MÉRNÖKI MÓDSZEREK III.

1. BSC KÉPZÉS MÉRNÖKI MÓDSZEREK III. 4. téma SZÉCHENYI ISTVÁN EGYETEM Dr. Horvát Ferenc főiskolai tanár

2. 1. A VASÚTI PÁLYA ROMLÁSA A romlás okai: - építési hiányosságok nincsen tökéletes pálya, szerkezet, létesítmény (átvétel, mérettűrések, pl. vasúti pálya alépítményi hibái, hiányosságai, felépítményi mérethibák, egyes szerkezeti elemek gyár- tási mérethibái, minőségi hibák), - mechanikai hatások az üzemszerű használatból adódó terhelések, igénybevételek (pl. függőleges és oldale- rők, valamint a forgalmi terhelés hatása a vágány geometriai helyzetére), - környezeti hatások az időjárás elemeinek hatásai (csapadék, hőmérsékletingadozás, fagy) - fenntartási hiányosságok helytelen fenntartási filozófia, pénzhiány miatt munkák elmaradása - üzemszerű elhasználódás kopásokban, anyagfáradásokban nyilvánul meg elsősorban (pl. vasúti sín).

3. 1. A VASÚTI PÁLYA ROMLÁSA A romlási folyamat az infrastrukturális elemek életét kísérő természetes jelenség. A folyamat során kialakuló hibák, hiányosságok először a szolgáltatási színvonalat, majd - nem megfelelő karbantartási tevékenység esetén - a biztonságot is veszélyeztetik. Megfelelő beavatkozásokkal a folyamat sebessége csökkenthető, kézben tartható, de meg nem állítható. A vasúti pálya romlási körfolyamata

4. 1. A VASÚTI PÁLYA ROMLÁSA A vasúti pályahibák és okaik

5. 1. A VASÚTI PÁLYA ROMLÁSA A vasúti pályahibák és okaik (folyt.)

6. 1. A VASÚTI PÁLYA ROMLÁSA A romlási modell A romláshoz (vágánygeometria torzításához, az ágyazati anyag aprózódásához, stb.) mechanikai munka szükséges. A munkavégzéshez szükséges energiát a pályán végiggördülő járművek szolgáltatják. A haladó járművek mozgási energiájának egy részét a pálya torzítására, rontására fordított munka vonja el. Minél elhasználódottabb állapotban van a pálya, minél több hiba terheli, annál nagyobb mértékben növekszik a pályaellenállás és ezzel a haladó járműtől elvont energia, mely a vágány állapotának további romlását okozza. A járműtől mozgási energiát a pálya csakis akkor vonhat el, ha a jármű mozgásának irányát vagy sebességének értékét megváltoztatja. Ehhez kezdeti pályahiba szükséges.

7. 1. A VASÚTI PÁLYA ROMLÁSA Az egységes szinusz-vonalat kényszerpályának tekintjük és az "m" tömegpontnak ezen kell végighaladnia.

8. 1. A VASÚTI PÁLYA ROMLÁSA Az irányhibával terhelt pálya egyenlete: ahol A = h (a hiba nagysága) A sebesség: vx  v  constans

9. 1. A VASÚTI PÁLYA ROMLÁSA A gyorsulás: A maximális gyorsulás: és esetén A legnagyobb oldalirányú erő:

10. 1. A VASÚTI PÁLYA ROMLÁSA A Hooke-törvény alapján a dh alakváltozás arányos a működő erővel: 1 = arányossági tényező dm = az egyetlen áthaladó tengelyre eső tömeg  = f (sínrendszer, aljtáv, alj fajtája), tehát a vágány méretezettségétől függ

11. 1. A VASÚTI PÁLYA ROMLÁSA Explicit alakban: mivel = C = constans és vx  v, így Ez a vasúti pálya elméleti romlási törvénye.

12. 1. A VASÚTI PÁLYA ROMLÁSA m = járművek tömege, v = járművek sebessége, h = a hiba mértéke,  = a pálya méretezettségi állandója, C = a fenntartás minőségére jellemző állandó.

13. 1. A VASÚTI PÁLYA ROMLÁSA A pálya romlását leíró exponenciális összefüggésből adódó törvényszerűségek: 1) A görbe aszimptotikusan tart a vízszintes tengelyhez  a pálya sohasem lehet tökéletes, a legpontosabb építés/fenntartás után is marad olyan hiba, amely a romlás folyamatát elindítja. 2) A független változó (mv2) a kitevőben szerepel  a pályaállapot ugrásszerűen romlik a rajta átgördült járművek energiájának függvényében. A rosszabb állapotú pálya több energiát von el, tehát a romlás önmagát elősegítő folyamat. 3) A görbe a függőleges tengelyt a C ordinátában metszi. Fenntartási munka után (az első vonat elhaladása elõtt) ez a C érték jellemzi a pálya állapotát. Minél kisebb a C, annál eredményesebb a fenntartás.

14. 1. A VASÚTI PÁLYA ROMLÁSA 4) A C értéket kisebb C1 értékké a görbe abszcissza menti eltolásával lehet alakítani. A görbe m1 értékkel jobbra tolódott  a fenntartottság minőségének változása nem befolyásolja a romlási folyamat jellegét, de a pályán nagyobb elegytonna mennyiség haladhat át, amíg a pálya újra javítást igényel. Tehát a jó fenntartási munkának gazdasági értéke van.

15. 1. A VASÚTI PÁLYA ROMLÁSA 5) Az exponenciális függvény deriváltja arányos magával a függvénnyel  a pályaromlás "sebessége" arányos a romlás előrehaladottságával. A pálya helyenként kisebb-nagyobb hosszakban ugrás-szerűen romlásnak indul és balesetveszélyessé válhat. 6) A pálya alakváltozásával arányos állandó a kitevőben szerepel  gyenge felépítményhez és nagy járműterheléshez intenzívebb romlás tartozik.