Quanti passaggi del treno possono sopportare?

So che la gomma delle gomme di auto e camion si consuma e il cemento della strada si consuma. Mi chiedevo:

Mentre l'acciaio è duro ed elastico, provoca ancora attrito (interazione tra molecole) e quindi abrasione.

Supponiamo di avere in media 20-30 carri a quattro assi con un carico completo di 50-60 tonnellate su ciascun carro e un veicolo di trazione. Quanti passaggi del treno può sopportare una ferrovia prima di essere sostituita? Qual è il periodo di tempo equivalente in cui questo numero di passaggi viene raggiunto in media?

— Thorsten S.
fonte

Sospetto che il basamento si consumi molto più velocemente dell'acciaio. Stai chiedendo specificamente dell'acciaio o di qualsiasi componente della pista?

— Air

Solo le piste d'acciaio

— Thorsten S.

@Air - l'usura del fondo dipende anche dal fatto che siano installate legami in legno, composito, acciaio o cemento - le fascette in legno o composito sono vulnerabili al taglio delle lastre e ad altri comportamenti simili che portano allo sviluppo precoce di calibro largo, mentre l'acciaio e concreto non farlo

— ThreePhaseEel

Questa è certamente una risposta nordamericana.

MGT

Negli Stati Uniti, la quantità di traffico che attraversa una determinata traccia in un anno viene misurata in milioni di tonnellate lorde (MGT), ad esempio 1 MGT = 2 000 000 000 lbs [spazi anziché virgole per essere rispettosi del mondo]. Questa è una misura del peso totale di merci e veicoli ma non necessariamente il numero di singoli treni.

Rail Life

La vita di un tipico binario ferroviario è compresa tra 1300 MGT e 380 MGT a seconda che si tratti di un binario rettilineo (tangente) o in una curva. C'è più attrito in una curva. Inoltre, il binario sul lato inferiore di una curva sopraelevata si consuma più velocemente del binario sul lato alto.

Attrito

A causa di questa grande differenza nella vita della rotaia, le aree che presentano molte curve utilizzano macchine che aggiungono lubrificazione alla rotaia . Questa lubrificazione viene applicata dopo il passaggio delle locomotive in modo che la loro capacità di trazione non venga ridotta. Di seguito alcune foto di queste macchine :

Macchina LB Foster

Lubrificazione LB Foster Rail

Numero di treni

Negli Stati Uniti, i treni più grandi / pesanti trasportano una sola merce. Un tipico esempio di ciò è un cosiddetto "treno di unità di carbone". Questo è un treno da 100 auto caricato con carbone dove ogni auto pesa 286.000 libbre. Supponendo una media di 500 MGT di vita:

Numero di treni = \frac{500 * 1 e 6}{(100 * \frac{286, 000}{2000})} \approx 35000 treni

$\text{Number of Trains} = \frac{500*1e6}{(100*\frac{286,000}{2000})} \approx 35 000 \text{ trains}$

Una linea ad alta capacità potrebbe avere 25 treni al giorno su un binario, quindi la durata in anni sarebbe:

\frac{35000}{25 * 365} \approx 4 anni

$\frac{35000}{25*365} \approx 4 \text{ years}$

— hazzey
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Wow. Se prendiamo il valore più piccolo (1 tonnellata lorda = 1,016 tonnellate) e stimiamo che un treno con il peso di 25 vagoni passa ogni ora sul binario allora abbiamo (380 * 1016 * 1000) / (25 * 60 * 24 * 365 ) = 30 anni di uso continuato. Con il valore maggiore abbiamo una durata stimata di 100 anni!

— Thorsten S.

@ThorstenS. Sì, avrei aggiunto quel calcolo alla risposta, ma i numeri sembravano davvero alti! Lo guarderò di più e aggiungerò quei numeri.

— hazzey

@hazzey: sono i numeri che hai citato per la pista saldata continua o la pista di stile precedente che presentava spazi di dilatazione termica tra i segmenti della rotaia? La pista saldata continua offre meno attrito, una guida più fluida, subisce meno danni a causa della sua superficie uniforme, rispetto alla pista di vecchio stile ed è meno dannosa per le ruote dei treni.

— Fred

@Fred Quei numeri di vita dovrebbero essere per binario a saldatura continua (CWR).

— hazzey

Sicuramente un milione di tonnellate lorde è di 2 240 libbre x 1 000 = 2 240 000 000 libbre. O il significato previsto è "Milioni di tonnellate lorde"?

— David42,