Rovatok 2015-től
Rovatok
- Bemutatkozás »
- Fejlesztés beruházás »
- Informatika »
- Korszerűsítés »
- Környezetvédelem »
- Közlekedésbiztonság »
- Közlekedéstörténet »
- Kutatás »
- Megemlékezés »
- Méréstechnika »
- Mérnöki ismeretek »
- Minőségbiztosítás »
- Szabályzatok »
- Technológia »
- Egyéb »
Szerzői segédlet
A Sínek Világa folyóirat szerzőinek összeállított szempontok és segédlet.
Tovább »Átmeneti szakasz kialakítása ágyazatragasztással, eltérő függőleges merevségű pályaszakaszok csatlakozásánál
A kissugarú ívek hézagnélküliesítése során ma már elterjedten használt megoldás a hazai vasúthálózaton az ágyazatragasztás. Az ív külső oldalán kialakított ágyazati gerenda nagy szilárdsága okán, erősen megnövelve az ágyazat keresztirányú ellenállását, jelentős nagyságú oldalirányú, vágányról érkező erő felvételére képes. Így lehetséges a korábbi gyakorlathoz képest kisebb sugarú ívekben is a sínszálak folyamatos összehegesztése úgy, hogy a vágány szerkezeti stabilitása a nyári magas sínhőmérséklet mellett is megmarad.
A MÁV Zrt. a 2011–2012. évekre az ágyazatragasztás újabb felhasználási lehetőségeinek kutatására adott egyetemünknek megbízást [1]. Egyrészt meg kellett vizsgálnunk, hogy különböző pályaszerkezeti jellemzőkkel (pl. sínrendszer, sínleerősítések, ragasztott hossz) épült pályaszakaszokon hogyan változtatja meg a hosszirányú ágyazat-ellenállás nagyságát az ágyazatragasztás. Másrészt választ kellett adnunk arra a kérdésre is, hogy hogyan befolyásolható ágyazatragasztással a pálya függőleges merevsége (rugalmassága) és hogyan alkalmazható ez a megoldás a hidakhoz közvetlenül csatlakozó szakaszokon a vágánygeometria tartós helyességének biztosítása érdekében. Írásunk csak az ágyazatragasztásnak a pálya függőleges merevségére gyakorolt hatásával foglalkozik, előrebocsátva, hogy erre vonatkozóan igen szerények a hazai és a nemzetközi eredmények.
A vasúti pálya merevségi viszonyainak egyenletessége fontos az alépítmény-korona, az ágyazat és a vágány elemeinek igénybevétele szempontjából. Különösen ott lényeges a kérdés, ahol hirtelen, egy keresztmetszetben következik be a pálya kialakításában számottevő szerkezeti változás. A hazai vasúthálózaton elsősorban a folyópálya és a híd csatlakozások tekinthetők ilyen helyeknek.
Hangsúlyoznunk kell, hogy minden mérési eredményünk csak a vizsgálatra jellemző körülmények, adatok és paraméterek körében érvényes. A legfontosabbak e tekintetben a ragasztott ágyazatú szakaszok geometriája (hossz, szélesség, vastagság), a ragasztás erőssége, az alépítmény állapota.
A vasúti pálya függőleges merevsége
A vasúti pálya függőleges merevsége (rugalmassága) a következő módon fejezhető ki az ún. rugóállandó segítségével:
ahol
k = a vasúti pálya függőleges merevsége (kN/mm),
Q = a függőleges tengelyteher (kN),
s = a sín teher alatti süllyedése (mm).
Az 1. ábra az egyes szerkezeti komponenseknek (nem ragasztott zúzottkő ágyazatban) a pálya rugalmasságára gyakorolt hatását mutatja be [2].
A pálya függőleges merevsége nagymértékben befolyásolja a vágány forgalom alatti süllyedését és a fekvéshibák kialakulását. A 2. ábra a vágány forgalom hatására bekövetkező süllyedésének sebességét (süllyedési rátáját) mutatja a pálya merevségének függvényében. Számításához az empirikus kifejezés a következő [2]:
ahol
sr = vágánysüllyedési ráta (mm/millió et),
k2 = függőleges pályamerevség (kN/mm).
A vágánygeometria fekszint jellemzőjének szórása és a vasúti pálya merevsége közötti közelítő empirikus összefüggés az alábbi:
ahol
f = fekszint szórása (mm),
k = a pálya merevsége (kN/mm).
A 3. ábra a vágány fekszint jellemzője szórásának alakulását mutatja a pálya merevségének függvényében [2].
2. A pálya megfelelő merevségének jelentősége
A pálya merevségi (rugalmassági) viszonyainak egyenletessége fontos az alépítmény-korona, az ágyazat és a vágány elemeinek igénybevétele, valamint a sínszálak magassági helyzetének maradó megváltozása szempontjából. Különösen ott lényeges ez a kérdés, ahol hirtelen, egy keresztmetszetben következik be a pálya kialakításában jelentős szerkezeti változás. A hazai vasúthálózaton ilyen helyek elsősorban a folyópálya és a híd csatlakozások.
A csatlakozás és környezete kialakításával kapcsolatosan az alábbi követelmények fogalmazhatók meg:
- A vágány szilárd, egyenletes és megfelelő mértékben rugalmas alátámasztású legyen. Ez szavatolja, hogy az alátámasztó szerkezetekre (hídfő, földmű) túlzottan nagy dinamikus terhelés nem jut, kisebb a lokális hibák kialakulásának lehetősége.
- Az alátámasztási rugalmasságban jelentkező pontszerű, nagymértékű változásokat kezelni kell. Ilyen változási hely a hidaknál az, ahol a földanyagú alépítményről a hídszerkezetre lép át a vágány. A nagymértékű, hirtelen változásokat átmeneti szakasz kialakításával kell kezelni. Ezek hossza elsősorban a pályamerevség különbségétől és a pályára engedélyezett sebességtől függ.
- Új építéseknél, átépítéseknél meg kell előzni vagy kialakulásukat követően kezelni kell tudni a hídfők környezetében kialakuló nagy süllyedéskülönbségeket. A különbségek oka az, hogy ütemében és mértékében eltérő a hídfő alapozásának süllyedése, a csatlakozó töltéstest alatti talaj konszolidációja, a töltéstest anyagának összenyomódása.
A kialakítás helytelensége oda vezet, hogy a hídfőhöz csatlakozó vágányszakaszban a pálya merevségének hirtelen változása következtében
- a keresztalj alsó síkjáról az ágyazatra jutó nyomás értéke számottevően megnövekszik, ami a zúzottkőszemcsék gyorsabb aprózódásához és az alépítményben süllyedések kialakulásához vezet, majd erőteljes fekszinthibák alakulnak ki, süllyedési teknő keletkezik;
- az áthaladó szerelvények alatt a vaksüppedések miatt jelentős sínlehajlások adódnak, mértékük a 10 mm-t is meghaladhatja;
- megnövekszik a sínleerősítések igénybevétele;
- erőteljesebb lesz a sínfáradás mértéke;
- romlik a futáskényelem minősége, majd előbb-utóbb lassújelet is be kell vezetni.
A jelenség megszüntetése több, egyes esetekben bizonytalan erősségű hatás megszüntetését követeli meg, s idő-, munka- és költségigényes. Az átmeneti szakasz kialakítása során tehát a híd és a csatlakozó pályatest alatt bekövetkező, eltérő mértékű süllyedések kérdését kell megoldani a pályamerevség hossz menti helyes változtatásával.
A lapszám PDF dokumentumként való letöltéséhez kattintson ide!
Ha szeretne rendszeresen hozzájutni a legfrisebb számokhoz, fizessen elő a folyóiratra.