A cikk szerzője:

Németh Attila okleveles infrastruktúra-építőmérnök
Széchenyi István Egyetem

Dr Fischer Szabolcs egyetemi adjunktus
SZE Közlekedéséptési és Településmérnöki Tanszék

A polimer-kompozit hevederes ragasztott-szigetelt sínkötések (2. rész) – Vasúti pályás vizsgálatok

A polimer-kompozit hevederes ragasztott-szigetelt sínkötések (1. rész) Laboratóriumi vizsgálatok (Sínek Világa 2016/6. szám) folytatásaként ebben a cikkünkben a kísérleti jelleggel pályába épített polimer-kompozit (PK) és kontroll acélhevederes vizsgálatra kijelölt ragasztott-szigetelt sínillesztéseken elvégzett egyenességmérési eredmények, valamint a MÁV KFV Kft.-től kapott vágánygeometriai mérési adatok kiértékelését elemezzük. Tanulmányunk célja, hogy a polimer-kompozit hevederes ragasztott-szigetelt sínillesztés pályában való viselkedését összehasonlítsuk a MÁV-nál már bevált acélhevederes (GTI és MTH-P típusú) ragasztott-szigetelt sínillesztésekkel, és az összehasonlítás eredményét közreadjuk.

A laboratóriumi mérési-vizsgálati eredményeink alapján 2016 júniusától, kísérleti jelleggel, a polimer-kompozit ragasztott-szigetelt sínkötések – Apatech gyártmányú hevederrel szerelve – és a kont­rollvizsgálatra kijelölt, acélanyagú hevederekkel szerelt, ragasztott-szigetelt sínkötések beépítése a MÁV Műszaki Felügyeleti és Technológiai Igazgatóság Pályalétesítményi Főosztály Pályafenntartási Osztály (jelenleg Üzemeltetési Vezérigazgató-helyettesi Szervezet Pályalétesítményi Igazgatóság) engedélye alapján megtörtént [1], [2], [3]. A beépítéshez a ragasztott-szigetelt sínillesztéseket és az AT hegesztéseket a MÁV-Thermit Kft. biztosította – a vizsgálatok során kiválasztott A típusú ragasztóanyag alkalmazásával –, amelyek a Kelenföld–Hegyeshalom oh. 1-es számú vasúti fővonalon a következő helyszíneken épültek be:

Biatorbágy állomás:

  • Polimer-kompozit hevederes ragasztott-szigetelt sínillesztés, bal átmenő fővágány, 60 r., 296+42 szelvényben, V = 140 km/h (a beépítés időpontja: 2016. szeptember 12–13.).
  • Kontroll GTI ragasztott-szigetelt sínillesztés, bal átmenő fővágány 4-8 kitérők között, 60 r., 295+36 szelvényben, V = 140 km/h (a beépítés időpontja: 2016. június 21–22.).

Tatabánya állomás:

  • Polimer-kompozit hevederes ragasztott-szigetelt sínillesztés, 54 r., jobb vágány 711+68 szelvényben, V = 120 km/h (a beépítés időpontja: 2016. augusztus 29–30.).
  • MTH-P kontroll ragasztott-szigetelt sínillesztés, 54 r., jobb vágány 702+80 szelvényben, V = 120 km/h (a beépítés időpontja: 2016. május 5–6.).

Győr állomás:

  • Polimer-kompozit ragasztott-szigetelt sínillesztés, V. vágány végponti oldalán, 48 r., 1416+03 szelvényben, a k járati jelző és a 33. sz. kitérő között, V = 40 km/h (a beépítés időpontja: 2016. szeptember 16–17.).
  • MTH-P kontroll ragasztott-szigetelt sínillesztés, VI. vágány kezdőponti oldal kijárati jelzőnél az 1412+77 szelvényben, 48 r., V = 40 km/h (a beépítés időpontja: 2016. november 4.).

Lébény-Mosonszentmiklós állomás:

  • Polimer-kompozit ragasztott-szigetelt sínillesztés + ágyazatragasztás, jobb átmenő fővágány 2–8. kitérők között, 60 r., 1598+55,80 szelvényben, V = 160 km/h (a beépítés időpontja: 2016. szeptember 26.).
  • Kontroll MTH-P ragasztott-szigetelt sín­illesztés + ágyazatragasztás, bal átmenő fővágány 6–12. kitérők között, 60 r., 1598+97 szelvényben, V = 160 km/h (a beépítés időpontja: 2016. szeptember 27.).

A Győr állomás V. és VI. vágányaiban beépített kísérleti kötéseknél kizárólag TrackScan eszközzel végrehajtandó vágánygeometriai mérés lehetséges. A kiértékelés során ezekkel a beépítési helyszínekkel nem foglalkozunk.

Vasúti pályában végzett vizsgálatok

Az FMK–007 mérővonati adatokat a MÁV KFV Kft. bocsátotta rendelkezésünkre a 2015 és 2018. augusztus közötti időszakra. Mindhárom vizsgált helyszín a Kelenföld–Hegyeshalom 1-es számú vasúti fővonalon található, amely a transz­európai vasúti áruszállítási hálózat részeként működő vasúti pálya.
Egyenességmérést végeztünk a kísérleti jelleggel pályába épített polimer-kompozit hevederes ragasztott-szigetelt sínkötések és a kontrollvizsgálatra kijelölt, acélanyagú hevederekkel szerelt ragasztott-szigetelt sínkötések sínszálain a futó- és vezetőfelületeken, melyek megfigyelése (figyelemmel kísérése) még a jövőben is folytatódik.

A mérővonati eredmények elemzése

Az FMK–007 felépítményi mérőkocsi mé­rési adatainak – nyomtáv, túlemelés, síktorzulás, görbület – kiértékelése és eredmény­megjelenítése egységes. Az irány- és fekszint- (süppedés) adatok esetében azonban többféle grafikon nyerhető ki egy-egy mérési fájlból. A pályaállapot változásának nyomon követéséhez, az adatok kiértékeléséhez elsősorban a 25 cm-enkénti süppedésadatokat vettük figyelembe a jobb és bal sínszálakra (a ragasztott-szigetelt sínillesztések egyenes pályaszakaszba kerültek, így az irányparaméter vizsgálatát nem ítéltük fontosnak, a síktorzulás-paramétert pedig túl rövid bázishosszra lehetett volna vizsgálni). Az adatszolgáltatás torzításmentes mérési eredményei D1 hullámhossztartományon történnek. Ez azt jelenti, hogy az eredeti húrmérést a rendszer átszámítja úgy, hogy az elvileg semmiféle húrelrendezésre vonatkozó jellegzetességet (pl.: torzítást) ne tartalmazzon, továbbá kiszűri a 3 m-es hullámhossznál kisebb, illetve a 25 m-es hullámhossznál nagyobb összetevőket. A mérési adatok kiértékelése során azt a tényt is figyelembe kellett vennünk, hogy a vizsgált időszakban vágányszabályozások és egyéb karbantartási munkák is történtek.
Fontos megjegyeznünk, hogy az adatok kiértékelésével az a célunk, hogy megállapítsuk a kijelölt kontroll- és polimer-kompozit hevederes kötések környezetének geometriai állapotát és annak változását (romlási trendjét).
A mérővonati vágánygeometriai adatok közül a 25 cm-enként felvett süppedésértékeket dolgoztuk fel 200 vm (vágányméter) hosszon a 2015. március és 2018. augusztus közötti időszakra vonatkozóan. A kiértékelés során szükségesnek ítéltük a 25 cm-enkénti süppedésadatok hossz szerinti ábrázolását. Az adatok felrajzolása után, a mérővonat indítási kezdőszelvény pontatlansága miatt szükség volt az adatok szelvényezés menti korrekciójára, amelyet úgy végeztünk el, hogy kiindulásként kiválasztottuk a leginkább „problémás” szelvényt (hibamaximum), és ehhez a ponthoz képest korrigáltuk-toltuk el az adatsorainkat a hossz mentén. Ügyelnünk kellett arra, hogy a korrekció mértéke egy időpontnál mindegyik állapotminősítő adatsornál ugyanolyan mértékű és irányú legyen. A korrekció végeztével a kapott görbék (mérési adatsorok) jobban illeszkedtek egymásra, így láthatóvá váltak a süppedés szempontjából rosszabb minőségű szakaszok. Biatorbágy állomás 294+89–296+89 szelvények közötti korrekció utáni süppedésértékek vonal menti ábrázolását szemlélteti az 1. ábra (2015. március – 2018. augusztus).

1. ábra. Süppedésértékek alakulása a vonal menti korrekciót követően, Biatorbágy állomás 294+89–296+89 szelvények között (2015. március – 2018. augusztus)
Megvizsgáltuk a süppedésértékek alakulását 200 m-es minősítési hosszra, helyszínenként, külön a jobb és a bal sínszálra a polimer-kompozit és kijelölt kontroll acélhevederes ragasztott-szigetelt illesztések esetében. Megjegyezzük, hogy a ragasztott-szigetelt kötések a vasúti vágány pontszerűnek minősíthető elemei. Ezek hatása az illesztés igen rövid tartományára tehető csak, ami a 200 m-es minősítő szakasz hosszának mindössze néhány %-a. Tehát az illesztés tartományának geometriai állapotváltozása nem befolyásolja jellemzően a teljes szakasz mérő-, illetve minősítő számainak alakulását. A gépi vágányszabályozás a teljes minősítő szakasz hosszában állapotjavító hatású, amelynek hatékonyságát az alépítmény és a zúzottkő állapota is befolyásolja. A 200 m-es minősítési hosszal történő értékelés nem ad valós képet a kijelölt kontrollkötés és a polimer-kompozit hevederes ragasztott-szigetelt sínkötés pályakörnyezetének állapotváltozásáról, ezért következő lépésként leszűkítettük a minősítési hosszt 30 m-re a sínillesztések környezetében (a sínillesztések tengelye ±15 m).
Kigyűjtöttük a süppedési adatokat a bal és a jobb sínszálra, majd elkészítettük a hisztogramokat, és az adatsorokból kikerestük a 15, az 50 és a 85%-hoz tartozó kvantilisek (i15%, i50%, i85%) értékeit. A leolvasott értékekből meghatároztuk a Vaszary-féle alakszámmal rokon állapotjellemzőt a következő összefüggéssel:



Másik megközelítésként számítottuk és összehasonlítottuk a jobb és a bal sínszálon mért süppedésadatokból keletkező grafikonvonal és a tengelyvonal közötti területek nagyságának változását (a mérési adatok 25 cm-enkénti abszolút értékét vettük figyelembe) külön helyszínenként és mérési időpontonként.

Egyenességmérési eredmények elemzése

A pályában lévő kísérleti és a kijelölt kontrollkötések vizsgálatánál helyszíni be­járások alkalmával egyenességméréseket végeztünk a MÁV-Thermit Kft. és a MÁV Zrt. munkatársaival a ragasztott-szigetelt sínillesztések sínszálainak futófelületein és vezetőfelületein. Példaként Tatabánya állomás jobb vágány, jobb sínszálán (polimer-kompozit kötés) a futófelület egyenességmérése során kapott értékeket szemlélteti a 2. ábra. Az egyenességmérés mágneses elven működik, azonban a sínvég anyagából kiindulva, a sínvégillesztések közelében, a sínvéghézagnál és a sínvégbetét­nél elhelyezkedő pontokban drasztikusan megváltoznak a mért értékek, emiatt az illesztés tengelyében (a sínvégbetét tengelyétől számított ±2 mm hosszú tartományban) korrekcióra van szükség.

2. ábra. Futófelület egyenességmérés, Tatabánya jobb vágány, jobb sínszál (polimer- kompozit hevederes illesztés), 711+68 szelvénybenEbben a tartományban a különböző, általunk számított jellemzők meghatározásánál a mért értékeket nem vettük figyelembe. Mivel a D.54. előírás 51. fejezete [4] csak a 2,0 m-es vasvonalzóval mért egyenességmérési paraméterekre ad meg határértékeket, ezért az 1,0 m-es gerendával történt egyenességmérések eredményeit nem tudtuk összehasonlítani ezekkel az értékekkel.

A cikk folytatódik, lapozás:1234Következő »

Irodalomjegyzék

  • [1] Polimer-kompozit hevederek vizsgá­la­ta laboratóriumban és dinamikus igénybevételek hatására pályában, ra­­gasz­tott-szigetelt kötésekben. MÁV Zrt. részére közfinanszírozású támogatásból megvalósuló kutatás-fejlesztési (K+F) munka, kutatási zárójelentés. Győr, 2017, 578 o.
  • [2] Polimer-kompozit hevederek kísérleti célú pályába építésének engedélyezéséhez szakvélemény. Győr, 2016, 43 o.
  • [3] Németh A., Fischer Sz. (2018): Investigation Of Glued Insulated Rail Joints With Special Fiber-Glass Reinforced Synthetic Fishplates Using In Continuously Welded Tracks. Pollack Periodica: An International Journal For Engineering And Information Sciences, 13:(2) pp. 77–86.
  • [4] MÁV D.54. Építési és pályafenntartási műszaki adatok, előírások, 1. kötet. Közlekedési Dokumentációs Vállalat, Budapest, 1987, 325 o.
  • [5] Dmitriy Kurhan: Determination of load for quasi-static calculations of rail­­way track stress-strain state. Acta Technica Jaurinensis, Vol. 9, No. 1, 2016, pp. 83–96, DOI: 10.14513/actatechjaur.v9.n1.400.
  • [6] Vitalii Kovalchuk, Mykola Sysyn, Julia Sobolevska, Olga Nabochenko, Bogdan Parneta, Andriy Pentsak: Theoretical study into efficiency of the improved longitudinal profile of frogs at railroad switches. Eastern European Journal of Enterprise Technologies, Vol. 4, No. 1 (94), 2018, pp. 27–36, DOI: 10.15587/1729-4061.2018.139502.
  • [7] M. P. Sysyn, V. V. Kovalchuk, D. Jiang: Performance study of the inertial monitoring method for railway turnouts. International Journal of Rail Transportation, 2018, DOI: 10.1080/23248378.2018.1514282.
  • [8] Vitalii Kovalchuk, Mykola Sysyn, Yuriy Hnativ, Olena Bal, Bogdan Parneta, Andriy Pentsak: Development of a promising system for diagnosing the frogs of railroad switches using the transverse profile measurement method. Eastern European Journal of Enterprise Technologies, Vol. 2, No. 1 (92), 2018, pp. 33–42, DOI: 10.15587/1729-4061.2018.125699.
  • [9] Vinkó Ákos, Bocz Péter: Experimental investigation on condition monitoring opportunities of tramway tracks. Periodica Polytechnica Civil Engineering, Vol. 62, No. 1, 2017, pp. 180–190, DOI: 10.3311/PPci.10541.
A teljes cikket megtalálja a folyóirat 2018 / 6. 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 | ©