Elasztomerek alkalmazása a felépítményszerkezetben

A vasúti felépítményben elasztomerek al­kalmazásával az alábbi helyeken befolyásolhatjuk a szerkezet függőleges síkú merevségét:

• a sín talpa alatt közbetét alkalmazásával (mérsékelt hatású lehetőség);
• osztott sínleerősítésnél az alátétlemez alatt alacsony rugóállandójú (lágy) lemezek beépítésével;
• az alj talpán aljpapuccsal;
• az ágyazat alatti síkon alágyazati szőnyeggel (pl. ágyazatátvezetéses hídszerke­ze­ten).

Az elasztomerek általában zárt vagy vegyes cellás polimerek, vagy recycling/mesterséges gumik. Rugalmasságukat jellemezhetjük:

• a rugóállandóval (k), ami adott próbatestre működtetett függőleges terhelőerő és annak függőlegesében mért rugalmas összenyomódás hányadosa, mértékegysége kN/mm,
• az ágyazási tényezővel (C), ami a rugó­állandó értékének és az elasztomer terhelt felületének hányadosa, mértékegysége N/mm³.

A gyártók anyaglapokon ismertetik – a vizsgálatokkal meghatározott – fizikai jellemzők értékeit. Számításaink szempontjából azonban az adatok felhasználhatósága nem egyszerű, mert a rugóállandó értéke függ a próbatest alakjától, annak vastagságától, az ágyazási tényező pedig a vizsgálat során terhelt felület nagyságától is, s mindkettő attól a terhelési (nyomófeszültségi) tartománytól is, amelyben az értékek kiszámítása történik. A gyártók adataikat azonban gyakran egymáséitól eltérő próbatestméretekkel és kiértékelési terhelési tartománnyal számítják. Azaz a különböző termékekre megadott értékek közvetlen összehasonlítása nem mindig lehetséges. Sőt gyakran – amennyiben a próbatestek adatai és a terhelési tartomány nincsen feltüntetve – tervezésre közvetlenül nem is használhatók fel.
Az elasztomerek alkalmazásának részletes tárgyalásától, terjedelmi okok miatt, ebben a cikkben eltekintünk.

Javaslat az átmeneti szakasz kialakítására kiöntött síncsatornás, merevlemezes kivitellel

A javaslat olyan megoldást kíván nyújtani, amely képes teljesíteni az alábbi célokat:

• tömegénél fogva megakadályozza/megfelelő mértékűre csökkenti a hídvég és vele együtt a sínszálak véglapelfordulás miatti megemelkedését;
• a kiöntött síncsatornában a sínek felszakítási ellenállása a fellépő függőleges erőhatásokra megfelelő nagyságú;
• biztosítja a vágány alátámasztási merevségének előírások szerinti változását;
• fekszinthibamentes szakaszt létesít.

A vasbeton pályalemez híd felőli vége a hídfőre ül fel, a lemez javasolt hossza 12 m, szélessége 3,0 m. A vasbeton lemezhez a folyópálya felé csatlakozó szakaszon, 12-12 m hosszon – a helyi körülmények által meghatározott kialakítással – ágyazatragasztást (7. ábra) ajánlott alkalmazni a vaksüppedések és a süllyedési teknő elkerülése érdekében.
Az elvi megoldást a 12. ábra mutatja.

A sínalátámasztás merevségi tényezője a folyópályában Uo, míg a hídfőnél Uhíd érték. (A két sínszál független viselkedése okán lehetséges nem a vágányra, hanem egy sínszálra elvégezni a számításokat.) A sínalátámasztás merevségi tényezője a rugóállandó 1 fm hosszra megállapított értéke, kN/mm/m dimenzióval.
A megbízható viselkedés szempontjából meghatározó fontosságú, hogy a sínszálak beragasztásának mekkora függőleges, felfelé mutató erőket kell felvennie anélkül, hogy a csatornából történő kiszakadás bekövetkezne. Ennek nagyságát egy végeselemes modellezés eredményeivel kívánjuk bemutatni. A híd nyílt pályás,
L = 40 m fesztávolságú, rácsos, nyílt pályás, kéttámaszú szerkezet, 0,25 m konzolhosszal. A terhet az LM71 modell koncentrált erői adják, az átmeneti, kiöntött síncsatornás vasbeton lemez 12 m hosszú. A hídon lévő utolsó diszkrét alátámasztás és a vasbeton lemezen kialakított síncsatorna eleje között a távolság 600 mm, a hídon lévő sínalátámasztási pontok egymástól szintén 600 mm-re vannak. A vasbeton lemezhez csatlakozó szakaszokon a sínalátámasztás merevségi tényezője 25 kN/mm/m (folyópályában), illetve 210 kN/mm/m (hídon).

A csatlakozó átmeneti vasbeton lemezen működő erők irányát és nagyságát a 13. ábra mutatja.
Az MSZ EN 1991-2:2006 [4] szerint a pályalemez felső síkján a nem állandó hatásokból számítható δV [mm] relatív függőleges elmozdulás nem haladhatja meg a következő értékeket:

• 3 mm V ≤ 160 km/h sebességű pályákon,
• 2 mm V > 160 km/h sebességű pályákon.