Suprastructuri Cf

SUPRASTRUCTURA CAII FERATE

Toate elementele unei cai ferate aflate in exploatare, trebuie sa asigure, prin rezistenta si stabilitatea lor,siguranta circulatiei si securitatea transporturilor, la vitezele si sarcinile maxime stabilite prin normele aprobate de catre autoritatea de stat in transporturile feroviare.

La calea ferata sunt definite: INFRASTRUCTURA: - straturi de repartitie

- terasamente - amenajari destinate colectarii si indepartarii apelor de suprafata - lucrari de arta - terenuri de baza SUPRASTRUCTURA:- prisma de piatra sparta - traverse - sine - aparate de cale - material marunt de cale

Calea cu traversa inglobata in piatra sparta Sectiune transversala

Sectiune longitudinala

DISTRIBUTIA INCARCARII

Clasificarea suprastructurilor: ► Suprastructuri

care au sina fixata pe traverse inglobate in piatra sparta; ► Suprastructuri tip dala; ► Suprastructuri monolitice; ► Suprastructuri cu suport continuu;

Suprastructurile care au sina fixata pe traverse inglobate in piatra sparta

pot fi clasificate dupa felul traverselor in: - traverse din lemn - traverse monobloc din beton armat precomprimat - traverse bibloc din beton - traverse metalice - traverse neconventionale

Traverse din lemn

Traverse monobloc din beton armat precomprimat

Traversa bibloc

Traversa metalica

Traverse neconventionale Traversa lata cu prindere K ► Traversa cadru ► Longrina ► Traversa Y ►

Traversa lata

Traversa cadru din beton precomprimat

Longrina sau traversa scara

Traversa Y

ROLUL TRAVERSELOR ► Sa

preia sarcinile de la sine si sa le transmita la patul caii prin intermediul prismului de balast; ► Sa asigure mentinerea in exploatare a distantei dintre cele doua fire ale caii; ► Sa asigure pozitia stabila in spatiu a caii;

Conditii ce trebuiesc indeplinite de catre traverse in scopul realizarii unei cai corespunzatoare circulatiei

► ► ►

►

Sa fie rezistente,pentru a putea prelua si transmite balastului sarcinile dinamice provenite de la sine; Sa fie elastice,pentru a amortiza socurile produse de materialul rulant in circulatie; Sa realizeze o frecare cat de mare in contact cu piatra sparta din prisma de balast,pentru a se opune tendintei de deplasare a caii sub influenta fortelor care actioneaza asupra acesteia; Sa asigure o prindere buna,cat mai simpla si sigura a sinelor;

Legarea traverselor de metal

Scarificarea stratului de balast

Alinierea traverselor,aranjarea sinei

Prinderea sinei de traversa

Detaliu de prindere a sinei de traversa

Burajul

Gaura pentru verificarea balastului

Rotunjirea balastului cauzeaza pomparea traversei la mijloc

Pomparea traversei

Rotunjirea balastului

Suprastructuri tip dala

Sunt folosite diferite tipuri de traverse cu forme variate,in special: ► traverse

de beton precomprimat ► traverse bibloc ► traverse metalice

Comparatie intre suprastructura si infrastructura caii pe balast si cea pe dale BALAST

DALE

Suprastructura - sina - prinderi - suportul sinei: -traversa normala -traversa cadru sau scara - balast

-sina - prinderi - suportul sinei: -suport punctual -suport continuu cu inglobarea sinei - strat suport de beton - strat suport de asfalt - strat hidraulic de legatura

Infrastructura - strat de protectie la inghet - pamant tasat (imbunatatit) - fundatie (posibil tasata)

- strat de protectie la inghet - pamant tasat (imbunatatit) - fundatie

Straturile caii sunt divizate in doua grupe: ► ►

lipite (cu aderare) nelipite (fara aderare)

Straturile cu aderare folosite in constructia caii sunt:

► stratul

superior alcatuit din beton sau asfalt ► stratul inferior – strat hidraulic de legatura

Straturile nelipite sunt:

► strat

superior – pentru protectie la inghet ► strat inferior –fundatia

Trei constructii diferite pentru suprastructurile tip dala:

► 1.Sina

cu traversa ► 2.Sina fara traversa ► 3.Sina inglobata

CSL/ASL - strat suport de beton / strat suport de asfalt HBL - strat hidraulic de legatura FPL - strat de protectie la inghet

Suprastructuri tip dala :

► cu

traversa inglobata ► cu traversa neinglobata

Suprastructuri tip dala cu traversa inglobata

Sistemul RHEDA Rheda clasic

Rheda clasic -pe blocheti

-monobloc

Sistem Rheda pe blocheti pentru poduri lungi

Rheda Sengeberg(utilizat in tunele)

Tehnologia de instalare a sistemului Rheda

Sistemul Heitkamp

Sistemul Zublin

Sistemul Berlin

Suprastructuri tip dala cu traversa neanglobata

Sistemul Sato

Sistemul BTD

Sistemul Walter

Sistemul Getrac

Sistemul ATD

Suprastructuri monolitice

Sistemul Grass Track

Sistemul Hochtief

Sistemul FFC

Sistemul BES

Sistemul BTE

Shinkasen

Sistem utilizat in Germania(similar cu Sinkasen)

Sistem BOGL 1.Strat anti-inghet 2.Strat hidraulic de legatura sau strat de baza de asfalt (d=30cm) 3.Placa beton(B55) d=20cm 4.Ax 5.Mortar de ciment bituminos(d=3cm) 6.Gaura pt.scurgere 7.Fibra otel 8.Imbinare de margine 9.Imbinare larga

Sistem Japonez

Sistem OBB

Suprastructuri cu suport continuu

Sistemul Infundo

CALCULUL Mmax IN SINA Tren:

Posie=25000 daN , v=160 km/h

b0 – lungimea blochetului traversei; L – lungimea echivalenta f(Es,Is,Et,It,C,b0); Ф – coeficient dinamic f(v); C – coeficient de pat; Mmax,s – momentul incovoietor in sina; σs – efortul unitar sperior in sina; σi – efortul unitar inferior in sina; f(Pr,b0,C,L); y – tasarea patului caii ferate p – reactiunea patului caii ferate f(C,y); Cv- coeficienti de variatie care tin seama de solicitarea aleatoare a suprastructurii; t – coeficient care depinde de probabilitatea acceptata ca eforturile; calculate sa fie intotdeauna mai mari ca cele care vor aparea in sectiunea studiata;

Sina tip 49

Suprastructura foarte buna Tip traversa Caract. Suprastructura

Monobloc(T17)

Bibloc (U41)

Longrina

49.4

84

40

129.504

118.39

155

1.714

1.714

1.714

4

4

4

t=3 ; Cv=0.1xФ

t=3 ; Cv=0.1xФ

t=3 ; Cv=0.1xФ

168.458x10³

129.408x10³

121.018x10³

σs (daN/cm²)

701.06

538.548

503.632

σi (daN/cm²)

678.83

521.474

487.665

y

0.369

0.238

0.382

1.476

0.952

1.528

bo (cm) L

(cm)

Ф C

(daN/cm³)

Probabilitatea p=99.7% M max,s (daNcm)

(cm)

p (daN/cm²)

Suprastructura buna Tip traversa Caract. Suprastructura

Monobloc(T17)

Bibloc (U41)

Longrina

49.4

84

40

129.504

118.39

155

1.714

1.714

1.714

4

4

4

t=3 ; Cv=0.2xФ

t=3 ; Cv=0.2xФ

t=3 ; Cv=0.2xФ

225.664x10³

173.353x10³

162.114x10³

σs (daN/cm²)

939.13

721.429

674.656

σi (daN/cm²)

909.36

698.558

653.269

y

0.495

0.318

0.511

1.979

1.272

2.044

bo (cm) L

(cm)

Ф C

(daN/cm³)

Probabilitatea p=99.7% M max,s (daNcm)

(cm)

p (daN/cm²)

Suprastructura deteriorata

Tip traversa Caract. Suprastructura

Monobloc(T17)

Bibloc (U41)

Longrina

49.4

84

40

129.504

118.39

155

1.714

1.714

1.714

4

4

4

t=3 ; Cv=0.3xФ

t=3 ; Cv=0.3xФ

t=3 ; Cv=0.3xФ

282.869x10³

217.735x10³

203.739x10³

σs (daN/cm²)

1177.2

906.133

847.885

σi (daN/cm²)

1139.87

877.404

821.000

0.621

0.399

0.641

2.484

1.597

2.564

bo (cm) L

(cm)

Ф C

(daN/cm³)

Probabilitatea p=99.7% M max,s (daNcm)

y

(cm)

p (daN/cm²)

Suprastructura foarte buna Tip traversa Caract. Suprastructura

Sina tip 60

Monobloc(T17)

Bibloc (U41)

Longrina

49.4

84

40

135.17

122.8

159.188

1.714

1.714

1.714

4

4

4

t=3 ; Cv=0.1xФ

t=3 ; Cv=0.1xФ

t=3 ; Cv=0.1xФ

248.807x10³

195.183x10³

188.088x10³

σs (daN/cm²)

741.53

581.715

560.571

σi (daN/cm²)

659.28

517.187

498.387

y

0.354

0.228

0.371

1.417

0.915

1.484

bo (cm) L

(cm)

Ф C

(daN/cm³)

Probabilitatea p=99.7% M max,s (daNcm)

(cm)

p (daN/cm²)

Suprastructura buna Tip traversa Caract. Suprastructura

Monobloc(T17)

Bibloc (U41)

Longrina

49.4

84

40

135.17

122.8

159.188

1.714

1.714

1.714

4

4

4

t=3 ; Cv=0.2xФ

t=3 ; Cv=0.2xФ

t=3 ; Cv=0.2xФ

333.299x10³

261.464x10³

251.961x10³

σs (daN/cm²)

993.35

779.257

750.934

σi (daN/cm²)

883.16

692.815

667.634

y

0.475

0.306

0.498

1.9

1.225

1.992

bo (cm) L

(cm)

Ф C

(daN/cm³)

Probabilitatea p=99.7% M max,s (daNcm)

(cm)

p (daN/cm²)

Suprastructura deteriorata

Tip traversa Caract. Suprastructura

Monobloc(T17)

Bibloc (U41)

Longrina

49.4

84

40

135.17

122.8

159.188

1.714

1.714

1.714

4

4

4

t=3 ; Cv=0.3xФ

t=3 ; Cv=0.3xФ

t=3 ; Cv=0.3xФ

417.789x10³

327.757x10³

315.912x10³

σs (daN/cm²)

1245.2

976.83

941.53

σi (daN/cm²)

1107.04

868.47

837.089

0.6

0.384

0.623

2.4

1.535

2.492

bo (cm) L

(cm)

Ф C

(daN/cm³)

Probabilitatea p=99.7% M max,s (daNcm)

y

(cm)

p (daN/cm²)

Sina tip 65

Suprastructura foarte buna Tip traversa Caract. Suprastructura

Monobloc(T17)

Bibloc (U41)

Longrina

49.4

84

40

137.243

124.43

160.77

1.714

1.714

1.714

4

4

4

t=3 ; Cv=0.1xФ

t=3 ; Cv=0.1xФ

t=3 ; Cv=0.1xФ

276.002x10³

217.851x10³

212.247x10³

σs (daN/cm²)

749.13

591.293

576.083

σi (daN/cm²)

697.78

550.767

536.599

y

0.348

0.225

0.368

1.392

0.902

1.472

bo (cm) L

(cm)

Ф C

(daN/cm³)

Probabilitatea p=99.7% M max,s (daNcm)

(cm)

p (daN/cm²)

Suprastructura buna

Tip traversa Caract. Suprastructura

Monobloc(T17)

Bibloc (U41)

Longrina

49.4

84

40

137.243

124.43

160.77

1.714

1.714

1.714

4

4

4

t=3 ; Cv=0.2xФ

t=3 ; Cv=0.2xФ

t=3 ; Cv=0.2xФ

369.728x10³

291.830x10³

284.324x10³

σs (daN/cm²)

1003.52

792.087

771.714

σi (daN/cm²)

934.74

737.80

718.824

y

0.466

0.302

0.493

1.864

1.208

1.972

bo (cm) L

(cm)

Ф C

(daN/cm³)

Probabilitatea p=99.7% M max,s (daNcm)

(cm)

p (daN/cm²)

Suprastructura deteriorata

Tip traversa

Monobloc(T17)

Bibloc (U41)

Longrina

49.4

84

40

137.243

124.43

160.77

1.714

1.714

1.714

4

4

4

t=3 ; Cv=0.3xФ

t=3 ; Cv=0.3xФ

t=3 ; Cv=0.3xФ

463.454x10³

365.896x10³

356.183x10³

σs (daN/cm²)

1257.9

993.04

966.754

σi (daN/cm²)

1171.7

924.984

900.496

y

0.585

0.380

0.618

2.340

1.520

2.472

Caract. Suprastructura bo (cm) L

(cm)

Ф C

(daN/cm³)

Probabilitatea p=99.7% M max,s (daNcm)

(cm)

p (daN/cm²)

Sisteme de prindere

Misiunile sistemului de prindere in cale

► De

a contribui la realizarea si mentinerea geometriei proiectate a caii; ► De a contribui la asigurarea integritatii elementelor proprii, precum si a celorlalte elemente care alcatuiesc structura caii;

Wossloh W14

Ansamblarea prinderii V14

Momentul maxim de strangere 50Nm

Wossloh cu cleme SKL12

Clemele SKL12

Sistem V300

Sistem KS

Sistem 336

Sistem DFF300

Sistem DFF14

Sistem Pandrol Fastclip

Cleme din familia Pandrol

Sistem Pandrol Vipa

Sistem Pandrol Avangarda

Sisteme de prindere:cu diblu,din fier turnat,cu imbinare Thiollier,Vossloh,Pandrol,Nabla

Caracteristicile clemelor de prindere

Concluzii: ► ►

►

► ► ►

Nu se poate ajunge la rezultate bune tratand aceste sisteme izolate de restul structurii caii; Fiecare schimbare a unui element din sistemul dinamic complex vehicul-cale trebuie astfel realizata incat noul element sa fie capabil sa se autoprotejeze si sa protejeze restul elementelor din structura caii de agresivitatea vehiculului; Este necesara o diferentiere neta intre lucrarile de reabilitare, care impun schimbari de elemente, ce pot modifica echilibrul dinamic al sistemului; Defectarea unui element din sistemul de prindere nu poate fi separata din sistem; Aparitia unor eforturi mari de compresiune datorita deplasarii in lung a caii din cauza slabirii sistemului de prindere; Prinderile influenteaza rigiditatea cadrului in plan orizontal;