1. Bevezetés

Az utóbbi években a fővonalak átépítéséből nagy mennyiségben kerülnek ki beépítésre alkalmas felépítményi anyagok, amelyeket mellékvonalak és alárendeltebb vágányok felújítására használnak fel. Ez­által költséghatékonyabbá válnak az átépítések, a korszerűsítések, megerősítések. A tapasztalat azt mutatja, hogy a különféle szerkezeti elemek beépítése gyakran nem kellően átgondoltan és előzetes beépítési tervek nélkül történik.
A MÁV Zrt. működtetésében lévő vonalhálózaton tömegesen fordulnak elő szűk nyomtávolságok, amelyek nagy számban érintik a használt felépítményi anyagból megvalósított átépítéseket. Ezek többsége visszavezethető a fel nem újított anyagok újrafelhasználására. Továbbá meg­figyelhetők olyan kisebb, még beavatkozást nem igénylő geometriai hibák is, amelyek miatt korábban kezdődik a vágány üzemszerű elhasználódása.
Amennyiben ezeket a negatív tényezőket jobb előkészítéssel, megfelelő tervezéssel és alapos átgondolással csökkenteni, optimalizálni lehetne, akkor az ilyen vágányok üzemeltetésének gazdaságossága tovább javulna. Ezzel együtt a következő átépítésre is később lenne szükség, ami szintén növelné e tevékenység hasznosságát, eredményességét.

2. A használt felépítményi anyag beépítéséből származó geometriai hibák

Az új mérethatárokból adódóan a szükséges intézkedések szempontjából a legfontosabb tényező az igen nagy számban előforduló, C2 mérethatárt meghaladó szűk nyomtávolság. A másik kritikus jelenség az építés után jelentkező számtalan geometriai hiba.
A hibák részletesebb bemutatása és elemzése céljából vizsgáltam a 2013-ban használt felépítményi anyagból átépített 46-os számú Rétszilas–Bátaszék vasútvonal Decs–Bátaszék közötti állomásközét. A vágány 54 rendszerű, 1984–1985 évjáratú használt sínekből és LM vasbeton aljakból épült át, 80 km/h sebességre és 210 kN terhelésre. A teljes állomásközben 2014 őszén FKG-s szabályozásra került sor. Az FMK–004 felépítményi mérőkocsi 2015 tavaszán készült vágánymérési grafikonjának 101+00–103+00 szelvények közötti grafikonrészletén (1. ábra) mutatom be az említett jelenséget. A vizsgált szelvények között Platov darus vágánybontás és -építés történt vendégsínek nélkül, a végleges, 24 m hosszú pályasínekkel. A lefektetett vágánymezőket kényszerűségből AT hegesztéssel tették hézagnélkülivé. Ezen­felül számos sínhibát kellett kiváltani, 9-10 m hosszú sínekkel.
A szemléletesség érdekében a grafikont kiegészítettem a sínek eredeti elrendezéséhez képest történt fektetési irányával (N→ eredeti fekvés szerinti, F→ az ere­deti fekvéshez képest fordítva) és az AT hegesztésekkel, sínszálanként. A hegesztések szelvényeit kivetítettem a teljes grafikonra.
Így figyelhetők meg egyértelműen az általam vizsgált jelenségek, melyeket az alábbiakban ismertetek.
Minden új hegesztésnél A2 mérethatárt meghaladó fekszinthibák mutatkoznak, amelyek további síktorzuláshibákat generáltak. Ugyanilyen jellegű hiba figyelhető meg az irányjellemzéknél is. Ezek a jelenségek a vágányszabályozás után sem csökkentek (2. ábra).

A nyomtávolság-jellemzők vizsgálatakor megfigyelhető, hogy a lefektetett vágánymezőkben a nyomtávolságok átlaga sínmezőnként nagymértékben változik, és az egyes sínmezők váltásánál, a hegesztésekben, a nyomtávolság ugrásszerűen megnő. Mint látható, a legszűkebb nyomtávolságok a fordítva beépített síneknél fordulnak elő. A legnagyobb fekszint- és síktorzulási hibák azokon a helyeken jellemzőek, ahol a sínek fektetési iránya megváltozik. Mindezek jól megfigyelhetőek a 106+75–106+85 szelvények között, ahol a jobb sínszálban 9 m hosszú sínt cseréltek. A cserélt sín fektetési iránya megváltozik. Ezenkívül a sínfej kissé „kihasasodik” a sínfej lekerekített része alatt. A bal sínszálat szintén nem az eredeti fekvés szerint építették be. Mindkét sínen kb. 1-1 mm legyűrődés figyelhető meg (3. ábra), és jól látható a szűk nyomtávolság a 9 m hosszúságban, és az ugrásszerű nyomtávolság-változás a hegesztéseknél. Ezenfelül a jobb sínszálban az összes vizsgált jellemzőben ugrásszerű értékváltozás figyelhető meg.
A vágánymérési grafikonról leolvas­ható geometriai hibák jól érzékelhetőek a mozdony vezetőállásából is. A vonalbeutazások során a hegesztéseknél (4. ábra) tapasztalható a vonat kissé nyugtalan futása. Ez abban nyilvánul meg, hogy az ellenkező irányokban fektetett sínek találkozásánál a jármű mindig az egyik irányba kismértékben csapódik. Az is megfigyelhető, hogy a fordítva beépített síneknél a jármű kereke csak a sínfej külső felén fut (5. ábra). A legnyugtalanabb mozgás azokon a helyeken tapasztalható, ahol a vágányban a két egymással szemben lévő sínszál fektetési iránya nem egyezik meg (6. ábra), és így nem alakul ki a vágánytengely-központos kígyózó mozgás.
A továbbiakban megvizsgáltam a másodfekvésbe beépítésre szánt anyagokat, és elemeztem a megállapított hiányosságok hatásait a vágány geometriájára.

3. A felépítményi anyagok deformálódásának következményei

3.1. Sínek

Megfigyelhető, hogy a beépítés során a sí­neket általában rendszertelenül forgatva fektették le. Ez nem is jelentene problémát, ha az üzemszerű kopás miatt a sín feje nem deformálódott volna el.

Még az egyenesben lévő vágányból kikerülő síneken is tapasztalható, hogy nem ritka esetben a 2-3 mm magassági sínkopás miatt a sínfej elveszíti szimmetriáját. A külső oldalon legyűrődések, alakváltozások jönnek létre. Ez jól látszik, ha az egyazon sínből vágott szeleteket összeforgatjuk (7. ábra).

Ha ezeket a síneket fordítva építik be, és így a legyűrődések és az alakváltozások a vágánytengely felé esnek, akkor ez nem csupán akár 1+1 mm nyomtávolság-szűkülést idéz elő, de a hézagnélküli vágány kialakítása során, a hegesztések megmunkálásakor ez a legyűrődés a köszörülésbe vett 1 m hosszon lemunkálásra kerül, így a köszörülés kezdeténél 2 mm nyomtávolság-változás alakul ki. Ez a legyűrődés a vonatforgalom hatására le is válik, és így újabb repedések, sínhibák keletkeznek a nyomtávsarokban (8–10. ábra). További veszélyt jelent, hogy ezek a repedések ugyanott jelennek meg, ahol a HC hibák is kialakulnak.

A fordítva beépített síneknél további problémát jelentenek a jó állapotúnak ítélt, kiváltásra nem kerülő AT hegesztések (11. ábra). Ilyen esetben az egyenességmérővel nem vizsgált felület vezeti a kereket, így jellemzően irányhiba és ugrásszerű nyomtávolság-szűkülés alakul ki. A 6. ábrán már szemléltetett jelenség, hogy a sín-kerék érintkezés kizárólag a sínfej külső oldalán jön létre, nem csupán a szabályos kígyózó mozgást befolyásolja. Idővel a sín kopása miatt kétpontos sín-kerék kapcsolat alakul ki, ami mind a kerék, mind a sín káros és erős kopásait felgyorsítja. Mindemellett a használt sínből vágott sínszeleteket új szelvényű sínnel összehasonlítva, esetenként megfigyelhető a síngerinc elferdülése is (12. ábra).

A hibák tovább halmozódnak abban az esetben, ha a beépítési irányokat váltogatják a fektetéskor, mivel a 7. ábrán már bemutatott sínfejszimmetria miatt a futófelületek nem esnek egy síkba. Hegesztésüknél a két futófelülettől eltérő harmadik síkot alakítanak ki (13. ábra), így 1 m hosszon akár 3 mm beköszörülés is létrejöhet, ami fekszinthibaként jelentkezik, és a már ismertetett vágánymérési grafikonról is leolvasható. Szintén megfigyelhető, hogy a legyűrődés leköszörüléséből nyomtávolság-változás, és azzal együtt irányhiba is keletkezik. A sínfordításoknál ezenfelül komoly futáshiba is mutatkozik. Ha a vágányba csak az egyik sínszálat építik be fordítva, akkor a sínfej külső oldaláról a kerékpár a hegesztés megmunkálási hosszán áll be vágányközpontos helyzetbe (13. ábra). A vezetőállásból ezeken a helyeken érezni legjobban a jármű nyugtalan futását. Ezt az érzetet tovább erősíti, ha a hegesztések viszonylag közel vannak egymáshoz, és a sínek beépítési iránya is minden hegesztésnél változik a sínszálakban.

3.2. Kapcsolószerek

A használt GEO alátétlemezek esetében gyakran tapasztalható, hogy a síntalp a belső bordába akár 1 mm-t is berágódik, csökkentve ezzel a nyomtávolságot. Betétcserével javított LX típusú vasbeton aljaknál sűrűn előfordul, hogy bár a GEO alátétlemez még beépíthetőnek minősül, de a beépítés irányát mutató jel csak nehezen, vagy egyáltalán nem látható. Az 54 rendszerű lemezeknél ez jelentős, 4,5 mm-es nyomszűkületet okoz (14. ábra).
Egy másik jellemző alátétlemez-hiba használt LM típusú vasbeton aljaknál figyelhető meg, mivel ezek rendszerint fellemezelve kerülnek újra a vágányba. Előfordul, hogy az alátétlemez a két KL síncsavar között ívesen meggörbül (15. ábra), ezzel megváltoztatja a nyomtávolságot és az 1:20-as síndőlést is. Ennek az az oka, hogy a sín nem képes stabilan felfeküdni a talpára, és kötéskor arra fog dőlni, amelyik oldalán először lehúzzák a GEO csavart. Gyakran előfordul az is, hogy a síntalp berágódik a bordába (16. ábra). A görbült lemez azt a hibát is magában hordozza, hogy mivel nem egyenletesen fekszik fel a vasbeton aljra, kinyomódik alóla a vágány rugalmasságát biztosító műanyag alátétlemez (17. ábra).
Ugyancsak a fellemezelve beépített vasbeton aljaknál okoz gondot a műanyag alátétlemez egyenlőtlen összenyomódása, kikopása, az alátétlemez két szélén (18. ábra). Jellemzően a belső oldal nyomódik össze jobban, mivel a síndőlés miatt egyenes vágányban a terhelés nem a sín függőleges tengelyében adódik át, és ezáltal a vágánytengely felőli oldalon nagyobb terhelést kap. Ez az összenyomódás-különbség méréseim szerint elérheti a 0,33 mm-t is, ami egy fél aljon 0,33 mm nyomtávolság-szűkülést eredményez, és ez­zel síndőlés-változást okoz.

3.3. Vasbeton aljak

Egy másik igen fontos jellemző a szűk nyomtávolságok esetén a betétcserével javított LX típusú vasbeton aljaknál figyelhető meg. A furatjavítás után készülő bemérési jegyzőkönyvek tanúsága szerint nem ritka az 1430-1431 mm-es nyom­távolság sem.

A jelenleg hatályos két utasítás – a P-9119/2005 Utasítás a használt felépítményi anyagok minőségének biztosítására, valamint a 26965/2014/MÁV Vasbeton aljak minősítésének átmeneti szabályozása – megengedi, igaz, megszorításokkal, a sérült vasbeton alj másodfekvésbe való beépítését. Csorbult és maximum 0,4 mm repedéstágasságig repedt vasbeton aljak beépíthetők 80 km/h sebességig, ha a vasalat nem látszik ki, és a repedés mélysége nem éri azt el. Tehát ezek a vasbeton aljak beépíthetők útátjá­rókba is, ahol viszont sokkal nagyobb mechanikai és dinamikai igénybevételnek vannak kitéve, továbbá itt intenzív a víz és a sók jelenléte is. Mindezek következtében az így beépített szerkezetek az újakhoz képest lényegesen előbb hibásodnak meg. Ugyanez tapasztalható az útátjárókba beépített használt GEO alátétlemezek és a kapcsolószerek esetén is. Így a már eleve kopott használt anyagokat a szükségesnél is nagyobb igénybevételnek tesszük ki.
Az újra felhasznált szerkezeti elemeket megvizsgálva tehát megállapítható, hogy minden egyes szerkezet külön-külön nem idéz elő komoly geometriai hibákat, de ezek a vágányban már halmozódhatnak és halmozódnak is. Tény az is, hogy vannak olyan objektumok, például az útátjárók, ahol az üzemidőt tekintve nem feltétlenül gazdaságosabb a használt felépítményi anyag beépítése.

3.4. Példa a méretek kedvezőtlen változására

Jó példa a nyomszűkületre a már korábban említett 106+75-ös szelvény. Előfordul (–3) – (–4) mm nyomtávolság-szűkü­lés a javított LX vasbeton aljnál, (–1) – (–1) mm a fordítva beépített síneknél a legyűrődésből, alakváltozásból, (–1) – (–1) mm a görbült GEO alátétlemezeknél és az egyenlőtlenül összenyomódott alátétlemezeknél. Ezeket az eseteket tekintve már csak 1 mm tartalékunk van a –9 mm-es nyomtávolság C2 beavatkozási mérethatárától! Ez a tartalék viszont könnyen elveszhet egy jobban legyűrődött síntől, egy erősebben görbült lemeztől vagy akár egy elferdült gerincű síntől is (19. ábra).

A vágánymérési grafikon nyomszűkületeinek ellenőrző méréseikor az figyelhető meg, hogy kézi eszközzel szinte minde­nütt akár 2 mm-rel bővebb nyomtávot, tehát kedvezőbb értéket mértünk (lásd táblázat). Érdekes, hogy mindkét mérés helyes. Ennek az az oka, hogy ezek a nyomtávolság-szűkülések leginkább az eredeti fekvéshez képest fordítva beépített, legyűrődött síneknél fordulnak elő, ugyanakkor az FMK–004 és az FMK–007 mérővonatok nyomtávolságnak azt az értéket veszik, ami a két sínszál közötti legkisebb távolság. A kézi vágánymérő viszont csak az egyik sínszál legyűrődését veszi figyelembe, mert a két ponton felfekvő része szabvány szerint a sínkorona alatt 14 mm-rel mér (Táblázat).

4. Javaslat minőségi használt anyag alkalmazására

A fentiekben vázolt megállapításokat figyelembe véve megállapítható, hogy a használt felépítményi anyagok tömeges felhasználása másodfekvésben az eddiginél jóval nagyobb odafigyelést igényel. Megfontoltabban és szervezettebben kell előkészíteni és végezni az ilyen felújításokat, átépítéseket, hogy jóval kedvezőbb lehessen a végeredmény!
Néhány javaslat a jobb minőség és a gazdaságosság érdekében:

• Minden szerkezeti elem minősítésénél meg kellene állapítani, hogy milyen feltételek mellett építhető be a legoptimálisabb eredménnyel. Például:
  – Az egyenes vágányból kikerülő síneket csak az eredeti fekvésük szerint lehessen beépíteni. Így nem alakulnak ki a későbbiekben a legyűrődés leválása miatt akár olyan sínhibák, melyek idő előtti síncserét tesznek szükségessé. Eb­ben az esetben a sínfejszimmetria hiányából származó fekszint-, síktorzulás- és irányhibák csak kisebb mértékben vagy egyáltalán nem jelennek meg a hegesztéseknél.
  – Útátjáróba vagy más eltakart szerkezetbe csak új felépítményi anyagot lehessen beépíteni. Ezzel szintén megnövelhető az élettartam.
  – Akár kismértékben is repedt vasbeton aljakat csak alárendelt állomási vágányba lehessen beépíteni.
  – Az LM típusú vasbeton aljak esetén mindig szükség lenne a műanyag alátétlemez cseréjére.
  – Amennyiben a csúcssín oldalkopott, ne lehessen összehegeszteni ép szelvényű közbenső sínnel. Ebben az esetben ugyanis az eleve érzékenyebb, síndőlés nélküli szerkezetet többlet-igénybevételnek tesszük ki. Emiatt a kitérőalkatrészeket minden esetben feltöltő hegesztéssel kell javítani, még akkor is, ha az alkatrészek kopása a tervezett sebességre még megfelelne.
  – Oldalkopott síneket csak alárendelt állomási vágányba, és csak eredeti fekvésükben lehessen beépíteni. Az így ki­alakuló nyomtávolság-bővülés még mindig kedvezőbb, mint a sínfej és síngerinc deformálódásából származó szűk nyomtávolság. Ez különösen akkor lényeges, ha a használt oldalkopott síneket műanyag betétes vasbeton aljra kötjük le, mivel itt a talpfától eltérően nincs lehetőség a nyomtávolság korrigálására, továbbá a szükséges síncserékhez nem áll rendelkezésre kellő számban megfelelő oldalkopású használt sín.
  – Átépítéskor mindig új csavarbiztosító gyűrűket kellene beépíteni, még a fellemezelt LM típusú vasbeton aljak esetén is. A bontott gyűrűk oly mértékben elöregednek, rugalmasságukat elveszítik, hogy a másodfekvésben nem képesek a teljes üzemidő alatt megfelelően működni. Az építési folyamatban a használt hármas csavarbiztosító gyűrűk nagy igénybevételnek vannak kitéve a többszöri felengedések és meghúzások során (síngombolás, fesztelenítések). Ezek cseréje az építés és a későbbiekben esedékes fenntartás közben olyan nagymértékű, felesleges munkaigénnyel jár, ami meghaladhatja az átépítéssel egyidejűleg történő, egyszeri teljes cseréjük költségét.
  – Szigetelt kötéseket ne lehessen használt sínből készíteni. Az esetleges gerincferdeség miatt a heveder ilyenkor nem feszül be megfelelően a hevederkamrába, és így nem lesz elég stabil a kötés. Ezzel elkerülhető lenne az is, hogy egy nagyobb igénybevételnek kitett szerkezet kerül a vágányba, kezdeti hibákkal terhelve.
• Ezeken felül javaslom megfontolni egy sín- és kitérőalkatrész-felújító telep létesítésének szükségességét. A használt felépítményi anyagokat manapság főként Platov darus vagy KICSE technológiával építik be. Platov darus fektetéskor, ha nem használnak vendégsíneket, és a fektetés után ET hegesztéssel történik a vágánymezők összehegesztése, akkor a kötőtelepen darabolják fel a 120 m hosszú síneket 24 m-esre. Így egy sínhiba vagy egy AT hegesztés miatt akár 22 m hosszú sín is felhasználatlan marad. Ez meglehetősen pazarló eljárás a sínanyaggal. Vendégsínes Platov darus vagy KICSE technológiás vágányfektetés esetén a használt hosszúsínek hibás részeinek kiváltása a vágányban történik. Ezzel az építési folyamat vágányzári időigénye számottevően megnövekszik a sínek felesleges mozgatása és a tömeges ET hegesztések miatt. Emiatt lényegesen nehezebb a többi építési folyamat kiszolgálása és az egész kivitelezés munkatervezése.
• Mindenképpen szükséges a használt fel­építményi anyagok minősítésével kapcsolatos előírások felülvizsgálata és korrekciója, valamint megfelelő adatszolgáltatás biztosítása a felhasználó részére.
• Célszerű a használt anyagok beépítésére előzetes tervet készíteni.

5. Végkövetkeztetés

Ahhoz, hogy a lehető legkedvezőbb vég­eredményű, jó minőségű és gazdaságosabb legyen a lépcsőzetes anyagfelhasználás, mindenképpen átgondoltabb anyagfelhasználásra van szükség, egy precíz anyagfelhasználási terv készítése elengedhetetlen. Ez kiemelten fontos a síneket és a kitérőket illetően. Mivel ezek azok a szerkezeti elemek, amelyek javítása a legdrágább, ugyanakkor nagymértékben meghatározzák a vágány további élettartamát. A többi használt anyag, úgymint a kapcsolószerek, vasbeton aljak stb. hibaforrásai kisebb következményekkel járnak, és könnyebben javíthatók. A furatjavítással javított L, illetve LX vasbeton aljak esetén jelentkező szűk nyomtávolságon viszont a jelenleg használt technológiákkal nem tudunk segíteni.
A bemutatott vágányszakasz vágánygeometriai mérései azt mutatják, hogy a C2 (–9 mm) nyomtávolság mérethatárt meghaladó hibák száma mérésről mérésre csökken. Ennek oka a legyűrődések leválása. Ugyanakkor ezeket felválthatják az itt megjelenő hajszálrepedésekből keletkező sínhibák.
Az útátjárók és az egyéb burkolt szerkezetek aránya elenyésző a nyílt vonalak hosszához képest. Ezek új felépítményi anyagból történő építése nem befolyásolná nagymértékben a beruházás költségét, viszont így az élettartamuk számottevően meghosszabbodna. Az itt szükségessé váló beavatkozás nemcsak a vasút, hanem a közút forgalmát is korlátozná.
Szükségesnek tartom a használt felépítményi anyagok minősítésével, a felhasználóknak nyújtott adatszolgáltatással és a beépítési tervek készítésével kapcsolatban új szabályozás kimunkálását.