Zużycie faliste szyn toru kolejowego (przyczyny i środki zaradcze)

• Autorzy: Bednarek W. A.

Warianty tytułu

EN

Rail corrugation - causes and countermeasures

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zjawisko zużycia falistego szyn jest przedmiotem wielu analiz i badań naukowych, czego efektem są liczne publikacje [6-9,12-14,18-20,26,27], Powstające zużycie faliste na powierzchni tocznej szyn, powoduje drgania i hałas w czasie przejazdu pociągu. Amplituda fali wynosząca już 0,05 mm i więcej, jest bardzo wyraźnie odczuwalna jako wzrost hałasu, a ponadto wpływa na rozluźnianie podsypki (skutkująca zmianą podparcia toru kolejowego). Dominującą postacią zużycia falistego szyn w Polsce jest zużycie o długości fal 25÷80 mm (tzw. fale „krótkie”). Na rozwój zużycia falistego znaczny wpływ ma powstający rezonans nieusprężynowanej masy (np. nieusprężynowana masa silnie obciążonego wagonu towarowego) i sztywności nawierzchni kolejowej. W pracy podano podstawowe typy zużycia falistego, przyczyny ich powstawania i stosowane środki zaradcze. Najczęstszym sposobem usuwania falistego zużycia jest reprofilacja szyny w torze, czyli ich szlifowanie przez specjalne maszyny lub zestawy maszyn sterowane komputerowo, tworzące całe pociągi do szlifowania szyn (np. LORAM czy SPENO). Z doświadczeń kolei europejskich wynika, że szlifowanie szyn nowych jest wyraźnym środkiem zapobiegającym powstawaniu zużycia falistego szyn. Dodatkowo reprofilacja szyn usuwa nie tylko zużycie faliste, lecz również inne postacie (np. wady kontaktowo zmęczeniowe). W szczególności w pracy przedstawiono następujące zagadnienia: istota zużycia falistego szyn, klasyfikacja i stosowany pomiar zużycia falistego szyn, czynniki sprzyjające powstawaniu, elementy ogólnego mechanizmu zużycia falistego, typy zużycia falistego szyn, środki zaradcze dla wyszczególnionych typów zużycia falistego szyn, nowoczesne technologie zapobiegające powstawaniu zużycia falistego szyn.

EN

The aspect of rail corrugation is the subject of many analysis and scientific researches carried out in many publications [6-9, 12-14, 18-20,26,27], Arising rail corrugation on rolling surface of a rail causes vibrations and noise during moving trains. A wave amplitude amounts to by 0,05 mm and more is sharply felt as noise increment and furthermore it influences ballast loose (making change of railway track support). In Poland a predominant shape of rail corrugation is wear at the length of wave amounts to 25÷80 mm (so-called „short” waves). For the development of rail corrugation a considerable influence has got an arising resonance of non-springed mass (e.g. non-springed mass of most loaded freight car) and railway track structure stiffness. In the paper basic types of rail corrugation, causes of their arising and used countermeasures are given. Most often method of rail corrugation elimination is rail reforming in track, i.e. their grinding by special machines or machines set operated by computer, which create a complex trains for rail grinding (e.g. LORAM or SPENO). From the European railway tracks experiences appear that grinding of new rails is excellent countermeasure against rail corrugation arising. Additionally the rail reforming removes not only rail corrugation though also the other shapes (e.g. rail contact fatigue). In particular in the paper are presented the following problems: matter of rail corrugation, classification and used measurement of rail corrugation, facilitating factors of formation, elements of general of rail corrugation mechanism, types of rail corrugation, countermeasures for specified types of rail corrugation, modern technologies prevent of rail corrugation formation.

Słowa kluczowe

PL

tor kolejowy; zużycie faliste szyn; nawierzchnia kolejowa; pociąg szlifujący

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej
• Czasopismo: Archiwum Instytutu Inżynierii Lądowej
• Rocznik: 2015
• Tom: Nr 20
• Strony: 7--23
• Opis fizyczny: Bibliogr. 33 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Bednarek W. A.

• Politechnika Poznańska, Instytut Inżynierii Lądowej

Bibliografia

• [1] Bałuch H.: System doradczy w ocenie celowości szlifowania szyn. Problemy Kolejnictwa, nr 118, 1995.
• [2] Bałuch H.: Konieczność budowy systemu monitorowania szyn. VI Seminarium Diagnostyki Nawierzchni Szynowych. Politechnika Gdańska, Jurata 2004.
• [3] Bałuch H.: Wybrane zagadnienia trwałości i niezawodności szyn kolejowych. III Ogólnopolska Konferencja Naukowo-Techniczna „Spawalnictwo dróg szynowych oraz materiały, wykonawstwo, odbiory”, Warszawa-Bochnia 2007.
• [4] Bałuch M.: Interpretacja przekroczeń odchyłek dopuszczalnych nawierzchni. XII Konferencja Naukowa „Drogi Kolejowe”, 2003.
• [5] Bednarek Wł.: Wybrane zagadnienia analizy zużycia szyn kolejowych. Archives of Institute of Civil Engineering, Poznań University of Technology, 15/2013.
• [6] Bhaskar A., Johnson K.L., Wood G.D., Woodhouse J.: Wheel-rail dynamics with closely conformal contact. Part I: dynamic modeling and stability analysis. I. Mech. E. Proc. Inst. Mech. Engr. Vol. 211, Part F, 1997.
• [7] Bogdaniuk B.: Pomiary nierówności powierzchni tocznej szyn na liniach PKP. Problemy Kolejnictwa, nr 120, 1995.
• [8] Bogdaniuk B., Towpik K.: Budowa, modernizacja i naprawy dróg kolejowych. Warszawa, Wydawnictwo PKP, 2010.
• [9] Clark R.A., Foster P.: On the Mechanics of Rail Corrugation Formation. Proc. 8th IAVSD-Symp. Cambridge, MA, Swets Zeitlinger, 1984.
• [10] Dey A., Casperson R., Pohl R., Thomas H.-M.: Die Klassifizierung von Oberflächenfehlem in Schienen mit der Wirbelstromprüfung. DGZfP-Jahrestagung, 2009.
• [11] Grabczyk J., Madejski J., Gołaszewski A.: Mikroprocesorowe przyrządy do pomiarów profilu kół pojazdów szynowych, główek szyn i rozjazdów. Przegląd Kolejowy, nr 3, 1998.
• [12] Grassie S.L., Kalousek J.: Rail corrugation: characteristics, causes and treatments. Journal of Rail and Rapid Transit, Proc. Inst. Mech. Eng., Vol. 207F, 1993.
• [13] Grassie S.L.: Rail corrugation: advances in measurement, understanding and treatment. Wear, Vol. 258, 2005, s. 1224-1234.
• [14] Grassie S.L.: Rail corrugation: characteristics, causes and treatments. Journal of Rail and Rapid Transit, 223F, 2009.
• [15] Janeczek J.: Diagnostyka falistego zużycia szyn za pomocą falistomierza. Materiały VI Seminarium diagnostyki nawierzchni szynowych, Gdańsk-Jurata 2004,
• [16] Jasiński I.: Reprofilacja szyn - utrzymanie czy inwestycje?. II Konferencja Naukowo-Techniczna INFRASZYN, Zakopane 2009.
• [17] Jörg A., Stock R.: Wärmbehandelte Shienengüte R400HT - Hochfeste Shienenstähle in Österreich und in der Schweiz. Innotrans 2012, Leoben, Österreich.
• [18] Liu Q.Y., Zhang B., Zhou Z.R.: An experimental study of rail corrugation. Elsevier Science B.V., Wear, 255, 2003.
• [19] Massel A.: Badanie falistego zużycia szyn z zastosowaniem analizy widmowej. IX Krajowa Konferencja Naukowo-Techniczna „Drogi Kolejowe”, 1997.
• [20] Massel A.: Faliste zużycie szyn a warunki eksploatacyjne. Problemy Kolejnictwa, nr 127, 1998.
• [21] Matejak W., Moszczyński R.: Problematyka szyn z wadami stwierdzonymi w czasie badań defektoskopowych. Materiały seminaryjne VI Seminarium diagnostyki nawierzchni szynowych, Gdańsk-Jurata 2004.
• [22] Materiały firmy GRAW (Katalog systemów do pomiaru geometrii toru).
• [23] Migdal M. : Istotne czynniki warunkujące wybór strategii szlifowania szyn, VI Konferencja Naukowo-Techniczna INFRASZYN 2013, Zakopane 2013.
• [24] PKP: Id-14 (D-75), Instrukcja o dokonywaniu pomiarów, badań i oceny stanu torów, Warszawa, 2005.
• [25] Sancewicz S.: Nawierzchnia kolejowa. Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa, 2010.
• [26] Sato Y., Matsumoto A., Knothe K.: Review on rail corrugation studies. Elsevier Science B. V., Wear, 253, 2002.
• [27] Sawley K.: Managing profiles to extend both wheel and rail life. Railway Track and Structures, No. 9, 2001.
• [28] Towpik K.: Infrastruktura transportu kolejowego. Warszawa, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2004.
• [29] Towpik K.: Szlifowanie szyn w świetle doświadczeń zagranicznych. Problemy Kolejnictwa 1995 nr 118.
• [30] http://www.loram.com
• [31] http://www.pol.sika.com
• [32] http://www.speno.ch
• [33] http://www.voestalpine.com/schienen/en/Technology/dobain