A cikk szerzője:

Fülöp Zoltán híd- és alépítményi szakértő
MÁV Zrt.

Szálerősítésű betonszerkezetek vasúti alkalmazhatósága (1. rész) – A MÁV Zrt.-nél alkalmazott beton- és vasbeton szerkezetek

A szálerősítésű betonszerkezetek alkalmazása széles körű, és napjainkban is folyamatosan terjed. Ez annak köszönhető, hogy a szálerősítésű betonok zsugorodási repedésérzékenysége kisebb, ütőszilárdsága és dinamikai ellenállása nagyobb, mint a hagyományos betonoké. A szálerősítésű betonokat jól lehet használni előre gyártott elemek, de monolit szerkezetek készítésénél is. A MÁV Zrt.-nél számos előre gyártott betonszerkezetet használnak. E cikksorozat a szálerősítésű betonszerkezetek alkalmazásának lehetőségeivel foglalkozik a MÁV Zrt.-nél, különösen az előre gyártott betonelemek területén. Az első részben a szálerősítésű betonok történeti áttekintésével, a MÁV Zrt.-nél alkalmazott beton- és vasbeton termékek bemutatásával, valamint az e szerkezeteket érő hatásokkal és követelményekkel foglalkozom. A sorozat célja, hogy rávilágítson a szálerősítésű betonszerkezetek vasúti alkalmazási lehetőségeire. A szálerősítésű betont nem minden területen használható különleges vagy csodaanyagként szeretném bemutatni, hanem mint a korunk követelményeit kielégítő, a jövő irányába mutató lehetőséget.


Így javaslatom a vasúti normál és kitérő betonaljakra a következő környezeti besorolás:
Karbonátosodás okozta korrózió: XC4
Fagyás-olvadás: XF4
De nemcsak a vasbeton keresztaljakkal kell foglalkozni, mint jó lehetőséggel a szálerősítésű betonok alkalmazására, hanem egyebek között a gyalogos-felüljárók beton anyagú lépcsőivel és gyalogjárdalemezével. E szerkezetekkel kapcsolatban egy újabb környezeti feltételt is támaszt a koptató­hatás. Megjegyzem, hogy a következő pontokban bemutatott hatások alapján a vasbeton keresztaljakra is érvényes lehet a koptatóhatás okozta károsodás miatti besorolás, mely további szemléletmód-változást igényel. Maradva elsősorban a gyalogos-felüljárók járófelületeinél, javaslatom a környezeti besorolásra:
Karbonátosodás okozta korrózió: XC4
Fagyás-olvadás: XF4
Koptatóhatás okozta károsodás: XK1(H)
A vasúti pálya- és hídcsatlakozásnál be­épített bordás kiegyenlítő lemezeket illetően a környezeti hatások szerinti besorolásra a javaslatom:
Karbonátosodás okozta korrózió: XC4
Fagyás-olvadás: XF4

Mechanikai hatások

1. ábra. MSZ EN 1991-2:2006, LM 71 jelű teher

A vasúti vágányokat az MSZ EN 1991-2:2006 Eurocode 1 szerint a függőleges terheket illetően a fővonalakon a szokásos vasúti terhek esetében az 1. ábrán bemutatott tehermodellt állítja fel, amely megegyezik a korábbi U jelű terheléssel.
A vasúti vágány olyan tartórendszer, amelyen a terhelés közvetlenül, nagy se­bességgel halad. A terhelés-tehermentesülés a tengelyáthaladások miatt sok milliószor ismétlődik. A tartórendszer összetett, az elemek anyagaikban jelentősen eltérnek egymástól:

  • acélsín,
  • acél kapcsolószerek,
  • gumi, műanyag elasztomerek,
  • vasbeton keresztalj,
  • kő ágyazati anyag,
  • homokos kavics védőréteg + geo­mű­anyagok,
  • termett talaj, földmű.

Vasút-üzemeltetői szemszögből a teherviselés során a vasbeton keresztalj a harmadik teherviselő elem. A fenti felsorolásban szereplő gumi, műanyag elasztomerek közvetlenül a beépítésük után jól funkcionálnak, ám a sokszor ismétlődő teher hatására időnként kimozdulnak a helyükről, illetve elfáradnak. Mivel közel 1/3-a az életciklusuk a vasbeton keresztaljakhoz képest, így jótékony hatásukat a biztonság javára figyelmen kívül hagyom. Természetesen a rugalmas beágyazású Edilonos sínleerősítéseknél a helyzet más, itt megvan a nagy rezgéscsillapítás. A gyakran ismétlődő terhelés miatt a fárasztóhatás itt is érvényes. A rugalmas beágyazású Edilonos vasúti pálya hossza a hagyományos leerősítésű pályákhoz viszonyítva jelenleg csekély.

2. ábra. Függőleges vasúti teherátadás elve

A 2. ábrán jól látható, hogy a keresztaljakig az érintkező anyagok fémek, de a keresztaljaknál ez megváltozik, amikor a keresztalj a zúzottkőnek adja át a terhelést. Jól megépített és karbantartott vasúti pályánál a zúzottkő ágyazatba jól beágyazódik a keresztalj, azonban előforduló alépítményi hiányosságoknál süppedések alakulnak ki a pályában. Sokszor ezek csak terhelés alatt látszanak, ahogyan a vonatkerékpárok elhaladásakor a függőleges teher alatt a sín a keresztaljakkal együtt besüpped, ez a mozgás minden vasúti kerék alatt megismétlődik. Így a normál üzem és a pályahiba miatt is komoly koptatóhatásnak vannak kitéve a vasbeton keresztaljak.
Egy adott vasútvonal személy- és áruforgalom szempontjából történő terhelését az adott vonalszakaszon időegység alatt áthaladó elegytonnában fejezik ki. Az elegytonna definíciója:
„Egy vontatójárműre, vonatkötelékben kapcsolt járművek összes rakománytömege (raksúlya). Mértékegysége: tonna.” [4]
Az 1. táblázatban bemutatom három vas­út­vonal 2012. évi vonatterhelését elegy­tonnában összesítve. A három vasútvonal:

  • 100-as sz. Budapest-Nyugati–Záhony országhatár
  • 101-es sz. Püspökladány–Biharkeresztes országhatár
  • 109-es sz. Tócóvölgy–Tiszalök

Az adatok a 2012. évi időszakot ölelik fel, és a MÁV Zrt. Pályavasúti Adattár­házából származnak.
Készítési idő: 2013.10.08. 9:30:57
Adatkör állapota: 2013.10.08. 07:52
Adatcsoportosítás: 2. Vonatok elegytömege szerint 500 tonnás sávokban.
Látható, hogy a különböző besorolású vasútvonalak mennyi elegytonnát szállítanak egy adott évben. Természetesen ezek a számok mindenkor együtt változnak az ország gazdasági helyzetével, és tükrözik egy-egy régió gazdaságát is.
2012-ben a 100-as vonalon közel 26 millió elegytonna gördült át, addig ez a 101-es számú vonalon ennek a 10%-a, 2,6 millió elegytonna, míg a 109-es vonalon csak közel a 2%-a 600 ezer elegytonna (1. táblázat). Az adatok jól mutatják az ismétlődések magas számát, így a terhelésben részt vevő elemek igénybevételét.

A cikk folytatódik, lapozás:« Előző123Következő »

Irodalomjegyzék

  • Irodalomjegyzék
  • [1] Kausay, T.: Szálerősített betonok szab­ványosított vizsgálatai és néhány tu­laj­donsága. Szálerősítésű betonok – a kutatástól az alkalmazásig. Konferenciakiadvány, szerkesztette: Balázs L. György, 1999.
  • [2] MÁVSZ 2964 (2007): MÁV Zrt. Vállalati Szabvány, Vasúti normál és kitérő betonaljak.
  • [3] MSZ 4798-1:2004: Magyar Szabvány: Beton. 1. rész: Műszaki feltételek, teljesítőképesség, készítés és megfelelőség. 26. o.
  • [4] Vasúti értelmező kéziszótár (1979): Közlekedési Dokumentációs Vállalat, 43. o.
  • [5] MSZ EN 13230-1:2003 – 1 rész: Fogalommeghatározások.
A teljes cikket megtalálja a folyóirat 2014 / 4. számában.
Ha szeretne rendszeresen hozzájutni a legfrisebb számokhoz, fizessen elő a folyóiratra.
A hozzászólások megtekintéséhez vagy új hozzászólás írásához be kell jelentkeznie!
Sínek Világa A Magyar Államvasútak Zrt. pálya és hídszakmai folyóirata
http://www.sinekvilaga.hu | ©