A VASÚTI FELÉPÍTMÉNY KIALAKULÁSA SZÉCHENYI ISTVÁN EGYETEM

Az előadások a következő témára: "A VASÚTI FELÉPÍTMÉNY KIALAKULÁSA SZÉCHENYI ISTVÁN EGYETEM"— Előadás másolata:

1 A VASÚTI FELÉPÍTMÉNY KIALAKULÁSA SZÉCHENYI ISTVÁN EGYETEM
BSC KÉPZÉS    KÖZLEKEDÉSÉPÍTÉS III. 1. TÉMA A VASÚTI FELÉPÍTMÉNY KIALAKULÁSA ÉS FEJLŐDÉSE SZÉCHENYI ISTVÁN EGYETEM Dr. Horvát Ferenc főiskolai tanár

2 1. A FA NYOMPÁLYA KIALAKULÁSA ÉS FEJLŐDÉSE
A legrégibb fa nyompálya (1556) Kézi erővel tolt bánya kocsi (1556)

3 1. A FA NYOMPÁLYA KIALAKULÁSA ÉS FEJLŐDÉSE
Fapalló nyompálya (1620) Keresztmerevítéses (Beaumont-féle) fapalló nyompálya (1630)

4 1. A FA NYOMPÁLYA KIALAKULÁSA ÉS FEJLŐDÉSE Gerenda fa nyompálya (1765)
pallóborítással

5 1. A FA NYOMPÁLYA KIALAKULÁSA ÉS FEJLŐDÉSE
Gerenda fa nyompálya vaslemez borítással Gerenda fa nyompálya vas nyomszegéllyel

6 1. A FA NYOMPÁLYA KIALAKULÁSA ÉS FEJLŐDÉSE
Szénszállítás fa nyompályán (1765)

7 1. A FA NYOMPÁLYA KIALAKULÁSA ÉS FEJLŐDÉSE
Brádi (Hunyad megye) bányakocsi fa nyompályán (XVI. század) Nyomkarimás kerekek! Kitérőszerkezet!

8 Rewynolds-féle öntöttvas lapossín (1767)
2. A SÍN FEJLŐDÉSE Rewynolds-féle öntöttvas lapossín (1767) Pályakialakítás 1,52 m hosszú Reynolds-féle öntöttvas lapossínekkel (közúti járművek is közlekedtek rajta)

9 2. A SÍN FEJLŐDÉSE Curr-féle szögvas km-ű öntöttvas sín (1776) (sínhossz 1,0 m) Pályakialakítás Curr-féle sínekkel

10 Jessop-féle gombafejű öntöttvas sín (1830) (sínhossz 0,90 – 1,20 m)
2. A SÍN FEJLŐDÉSE Jessop-féle gombafejű öntöttvas sín (1830) (sínhossz 0,90 – 1,20 m) Nyomkarimás kerekek! Nyomtáv 4 láb 8 1/2 hüvelyk (1435 mm)

11 Egyéb Jessop-féle öntöttvas sínek 1789-től Kettős nyomkarimás kerekek!
2. A SÍN FEJLŐDÉSE Egyéb Jessop-féle öntöttvas sínek 1789-től Kettős nyomkarimás kerekek!

12 Outram-féle halhas alakú sín (sínhossz 0,90 – 1,20 m)
2. A SÍN FEJLŐDÉSE Outram-féle halhas alakú sín (sínhossz 0,90 – 1,20 m)

13 Halhas alakú sín illesztése Hetton – Sunderland szénvasút (1822)
2. A SÍN FEJLŐDÉSE Halhas alakú sín illesztése Hetton – Sunderland szénvasút (1822)

14 2. A SÍN FEJLŐDÉSE Berkinshaw-féle hengerelt (!) vassín (1820) gombafejjel (sínhossz 3,65 – 4,57 m)

15 2. A SÍN FEJLŐDÉSE Stevens-féle szélestalpú hengerelt vassín (1830) gombafejjel (sínhossz 4,87 m)

16 2. A SÍN FEJLŐDÉSE Az első angliai szélestalpú sínek (1836 – 1840)
Vignoles-féle (1836) Hull – Selby vasút Manchester – Birmingham vasút

17 Brunel-féle kalapalakú vassín szelvények (1835)
2. A SÍN FEJLŐDÉSE Brunel-féle kalapalakú vassín szelvények (1835) Sínek tömege 20,83 – 37,20 kg/fm

18 Stephenson-féle kettősfejű sín (1838)
2. A SÍN FEJLŐDÉSE Stephenson-féle kettősfejű sín (1838) Sínek tömege 37,20 kg/fm Sínmagasság 127 mm

19 Seaton-féle nyeregsín
2. A SÍN FEJLŐDÉSE Barlow-féle sín (1849) Sínek tömege 52,00 kg/fm Sínhossz 5,50-6,00 m Seaton-féle nyeregsín (1856)

20 Hartwich-féle magasgerincű sín (1865-1866)
2. A SÍN FEJLŐDÉSE Hartwich-féle magasgerincű sín ( ) Sínmagasság 235,4 mm Sínmagasság 267,7 mm

21 Összetett sínszelvények (1849-1886) Amerikai kétrészes sín
2. A SÍN FEJLŐDÉSE Összetett sínszelvények ( ) Winslow (1849) Latrobe Amerikai kétrészes sín Haarmann (1886)

22 Közúti vasúti sínek és felépítmény Szélestalpú sín vályús hevederrel
2. A SÍN FEJLŐDÉSE Közúti vasúti sínek és felépítmény Demerbe-féle sín Szélestalpú sín vályús hevederrel Síntömeg 38,6 kg/fm Tömeg 31,5 kg/fm

23 2. A SÍN FEJLŐDÉSE Haarmann-féle ikersínes megoldás
Alsóvezetékes közúti villamos vasút Budapest, 1887

24 2. A SÍN FEJLŐDÉSE Vályús (Phőnix) sínek Törpe vályús sín (1889)
180 mm-es vályús sín Sínmagasság 130 mm Síntömeg 33,6 kg/fm Sínmagasság 180 mm Síntömeg 66,8 kg/fm

25 3. A VASÚTI VÁGÁNYOK MAI RENDSZEREI
A fontos felépítményszerkezetek elvi felépítése Forrás: Lichtberger: Handbuch Gleis

26 3. A VASÚTI VÁGÁNYOK MAI RENDSZEREI
Zúzottkő ágyazatos felépítmény - keresztaljas vágány (egyblokkos) - magánaljas vágány - kombinált, vegyesaljas vágány - keresztaljas vágány (kétblokkos) - hosszaljas vágány

27 3. A VASÚTI VÁGÁNYOK MAI RENDSZEREI
A legelterjedtebben használt keresztaljas vágány előnyei: - kedvező teherelosztás, - jó nyomtávtartás, síndőlés biztosítás, - kedvező keretmerevség, - a vágány teherbírása az aljak sűrítésével nő - a vágányfektetési és a szabályozási munkák könnyen elvégezhetők és gépesíthetők, - a vízelvezetés jól megoldható.

28 3. A VASÚTI VÁGÁNYOK MAI RENDSZEREI
Hagyományos zúzottkő ágyazatos pálya A keresztmetszeti kialakítás elemei hagyományos zúzottkő ágyazatos pálya esetén Vágány = sínszálak + keresztaljak + kapcsolószerek felépítmény alépítmény

29 3. A VASÚTI VÁGÁNYOK MAI RENDSZEREI
A vasúti pálya szerkezete és a járműkerék Forrás: Esveld: Modern Railway Track

30 3. A VASÚTI VÁGÁNYOK MAI RENDSZEREI
A zúzottkő ágyazatos vasúti pálya teherelosztásának elve Forrás: Lichtberger: Handbuch Gleis

31 3. A VASÚTI VÁGÁNYOK MAI RENDSZEREI
A (zúzottköves) vasúti pálya – jármű dinamikus modell Forrás: Esveld: Modern Railway Track

32 3. A VASÚTI VÁGÁNYOK MAI RENDSZEREI A vasúti teherviselő rétegrendszer

33 3. A VASÚTI VÁGÁNYOK MAI RENDSZEREI
A vasúti teher megoszlása a szomszéd aljakon Forrás: Lichtberger: Handbuch Gleis

34 3. A VASÚTI VÁGÁNYOK MAI RENDSZEREI
A vasúti teherből származó nyomás terjedése az alépítményi földműben, keresztirányban (közelítés)

35 3. A VASÚTI VÁGÁNYOK MAI RENDSZEREI Megengedett feszültségek
Alágyazaton Alépítménykoronán Forrás: Lichtberger: Handbuch Gleis

36 3. A VASÚTI VÁGÁNYOK MAI RENDSZEREI
Nyomófeszültségek a rétegszerkezetben a keresztalj alatt Forrás: Lichtberger: Handbuch Gleis

37 3. A VASÚTI VÁGÁNYOK MAI RENDSZEREI
Forrás: Göbel: Der Eisenbahnunterbau

38 3. A VASÚTI VÁGÁNYOK MAI RENDSZEREI
Nyomófeszültségek a rétegszerkezetben a szomszédos keresztaljak hatásának figyelembe vételével Forrás: Lichtberger: Handbuch Gleis

39 Alépítményi benyomódások a keresztaljak alatt
3. A VASÚTI VÁGÁNYOK MAI RENDSZEREI Alépítményi benyomódások a keresztaljak alatt

40 3. A VASÚTI VÁGÁNYOK MAI RENDSZEREI Kísérleti keretaljas vágány - ÖBB

41 3. A VASÚTI VÁGÁNYOK MAI RENDSZEREI
Merevlemezes (zúzottkő ágyazat nélküli) felépítmény - pontszerű (diszkrét) alátámasztás -- keresztaljas vágány -- keresztalj nélküli megoldás - folyamatos sínalátámasztási megoldások

42 3. A VASÚTI VÁGÁNYOK MAI RENDSZEREI
A Japán Vasutak injektált ágyazású, e. gy. betonlemezes pályaszerkezete pontszerű (diszkrét) alátámasztás, keresztalj nélküli vágány

43 3. A VASÚTI VÁGÁNYOK MAI RENDSZEREI
Rheda-rendszerű felépítmény pontszerű (diszkrét) alátámasztás, keresztaljas vágány

44 3. A VASÚTI VÁGÁNYOK MAI RENDSZEREI
Süderelbe híd ragasztott felépítménye (Hamburg)

45 3. A VASÚTI VÁGÁNYOK MAI RENDSZEREI
DB nagysebességű pálya építése

46 3. A VASÚTI VÁGÁNYOK MAI RENDSZEREI
Merevlemezes fejlesztések a DB-nél között

47 3. A VASÚTI VÁGÁNYOK MAI RENDSZEREI

48 3. A VASÚTI VÁGÁNYOK MAI RENDSZEREI PORR rendszerű betonlemezes vágány

49 3. A VASÚTI VÁGÁNYOK MAI RENDSZEREI
A Roode Vaart híd ún. EDILON (kiöntött síncsatornás) rendszerű felépítménye (1973)

50 3. A VASÚTI VÁGÁNYOK MAI RENDSZEREI
INFUNDO-rendszer folyamatos sínalátámasztás, rugalmas síncsatorna kiöntés

51 4. A FELÉPÍTMÉNYRE JUTÓ ERŐHATÁSOK
3.1. Függőleges erők statikus tengelyteher 225 kN dinamikus tengelyteher = f(sebesség, kialakítás, állapot) Qdin = (1+3·s) ·Qstat s = n ·  n = 0,1 … 0,3  = 1 + (v-60)/140

52 4. A FELÉPÍTMÉNYRE JUTÓ ERŐHATÁSOK
3.2. Oldalerők Nyomkarimáról és a kerék-sín érintkezési felületen adódik át - egyenes pályán kígyózásból és pályahibából ered - íves pályán a szabad oldalgyorsulásból. A terelőerő nagysága az ívsugár függvényében Forrás: Lichtberger: Handbuch Gleis

53 4. A FELÉPÍTMÉNYRE JUTÓ ERŐHATÁSOK
Oldalerő számításának közelítő összefüggése nagysebességű pályákra: (daN) Z = kerékteher (daN) 3.3. Hosszirányú erők a) Vonatforgalom hatására: előre irányuló erők fékezés gördülő kerekek súrlódó hatása lejtőmenti komponens (völgymenet) terhelés alatti hullámmozgás sínvégre ütő hatás (hevederes vágányban) hátrafelé irányuló erők mozdony hajtott kerekeinél az adhéziós vonóerő nyomkarimák súrlódása lejtőmenti komponens (hegymenet) ellenállást ad súrlódás a sínszálak és az alátétlemezek / kiöntőanyag között ágyazat hosszirányú ellenállása

54 4. A FELÉPÍTMÉNYRE JUTÓ ERŐHATÁSOK
b) Dilatációs erő (gátolt hőmérsékletváltozásból)  = 1,2x10-5 (1/C°) hőtágulási együttható E = 2,06 x 105 N/mm2 sínacél rug. modulus A = sínszál keresztmetszeti területe (mm2) t = hőmérsékletváltozás (oC)