Ugrás a tartalomra

Átmeneti szakasz kialakítása ágyazatragasztással, eltérő függőleges merevségű pálya­szakaszok csatlakozásánál

A teljes cikket megtalálja a folyóirat 2013 / 1. szám lapszámában.
|
ny. főiskolai tanár
egyetemi adjunktus
Széchenyi István Egyetem, Győr Közlekedésépítési és Vízmérnöki Tanszék
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.

A kissugarú ívek hézagnélküliesítése so­rán ma már elterjedten használt megoldás a hazai vasúthálózaton az ágyazatragasztás. Az ív külső oldalán kialakított ágyazati gerenda nagy szilárdsága okán, erősen megnövelve az ágyazat keresztirányú ellenállását, jelentős nagyságú oldalirányú, vágányról érkező erő felvételére képes. Így lehetséges a korábbi gyakorlathoz ké­pest kisebb sugarú ívekben is a sín­szá­lak folyamatos összehegesztése úgy, hogy a vágány szerkezeti stabilitása a nyá­ri magas sínhőmérséklet mellett is megmarad.
A MÁV Zrt. a 2011–2012. évekre az ágyazatragasztás újabb felhasználási lehetőségeinek kutatására adott egyetemünknek megbízást [1]. Egyrészt meg kellett vizsgálnunk, hogy különböző pályaszerkezeti jellemzőkkel (pl. sínrendszer, ­sín­leerősítések, ragasztott hossz) épült pályaszakaszokon hogyan változtatja meg a hosszirányú ágyazat-ellenállás nagyságát az ágyazatragasztás. Másrészt választ kellett adnunk arra a kérdésre is, hogy ho­gyan befolyásolható ágyazatragasztással a pálya függőleges merevsége (rugalmassága) és hogyan alkalmazható ez a ­meg­oldás a hidakhoz közvetlenül csatlakozó szakaszokon a vágánygeometria tartós he­lyességének biztosítása érdekében. Írásunk csak az ágyazatragasztásnak a pálya függőleges merevségére gyakorolt hatásával foglalkozik, előrebocsátva, hogy erre vonatkozóan igen szerények a hazai és a nemzetközi eredmények.
A vasúti pálya merevségi viszonyainak egyenletessége fontos az alépítmény-korona, az ágyazat és a vágány elemeinek igénybevétele szempontjából. Különösen ott lényeges a kérdés, ahol hirtelen, egy keresztmetszetben következik be a pálya kialakításában számottevő szerkezeti változás. A hazai vasúthálózaton elsősorban a folyópálya és a híd csatlakozások tekinthetők ilyen helyeknek.  
Hangsúlyoznunk kell, hogy minden mérési eredményünk csak a vizsgálatra jellemző körülmények, adatok és paraméterek körében érvényes. A legfontosabbak e tekintetben a ragasztott ágyazatú szakaszok geometriája (hossz, szélesség, vastagság), a ragasztás erőssége, az alépítmény állapota.


A vasúti pálya függőleges merevsége

A vasúti pálya függőleges merevsége (rugalmassága) a következő módon fejezhető ki az ún. rugóállandó segítségével:

 

 



ahol
k = a vasúti pálya függőleges merevsége (kN/mm),
Q = a függőleges tengelyteher (kN),
s = a sín teher alatti süllyedése (mm).
Az 1. ábra az egyes szerkezeti komponen­seknek (nem ragasztott zúzottkő ágya­zatban) a pálya rugalmasságára gyakorolt hatását mutatja be [2].

1. ábra. A teherviselő elemek százalékos szerepe a teljes pályaszerkezet esetén
1. ábra. A teherviselő elemek százalékos szerepe a teljes pályaszerkezet esetén

                                                                                                                                                         

 A pálya függőleges merevsége nagymértékben befolyásolja a vágány forgalom alatti süllyedését és a fekvéshibák ­kialakulását. A 2. ábra a vágány forgalom hatására bekövetkező süllyedésének se­bes­ségét (süllyedési rátáját) mutatja a pá­­lya merevségének függvényében. Szá­mí­tásához az empirikus kifejezés a következő [2]:


ahol
sr = vágánysüllyedési ráta (mm/millió et),
k2 = függőleges pályamerevség (kN/mm).

2. ábra. Vágánysüllyedési ráta a pálya­merevség függvényében, ha a forgalmi terhelés nagyobb 200 millió et-nál
2. ábra. Vágánysüllyedési ráta a pálya­merevség függvényében, ha a forgalmi terhelés nagyobb 200 millió et-nál



A vágánygeometria fekszint jellemzőjének szórása és a vasúti pálya merevsége közötti közelítő empirikus összefüggés az alábbi:

 

 


ahol
f = fekszint szórása (mm),
k = a pálya merevsége (kN/mm).
A 3. ábra a vágány fekszint jellemzője szórásának alakulását mutatja a pálya merevségének függvényében [2].

3. ábra. A fekszint szórásának alakulása a pályamerevség függvényében
3. ábra. A fekszint szórásának alakulása a pályamerevség függvényében

 

2. A pálya megfelelő merevségének jelentősége

A pálya merevségi (rugalmassági) viszonyai­nak egyenletessége fontos az alépítmény-korona, az ágyazat és a vágány elemeinek igénybevétele, valamint a sínszálak magassági helyzetének maradó megváltozása szempontjából. Különösen ott lényeges ez a kérdés, ahol hirtelen, egy keresztmetszetben következik be a pálya kialakításában jelentős szerkezeti változás. A hazai vasúthálózaton ilyen helyek elsősorban a folyópálya és a híd csatlakozások.  
A csatlakozás és környezete kialakításával kapcsolatosan az alábbi követelmények fogalmazhatók meg:

  • A vágány szilárd, egyenletes és megfelelő mértékben rugalmas alátámasztású legyen. Ez szavatolja, hogy az alátámasztó szerkezetekre (hídfő, földmű) túlzottan nagy dinamikus terhelés nem jut, kisebb a lokális hibák kialakulásának lehetősége.
  • Az alátámasztási rugalmasságban je­lent­kező pontszerű, nagymértékű változásokat kezelni kell. Ilyen változási hely a hidaknál az, ahol a földanyagú ­alépítményről a hídszerkezetre lép át a vá­gány. A nagymértékű, hirtelen változásokat átmeneti szakasz kialakításával kell kezelni. Ezek hossza elsősorban a pályamerevség különbségétől és a pá­lyára engedélyezett sebességtől függ.
  • Új építéseknél, átépítéseknél meg kell előzni vagy kialakulásukat követően ke­zelni kell tudni a hídfők környezetében kialakuló nagy süllyedéskülönbségeket. A különbségek oka az, hogy ütemében és mértékében eltérő a hídfő alapozásának süllyedése, a csatlakozó töl­­téstest alatti talaj konszolidációja, a töltéstest anyagának összenyomódása.


A kialakítás helytelensége oda vezet, hogy a hídfőhöz csatlakozó vágányszakaszban a pálya merevségének hirtelen változása következtében

  • a keresztalj alsó síkjáról az ágyazatra jutó nyomás értéke számottevően meg­növekszik, ami a zúzottkőszemcsék gyorsabb aprózódásához és az al­építményben süllyedések kialakulásához vezet, majd erőteljes fekszinthibák ­alakulnak ki, süllyedési teknő ke­let­kezik;
  • az áthaladó szerelvények alatt a vaksüppedések miatt jelentős sínlehajlások adódnak, mértékük a 10 mm-t is meghaladhatja;
  • megnövekszik a sínleerősítések igénybevétele;
  • erőteljesebb lesz a sínfáradás mértéke;
  • romlik a futáskényelem minősége, majd előbb-utóbb lassújelet is be kell vezetni.

A jelenség megszüntetése több, egyes esetekben bizonytalan erősségű hatás megszüntetését követeli meg, s idő-, munka- és költségigényes. Az átmeneti sza­kasz kialakítása során tehát a híd és a csatlakozó pályatest alatt bekövetkező, eltérő mértékű süllyedések kérdését kell megoldani a pályamerevség hossz menti helyes változtatásával.


 


3. A kísérleti szakaszon végzett mérések és eredményeik

A különböző ragasztási módokkal kialakított vágányszakaszon a kísérleti mérések 2012. június 12-én történtek meg, Zalabér-Batyk állomás átmenő fővágányában. A kísérleti szakasz teljes hossza 10,80 + 33,60 + 9,60 = 54,00 m volt.
A vágányszakasz jellemzői:

  • 60 E1 rendszerű sín,
  • B70-N típusú vasbeton aljak, 0,60 m aljtávolsággal,
  • Vossloh szorítókengyelek, KL síncsavarok,
  • 0,35 m hasznos ágyazatvastagság,
  • HK védőréteg.

A 4. ábrán a kísérleti szakaszon a különböző típusú ragasztások kialakítása ­lát­ható. Ötfajta változat valósult meg:

  • 0 – nincsen ágyazatragasztás,
  • A – gyenge ragasztás (két ragasztott ge­renda a sínszálak környezetében, egyen­ként 4,80 × 1,05 × 0,20 m mérettel),
  • B – közepes ragasztás (a keresztaljakkal együtt 4,80 × 2,60 × 0,25 m-es ragasztott lemez),
  • C – erős ragasztás (a keresztaljakkal együtt 4,80 × 2,90 × 0,33 m-es ragasztott lemez),
  • D – nagyon erős ragasztás (a ­kereszt­aljakkal együtt 4,80 × 3,30 × 0,50 m-es ragasztott lemez).
4. ábra. Zalabér-Batyk állomás átmenő fővágányában az eltérő módon ragasztott szakaszok kialakítása
4. ábra. Zalabér-Batyk állomás átmenő fővágányában az eltérő módon ragasztott szakaszok kialakítása

A kísérleti szakaszon a ragasztást a MÁV-Thermit Kft. szakemberei végezték el. Az eltérő módon kialakított ­ágyazat­ragasztások geometriai méretei nem, de a ra­gasztáshoz felhasznált anyag ­mennyi­sége üzleti titok, ezért utóbbit nem áll módunkban megadni. Az 5. ábra a kísérleti vágányszakaszt mutatja.

5. ábra. Zalabér-Batyk állomás átmenő fővágányában kialakított kísérleti szakasz
5. ábra. Zalabér-Batyk állomás átmenő fővágányában kialakított kísérleti szakasz


A kísérleti szakaszon összesen 7 db tartószerkezetet szereltünk fel a peron oldalfalára, amelyek segítségével 7 db keresztaljon, azok peron felőli végén mérni tudtuk a járműteher alatti függőleges elmozdulásokat. Két keresztaljra egy-egy gyorsulásadót is felszereltünk. A kísérleti vá­gányszakaszon a számozott keresztaljakat, az út- és gyorsulásadók elhelyezését a 6. ábrán rajzoltuk meg.

6. ábra. A helyszínrajz az út- és gyorsulásadók elhelyezésével
6. ábra. A helyszínrajz az út- és gyorsulásadók elhelyezésével

 
Az eredeti elképzelés szerint a kísérleti méréseket két ütemben kívántuk elvégezni. A mérések első sorozatában statikus méréseket terveztünk úgy, hogy egy UDJ vontatta, ismert tömegű teherrel (vb. ke­resztaljakkal) megrakott Ks kocsi azonos tengelye kerül mindig a mérésre kijelölt aljak fölé a ragasztatlan és a különböző mó­don ragasztott szakaszokon. Először megmértük volna a felállított Ks kocsi sta­tikus tengelyterhe okozta függőleges süllyedést az egyes szakaszok kijelölt ­al­jain (pl. az aktuális mező középső alja). Ezt követően a Ks kocsi alvázához a két tengely közötti felezőpontban kitámasztott statikus terhelőberendezéssel akartunk egyre növekvő nyomóerő hatására létrejövő sínlesüllyedéseket mérni. (Az egy sínszálra működtetett tervezett terhelőerő maximális nagysága 150 kN lett volna.) Második ütemben dinamikus méréssorozatot terveztünk. Az UDJ a megrakott Ks kocsit 10–40–80 km/h sebességgel végigvontatta volna a teljes kísérleti szakaszon, s mérni kívántuk a pőrekocsi tengelyei okozta keresztalj-lesüllyedéseket ugyanazokon az aljakon, amelyeken statikusan is mérni terveztünk.
Sajnos az eredetileg elképzelt mérésekre nem kerülhetett sor, mert a tervezett 8 óra vágányzárat a forgalmi szolgálat nem tudta biztosítani. Ekkor döntöttünk úgy, hogy a méréseket állomáson áthaladó szerelvények segítségével végezzük el.
Összesen 10 áthaladó szerelvény alatt történt mérés. A 7. ábra az időben első, V63-as villanymozdony vontatta teherszerelvény áthaladása során felvett adatokból az idő (msec) függvényében készített diagramokat mutat. A mozdonytengelyek alatti elmozdulások a diagramokon az időtengely mentén eltolódtak egymáshoz képest, mégpedig annyival, mint amennyi időre szüksége volt a mozdonynak az adók közötti távolság megtételéhez. A B jelű ragasztott hosszon két ­jel­adót szereltünk fel (KÖZ1 és KÖZ2).

7. ábra. Az 1. mérőmenet alatti keresztalj-lesüllyedések az A és B ragasztott hosszakon
7. ábra. Az 1. mérőmenet alatti keresztalj-lesüllyedések az A és B ragasztott hosszakon


Az 1. táblázat az áthaladó villanymozdonyok statikus tengelyterhe és a mért lehajlások hányadosaként számított rugóállandókat mutatja. A szerelvények alacsony áthaladási sebessége miatt (két eset kivételével 55 km/h alatt) dinamikus felszorzást nem alkalmaztunk. A táblázat alsó sorában az átlagértékek olvashatók, amelyeknél az alászínezések jelentése a következő:
A gyenge (GYEN), a közepes (KÖZ) és az erős (ER) ragasztások rugóállandói között különbséget gyakorlatilag nem lehetett kimutatni. Ennek oka, hogy bár a felhasznált fajlagos anyagmennyiség aránya egyre nagyobb volt és a kialakult ragasztás vastagsága is növekedett (20:25:35 cm arányban), de ezekhez ké­pest a pálya merevségi (rugalmassági) vi­szonyai uralták a viselkedést. Azaz a teher alatti lehajlásra a rétegszerkezet alsó rugójának (alépítmény + kiegészítő réteg) lágy­sága, s nem a ragasztott rétegek me­revsége volt lényegesen erősebb hatással. (A mérési eredmények alapján számított rugóállandók nagyságát az alépítmény-korona állapota is befolyásolta, erre vo­natkozó adatokkal azonban nem rendelkeztünk. A vágányt néhány éve új alépítmény-korona sík kialakításával, kiegészítő réteg beépítésével újították fel. Ezért a kö­zepesen jó, homogén állapot feltételezhető volt.) A helyszíni mérések során ka­pott eredmények szükségessé tették a ra­gasztott ágyazat járműteher alatti viselkedésének véges elem számítógépes programmal történő alaposabb elemzé­sét.


4. Számítások véges elem programmal

A ragasztással az ágyazati szemcsék nagy szilárdsággal, tartósan kapcsolódnak egymáshoz. Az így létrejött réteg – ­geomet­riájától függően – felfogható olyan gerendának vagy lemeznek, amely rugalmas­sági modulussal rendelkezik és rugalmasan ágyazott. Nehézséget okozott azonban a Zalabér-Batyk állomási kísérleti szakasz adataival történő számításokban, hogy nem ismertük a gerenda/lemez ágyazási tényezőjét. Sőt a ragasztott gerendára megbízható rugalmassági modulus érték sem állt rendelkezésre.
A felmerült nehézségek miatt úgy döntöttünk, hogy nagyszámú, véges elem programmal történő számítással oldjuk meg a feladatot, azaz határozzuk meg – a kísérleti ragasztásokra megállapított helyszíni mérési eredmények alapján – azt, hogy milyen körülmények között és milyen paraméterekkel lehetséges/szükséges az átmeneti szakaszt kialakítani.
A számítási modellek felületi ­geomet­riája mindig megegyezett a helyszíni kísérlet során alkalmazott ragasztott ­mező­kével. A vastagságot az A modellben 20, a B modell esetén 25 és a C esetben 35 cm-nek vettük fel. A D modell esetében 50 cm vastagsággal dolgoztunk.
A 8. ábrán a D típusú ragasztás 4,80 × 3,30 m felületű lemezmodellje látható.
A ragasztott ágyazat a vb. keresztaljakkal együtt alkotja a lemezt.

8. ábra. A D típusú ragasztott lemez véges elem modellje
8. ábra. A D típusú ragasztott lemez véges elem modellje


Először az ún. gyenge ragasztással készült gerenda rugalmassági modulusát határoztuk meg a helyszíni mérés során GYEN jelű útadóval felvett vonatteher alatti keresztaljsüllyedésekből (1. táblázat). Ehhez egy sorozat futtatást végeztünk úgy, hogy

  • az A típusú gerendamodellel dolgoztunk, melynek vastagságát 20 cm-re vettük fel;
  • a ragasztott gerenda ágyazási tényezőjét C = 0,20 N/mm3 értékben ­hatá­roztuk meg, mert a gerenda alatt még kb. 35 cm tömörített ágyazati réteg volt (hasznos ágyazatvastagság);
  • a terhet a V63-as sor. villanymozdony első forgóváza adta, s annak első tengelyét tettük a mező szimmetriapontjára, azaz ahol a próbaszakaszon az ­út­adónkat is elhelyeztük (második tengely a ragasztott lemez szélére, a harmadik a ragasztatlan zúzottkő ágyazat szakaszára került).

A futtatások során addig változtattuk a rugalmassági modulus értékét, amíg ugyanaz a keresztalj-süllyedési érték (0,42 mm) nem adódott, mint amekkorát a kísérleti vágányszakaszon mértünk a V63-as mozdonyok tengelyterhe alatt. Eredményül E = 5750 N/mm2 értéket kaptunk, s ezt tekinthetjük az A típusú, gyenge ragasztással létrehozott gerenda rugalmassági modulusának.   
Ezután számításokat készítettünk az A típusú, gyenge ragasztásra az alábbi paraméterekkel:

  • lemezvastagság: 20 cm,
  • lemez ágyazási tényezője:0,05–0,10–0,15–0,20 N/mm3,
  • E = 5750 N/mm2,
  • teher: V63-as háromtengelyes forgóváz, első tengely lemezközépen.

A zúzottköves vágány ágyazási tényezőinek gyakorlati értékeit a 2. táblázat tartalmazza.

                                                                                                                                                         
Előállítottuk a sínben ébredő nyomatékoknak és a sín függőleges süllyedéseinek ábráit. A nyomatékértékek akkorák voltak, hogy elemzést nem igényeltek. Egy süllyedési eredmény a 9. ábrán látható.
A kék vonallal jelölt szakasz a ragasztott mező hossza.

9. ábra. A sínsüllyedésértékek A típusú ragasztás és C = 0,15 N/mm3 ágyazási tényező esetében
9. ábra. A sínsüllyedésértékek A típusú ragasztás és C = 0,15 N/mm3 ágyazási tényező esetében


Hasonló módon jártunk el a D jelű, na­gyon erős ragasztás esetében is. Ered­ményül E = 25 000 N/mm2 értéket kaptunk, s ezt tekinthetjük a D típusú, na­gyon erős ragasztással létrehozott gerenda rugalmassági modulusának.   

Az előzőekben leírt eljárást kívántuk alkalmazni a közepes és az erős ragasztással készített lemezek rugalmassági modulusának meghatározására is. Ez azonban nem sikerült, mert a helyszíni mérések során gyakorlatilag semmi különbség nem adódott az A, a B és a C ragasztott mezőkön mért, mozdonyterhek alatti keresztaljsüllyedések között. Ezért a kísérleti mé­rések alapján rugalmassági modulust a B és a C erősségű ragasztásra nem számítottunk. Mérlegelve az A és a D ragasztásokra meghatározott rugalmassági modulusok (E) értékét, valamint az E értéknek a sín süllyedése nagyságára gyakorolt be­folyásoló szerepét, a B, illetve a C ra­gasztásra az alábbi rugalmassági modulusokat javaslatként fogalmaztuk meg:

  • B (közepes) ragasztás:E = 10000 N/mm2,
  • C (erős) ragasztás: E = 15000 N/mm2.

A Zalabér-Batyk állomási kísérleti szakaszon útadókat szereltünk fel olyan ke­resztaljakra is, amelyek ragasztás nélküli zúzottkő ágyazatban feküdtek. Szá­mí­tá­saink alapján a ragasztás nélküli ágyazat rugalmassági modulusára E = 70…90 N/mm2 érték vehető fel.


5. Az átmeneti szakasz kialakításának megkövetelt paraméterei

A csatlakozó szakaszon a pálya merevségének nagymértékű, hirtelen változása nem megengedett. Két, jelentősen eltérő érték között az átmenet lehet folyamatos változású vagy lépcsőzetes. A folyamatos változás mind a vágány igénybevétele, mind a jármű futása számára ideális lenne. Azonban ennek anyagtulajdonsági (létrehozható rugóállandók), valamint kivitelezési nehézségei lennének. Sokkal egyszerűbben számítható és megvalósítható, ha az átmeneti szakaszon a pálya merevségének változását – bizonyos peremfeltételeket kielégítve – lépcsőzetesen oldjuk meg. 
A peremfeltételek alapjául a jármű fu­tás­minőségének szempontját választottuk.
A megfelelőséget két paraméter szabályozásával érhetjük el:

  • a két szomszédos szakaszon a ­jármű­teher alatti sínsüllyedés értékének kü­lönb­ségét korlátozzuk,
  • az átmeneti szakasznak pedig megállapítjuk a szükséges legrövidebb hosszát.  

A határparaméterek megállapításánál az is szempont (de nem döntő), hogy a lehető legkevesebb lépcsővel lehessen az átmenetet megoldani.
A jármű alatti sínsüllyedés értéke függ a keréktehertől és a pályaszerkezet jellemzőitől. A dinamikus kerékteher nagysága a statikus alapértékből és abból a szorzótényezőből adódik, amely a sebesség és a pályaminőség függvénye. Próba­számí­tá­sok alapján végül az átmeneti szakasz ki­alakításának szükségességét eldöntő lehajláskülönbség értékére – kiindulási paraméterként – 0,5 mm-t vettünk fel. A le­hajláskülönbséget ugyanazon járműteher által a csatlakozó, de eltérő kialakítású pá­lyaszerkezeteken létrejövő lehajlások kü­lönb­sége jelenti.
Az átmeneti szakasz legrövidebb hosszának megállapítására azt a megoldást vá­lasztottuk, hogy a pályasebesség függvényében előírjuk, a változás milyen időhossznál ne legyen rövidebb. Ezt 0,5 sec-ra ajánljuk felvenni. Ebből a feltételből a 3. táblázat hosszai adódnak.

 

                                     


                                                                          
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
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
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
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
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.