Ugrás a tartalomra

A MAINLINE projekt ismertetése

A teljes cikket megtalálja a folyóirat 2014 / 3. szám lapszámában.
|
főmérnök
MÁV Zrt. PÜ. Pályalétesítményi Főosztály Technológiai Osztály
A MAINLINE projekt egy európai uniós támogatású, UIC által vezetett projekt, melyben felkérésre a MÁV Zrt. is részt vesz. A projekt célja olyan módszerek és eszközök kifejlesztése, amelyek használatával egyes infrastruktúra-elemek teljes élettartama növelhető, másrészt egy életciklus-kiértékelő eszköz (LCAT számítógépes program) kidolgozása, mellyel életciklus-számítások végezhetők. A projekt hidak, bevágások, alagutak, támfalak, vágányok és kitérők infrastruktúra vagyoneszközökkel foglalkozik. Hároméves időtartama során a fenti témákkal kapcsolatban 22 szakmai és 10 belső, tehát összesen 32 dokumentumot dolgoz ki, a szakmai dokumentumokból még 5 hátra van. Írásunk vázlatosan mutatja be a projekt célját és eddigi eredményeit, figyelemfelhívás céljából. Ezek az eredmények, részben magyarul, a Pályavasúti honlapon megtalálhatók.

A MAINLINE rövidítés, a projekt teljes angol címéből. Szó szerinti fordításban: A vasúti közlekedési infrastruktúra karbantartása, felújítása és javítása, hogy csökkentsük a gazdasági és környezeti hatásokat.
Az EU 7. Keretmunka Programjában 2010-ben lehetőség volt a vasúti közlekedési infrastruktúra költséghatékony fej­lesztése témában támogatási pályázatok benyújtására, és az UIC (Nemzetközi Vasútegylet) a pályázatban való részvételre a MÁV Zrt.-t is felkérte.


A felkérést a MÁV Zrt. elfogadta, és már a pályázati anyag összeállításában is részt vettünk.
A pályázat sikerrel zárult, a projekt elnyerte az EU-s támogatást, és 2011. október 1-jén hivatalosan is megkezdődött. A résztvevőket az 1. táblázatban mutatjuk be. A projekt időtartama 3 év, befejezése 2014. szeptember 30.
A MÁV részesedése az EU-s támogatásból 42.525 euró, ezt 2011 decemberében átutalták. A Máv Zrt.-n belüli résztvevőket a 2. táblázat tartalmazza.

A MAINLINE projekt célja

  • Egy életciklus-kiértékelő eszköz (LCAT) készítése, amely lehetővé teszi a különböző karbantartási/cserélési stratégiák ki­­értékelését az infrastruktúra elemeire vonatkozóan.
  • Elemző módszer elkészítése a projektben felvállalt ötféle vagyoneszközhöz. A prototípus már elkészült a bevágásokhoz és a vágányokhoz, ami mintaként szolgál a többi infrastruktúra-elemhez.
  • Új technológiák alkalmazása a régebbi vas­úti infrastruktúra élettartamának meg­hosszabbítására.
  • Fontos romlási jelenségek és folyamatok meghatározása és modellezése a kiválasztott vasúti vagyoneszközöknél az LCC (életciklusköltség) elemzésekhez.
  • A beavatkozási stratégiák eredményeinek mennyiségi meghatározása.
  • A kifejlesztett romlási és állapotmodellek ellenőrzése esettanulmányokon.
  • Új építési módszerek és logisztika összefoglalása.
  • Az építési folyamatok megtervezése és optimalizálása a meglévő vonalakon.
  • Bemeneti adatok szolgáltatása az élet­ciklusköltség-modellek fejlesztéséhez, és más döntést segítő rendszerekhez, az infrastruktúra-menedzserek számára. Ez tartalmazza az építési időt és logisztikát, a hálózatra gyakorolt rövid és hosszú távú hatást, a jövőbeni fenntartási kérdések számbavételét, de ugyanígy a környezeti szempontokat is, mint az üvegházgázok kibocsátása a szállítási szol­gáltatásokból.
  • Az adatbevitel tisztázása a romlási modellekhez a továbbfejlesztett monitoring technikákból és vizsgálati rendszerekből, ezek használatának vizsgálata.
  • Weblapok készítése, az eredmények könnyebb elérhetősége céljából. Az információterjesztés támogatása.
  • A terjesztési és megvalósítási anyagok elkészítése, különös figyelemmel útmutatók készítésére.

A MAINLINE és SmartRail projektek kapcsolata

A MAINLINE projekttel egy időben a ha­sonló témájú SmartRail projekt is támogatást kapott az EU-tól. Az átfedések elkerülése érdekében az EU előírta a két projekt együttműködését. Ez úgy valósul meg, hogy a MAINLINE képviselője részt vesz a SmartRail-értekezleteken, és fordítva, majd ezt követően beszámolnak saját projekttársaiknak a másik projekt eredményeiről. Ezenkívül a két projekt közös workshopot tartott Párizsban 2013. május 14-én, melynek előadásai a Pályavasúti honlapon magyarul is megtalálhatók. A projekt munkacsoportjait a 3. táblázat összesítve tartalmazza.

A MAINLINE által vizsgált vagyoneszközök:

  • Acélhidak
  • Alagutak
  • Bevágások
  • Vágányok és kitérők
  • Támfalak

A MÁV alapvetően a WP2, WP4 és WP6 munkacsoportokban vesz részt, de a többi munkacsoport (3. táblázat) anyagait is megkapja és véleményezheti. A projekt felépítését az 1. ábrán mu­tatjuk be.

1. ábra. A projekt felépítése és a munkacsoport kapcsolatai
1. ábra. A projekt felépítése és a munkacsoport kapcsolatai

A munkacsoportok feladatai

A WP1 munkacsoport tevékenysége a régebbi infrastruktúra élettartam-kiterjesztési lehetőségeinek meghatározása. Fő cél az új technológiák – amelyek a meglévő vasúti infrastruktúra élettartamának növelését szolgálják – összegyűjtése és ismertetése.
A megoldásoknak költséghatékonyaknak kell lenniük, és minimalizálniuk kell a forgalom zavarását.
A WP2 munkacsoport feladata a romlási és szerkezeti modellek kidolgozása a teljes életciklusköltségre és elemzésre.
A cél olyan modellek kidolgozása, amelyek a kiválasztott vagyoneszközök profiljához (pl. üzemképesség és biztonság) igazodva megmutatják a karbantartás, javítás vagy megerősítés hatásait.



A WP3 munkacsoport az elavult infrastruktúra cseréjével, az új építési módszerekkel és a logisztikával foglalkozik.
A fő cél: figyelembe venni az építési eljárások tervezését és optimalizálását a vagyoneszköz-karbantartásban, -javításban és -korszerűsítésben, de azokban a helyzetekben is, ahol a meglévő vagyoneszköz cseréje életképes (vagy előnyben részesíthető) alternatíva. Elvárt az építési idő és logisztika, a rövid és hosszú távú hatások a hálózatra, a jövőbeli karbantartási kérdések, valamint a környezeti szempontok számításba vétele, mint például az üvegházgázok kibocsátása az ideiglenes szállítási szolgáltatásokból.
A WP4 munkacsoport feladata Monito­ring és vizsgálati technikák vizsgálata, annak meghatározása, hogy milyen adatok szükségesek a romlási modellek elkészítéséhez, továbbá hasznosítani a szerkezeti épség monitoring rendszereket és részletes vizsgálati technikákat. Vizsgálandó ezek költséghatékonysága és megbízhatósága.
A WP 5 munkacsoport a va­gyoneszköz-kezelés teljes élettartam környezeti és gazdasági hatásait vizsgálja. A cél egy életciklus-kiértékelő eszköz kidolgozása, mely figyelembe veszi a teljes élettartam környezeti és gazdasági hatását a vágány- és infrastruktúra-karbantartási és felújítási tevékenységekből. Ez a munkacsoport összegyűjti az eredményeket az összes előző munkacsomagból egy integrált, innovatív döntést segítő eszközbe. Az összeállítandó dokumentumok jegyzéke és készültsége a 4. táblázatban látható.

Az eddig végzett munkánk a projektben

Részt vettünk a projekt előkészítő és indító értekezletén a munkaterv összeállításában, és előadásokkal segítettük a munkát.
Részt vettünk a WP4 munkacsoport és a Projektvégrehajtó Bizottság telefonos értekezletein.
A nemzetközi projektekben a munkacsoportok rendszerint kérdőívekkel indítják a munkát. Megválaszoltuk (pályás, alépítményes, hidász kollégák bevonásával) a WP2 munkacsoport kérdőívét, melynek célja a projekt által vizsgálandó vagyoneszközök kiválasztása volt. Megválaszoltuk a WP3 munkacsoport kérdőívét a cserélési technológiáinkra vonatkozóan, és kérdéseket állítottunk össze a WP4 munkacsoport (monitoring és vizsgálati technikák) kérdőívéhez.
Megválaszoltuk a kérdőívet az élet­cik­lus­költség-számítás jelenlegi helyzetéről a MÁV-nál.
Összeállítottunk és megküldtünk egy kérdőívet a monitoring és vizsgálati technikákról az OSZZSD tagvasutak számára.
Aktívan részt vettünk a D4.1 és D4.2 dokumentumok megírásában, jelenleg a D4.3 dokumentum ránk eső részén (magyar hídjavítási esettanulmány) dolgozunk.

Esettanulmányok

A projekt vállalta híd és alépítményi (rézsű) meghibásodási esettanulmányok ismertetését. Az egyik híd esettanulmányt a MÁV Zrt. készítette el a Budapest–Gyékényes vasútvonal 891+35 szelvényében lévő rétszilasi acélhíd javításáról. Az acélhíd közbenső hossztartó megszakításánál lévő alátámasztó szögacélon fáradási repedés történt. A megerősítést több rétegből álló, SIKA Wrap szénszálas szövettel végezték (2. ábra).

2. ábra. A rétszilasi acélhíd hossztartó megszakítás megerősítése
2. ábra. A rétszilasi acélhíd hossztartó megszakítás megerősítése


A javítás laboratóriumi vizsgálatai még folyamatban vannak, ezek eredményei az esettanulmány teljes körű elkészítéséhez még szükségesek.

Workshopok

A projekt vezetése három workshop megszervezését vállalta: az elsőre 2013. május 14–15-én került sor az UIC székházában, a második Budapesten volt a közép- és kelet-európai vasutak számára 2014. május 15-én, a harmadik, projektzáró workshop pedig ismét az UIC-székházban lesz a projekt befejezésekor, szeptember 30-án.


 

A projekt eredményeinek közzététele

A projektnek van egy nyilvános weboldala – http://mainline-project.eu/ –, de ez angol nyelvű. Ezért megkezdtük a dokumentumok fordítását, és az angol nyelvű dokumentumok és a magyar fordítások (teljesen vagy kivonatosan) elérhetők a pályavasúti honlapon: Pályalétesítmények/Nemzetközi anyagok/Egyéb/MAINLINE könyvtárban.

A projekt eddigi eredményei az elkészült dokumentumok alapján

D1.1 A régi infrastruktúra javítását szol­gáló beavatkozások összehasonlító elem­zése a hidakra, vágányra és egyéb vasúti infrastruktúrára tartalmaz megállapításokat.
A hidakat illetően foglalkozik a jobb vizsgálati és kiértékelési módszerekkel, vízszigeteléssel, korrózióvédelemmel, sarukkal, megerősítéssel és a pálya-híd csatlakozás átmeneti zónáival.
A vágányok tekintetében foglalkozik a jobb vizsgálati és kiértékelési módszerekkel, sínköszörüléssel, „sapkás” sínfelújítással, javított kitérőkkel, ágyazattisztítással és javított aljakkal.
Az egyéb vasúti infrastruktúra keretében foglalkozik a földmunkákkal, alag­utakkal és víztelenítéssel.
Az A függelék tartalmazza a hidakkal kapcsolatban kiküldött kérdőívet és annak eredményét.
Egy kérdőívet adtunk ki a hidakkal kapcsolatban az európai vasúti infrastruktúra-menedzsereknek. Kilenc válasz érkezett. Ha a jelenlegi eredményeket extrapoláljuk a 20 000 km-es hálózatból és a 40 000 vasúti hídból, amelyeket a válaszadó infrastruktúra vasúti menedzserek felügyelnek, az Európai Unió tízszer ekkora hálózatához, egy durva becslés kapható az igényekről a következő évekre. Az extrapolálás eredménye, hogy a következő tíz évben várható mintegy 5000 híd megerősítése, mintegy 10 000 híd cseréje és mintegy 15 000 hídpálya cseréje.
A B függelék tartalmaz 5 hídmegerősí­tési esettanulmányt az Egyesült Királyság területéről. Az egyik példa bemutatja, hogy a vasbeton lemezhíd alsó felületébe hornyot marva ezekbe szénszállal erősített polimer (CFRP) rudakat ragasztanak, amelyek a szélső szálban a húzófeszültség felvételét szolgálják (3. ábra).

3. ábra. Horonyvágás a betonfelületben (bal oldalon), szénszállal erősített polimer rudak (jobb oldalon)
3. ábra. Horonyvágás a betonfelületben (bal oldalon), szénszállal erősített polimer rudak (jobb oldalon)


A következő példa egy 1959-ben épített beton teknőhíd megerősítését mutatja. A munkálatokat nyolc utófeszített rúddal végezték a pályalemezen fúrt lyukakon keresztül (4. ábra, bal oldali beillesztett kép). A híd Haparandában, Észak-Svédországban található, közel a finn határhoz. Ily módon meg tudták növelni a híd hajlítási és nyírási kapacitását, ezzel a híd kapacitását a 25 t-ás tengelyterhelésről 30 t-ra növelték. A jobb oldali beillesztett kép mutatja a teherforgalmat a kétvágányú hídon (4. ábra).

4. ábra. Vasúti híd megerősítése keresztfeszítéssel
4. ábra. Vasúti híd megerősítése keresztfeszítéssel

D1.2 Kiértékelési módszerek a régebbi infrastruktúrához

Ez a dokumentum az infrastruktúra-­kiértékelés legutóbbi fejlesztéseit ismerteti, felbontva híd, alagút, vágány és földmunka fejezetekre.
A híd fejezetben a megbízhatósági alapú kiértékelési módszereknél bemutatja Dániában, Németországban, Svájcban, az Egyesült Királyságban, Kanadában és az USA-ban alkalmazott kiértékelési módszereket.
A továbbiakban ismerteti a pályába és a hídra szerelt nyúlásmérő bélyeges mérési rendszereket. Bemutatja a maximális hasznosteher-hatások számítását és a próbaterhelés-vizsgálatot.
A DB BELFA-DB néven kialakított egy terhelőjárművet a hidak próbaterheléséhez (5. ábra).

5. ábra. BELFA-DB terelőjármű egy falazott boltozott hídon
5. ábra. BELFA-DB terelőjármű egy falazott boltozott hídon


A vágány fejezetben bemutatja a vágányszerkezet-állapot mutatót (TSCI) és az MDZ vágányminőség-mutatót. A földmunkáknál a talajrézsű veszélyhelyzet mutatót (SSHI), valamint a sziklarézsű veszélyhelyzet mutatót (RSHI).
A dokumentum példákat hoz fel a korszerű kiértékelésre, a pályából már kivett, lecserélt svédországi hídon végzett, tönkremenetelig fokozott terheléssel.
A 6. és a 7. ábrán jól látható, hogy a ténylegesen nem lineáris véges elemes modellel előre kiszámított deformációk mennyire megegyeznek a rácsos hídon a törésig történő terhelési tönkremenetellel. A vizsgálatot 2013 szeptemberében végezték az Åby híd szerkezetén.

6. ábra. Tönkremenetelig terhelt rácsos tartó
6. ábra. Tönkremenetelig terhelt rácsos tartó
7. ábra. Nem lineáris végeselemes modell a híd tönkremeneteléről
7. ábra. Nem lineáris végeselemes modell a híd tönkremeneteléről


A dokumentum következő fejezetében bemutatják a kiértékelést egy LCA (életciklus-elemzés) keretén belül. Ez tartalmazza a szerkezeti épség monitoringot, a próbaterhelési vizsgálatot és a súlyellenőrzést mozgás közben (WIM).
Az A függelék tartalmazza a projekt egyik teszthídjának (Åby híd) rajzait.


 

D2.1 Romlási és teljesítményspecifikáció a kiválasztott vagyoneszközökre

A dokumentum a kiválasztott vagyoneszközöknek megfelelően földmunkák, hidak, alagutak, vágány és egyéb szerkezetek fejezetekre oszlik.
A földmunkák közül a MAINLINE a talaj- és sziklabevágásokkal, továbbá azok határállapotaival foglalkozik. A Net­workRail üzemeltet és karbantart egy online adatbázist, mely vizsgálati felvételeket, eredményeket tartalmaz az angliai földmunkákról. Ez nagyjából 8762 km töltést, 5763 km talajbevágást és 495 km sziklabevágást fed le. A vizsgálat során minden 100 m földmunka kapott egy pontszámot a talajrézsű veszélyhelyzet-mutató (SSHI) algoritmusa vagy a sziklarézsű veszélyhelyzet-mutató (RSHI) algoritmusa alapján.
A hidak tekintetében a dokumentum ismerteti az acél- és betonhidak anyagtulajdonságait, sérülési és romlási mechanizmusukat, a fáradást, korróziót, a szegecselt fémhidak problémáit, a kovasav-reakciót, fagykárosodást, kóboráram-korróziót stb.
A falazott hidaknál ismerteti a hídtípusokat, anyagtulajdonságokat, valamint a sérülési-romlási folyamatot.
Az alagutak fejezetben az alagúttípusokat, a sérülési-romlási folyamatokat és a javítási lehetőségeket.
A teljesítmény és határállapot fejezet bemutatja a NetworkRail alagútra kidolgozott állapotjelölő indexet, melynek segítségével elemezni lehet a romlási trendeket.
A vágány fejezet ismerteti a felépítmény elemeinek sérülési-romlási mechanizmusát a kapcsolódó igénybevételeket és határállapotokat.
Az egyéb szerkezetek közül a dokumentum a támfalak meghibásodásaival és határállapotával foglalkozik. Az A függelék az ötféle vagyoneszköz romlásáról és monitoring lehetőségéről készített kérdőívre adott válaszokat tartalmazza.

D2.2 Romlási és beavatkozási modellezési technikák

Ez a dokumentum tartalmazza a vágányok és acélhidak, talajbevágások és alag­utak romlási és beavatkozási modellezési technikáit, valamint egy korrózió és bevonatok fejezetet.
A vágányminőség és -romlás fejezetet a Grazi Műszaki Egyetem készítette el, vágányminőségi mutatóként az MDZ minősítő számot használva. Az anyag szintén kiemeli a kezdeti vágányminőség és a megfelelő víztelenítés fontosságát. A to­váb­bi­akban az ágyazatminőség és alj alatti betétek (USP), valamint a megfelelő karbantartás szükségességét elemzi.
Az acélhidak fejezet a fáradást emeli ki fő meghibásodási módként, és a fáradás kiértékeléséhez alkalmazott módszereket is­mer­te­ti.
A talajbevágások fejezetben az állapotkiértékelési módszerek közül részletesen ismerteti a talajrézsű veszélyességi mutatót (SSHI) és a sziklarézsű veszélyességi mutatót (RSHI), azok kiértékelését, valamint a vasúti sziklarézsű-kockázat kiértékelését. Ezek a romlási és modellezési technikák szolgálnak alapul az LCAT-hoz (életciklus-elemzési eszköz).
Az alagút fejezet ismerteti az alagútromlás típusait, azok okait a falazott és lőttbetonnal bélelt alagutakban. A romlás okai a szulfáttámadás, fagyás-olvadás váltakozása, alkáli adalékok és betonacél korrózió. A betonrepedés és -leválás javítására szolgáló módszerek a lőttbetonos javítás, a szerkezeti injektálás és a szegmensekre osztott bélelésjavítás.

D3.1 A vasúti infrastruktúra építésének és cseréjének összehasonlító elemzése

A dokumentum ismerteti a műtárgyak és azok elemeinek cseréjét, az al­épít­mény­átépítést, a folyóvágány- és kitérőcserét.
A műtárgyaknál elkülöníti a kis, közepes és nagy hidak cseréjét.
A teljes hídcsere módszerei között tárgyalja az alábbiakat:

  • cserélés híd provizóriumok használatával,
  • cserélés előre gyártott elemekkel,
  • vízszintes betolás,
  • függőleges mozgatás és vízszintes betolás.

Ismerteti a felszerkezet cseréjét mobil darukkal, sínen járó darukkal, vasúti híd-szállítóval, hidraulikus gyámokkal, hosszirányú betolással, vízszintes betolással.
A vágányfektetési módszereknél külön tárgyalják a folyóvágány és a kitérő cseréjét.
A folyóvágánycserénél ismerteti a vágányfektető vonatot, az ágyazattisztító gépet és ezek kombinációját, a portáldarus módszert, a kotrókkal végzett vágánycserét, a vákuumos kitermelési módszert, az alépítmény-rehabilitációs gépeket, továbbá a Puscal módszert.
A kitérőcseréknél ismertetett módszerek tartalmazzák az alépítménycserével és alépítménycsere nélkül végzett kitérőcserét, a billenős kitérőszállító vagonokat, a Desec TL–70 géppel, vasúti darukkal és Plasser WM 500 kitérőfektető géppel történő kitérőcseréket.
A dokumentum melléklete hídcserére öt esettanulmányt tartalmaz.

D3.2 Módszerek a hídcserére

A dokumentum az alábbi főbb témakörökkel foglalkozik:

  • logisztika, híd információmodellezés, előkészítő munkák, hídcsere, befejező munkák,
  • hatékony anyaghasználat (szálerősítésű polimerek, nagy teljesítményű beton),
  • gyártási módszerek (előre gyártott hidak, hagyományos hidak),
  • egyedi nagy hidak cseréje.

A hatékony anyaghasználatban a szálerősítésű polimerek (FRP) alkalmazása egyre terjed, néhány terület: főleg lapok és csíkok formájában a meglévő hídszerkezetek megerősítésére, és bizonyos mértékig megerősítő rudakként (vasalások formájában), helyettesítve az acélt mint betonvasalást.
A MAINLINE projektben a MÁV részéről tesztszakaszt képező rétszilasi híd sarutörési problémáját is FRP alkalmazásával javították.
A vasút területén, az FRP-t eddig főleg a vasútvonalakat keresztező gyalogoshidakon használták. Egy példa St. Austell városban (Egyesült Királyság) a gyalogoshíd (8. ábra).

8. ábra. Üvegszál-erősítésű polimer gyalogoshíd, St. Austell, Egyesült Királyság, 2010
8. ábra. Üvegszál-erősítésű polimer gyalogoshíd, St. Austell, Egyesült Királyság, 2010


A nagy szilárdságú vagy nagy teljesítményű beton (HSC/HPC) a dokumentumban külön fejezetet kapott. A HPC nyomószilárdsága jellemzően 80 MPa felett van.
A gyártási módszerek fejezetben megtalálhatók a keretek, beton és acél hídpályák.
A híd alépítmény-építés fejezetben meg­oldást ismertetnek a vasúti hidak meg­erősítésére, úgy, hogy új fúrt acélcső cölöpöket építenek be a meglévő híd alatt vagy mellett. A cölöpökre kerek vagy négyszög keresztmetszetű alátámasztás épül (9–10. ábra). A kör keresztmetszetű oszlop csőből készül, a négyszög keresztmetszetű a földfelszín fölé felhozott cölöpök kibetonozásával (11. ábra).

9. ábra. Felhozott cölöpökkel kialakított alátámasztás
9. ábra. Felhozott cölöpökkel kialakított alátámasztás
10. ábra. Cölöpök összebetonozása négyszög keresztmetszetű támasszá
10. ábra. Cölöpök összebetonozása négyszög keresztmetszetű támasszá
11. ábra. FRP hídpálya belépítése a szomszéd vágányról
11. ábra. FRP hídpálya belépítése a szomszéd vágányról

A dokumentum következő fejezete foglalkozik a hídpályacserékkel, például FRP kompozitokkal (12-13. ábra).
Egyes hídpályacserék folyamatát lépésenként ismerteti.

12. ábra. FRP hídpálya beépítése ugyanarról a vágányról
12. ábra. FRP hídpálya beépítése ugyanarról a vágányról

13. ábra. A Desec gémes darurendszer rajza (Forrás: Desec)
13. ábra. A Desec gémes darurendszer rajza (Forrás: Desec)


 

D3.3 Vasúti kitérők: új technológiák kifejlesztése a cserére

A dokumentum főbb témái:

  • kitérőcserélési módszerek áttekintése.
  • vágánymerevség homogenizálása kitérőkben.
  • logisztika és tervezések korszerűsítése a kitérőfelújítás optimalizálásához.

A dokumentum nyolc európai ország kitérőcserélési gyakorlatát mutatja be, és az alábbi módszereket ismerteti:

  • vasúti darukkal,
  • közúti darukkal,
  • kétéltű (közúti/vasúti) kotrókkal,
  • Vaicar gerendás darurendszerrel (14. ábra),
  • portáldarukkal,
  • Desec rendszerrel (13. ábra),
  • Geismar UWG rendszerrel,
  • Geismar-Fasseta rendszerrel (15. ábra).


14. ábra. A Vaicar gerendás darurendszer rajza (Forrás: Vaicar)
14. ábra. A Vaicar gerendás darurendszer rajza (Forrás: Vaicar)


15. ábra. Fotók egy nagysebességű kitérő beépítéséről Geismar-Fasseta rendszerrel (Forrás: COMSA)
15. ábra. Fotók egy nagysebességű kitérő beépítéséről Geismar-Fasseta rendszerrel (Forrás: COMSA)

A D3.3 dokumentum a továbbiakban ismerteti a moduláris kitérőcserélési módszert, ami azt jelenti, hogy a kitérőegységeket a gyárban teljes egységként, vagy 2-3 nagy egységben szerelik össze, és ezután a helyszínre szállítják, ahol speciális billenős vagonokról közvetlenül a végső helyükre rakják, így fenntartva a kitérő geometriai minőségét. Számottevő idő- és költségmegtakarítást jelent, hogy a kitérőegységet csak egyszer, a gyárban szerelik össze.
Egy másik érdekesség az AVES vagonok használata, amelyeknek forgóvázuk és lánctalpuk is van, ezért képesek a vágányban és a vágányon kívül is közlekedni (16. ábra).

16. ábra. AVES vagonok használat közben
16. ábra. AVES vagonok használat közben


A D3.3 dokumentumban a továbbiakban a kitérőcserélési módszerek összehasonlításáról van szó, összevetve a cserélés előtti, cserélési és cserélés utáni munkák idő-, létszám- és gépigényét.



A dokumentum következő fejezete a vágánymerevség homogenizálás megoldási javaslatát tartalmazza a kitérőkben. A vágánymerevség hirtelen változása nagy dinamikus terhelést okoz, ami vágányromláshoz vezet (RCF hibák kialakulása, eltérő vágánysüllyedés stb).
Összehasonlítva a folyóvágánnyal, a ki­térők merevebb szakaszt képviselnek a sí­nek nagyobb száma, a hosszabb és nehezebb aljak stb. miatt (17. ábra).

17. ábra. A vágány merevségének változása a kitérő körzetben
17. ábra. A vágány merevségének változása a kitérő körzetben


A megvizsgált megoldások homogenizálják a vágánymerevséget a kitérőben és az átmeneti szakaszon a folyóvágányhoz, az alábbiak segítségével:

  • puha sínalátétek (URP),
  • rugalmas bordás alátétlemezek,
  • alj alatti betétek (USP),
  • ágyazat alatti szőnyegek (UBM),
  • URP, USP és UBM kombinálása,
  • alépítményi rétegek megerősítése,
  • szintetikus (műanyag) aljak.

A legismertebb szintetikus alj az FFU (szálerősítési habosított uretán). Ilyen aljakat Japánban már 1985-től használnak. A műanyag aljak európai térhódításának egyik fő oka, hogy néhány éven belül lejár a kreozottal történő talpfatelítés környezetvédelmi engedélyezése, és a talpfák egy alternatívája a műanyag alj lehet. Műszakilag megfelelő, ám egyelőre drága megoldás.

D4.1 Jelentés a jelenlegi monitoring és vizsgálati módszerek kiértékeléséről a romlási modellekkel kapcsolatban

A D4.1 dokumentum a projektben meghatározott vagyoneszközökkel kapcsolatban az alábbi vizsgálati módszereket ismerteti:
Bevágások:

  • szemrevételezéses vizsgálat,
  • hajlásmérők,
  • optikai észlelés és mérés (LiDAR),
  • brillouin optikai idő alapú visszaverődés-mérés (BOTDR),
  • ellenállóképesség-mérések,
  • globális helymeghatározás,
  • interferométeres apertúra radar,
  • egyéb technikák.

Acélhidak:

  • szemrevételezéses vizsgálat,
  • optikai szálas megfigyelés,
  • folyadékbehatolásos tesztek (diffúziós el­já­rás),
  • ultrahangos vizsgálat,
  • radiografikai (röntgen-) vizsgálat,
  • akusztikai kibocsátás vizsgálata (Bark­hauseni-zaj),
  • mágnesesrészecske-vizsgálat,
  • fáradásmonitoring (terhelési spektrumok meghatározásával).

Alagutak beton- és falazott bélésekkel:

  • szemrevételezéses vizsgálat,
  • ultrahangos technika,
  • örvényáram,
  • hőképezés,
  • lézerszkennelés,
  • impulzus-idő kamera,
  • digitális kép korreláció,
  • ütéshatásvisszhang,
  • egyéb technikák.

Folyóvágány és kitérők:

  • gépesített vágánymérés,
  • örvényáramos mérés,
  • űrszelvénymérés,
  • ultrahangos mérés,
  • kitérők monitoringja,
  • egyéb vizsgálatok.

Támfalak:

  • szemrevételezéses vizsgálat,
  • GEO készülékek,
  • talajba behatoló radar (georadar),
  • lézer vagy optikai észlelési és osztályozási (LiDAR) rendszer.

Mivel a MÁV Zrt. vágánydiagnosztikai rendszere ismert és elismert Európában, felkérésre a monitoring és vizsgálatok dokumentum (D4.1) elkészítésében a MÁV is aktívan részt vett.
D4.2 Megoldások a hiányosságokhoz a monitoring és vizsgálati rendszerek, valamint a romlási modellek között
A dokumentum a szokásos bontásban taglalja a hiányosságokat, azaz a bevágásokhoz, acélhidakhoz, alagutakhoz, fo­lyó­­vá­gány­hoz és támfalakhoz. Ismerteti a je­lenlegi monitoring és vizsgálati gyakorlatokat, valamint a romlási és beavatkozási modellezési technikákat. Ezután jó példákat hoz fel az adatok megfelelőségére, továbbá meghatározza a vizsgálati gyakorlatok és modellezési technikák között még fennálló hiányosságokat. Végül lehetséges megoldásokat javasol a hiányosságok megszüntetésére.
A megállapított hiányosságok közül mindegyik vagyoneszköznél a leggyakoribb a vizsgálati adatok dokumentálásának hiánya, mindenütt Európában.
Ennek egy lehetséges megoldása egy európai szabványosított kiértékelési űrlap és a megfelelő algoritmus kidolgozása lehetne.
A dokumentum megállapítja, hogy a földmunkák stabilitása változhat a klímaváltozás miatt.
Az acélhidaknál meghatározza a hiányosságokat a korróziós romlással, bevonatokkal és fáradáskiértékelésekkel kap­csolatban. A lehetséges megoldásokat ugyanilyen bontásban ismerteti.
Az alagutakkal kapcsolatban szintén bemutatja a jelenlegi vizsgálati módszereket, a roncsolásmentes tesztelési technikákat, a romlási és beavatkozási modellezési technikákat.
Jó példaként az adatmegfelelőségre, ismerteti az alagútállapot-jelölési mutatót (TCMI) és az Egyesült Államok alagút-fenntartási rendszerét. Hiányosság: az adatok hiánya, az időszakos vizsgálatok korlátai, a modellek hiánya a falazott bé­lelésű alagutakhoz, a folyamatos monitoring magas költsége. A továbbiakban a dokumentum megoldásokat javasol a hiányosságok felszámolására.
A folyóvágánnyal kapcsolatban számos vágány- és síndiagnosztikai mérési módszer ismert. A romlási modelleket illetően azonban csak a vágány geometriai minőségének romlására van kifejlesztett módszer (18. ábra). Így probléma a modellezési technikák hiánya is a felépítmény elemeire és kitérőkre vonatkozóan. A lehetséges megoldások a hibák kijavítására: további tapasztalatok gyűjtése a meglévő és új javítási módszerekről.
A támfalak vizsgálatánál meghatározott hiányosságok. A szemrevételezéses vizsgálat korlátai, az adatok hiánya a megbízható romlási modellek kidolgozásához, valamint a lézeres és szenzoros technológiák magas költsége.

D5.1 A vagyonkezelési eszközök kiértékelése

A D5.1 dokumentum tartalmazza a projektkérdőívek összeállításának hátterét. A kér­dőívekkel az alábbi témaköröket mérték fel:

  • karbantartás,
  • felújítások,
  • vizsgálatok és monitoring,
  • életciklus-elemzések.

A visszajelzések részletes elemzése meg­található a D5.3-ban: Ajánlások az életciklus-kiértékelő eszköz (LCAT) egy formátumára, továbbá a D5.4-ben: Javasolt módszertan egy életciklus-kiértékelő eszközhöz (LCAT).

D5.2 A környezeti teljesítmény eszközök és módszerek kiértékelése

Köztudott, hogy a vasút környezetbarát közlekedési mód, főleg a villamosított vasút. Ugyanakkor a vontatáshoz szükséges energia előállítása és a vasúti pályába beépülő acél- és betonanyagok gyártása bizonyos fokú környezetszennyezéssel jár.
Emiatt szükség van a környezetszennyezés mértékének ismeretére, hogy a környezetvédelem szempontjából is optimális karbantartási és felújítási tevékenységeket meghatározhassuk, a lehető legkisebb káros környezeti hatás elérése érdekében. Az életciklus-kiértékelés (LCA) nemzetközileg elfogadott módszer a környezeti teljesítmény mérésére, az ISO 14040:2008 alapján.



A dokumentum ismerteti a nemzetközi környezeti hatásértékelő szervezeteket (SETRA/UIC/LTU, SKM).
Az LCA egy szisztematikus eljárás a környezeti hatások azonosítására, mennyiségi meghatározására és kiértékelésére, egy termék, eljárás vagy tevékenység teljes életciklusa során. Figyelembe veszi az energia- és anyagfelhasználást, a környezetszennyezést (a nyersanyagbeszerzéstől a gyártáson át, a szállítást, használatot és leselejtezést/újrahasznosítást).
A CO2-kibocsátások kiválasztását, mint jellemző mutatót a jelenlegi projektben, a legtöbb vizsgálati eredmény igazolja. A globális felmelegedés az egész világot illetően megoldandó feladat – és így minden országra vonatkozik.
A különböző anyagokból és alrendszerekből származó hatásokat a globális felmelegedésre az 5. táblázatban írjuk le.
Ez igazolja, hogy a CO2-kibocsátást a jelenlegi projektben elsődleges muta­tó­nak választottuk. A CO2 magában fog­lal­ja az egyéb üvegházgázokból származó hatásokat, mint a metán (CH4) és nitro­gén-oxidok (N2O), a tartalom sokszoro­zó­dott a CO2-vé történő átalakulási tényezőkkel.


A vasúti karbantartási tevékenységekhez tartozó adatok elérhetők az InfraGuider és a Botniabanan projektekből.
A D5.2 foglalkozik még az egyéb fenntarthatósági mutatókkal, ezen belül a forgalomzavarások hatásával, a természetes források kimerülésével és a veszélyes anyagokkal.

D5.3 Ajánlások az életciklus-kiértékelő eszköz (LCAT) formátumára
Ez a dokumentum ajánlásokat tartalmaz az alábbiakra:

  • Közös paraméterek és hiányosságok a teljes élettartam-kezelés és környezeti hatás módszerek között;
  • Ajánlások a megfelelő paraméterekre az LCAT-hoz;
  • Ajánlás a lehetséges teljes élettartam gazdasági és környezet kiértékelési módszertanra az LCAT-hoz;
  • Ajánlások az LCAT formátumra.

A dokumentum tartalmaz egy hiányosságelemzést a D5.2 és D5.4 adatbevitelekből, hogy meghatározhassuk a teljes élettartam vagyoneszköz-kezelés és környezeti hatás módszerek közös paramétereit és hiányosságait.
A dokumentum áttekinti az ajánlásokat és a paramétereket, amelyeknek benne kell lenniük az LCAT-ban az infrastruktúra-menedzserek részére. Információkat tartalmaz az ajánlásokról a megfelelő LCAT paraméterekre, ajánlásokról az LCC és LCA komponensekre, valamint a meglévő IM módszerek jelenlegi helyzetéről.
A 7. fejezet négy lehetséges módszert mutat be az LCAT-hoz, amelyek a rendelkezésre álló LCC és LCA módszertanokon alapulnak. Ez a fejezet vizsgálja az egyes lehetőségek előnyeit és hátrányait. Ez eldönti a legmegfelelőbb teljes élettartam gazdasági és környezeti feladatok módszertanát az LCAT számára.
A következő fejezet összefoglalja az ajánlásokat az LCAT formátumára az előző fejezetekben bemutatott tanulmányok alapján.
Az ajánlások az LCAT-hoz, az IM-ek felmérésére alapozva az alábbiakban adjuk meg:

  • Általában az LCAT szabványokon, vagy nemzetközi szabványokon vagy EU-szabványokon kell alapulnia.
  • Az LCAT tartalmazza a felhasználói költséget. A leglényegesebb figyelembe veendő költség a felhasználói késés.
  • Ha lehetséges, az LCAT legyen képes elvégezni az érzékenységelemzéseket és a valószínűségi elemzéseket. Azonban van némi aggodalom az IM-ekkel kapcsolatban, hogy a rendelkezésre álló adatok mennyisége az ilyen elemzésekhez rövid távon nem megfelelő.
  • Az eredményeket az LCC elemzésekből be kell mutatni legalább az NPV (nettó jelen érték) szempontjából.
  • Az LCAT-nak be kell mutatnia a stratégiai és környezeti költség okozóit is.
  • A karbon/CO2 és a hulladék a legfontosabb környezeti teljesítménykritériumok, amelyeket figyelembe kell venni. Ez újra megerősítette a D5.2-ben rögzített megállapításokat. Egyéb figyelembe veendő kritérium a vízszennyezés (felszíni víz és talajvíz).

A függelék – Az LCC módszertanok kiértékelése az LCC módszertani folyamatok alapjának meghatározásához.
A függelék tartalmazza a VR (finn), DB és MÁV Zrt. válaszait és a felmérés összefoglalását.

D5.4 Javasolt LCAT módszertan

A dokumentumban megtalálható a meg­lévő szakirodalom és kézikönyvek jegyzéke, a kulcsfontosságú paraméterek meghatározása és a rendszer leírása az LCAT számára.
A meglévő szakirodalomban ismerteti a legfontosabb szabványok és útmutatók tartalmát.
A szoftverek és kapcsolódó kézikönyvek közül ismerteti a STAMP, VTISM, HídLCC, LCC kézikönyv az USA-ból, az InfraCalCC és Innotrack projektjelentéseket.
A kutatási projektek közül bemutatja a LIFECON, RAMS és LCC, SBRI és ETSI projekteket.
A kulcsfontosságú paraméterek meghatározásánál ismerteti az adatbevitelt a WP1, WP3 munkacsomagokból és a D5.1, D5.3 dokumentumokból.
A következő fejezet tartalmazza a rendszerleírást az LCAT-hoz, és azon belül a javasolt módszertant, funkcionalitást, adatbeviteli adatokat, az eredményeket az LCC és LCA elemzésekből.
A függelék: az irodalmi áttekintés összefoglalása; B függelék: az LCC eszközök üzemelési jellemzőinek kiértékelési táblázata; C függelék: jellemző híd alkotó­elemek; D függelék: megbízhatóság, rendelkezésre állás, karbantarthatóság és biztonság (RAMS).

18. ábra. Példa a nagysebességű mérővonatokra (balra: Iris 320, Franciaország; jobbra: Dr Yellow, Japán) (DAMILL)
18. ábra. Példa a nagysebességű mérővonatokra (balra: Iris 320, Franciaország; jobbra: Dr Yellow, Japán) (DAMILL)

D5.5 Prototípus életciklus-elemző eszköz (LCAT)

Négyféle vagyoneszközre készítik el: vágány, bevágás, híd és támfal. Eddig a be­vá­gásra és a vágányra készült el a prototípus. Ez vagyoneszközönként egy prog­ramként megírt Excel tábla sorozat. Az egyszerűség kedvéért választották az Ex­cel táblázatos megoldást. Betöltve a szá­mításhoz kért adatokat, a program el­végzi az életciklusköltség-számítást. A kitöltés nem egyszerű, műszaki és pénzügyi is­mereteket is kíván. Használata azonban a jelek szerint terjedni fog, mivel az életciklusköltség-számítás segíthet a beruházási, felújítási döntések meghozatalában, új típusú anyagok beépítésének eldöntésében. Életciklusköltség-számítással lehet például bizonyítani, hogy egyes termékek teljes életciklusköltsége (tervezés, gyártás, beépítés, karbantartás, felújítás, pályából kivétel és megsemmisítés) lehet olcsóbb, még ha a beszerzési költsége esetleg magasabb is, mint más termékeké.

Összefoglalás

A MAINLINE projekt eredményei még nem teljes körűek, a projekt szeptember 30-áig tart, és egyes dokumentumok el­készítési határideje szeptember.
Az elkészült dokumentumokat az érdeklődők az Intraneten a pályavasúti honlapon tekinthetik meg, angolul és részben magyarul, nem hivatalos fordításban.
Pályavasúti honlap/pályalétesítmények/Nemzetközi anyagok/Egyéb/MAINLINE projekt.