Ugrás a tartalomra

Hőhatás és hőmozgás a vasúti hidaknál

A teljes cikket megtalálja a folyóirat 2021 / 1. szám lapszámában.
|
nyugalmazott mérnök, főtanácsos
okleveles építőmérnök, ny. mérnök főtanácsos
A vasúti pálya és híd kölcsönhatásában fontos szerepe van a pálya és annak tartozékát képező hidak eltérő hőmozgásának. A kapcsolódó határterületek előírásainak ismerete és figyelembevétele a hidak tervezésénél, vizsgálatánál és főleg azok karbantartásánál elengedhetetlen. A cikk az utóbbi időszak utasításkorszerűsítéseit és az új szerkezeti megoldásokat is figyelembe véve a vonatkozó előírásokra és azok összefüggéseire hívja fel a kedves olvasók, tervezők és üzemeltetők figyelmét. Egyben javaslatot tesz arra, hogy a cikkben leírtak értékelését és elfogadását követően annak megállapításait az utasítások korszerűsítését végző szakemberek munkájuk során vegyék figyelembe.

A MÁV több évtizeddel ezelőtt vezette be az országos közforgalmú vasúthálózatában a hézagnélküli vasúti pályakialakítást, amiről tudni kell, hogy a felépítményt az alépítményhez képest pályairányban gyakorlatilag mozdulatlannak lehet tekinteni, mert annak csak a két vége, az úgynevezett lélegző szakaszai mozdulnak el meghatározható mértékben. A hídszerkezetek azonban a meteorológiai hőmérséklet-változás hatására a pályairányú hosszméretüket állandóan változtatják, és úgynevezett dilatációs mozgást végeznek. A hézagnélküli pályakialakítás bevezetése során elvi követelményként írták elő, hogy a pálya és a híd kapcsolatát úgy kell műszakilag megoldani, hogy a híd erőtanilag ne vegye igénybe a rákerülő vasúti pályát, és a hídszerkezet szabadon dilatálhasson a pályától függetlenül. Ez a követelmény sok nehézséget jelentett és jelent napjainkban is, mind a pálya, mind a híd tervezésénél. A régi hidak karbantartásánál és átalakításánál találkozhatunk e követelmény betartásának következményeivel.
A Vasúti hidak és egyéb műtárgyak méretezésének általános előírásai tárgyú H.1.2. Utasítás 7.3.1. szakasza már egyértelműen megköveteli a pálya-híd kölcsönhatásából keletkező erők figyelembevételét, mind a pálya, mind a híd tervezésénél. Elöljáróban ezzel kapcsolatban meg kell említeni, hogy a legnagyobb igénybevételt az indító- és fékezőerő okozza, ugyanis a korábbi előírásokban előírt indító- és fékezőerő nagyságát az érvényben levő utasítás drasztikusan megnövelte. Amíg a korábbi fékezőerőt a lazán lekötött sínek súrlódás útján adhatták át a sínalátétlemeznek, a nagyobb értékűt azonban csak szoros sínlekötéssel lehet a hídszerkezetre átadni. Ez viszont azt jelenti, hogy az országos közforgalmú vágányok hézagnélküli vágányában laza sínleerősítésű hídpályaszakasz a jövőben már nem tervezhető. Itt kell megemlíteni, hogy a korábbi előírások szerint tervezett acélhídjaink többségén a hídpálya laza sínleerősítésű, ami tulajdonképpen azt jelenti, hogy ha a laza leerősítést szorosra váltanánk, akkor az addig hézagnélküli pályát a híd mindkét végén meg kellene szakítani. Ez pedig ütközik az Utasítás 7.3.1. pontjában előírtakkal, amely szerint: törekedni kell arra, hogy hézagnélküli vágány esetén a vágány síndilatációs szerkezet nélkül kerüljön átvezetésre a hídon.
Felvetődik az a kérdés, hogy mely hidakon lehet a vasúti pályát megszakítás nélkül átvezetni. Ugyanis a fent említett utasítás egyértelműen megköveteli, hogy a hidakat lehetőleg úgy kell kialakítani, hogy a pálya megszakítására ne legyen szükség. Azoknál a hidaknál nem kell a pályát megszakítani, amelyeknek nincs mozgó saruja, valamint azoknál, amelyeknél a pálya-híd kapcsolata olyan kialakítású, illetve megoldású, amelynél a hídszerkezet dilatációs mozgásának biztosítása mellett a vasúti pálya sínjeiben a megengedhetőnél nagyobb igénybevétel nem keletkezik. Ezeknél a hidaknál a vasúti pályát azonban a híd mindkét végénél meg kell szakítani, aminek következtében a pálya és híd együtt fog dilatálni. A híd mindkét végén szükséges pályamegszakítást az is indokolja, hogy a híd nem kerülhet a megszakított pálya lélegző szakaszába. A pályamegszakítás szükségességét erőtani számítással kell igazolni. Annak módját az Utasítás 7.3.2. szakasza részletesen ismerteti.
Köztudott fizikai jelenség, hogy a különféle szilárd anyagok a hő hatására változtatják méretüket. Meleg hatására növekszik, a hidegre pedig csökken a méretük. A méretváltozás mértéke az anyag fizikai tulajdonságainak és méreteinek ismeretében pontosan meghatározható. Ennek ismerete a vasúti pálya és annak tartozékát képező hidak miatt, mint látni fogjuk a következőkben, alapvetően fontos.
Az 1951. évi H.1. számú vasúti hídszabályzat előírta, hogy az egyenletes hőmérséklet-változás okozta alakváltozásokat, elmozdulásokat és igénybevételeket vashidakon -25 Celsius-fok és +45 Celsius-fok között változó hőmérséklet feltételezésével, vasbeton hidakon pedig -15 és +15 Celsius-fok hőmérséklet-ingadozás alapulvételével kell megállapítani. A MÁV az előírást úgy értelmezte, hogy az előírt hőmérséklet alatt az árnyékban mért léghőmérsékletet kell érteni.
A MÁV Vasúti Hídosztálya 1964-ben négy acélhídon vizsgálatot végzett, hogy azokon milyen a híd és a rajtuk lévő vasúti pálya kölcsönhatása, és ezen belül igazolható-e a hídszerkezetek léghőmérsékletből számolt és a mért dilatációs hosszváltozások azonossága [1, 2]. Megállapították, hogy a két adat kisebb-nagyobb mértékben eltér egymástól, ami feltehetően a nem megfelelő méréstechnikából adódhatott. Ma már tudjuk, hogy tévedtek. Az akkori tapasztalatok, valamint a külföldi szakirodalom és a Debreceni Vasútigazgatóság hidászmérnökének, Pintácsi Györgynek az ezzel a témával foglalkozó doktori disszertációja is már utalt arra, hogy a hőtágulási számításokat a szerkezeti hőmérséklet figyelembevételével kell meghatározni. A Vasúti Hídosztály a fentiekre tekintettel az acélhidak harmadfokú vizsgálata során a szerkezeti hőmérséklet mérését is megkövetelte. A ténylegesen mért nagyszámú szerkezeti hőmérsékleti adatokat összevetették az árnyékban ugyanakkor mért léghőmérsékletekkel, és a kettő között valóban eltéréseket állapítottak meg. Az eredményt tudomásul vették, érdemi intézkedés azonban nem történt.
A hézagnélküli vasúti pályakialakítás bevezetésével fontos szerepet kapott mind a hidak, mind a pálya hőmozgási értékének pontos megállapítása, valamint az annak hatására ébredő erők meghatározása. A hidak hőmozgását, mint említettük, korábban a levegő árnyékban mért hőmérséklete alapján, a sínekét pedig – napjainkban is – sínhőmérséklet alapján állapítják meg.
A H.1.2. Utasítás alapvetően módosította a hőhatási előírásokat, ami több vonatkozásban érinti a hőhatásnak kitett hídszerkezetek és a síndilatációs szerkezetek tervezését. A híd és az azon lévő sín dilatációjának értékét a következő képlet segítségével lehet meghatározni:

Δl = α × l × Δt,

ahol: Δl a hőtágulás mértéke,
α a hőtágulási együttható,
l a szerkezet dilatáló hossza,
Δt a hőmérséklet-változás értéke, amely plusz vagy mínusz érték is lehet.
A hőmozgási méret meghatározásához tehát a következők ismerete szükséges:
1. A vizsgált elem anyagjellemzői.
2. A vizsgált elemek dilatáló hosszúsága.
3. Az elemek tervezésénél figyelembe veendő határhőmérsékletek.

A vizsgált elem anyagjellemzői
Ismerni kell a vizsgált elem anyagát és annak hőtágulási együtthatóját, ami az egységnyi (1 m) hosszúságú elem egy Celsius-fok hatására bekövetkező hosszváltozása mm-ben kifejezve. Ezek a következők:

  • szerkezeti acélnál: 12,0×10-6, azaz 0,000012/°C; 0,012 mm/°C;    
  • vasbetonnál: 10,0–10-6, azaz 0,00001/°C; 0,01 mm/°C;
  • sínacélnál: 11,5×10-6, azaz 0,0000115/°C; 0,0115 mm/°C.

A vizsgált elemek dilatáló hossza

Ismerni kell az elem dilatáló hosszát, amelyet az elem fix helyzetű pontjától kell értelmezni. Hidaknál a fix sarutól vagy a hídszerkezet geometriai középpontjától, hézagnélküli pálya sínjeinél pedig a mozdulatlannak tekintett pályaszakasz megszakításánál kialakuló lélegző szakasz kezdeti pontjától.
Itt kell megemlíteni, hogy a MÁV 2008-ban egy olyan hidat helyezett forgalomba, amelynek nincs rögzített fix pontja. Ez az újpesti vagy más néven Északi vasúti Duna-híd, a híd tervezője az MSc Kft. A 674 m hosszú acélszerkezetnek ugyanis nincs fix saruja (1. ábra) [3].

1. ábra. Az újpesti vasúti Duna-híd és saruinak általános elrendezése [3]
1. ábra. Az újpesti vasúti Duna-híd és saruinak általános elrendezése [3]


Ilyen esetben, amint már fentebb is említettük, a szerkezet fix pontjának a híd geometriai középpontját tekintik. Ebben az esetben a teljes hídszerkezet hosszának felező keresztmetszetében van a hídszerkezet elméleti fix pontja. A hídszerkezet 337 m félhosszúságú szakaszai tehát ettől a keresztmetszettől mérve dilatálnak, a semleges hőmérsékleti állapottól értelmezve a szelvényezés szerinti kezdő és végpont irányban. A szerkezeti végek teljes eltolódása:
0,012×337×69=279 mm, azaz kerekítve ±140 mm.


A rögzített fix pont nélküli hídszerkezet azonban pályairányban szabadon elmozdulhat, elkúszhat, ami természetesen nem engedhető meg. Az elvándorlást különleges kialakítású mozgó saruk alkalmazásával tervezték elkerülni. Tehát ennek a hídnak a szerkezetét csak mozgó saruk támasztják alá. Ezeknek a saruknak a különlegessége az, hogy az alsó öntvényük felső kialakítása nem sík, hanem vagy homorú gömbsüveges, vagy homorú hengeres (2. ábra).

2. ábra. A gömbsüveg sarú hosszmetszete [4]
2. ábra. A gömbsüveg sarú hosszmetszete [4]


Az ilyen kialakítású saruk az eltolódott szerkezetet „visszakényszerítik” beépítési helyzetükbe. Tehát, ha megszűnik a szerkezetvég eltolódása, akkor a szerkezet visszacsúszik az eredeti semleges hőmérsékleti helyzetébe, azaz a saruk is visszaállnak középállásba, a stabil egyensúlyi állapotba. Ez abból adódik, hogy a hőhatás miatt bekövetkezett elmozdulás következtében a szerkezet a támaszerő ellenére kismértékben megemelkedik annak következtében, hogy a saru közbenső eleme felcsúszik az alsó saruelem gömb­süveges vagy hengeres felfelé görbülő ferde felületére. Ennek következtében minden mozgó sarunál létrejön egy lejtő irányú tolóerő, amely a hosszváltozás megszűnése során visszacsúsztatja a szerkezetet és a saruk közbenső elemét eredeti helyzetükbe. A rácsos szerkezet végein és a hídfőkön a pályaszinttorzulás (felemelkedés) elkerülése céljából az 1. ábra szerint, vízszintes síkkal kialakított sarut építettek be, ami közömbös egyensúlyi állapotot teremt. A hiányzó fix saruk pótlására különleges lökésközvetítő készülékeket (hidraulikus féktámasz) helyeztek el (3. és 4. ábra).

3. ábra. Hidraulikus féktámasz a hídfőkamrában
3. ábra. Hidraulikus féktámasz a hídfőkamrában
4. ábra. A hídvég kialakítása
4. ábra. A hídvég kialakítása


Ezek a készülékek a lassan bekövetkező híddilatációs mozgások hatására összenyomódnak (megrövidülnek) vagy kitágulnak (meghosszabbodnak), a hirtelen végzett fékezésből származó erő hatására azonban csak elhanyagolható mértékben változik meg a hosszméretük, ezért a teljes fékezőerőt át tudják adni a hídfőkre. Ezek a készülékek is gátolják a hídszerkezet elvándorlását.
Meg kell említeni azt is, hogy ezen a hídon a vasúti pálya rugalmasan beágyazott sínű. A következőkben igazolni fogjuk, hogy a pálya sínjei és a hídszerkezet általában nem azonos mértékben dilatálnak. E híd tervezésénél ezt a dilatációs különbséget elhanyagolhatónak tartották, annak ellenére, hogy a hídon a sínek hossza a hídszerkezettel egyezően 674 m. De kérdés, hogy helyesen-e? Ugyanis a gyakorlatban a dilatációs különbség a sínbeágyazó ragasztónak a sínvályú vagy a sín felületéről történő leválását okozhatja. A MÁV, a híd forgalomba helyezésétől kezdve, monitoringrendszert működtet és a hídszerkezet állapotával kapcsolatban napjainkban is folyamatos méréseket végeztet. Ezek eredményeiről annyit tudunk, hogy eddig rendkívüli helyzetre utaló eredmények nem voltak [4]. A híd III. fokú fővizsgálata és a folyamatosan végzett mérések összefoglaló eredményeinek kiértékelése során derülhet ki, hogy a különleges mozgó saruk jól működnek-e, a beágyazott sínek a hídvégeknél nem húzódtak-e be vagy nem nyomódtak-e ki a megengedhetőnél jobban, vagyis, hogy helyes volt-e elhanyagolni a pályasín és a hídszerkezet eltérő mértékű hőmozgását.

A határhőmérsékleti értékek figyelembevétele

Ismerni kell a vizsgált elem tervezésénél figyelembe veendő, a hőtágulást okozó hőmérséklet legnagyobb és legkisebb hőmérsékleti értékeket. A honosított európai szabványok (MSZ EN) alapján készült H.1.2. Utasítás szerint, a hőmérsékleti értékek rendre megváltoztak, és így, ha nem is jelentős mértékben, de megváltoztak – megnőttek – a hídszerkezetek semleges hőmérsékleti értékei is. Az Utasítás szerint a tervezésnél figyelembe veendő legmagasabb és a legalacsonyabb szerkezeti hőmérsékleti értékeket az ott közölt 5–25. ábra segítségével kell a tervezésnél esetenként meghatározni. Itt kell megemlíteni, hogy az ehhez szükséges, Magyarországon érvényes levegő-hőmérsékleti értékeket (+35 és -15 °C ) az MSZ EN 1991-1-5:2005 szabvány, NA nemzeti mellékletének NA1.2 pontja tartalmazza. Az ott közölt ábra három hídtípust nevez meg: 1. típus az acélhíd, 2. típus az öszvér híd, a 3. típus pedig a vasbeton híd. Az 5. ábrán, az általunk kiegészített eredeti ábrában, szaggatott vonalakkal bejelöltük a szükséges értékek előírt módon történő megállapításának módját és eredményét, bejelölve a semleges hőmérsékleti értékeket is. Hidaknál  a semleges hőmérséklet ismerete azért fontos, mert a hídszerkezeztet alátámasztó mozgó hídsarukat, valamint a sín- vagy egyéb dilatációs szerkezeteket ezen hőmérsékleti állapotban levő hídszerkezet esetén kell középállásba állítani.
Az EC nem közli a három hídtípus grafikonvonalainak geometriai egyenleteit, ennek hiányában nem lehet a grafikonvonalakat egzakt módon a koordináta-rendszerben megszerkeszteni. Az átvett ábra adatai alapján a szerkesztéshez szükséges adatokat is feltüntettük az 5. ábrán, amelyek segítségével az x-y koordináta-rendszerben megszerkeszthetők a grafikonvonalak és később lehetővé válik a grafikonok ellenőrzése is. A grafikonvonalak 45 fokban emelkednek a koordináta-rendszer 0 pontjától jobbra. Az acélszerkezet felső 1/a vonalrészének meghosszabbítása az y tengelyt 16 foknál, az alsó 1/b vonalrésze pedig mínusz 3 foknál metszi, és balra lefelé folytatódik. Az öszvér szerkezet felső 2/a vonalrészének meghosszabbítása az y tengelyt 4 foknál, az alsó 2/b vonalrésze pedig 5 foknál metszi, és balra lefelé folytatódik. A vasbeton szerkezet felső 3/a vonalrészének meghosszabbítása az y tengelyt 1 foknál, az alsó 3/b vonalrésze pedig 8 foknál metszi, és balra lefelé folytatódik.
A grafikon az árnyékban mért legalacsonyabb/legmagasabb léghőmérséklet (Tmin/Tmax) és a hídszerkezet legalacsonyabb/legmagasabb egyenletes hőmérséklet-változás (Temin/Temax) közötti összefüggést ábrázolja.
Az ebben szereplő hídtípusokra és a D. 12/H. Utasítás szerint a sínre vonatkozó hőmérsékleti értékek Celsius-fokban kifejezett értékeit az 1. táblázatban foglaltuk össze.


A fentiek szerint a hídszerkezet tervezésénél, építésénél és karbantartásánál nem a korábbi előírásokban előírt levegő hőmérséklete, hanem a szerkezet hőmérséklete szerint kell eljárni. A H.1.2. Utasítás azonban nem ad tájékoztatást arról, hogy a szerkezeti hőmérsékletet a hídvizsgálatok alkalmával hol, hogyan és hány helyen kell mérni, és a mérésekből hogyan kell a szerkezeti hőmérsékletet megállapítani. A híd tervezőjének lenne a feladata a tervezés során, a hídkarbantartási utasításban ezt meghatározni. Ezzel kapcsolatban megemlítjük, hogy a hőmérséklet-változások a hajnali időszakban a legkisebbek. Tehát ebben az időszakban célszerű a szükséges méréseket és a beszabályozásokat elvégezni. A fent leírtak alapján célszerűnek tartanánk az Utasítás 5–25. ábrájának a módosítását az itt közölt 5. ábrának megfelelően, így elkerülhető a hibás hőmérséklet alapján történő tervezés.



A tervezési hőmérsékletek jelentős változása miatt a hídszerkezetek hőmozgásának dokumentálásánál készítendő mérési grafikonokat a 6. és a 7. ábra szerint javasoljuk megjeleníteni.
 A 6. és 7. ábrán szereplő adatokhoz az alábbi megjegyzést fűzzük:

  • A tervezési határhőmérsékleteket az 1. táblázatból vettük át.
  • A cikkben példának említett 1. ábra szerinti hídnál: D = 0,012×337×34,5 = 139,5 mm (kerekítve: 140 mm)
  • A z értékkel kapcsolatban megemlítjük, hogy a H.1.2. Utasítás, a korábbi utasításokkal egyezően feltételezi, hogy a híd megépített állapotában semleges hőmérsékletű. Ettől magasabb szerkezeti hőmérséklettől növekszik, az ettől alacsonyabbtól pedig csökken a hídszerkezet dilatációs hossza.

A z értékei a példaként említett Északi hídnál:
a levegő hőmérséklete alapján vizsgált híd esetén  (6. ábra):
z = 0,012×337×10 = 40,44 mm (kerekítve: 40 mm);  
a szerkezet hőmérséklete alapján vizsgált híd esetén (7. ábra):
z = 0,012×337×16 =  64,7 mm (kerekítve: 65 mm).
A 1. táblázatban közölt adatok alapján megállapítható, hogy a megszakított hézagnélküli pályának a hídon lévő, úgynevezett hosszú sínjei, főleg az eltérő hőmérsékleti értékek miatt, nem azonos mértékben fognak dilatálni.
Példaként egy 40 m dilatáló hosszúságú acél hídszerkezetnél mutatjuk ki ezeket az értékeket:

  • a pályasín hosszváltozása: 0,0115×40×90=41,4 mm (±20,7 mm);
  • az acélszerkezet hosszváltozása: 0,012×40×69=33,12 mm (±16,6 mm).

A két érték különbsége kerekítve 8 mm. Az ebből a mozgásból származó erőt – mind a pályánál, mind a hídszerkezetnél – természetesen figyelembe kell venni. Ez az erő a nagyobb hosszúságú szerkezeteknél már jelentős lehet.

5. ábra. Hőmérsékleti határok a hidak tervezéséhez Magyarország területén
5. ábra. Hőmérsékleti határok a hidak tervezéséhez Magyarország területén
6. ábra. Javaslat a mérési grafikon megjelenítésére H.1. szerinti hőmérsékleti adatokkal
6. ábra. Javaslat a mérési grafikon megjelenítésére H.1. szerinti hőmérsékleti adatokkal


A hézagnélküli vágány hidaknál szükséges megszakításába síndilatációs szerkezetet kell beépíteni. A fix sarus hídvégnél csak a megszakított vágány lélegző mozgását, a mozgó sarus hídvégnél pedig mind a hídon lévő vágány, mind a megszakított vágány lélegző mozgását figyelembe kell venni. Ezeket a szerkezeteket természetesen a várható teljes dilatáló mozgásra kell tervezni.


A megszakított sínek végeinél jelentkező lélegző mozgás mértékét a Hézagnélküli felépítmény építése, karbantartása és felügyelete tárgyú D. 12/H. Utasítás szerint lehet meghatározni, a következő képlet segítségével:
zo=α×E×A×Δt/p [m],
ahol
zo a lélegző szakasz hossza [m];
α a sín hőtágulási együtthatója          1,15×10-5 [1/°C];
E a sínacél rugalmassági modulusa    2,06×105 [N/mm2];
A a sín keresztmetszeti területe [mm2];
Δt tervezésnél a teljes hőtágassági érték: 90 °C;
p az egy sínszálra vonatkozó hosszirányú eltolódási ellenállás [kN/m].
A D. 12/H. Utasítás 1. számú mellékletének 1M/1 táblázata tartalmazza a különböző pályaadatok figyelembevételével a képlet alapján kiszámított értékeket.
Például szolgáljon egy 40 m dilatáló hosszúságú híd végeinél megszakított hézagnélküli vágányba tervezett síndilatációs szerkezetek nyitási értékének meghatározása. A példában a hídhoz csatlakozó pálya legyen zúzott köves, amelynek az átlagos hosszirányú ágyazati ellenállása 8 N/mm/sín, és a sínek 54 E1 rendszerűek. A síntörésekre vonatkozó fent említett táblázatból kiírható a megszakított sín végének teljes mozgási értéke, amely az adott pályaadatok figyelembevételével megegyezik a hézagnélküli vágány nyíltvonali szakaszán bekövetkező síntörési hézag (táblázati jele Δ) tágasságával: Δ = 47,8 mm (kerekítve ±24 mm). Ez tehát a híd fix sarus végénél szükséges síndilatációs szerkezet teljes nyitási értéke. A mozgó sarus hídvégnél szükséges síndilatációs szerkezet teljes nyitási értékének megállapításához, ehhez az értékhez hozzá kell adni a hídszerkezeten lévő sín fentebb említett teljes dilatáló mozgási értékét. Az így kapott teljes nyitási érték: 47,8+41,4=89,2 mm (kerekítve ±45 mm).   
Megemlítjük, hogy a síndilatációs szer­ke­zetek hőmozgásának számításánál a H.1.2. Utasítás megengedi a hőhatás értékének számításánál előírt hőmérsékletének 20 vagy 10 Celsius-fokkal történő megemelését. Ezzel a szóban forgó szerkezetek esetleges pontatlan beállításából származó hibát lehetne a karbantartás során korrigálni.
Külön kell említeni a rugalmasan beágyazott sínekkel kialakított hídpályát [5]. Ennél a síneket a hídszerkezethez rögzített acélvályúba vagy a hídszerkezeten kialakított vályúba helyezik, és megfelelő megkeményedő ragasztómasszával körülöntik. Az így kialakított sínek rugalmasan ugyan, de közvetlen teherátadó kapcsolatba kerülnek a hídszerkezettel. Ezeknél a hidaknál a hézagnélküli pályába beépíthető szerkezethosszat a sínbeágyazó ragasztó anyaga alapján állapítják meg.

7. ábra. Javaslat a mérési grafikon megjelenítésére H.1.2.  szerinti hőmérsékleti adatokkal
7. ábra. Javaslat a mérési grafikon megjelenítésére H.1.2. szerinti hőmérsékleti adatokkal

A megkeményedett rugalmas ragasztó ellenére a sínt csak jelentős erővel lehet tengelye irányában elmozdítani. Egy meghatározható elmozdítás hatására a ragasztó a sín vagy a sínvályú felületéről le fog válni, tehát megszűnik a sín rögzítettsége. A különböző ragasztók, valamint a sínvályú eltérő méretei miatt a leválás nélküli elmozdulás elérheti a 12 millimétert is. Edilon rendszerű ragasztó alkalmazásánál például, a D. 12/H. Utasítás szerint, a megszakítás nélküli pályába csak 14 m dilatáló hosszúságú acélhíd és 20 m hosszúságú vasbeton híd építhető be, tehát általában kis hidakról van szó. Az ennél hosszabb hidaknál a hézagnélküli pályát a híd mindkét végénél meg kell szakítani azért, hogy a beragasztott sínű vasúti pálya együtt dilatáljon a hídszerkezettel. A megengedhető sínelmozdulás értékét már a tervezés során végzett laboratóriumi kísérlettel meg kell állapítani. A fentebb említettnél hosszabb beágyazott sínű hidaknál – attól függően, hogy a fix sarus hídvégnél hány síndilatációs szerkezetet építenek be – a híd dilatációs hossza a D. 12/H. Utasítás 6.2.3. szakasz 7–9. pontjaiban előírt feltételek betartásával növelhetők meg.
A vasúti pálya és az azt alátámasztó hídszerkezet hőmozgása alapvetően érinti a vasúti pálya sínjeiben esetleg bekövetkező síntöréseket. Azok ugyanis forgalombiztonságot érintő események, mivel a túl nagy tágasságú törési hézagok vonatkisiklást okozhatnak. Felmerül a kérdés, hogy mekkora lehet a még megengedhető törési hézag. Elöljáróban meg kell említeni, hogy a H.1.2. Utasítás meg sem említi a síntörés hatásainak figyelembevételét. Ezzel szemben a D. 12/H. Utasítás 8.4. szakasza részletesen foglalkozik a síntörésekkel és azok helyreállításával. A 8.4.2. szakasz (6) bekezdése szerint a felnyílt hézag megengedett mérete nem lehet 20 mm-nél tágasabb. A 6.1. szakasz (10) bekezdése pedig azt írja elő, hogy a hídszerkezeti kialakítás olyan legyen, hogy az ne tegye lehetővé 20 mm-nél nagyobb síntörési hézag keletkezését. Nézzük, hogy az esetleg bekövetkező síntörések a téli időszakban milyen mértékben nyílnak meg:
A D.12/H. Utasítás 6.1. (6) bekezdése szerint: Ha a híd áthidaló szerkezetének hossza nem nagyobb 40 méternél, akkor a hídon a hézagnélküli felépítményt megszakítás nélkül át lehet vezetni, továbbá azt is előírja, hogy ebben az esetben a hídon laza geo sínleerősítést kell alkalmazni különleges leszorítóelemek felhasználásával. (A szorítólemez vízszintes része alá 8 mm vastag lemezt kell behegeszteni úgy, hogy a síntalp és a szorítólemez közötti hézag 1 mm legyen.) Amennyiben a hídon eltörne a sín, annak téli időben megnyíló tágassága a lélegző szakaszok és a hídon lévő sín téli rövidüléséből adódóan a következő: 23,9+20,7+23,9=68,5 mm, kerekítve 70 mm. Ez az érték azonban messze meghaladja a megengedhetőnek tartott 20 mm értéket. Kérdés, hogy a teljes törési hézagot milyen módon lehet ilyen esetben csökkenteni, illetve elkerülni. Ennek legegyszerűbb módja, hogy a hídon megszüntetjük a fenti példában említett laza leerősítésű geo rendszerű sínleerősítést és a híd előtt és után a példában említett módon megszakítjuk a hézagnélküli pályát. Ebben az esetben a híd és a sín együtt fog dilatálni, és így a hídon esetleg bekövetkező síntörési hézag tágassága a téli időben csak elhanyagolható mértékben fog megnyílni a sín és a hídszerkezet fentebb már említett eltérő mértékű dilatálása miatt. A pálya megszakítása lehetővé teszi, hogy a hídon a geo rendszerű sínleerősítés helyett már bármilyen sínleerősítési megoldást lehet alkalmazni. Ezzel a megoldással azonban „gazdagodtunk” két nemkívánatos síndilatációs pályarésszel.
A D.12/H. Utasítás 8.4. szakasza azt is előírja, hogy ha a síntörési hézag meghaladja a 20 millimétert, akkor még az elrendelt sebességkorlátozással végzett forgalmat is szüneteltetni kell addig, amíg a szükséges javítást el nem végezték. Itt kell megemlíteni, hogy a 20 millimétert elérő törési hézag már +8 és +10 °C sínhőmérsékletnél előfordulhat. Tehát főleg a téli időszakban, a vasúthálózatot szigorú felügyelet alatt kell tartani, az esetleg bekövetkezett síntörések megtalálása végett. Mivel a síntöréseket nehezen lehet észlelni, felfedezni, célszerű lenne olyan biztosítóberendezési rendszert alkalmazni, amely jelzi az esetleg bekövetkezett síntöréseket.
Végeredményben a példában említettek alapján el kell dönteni, hogy fogadjuk el a síntörési következményeket vagy tudomásul vegyük, hogy megnövekszik a síndilatációs szerkezek száma.

Összefoglalás

A leírtakból megtudhattuk, hogy mely MÁV-utasítások foglalkoznak a hidakat érő hőhatásokkal, melyek szerint kell meghatározni a hídszerkezetek és a hídpályák sínjeinek hőmozgási értékeit.
Megtudhattuk, hogy a hídszerkezetek hőmozgását nem a levegő, hanem a szerkezet hőmérsékletének figyelembevételével kell meghatározni. Ez alapvetően a hidak mozgó saruira, a síndilatációs szerkezeteire, valamint a rugalmasan ágyazott pályaátvezetésre vonatkozik. Szükségesnek tartjuk a H.1.2 Utasítás korszerűsítésénél a cikkben szereplő 5. ábra szerinti kiegészítést figyelembe venni.
Megtudhattuk továbbá azt is, hogy az országos közforgalmú vasúthálózat vágányaiba a leírtak alapján már nem tervezhető laza sínleerősítéses pályaszakasz.