Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Laboratory tests of pull-off strength of chosen USPs attached to concrete sleepers

Kraśkiewicz Cezary, Zbiciak Artur, Zobel Henryk, Al Sabouni-Zawadzka Anna

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 4

247--262

EN

Resilient under sleeper pads (USPs) are vibration isolators used in the ballasted track structure to improve the dynamic performance of the track, reduce vibrations and protect the ballast layer. Being permanently connected with the rail supports (sleepers or turnout bearers), the pads must exhibit a proper value of the pull-off strength, which ensures that they do not separate from the supports while being transported to the construction site or during many years of exploitation. This study focuses on the experimental determination of the pull-off strength of USPs attached to full scale prestressed concrete sleepers. Three variants are tested: two pads equipped with different anchor layers attached to the sleepers in the production plant and one pad glued to the sleeper in the laboratory. Some of the tested USPs are made of recycled styrene-butadiene rubber (SBR). An important part of the work is specification of the requirements for the pull-off strength of USPs, as well as the requirements for sleepers and turnout bearers equipped with resilient pads.

PL

Podkładki podpodkładowe (z ang. USPs – under sleeper pads) to elementy sprężyste stosowane w konstrukcjach podsypkowych nawierzchni kolejowej w celu poprawy pracy nawierzchni torowej pod obciążeniami dynamicznymi, zmniejszenia drgań oraz ochrony podsypki przed przyśpieszoną degradacją. Jako elementy trwale połączone z podkładami lub podrozjazdnicami, podkładki USP muszą posiadać odpowiednią wytrzymałość na odrywanie (przyczepność przez odrywanie), aby nie oddzieliły się od podpory szynowej podczas transportu na plac budowy lub w trakcie wieloletniej eksploatacji. W artykule przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych przyczepności przez odrywanie przeprowadzonych na podkładkach USP zamocowanych do podkładów strunobetonowych. Rozpatrywano trzy warianty próbek, różniące się typem zastosowanego podkładu oraz sposobem mocowania podkładki: wariant I: podkład typu PS-93 z podkładką USP ze zintegrowaną warstwą sczepną przypominającą rzepy z tworzywa sztucznego (próbka wykonana w zakładzie prefabrykacji); wariant II: podkład typu PS-94 z podkładką USP ze zintegrowaną warstwą sczepną w postaci geowłókniny (próbka wykonana w zakładzie prefabrykacji); wariant III: podkład typu PS-94 z podkładką USP przymocowaną za pomocą kleju (podkład wykonany w zakładzie prefabrykacji, podkładka USP przyklejona w laboratorium). Ponadto autorzy zaproponowali wstępne rekomendacje dla polskich kolei zarządzanych przez spółkę PKP PLK S.A., które odnoszą się do wymagań zagranicznych zarządców infrastruktury kolejowej – w szczególności regulacji Międzynarodowego Związku Kolejowego UIC oraz przepisów obowiązujących we Włoszech i Francji, opierających się na normowej procedurze EN 16730. Zaproponowano następujące graniczne wartości przyczepności przez odrywanie: wartość minimalna ≥ 0,4 N/mm2 i wartość średnia ≥ 0,5 N/mm2. Porównując wyniki badań laboratoryjnych przedstawione w niniejszym artykule z proponowanymi granicznymi wartościami przyczepności przez odrywanie określonymi dla USP stwierdzono, że żaden z wariantów przygotowanych w zakładzie prefabrykacji podkładów (I i II), nie osiągnął wartości wytrzymałości na odrywanie zalecanych przez UIC oraz przez autorów, co w połączeniu z obserwowanymi dużymi odchyleniami w położeniu USP względem krawędzi podkładu oraz strefami braku przyczepności podkładki do powierzchni podkładu – prowadzi do wniosku, że w analizowanych przypadkach nie osiągnięto wymaganej dokładności wykonania, a taka precyzja jest konieczna dla zapewnienia trwałości połączenia podkładki z podporą szynową. Wariant III dotyczący podkładu wykonanego w zakładzie prefabrykacji i podkładki USP przyklejonej za pomocą kleju w laboratorium osiągnął wartości wytrzymałości na odrywanie zalecane przez UIC oraz przez autorów niniejszego artykułu. Ponadto, zdaniem autorów, bezpośrednie zastosowanie w Polsce rozwiązań warstwy sczepnej z innych krajów nie zapewnia odpowiedniej wartości wytrzymałości na odrywanie. Należy ją zmodyfikować, uwzględniając np. wzajemną proporcję wymiarów pomiędzy siatką przestrzenną z rzepów z tworzywa sztucznego oraz ziarnami kruszywa stosowanego do produkcji podkładów w Polsce (zgodnie z wymaganiami WTWiO PKP PLK S.A. dotyczącymi podkładów i podrozjazdnic strunobetonowych). Należy kontynuować badania nad opracowaniem rozwiązania warstwy sczepnej USP, odpowiedniego dla warunków polskich – we współpracy z producentami zarówno podkładek USP, jak i podpór szynowych (podkładów i podrozjazdnic).

2

Laboratory testing of selected prototype under sleeper pads (USPs) - pull-off strength determined after the weather resistance test

Kraśkiewicz Cezary, Zbiciak Artur, Medyński Jarosław, Al Sabouni-Zawadzka A.

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 2

483--501

EN

Under sleeper pads (USPs) are resilient elements used in the ballasted track structures to improve dynamic behaviour of the track, reduce vibration and protect the ballast against fast degradation. As the elements permanently connected to the sleepers or turnout bearers, the pads must have an appropriate level of pull-off strength, so that they do not separate from the rail support (here: sleeper) during their transportation to the construction site or during many years of operation. In this paper, results of pull-off tests performed on four selected USP samples are presented: three samples made of SBR (styrene-butadiene rubber) granulate and one made of polyurethane. Moreover, details of the pad’s attachment to the rail support are discussed, and the requirements for the USP properties are specified, focusing on the pull-off strength determined after the weather resistance test. It is shown that only two out of four considered USP samples fulfilled the requirements specified by the authors.

PL

Podkładki podpodkładowe (z ang. USP - under sleeper pad) to elementy sprężyste stosowane w konstrukcjach podsypkowych nawierzchni szynowej w celu poprawy pracy nawierzchni pod obciążeniami dynamicznymi, zmniejszenia drgań oraz ochrony podsypki przed szybką degradacją. Jako elementy trwale połączone z podkładami lub podrozjazdnicami, podkładki USP muszą posiadać odpowiednią wytrzymałość na odrywanie (przyczepność przez odrywanie), aby nie oddzieliły się od podpory szynowej podczas transportu na plac budowy lub w trakcie wieloletniej eksploatacji. W artykule omówiono szczegółowo różne sposoby mocowania podkładek USP do podpór szynowych, zdefiniowano wymagania dotyczące właściwości USP, skupiając się na wytrzymałości na odrywanie wyznaczonej po badaniu odporności na warunki atmosferyczne, a także przedstawiono wyniki przeprowadzonych badań laboratoryjnych podkładek. Autorzy przedstawili wyniki badań przyczepności przez odrywanie (ang. pull-off) przeprowadzonych na czterech wybranych próbkach USP: trzech z granulatu SBR (kauczuk styrenowo-butadienowy) i jednej z poliuretanu. Badania przeprowadzono zgodnie z procedurą opisaną w normie EN 1542 na próbkach poddanych wcześniej badaniom odporności na warunki atmosferyczne. Ponadto autorzy zaproponowali wstępne rekomendacje dla polskich kolei PKP PLK S.A., które odnoszą się do wymagań zagranicznych zarządców infrastruktury kolejowej - w szczególności regulacji Międzynarodowego Związku Kolejowego UIC oraz przepisów obowiązujących we Włoszech i Francji, opierających się na normowej procedurze EN 16730. Zaproponowano następujące graniczne wartości przyczepności przez odrywanie wyznaczonej po badaniach odporności na warunki atmosferyczne: wartość minimalna ≥ 0,40 N/mm2 i wartość średnia ≥ 0,45 N/mm2. Porównując wyniki badań laboratoryjnych przedstawionych w rozdziale 3 z proponowanymi granicznymi wartościami przyczepności przez odrywanie określonymi dla USP po badaniu odporności na warunki atmosferyczne, stwierdzono, że tylko dwa z czterech rozpatrywanych materiałów spełniały te wymagania - USP nr 1 i nr 2. Dla pozostałych dwóch podkładek (nr 3 i nr 33) wskazane są dalsze prace nad poprawą wartości przyczepności przez odrywanie (nad spoiwem i materiałem warstwy przylegającej do spodu podkładu), aby osiągnąć wartość dla każdej pojedynczej próby wynoszącą co najmniej 0,40 N/mm2 oraz wartość średnią wynoszącą co najmniej 0,45 N/mm2.

3

Podkładki podpodkładowe i maty podpodsypkowe w podsypkowej konstrukcji nawierzchni dróg szynowych

Zbiciak Artur, Kraśkiewicz Cezary, Oleksiewicz Wojciech

Inżynieria i Budownictwo

|

2021

|

R. 77, nr 1-2

46--50

PL

Artykuł dotyczy analizy podkładek podpodkładowych (USP) i mat podpodsypkowych (UBM), które są stosowane w podsypkowych konstrukcjach dróg szynowych jako izolatory wibroakustyczne. Rozpatrywano cztery rodzaje USP i dwa UBM. Przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych, które zostały wykorzystane jako parametry wejściowe do modelu mechanicznego konstrukcji. Omówiono autorski model mechaniczny konstrukcji o czterech stopniach swobody (4DoF).

EN

The present paper is dedicated to the analysis of under sleeper pads (USP) and under ballast mats (UBM), which are resilient elements used in the ballasted track systems as vibration isolators. Four types of USP and two types of UBM are considered. The authors present results of laboratory tests which are then used as input values in the mechanical model of the structure. An original four-degree-of-freedom (4DoF) mechanical model of the system is presented.

4

Laboratory tests of resistance to severe environmental conditions of prototypical under sleeper pads applied in the ballasted track structures

Kraśkiewicz Cezary, Zbiciak Artur, Al Sabouni-Zawadzka Anna

Archives of Civil Engineering

|

2021

|

Vol. 67, nr 3

319--331

EN

The present paper focuses on the analysis of resistance of several prototypical under sleeper pads (USP) to severe environmental conditions. Taking into account the climate in Poland, evaluation of USP in regard to water and frost resistance should be performed and the influence of high temperatures should be analyzed. In the present paper results of several tests carried out on the selected USP are presented. The tests were performed in accordance with the rules given in PN-EN 16730. Concrete blocks with USP were immersed in water at room temperature for 24 h and then placed in a climatic chamber for resistance testing. The results show that the severe environmental conditions influence the damping-related parameters of USP, which affects the effectiveness of the vibration isolation. The performed analyses allowed the authors to indicate the most resistant pads that will undergo further testing. Additionally, requirements of several railway infrastructure managers as well as authors' recommendations concerning the properties of USP were given.

PL

W niniejszej pracy skupiono się na analizie odporności na warunki atmosferyczne kilku prototypowych podkładek podpodkładowych (z ang. USP). Biorąc pod uwagę warunki klimatyczne panujące w Polsce, konieczna jest ocena podkładek USP pod kątem odporności na wpływ wody lub mrozu, a także wysokich temperatur. W pracy przedstawiono wyniki badań przeprowadzonych na czterech wybranych podkładkach podpodkładowych. Badania laboratoryjne zostały wykonane zgodnie z procedurami opisanymi w normie PN-EN 16730. Betonowe bloki z podkładkami USP zanurzano w wodzie w temperaturze pokojowej na 24 godziny, a następnie umieszczano w komorze klimatycznej. Uzyskane wyniki pokazują, że niekorzystne warunki atmosferyczne mają istotny wpływ na parametry statyczne i dynamiczne USP, co z kolei wpływa na efektywność tłumienia wibracji i halsu wtórnego. Przeprowadzone analizy pozwoliły autorom na wskazanie najbardziej odpornych na niekorzystne warunki atmosferyczne podkładek, które zostaną poddane dalszym badaniom. Na potrzeby niniejszej pracy przebadano cztery różne próbki USP: dwie podkładki na bazie granulatu gumowego (próbki nr 002 i 075) i dwie na bazie poliuretanu (próbki nr 006 i 095). Dla każdej z próbek wyznaczono trzy parametry: statyczny moduł sztywności dla obciążeń z zakresu (0.01÷0.1) N/mm2, statyczny moduł sztywności dla obciążeń z zakresu (0.01÷0.2) N/mm2, a także dynamiczny moduł sztywności dla 5 Hz. Wyniki przeprowadzonych analiz pokazują, że podkładka nr 075 na bazie granulatu gumowego wykazuje najbardziej korzystne właściwości z punktu widzenia odporności na warunki atmosferyczne. W przypadku tej próbki można zauważyć, że krzywe statycznych i dynamicznych charakterystyk sprężystych otrzymane po badaniu w komorze klimatycznej leżą bardzo blisko pierwotnych krzywych (przed badaniem), zarówno dla statycznego jak i dynamicznego modułu sztywności. Oznacza to, że sztywność próbki przed i po badaniu jest praktycznie taka sama. Z kolei próbka 006 na bazie poliuretanu wykazuje najmniej korzystne właściwości – testy w komorze klimatycznej spowodowały usztywnienie próbki, co jest niekorzystnym efektem w przypadku elementów wibroizolacyjnych. Dwie z czterech badanych próbek USP spełniają wymagania dotyczące zmienności dynamicznych modułów sztywności: próbki nr 002 i 075, czyli podkładki gumowe. W przypadku próbek nr 006 i 095 (podkładki poliuretanowe), wspomniane zmienności modułów przekraczają dopuszczalne wartości. Uzyskane wyniki prowadzą do wniosku, że podkładki USP na bazie granulatu gumowego są mniej podatne na niekorzystne działanie warunków atmosferycznych niż podkładki na bazie poliuretanu.

5

Experimental research on fatigue strength of prototype under sleeper pads used in the ballasted rail track systems

Kraśkiewicz C., Zbiciak A., Al Sabouni-Zawadzka A., Piotrowski A.

Archives of Civil Engineering

|

2020

|

Vol. 66, nr 1

241--255

EN

The present paper discusses static and dynamic characteristics of various under sleeper pads (USP) that are to be used in the ballasted track systems as resilient vibroacoustic isolators. Four different USP samples were put to fatigue tests and static and dynamic bedding moduli were determined. The purpose of the tests, which were carried out up to 500 thousand load cycles, was to determine which USP have favourable and which unfavourable properties, taking into account their potential application as the elements used for energy dissipation and reduction of noise and vibration. The obtained results allowed the authors to indicate samples with a potential for further analysis and to reject those, which did not satisfy the adopted criteria.

PL

W niniejszej pracy omówione zostały statyczne i dynamiczne własności różnych prototypowych podkładek podpodkładowych (USP), które są stosowane w podsypkowych konstrukcjach dróg szynowych jako sprężyste tłumiki wibroakustyczne. Zadaniem tego typu elementów sprężystych jest zapewnienie ochrony przeciwko drganiom, zabezpieczenie podsypki pod torami i poprawa stabilności toru. Na potrzeby tej pracy przeprowadzono badania wytrzymałości zmęczeniowej czterech różnych próbek USP: trzech podkładek na bazie granulatu gumowego o różnych własnościach oraz podkładki na bazie poliuretanu. Dla każdej z próbek wyznaczono trzy parametry: statyczny moduł sztywności dla obciążenia z zakresu (0.01÷0.1) N/mm2, statyczny moduł sztywności dla obciążenia z zakresu (0.01÷0.2) N/mm2 i dynamiczny moduł sztywności dla różnych częstotliwości obciążenia (1-24 Hz). Badania były prowadzone do 500 000 cykli obciążenia, co jest wartością mniejszą niż zalecane 3 mln, ale wystarczającą na wstępnym etapie badań do wskazania próbek USP o korzystnych i niekorzystnych własnościach, biorąc pod uwagę ich potencjalne zastosowanie w podsypkowych konstrukcjach dróg szynowych jako elementów służących do redukcji drgań i hałasu. Głównym celem przeprowadzonych testów było wskazanie próbek do dalszych badań i odrzucenie tych, które nie spełniają żądanych kryteriów.

6

Static and dynamic parameters of railway tracks retrofitted with under sleeper pads

Kraśkiewicz C., Zbiciak A., Oleksiewicz W., Karwowski W.

Archives of Civil Engineering

|

2018

|

Vol. 64, nr 4/II

187--201

EN

The paper presents results of the laboratory tests made for the prototype resilient under sleeper pads in the Warsaw University of Technology laboratory unit. These pads are dedicated to reduce vibrations transmitted to the vicinity of the railroad and to improve the resistance of the railroad structure. The laboratory testing program was carried out for elastomeric materials (polyurethane and rubber based) due to the PN-EN 16730 standard. The obtained values of the key parameters were used in order to determine the insertion loss vibration level by applying analytical method. The paper presents the influence of selected parameters i.e. static and dynamic moduli on the reduction of vibration and structure-borne sound level.

PL

Artykuł prezentuje wyniki badań wykonanych na prototypowych podkładkach podpodkładowych (USP – skrót od ang. Under Sleeper Pads) na stanowisku laboratoryjnym na Wydziale Inżynierii Lądowej Politechniki Warszawskiej. Podkładki USP stosowane są w torach i w rozjazdach o podsypkowej konstrukcji nawierzchni szynowej w celu ograniczenia niekorzystnych oddziaływań dynamicznych od ruchu pojazdów szynowych na otoczenie trasy – przede wszystkim ograniczenia poziomu wibracji. Elementy te zwiększają także trwałość nawierzchni szynowej poprzez zwiększenie powierzchni sprężystego przenoszenia dynamicznych obciążeń na styku podsypki tłuczniowej i podpory szynowej, co przeciwdziała rozkruszaniu ziaren podsypki i tworzeniu się rys i mechanicznych uszkodzeń (wgłębień) na spodzie podkładów.

7

Podkłady strunobetonowe z wibroizolacją - badania in situ

Kwiatkowska E., Grosel J.

Przegląd Komunikacyjny

|

2014

|

Nr 9

19--22

PL

Przeprowadzono badania terenowe odcinków linii kolejowej zbudowanej z dwóch typów podkładów strunobetonowych. Badaniom poddano wpływ zastosowanych podkładów strunobetonowych z izolacją antywibracyjną i bez izolacji antywibracyjnej na przyspieszenia drgań w podtorzu kolejowym. Odcinki badawcze poddane zostały obciążeniu od pociągu typu Pendolino ED 250. Oceniono poziom redukcji przyspieszeń w podtorzu w wyniku zastosowania izolacji antywibracyjnej na styku podkładu i podsypki tłuczniowej.

EN

Research railway track constructed with railway sleeper and under sleeper pad loaded fast train. Effect of isolation on the acceleration in the ground. Comparison of two types of railway tracks. Assessment of dampening the insulation.

8

Model numeryczny nawierzchni kolejowej i podtorza - badania wstępne

Kwiatkowska E., Lewandowski J.

Przegląd Komunikacyjny

|

2014

|

Nr 9

16--18

PL

Praca badawcza jest poświęcona opracowaniu modelu numerycznego nawierzchni kolejowej. Opracowanie obejmuje analizę obciążeń nawierzchni kolejowej zbudowanej z podkładów strunobetonowych i strunobetonowych z dwoma typami warstwy izolacji antywibracyjnej. Badania wykonano z wykorzystaniem metody elementów skończonych analizując wpływ typu podkładów kolejowych na podtorze kolejowe. Analiza obejmowała redukcję naprężeń w podtorzu w wyniku zastosowania izolacji antywibracyjnej na spodniej powierzchni pokładu.

EN

Research on a numerical model of railway track. Analysis of the three types of spleepers, prestressed concrete and prestressed concrete with insulation. The analysis involves the reduction of stress in the ground as a result of vibration insulation.

9

Nawierzchnia kolejowa z izolacją antywibracyjną

Kwiatkowska E.

Logistyka

|

2014

|

nr 6

6494-6500

PL

Opracowany model numeryczny nawierzchni kolejowej wykorzystujący metodę elementów skończonych. Model nawierzchni kolejowej zbudowanej z innowacyjnych materiałów izolacji antywibracyjnej stosowanej na spodniej powierzchni podkładów strunobetonowych w celu ochrony przed deformacjami toru. Badaniom porównawczym poddano materiały izolacji antywibracyjnej i nawierzchnię typu klasycznego bez izolacji antywibracyjnej, w celu oceny skuteczności zastosowanego materiału. Analiza zagadnienie naprężeń na poziomie podtorza kolejowego i podsypki tłuczniowej wykazała skuteczność stosowania izolacji antywibracyjnej w celu ochrony przed deformacjami toru kolejowego wydłużając okresy międzynaprawcze.

EN

Research on a numerical model of railway track. Analysis of the three types of sleepers, prestressed concrete and prestressed concrete with insulation. The analysis involves the reduction of stress in the ground as a result of vibration insulation.