A hazai vágányragasztások történeti áttekintése

A hazai ragasztott vágányok története az 1960-as évek végén kezdődött, amikor a kelet–nyugati, ma 2-es metró I. (Fehér út–Deák tér közötti) szakaszának 1970. évi átadását követően hamarosan olyan műszaki problémák jelentkeztek az alkalmazott sínleerősítéseknél, amelyek a függőleges és oldalirányú rugalmasság, az oldalirányú teherbírás és a csavarbiztosítás területén mutatkoztak meg [1]. Az épülő kelet–nyugati metró II. szakaszának vágányaihoz ezért új – a Müncheni Műegyetem Vasútépítési és Útépítési Intézete által kikísérletezett megoldással szinte tökéletesen egyező [2] –, Geo rendszerű leerősítéssel ellátott, a korábbi beépítettnél jobb rugalmasságot biztosító aljnélküli sínleerősítés (1. ábra) épült [3]. Az ábrán a síntalpat leszorító csavarbiztosító gyűrűkön kívül valamennyi gyűrűt sajnálatos módon fordítva rajzolták meg, azóta ez csaknem minden publikációban hibásan szerepel. A leerősítés nagy vasanyagszükséglete [4] miatt azonban az észak–déli 3-as metrónál már lényegesen kevesebb vasanyagigényű [5] rugalmas leerősítést alkalmaztak (2. ábra).

A vágány rugalmasságát mindkét esetben csupán a 4 mm-es nyárfa vagy polietilén lemez sínalátét, valamint az alaplemez és betétlemez közé elhelyezett 15 mm vastag üreges gumilemez biztosítja.
A Metró–II. leerősítésnél a II. vonalszakasz üzembe helyezésétől eltelt 15 év után azonban – elsősorban az íves vágányszakaszokon – olyan meghibásodások keletkeztek, amelyek sürgős intézkedést igényeltek. Az avulást erősen berágódott Geo szorítólemezek, berágódott és törött betétlemezek jellemezték [6]. A berágódás alapvető oka az volt, hogy a rugalmasságot biztosító 15 mm-es gumilemez mozgását a 3-as csavarbiztosító gyűrűvel ellátott Geo csavar nem volt képes biztosítani. A mozgás felvételére a 3-as metrónál alkalmazott,
a 2. ábrán bemutatott leerősítés Skl-2a szorítórugója már valamivel alkalmasabb lett, azonban az üzem során bekövetkezett fáradás hatására egy idő után, gyakran Skl-2 társaikkal együtt, rendszeresen eltörtek (3. ábra). Később más rugalmas szorítórugókkal váltották ki.

Az Icosit KC-220 műgyanta habarcs alátömékeléssel nemcsak a metróvágányok épültek, hanem más, például közúti vasúti vágány, aknavágányok, darupályák és kitérők is [7].
A rugalmasabb alátámasztási igény keltette életre az Icosit KC-330 típusú, gumiszerűen rugalmas aláöntéssel kialakított sínleerősítést nagy igénybevételű pályaszakaszok esetén (4. ábra). Ilyen megoldással épült [8] meg (a teljességre törekedve, de a teljesség igénye nélkül):

                                                                                                                                                           
• Az 59-es villamosvonal Farkasréti temető–Márton Áron tér végállomás közötti szakasza és kitérői;
• 1980-ban a záhonyi átrakókörzetben Eperjeske rendezőpályaudvaron az 503. sz. 48?XIII?1:9 rendszerű széles nyomtávú átszelési kitérő (2011-ben elbontották);
• 1984–85-ben Dunaújvárosban az állomás teherforgalmától legjobban igénybe vett IV. sz. vágányába a páratlan oldalon négy csoport 54–XI–1:9 kitérő és az azokat összekötő vágányok, a páros oldalon további egy csoport kitérő;
• Az 1987-ben Várnában rendezett Közlekedésépítési Műszaki Tudományos Konferencia alkalmából a kikötőben egy vágányszakasz; 
• Budapesten a 19-es villamos Lánchíd alatti aluljáró villamospályája;
• Budapesten a 2-es villamos Lánchíd alatti villamos átvezetése;
• BKV Angyalföldi kocsiszín előtt a Béke úti vasúti felüljáró alatti villamosvágány;
• Mahart darupálya.
Történtek kísérletek hazai gyártású anya-gokkal mind az Icosit KC-220, mind a KC-330 kiváltására [9], ezek azonban a megépült kísérleti szakaszokon kívül nem terjedtek el.

A KC-220 típusú műgyanta habarccsal épült leerősítésekkel kapcsolatos tapasztalatok

A ragasztott vágányok és kitérők építését a Betonútépítő Vállalat Budapesti Főépítésvezetősége végezte. Az elsődleges tapasztalatok a kelet–nyugati metró Deák tér–Déli pályaudvar közötti szakaszának megépítésekor születtek. Minthogy speciális célgépekkel, célszerszámokkal és egyedüli szakmai gyakorlattal itthon csak ők rendelkeztek, így a későbbi megoldások kivitelezését is ők végezték, ezzel még nagyobb rutinra tettek szert. A technológia precíz munkát, nagy odafigyelést és fegyelmet követelt az egyenletes minőség biztosításához. Mindezek ellenére akadtak meghibásodások, amelyek inkább a konstrukció kialakításában keresendők, mintsem a kivitelezés gondosságában.
• Metró
    A leerősítésekkel kapcsolatos jellegzetes meghibásodásokat fentebb már vázoltuk. Az alaplemezek műgyanta habarcs – megszilárdulva merev – alátömékelése általában jól viselkedett az átadástól eltelt 30-40 év alatt, ám a nagy igénybevétel következtében a sarkoknál több helyen kitöredezett. A nagyobb veszélyt azonban a beszivárgó agresszív talajvíz és egyes helyeken a kóboráram okozta erőteljes korrózió jelenti, amely a felépítményt tönkreteszi (5. ábra).

• 14-es villamos
A 14-es villamos Szilágyi utca–Töltés utca közötti szakaszának mindkét vágánya betonlemezes felépítményként KC-220 műgyanta habarccsal alátámasztott sínleerősítése (2. ábra) eredetileg a 3-as metróvonal Káposztásmegyer felé történő tervezett meghosszabbítása számára készült, ez a beruházás azonban elmaradt. A betonlemezre ragasztott felépítményen az eltelt közel 30 évben eddig még nem fordultak elő hibák (6. ábra), csupán a magasabb alátömékeléseknél látható a ragasztóanyag gyakori, közel függőleges, jellegzetes átrepedése (7. ábra). A szakaszon nem jellemző az Skl-2 és Skl-2a szorítórugók fáradásos törése sem, de Geo alátétlemezek (betétlemezek) törései sem jelentkeztek.

A ragasztott vágány ma is kiválóan tartja a nyílegyenes irányt (8. ábra), míg ez az ugyanakkor épült, referenciaként szolgáló csatlakozó zúzottköves pályaszakaszon nem jellemző (9. ábra). A Szilas-patak hídfő háttöltése és a csatlakozó betonlemez megsüllyedt, ezért a vágány a csatlakozásnál jelentős magassági hibával terhelt (10–11. ábra). A leerősítések azonban stabilan állnak a helyükön, s feladatukat teljes mértékben betöltik.

•    Dunaújváros állomás
A dunaújvárosi állomáson beépített ragasztott kitérők közül csak a rendkívüli terhelésnek kitett 3. sz. 48–XIV átszelési kitérő készült KC-220-as műgyanta habarcs alátömékeléssel. Mind az átmenő-, mind az átszelővágány irányát kiválóan tartja (12–13. ábra), magassági értelemben sincs láthatóan semmilyen elváltozás annak ellenére, hogy az alátömékelések általában sérültek. Előfordul, hogy az eltört ragasztóanyag már szinte teljesen kipergett (14–16. ábra), csak a ragasztóanyag kisebbik része lehet a sínleerősítés vagy sínszék alatt, de ez általában nem jellemző. Sokkal inkább a csavarok melletti repedések (17–18. ábra), a gumialátétek kitüremkedései (18. ábra) vagy a sarkok letörései (19. ábra) fordulnak elő gyakrabban. Az alátömékelt KC-220 műgyantás merev ragasztóhabarcs kitöredezése csak az utóbbi években volt tapasztalható.

A KC-330 rugalmas anyaggal aláöntött leerősítésekkel kapcsolatos tapasztalatok

A KC-330 rugalmas anyaggal megépített munkáknál – különösen a nagy terhelésű vágányok esetében – az egyik fő tapasztalat az volt, hogy mintegy 5-6 év után jelentkeztek először az aláöntés anyagának fáradásos tünetei. Ezek a leggyengébb anyagvastagságú helyeken mutatkoztak, nevezetesen a lehorgonyzó csavarok mellett mindkét oldalon, a kiöntőanyag függőleges berepedésével, majd hosszabb stagnálást követően a leerősítés kb. 20-21 éves kora után következtek be az igénybevétel nagyságától függő kitöredezések. Azóta a folyamat ismét stagnál, azonban a súlyosabb meghibásodások esetében nem jósolható meg, mikor következik be a további romlás vagy tönkremenetel.

• 59-es villamos
A Farkasréti temető–Márton Áron tér végállomás közötti nagy emelkedésű, kis sugarú ívekkel kialakított szakaszán megépült ragasztott felépítmény a 30 év alatt jól vizsgázott. A poliuretán aláöntés sok helyen az előírt legnagyobb vastagságnál számos helyen magasabbra épült (20. ábra), az idők során jól viselte mind az emelkedő, mind a két vezetősínes ívekben (21. ábra) fellépő jelentős erőhatásokat. A vonalszakaszon meghibásodások alig vannak. A rugalmas aláöntőanyag fáradása következtében csak elvétve észlelhető tőcsavar melletti repedés. A leerősítések még ma is kiválóan tartják a vágány és kitérők vízszintes és magassági vonalvezetését (22. ábra).

Néhol észlelhető a rugalmas aláöntőanyag kismértékű kitüremkedése, jobbára azonban csak olyan helyen, ahol kicsiny az aláöntési vastagság. Nagyobb emelkedésű szakaszon helyenként tapasztalható a lehorgonyzó tőcsavarok kismértékű ferdesége is, de általában ez sem jellemző (23. ábra). Szembetűnő azonban, hogy szinte minden kapubejárónál, illetve útátjáró magasabb oldalán a sínleerősítések erősen korrodáltak, teljes bizonyossággal a tökéletlenül kialakított vízelvezetés miatt (24–25. ábra).

 
• A19-es és a 41-es villamos átvezetése a Lánchíd alatt
A pályaszakasz nagy emelkedésű, kétvezetősínes kis sugarú ívekkel, ellenívekkel kialakított. A rugalmas aláöntésű leerősítések többnyire jó minőségűek, jóllehet a kiöntési vastagság sok helyen lényegesen magasabb a megengedettnél. Néhol azonban az alátétlemez leválása észlelhető (27. ábra). Ennél azonban sokkal súlyosabb az a meghibásodás, amelynél elsősorban az ív külső oldalán a túl magas aláöntés kiszakadt, a tőcsavarok elhajlottak, az alátétlemez levált a rugalmas aláöntésről (28. ábra). Mindezek ellenére a leerősítések még elfogadhatóan tartják a vágányt a fellépő nagy erőhatásokkal szemben.

                                                                                                                                                            
• 2-es villamos, Lánchíd
A 2-es villamos Lánchíd alatti átvezetésénél (29. ábra) a leerősítések állapota sokkal rosszabb, mint a budai oldalon a 19-es villamosé.
Az esőzések alkalmával itt több a feliszapolódás, ezért a szinte állandóan nedvességbe ágyazott leerősítések némelyike már szinte a felismerhetetlenségig korrodálódott (30. ábra). Ennek ellenére – bármennyire is meglepő – e sínleerősítések egyelőre még stabilan tartják a síneket.

• 14-es villamos, Béke út
A villamosvonal Topolya utca–Madridi utca közötti szakaszán a vasúti felüljáró alatt (31. ábra) eredetileg bebetonozott talpfás vágány volt. Az 1980-as évek eleji felújítás során a talpfák közötti betonra történt a négy tőcsavaros rugalmas aláöntésű sínleerősítés leragasztása (31. ábra) úgy, hogy a túlzottan magas aláöntés elkerülése érdekében kemény műgyanta habarccsal csökkentették a szintkülönbséget. 
A 30 év alatt azonban a leerősítések poliuretán kiöntése részben elöregedett, megrepedezett és kitöredezett, ezért szórványosan szükség volt a javításukra (33. ábra).

                                                                                                                                                            

• Záhonyi átrakókörzet
1980-ban a záhonyi átrakókörzetben Eperjeske rendezőpályaudvaron az 503. sz. 48–XIII–1:9 rendszerű széles nyomtávú átszelési kitérőnek először a váltórésze épült meg rugalmas aláöntéssel, később a keresztezési részt is hasonlóan építették át. Az engedélyezettnél nagyobb tengelyterhelések ellenére 30 évet kibírt. A 2011-ben végzett rekonstrukció során elbontották.

• Dunaújváros állomás
Dunaújváros állomás páratlan oldalán 1984 és 1985 között az állomás IV. sz. vágányában 5 db ragasztott kitérő épült. Ezek közül a 3. sz. átszelési kitérő KC-220 műgyanta habarcs alátömékeléssel, míg az 5., 13., 27. és 31. sz. kitérők KC-330 rugalmas poliuretán aláöntéssel. E kitérők kapcsolatait a 34. ábra szemlélteti. Az állomás páros oldalán a 14. sz. kitérő épült be KC-330 rugalmas poliuretán aláöntéssel. A IV. sz. vágány a Vasmű kiszolgálásával együtt évente mintegy 7 millió elegytonna terhelést kap, azonban a ragasztott kitérők némelyike az állomási elegyrendezések miatt elérheti akár a 15 millió elegytonnát is 20-40 km/h sebesség mellett. 

           
A rugalmas alátámasztású ragasztott kitérők annak ellenére, hogy leerősítéseik szinte teljesen tönkrementek, meglepően jól tartják még ma is geometriai tulajdonságaikat: irány, fekszint, nyomtávolság, vezetéstáv (35. és 36. ábra). Ez alól csupán a 13. sz. kitérő mellékirányának vége a kivétel, ahol talán a kitérőt alátámasztó lemezvég megsüllyedése is hozzájárult az illesztés környéki süppedéshez (37. ábra). A 13. és 3. sz. kitérőknél, a szemre kritikus helyeken, megmértük a keresztezésben a nyom- és vezetéstávolságot (38. ábra), melyek értékei:

3. sz. 48–XIV kitérő 3/b irány (KC-220):

• t = 1434mm, ill. 1433 mm;
• v = 1392 mm, ill. 1391 mm

13. sz. 54–XI kitérő főirány (KC-330):

• t = 1432 mm
• v = 1389 mm

mellékirány:

• t = 1435 mm
• v = 1384 mm ker. csúcs.

                                                                                                                                                            
A KC-330 poliuretán rugalmas műgyanta alátámasztás a nagy terhelés hatására mindenütt elfáradt, a legtöbb helyen teljesen tönkrement (39–42. ábra). Habár a 14. sz. kitérő leerősítései a kisebb igénybevétel következtében viszonylag jobb állapotúak (43. ábra), a kitérő végénél a sínillesztést követő, még ragasztott leerősítés alátétlemeze a ragasztóanyag kitöredezése miatt elhajlott (44. ábra).

A ragasztott vágányokkal kapcsolatos hazai tapasztalatok összegzése

A ragasztott vágányok hazai alkalmazása alapvetően két típusra terjed ki. Az egyik az Icosit KC-220 műgyanta habarccsal készült merev alátömékelésű, a másik a rugalmas alátámasztást nyújtó KC-330 poliuretán aláöntésű betonlemezes sínleerősítés.
A KC-220-as leerősítések közös jellemzője, hogy a betonlemez és az alátétlemez, illetve alaplemez közötti építési hézagot egy merev műgyanta habarcs tölti ki, a leerősítés rugalmasságát pedig az alátétlemez alatt elhelyezett gumilemez biztosítja. A sínleerősítések gyermekbetegségein túl a műgyanta habarcs megrepedése, később sarkainak kitöredezése fokozatosan jelentkezett, tönkremenetelük a nagy terhelésű pályában mintegy 25-30 év múlva következett be, míg kisebb terhelés esetén a leerősítések ugyanilyen időtartam után is szinte teljesen hibátlanok maradtak. Kitérők esetében nagy előnyük, hogy szinte semmilyen karbantartást nem igényelnek, s mivel az irányt, fekszintet, nyom- és vezetéstávolságot igen jól tartják, a megfigyelési időszak alatt tapasztaltak alapján még főalkatrészcserére is csak elvétve volt szükség.
A KC-330-as rugalmas alátámasztású leerősítések poliuretán aláöntő anyagának fáradási előjelei nagy igénybevétel esetén mintegy 5-6 év múlva jelentkeztek, ezt követően mintegy 20-21 éves kora után szinte rohamosan következett be jelentős fáradása. Kitöredezésük azonban, ami szinte teljes tönkremenetelüket okozta, csak az utóbbi években következett be. Mindezek ellenére – meglepő módon – még mindig kiválóan tartják a vágányok és kitérők legfontosabb geometriai jellemzőit, ezért a kitérők szerkezeti elemein, fődarabjain egyébként mutatkozó kopások, legyűrődések, elverődések nem jellemzőek. Eddig egyetlen esetben volt szükség fődarabcserére, csupán kapcsolószereket és legfeljebb vezetősínt kellett cserélni. Csak az a kérdés, hogy alátámasztásuk a nagy igénybevétel következtében mikor omlik össze véglegesen, ha nem kerül sor a felújításukra.
A kisebb igénybevételű pályák állapota mintegy 30 év elteltével jórészt ma is kiváló, aláöntéseik csak részben repedtek meg, jellegzetes módon a síncsavarok mellett. Közvetlen meghibásodásukért jórész csak a vízelvezetés hiányosságai és az elszennyeződés nedvességtartó hatására bekövetkezett jelentős korrózió okolható.

Köszönetnyilvánítás

A cikk megírásához nyújtott segítőkészségéért és a kapott információkért köszönet illeti mindazokat, akik az anyaggyűjtésben és a helyszíneken segítettek: a szakaszmérnökségek dolgozói Dunaújvárosban és Eperjeske rendezőn, a BKV Zrt. Pályafenntartási szakterület dolgozói (Előhegyi Zoltán, Bódi Tamás) a felszínen és metróalagútban, valamint külön köszönetemet fejezem ki az egykori Betonútépítő Vállalatnál volt kollégáimnak, Dorner Editnek, a vágányragasztási munkák építésvezetőjének és Thimár Géza előkészítő csoportvezető mérnöknek a kapott fontos információkért [10].

Irodalomjegyzék
[1] A földalatti vasút módosított sínleerősítésének vizsgálata. BME Vasútépítési Tanszék. Bp., 1969. július.
A Budapesti Földalatti Vasút aljnélküli szorítólemezes sínleerősítése. Engedélyezési terv. BME Vasútépítési Tanszék. Budapest, 1969. december 20.
Szakvélemény három rugós sínleerősítés vizsgálatáról. BME Vasútépítési Tanszék 12/1970. KK. Bp., 1971. november 15.
[2] Tanulmány a földalatti vasúti sínleerősítésekről. BME Vasútépítési Tanszék. 16/1968. KK. Bp., 1969. augusztus 1. (Az egyezőség miatt nem is kaphatott szabadalmi jogot.)
[3] Dr. Horváth–dr. Kerkápoly–dr. Megyeri: Különleges vasutak. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1978.
A Budapesti Földalatti Vasút aljnélküli felépítményrendszere alátámasztási távolságainak meghatározása. BME Vasútépítési Tanszék 10/1970. KK. Bp., 1971. május 31.
[4] A Metró–II. típ. leerősítés acélanyag-szükséglete: négylyukú alaplemez, betétlemez, 4 db lehorgonyzó csavar, 4 db Geo szorítólemez, 4 db Geo csavar, 8 db csavarbiztosító gyűrű.
[5] Acélanyag-szükséglete: Metró–II. leerősítésnél kisebb kétlyukú alaplemez, betétlemez, 2 db lehorgonyzó csavar, 2 db Sk1-2, ill. 2 db Skl-2a jelű szorítórugó. A budapesti földalatti gyorsvasút észak–déli vonala Határ út–Kőbánya-Kispest végállomás közötti felszíni szakaszának pályaszerkezeti kiviteli terve. BME Vasútépítési Tanszék 23405/1975. Bp., 1976. november.
[6] Kutatási jelentés a budapesti földalatti gyorsvasút K–Ny-i vonalán beépített Metró–II. típusú sínleerősítés vizsgálatáról. BME Vasútépítési Tanszék 234007/1987. Budapest, 1988. november 18.
[7] Szolnok Járműjavító aknavágány, Pécs fordítókorong, Salgótarjáni Síküveggyár darupálya. Északi Járműjavító tolópad vágánya, Gyöngyösi Hőerőmű daruvágány, 14-es villamos Szilágyi u. mh.–Töltés u. közötti szakasza a Szilas-patak fölött stb.
[8] Kutatási jelentés a betonlemezes vasúti vágányok felépítményének méretezéséről. BME Vasútépítési Tanszék 2340007/1986. június. Visszatekintések a Betonútépítő Vállalat történetére 1950–1990., 72. o. (Thimár Géza tulajdona)
[9] Kutatási jelentés a Niketon alapú ragasztóanyag mechanikai tulajdonságai-
nak laboratóriumi vizsgálatáról. BME
Vasútépítési Tanszék 2340009/1984. Bp. 1984. szept. 17.
Kutatási jelentés a Miskolci Közlekedési Vállalat számára kifejlesztett közúti villamosvasút pályaszerkezet vizsgálatról. BME Vasútépítési Tanszék.
[10] A helyszínen szerzett egykori tapasztalatok és segítőim visszaemlékezései, egybehangzó információi alapján.