A cikk szerzője:

Dr. Major Zoltán egyetemi adjunktus
Széchenyi István Egyetem, Győr

Nagy sebességre alkalmas előfeszített vasbeton keresztalj (1. rész) – Igénybevételek számítása

Az előfeszített vasbeton aljak tervezésével foglalkozó szakirodalmat hazánkban utoljára 1965-ben adtak ki. A Műszaki Könyvkiadó Vasúti betonaljak [1] című könyve foglalta össze az adott kor technológiai és szabályozási szintjén fellelhető ismereteket. A technika fejlődése, a szabályozási háttér megváltozása, valamint a nagyobb sebességű vasúti pályák hazai létesítése megkövetelte a betonaljak fejlődését. Ez azonban a szakirodalomban nem volt érzékelhető. Jelen tanulmányban a témával kapcsolatos hazai szakirodalomban tapasztalható hiányt szeretném pótolni.

A modellben a vágány hossza 30 m, a keresztaljak távolsága 60 cm. A vágány axonometrikus nézete az 5. ábrán látható.
A modellben a keresztaljak függőleges értelemben csomóponti támaszokkal vannak megtámasztva a sínszálak alatt. A csomóponti támaszok rugóállandóinak meghatározása során veszem figyelembe az ágyazási tényező nagyságának és a felfekvési geometria megváltozásának hatását.

6. ábra. A keresztalj felfekvési hosszai (elkülönített modell)

Az ágyazási tényező értékére – tapasztalatom alapján (egy korszerű, jól fenntartott pálya esetén) – az ágyazat aljjal érintkező felületén C=0,20 N/mm3 értéket vettem fel. Ez az érték a pálya avulása és a forgalmi hatások miatt csökkenhet. A hazánkban is egyre inkább elterjedőben lévő aljtalpak alkalmazása mellett az eredő ágyazási tényező értéke akár C=0,05 N/mm3 értékű is lehet. A tervezés során célszerű már az aljtalppal ellátott kialakítás lehetőségét is megteremteni, így cikkemben a vizsgálatok során az ágyazási tényezőt az alábbi értékekkel jellemeztem:

C=0,05–0,10–0,15–0,20 N/mm3

Megjegyzés: Lágyabb aljtalpak vagy egyéb, szükség esetén kisebb ágyazási tényezőre is elvégzendő a bemutatott számítás.
Az ágyazattal érintkező felületet egy sínszálra vonatkoztatva frissen alávert pálya esetén: 1010 mm×250 mm mérettel vettem figyelembe.

Míg a fellovagolt alj esetén: 1300 mm×250 mm értékkel. A felfekvési hosszok értelmezése a 6. ábrán látható.
A modellben alkalmazott rugóállandó-értékeket a 5. táblázat foglalja össze, amelynek számítása a 12. képlet segítségével történik.
A képletben:
Kz: az egy sínszálra vonatkoztatott függőleges rugóállandó [kN/m];
C: a keresztalj talpa alatti ágyazási tényező [N/mm3];
A: az egy sínszálra vonatkoztatott felfekvési felület [mm2].
Az alkalmazott vágánymodellben a függőleges kerékterhek vétlen külpontosságból eredő eltérését figyelembe vettem. A függőleges terhek vétlen külpontossága származhat a kocsik egyenlőtlen kiterheléséből, valamint a kocsik szinuszfutásából is. Emiatt a függőleges terheket a két sínszál között nem egyenlő módon kell szétosztani. Számításomban az MSZ EN 1991-2 szabvány [6] szerinti elveket követem, amely alapján a kerékterhek arányának szélső értéke:
A vétlen külpontosság értelmezése a 7. ábrán látható.
A statikus tengelyterhelés értéke 180 kN. A 24. képlet alapján meghatároztam a függőleges teher keresztirányú vétlen külpontosságának megfelelő statikus kerékerő-eloszlást, amely alapján az alábbi értékeket kaptam:
A vágánymodellben egy forgóvázat, azaz két, egymástól 1800 mm-re lévő tengelyterhelést vettem figyelembe, ahogy az a 8. ábrán is látható. A modellben csak külpontos terhelést működtettem.Elvégezve a számítást, 12 625 kN/m rugóállandó esetén a 9. ábrán látható eredményt kaptam. A keresztaljra ható maximális függőleges erő statikus alapértéke az ábra alapján 34,03 kN. A további esetekre kapott eredményeket a 6. táblázat foglalja össze.

7. ábra. A függőleges terhek külpontosságának értelmezése LM71 tehermodell esetén az MSZ EN 1991-2 szabvány [6] alapján8. ábra. A terhelt vágánymodell9. ábra. A reakcióerők eloszlása a vágánymodellen

Figyelembe véve a síntalp szélességét és a keresztaljban történő tehereloszlást a tartó semleges tengelyéig, meghatározható az elkülönített keresztaljmodellekre ráterhelendő vonal menti megoszló terhelés.

A cikk folytatódik, lapozás:« Előző12345678Következő »

Irodalomjegyzék

  • [1] Vasúti betonaljak. Budapest: Műszaki Könyvkiadó; 1965.
  • [2] Beluzsár János. LW-60, a nagy sebességű vasúti pályák beton­­alja. Vasbetonépítés 1999;4.
  • [3] Roland Fischer. Feszített betonaljak az ÖBB hálózatán. Innorail Magazin 2015;1. http://innorail.hu/feszitett-beton­aljak-az-obb-halozatan/
  • [4] Dr. Kormos Gyula, Dr. Lógó János, Dr. Pintyőke Gábor. Beton­aljak új modellezése. Innorail Magazin 2015;1. http://innorail.hu/betonaljak-uj-modellezese/
  • [5] UIC 713: Design of monoblock concrete sleepers. UIC, 2004.
  • [6] MSZ EN 1991-2: 2006 Eurocode 1. A tartószerkezeteket érő hatások. 2. rész: Hidak forgalmi terhei. Budapest: MSZT; 2006.
  • [7] Stephan Freudenstein, Konstantin Geisler, Tristan Mölter, Michael Mißler, Crhistian Stolz. BetonKalender – Ballastless Track. Berlin: Wilhelm Ernst & Sohn Verlag; 2018.
A teljes cikket megtalálja a folyóirat 2021 / 6. számában.
Ha szeretne rendszeresen hozzájutni a legfrisebb számokhoz, fizessen elő a folyóiratra.
A hozzászólások megtekintéséhez vagy új hozzászólás írásához be kell jelentkeznie!
Sínek Világa A Magyar Államvasútak Zrt. pálya és hídszakmai folyóirata
http://www.sinekvilaga.hu | ©