A cikk szerzője:

DI Heinz Ossberger vezető alelnök
Turnout Technology voestalpine VAE GmbH

Dr. Joó Ervin ügyvezető igazgató
VAMAV

Előhegyi Zoltán gyártmánytervezési osztályvezető
VAMAV Vasúti Berendezések Kft.

A nagy sebességű kitérők geometriai és szerkezeti kialakítása

A nagy sebességű kitérők a vasúti infrastruktúra-alrendszer rendkívül összetett elemei. A magas biztonsági követelmények miatt a hagyományos kitérőkhöz képest jóval több alkatrészből állnak. Ez magában hordozza azt a lehetőséget, hogy a pálya-jármű kölcsönhatás szisztematikus vizsgálatával számos ponton van lehetőség konstrukciós fejlesztésre. Az innovatív intézkedések és a szerkezeti korszerűsítések célja főleg a járműről a vasúti pályára átadódó erőhatások, valamint a mindkét alrendszeren megjelenő deformációk csökkentése.

A hagyományos (fix) keresztezéssel ellentétben itt a futófelületen nincs megszakítás. A keresztezési csúcs az egyik könyöksíntől a másik könyöksínig mozog, így egyrészt a szükséges nyomcsatorna, másrészt a kerekek folyamatos alátámasztása is biztosított (9. ábra) [5]. A fentieken túl a mozgatható csúcsos keresztezés előnye, hogy kedvezően befolyásolja a kerekek csúszó súrlódását, ezáltal lassítja az RCF-hibák kialakulását, illetve sűrűn lakott területeken a zajterhelés szempontjából további előnyökkel jár. A hagyományos (fix) keresztezéssel ellentétben a mozgatható csúcsos keresztezéshez DLD (váltóhajtómű, zárszerkezet és reteszelés, valamint ellenőrzés) is szükséges. Első látásra ez a rendszert még bonyolultabbá teszi, azonban a legtöbb esetben ez csökkenti az élettartamköltségeket. A hosszabb élettartam, az alacsonyabb fenntartási költségekkel kombinálva, alacsonyabb élettartamköltségeket eredményez, elősegítve ezzel a döntéshozatalt.
A beépítési helyszíntől és követelményektől függően különféle mozgó csúcsos keresztezések léteznek:

  • Mangánbetétes mozgatható keresztezési csúcs (10. ábra).
  • Mozgatható kovácsolt keresztezési csúcs hosszú könyöksínekkel (11. ábra).
  • • Mozgatható keresztezési csúcs hosszú aszimmetrikus könyöksínnel, hevederes kivitelben (12. ábra).

10. ábra. Mangánbetétes mozgatható keresztezési csúcs [2]11. ábra. Mozgatható kovácsolt ke­resz­tezési csúcs hosszú könyöksínekkel [2]12. ábra. Mozgatható keresztezési csúcs hosszú könyöksínnel, fő- és mellékcsúcsos kivitelben [2]

Rugalmas alátámasztás nagy sebességű kitérőkben

A nagy sebességű kitérőkben megjelenő hibák, hiányosságok elemzése azt mutatja, hogy a felépítmény leggyengébb eleme az ágyazat. Ez különösen a kitérők váltórészében és a keresztezési részben érzékelhető. Az eltérő merevségű szakaszok és a rugalmassági átmenetek hiánya az ágyazat károsodásához, vaksüppedéshez, végül erős fekszinthibákhoz vezet. A fokozott dinamikus terhelés növeli a karbantartási költségeket. A felépítmény függőleges irányú rugalmasságának növelése csökkenti az ágyazat statikus és dinamikus igénybevételét, ezáltal optimalizálható a fekvésgeometria.
A 13. A ábra mutatja az új állapotú ágyazatot, amely a kitérő merevségi viszonyaiban bekövetkező ugrásszerű változások, a sínen lévő felületi hibák és az alj, valamint az ágyazat között fellépő rugalmatlan érintkezés miatt keletkező többlet­igénybevétel hatására kopik, aprózódik.
A 13. B ábrán látható elhasználódott ágyazat alátámasztási funkciója nem kielégítő, az ilyen helyeken süppedés alakul ki, összességében romlik a vágánygeometria.

13. ábra. Az ágyazat mint a felépítmény leggyengébb eleme [2]
A nagy sebességű vágányok merev kialakítása nem teszi lehetővé a pályaszerkezet és a kerekek hibáinak kiegyenlítését, így elkerülhetetlen az ágyazat nagymértékű romlása, illetve jelentős karbantartási igény merül fel. Ennek a helyzetnek a megoldására két stratégia alkalmazható:

  • az ágyazat statikus és dinamikus terhelésének csökkentése,
  • az ágyazat szilárdságának növelése.

Ha a rugalmasan leerősített sínen járműkerék fut, akkor a sín-kerék kapcsolat rezgéscsillapítási jellemzőit a sínek, a leerősítések és az alátámasztás rugalmas tulajdonságai határozzák meg. A következő tényezők különösen nagymértékben befolyásolják ezt:

  • a sínalátámasztás rugózási merevsége,
  • a sín mint teherelosztó gerenda hajlítási merevsége,
  • az aljak elrendezése és az ágyazattal való kapcsolatuk (aljpapucsok).

A sínek folytonos, többtámaszú tartóként történő leerősítése a kerékterhelés bizonyos számú aljra történő eloszlását eredményezi. A tehereloszlás mértéke függ a sín keresztmetszetétől és az alátámasztás rugalmasságától. Ha az aljak rugózási merevsége csökken, akkor a kerékterhelés nagyobb számú aljra oszlik el. A sín lehajlási hossza megnövekszik és a rugalmas alátétlemezekre jutó terhelés is csökken. A cél ezért a lehető legpuhább megoldás elérése (az elfogadható sínfeszültségektől függően) annak érdekében, hogy minimalizáljuk a kerék és a sín rezgéseinek a felépítményre és az alépítményre gyakorolt hatásait [6].

A cikk folytatódik, lapozás:« Előző123456Következő »

Irodalomjegyzék

  • [1] Maurer T, Dietze U. Neuer Weichen­standard für Hoch­gesch­windig­keit – Erhöhte vertikale Elastizität. Ei­sen­bahntechnische Rundschau ETR 1996;12.
  • [2] Knoll B, Tapp C, Strauch A, Jörg A. Erfahrungen mit hochfesten Schienenstählen, Konferenzbeitrag auf 20. Internationale Tagung des Arbeitskreises Eisenbahntechnik (Fahrweg) der Österreichischen Verkehrswissenschaftlichen Gesellschaft – ÖVG. Salzburg, 2015.
  • [3] Schilder R. USP: A contribution to save money in the track. The proof of USP at ÖBB. Presentation ARTS Advanced Rail Track Solutions, 2014.
  • [4] Jussel D, et al. Der Einsatz verschleißfester Schienenstähle im Bogen und deren Einfluss auf das Laufverhalten. ZEVrail 140, 2016.
  • [5] Loy H, Augustin A. Pushing the limits of ballasted railway track by high-strength USP made of PUR. Rail Engineering International, Edition 4. 2015
  • [6] Ossberger U, Stocker E, Eck S.
  • Performance of different materials in a frog of a turnout. Presentation International heavy Haul Conference 2015 in Perth.
  • [7] Jörg A, Brantner HP, Scheriau S. Der Beitrag moderner Werkstoffe zur Optimierung des Fahrzeuglaufs – Problembekämpfung auf Basis des Verständnisses von Fahrzeuglauf, Einwirkungen und Schienenschädigung. ZEVrail 144, 2017.
  • [8] Ziethen R, Benenowsky S, Kais A, Nuding E. Arrangement for Controlled Guidance of a Wheel Axle or of a Bogie of a Rail Vehicle Passing over Points. United States Patent, Patent Number: 1990;4(925):135., Date of Patent: May 15, 1990.
  • [9] Megyeri J. Bewegungs geometrische Überlegungen bei der Entwicklung von Eisenbahnweichen. AET Archiv für Eisenbahntechnik 1985;40:59–63.
  • [10] Ossberger H. Korszerű nagysebességű váltórendszer – A geometriai és szerkezeti követelményektől a jelző integrációjáig. Budapest: MAÚT25 Nemzetközi tudományos szimpózium; 2019.
  • [11] Ossberger H. Successful Introduction of Kinematic Gauge Optimisation (KGO) in Heavy Haul Turnouts. Proceedings 8th International Heavy Haul conference 14–16 June 2005; p. 338–344.
A teljes cikket megtalálja a folyóirat 2020 / 1. 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 | ©