So sánh giữa các loại thanh tà vẹt đường sắt
Tà vẹt là một trong những nền tảng quan trọng của đường ray xe lửa. Nó được sử dụng để chịu trọng lượng của đoàn tàu và truyền xuống nền đường ray. Bài báo này phân loại tà vẹt theo vật liệu, mô tả đặc điểm hiệu suất của chúng và tập trung vào nghiên cứu và phân tích việc sử dụng một số tà vẹt composite đã xuất hiện trong những năm gần đây.
Tà vẹt gỗ là loại tà vẹt đường sắt đầu tiên được sử dụng trên đường sắt, đặc biệt là tà vẹt thông, được sử dụng phổ biến hơn và sau đó là tà vẹt bê tông. Tuy nhiên, trên cầu thép đường sắt, do tà vẹt bê tông có độ đàn hồi kém nên không thể sử dụng được, và chỉ có thể sử dụng tà vẹt gỗ. Mặc dù tà vẹt gỗ có độ đàn hồi tốt, nhưng tuổi thọ ngắn và phải thay thế thường xuyên. Do đó, cần phải nghiên cứu một loại tà vẹt mới – tà vẹt composite cho cầu thép. Trong những năm gần đây, một số tà vẹt composite đã được nghiên cứu và sản xuất bằng các công nghệ và quy trình mới trong và ngoài nước. Những tà vẹt composite này bao gồm tà vẹt tổng hợp FFU, tà vẹt đàn hồi composite polyurethane, tà vẹt composite cao su tái chế phủ nguyên khối, tà vẹt đàn hồi cao su composite, v.v. Bài báo này so sánh hiệu suất của tà vẹt gỗ, tà vẹt bê tông và một số tà vẹt composite.
So sánh hiệu quả sử dụng
Tà vẹt gỗ
Ưu điểm hiệu suất của tà vẹt gỗ bao gồm trọng lượng nhẹ, độ đàn hồi tốt, hiệu suất cách nhiệt tốt, sản xuất đơn giản, vận chuyển và bảo trì thuận tiện, v.v. Nhưng có nhược điểm là tuổi thọ ngắn, thay thế thường xuyên, tiêu thụ nhiều gỗ và Một lượng lớn nguồn nhân lực và tài chính và nguồn vật liệu tiêu thụ cho mỗi lần thay thế. Hình học quỹ đạo cũng không dễ bảo trì và những thiếu sót khác.
Tà vẹt bê tông
Ưu điểm về hiệu suất của tà vẹt bê tông bao gồm ít bị ảnh hưởng bởi khí hậu hoặc sự mục nát, kích thước được bảo hành, độ đàn hồi đồng đều, độ ổn định tốt, tuổi thọ cao, ít thời gian bảo trì và sửa chữa, chi phí thấp. Ngoài ra, khả năng chống chịu nền đường ray cao hơn của tà vẹt bê tông rất có lợi để cải thiện độ ổn định ngang của đường ray liền mạch; tuy nhiên, nhược điểm của nó bao gồm trọng lượng nặng, độ đàn hồi kém và hiệu suất cách nhiệt. Cần có lớp cách nhiệt đệm ở phần dưới của ray và các bộ phận nối ray phức tạp. Khó thay thế hơn.
Tấm lót tổng hợp FFU
Tấm lót tổng hợp FFU, được gọi là bọt polyurethane gia cường sợi thủy tinh dài. Một sợi thủy tinh dài và nhựa polyurethane cứng được sử dụng làm thành phần chính, và một tấm đúc nén và liên kết với tấm lót tổng hợp. So với các vật liệu khác, vật liệu này có khả năng chống ăn mòn cao, chống mỏi, cách điện, tuổi thọ cao, lên đến 50 năm, tần suất thay thế thấp và có thể giảm chi phí chu kỳ. Và tấm lót tổng hợp FFU có trọng lượng nhẹ, trọng lượng của nó chỉ bằng 1/3 so với tấm lót bê tông và chất thải của nó có thể được tái chế sau khi bị nghiền nát và nén áp suất để tạo ra một sản phẩm tái chế mới.
Tấm lót đàn hồi tổng hợp polyurethane
Tấm lót đàn hồi tổng hợp polyurethane, cấu trúc được chia thành lõi bên trong và lớp ngoại vi. Lõi bên trong được làm bằng lõi bê tông chắc chắn như FRP nguyên hạt, và thanh thép FRP được làm bằng sợi hiệu suất cao như sợi thủy tinh, có ưu điểm là nhẹ, độ bền cao, chống mỏi, chống ăn mòn, v.v. Lõi bê tông ứng suất trước có đặc điểm là độ bền cao, độ dẻo cao, chống ăn mòn tốt, cách nhiệt tốt và tuổi thọ cao. Lớp ngoại vi được làm bằng vật liệu như bọt nhựa polyurethane gia cường sợi thủy tinh dài và các sợi thủy tinh dài được phân bố đồng đều theo hình dạng monofilament và bọt duy trì các bong bóng hoàn toàn độc lập. Lớp ngoại vi có đặc điểm là độ bền cao, độ đàn hồi tốt, cách nhiệt và chống ăn mòn. Thanh tà vẹt composite có hiệu suất hấp thụ sốc và giảm tiếng ồn tốt, chống ăn mòn, cách nhiệt tốt và tuổi thọ hơn 50 năm.
Thanh tà vẹt composite cao su tái chế có phủ
Thanh tà vẹt composite cao su tái chế có phủ, cấu trúc cũng bao gồm lõi bên trong và lớp bên ngoài, sau đó được đúc liền khối bằng thiết bị đặc biệt.
Cấu trúc lõi bên trong của tà vẹt composite được chia thành cấu trúc lõi bên trong rãnh chữ W và cấu trúc lõi gỗ. Cấu trúc lõi bên trong rãnh chữ W bao gồm rãnh hình chữ W, khối đinh cố định và bê tông. Lõi bên trong của rãnh hình chữ W được ép từ tấm thép để chịu tải trọng dẫn. Khối cố định được làm bằng vật liệu composite, được lắp trên bộ phận chịu lực để tạo điều kiện thuận lợi cho việc lắp đặt hệ thống chốt và tăng độ đàn hồi của tà vẹt. Đổ vật liệu bê tông vào phần rãnh dự phòng để tăng khả năng chịu lực và tăng độ ổn định.
Cấu trúc lõi gỗ được chia thành loại sửa chữa tà vẹt gỗ cũ, loại tà vẹt gỗ mới và loại hỗn hợp bột gỗ.
- Loại sửa chữa tà vẹt gỗ cũ sửa chữa tà vẹt gỗ cũ và tà vẹt gỗ cũ được phủ bằng thiết bị đặc biệt để làm mới, do đó kéo dài tuổi thọ của tà vẹt;
- Loại tà vẹt gỗ mới xử lý gỗ thành lõi bên trong nhất định theo nhu cầu và thực hiện xử lý lớp phủ bên ngoài trực tiếp, cố gắng tránh các khuyết điểm của tà vẹt gỗ truyền thống, chẳng hạn như khả năng thối rữa và nứt, kéo dài tuổi thọ và gỗ không còn cần phải xử lý bằng phương pháp khử trùng, do đó loại bỏ ô nhiễm môi trường của chất bảo quản và gây hại cho cơ thể con người;
- Loại composite bột gỗ thu được bằng cách trộn chất thải gỗ, bột gỗ và các vật liệu composite polyme khác để tạo thành lõi bên trong, sau đó phủ gỗ để đạt được mục đích tiết kiệm gỗ. Lớp ngoại vi được làm bằng vật liệu composite cao su polyme tái chế bằng quy trình đặc biệt như lốp xe thải và nhựa thải. Sau khi lõi bên trong của tà vẹt được đưa vào thiết bị đặc biệt bằng máy kéo, vật liệu composite được phủ liên tục và tự động trên bề mặt lõi bên trong và lớp phủ tà vẹt được hình thành cùng một lúc mà không có mối nối ở giữa, cải thiện đáng kể độ tin cậy và tuổi thọ, giảm chi phí sản xuất và chi phí bảo trì.
Vật liệu composite cao su-nhựa tái chế có độ đàn hồi cao của cao su và độ bền cao của nhựa, do đó lớp ngoài của nó có ưu điểm là độ đàn hồi tốt và độ bền nén cao, để đối phó với tác động động của bánh xe lửa và đường ray trong vận tải đường sắt; đồng thời, nó có thể hấp thụ tiếng ồn. giảm rung động và làm cho cấu trúc đường ray ổn định hơn.
Tà vẹt cao su tổng hợp đàn hồi đường sắt
Tà vẹt cao su tổng hợp đàn hồi đường sắt được làm như thế nào? kết hợp nhựa thải, sơn thải và bột cao su tái chế làm từ lốp xe thải để hóa dẻo và pha trộn, sau đó đùn ra vật liệu mới – vật liệu composite cao su-nhựa tái chế. Tính chất của vật liệu gần giống với gỗ, nhưng độ bền, độ đàn hồi, khả năng chống ăn mòn và hiệu suất xử lý cao hơn gỗ. So với tà vẹt gỗ và tà vẹt bê tông hiện có, tà vẹt tổng hợp có khả năng cách nhiệt, hấp thụ sốc và giảm tiếng ồn tốt, chi phí lắp đặt và bảo trì thấp, tuổi thọ cao và hiệu suất chi phí toàn diện cao.
Phân tích chi phí và ứng dụng
- Nguyên liệu thô của tà vẹt gỗ chủ yếu là gỗ thông và các vật liệu khác có chất lượng tốt. Giá của một tà vẹt gỗ khoảng 230-270 nhân dân tệ, nhưng tà vẹt gỗ có tuổi thọ ngắn và phải thay thế thường xuyên. Do thiếu tài nguyên gỗ và tiêu thụ lớn nên việc ứng dụng rộng rãi tà vẹt gỗ đã trở thành dĩ vãng.
- Thành phần chính của tà vẹt bê tông là xi măng. Chi phí sản xuất thấp. Giá của một tà vẹt bê tông là khoảng 75-90 nhân dân tệ. Có nhiều nguồn vật liệu tà vẹt bê tông. Với sự phát triển và ứng dụng tương đối nhanh chóng, hiện nay, đường sắt Trung Quốc về cơ bản áp dụng tà vẹt bê tông.
- Tà vẹt tổng hợp FFU được sử dụng rộng rãi ở Nhật Bản, nhưng chi phí cao. Giá của một tà vẹt tổng hợp FFU được tính toán là hơn 2.500 nhân dân tệ. Tà vẹt composite được nghiên cứu thử nghiệm tại Trung Quốc. Nó có dây chuyền sản xuất tại Thượng Hải, nhưng nó không được sử dụng trên đường sắt Trung Quốc. Giống như tà vẹt tổng hợp FFU, chi phí của đàn hồi tổng hợp Polyurethane cao và chúng vẫn chưa được sử dụng trên đường sắt Trung Quốc. Toàn bộ tà vẹt composite cao su tái chế có nhiều quy trình sản xuất và chi phí cao. Nó đã được phát triển và sản xuất tại Thanh Đảo, Trung Quốc và đã được xuất khẩu sang Hoa Kỳ, Ấn Độ, Chile và các quốc gia khác, nhưng chưa được sử dụng trên đường sắt Trung Quốc; Tà vẹt đàn hồi đường sắt cao su tổng hợp có chi phí thấp, nhưng quy trình phức tạp hơn, được sử dụng rộng rãi trên đường sắt hạng nhất và đường sắt cự ly ngắn của Hoa Kỳ. Các sản phẩm đã được sử dụng trong các dự án xây dựng đường sắt ở Úc, Ấn Độ, Thái Lan và các quốc gia khác, nhưng chưa được sử dụng trên đường sắt Trung Quốc.
Thanh tà vẹt là một bộ phận quan trọng của đường sắt. Ở Trung Quốc, thanh tà vẹt đường sắt chủ yếu được tạo thành từ thanh tà vẹt bê tông, còn thanh tà vẹt gỗ được sử dụng trên cầu thép. Do thiếu tài nguyên gỗ và tuổi thọ của thanh tà vẹt gỗ ngắn nên cần phải nghiên cứu thanh tà vẹt composite trên cầu thép, so với thanh tà vẹt gỗ. Thanh tà vẹt bê tông và thanh tà vẹt composite đáp ứng các yêu cầu phát triển xây dựng đường sắt về hiệu suất và khả năng tái chế. Chúng sẽ mang lại cả lợi nhuận kinh tế khổng lồ và lợi ích sâu rộng về môi trường.
Với sự phát triển của khoa học công nghệ, áp dụng vật liệu mới, quy trình mới và công nghệ mới, nghiên cứu và ứng dụng thanh tà vẹt composite sẽ ngày càng mở rộng và chắc chắn sẽ trở thành hướng phát triển của thanh tà vẹt chuyên dùng đường sắt.
Thông tin chi tiết về sản phẩm , vui lòng liên hệ E-mail : anvinh@anvinhnewtech.com
