HU215794B - Helyzetstabil vasúti felépítmény, és eljárás helyzetstabil felépítmény, különösen vasúti felépítmény kialakítására - Google Patents

Description

A találmány tárgya helyzetstabil vasúti felépítmény síneket hordozó aljjal, amely szilárd aszfalt vagy beton alaprétegre van helyezve, valamint eljárás helyzetstabil felépítmény, különösen a találmány szerinti vasúti felépítmény kialakítására.

A vasútépítési technika területén ismertek kavics alapú és úgynevezett szilárd sínpályák, amelyek betonvagy aszfaltkeverékből kialakított alapon nyugszanak.

Ismertek olyan vasúti felépítmények, amelyek többrétegű, nagy szilárdságú aszfaltrétegekből, és ezekre telepített, Y aljakon ágyazott sínekből állnak. Ilyen megoldást ismertet az ETR című szakfolyóirat (28-5) 1979. évi száma, a 437-438. oldalakon. Az Y aljak egy laposidomra hegesztett horgonycsap segítségével vannak az alaprétegen rögzítve, ahol a horgonycsap megfelelő rögzítőeszköze révén az aljak magasságának és a sínpálya esetleges dőlésének megfelelő beállítás is megvalósítható. Az aljak párhuzamos H profilídomokból vannak kialakítva, és telpfelületük a sínek alatt elrendezett profilidomokkal van összekötve. A H profilidomok miatt az aszfalt alapréteg és az alj alapfelülete közötti hézag, illetőleg az alj alsó éle fölött speciális töltőkeverékkel van kiöntve. A sínek és az alj felső oldala között rugalmas gumilap van elrendezve, míg a sínek alatt bordás lemezben vezetve még egy műanyag alátétréteg van elrendezve.

A horgonycsapnak, az említett szintbeállítási funkción túl, további feladata, hogy oldalirányú erőhatásokkal, kereszt-tolóerőkkel, valamint a sínelhajlásból származó, a síneket felemelő erőhatásokkal szemben jelentős ellenállást biztosít, a sínt előírt helyzetében stabilizálja.

A DE-OS 35 17295 számú közrebocsátási iratból hasonló felépítmény ismerhető meg. A javasolt megoldás szerint az Y profilidomok felfekvő felülete még külön termoplasztikus ragasztóval is hozzáragasztható az aszfalt alapréteghez.

A DE-OS 3722 627 számú közrebocsátási irat a kavicságyba fektetett Y acélaljak oldalirányú eltolódással szembeni ellenállóképességének fokozására az aljak alá haránttartó hegesztését javasolja.

Az US-PS 4285 155 lajstromszámú szabadalmi leírásból és a DE-OS 2806128 számú közrebocsátási iratból ismert az acélaljak U alakú acél profilidomokra történő rácsavarozása, ahol az acél profilidomok egy alapzatba vannak beöntve. Ennél a megoldásnál az aljak rendkívül nagy pontosságú fektetésére van szükség, ami például kanyarodó szakaszok esetében gyakorlatilag megvalósíthatatlan. Technológiai szempontból hátrányos továbbá, hogy az aljak csavarozásával a beton megkötéséig várni kell, hiszen egyébként az U profilidomok az aljak nagyobb ellenállási nyomatéka miatt előírt helyzetükből - a betonágyból - kimozdulnának.

A DE-PS 1275 081 lajstromszámú szabadalmi leírásból ismert megoldás lényege, hogy úgynevezett „kétblokk-aljakat” zártcellás szerkezetű elasztomer anyag közbeiktatásával a beton alapzat kádszerű kimunkálásaiba ágyazzák, és a síneket magára a betonaljra egy bordázott gumi alátétlemez beiktatásával rugalmasan rögzítik le.

A DE-OS 1922 055 számú közrebocsátási irat olyan megoldást ismertet, ahol átmenő aljak a betonalapzaton vastag rugalmas alátétréteg közbeiktatásával teljes felületükkel úgy vannak ágyazva, hogy a sínekre ható erőhatásokat mind oldalirányban, mind lefelé mutató irányban lényegében vagy kizárólag a rugalmas alátétréteg veszi fel. Az alj egy, az alsó felületéből kiálló bütyökkel rendelkezik, amely egy rugalmas réteg közbeiktatásával a betonalakzat kimunkálásába fekszik be. A rugalmas közbeiktatott réteg például műanyaghab vagy egy bitumenjellegű kötőanyagokból, ásványi anyagokból és gumisalakból/törmelékből (és/vagy kaucsuklatexből) álló keverék lehet. Fakultatív kérdés, hogy az aljak anyaga cél, fa vagy műanyag, és az is tervezés kérdése, hogy az aljzat betonaljzat, vagy esetleg acélból vagy műanyagból készül. További fakultatív jellemző, hogy az aljak, a rugalmas közbeiktatott réteg és az aljzat szükség esetén egymáshoz ragaszthatok. A szakember számára nyújtott kitanítás olyan rugalmas közbeiktatott réteg elrendezését tartalmazza, amely - a rajz szerint is - lehetőleg egyenletes vastagságú, és az aljak és az alapzat között helyezkedik el a rezgések, illetve kilengések és a zajok csillapítása céljából, minthogy az oldalirányú erőhatások és a lefelé irányuló erőhatások a közbeiktatott rugalmas rétegen keresztül hatnak.

A DE-OS 41 13 566 számú közrebocsátási iratból úgynevezett Duo-blokk vagy monoblokk betonaljak ismerhetők meg, amelyek egy széles, középső, keresztirányú erőhatásokkal szembeni ellenállást biztosító talpazattal aszfalt alaprétegre vannak fektetve. A talpazat vájata marással kialakítható, miután egy pontosan szintkiegyenlített hordozó alapréteg létrejött. Ez az építési mód nem nyújt megoldást a kiemelő erőhatások ellen, csupán a keresztirányú eltolódást akadályozza meg.

A találmánnyal célunk olyan helyzetstabil vasúti felépítmény kialakítása, amely az aljakra ható oldalirányú erőhatásokkal szemben és a kiemelő hatásokkal, azaz a sínek áthajlásából származó, az aljak kiemelése irányába ható erőhatásokkal szemben is ellenálló, mindezeket az erőhatásokat kompenzálni képes. További célkitűzés olyan eljárás kidolgozása, amelynek révén lényegében minden aljtípus, különösen a könnyű acélvagy faaljak és más megfelelő anyagból készült aljak alacsony ráfordítással, gyorsan lefektethetők.

A kitűzött feladat megoldására olyan helyzetstabil vasúti felépítményt alakítottunk ki, amely szilárd aszfalt vagy beton alaprétegre helyezett aljakkal rendelkezik, amelyek legalább egy, a sínekkel párhuzamos és az aljak talpfelületéből lefelé kiálló profilidomhoz kapcsolódnak, amely az alaprétegbe bemunkált váj atban az alapréteghez van hozzáragasztva.

A találmány szerinti vasúti felépítmény előnyösen úgy van kialakítva, hogy a vágány középvonala mentén kialakított egyetlen vájata és profilidoma van. Egy másik előnyös megoldás szerint a sínek alatt kialakított két-két vájat és profilidom van. A profilidomok előnyösen mindkét oldalon hozzá vannak ragasztva az alapréteghez.

A találmány szerinti vasúti felépítmény további előnyös változatánál a vágó- vagy forgácsolószerszámmal

HU 215 794 Β az alaprétegbe bemunkált vájat oldalain ragasztófelületként szolgáló felületszakaszok vannak, amelyek szerves anyaggal és/vagy vízzel be vannak nedvesítve.

A találmány szerinti vasúti felépítményben a profilidomok acélidomként, adott esetben laposacélként vannak kialakítva.

A találmány szerinti vasúti felépítmény előnyös változatánál továbbá a sínek és az aljak között rugalmas rezgéscsillapító alátét, míg az aljak és az alapréteg között kiegyenlítőréteg van elrendezve.

A találmány szerinti vasúti felépítmény további előnyös változatánál a profilidom két szomszédos, Y aljat képező H idom távtartójaként az alj talpfelületére van hegesztve.

A profilidom az alapréteghez kiönthető, kikeményedő polimer ragasztóval van hozzáragasztva.

A javasolt helyzetstabil felépítmény, különösen vasúti felépítmény kialakítására kidolgozott találmány szerinti eljárás lényege, hogy

- betonból vagy aszfaltból hordozó alapréteget alakítunk ki,

- az alapréteg felületében két vájatot képezünk ki,

- előre gyártott aljakat alakítunk ki, amelyek talpfelülete alatt a sínek hosszirányában terjedő profilidomok vannak,

- az aljakat a hordozó alaprétegre fektetjük úgy, hogy a profilidomok a vájatokba benyúlnak,

- a vájatokat legalább a profilidomok teljes hosszában kiöntjük előre elkészített ragasztóval, és adott esetben

- az alapréteget hangtompító közeggel terítjük be.

A vasúti pályaépítés területén ismert a kavicságyazatokban szembetűnő, gyakran fellépő szívóhatás, amelyet az aljak billenő mozgása okoz. Az ezt kiváltó ok, a síneknek a vonat áthaladása nyomán történő behajlása, elkerülhetetlen. A síneknek a lokális kerékterhelés hatására történő behajlása a kerékterhelés előtt és mögött elhelyezkedő aljakra nézve egy emelőkar tengelyének tekinthető. Ez a jelenség különösen akkor szembetűnő, ha a sínpályát szilárd beton vagy aszfaltkeverék alapépítményre fektették, és könnyű, például fa-, betonvagy acélaljakkal rendelkezik, ahol az aljak például teknőalj formában, acél H profilidomként vagy acél Y profilidomként vannak kialakítva. Nagy tömegű betonaljaknál ugyanez a probléma kevésbé jelentkezik, amennyiben az aljak nehézségi ereje a kiemelő erőhatásoknál nagyobb. A kiemelő erőhatások például UIC-60 típusú sínek és Y profilú aljak esetében mintegy 5 kN nagyságrendűek. A kiemelőerő és az ezzel összefüggő szívóhatás mindazonáltal messzemenően a síntípustól függ, különösen annak függőleges terheléshez viszonyított tehetetlenségi nyomatékától, az aljak közötti távolságtól és az aljak súlyától, a síneknek az aljakon való felfekvő felületétől, a túlgördülési sebességtől és a hordozó alapréteg rugalmasságától. Mindez azt jelenti, hogy a különböző adottságokhoz és körülményekhez különböző vasúti felépítményeket kellene kialakítani.

Ismert olyan gyakorlati javaslat, amely szerint a könnyű aljakat súlyok ráfektetésével kellene nehezíteni, vagy - amint az a technika állásából ismert - speciális lehorgonyzó csapokkal kellene lefogni.

A javasolt találmány - amint az a fentiekből kitűnik, egy ezektől eltérő, szilárd hordozó alaprétegre fektetett aljakkal megvalósított vasúti felépítmények esetében univerzálisan alkalmazható rögzítési rendszert javasol, azzal, hogy az aljak talpfelülete alatt a hordozó alaprétegbe benyúló és ott ragasztással rögzített profilidomok vannak elrendezve.

A javaslat szerint előnyös, ha a kialakított hordozó alaprétegbe, vagy éppen ennek kialakítása során hozzuk létre a vájatot vagy vájatokat, előnyösen két vájatot, mégpedig abban a környezetben, ahol az aljakat a legnagyobb kiemelő erőhatások érik, tehát a sínek alatt. A javasolt eljárás szerint azután ezekbe a vájatokba ültetjük be a profilidomokat, amelyeket a vájatokbán kétoldalasán az alapréteghez ragasztunk.

Az alaprétegbe a vájatokat alkalmas szerszámmal, például marószerszámmal a profilidomoknak megfelelő helyeken munkáljuk ki. A hézag szélessége meghaladja a profilidomok szélességét. 20 mm-el szélesebb vájat esetén például a vájat már megfelelően kiönthető. Aszfalt alaprétegnél a vájatokat előnyösen bemarással alakítjuk ki, mivel ezen művelet során az alapréteg anyagában lévő köveket elvágjuk, és ezek a vágásfelületek a ragasztóanyag bevitelekor ragasztási felületet biztosítanak. Beton alaprétegeknél általában egy cementből vagy hidraulikusan kötött szervetlen anyagokból képezett ragasztófelület is kielégítő, így beton alaprétegeknél a vájatok az alapréteggel együtt formázott vájatként alakíthatók ki. Ezeket a ragasztófelületeket nem kell szerves szerekkel, például növényi anyagokkal vagy aszfalt- vagy bitumenmaradványokkal nedvesíteni, és lehetőleg nedvességnek sem kell kitenni, hogy jó ragasztóhatást érhessünk el.

Profilidomként különösen az aljak talpfelületére hegeszthető laposacél idomokat célszerű választani, azonban más profilidomok, például T profilidomok is használhatók, amelyekkel a hézag ragasztóanyaggal történő lezárása után alakzáró és erőzáró kötés is megvalósul.

A profilidomok rögzítése az aljakhoz tetszőleges módon történhet: hegesztéssel, csavarozással, szegecseléssel vagy ragasztással, vagy esetleg akár más eljárással. Lényeg csupán, hogy az aljak és a profilidom között szilárd kapcsolat jöjjön létre, valamint az, hogy a profilidom a talpfelületből megfelelően kiálljon. Betonaljak esetében a profilidomok az öntés során kialakíthatók, illetve rögzíthetők, vagy például átmenő csavarok segítségével az aljakhoz rögzíthetők.

Y aljaknál olyan profilidomok alkalmazhatók, amelyek egyúttal távtartóként szolgálnak a szomszédos, Y aljat képező H profilidomok vagy kettős T profilidomok között, amelyek az alj talpfelületéhez hegesztéssel vannak rögzítve. Ezek tehát egyidejűleg az aljat képező profilidomok közötti távtartókat is helyettesítik.

A hordozó alapréteg és a profilidom közötti kapcsolatot biztosító ragasztóanyag előnyösen egy kiönthető, kikeményedő polimer ragasztó. Ilyen ragasztók önmagukban ismertek (például ICOSIT-KC, a SIKA-Chemie GmbH terméke, amelyet kiöntőanyag3

HU 215 794 Β ként például villamos sínekhez használnak). Az ilyen, előre kikeverendő és megfelelő kikeményítőszer segítségével beállítható kétkomponensű, poliuretán vagy epoxigyanta alapú ragasztók úgy az acél, például a beültetett laposacél idom, mint az alapréteg kőzete szempontjából jó hatékonyságúak. Az ilyen ragasztóanyagok friss állapotban vízzel vagy más szerrel habbá keverhetők. Ezen okból a vájatok vágási felületeinek mind szerves szerektől, mind pedig víztől mentesnek kell lennie. Ragasztóanyagként olyan anyagok is használhatók, amelyeknek betonhoz vagy bitumenhez vagy más vegyi kötőszerekhez, például azokhoz, amelyekhez a betont adagolják, nagy affinitással rendelkeznek, feltéve, ha egyidejűleg az acéllal is megfelelő felületi kötést biztosítanak.

Kísérletek azt mutatták, hogy a hordozó alapréteg és a profilidomok függőleges ragasztófelületei között létrejött ilyen jellegű kötések sokkal nagyobb erőhatásokkal szemben ellenállóak, mint amely erőhatást a vasúti felépítményeknek az előzőekben ismertetett kiemelőerők miatt ki kell állniuk. A szakadási végzett kísérletek azt az eredményt hozták, hogy a profilidom vájatból való kiszakításakor rendszerint az alapréteg, tehát a beton, illetve aszfalt hordozóréteg szerkezetében következik be a törés/szakadás, míg a ragasztott kapcsolat a profilidom, a ragasztóanyag és a vájat falai között sértetlen marad.

A profilidomról az aszfalt vagy beton alaprétegre közvetítendő oldalirányú erők kielégítők, ha a profilidomok legalább 30 mm mélységben benyúlnak az alaprétegbe.

Az alkalmazási körülményektől függően meghatározható, hogy - különösen nehezebb aljak és/vagy a várható terhelés mérsékelt nagysága esetén - egy vagy két profilidomot alkalmazunk, sőt, ha csupán egy profilidomot alkalmazunk is, esetleg elegendő, ha minden második, harmadik, negyedik stb. alj kapcsolódik a profilidomhoz és ezen keresztül a ragasztott kapcsolat révén, a hordozó alapréteghez.

Az egyszerűbb kiönthetőség érdekében az aljaknál nem használunk az alj teljes szélességét átfogó szélességű profilidomot, hanem két vagy több kis darabot, amelyek könnyebben kiönthetők. A profilidomok oldalirányban az aljakon túlnyúlhatnak. Az acél és/vagy a vájat oldalfelületei a jobb tapadóhatás érdekében adott esetben előkenéssel (például bitumenes előkenés) láthatók el.

Az említett kísérletek, amelyeknél a találmány szerinti vasúti felépítmény viselkedését szakadásig/törésig menő terhelés esetén vizsgálták, a ragasztóanyaggal való kiöntést követően igen rövid kikeményedési idő, alig néhány óra után lettek végrehajtva. Ennek alapján belátható, hogy a találmány szerinti vasúti felépítmény egy műszakon belül megvalósítható (adott esetben helyreállítható vagy felújítható), és a sínpálya máris újra rendelkezésre áll.

Amint a fentiekből kitűnik, a találmány szerinti vasúti felépítménynél, ellentétben a technika állásából ismert megoldásokkal, az aljak alatt nincs szükség vastag rugalmas alátétekre vagy egyéb közbeiktatott rétegekre, csupán egy vékony tapadóréteg, illetve egy vékony habosított anyagréteg kell, amely a beton vagy aszfalt alapréteg egyenetlenségeit kiegyenlíti, hiszen az aljak, tömeggyártásukból adódóan, sima talpfelülettel rendelkeznek, így egy ilyen vékony réteg közbeiktatásával megfelelő felületi felfekvés érhető el. A tulajdonképpeni rugalmas sínágyazás a sínek alatti tartományban, vagy bordás lemezek alkalmazása esetén ezen bordás lemezek alatt is megvalósul, de mindenképpen az aljak fölött. Ez azzal a jelentős előnnyel jár, hogy a rugalmas tömeg kevesebb, és nem igényel az aljrendszer egésze rezgéscsillapítást.

A találmány szerinti felépítmény könnyen előállítható, hiszen lényegében a szokásos útépítési technikákat kell alkalmazni, például egy aszfalt vagy beton alapréteget kell fektetni. Ezután következhet például a marás, amely ugyancsak szokványos útépítési művelet, amivel az alaprétegbe a vájatokat bemunkáljuk. A profilidomok és a vájatok úgy vannak kialakítva, méretezve, elrendezve és kivitelezve, hogy a profilidomok lehetőleg központos helyzetben bújjanak be a vájatokba. Záróműveletként a profilidomok a vájatban az előre elkészített ragasztóval, például az említett polimer ragasztóval vagy más előre gyártott kötőanyaggal ki lesznek öntve. Ha szükséges, az aljak közötti hézagok ezt követően még kaviccsal vagy más hangtompító közeggel kitölthetők. Aszfaltfelépítmény esetén a napsugárzás ellen is szükség van egy megfelelő takarórétegre, amely egyúttal hangcsillapító szerepet is betölt.

A találmányt a továbbiakban a rajz alapján ismertetjük. A rajzon:

Az 1. ábrán a találmány szerinti vasúti felépítmény példakénti kiviteli alakjának részletét tüntettük fel, vázlatos formában, függőleges keresztmetszetben.

Amint a rajzból kitűnik, a példakénti vasúti felépítménynek 1 alaprétege, adott esetben aszfalt alaprétege van, amelybe maróberendezés segítségével 8 vájatok vannak bevágva. Adott esetben acélaljként kialakított 2 alj 9 talpfelületéből 7 profilidom, adott esetben laposacél profilidom nyúlik ki. A 7 profilidom a 2 alj 9 talpfelületére rá van hegesztve. A 2 alj egy vékony, fóliaszerű 4 kiegyenlítőréteg közbeiktatásával van az 1 alaprétegen felfektetve. A 7 profilidomok vastagsága adott esetben például 10 mm, a 8 vájat szélessége 60 mm. A 7 profilidom jó közelítéssel központosán nyúlik be a 8 vájatba. A 4 kiegyenlítőrétegnek köszönhetően a 2 alj 9 talpfelülete tömítetten fekszik fel az 1 alapréteg felszínén.

A 8 vájat 11 ragasztóval, például az előzőekben már említett ICOSIT KC-330-U típusú ragasztóval van kiöntve, és ennek révén a 2 alj - a 7 profilidomon keresztül - oldhatatlan kötéssel kapcsolódik az 1 alapréteghez.

A 2 aljakra 3 sínek önmagukban ismert, célszerűen kereskedelmi forgalomban kapható 5 kötőelemek segítségével, a rugalmas vasútgördülést biztosító 6 alátét közbeiktatásával van lerögzítve. A 2 aljak közötti hézagok 10 hangtompító közeggel, például kaviccsal, murvával vagy zúzottkővel vannak kitöltve. Az oldalirányú erőhatásokkal szembeni tartás továbbfokozása érdeké4

HU 215 794 Β ben ilyen kavics- vagy zúzottkő réteg a 2 aljak fejrészeinél is elrendezhető. Az ilyen ömlesztett rétegek elsődleges funkciója azonban elsősorban a hangcsillapítás és a 3 sínekről a 2 aljakra átvitt rezgések csillapítása, valamint az 1 alapréteg napsugárzás elleni védelme.

Claims (8)

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Helyzetstabil vasúti felépítmény síneket hordozó aljjal, amely szilárd aszfalt vagy beton alaprétegre van helyezve, azzal jellemezve, hogy az aljak (2) legalább egy, a sínekkel (3) párhuzamos és az aljak (2) talpfelületéből (9) lefelé kiálló profilidomhoz (7) kapcsolódnak, amely az alaprétegbe (1) bemunkált vájatban (8) az alapréteghez (1) van hozzáragasztva.

2. Az 1. igénypont szerinti vasúti felépítmény, azzal jellemezve, hogy

a) a vágány középvonala mentén kialakított egyetlen vájata (8) és profilidoma (7), vagy

b) a sínek (3) alatt kialakított két-két vájata (8) és profilidoma (7) van, ahol a profilidom(ok) (7) mindkét oldalon hozzá van(nak) ragasztva az alapréteghez (1).

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti vasúti felépítmény, azzal jellemezve, hogy a vágó- vagy forgácsolószerszámmal az alaprétegbe (1) bemunkált vájat (8) oldalain ragasztófelületként szolgáló felületszakaszok vannak, amelyek szerves anyaggal és/vagy vízzel be vannak nedvesítve.

4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti vasúti felépítmény, azzal jellemezve, hogy a profilidom(ok) (7) acélidomként, adott esetben laposacélként van(nak) kialakítva.

5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti vasúti felépítmény, azzal jellemezve, hogy a sínek (3) és az aljak (2) között rugalmas rezgéscsillapító alátét (6), míg az aljak (2) és az alapréteg (1) között kiegyenlítőréteg (4) van elrendezve.

6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti vasúti felépítmény, azzal jellemezve, hogy a profilidom (7) két szomszédos, Y aljat képező H idom távtartójaként az alj (2) talpfelületére (9) van hegesztve.

7. Az 1 -6. igénypontok bármelyike szerinti vasúti felépítmény, azzal jellemezve, hogy a profilidom (7) az alapréteghez (1) ki önthető, kikeményedő polimer ragasztóval van hozzáragasztva.

8. Eljárás helyzetstabil felépítmény, különösen az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti vasúti felépítmény kialakítására, azzal jellemezve, hogy

- betonból vagy aszfaltból hordozó alapréteget (1) alakítunk ki,

- az alapréteg (1) felületében két vájatot (8) képezünk ki,

- előre gyártott aljakat (2) alakítunk ki, amelyek talpfelülete (9) alatt a sínek (3) hosszirányában terjedő profilidomok (7) vannak,

- az aljakat (2) a hordozó alaprétegre (1) fektetjük, úgy, hogy a profilidomok (7) a vájatokba (8) benyúlnak,

- a vájatokat (8) legalább a profilidomok (7) teljes hosszában kiöntjük előre elkészített ragasztóval, és adott esetben

- az alapréteget (1) hangtompító közeggel (10) terítjük be.