A cikk szerzője:

Dr. Liegner Nándor egyetemi docens
BME Út- és Vasútépítési Tanszék

Alagutak kapuzatánál kialakuló síndilatációs mozgások

A vasúti pálya alagutakban történő átvezetésénél a vasúti felépítményre eltérő hőmérsékleti viszonyok hatnak, mint a csatlakozó pályaszakaszokon. Az alagutak kapuzatainál létrejövő hőmérséklet-különbség miatt dilatációs mozgások lépnek fel abban az esetben is, ha a sínszálakat megszakítás nélkül, hézagnélküli kialakítással vezetik át. A kutatás célja, hogy meghatározzuk a dilatációs mozgások és a sínben ébredő normálerő nagyságát az alagútkapuzatok térségében, az alagútban is és a csatlakozó földművön lévő pályaszakaszokon is 54E1 sínrendszerű, zúzottkő ágyazatú felépítmény feltételezésével.

Az „A” jelű hőterhek hatására létrejövő mozgások és igénybevételek közepesen hosszú alagút esetén

Hőmérséklet-változásból kialakuló hatások a vonatok súlyát figyelmen kívül hagyó terheletlen modellen

A sínben a hőmérséklet-változásból kialakuló normálerő és a sín dilatációs mozgása időben lassú folyamatnak tekinthető mechanikai értelemben, ami a vonatterhek nélküli vágányon jön létre. A hőmérséklet-változásból a terheletlen modellen, az alagút kapuzatánál számított elmozdulásokat és normálerőket az 1. táblázat tünteti fel. A téli hőmérséklet mellett a sínben ébredő normálerőt a 2. ábra, nyári hőmérséklet esetén pedig a 3. ábra tünteti fel. A sín elmozdulását nyári hőmérsékleti viszonyoknál a 4. ábra szemlélteti.

2. ábra. Téli hőmérséklet mellett a sínben ébredő normálerő ábrája a terheletlen modellen [kN]

3. ábra. Nyári hőmérséklet mellett a sínben ébredő normálerő ábrája a terheletlen modellen [kN]

A terheletlen modellben felvett hőmérséklet-változás és ágyazási viszonyok mellett:

  • a sínben ébredő normálerő téli hőmérséklet mellett az alagútban 571,81 kN, az alagúton kívül 1001,27 kN;
  • a sín legnagyobb hosszirányú elmozdulása téli hőmérséklet mellett 3,42 mm, ami a „k” keresztmetszetben keletkezik;
  • a sínben ébredő normálerő nyári hőmérséklet mellett az alagútban 259,92 kN, az alagúton kívül 776,41 kN;
  • a sín legnagyobb hosszirányú elmozdulása nyári hőmérséklet mellett 4,78 mm, ami a „k” keresztmetszetben keletkezik.

A vonatterhelést figyelembe vevő, terhelt modellen kialakuló hatások

A vonatok terhének hatására a zúzottkő ágyazat hosszirányú ellenállása lényegesen megnövekszik. A tényleges pályán az ágyazat hosszirányú rugalmassága és határereje függ a függőleges terhelés nagyságától. A dilatációs mozgások a terheletlen ágyazatban alakulnak ki kisebb ellenállás mellett, majd erre ráhalmozódnak a fékezőerő hatására a megnövekedett rugalmasságú és határerejű ágyazatban létrejött elmozdulások és belső erők [6–8].
A modell sajátossága azonban, hogy egy adott szakaszon csak egy rugalmassági adat adható meg. Ebből az okból kifolyólag konstans p = 15 N/mm hosszirányú ágyazati ellenállást – határerőt – vettem figyelembe azon a 300 m hosszú pályaszakaszon, amelyre a fékezőerőt működtetjük, míg p = 5 N/mm értéket a hatásszakaszon kívül. Hátrány ugyanakkor, hogy a hőmérséklet-változásból kialakuló elmozdulásokat és igénybevételeket is p = 15 N/mm ellenállás feltételezésével számítja a fékezőerővel terhelt, 300 m hosszú hatásszakaszon.

A cikk folytatódik, lapozás:« Előző12345Következő »

Irodalomjegyzék

  • [1] MÁV Zrt. D.12/H. Utasítás: Hézagnélküli felépítmény építése, karbantartása és felügyelete, Budapest: 2009.
  • [2] Magyar Államvasutak Zrt. D54. sz. építési és pályafenntartási műszaki adatok, előírások I., Budapest: 1986.
  • [3] Dr. Megyeri J. Vasútépítéstan. Budapest: KÖZDOK; 1991.
  • [4] EN 13146-1:2012+A1:2014, European Standard, Railway applications, track, test methods for fastening systems, Part 1. Determination of longitudinal rail restraint, European Committee for Standardization, ICS 93.100, 2012.
  • [5] MSZ EN 1991-2:2006, European Standard, Eurocode 1, Actions on bridges, Part 2, Traffic loads on bridges, European Committee for Standardization, ICS 91.010.30, 93.040, 2006.
  • [6] Liegner N, Kormos Gy, Papp H. Solutions of omitting rail expansion joints in case of steel railway bridges with wooden sleepers, Periodica Polytechnica, DOI: 10.331/PPci.8169, 2015;59(4):495–502.
  • [7] Papp H, Liegner N. Investigation of internal forces in the rail due to the interaction of CWR tracks and steel bridges with ballasted track superstructure, Pollack Periodica. DOI: 10.1556/606.2016.11.2.6, 2016;11(2):65–74. www.akademiai.com
  • [8] Papp H, Liegner N. The interaction of steel railway bridges with wooden sleepers and loaded CWR tracks in respect of longitudinal forces, CETRA 2016, 4th International Conference on Road and Railway Infrastructure, 23-25 May 2016, Sibenik, Croatia. ISSN 1848-9842.
  • [9] A BME Út- és Vasútépítési Tanszék Pályaszerkezetek Laboratóriumában végzett saját mérések alapján.
A teljes cikket megtalálja a folyóirat 2021 / Különszámában.
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 | ©