A cikk szerzője:

Dr. Horvát Ferenc főiskolai tanár
Széchenyi István Egyetem, Győr

Dr. Major Zoltán egyetemi adjunktus
Széchenyi István Egyetem, Győr

Átmeneti szakasz kialakítása ágyazatragasztással, eltérő függőleges merevségű pálya­szakaszok csatlakozásánál

A vasúti híd és a folyópálya csatlakozási helyén erősen eltérő függőleges merevségű pályaszakaszok találkoznak, ahol a gyakran kialakuló süppedési teknő miatt jelentős a vágányszabályozási igény. Ez a gond a vágány hossza mentén változó merevséget biztosító átmeneti szakasz kialakításával kiküszöbölhető. A szerzők különböző geometriájú és erősségű ragasztásokkal kialakított és ragasztatlan zúzottkő ágyazatú szakaszokon méréseket végeztek, meghatározva a járműteher alatti keresztalj-süllyedési értékeket. Ezután véges elem programmal számították gerenda-, illetve lemezmodellekkel a ragasztott mezők teher alatti lehajlását. Változó az eltérő ragasztás miatt a gerenda és a lemezek rugalmassági modulusa, azok ágyazási tényezője, valamint a járműteher volt. A szerzők javaslatokat tettek az átmeneti szakasz hosszát és a függőleges merevségnek pályahossz menti változását meghatározó paraméterekre, valamint a korrekt méretezést segítő értékek meghatározására.

                                                                          
Az egyes ragasztási típusokra számítógépes futtatások segítségével sínsüllyedésértékeket határoztunk meg az ágyazási tényező függvényében. Egy példát mutat a 10. ábra.

10. ábra. A sínsüllyedés­értékek a V63-as mozdony forgóvázának három tengelye alatt, D típusú ragasztás és eltérő ágyazási tényezők esetében
Az egyes ragasztási típusokra elkészítettük azokat a számításokat, amelyek eredményei alapján – a mező közepén álló tengely alatti sínsüllyedések értékeit híva segítségül – összehasonlíthatók azok a járműteher alatti süllyedésértékek, amelyek a szomszédos, eltérő ragasztottságú mezőkön alakulnak ki. A számítások V63 típusú villanymozdony háromtengelyes forgóváz elrendezése és 189,7 statikus tengelyteher alapulvételével történtek, és azt mutatták, hogy túl nagy a süllyedéskülönbség az A típusú ragasztás és a ragasztatlan ágyazat között. Tehát itt újabb lépcsőket kellett beiktatni.  
Újabb számítógépes futtatásokkal A00, A01 és A02 jelű ragasztási típusokat határoztunk meg. Ezek egyre lágyuló ragasztást jelentenek, s a következő – általunk javasolt – rugalmassági modulusokkal bírnak:

  • A00 ragasztás: 1600 N/mm2,
  • A01 ragasztás:  550 N/mm2,
  • A02 ragasztás:  300 N/mm2.

A most már összesen hétféle ragasztott ágyazatragasztás-típust egymás után téve nézzük meg, hogyan alakul az átmenet.
A 11. ábra mutatja, hogy az átmenetenkénti 0,5 mm-es sínsüllyedéskülönbség-lépcső mindenütt teljesül.
Számításainkat valószínűségi tényezővel felszorzott 225 kN tengelyteherrel is elkészítettük, különböző sebességű (V = 80…160 km/h) pályákra. A valószínűségi tényezők értékei (1 + t × s) a 4. táblázatban találhatók.

11. ábra. A sínsüllyedési értékek a V63-as mozdony forgóvázának három tengelye alatt
A következőkben a felszorzott ­teher­értékekkel elvégzett számítások ­eredmé­nyeit közöljük V = 160 km/h sebességre (12., 13. ábra). 

12. ábra. Sínsüllyedés-értékek dinamikus tengelyteher és V = 160 km/h sebesség esetén

13. ábra. Sínsüllyedés-különbségértékek dinamikus tengelyteher és V = 160 km/h esetén    
A 13. és 14. ábrák alapján megállapítható, hogy:

  • a járműteher következtében kialakuló sínsüllyedés nagyságára a ragasztott ágyazati gerenda/lemez ágyazási tényezője van relatíve a legnagyobb hatással;  
  • a 0,5 mm-es sínsüllyedés-különbség határérték tartható a hídról D szakaszra, D-ről C, C-ről B, B-ről A és A-ról A00 szakaszra történő átmenetek esetében. Az A00 szakasztól induló további lépcsők esetében a sínsüllyedés-különbség a 0,8 mm-es értéket nem haladja meg, ha az ágyazási tényező legalább 0,15 N/mm3.     

 

6. A ragasztott ágyazat segítségével megvalósítandó átmeneti szakasz kialakításának javasolt szabályai

A fentiekben közölt számítási eredmények és egyéb megfontolásaink alapján az átmeneti szakasz kialakítására a következőket javasoljuk:

  1. A kialakítás lehetőleg ne igényelje az alépítmény megerősítését (pl. cementes stabilizációs réteg vagy geoműanyaggal erősített réteg készítését), és ne legyen szükség a keresztaljak talpa alatti olyan ragasztóanyag-adagolásra sem, amely a vágány elbontásával járna. Ezek a munkák megnövelnéka kivitelezési időt, vágányzárat igényelnének és lényegesen megemelnék a költségeket. Természetesen, ha a ki­egészítő réteg-alépítmény ­rétegszer­kezet nagymértékű erősítést igényel, akkor ezekhez a megoldásokhoz kell folyamodni.
  2. El kell kerülni, hogy a gyenge alépítményen történő kialakítás esetén a szakaszban lévő lépcsők számának jelentős növekedése következzék be. Az alkalmazhatóság feltételét jelentse, hogy az ágyazási tényező értéke C > 0,10 N/mm3 legyen. 
  3. A ragasztott ágyazat segítségével kialakítandó átmeneti szakasz megtervezéséhez ismerni kell azoknak a paramétereknek az értékeit, amelyek segítségével a rugalmasan ágyazott ragasztott gerenda/lemez méretezhető. Ehhez geotechnikai vizsgálatokra is szükség lehet.     
  4. Az átmeneti szakaszon a ragasztástípusok számát a lehető legkevesebbre kell választani úgy, hogy a járműteher alatti sínsüllyedéskülönbség-feltételek teljesüljenek. Számításaink alapján a kü­lönbség értékét 0,8 mm-re javasoljuk felvenni.
  5. Az átmeneti szakasz megtervezhetősége igényli olyan kísérleti mérések végzését, amelyek segítségével megállapítható, hogy az alkalmazott ragasztóanyag fajtája és fajlagos mennyisége (kg/m2), valamint a ragasztás típusa (erőssége) függvényében az egyes esetekben mekkora rugalmassági modulussal (E; N/mm2) lehet számolni.     
  6. A gyengénél (E = 5750 N/mm2) gyengébb ragasztásoknál meg kell állapítani azt a ragasztóanyag-adagolási ­mini­mális határértéket, amely a vonatforgalom hatása ellenére is tartósan biztosítja a ragasztott ágyazat megkövetelt mechanikai paramétereit.


Irodalomjegyzék
[1] Új műszaki megoldás kidolgozása a hézagnélküli vágány hidakon történő átvezetésére, amely a jelenlegi előírások szerint szükségesnek tartott síndilatációs szerkezet alkalmazásának szükségességét a hídhossz függvényében csökkenti, és a hídfő mögötti gyenge háttöltés miatti vágánygeometriai romlást mérsékli. Innovációs járulék terhére finanszírozott kutatás-fejlesztési (K+F) munka. Témaszám: 2-07-11-006-01. Zárójelentés. Készítette: Széchenyi István Egyetem, Győr, 2012. november 30.
[2] B. Lichtberger: Handbuch Gleis. Tetzlaff Verlag, Hamburg, 2004.

A cikk folytatódik, lapozás:« Előző123
A teljes cikket megtalálja a folyóirat 2013 / 1. számában.
A lapszám PDF dokumentumként való letöltéséhez kattintson ide!
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 | ©