifisert stivhet og putens passform i festesystemet, ikke ved ekstra friksjon alene.
Bæreevne-: Puten må fordele høye akselbelastninger og motstå kompresjon uten overdreven permanent deformasjon over levetiden.
Holdbarhet: puten må motstå slitasje, ekstreme temperaturer, fuktighet, UV og aldring; på høyhastighetslinjer er aksepten vanligvis definert av et minimum antall belastningssykluser og en maksimal stivhetsendring etter aldringstester.
Elektrisk isolasjon: puten skal holde skinnen isolert fra svillen og platen slik at sporkretser og signalering ikke forstyrres.
Materiale- og dimensjonskrav
Putematerialene for høy-hastighetsservice er høy-gummi, polyuretan og lignende forbindelser med kontrollert statisk og dynamisk stivhet. Dimensjonstoleransene er en del av spesifikasjonen: putetykkelsesavviket og flatheten må holde seg innenfor båndet som er satt av festesystemtegningen, fordi skinnenivået på plateskinne er satt av puten like mye som av skiven. Puten må også matche skinnefotgeometrien nøyaktig; en pute som er for liten konsentrerer belastningen i kanten, og en som er for stor blir klemt av skulderen og mister sin elastiske funksjon.
Putetykkelse etter linjetype
| Linjetype | Typisk putetykkelse |
|---|---|
| Standard passasjer og gods | 6-7 mm |
| Høyhastighetstog | 8-12 mm |
| Tunge-trekklinjer | 12-20 mm |
| Byens metrolinjer | 6-10 mm |
Trenden til tykkere pads på høy-hastighet og tunge-strekninger er ikke vilkårlig: tykkere elastiske lag senker sporstivheten og reduserer den dynamiske belastningen ved hjul-skinnekontakten, på bekostning av mer skinneforskyvning under belastning. Den valgte tykkelsen er derfor alltid et kompromiss satt av festesystemets design, og endring av putetykkelsen på et eksisterende system endrer den effektive stivheten til skinnen.
Hvorfor jernbaneputer er uunnværlige
Vibrasjon og støyreduksjon: Pads absorberer de dynamiske kreftene og høyfrekvente vibrasjonene fra passerende tog, noe som gir roligere drift og mindre belastning på tilstøtende strukturer.
Lastfordeling: Klosser sprer hjullasten over et større område av svillen eller platen, og beskytter betongen og ballasten under mot knusing og tretthet.
Infrastrukturens levetid: Ved å redusere slitasje og tretthet forlenger pads levetiden til skinner, fester, sviller og sporbunnen, og reduserer vedlikeholdskostnadene for hele-livet.
Komfort og sikkerhet: mindre vibrasjoner betyr en jevnere kjøring, og en pute med riktig stivhet holder skinnegeometrien stabil i hastighet, noe som er en sikkerhetsegenskap like mye som en komfort.
Vanlige misoppfatninger
Det antas ofte at puten må være så myk som mulig for å maksimere komforten. I praksis lar en over-myk pute skinnen bevege seg for mye vertikalt, noe som skader skinnestøtten og kan destabilisere geometrien ved høy hastighet; den riktige puten er stiv nok til å holde skinnen og myk nok til å dempe støtet. En annen misforståelse er at putetykkelsen kan økes fritt for å redusere vibrasjoner; tykkelsen er knyttet til festesystemets design, og en vilkårlig endring endrer tåbelastningen og sporstivheten. Til slutt blir puter noen ganger behandlet som utskiftbare på tvers av systemer; en pute designet for ett festesystem vil ikke sitte riktig i et annet, og kravet til elektrisk isolasjon er en del av spesifikasjonen, ikke et alternativ.
Ofte stilte spørsmål
Spørsmål: Hvilken tykkelse på skinneputen brukes på-høyhastighetslinjer?A: Vanligvis 8-12 mm, og den nøyaktige verdien er satt av festesystemets design; på ballastfri bane er puten det elastiske hovedelementet, så tykkelsen styrer banestivheten direkte.
Spørsmål: Hvorfor kreves det elektrisk isolasjon for skinneputer?A: For å beskytte signalsystemet. Puten isolerer skinnen fra svillen og platen slik at sporkretser registrerer tog riktig og strøstrømmer ikke korroderer skinnen eller utstyret.
Spørsmål: Hvilket materiale er best for-high-speed rail pads?A: Høy-gummi- og polyuretanblandinger med kontrollert dynamisk stivhet; valget gjøres av festesystemspesifikasjonen, klimaet og den nødvendige aldringsytelsen.
Spørsmål: Kan en standard-linjeblokk brukes på en-høyhastighetslinje?A: Nei. Kravene til stivhet, toleranse og aldring er forskjellige, og en pute som ikke er kvalifisert for høy-hastighetsservice vil ikke holde geometrien eller isolasjonen over levetiden.
Spørsmål: Hvordan verifiseres putens ytelse før installasjon?A: Ved statiske og dynamiske stivhetstester, dimensjonal inspeksjon, måling av isolasjonsmotstand og aldringstester, alt mot festesystemstandarden; padsertifikatet skal angi hver av disse verdiene.