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 spartaSectiune 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;

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

Suprastructurile care au sina fixata pe traverse inglobate in piatra sparta

Traverse din lemn

Traverse monobloc din beton armat precomprimat

Traversa bibloc

Traversa metalica

Traverse neconventionaleTraversa 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 catretraverse 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 daleBALAST 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 - strat de protectie la inghet - pamant tasat (imbunatatit) - fundatie

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

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 RHEDARheda 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 BOGL1.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 SINATren:

Posie=25000 daN , v=160 km/h

b0 lungimea blochetului traversei; L lungimea echivalenta f(Es,Is,Et,It,C,b0); coeficient dinamic f(v); C coeficient de pat; Mmax,s momentul incovoietor in sina; s efortul unitar sperior in sina; i 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;

Suprastructura foarte bunaTip traversa Caract. Suprastructura bo (cm) L C (daN/cm) Probabilitatea p=99.7% M max,s (daNcm) s (daN/cm) i (daN/cm) y (cm) p (daN/cm) (cm)

Sina tip 49

Monobloc(T17) 49.4 129.504 1.714 4 t=3 ; Cv=0.1x 168.458x10 701.06 678.83 0.369 1.476

Bibloc (U41) 84 118.39 1.714 4 t=3 ; Cv=0.1x 129.408x10 538.548 521.474 0.238 0.952

Longrina 40 155 1.714 4 t=3 ; Cv=0.1x 121.018x10 503.632 487.665 0.382 1.528

Suprastructura bunaTip traversa Caract. Suprastructura bo (cm) L C (daN/cm) Probabilitatea p=99.7% M max,s (daNcm) s (daN/cm) i (daN/cm) y (cm) p (daN/cm) (cm)

Monobloc(T17)

Bibloc (U41)

Longrina

49.4 129.504 1.714 4 t=3 ; Cv=0.2x 225.664x10 939.13 909.36 0.495 1.979

84 118.39 1.714 4 t=3 ; Cv=0.2x 173.353x10 721.429 698.558 0.318 1.272

40 155 1.714 4 t=3 ; Cv=0.2x 162.114x10 674.656 653.269 0.511 2.044

Suprastructura deteriorata

Tip traversa Caract. Suprastructura bo (cm) L C (daN/cm) Probabilitatea p=99.7% M max,s (daNcm) s (daN/cm) i (daN/cm) y (cm) p (daN/cm) (cm)

Monobloc(T17)

Bibloc (U41)

Longrina

49.4 129.504 1.714 4 t=3 ; Cv=0.3x 282.869x10 1177.2 1139.87 0.621 2.484

84 118.39 1.714 4 t=3 ; Cv=0.3x 217.735x10 906.133 877.404 0.399 1.597

40 155 1.714 4 t=3 ; Cv=0.3x 203.739x10 847.885 821.000 0.641 2.564

Suprastructura foarte bunaTip traversa Caract. Suprastructura bo (cm) L C (daN/cm) Probabilitatea p=99.7% M max,s (daNcm) s (daN/cm) i (daN/cm) y (cm) p (daN/cm) (cm)

Sina tip 60

Monobloc(T17)

Bibloc (U41)

Longrina

49.4 135.17 1.714 4 t=3 ; Cv=0.1x 248.807x10 741.53 659.28 0.354 1.417

84 122.8 1.714 4 t=3 ; Cv=0.1x 195.183x10 581.715 517.187 0.228 0.915

40 159.188 1.714 4 t=3 ; Cv=0.1x 188.088x10 560.571 498.387 0.371 1.484

Suprastructura bunaTip traversa Caract. Suprastructura bo (cm) L C (daN/cm) Probabilitatea p=99.7% M max,s (daNcm) s (daN/cm) i (daN/cm) y (cm) p (daN/cm) (cm)

Monobloc(T17)

Bibloc (U41)

Longrina

49.4 135.17 1.714 4 t=3 ; Cv=0.2x 333.299x10 993.35 883.16 0.475 1.9

84 122.8 1.714 4 t=3 ; Cv=0.2x 261.464x10 779.257 692.815 0.306 1.225

40 159.188 1.714 4 t=3 ; Cv=0.2x 251.961x10 750.934 667.634 0.498 1.992

Suprastructura deteriorata

Tip traversa Caract. Suprastructura bo (cm) L C (daN/cm) Probabilitatea p=99.7% M max,s (daNcm) s (daN/cm) i (daN/cm) y (cm) p (daN/cm) (cm)

Monobloc(T17)

Bibloc (U41)

Longrina

49.4 135.17 1.714 4 t=3 ; Cv=0.3x 417.789x10 1245.2 1107.04 0.6 2.4

84 122.8 1.714 4 t=3 ; Cv=0.3x 327.757x10 976.83 868.47 0.384 1.535

40 159.188 1.714 4 t=3 ; Cv=0.3x 315.912x10 941.53 837.089 0.623 2.492

Suprastructura foarte bunaTip traversa Caract. Suprastructura bo (cm) L C (daN/cm) Probabilitatea p=99.7% M max,s (daNcm) s (daN/cm) i (daN/cm) y (cm) p (daN/cm) (cm)

Sina tip 65

Monobloc(T17)

Bibloc (U41)

Longrina

49.4 137.243 1.714 4 t=3 ; Cv=0.1x 276.002x10 749.13 697.78 0.348 1.392

84 124.43 1.714 4 t=3 ; Cv=0.1x 217.851x10 591.293 550.767 0.225 0.902

40 160.77 1.714 4 t=3 ; Cv=0.1x 212.247x10 576.083 536.599 0.368 1.472

Suprastructura buna

Tip traversa Caract. Suprastructura bo (cm) L C (daN/cm) Probabilitatea p=99.7% M max,s (daNcm) s (daN/cm) i (daN/cm) y (cm) p (daN/cm) (cm)

Monobloc(T17)

Bibloc (U41)

Longrina

49.4 137.243 1.714 4 t=3 ; Cv=0.2x 369.728x10 1003.52 934.74 0.466 1.864

84 124.43 1.714 4 t=3 ; Cv=0.2x 291.830x10 792.087 737.80 0.302 1.208

40 160.77 1.714 4 t=3 ; Cv=0.2x 284.324x10 771.714 718.824 0.493 1.972

Suprastructura deteriorata

Tip traversa Caract. Suprastructura bo (cm) L C (daN/cm) Probabilitatea p=99.7% M max,s (daNcm) s (daN/cm) i (daN/cm) y (cm) p (daN/cm) (cm) Monobloc(T17) Bibloc (U41) Longrina

49.4 137.243 1.714 4 t=3 ; Cv=0.3x 463.454x10 1257.9 1171.7 0.585 2.340

84 124.43 1.714 4 t=3 ; Cv=0.3x 365.896x10 993.04 924.984 0.380 1.520

40 160.77 1.714 4 t=3 ; Cv=0.3x 356.183x10 966.754 900.496 0.618 2.472

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;