Investigation of Tie Plate Icing/Ice Jacking

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Tie plate icing
Ice jacking
Cold weather
Cold climates
Operational safety
Monitoring methods
Safety risks
Railway infrastructure
Remedial actions
creativework.keywords - fr
Givrage des selles
Soulèvement causé par la glace
Temps froid
Sécurité ferroviaire
Climats froids
Sécurité d’exploitation
Méthodes de surveillance
Risques pour la sécurité
Infrastructure ferroviaire
Mesures correctives
dc.contributor.author
Yin Gao
dc.date.accessioned
2025-03-24T22:42:11Z
dc.date.available
2025-03-24T22:42:11Z
dc.date.issued
2022-10-24
dc.description.abstract - en
Tie plate icing (or ice jacking) is a cold weather railway phenomenon understood as a build up of ice and/or snow between the tie plate and the base of the rail, which causes a safety risk to railways in cold climates, and has caused derailments in the past. In addition to an investigation into root causes, this report sought to understand operational safety impacts, identify potential monitoring methods, and propose remedial actions to the phenomenon. Three field inspections occurring between January and April of 2022 were performed, measuring weather conditions and site and track characteristics to determine lateral track gage strength and widening. Conditions of concern were identified as areas where rail is not tightly seated to the tie plate, and inclement weather causes snow or ice to accumulate. Tie degradation, fastener deterioration, ballast fouling, high rail neutral temperature, hanging ties, and rail pumping were all risk-contributing factors. “Snow jacking” vs. “ice jacking” are also identified as separate weather conditions with jacking mechanics distinguishable from one another. Some measures identified to mitigate these conditions include improved drainage design, manual ice removal, geometry tightening, and degraded tie and fastener replacement. To better understand the mechanics of these conditions, a preliminary finite element model was developed including the variables of fastening conditions, jacking severity, and rail neutral temperature and curvature. Future work is suggested to validate this model through laboratory testing, along with a survey of railroad companies’ best practices for inspecting, identifying, and remediating the issue beyond those identified in this report.
dc.description.abstract-fosrctranslation - fr
Le givrage des selles de rail (ou soulèvement causé par la glace) est un phénomène caractérisé par l’accumulation de glace et/ou de neige entre les selles de rail et la base de rail, ce qui représente un risque pour la sécurité des chemins de fer par temps froid et a déjà causé des déraillements par le passé. Le présent rapport s’ajoute à une enquête sur les causes profondes et vise à expliquer les répercussions sur la sécurité opérationnelle, à cerner les méthodes de surveillance possibles, et à proposer des mesures correctives contre ce phénomène. Trois enquêtes sur le terrain ont été menées entre janvier et avril 2022; elles ont permis de mesurer les conditions climatiques ainsi que les caractéristiques du site et des voies afin de déterminer l’élargissement et la résistance latérale de la voie. Des conditions préoccupantes ont été cernées là où le rail n’est pas bien assis sur la selle et où des conditions inclémentes entraînent l’accumulation de neige ou de glace. La dégradation de la selle, la détérioration des attaches, le colmatage du ballast, des températures élevées de contrainte nulle du rail, les traverses danseuses, et le pompage des traverses étaient tous des facteurs qui ont contribué au risque. On a également déterminé que le soulèvement causé par la neige est une condition climatique différente du soulèvement causé par la glace, ayant des caractéristiques bien distinctes. Certaines mesures visant à atténuer ces conditions comprennent l’amélioration de la conception de drainage, le déglaçage manuel, l’ajustement géométrique, et le remplacement de selles et d’attaches dégradées. Pour mieux comprendre les caractéristiques de ces conditions, un premier modèle à éléments finis a été élaboré comprenant les variables des conditions d’attache, le degré de gravité du givrage, ainsi que la température de contrainte nulle du rail et sa courbure. On propose d’effectuer des travaux futurs pour valider ce modèle au moyen d’essais en laboratoire et d’un sondage sur les pratiques exemplaires des compagnies de chemin de fer en matière d’inspection, d’identification des enjeux et de la correction au-delà de ce qui est présenté dans le présent rapport.
dc.description.fosrcfull - en
Tie plate icing (or ice jacking) is a cold weather railway phenomenon which causes a safety risk to railways in cold climates. This report investigated root causes, sought to understand operational safety impacts, identify potential monitoring methods, and propose remedial actions.
dc.description.fosrcfull-fosrctranslation - fr
Le givrage des selles (ou soulèvement causé par la glace) est un phénomène ferroviaire par temps froid qui présente un risque pour la sécurité des chemins de fer dans les climats froids. Ce rapport a étudié les causes profondes, cherché à comprendre les répercussions sur la sécurité d'exploitation, identifié les méthodes de surveillance potentielles et proposé des mesures correctives.
dc.identifier.citation
Gao, Y. (2022). Investigation of Tie Plate Icing/Ice Jacking. P-22-011. MxV Rail (Formerly TTCI), Association of American Railroads.
dc.identifier.fosrcprojectid
1TJC06XY54SB-1102879366-1897
dc.identifier.govdoc
1TJC06XY54SB-1102879366-1897
dc.identifier.other
P-22-011
dc.identifier.uri
https://open-science.canada.ca/handle/123456789/3546
dc.language.iso
en
dc.publisher - en
MxV Rail (Formerly TTCI), Association of American Railroads
dc.relation.isrelatedto
Investigation of Tie Plate Icing / Ice Jacking: Phase II
dc.rights - en
Open Government Licence - Canada
dc.rights - fr
Licence du gouvernement ouvert - Canada
dc.rights.uri - en
https://open.canada.ca/en/open-government-licence-canada
dc.rights.uri - fr
https://ouvert.canada.ca/fr/licence-du-gouvernement-ouvert-canada
dc.subject - en
Rail transport
Railway safety
Climate change
dc.subject - fr
Transport ferroviaire
Sécurité ferroviaire
Changement climatique
dc.subject.en - en
Rail transport
Railway safety
Climate change
dc.subject.fr - fr
Transport ferroviaire
Sécurité ferroviaire
Changement climatique
dc.title - en
Investigation of Tie Plate Icing/Ice Jacking
dc.title.alternative - fr
Enquête sur le givrage des selles de rail (« ice jacking »)
dc.type - en
Consultant report
dc.type - fr
Rapport de consultant
local.pagination
1-19
local.peerreview - en
Internal Review
local.peerreview - fr
Examen interne
local.report.reportnum
1TJC06XY54SB-1102879366-1897
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Yes
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