Schienenschrauben-Spike-Befestigungssystem

DerEisenbahnschraubenspitze(auch bekannt als Schienenschraube oder Tirefond) ist ein Stahlbefestigungselement mit Gewinde, das zur Befestigung von Schienen an Holzschwellen oder Betonschwelleneinsätzen durch spiralförmiges Gewindeeingreifen entwickelt wurde und im Vergleich zu Alternativen ohne Gewinde eine höhere Auszugsfestigkeit bietet. Hergestellt aus Stählen mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, einschließlich SAE1015 und den Sorten 35#, 45# und 40Mn2 mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, mit Eigenschaftsklassen von 4,6 bis 8,8, erreichen diese Spikes je nach Spezifikation eine Zugfestigkeit von 400–800 MPa.
Technische Spezifikationen:
| Standard | Umfang | Materialanforderungen | Schlüsseltests | Anwendung |
|---|---|---|---|---|
| ASTM A66-21 | Schraubspikes aus Stahl für Schienen, Ankerplatten, Schwellen | Elektro-Ofen oder basischer-Sauerstoffstahl; warm- oder kalt-geformte Köpfe/Gewinde | Zug- und Biegetests | Nordamerikanische Eisenbahnen |
| UIC864-1-Serie | Typen Ss5, Ss8, Ss25, Ss36 | Q235, 35#, 45#, 40Mn2, 20MnSi | Dimensions- und mechanische Überprüfung | Europäische Mainline-Anwendungen |
| AS 1085.18-2003 | Schraubspikes und Gewindeeinsätze | Schraubspikes aus Stahl für Holz- oder Betoneinsätze | Holzauszugsversuche-; Drehmomenttests; seitliche Belastungstests | Australische Eisenbahnen |
| NBR 8497 | Brasilianischer Standard für Schraubspikes | SAE1015-Kohlenstoffstahl | Chemisch, mikrostrukturell, zugfest, Härte | Brasilianische Eisenbahnen |

Installations- und Wartungsperspektive:
- Untersuchungen an brasilianischen Eisenbahnen haben ergeben, dass Schraubenspitzen häufig im Bereich des 2. Gewindegangs aufgrund der Spannungskonzentration bei erhöhten Achslasten versagen
- Computersimulationen bestätigen, dass die Gewindegeometrie hohe Spannungskonzentrationen erzeugt; Modifikationen am Gewindeprofil können die Lebensdauer verbessern, ohne die Stahlzusammensetzung zu verändern
- Fehler treten hauptsächlich in zwei Situationen auf: Überlastung während der Installation oder -Ermüdung im Betrieb nach Millionen von Ladezyklen-, wobei letzteres am häufigsten auftritt und schwerwiegend ist
Wartungs- und Betriebsperspektive
- Herausziehwiderstand-: 0,5- bis 1,0-mal höher als bei herkömmlichen Schienenspitzen, aber der Schubwiderstand (seitlich) ist 50 % geringer-ein grundlegender Kompromiss-, der eine sorgfältige Auswahl der Anwendung erfordert
- Empfohlen für Leitungen mit mittlerer bis hoher Belastung, häufig genutzte Industriegleise und Weichen, bei denen höhere Auszugskräfte erforderlich sind
- Aufgrund der umständlichen Demontage und der Schwierigkeit, die Schienenbreite einzustellen, werden Schraubspikes im Allgemeinen an Eisenbahnweichen und nicht an durchgehenden Hauptstrecken verwendet

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