Les systèmes de fixation de rails , également appelés attaches de rails, sont des composants qui relient les rails en acier et les traverses de chemin de fer. Ils jouent un rôle important pour assurer la stabilité et la fiabilité des voies. Actuellement, 90 % des fondations sous la voie de la voie principale du chemin de fer chinois sont constituées d’une structure en béton. Avec le développement des lignes dédiées aux passagers et du transport lourd, les exigences en matière de performances des attaches de rails ont été améliorées. Dans le même temps, les pays du monde entier utilisent différentes attaches de rail standard, telles que le Vossloh allemand , le Pandrol britannique , etc.
En tant que fournisseur professionnel de fixations ferroviaires, nous analyserons de manière exhaustive la situation actuelle du système de fixation des rails et les principaux problèmes, expliquerons les exigences de base du système de fixation des rails et présenterons les caractéristiques techniques des fixations des rails dans divers pays. Pour plus de commodité, nous le diviserons en deux parties pour présenter les fixations ferroviaires, y compris les normes chinoises et d’autres systèmes de fixation ferroviaire standard internationaux. Aujourd’hui, nous étudierons d’abord les fixations ferroviaires standard chinoises.
Le système de fixation des rails se compose principalement de clips de rail, de patins de rail , de selles , de crampons à vis , de goujons en plastique , d’épaulements de rail , etc. Le système de fixation des rails de la Chine comprend principalement les types I, II et III. Les fixations de type I et II sont boulonnées avec des épaulements. Lors de l’utilisation d’un système de fixation des rails, le système de fixation des rails de type I a de faibles réserves de résistance et de sécurité, une pression de boucle relativement insuffisante et des dommages aux clips de rail. Le système de fixation des rails de type I est remplacé par le type II. Le système de fixation des clips de rail de type II est désormais largement utilisé sur les lignes de chemin de fer. Les fixations de rail de type II ont été développées à partir des fixations de rail de type I, à l’exception du fait que les clips de rail ont été repensés avec de nouveaux matériaux et que les composants restants étaient communs aux fixations de rail de type I.
Le système de fixation de rail de type III est un système de fixation sans boulon et sans épaulement et est actuellement installé en grand nombre. Cependant, le système de fixation de rail de type III n’a pas la fonction de réglage de l’écartement du rail et de la hauteur de la surface du rail, et son utilisation est limitée. À l’heure actuelle, tous les types de traverses en béton doivent être posés dans la section à vitesse croissante. En raison des différents types de fixations, elles sont divisées en traverses III a et III b, les traverses en béton III sont équipées de fixations de rail de type II et les traverses en béton III b sont utilisées avec des fixations de rail de type III.
Sous la charge répétée du matériel roulant, la ligne de base sous le lit de voie en béton sera soumise à de forts impacts et vibrations. En raison de la rigidité élevée du lit de voie en béton, un moment de flexion de charge excessif endommagera la fondation sous le rail. Pour absorber et réduire les vibrations, un coussin élastique doit être placé entre le rail et la fondation. Le coussin élastique peut répartir raisonnablement l’énergie des vibrations d’impact sur les différentes fixations de la voie, et l’ état de fonctionnement des fixations de rail peut être amélioré. En même temps, la couche de coussin élastique peut conférer à la voie des propriétés d’isolation électrique.
La complexité et le caractère aléatoire de la relation roue-rail déterminent les exigences strictes de la structure de la voie. La structure de la voie est composée de rails en acier et de fondations sous-rail, et elles sont fixées par un système de fixation de rail. Par conséquent, les performances de chaque composant du système de fixation de rail sont étroitement liées à la structure de la voie. Les fixations de rail chinoises se concentrent sur la recherche de chaque composant, mais pas sur une structure entière. Par exemple, les fixations d’Allemagne, de France, de Grande-Bretagne et d’autres pays sont traitées comme un système, et les performances de chaque composant de la fixation de rail sont coordonnées et adaptées, pour s’adapter aux exigences dynamiques de la roue – rail.
La structure du système de fixation des rails doit répondre aux exigences de la dynamique roue-rail du point de vue des composants de la structure de la voie. Chaque composant des fixations de rail doit avoir une structure raisonnable et des dimensions précises. L’assemblage doit être compact et la force raisonnable. Prenons comme exemple la fixation de rail de type III actuellement conçue en Chine : la structure de la partie encastrée est épaisse, la section est abrupte, la contrainte est concentrée, la structure est déraisonnable et la qualité de fixation de la partie encastrée n’est pas fiable, ce qui affecte la qualité de l’assemblage. Les fixations de rail de la traverse en béton sont pré-enterrées par un manchon en plastique de rail. Les résultats montrent que la combinaison manchon en nylon et boulon de rail a de mauvaises performances.
Mauvaise qualité de fabrication du produit
La mauvaise qualité des produits est principalement due aux aspects suivants : tout d’abord, les normes techniques sont faibles, les idées de conception sont rétrogrades et la tolérance dimensionnelle est mauvaise .
Par exemple, la conception structurelle des fixations de rail de type III est déraisonnable, le matériau pré-encastré n’utilise pas la fonte ductile de la norme d’origine, et un grand nombre de fixations sont desserrées et la pression de la boucle est insuffisante. Deuxièmement, l’assemblage et la coopération ne peuvent pas répondre aux exigences d’utilisation, comme la méthode d’encastrement des pièces encastrées affectant la précision de l’assemblage. Troisièmement, l’approvisionnement est de mauvaise qualité et contrefait.
Différentes structures de voies utilisent des fixations de rail adaptées à leurs performances. Différents systèmes de fixation de rail doivent être utilisés pour la voie principale, la voie sur ballast et la voie sans ballast , la voie sur la chaussée et la voie sur le pont. Cependant, la variété des fixations de rail standard chinoises est unique et ne peut pas répondre aux besoins des différentes structures de voie.
Le système de fixation des rails est choisi par différents pays du monde en fonction des conditions nationales, des traditions et des situations réelles du chemin de fer, ils sont différents et formés. Nous avons déjà rédigé le système de fixation des rails standard chinois , aujourd’hui AGICO Rail va analyser le système de fixation des rails standard international.
La France a été l’un des premiers pays au monde à utiliser des attaches élastiques. Dans les années 1950, des attaches de rail de type RN ont été utilisées pour utiliser des clips de rail comme fixation de rail. Plus tard, avec le développement des chemins de fer à grande vitesse, des clips en forme de double arceau ont été utilisés comme fixation de rail. Il s’agit de l’attache Naplouse. Les attaches RN et les attaches Naplouse sont promues dans certains pays d’Afrique et d’Asie du Sud-Est. Le Japon est également un pays qui utilise des clips de rail comme fixation de rail.
Au début des années 1960, le Japon a introduit les fixations françaises RN, qui ont été promues et utilisées dans le Tokaido Le Shinkansen est appelé fixations de rail de type 102. Avec l’invention de la voie sur dalle, le Japon a développé des fixations droites de type 4, de type 5 et de type 8 pour les voies sur dalle, qui utilisent toutes des clips comme fixations pour les rails.
Lorsque le clip élastique pour rail est pressé, la propriété de flexion du matériau est principalement utilisée, le traitement est relativement simple et le coût est souvent faible. Cependant, comme le trou est traité pour répondre aux exigences de serrage des boulons, une concentration de contrainte est susceptible de se produire au niveau de la partie, et le moment de flexion maximal est précisément la partie maximale de l’affaiblissement de la section, de sorte que des dommages sont susceptibles de se produire, et la pression de boucle et l’élasticité de la fixation sont insuffisantes. Lorsque la fixation à clip élastique fonctionne, à la fois la propriété de déformation en flexion et la propriété de déformation en torsion du matériau sont utilisées, de sorte que l’élasticité est généralement meilleure et pratiquement aucune section n’est affaiblie, de sorte que l’efficacité d’utilisation du matériau est élevée. Les célèbres fixations Pandrol et Vosslo oh adoptent toutes des clips pour rail.
Pandrol britanniques sont les fixations de rail les plus célèbres et les plus influentes au monde. Elles sont utilisées dans des dizaines de pays et de régions. Toutes les lignes ferroviaires à grande vitesse en Belgique, en Espagne, en Italie, en Corée du Sud et aux États-Unis utilisent entièrement ou partiellement des fixations Pandrol . Les fixations Pandrol sont désormais également largement utilisées dans les lignes ferroviaires à grande vitesse au Japon et en France. Les fixations Pandrol sont des fixations sans épaulement et sans boulon, avec les avantages d’une pression de boucle élevée (pas moins de 11 kN ) et d’une bonne élasticité (déformation élastique pas moins de 12 mm), notamment en raison de l’élimination de l’épaulement en béton, éliminant ainsi la possibilité d’augmentation de l’écartement des rails causée par le glissement du rail sous l’action de la force latérale, de sorte que la capacité de maintenir l’écartement des rails est forte. De plus, le mode de boulonnage est éliminé, ce qui réduit la charge de travail de maintenance des fixations de rail. Les fixations de rail standard chinoises de type III sont similaires aux fixations Pandrol à clip électronique .
En raison de la faible plage de réglage de la hauteur et de l’écartement des rails des fixations e-clip, la plage d’utilisation est affectée. Pour répondre à ces deux problèmes, Pandrol a développé les fixations Fast clip basées sur les avantages des fixations e-clip.
Les attaches à clip rapide sont toujours des attaches sans épaulement, sans boulon et nécessitant moins d’entretien. Les attaches rapides se composent d’une plaque d’attache inférieure, de boulons et de manchons de rail, d’un bloc de jauge, d’un tampon de rail et d’attaches de rail. La plaque inférieure est fixée sur la traverse de chemin de fer par un manchon de rail intégré dans la traverse et des boulons de rail correspondants, et la surface supérieure de la plaque inférieure est une structure pour la fixation des attaches à clip élastique et est un système de fixation autobloquant. Tant que l’attache de rail est installée en place sur la plaque inférieure, la pression de boucle conçue est atteinte. L’attache élastique est similaire à la forme ω, et la pression de l’attache élastique unique est de 12,5 kN , qui est installée perpendiculairement à la direction du rail et difficile à tomber. Le manchon en plastique du rail est une bague composite « plastique/métal » conçue, qui est intégrée dans la traverse et est utilisée pour visser l’attache du boulon d’ancrage avec la traverse.
