A cikk szerzője:

Csépke Róbert műszaki főmunkatárs
BKV Zrt.

Vasúti sín-kerék kapcsolat elemzése a kis sugarú ívekben

Az Európai Unióban, de a tágabb értelemben vett európai vasutaknál is viszonylag új keletű, mindössze egy-két évtizedre tekint vissza az egységes futástechnikai (pálya és jármű) együttes szabályozásra való törekvés. Ezeket az EU irányelveiben (2008/57/EC) [1], a vasúti TSI-kben (Technical Specification of Interoperability), magyarul ÁME-kben (ÁME: kölcsönös Átjárhatósági Műszaki Előírás), már megfogalmazták, ám a teljes vasúti rendszert még nem fedik le. Elemzésemben, kutatásom során a vasúti rendszer Közösségen belüli kölcsönös átjárhatóságáról szóló, fent említett irányelvben meghatározott, TSI/ÁME által megfogalmazott, annak a vasúti pályára vonatkozó szabályzóit, geometriai, pályaszerkezeti kialakítási paramétereit és az azt szabályozó, kapcsolódó szabványok egybevetését, a szabályozás általam vélt hiányosságainak feltárását kívánom elvégezni. Az elemzés során azonban az ÁME jogi, földrajzi hatálya alá nem tartozó, egyéb vasutak ilyen irányú szabályozásának hiányára is szeretnék rámutatni. Célom a szabályozatlanságból eredő károk bemutatása és a megoldási javaslat (pl. új utasítás egyes elemeinek) kidolgozása.

1. Külföldi és hazai helyzetkép

Az elmúlt évtizedek jelentősebb politikai változásai előtt is léteztek, és ma is léteznek vasúti szervezetek, egyletek (UIC, ORE, RIC, OSZZSD stb.), melyek a nemzetközi vasúti közlekedés szabályrendszerének megalkotását, betartását hivatottak összefogni, ezek a határokon átnyúló vasúti közlekedés egységesítési törekvésének letéteményesei.
E szervezetek leginkább a tehervagonok és személykocsik idegen vasutakon való biztonságos összekapcsolását, fékezhetőségét, fűtését stb. lehetővé tevő vasútgépészeti rendszerek kialakítását, összehangolását hivatottak szabályozni.
Az EU megalakulása óta és annak folyamatos bővítése során a pályavasúti területet is érintő futástechnikai kérdéskörök is felmerültek, mivel az interoperábilitás nemcsak a tehervagonok és személykocsik, motorvonatok, hanem a mozdonyok határokon (akár több határon) átívelő futásának biztonságosságát is megköveteli. Mint azt számos tanulmányban, elemzésben, vasúti balesetet vizsgáló jelentésben megállapították, ezek a nagy tengelyterhelésű és nagy teljesítményű erőgépek sokkal nagyobb igénybevételnek teszik ki a pályatestet, mint a vontatmányok.
Európában a különböző állami és egyéb magánvasutak pályaépítési és járműüzemeltetési irányelvei, utasításai igen különböző paramétereket írnak elő saját fennhatósági, szabályozási területeiken. Különböző kerékprofilokat, sínprofilokat, különböző síndőléseket stb. használnak az egyes vasútüzemek, ennek egységesítése – a magas beruházási költségek miatt is – igen lassú folyamat.
A paraméterek futástechnikai összehangolása – különösen az emelt- és nagysebességű közlekedés esetében – elkerülhetetlen volt, és a folyamat ma sem tekinthető lezártnak.
Az egységes szabályozás egyik eredményeként születtek a TSI/ÁME-k. Ezekben egyebek között a síndőlésre, a kerékprofilra és az ezek együttműködését mutató, egyenértékű kúposságra vonatkozó szabályozókat rögzítették, melyeket a nemzeti és egyéb vasúti szolgáltatókon számon is kérnek.
Az egyenértékű kúposság tekintetében csak a folyópályára adnak a TSI/ÁME-k határértékeket. A 60 km/h-nál kisebb se­bességre tervezett vasúti pályákra nincs előírás, sőt ezt a kategóriát a TSI-k az elemzésbe nem is kívánják bevonni. A ki­térőszerkezetekre érvényes szabályzatot csak részben dolgozták ki.
Szintén anomália, hogy az ÁME az ívsugarak tekintetében csak min. 150 m-ig szabályoz. Ott sem futástechnikai okokból, hanem a hosszú személyszállító kocsik szélső ütközőinek „összeakadását” vonja vizsgálat alá az inflexiósan csatlakozó ívekben. A személyszállító kocsik üzemi körülmények között nem is alkalmasak a 150 m-nél kisebb sugarú ívekben való haladásra. A nagyvasúti mozdonyok azonban igen! Ezekre a minimális ívsugarat 100 m-ben határozták meg. (Még egy Siemens Taurus vagy ehhez hasonló jellegű mozdony is közlekedhet 100 m ívsugarú pályán!)
A tehervagonoknál még alacsonyabb a korlát. Ezek 75, de akár 60 m pá­lya­ív­su­gárig is közlekedhetnek. Ilyen ívviszonyok, persze, csak iparvágányokon vagy ahhoz vezető állomási vágányokon fordulnak elő. Amiért ezekkel is foglalkozni kell az az, hogy a mai modern ipari gyártásszervezés megkívánja az iparvágányoktól is a nagy teljesítőképességet. Elég csak egy „Just-in-Time” vasúti beszállítási igénnyel üzemelő termelőegység iparvágányi forgalmát górcső alá venni, ez vetekszik akár egy közepes pályaudvar vonatfogadó vágányainak forgalmával! (Jó példa erre akár a győri Audi, ott az Rmin = 110 m.) Érzékelhető tehát, hogy az iparvágányok és egyéb vágányok üzemeltetőinek is fontos lenne egy számukra (gazdaságilag is) kedvezőbb üzemi körülményt biztosító szabályozás bevezetése.
A városi, elővárosi vasutak, mivel nem országos közforgalmi vasutak, szintén kívül esnek a szóban forgó TSI/ÁME-k szabályozási hatályán. A városi, elővárosi vasutak üzemeltetőinek kezében ily módon – különösen idehaza – nincsenek olyan betartandó, betartatandó előírások, melyek alapján például az egyenértékű kúposság és a futókör-átmérő különbség futástechnikailag optimális kialakítását szabályoznák.
Ez különösen káros, mivel ezek a vasúti pályák külföldön és hazánkban is többnyire a nagyvasúti technológiák szerint épülnek. Sokszor nem kerül a figyelem középpontjába, hogy a szóban forgó vonalakon a helyi kötöttségek miatt igen gyakoriak az 500 m sugár alatti ívek. Zúzottkő ágyazatú pályákon akár 100 m sugarú ívek is épülhetnek, a betonlemezes pályákban 18-20 m-es ívek is előfordulhatnak. Az elhasználódás mértéke ezekben az igen kis sugarú ívekben a sínek nyomélének kopása és a hullámos kopások igen nagy mértékű előfordulása a fenntartási költségeket növelik. A keletkező zaj a környezetvédelmi előírások (zaj- és rezgésvédelem) szigorodása miatt rendszerint jóval túllépi a határértékeket. Ezen akut problémák tüneti kezelésére többnyire például sínkenő berendezéseket telepítenek a valódi ok feltárása nélkül.
Az EU által támogatott közúti vasúti vonalak építése és az új, korszerű járművek beszerzése időszerűvé teszik a pálya-jármű együttműködés optimalizálását, összehangolását, hogy a magas költséggel épített új infrastruktúra-elemeken ne okozzanak idő előtti tönkremenetelt.

2. Az ÁME tárgyalt pontjainak bemutatása 

Az ÁME 4.2.4.5. pontja tárgyalja az egyenértékű kúposság tervezési és fenntartási paramétereit. A szabályozás érvényességi területként „Valamennyi ÁME-vonalkategória” kitételt fogalmaz meg. Az egyenértékű kúposságról definícióként és számítási metódusként az alábbiakat adja meg:
„(1) Az egyenértékű kúposság 1. táblázatban feltüntetett határértékeit a kerékpár oldalsó kitérésének amplitúdója (y) esetében a következőképpen kell kiszámolni:
– y = 3 mm, ha (TG-SR) ≥7 mm
– y = ([TG-SR]-1)/2, ha 5 mm ≤(TG-SR)<7 mm
– y = 2 mm, ha (TG-SR) <5 mm
ahol TG a nyomtávolság és SR a kerékpár nyomkarimájának érintkező felületei közötti távolság. A kitérők esetében az egyenértékű kúposságot nem kötelező értékelni.”
A „4.2.5.5.1. Az egyenértékű kúposság tervezési értékei” pontban meghatározzák a vonaltípusok szerinti tervezési határértéket:
„(1) Az átmenő vágányok esetében a nyomtávolság, a sínfejprofil és a síndőlés tervezési értékeit úgy kell kiválasztani, hogy biztosítsák az egyenértékű kúposság 4. táblázatban megállapított határértékeinek betartását.
(2) A következő kerékpárokat úgy tervezik, hogy megfeleljenek a tervezett (az MSZ EN15302:2008 szabvány [2] szerint szimulált) pályafeltételeknek:”
(Itt a kerékpárok szabványba foglalt felsorolását mellőzöm, az a táblázatból ki­olvasható. Időközben a kerekek üzem közbeni karbantartására is hatályba lépett új szabályozás.)
Az elemzésemet érintő következő ÁME pont a 4.2.5.7., amely a síndőlés kérdéskörét tárgyalja. A síndőlés is „Valamennyi ÁME-vonalkategória” kitétel alatt szerepel, mint általános szabályozó.
Az alpontjai a következők:
„4.2.5.7.1. Beágyazott nyílt vonali és állomási átmenő fővágány
(1) A sínnek a vágánytengely felé kell dőlnie.
(2) Egy adott útvonal síndőlését az 1/20 és 1/40 közötti tartományból kell kiválasztani.
(3) A kiválasztott értéket közölni kell az infrastruktúra-nyilvántartásban.
4.2.5.7.2. Kitérőkre vonatkozó követelmények
(1) Kitérők esetén a sínt függőlegesre vagy döntöttre kell tervezni.
(2) Ha a sín döntött, a kitérőkre tervezett dőlésnek meg kell egyeznie a nyílt vonali és állomási átmenő fővágány dőlésével.
(3) A dőlés megadható a sínfejprofil aktív részének alakjával.
(4) A dőlés nélküli sínfektetés a kitérők közötti rövid nyílt vonali és állomási átmenő fővágány szakaszokon megengedett.
(5) A döntött sínről a függőleges sínre való rövid átmenet megengedett.”

A cikk folytatódik, lapozás:1234Következő »

Irodalomjegyzék

  • [1] Európai Parlament és Tanács 2008/57/EK irányelv. A vasúti rendszer közösségen belüli kölcsönös átjárhatóságáról.
  • [2] MSZ EN15302:2008+A1:2010 szabvány (angol nyelvű). Vasúti alkalmazások. Az egyenértékű kúposság meghatározási módszere.
  • [3] Ágh Csaba: Egyenértékű kúposság mérése Magyarországon. Pálya és jármű kapcsolata – futási instabilitás. Sínek Világa, 2012/6, 10–13. o.
  • [4] Sebastian, Stichel: Principles of wheel-rail interaction. WRI Principles course, KTH Royal Institute of Technology. May 7, 2013, pp. 18–28.
  • [5] Budapesti Közlekedési Zrt., Metró P.1. Pályaépítési és fenntartási műszaki adatok, előírások, 2008.
  • [6] Ivan, Yevhenovich Shevtsov (2008): Wheel/Rail Interface Optimisation, PhD Dissertation, Delft University
  • of Technology, The Netherlands.
A teljes cikket megtalálja a folyóirat 2016 / 2. 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 | ©