Yüksek Hızlı Demiryolu Hatlarında Neden Genleşme Derzleri Bulunmaz?

Yüksek hızlı trenler saatte 250 kilometreden fazla hızla seyrettiğinde, demiryolu raylarının stabilitesi ve son derece pürüzsüz olması en önemli önceliklerdir. Genleşme derzleri, tren tekerlekleri ile çelik raylar arasında sürekli darbelere neden olur. Bu durum sadece yolcuların seyahat konforunu azaltmakla kalmaz, aynı zamanda trenlerin çalışma hızlarını da sınırlar, ray başları ve tekerleklerdeki aşınmayı artırır (özellikle tekerlekler çok ciddi hasara uğrar) ve tekerleklerin hizmet ömrünü kısaltır. Bu dezavantajları gidermek için ray derzlerini ortadan kaldırmak en uygun çözümdür; bu nedenle çoğu yüksek hızlı demiryolu sistemi sürekli kaynaklı ray (CWR) hatları.

Çelik raylar yüksek sıcaklıklarda genleşir ve uygun önlemler alınmazsa bükülebilir ve deforme olabilir.

Termal Genleşme ve Büzülmeyi Telafi Etme Yöntemi: Rayların Ön Gerilmesi

Ön germe teknolojisi, demiryolu raylarındaki termal deformasyonu önlemek için kullanılan modern bir yeniliktir. Çelik raylara ön gerilim uygulanmasıyla, sıcaklık dalgalanmalarının neden olduğu boyutsal değişiklikler tamamen telafi edilir ve bu sayede ultra uzun rayların genleşme derzleri olmadan çalışması sağlanır. Bu tür derzsiz ray hatları, ön gerilimli gerilmiş ray hatları olarak da bilinir.

Ön germe teknolojisi sadece yüksek hızlı trenlere özgü değildir. Örneğin, askılı köprülerdeki askı kabloları da, termal genleşme ve büzülmenin yol açtığı gerilim dalgalanmalarını dengelemek amacıyla ön germe işlemine tabi tutulur.

Rayları, bağlantı elemanları ve kayma önleyici tertibatlar yardımıyla traverslere sabitleyin

Sıcaklık değişimlerinin neden olduğu çelik rayların serbest genleşme ve büzülmesini sınırlamak amacıyla, ray bağlantı elemanları ve kayma önleyici tertibatlar rayları traverslere sıkıca sabitler. Bu durum, rayların içinde iç termal gerilime yol açar; bu gerilim, soğuk havalarda çekme kuvveti ve sıcak havalarda basınç kuvveti şeklinde ortaya çıkar ve topluca “sıcaklık kuvveti” olarak adlandırılır.

Sürekli kaynaklı raylarda termal gerilimin büyüklüğü, ray sıcaklığındaki değişikliklerle doğrudan ilişkilidir. Bu nedenle, ray kilitlemesi için belirli bir sabit ray sıcaklığı belirlenir. İnşaat ekipleri genellikle, ortalama sıcaklıkların yerel yıllık maksimum ve minimum değerler arasında olduğu mevsimlerde rayları kilitler. Bu, iç termal gerilimi en aza indirerek iki kritik güvenlik tehlikesini önler: dondurucu soğuk kışlarda aşırı gerilimden kaynaklanan ray kırılması ve kavurucu sıcak yazlarda aşırı sıkıştırmadan kaynaklanan ray bükülmesi veya ray yerinden kayması; her ikisi de tren işletme güvenliği için ciddi tehditler oluşturmaktadır.

Demiryolu Genleşme Derz Düzenleyicileri: Termal Yer Değişiminin Ayarlanmasına Yönelik Özel Cihazlar

Demiryolu genleşme derz regülatörleri, özel ayar bileşenleri olarak işlev görür. Temel işlevleri, uzun çelik rayların termal deformasyonu ile uzun açıklıklı köprülerin kiriş uçlarındaki genleşme/büzülme arasındaki yer değiştirme farklılıklarını dengelemektir. Bu cihazlar, köprülerdeki rayların termal deformasyonunu otomatik olarak telafi eder, raylar ve köprü alt yapıları üzerindeki yükleri azaltır ve ray hatlarının ve köprü temellerinin yapısal bütünlüğünü korur.

Demiryolu Genleşme Derz Regülatörlerinin Sınıflandırılması

Demiryolu genleşme derz regülatörleri dört temel standart altında sınıflandırılır:

Hızına göre: İki tür vardır; bunlardan ilki, 250 km/h hızındaki yüksek hızlı demiryollarında (yolcu ve yük taşımacılığının bir arada yapıldığı) balastlı hatlar için kullanılan düzenleyiciler, ikincisi ise 350 km/h hızındaki yüksek hızlı demiryollarında balastsız hatlar için kullanılan düzenleyicilerdir.
Genişleme yönüne göre: Tek yönlü regülatörler ve çift yönlü regülatörler.
Ray altı temel tipi: Balastlı hatlar için düzenleyiciler ve balastsız hatlar için düzenleyiciler.
Anahtar rayları ve stok raylarının düzlemsel şekillerine göre: Doğrusal, kesikli ve kavisli tipler.

Demiryolu Genleşme Derz Regülatörlerinin Temel Yapısal Bileşenleri

Balastsız hatlarda yaygın olarak kullanılan tek yönlü ray genleşme derz regülatörünü ele alırsak, Çin’in yüksek hızlı demiryolları Örnek olarak, temel bileşenler arasında ana raylar, makas rayları, sabitleme sistemleri, traversler veya ray plakaları ve ray kaldırma cihazları yer alır. Makas rayının çalışma kenarı, ray aralığının tutarlı bir şekilde hizalanmasını sağlar. Sistemdeki temel çalışma prensibi, makas rayları sabit konumda kalırken ana rayların serbestçe genleşmesine dayanır.

Çin’de Demiryolu Genleşme Derz Düzenleyicilerinin Kullanımı

Çin, 1960’larda kesilmiş ray kullanılarak üretilen kavisli ray genleşme derz regülatörlerinin geniş çaplı kullanımına başladı; bu regülatörler, Wuhan Yangtze Nehri Köprüsü ve Jinan Sarı Nehir Köprüsü gibi önemli köprülere monte edildi.

Çin’deki ilk yüksek hızlı demiryolu projeleri ithal edildi Alman BWG demiryolu genleşme derz regülatörleri, ; bunlar, Pekin-Şanghay Yüksek Hızlı Demiryolu hattındaki Sarı Nehir Ekstra Büyük Köprüsü ve Pekin-Guangzhou Yüksek Hızlı Demiryolu hattındaki Sarı Nehir Ekstra Büyük Köprüsü gibi önemli yapılar üzerinde kullanıldı. Bu regülatörler, Qinhuangdao-Shenyang Yolcu Demiryolu ve Zhengzhou-Xi’an Yolcu Demiryolu dahil olmak üzere yolcu taşımacılığına ayrılmış hatlarda da yaygın olarak kullanılmaktadır.