8.6 Suprastucturi de cale ferat8.6.1 Introduceren calea pe prism de piatr spart inele reazem pe traverse i mpreun formeaz partea construit a suprastructurii. Sunt utilizate Traversele de beton i lemn i ntr-o msur limitat traverse de oel. Avantajul traversei de beton este c influenele climatice au un efect redus. Durata ei de via este de ateptat, n anumite condiii, s fie semnificativ mai mare dect n cazul traverselor de lemn. Aceste condiii implic faptul c structura solului, prismul de piatr spart, inele i geometria sudurii sunt de bun calitate. Traversele de beton sunt sensibile la sarcini de impact, n special n gama de 25-300 Hz. Funciile i cerinele generale ale traverselor sunt: - S ofere sprijin i posibiliti de fixare ale talpei inei i prinderilor; - S preia incrcrile de la in i de a le transfera ct mai uniform posibil la prismul de piatr spart; - De a pstra ecartamentul liniilor i nclinaia inei; - De a asigura izolarea electric adecvat ntre cele dou ine; - S fie rezistente la influenele mecanice i la intemperii pe o perioad lung de timp. Pentru a asigura stabilitatea, este de dorit ca traversa s fie sprijinit numai n zonele de sub ine. n cazul unor traverse prismatice, cum ar fi traversele de lemn i traversele monobloc de beton, acest lucru se realizeaz prin buraj numai n aceast zon i lsarea poriunii din centru liber aa cum este descris n figura 8.12. n cazul traverselor twin-bloc din beton acest lucru se realizeaz prin structura actual.

Traverse ambalate n mod corect

Traverse ambalate n mod incorect

Figura 8.12: Ambalarea traverselor n plus, trebuie s se asigure faptul ca c traversele nu se rotesc sub ine, ca urmare a ncrcrilor verticale, pentru c acest lucru poate cauza modificarea ecartamentului i schimbarea nclinaiei inei. Acest lucru se ntmpl n cazul n care traversele sunt sprijinite prea aproape de interior sau exterior, ca urmare a burajului incorect. Pentru a se asigura c rezistena necesar a piatrei sparte n ambele directii, longitudinala si laterala este utilizat n mod optim, capetele i laturile traverselor trebuie s fie pe deplin ncorporate n prismul de piatr spart. Distana dintre axele traverselor 1

este, de obicei 60 cm. Pe liniile sudate, cu ncrcri reduse, aceast valoare poate fi majorat la 75 cm.

8.6.2 Traverse de lemnTraversele de lemn sunt de form prismatic, cu nlimea de 15 cm i limea de 25 cm. Lungimea este de 2.60 -2.70 m i cntresc aproximativ 100 kg, ceea ce nseamn c traversele de lemn pot fi nlocuite manual. De exemplu, Figura 8.13 prezint un tip de traverse de lemn ntrite cu o plac suport

Figura 8.13: Traverse din lemn + plac suport Sunt utilizate urmtoarele tipuri de traverse: Traversele esenta moale (pin). Deoarece rezistena la compresiune perpendicular pe bob, n cazul lemnului de esenta moale este mic, o plac suport din oel trebuie s fie plasat ntre travers i in pentru a rspndi sarcina pe o suprafa ct mai mare. Pe termen lung, cu toate acestea, placa suport preseaz pe traversa de lemn, provocnd un decalaj n care poate ptrunde apa (efectul de pompare) care produce deteriorarea rapid a calitii de fixare. Acest fenomen este ncetinit prin tratarea suprafeei de sprijin a traversei cu un material sintetic. Aceast procedur, crete durata de via a traverselor n medie cu 50%; - Traversele din lemn de esen tare (fag, stejar, soiuri tropicale). Acest tip este mai rezistent i are o durat de via mai lung. Traversele de lemn tare sunt utilizate, de exemplu, n aparatele de cale i n cazul n care prinderile se aplic pe traverse fr plci suport Traverselor schimbtoarelor de cale numite i purttoare, au o seciune transversal normal dar sunt mai lungi, pn la 5,50 m, i trebuie s fie complet plate pentru a se potrivi cu schimbatoarele de cale. Traversele de pod sunt traverse de lemn dimensionate special pentru a fi utilizate pe poduri metalice. Odat livrate, traversele de lemn trebuie s treac printr-o serie de tratamente, nainte de a fi pus n cale, dup cum este descris mai jos: - Perioada de uscare de cel puin 9 luni, pn cnd nivelul de umiditate a sczut la 20 - 25%, n raport cu greutatea uscat a lemnului; - Prelucrarea, cum ar fi: decuparea (frezarea) suprafeelor de sprijin; executarea de guri pentru a se ataa materialul mrunt de cale; 2 -

balotarea, folosind o band de oel pentru a limita fisurarea. - creozotarea (conservarea) traverselor de lemn mpotriva atacurilor biologice (ciuperci, insecte etc.). Creozotul este impregnat n lemn la mare presiune, dup care o parte din ulei este recuperat prin aplicarea unui vid; - fixarea prinderilor Durata de via total a anumitor tipuri de traverse de lemn este: pin 20 25 ani, fag 30 - 40 ani, si stejar 40 -60 ani. Spre deosebire de alte tipuri de lemn, lemnul de fag trebuie s fie creozotat iar i iar. Acest lucru conteaz pentru prelungirea duratei de via. Dac este lasat netratat lemnul de fag este foarte repede afectat de ciuperci i se va dezintegra. Pe ansamblu, durata de via a traverselor tratate nu depinde de intemperii, ci de efectele mecanice.

8.6.3 Traverse de betonDezvoltarea i utilizarea traverselor de beton a devenit semnificativ dup al Doilea Rzboi Mondial din cauza deficitului de lemn, introducerea liniei sudate, precum i mbuntirile n domeniul tehnologiei betonului i a tehnicilor de pre-tensionare. Avantajele i dezavantajele specifice a traverselor de beton sunt: Avantaje: -Greutate mare (200-300 kg), utile n legtur cu stabilitatea liniei continue sudate; -Durat lung de via a serviciului furnizat deoarece materialul marunt de cale poate fi nlocuite cu uurin; -O mare libertate a proiectare i construcie; -Relativ simplu de fabricat. Dezavantaje: - Mai puin elastice dect lemnul. La o structura slab a solului, poate s apar fenomenul pompare; - Sensibile la ondulaii i la suduri de calitate proast; - Risc de deteriorare de la impact (deraiere, de ncrcare / descrcare, dini de buraj); - ncrcrile dinamice i a pietrei sparte pot fi cu 25% mai mari; - Valoarea rezidual este negativ. Exist dou tipuri de baz de traverse de beton: - Travers bibloc. Acest tip este format din dou blocuri de beton armat conectate printr-o tij de cuplare sau o eav. Pn n 1990, NS a folosit traversa de beton UIC 54, prezentat n figura 8.15 cu dispozitive de fixare DE. Blocurile sunt conectate prin intermediul unei evi sintetice umplute cu beton armat. Suprafaa superioar a blocurilor are o nclinatie 1:40, care corespunde cu nclinaia inei. Greutatea este de aproximativ 210 kg. Figura 8.17 prezint o linie TGV pe SNCF cu traverse de beton bibloc prevzute cu elemente de prindere a inei tip Nabla (figura 8.26);

3

Figura 8.14: Calea ferat Paris-Est TGV cu traverse de beton twin-bloc i elementele de fixare a inei tip Nabla Traversa monobloc. Aceasta se bazeaz pe forma unui fascicul i are aproximativ aceleai dimensiuni ca o travers de lemn. Din 1990, NS a folosit acest tip a travers la linii noi i rennoiri, deoarece este considerat c suport sarcini intensive mai mari, mai bine dect traversa bibloc. Aceast travers precomprimat, codificat NS 90, este prezentat n Figura 8.16. ina este fixat utiliznd clipuri Vossloh. Figura 8.17 prezint un exemplu de cale ferat echipat cu traverse monobloc de beton precomprimat. ina este fixat utiliznd clipuri Pandrol.

Figura 8.15: Travers bibloc ranforsat

Figura 8.16: Travers monobloc precomprimat 4

Avantajele traversei bibloc n faa traversei monobloc sunt: - Suprafee poartante bine-definite pe prismul de piatr spart; - Rezisten ridicat lateral n prismul de piatr spart din cauza numrului dublu de suprafee laterale.

Figura 8.17: KTX care ruleaz pe cale ferat cu traverse de beton Avantajele traverselor monobloc sunt: - Pre mai mic; - Sensibilitate mic la crpare; - Pot fi precomprimate.

8.6.4 Traverse de oelTraversele de oel sunt acum folosite doar pe o scar foarte mic din cauza unor probleme, cum ar fi: - Izolaia; - ntreinere folosind burajul; - Pre relativ ridicat. Pe de alt parte, traversele din oel au, de asemenea, cteva puncte forte, cum ar fi: - Durata lung de via; - Mare precizie dimensional; - Valoare rezidual pozitiv.

8.6.4.1 Traverse de oel YInstalarea traverselor de oel Y Traversele de oel Y au determinat o renatere pentru traversele de oel n Germania, n acest moment. Utilizarea acestora pentru liniile cu prism de piatr spart dovedete c travers de oel este un element foarte de ncredere pentru obinerea unei stabiliti poziionale ridicate i durat de via lung, mai ales n condiii extreme. n plus fa de metodele tradiionale de instalare parial mecanizate a traverselor, a fost elaborat o tehnologie nou de instalare, ceea ce face posibil poziionarea traverselor de oel Y n ntru-n mod automat, cu o productivitate ridicat. 5

Dezvoltarea traverselor de oel Y n dezvoltarea traverselor moderne din oel scopul a fost de a nlocui traversele tradiionale de oel, cu toate dezavantajele lor. n 1984 acesta lucru a dus la o inovaie: traversele de oel Y. Acstea nu sunt amplasate perpendicular pe ine ca traversele tradiionale, deoarece aspectul lor orizontal este n forma literei "Y". Comparativ cu traversele tradiionale, traversele de oel Y au o rezisten mult mai mare la micrile transversale, fapt care se datoreaz pietrei sparte cuprinse ntre cele dou brae de Y. n funcie de nlimea grinzii inferioare rezistena necesar mpotriva micrilor transversale poate fi atins. Prin urmare, traversele de oel Y sunt adecvate n special pentru seciunile de linie cu raz mic. Datorit reducerii suprafeei de traversele de oel Y sunt utilizate i pentru coame nguste.

Figura 8.17.1 Montarea traverselor Y

8.6.5. Traverse din plastic/cauciuc compozitn ultima vreme, un numr de companii vnd traverse feroviare compozite fabricate din materiale plastice reciclate i din cauciuc reciclat. Productorii garanteaz o durat de via comparabil cu a traverselor de lemn, faptul c traversele sunt impermeabile pentru atacurile de putregai i insecte, i pot fi modificate pentru a asigura un plus de stabilitate lateral n timp ce prezint proprieti asemntoare traverselor din lemn din punct de vedere al sarcinilor, al amortizrii impactului i de absorbie a sunetului. n afar de beneficiile de mediu datorate utilizrii materialelor reciclate, traversele fiind ele nsele reciclabile, un alt avantaj este i nlocuirea traverselor de lemn nmuiate n creozot care este un produs chimic toxic. Traversele compozite din plastic/cauciuc sunt utilizate i n alte aplicaii feroviare cum ar fi liniile de exploatare miniere. [12]

8.7 mbuntiri n liniile cu prism de piatra spart8.7.1 IntroducereNoile evoluii i-au gsit loc n proiectarea super-structurilor tradiionale cu prism de piatr spart. Prismul de piatr spart distribuie ncrcrile de la partea inferioar a traverselor la fundaie. Aceast determin presiune de ncrcare ntre punctele de contact ale boabelor care cauzeaz deteriorarea prismului de de piatr spart: boabele se uzeaz i 6

migreaz, piatra spart devine poluat provocnd o diminuare a funciei, de drenaj i scade calitatea cii ferate. Lucrrile de ntreinere sunt necesare ntr-un mod regulat, n funcie de cantitatea de tonaj, care a trecut. Exist o legtur direct ntre nivelul de presiune i deteriorarea cii ferate. Scderea presiunilor medii pe piatra spart va duce la o rat mai scazut de deteriorare. Pentru a realiza acest lucru, se poate utiliza un profil de in mai greu care s distribuie ncrcrile asupra mai multor traverse, reducerea distanei dintre traverse sau creterea suprafeei de sprijin a traverselor, fcndu-le mai lungi sau mai late. Cteva ncercri au fost fcute cu traverse mai late i traverse dalate dar acestea nu au avut succes.

8.7.2 Traverse laten prezent, n Germania "traversele late" a fost dezvoltate ca o continuare a acestor ncercri anterioare. Problema principal, a fost incapacitatea de a asigura tehnici specifice burajului. Aceast problema a fost acum rezolvat. Aceste traverse late au 2.40 m lungime i 57 cm lime. Distana dintre ele este de 60 cm, lsnd un decalaj de 3 cm, care este acoperit cu un capac de cauciuc (Figura 8.18). n cazul traverselor late, greutatea traverselor este dublat, la 560 kg, dar cu o sarcin pe osie de 22,5 tone, acest lucru ducnd la o presiune medie pe suprafa de 2 kg/cm2 comparativ cu aproximativ 3.7 kg/cm2, n cazul de traverselor tradiionale. Patul cii rmne liber de ploaie i de vegetaiei, ca urmare a ratei de poluare redus.

Figura 8.18: Cale ferat cu traverse late Deoarece calea poate fi considerat acum ca o dal continu de elemente discrete, burajul poate avea loc numai la captul traversei sau la marginea "dalei". Aparatul de buraj trebuie s fie ntors cu 90 de grade. Primele teste au nceput n Waghusel Germania n 1996, cu 450m. Dup 50 de MGT, valoarea Q a geometriei cii ferate a fost determinat la 28 ceea ce nseamn "bun" spre "foarte bun". Ulterior, o linie de 6 km ntre Homburg/Saar i Bexbach a fost reconstruit i completat n octombrie 1997, lng o linie tradiional de referin. Viteza maxim admis a fost de 120 km/h cu o ncrcare de trafic de 18.500-21.000 de tone/zi, razele curbelor de pn la 350 m cu supranlare maxim de 135 mm. Msurtorile continue arat urmtoarele rezultate: - Stabilitate ridicat a patului cii; - Creterea cu 15% a stabilitii laterale ; - Creterea emisiei de zgomot propagat n aer cu 2 dB (A), care poate fi njumtit prin aplicarea msurilor de reducere a zgomotului; 7

-

Emisiile reduse de zgomot ale vagoanelor; Comportament favorabil a deformrii (n comparaie cu linia de referin mai mic cu 50%); Timp de 3,5 ani, abia a fost necesar orice lucrare de ntreinere. Costurile de construcie sunt cu aproximativ 10 pn la 20% mai mari dect linia normal. Aceste costuri suplimentare vor fi compensate n termen mediu, prin valoarea a sczut a ntreinerii.

8.7.3 Traverse cadruTraversele cadru intenioneaz s nlocuiasc structura de transmitere a ncrcrilor liniei tradiionale pe prisma de piatra spart, adic traverse ncruciate la o distan regulat, de o grind, combinnd astfel un fascicul continuu longitudinal cu membre cruce."Fasciculul longitudinal" este format de ctre seciunile n care cadrele sunt conectate i inute n loc de in i materialul mrunt de cale i care sunt situate la fiecare capt al traverselor cadru. Prin urmare, ncrcarea roii este transmis ntr-un mod continuu pe patul de piatra spart reducnd presiunea sub traverse n mod substanial i evitnd majoritatea gradienilor stresului.

Figura 8.19: Traversele dublu H de la SLL, Austria Traversele de beton n form de dublu H (Figura 8.19), au fost testate n Austria. Aceste elemente pot fi considerate ca dou traverse, care sunt conectate la sistemele de prindere cu "poduri". Principiul este acelai ca i la traversele late i este folosit pentru a crete suprafaa de sprijin a traverselor i astfel, de a reduce presiunea asupra prismei de piatr spart. Elementele au 2,4 m lungime i 0,95 m lime, cu dou seturi de materialul mrunt de cale per element. ntre sistemul de fixare, ina n sine este susinut de podul de beton, care ofer un sprijin cvasi continuu inei. Sub elementele traverselor un strat de polimer de 12 mm grosime va oferi o mai bun rspandire a ncrcrii i amortizare suplimentar. Rezultatele testelor au aratat o reducere a aezrilor cu dou treimi comparativ cu o travers normal. O evoluie paralel austriac i este traversa cadru descris n figura 8.20 [237]. Aranjamentul cu 4 elemente de fixare pe traversa cadru creeaz o rigiditate foarte mare n plan orizontal, susinnd stabilitatea alinierii i creterea forei de flambaj dincolo de limitele existente n prezent. Un suport elastic este ncorporat n partea inferioar a structurii de beton a traversei cadru pentru a mbunti interfaa piatra spart-beton. Rezistena lateral foarte mare i rigiditatea cadrului ofer cea mai bun condiie pentru o aliniere durabil. Tasrile reduse i diferenele de tasare indic o geometrie a liniei mult mai durabil i astfel, o disponibilitate mai mare a infrastructurii. 8

Figura 8.20: Traverse cadru

9. Linia dalat9.1 IntroducereDei majoritatea liniilor de cale ferat actuale sunt nc de tip tradiional, balastate, aplicaiile recente tind tot mai mult i mai mult fa de calea dalat. Avantajele majore ale cii dalate sunt: ntreinere redus, disponibilitate ridicat, nlimea mic a structurii i greutatea redus. n plus, studii recente au artat c ciclul de via din punctul de vedere al costurilor ar putea fi foarte competitiv. Experiena n operarea la mare vitez au artat c suprastructurile balastate au nevoie de ntreinere intensiv. n special, din cauza mcinrii particulelor balast la mare viteza, pot aparea daune grave la roi i ine, care nu apar n cazul suprastructurii dalate. n proiectarea liniilor de cale ferat factori cum ar fi costul ciclului de via, timpul de construcie, disponibilitatea i de durabilitatea joac un rol tot mai important. n acest sens, suprastructurile nebalastate ofer oportuniti bune. Odat cu creterea n intensitate a traficului, devine tot mai dificil s efectueze activitatea de ntreinere i rennoire. Pe reelele europene, posesiunile pe timp de noapte dureaza de multe ori 5 ore, sau chiar mai puin. n acest context, creterea curent n popularitate a liniiilor ce necesit puin ntreinere este evident. n trecut proiectele noi au fost n principal evaluate pe baza costurilor de investiii, ntruct astzi principiul costului ciclului de via este n curs de dezvoltare. Ca urmare a acestor noi atitudini, conceptul de suprastructur balastat i va pierde atractivitatea n favoarea sistemelor cu suprastructuri dalate.

9.4 Traverse sau blocuri ncastrate n betonStructuri cu traverse de beton ncastrate n beton sunt cele mai frecvent utilizate n Germania pentru liniile de mare vitez nou construite. n general, linia este format din traverse de cale ferat nglobate n beton ntr-un jgheab din beton sau direct pe partea superioar a unui terasament din beton. Exemple sunt sistemele "Rheda" i "Zublin". Alte exemple sunt Low Track Vibration (LVT) sau sistemul Stedef [60], ilustrat n Figura 9.3, care este cel mai des utilizat n tuneluri, de exemplu, pe liniile TGV franceze . Acest sistem este, de asemenea, de obicei aplicat la sistemele de metrou. Un "picior" din cauciuc sau un cofraj elastic sub travers sau un bloc individual ofer un grad ridicat de elasticitate, care asigur o bun izolare pentru zgomot i vibraii (Capitolul 15). 9

Figura 9.3: Sistemul biblock Stedef

9.4.1 Sistemul RHEDA 2000Sistemul Rheda este n curs de dezvoltare continu de la prima sa cerere n 1970 [8], [42], [119], [197], [226]. n primul proiect a existat un traverse de beton monobloc complet incastrate ntr-un jgheab din beton armat monolit. Figura 9.4 prezint acelai principiu cu traverse bibloc. Traversele de cale ferat au fost conectate cu armatura longitudinal din oel pentru a le mpiedica slbirea. Coftajul liniei a fost ajustat prin metoda top-down prin fusuri n direciile laterale i longitudinale (Figura 9.5). Aceast structur ar putea duce la o dal dac se aplic oel de armare suficient de rigid n interiorul jgheabului pavat sau la partea de jos a dalei pentru a o face capabil s cuprind locurile mai slabe n straturile de sprijin.

Figura 9.4: Traverse biblock ajustate ntr-un jgheab de beton i nglobate n beton Sistemul de ci ferate dalate RHEDA 2000 a rezultat din dezvoltarea continu a bine cunoscutului sistem german Rheda. La nceputul lui 1994, sistemul modificat a devenit cunoscut ca Sistemul Rheda Berlin.

10

Figura 9.5: Locul de amplasare a fuselor de ajustare a traverselor 9.4.2 Sistemul Zublin Obiectivele de dezvoltare ale sistemului de Zublin Sistemul Zublin, de asemenea, este format din traverse de beton bibloc sau monobloc care sunt ncorporate ntr-o plac de beton monolit [42], [197], [293] (Figura 9.19)., Evoluia a nceput n 1974 i s-a concentrat pe gsirea n mod direct a unei metode de construire foarte economic. S-a ncercat s se ating un nivel ridicat de mecanizare, combinat cu un cost redus al forei de munc i o productivitate ridicat. Acest lucru a dus la fabricarea unei plci de beton continuu, fr a fi deranjat de cadre prepoziionate. Principala diferen fa de alte metode de construcie a liniei dalate este faptul c traversele de beton sunt introduse n betonul proaspt prin intermediul vibraiilor. Betonul trebuie s fie de o consisten care s permit traverselor s fie mpinse i vibrate, dar s nu permit s se scufundarea traverselor n beton (datorit masei lor).

Figura 9.19: Seciune a unei suprastructuri Zublin

9.5 Structuri cu terasament beton asfaltic,La acest tip de structur solid, clasificat n grupul de structuri de cale ferat dalat, 11

dei fr o dal, traversele sunt plasate pe partea de sus de un strat de baz de beton asfaltic. Acest strat de baz care se realizeaz cu maini obinuite de pavaj. Este posibil s se ajung la un nivel de precizie de 2 mm i diferene de supranlare de pn la 180 mm. Prin urmare, asfaltul ofer o baz rigid i plan pentru traverse. Spaiul dintre traverse poate fi umplut cu piatr spart oferind stabilitate suplimentar i reducerea zgomotului. Exist, de asemenea, posibilitatea de a aplica plci pe partea de sus a stratului de asfalt-beton. Asfaltul nu are nevoie de ntarire i poate fi supus unei solicitri imediat dup rcire, putand fi atins o productivitate de construcie foarte mare. Datorit proprietilor sale specifice, asfaltul poate fi potrivit pentru structuri de de cale ferat dalat. Mixturile asfaltice utilizate trebuie modificare n comparaie cu mixturile folosite pentru drumuri. n construcia de drumuri, proprieti importante n ceea ce privete suprafaa (de nalt rezisten i rezisten la frecare, uzura i rupere) sunt subordonate rezistenei la deformare i de stabilitate. n cazul suprastructurilor fr balast, rezistena la deformare i stabilitatea sunt cele mai cutate [160]. Asfaltul se va adapta la stress-ul cauzat de schimbarile de ncrcare i de temperatur care determin cedarea. Prin urmare, asfaltul poate fi aplicat ca un strat de baz continuu. Zgomotul i vibraiile sunt mai mici n comparaie cu betonul datorit proprietilor interne de amortizare a asfaltului. Materialul este n plus reutilizabil. n mai multe ri au fost obinute experienele promitoare acest tip de de cale ferat.

Figura 9.27: Seciune a unei suprastructuri cu un strat de baz de beton asfaltic

9.6 Dale prefabricatePrefabricarea a componentelor de cale ferata pot contribui la calitatea acestora. Dalele prefabricate sunt aplicate n mai multe locuri din ntreaga lume. Alte avantaje ale prefabricarii, n general, i a caii ferate dalat, n special, sunt: - este posibil un nivel ridicat de mecanizare; - economisirea forei de munc la locul de construcie ; - calea ferat poate fi ajustat i fixat n mod direct; - scaderea greelilor datorate manoperei; - reparare i renovare uoar Dalele prefabricate cu prindere direct a inei au fost utilizate n principal, n Japonia pe liniile Shinkansen i n Italia, cu sistemul IPA derivat din sistemul japonez. Utilizarea de elemente prefabricate ajut la evitarea folosirii betonului umed n timpul construciei. Multe sistemelor urbane de transport feroviar au sisteme dalate prefabricate comparabile instalate pe anumite segmente de reea. Acest sistem este aplicat n zone

12

vulnerabile n ceea ce privete neplcerile cauzate de zgomot i vibraii. Dei acest sistem este foarte eficient, consum considerabil din naltime i este scump.

9.6.1 Calea ferata dalate Shinkansenn Japonia, experienele neplcute cu linia Tokaido de 516 km care a fost deschis n anul 1964 i care este format din cale ferat tradiional cu prism de balast a condus la dezvoltarea cii ferate dalate cu plci prefabricate. n 1975, linia Sanjo (562 km) a fost deschis ca o extensie a liniei Tokaido catre Hokkaido. n 1982, proiectul a fost mbunatatit cu linia Tohoku de 470 km i cu linia Joetsu de 275 km. Vomulul de terasamente n aceste linii este mai mic de 5% [161]. Calea ferata dalat japonez Shinkansen const dintr-un substrat stabilizat cu ciment (strat de baza din beton), bolarzi cilindrici sau dibluri pentru a preveni micrile laterale i longitudinale, i ntrite cu placi de beton precomprimat de 4.93m X 2.34m X 0.19m i o grosime de doar 0,16 m n tuneluri. Dalele cntaresc aproximativ 5 tone. Plcile sunt ajustate pe partea de sus a stratului de baza din beton sau beton asfaltic cu arbori. Ulterior, un mortar de ciment bituminos este injectat sub i n ntre dale (figura 9.30).

Figura 9.30: Calea ferata dalat Shinkansen

9.6.3 Calea ferat dalat Bgl13

Prima aplicare de liniei dalate Bgl a fost la Karslfeld, Germania, n 1977. Scopul a fost de a produce o cale ferat foarte rezistent, cu un necesar minim de lucrri de ntreinere, special destinat pentru traficul de mare vitez. Evoluiile n curs au condus la un sistem de nalt calitate a cii ferate dalate (Figura 9.39). Caracteristicile de cale ferata dalate Bgl Sistemul de cale ferat dalat Bgl este n mare msur similar cu sistemul Shinkansen, cu excepia faptului c dalele Bgl sunt realizate din beton armat cu fibre de oel B55 i sunt de 20 de cm grosime, 6.45 m lungime, 2.55 sau 2.80 m lime. Dalele sunt precomprimate n direcie lateral; n direcie longitudinal se aplic o armare tradiional. Prezoanele integrate n dale ofer o ajustare uoar i rapid a acestora (Figura 9.40).

Figura 9.40: Sistemul de cale ferat dalat Bgl

9.8 ina ncorporat 9.8.1 Caracteristicile inei ncorporateStructura cu in ncorporat (ERS) implic susinerea continu a inei, prin intermediul unui compus constnd de exemplu, din plut i poliuretan. inele sunt fixate prin intermediul acestui compus elastic care inconjoara aproape ntregul profil feroviar, cu excepia capului inei. Caracteristica acestui concept este lipsa elementelor suplimentare pentru asigurarea ecartamentului. Acest concept poate acoperi ntreaga gam de la calea ferat uoar la calea ferata de de mare vitez. Metoda de fixare a inei este caracterizat de urmtoarele principii: - Susinerea continu a inei pe o banda elastic; - Ghidarea inei prin fixare elastic ntr-o canelur; - Alinierea de sus n jos a inelor; - Fixarea profilului inei printr-un compus elastic turnat; - Optimizarea proiectrii dimensiunilor canelurii, compuilor elastici, i a benzilor pentru o elasticitate specific. Avantajele unei ine continuu elastic sprijinite sunt: lipsa de forelor dinamice cauzate de ndoirea secundare ntre suporii inei, reducerea zgomotului, creterea duratei de via a inelor, i reducere suplimentar a lucrarilor de ntreinere. nlimea de construcie poate fi redus pentru interseciile rutiere, astfel ina ncorporate ofer o suprafa neted de trecere pentru traficul rutier.

14

Figura 9.48: Seciune transversal a suprastructurii inei ncorporate din apropierea oraului Best

9.8.4 DeckTrackUn exemplu de structur cu ine ncorporate cu rezisten la ncovoiere foarte mare se numete "DeckTrack" [23]. DeckTrack a fost special conceput pentru utilizarea pe soluri moi i const ntr-un suport continuu din beton monolit sau prefabricat (Figura 9.56). n partea de sus, inele pot fi aplicate direct precum inele ncorporate sau prinse prin fixare direct. Puntea din beton poate fi considerata ca un tub gol, cntrind mai mult sau mai puin ca i masa de sol ndeprtat. Nici o tasare va avea loc ca urmare a greutii structurii. Rezistena mare la ncovoiere a structurii evit tasrile difereniale i reduce vibraiile. Rezistenta de mare la torsiune, ofer o baz stabil pentru calea ferat, chiar i pe soluri slabe. Tasarea local a liniei este exclus. Lipsa local de for portant a solului nu va cauza probleme deoarece DeckTrack este n msur s acioneze ca un pod i s acopere aceste puncte slabe. Rezistena mare raportat la mas face ca puine vibraii s fie transmise n sol i face din DeckTrack o structur adecvat pentru traficul de mare vitez i pentru aplicarea pe solurile moi.

Figura 9.58: Sistemul Deck Track 9.10 Structuri cu ine fixate i sprijinite n mod continuu Aceast seciune evideniaz cteva exemple neconvenionale de structuri de cale 15

ferat dalate. Avantajele inei continuu sprijinite au fost deja menionate n seciunea 9.8. inele ncorporate ofer o cale continuu sprijinit: o canelur este necesar pentru a susine compusul elastic atunci cnd acesta este turnat. Pe lng inele ncorporate exist alte alternative care pot oferi o cale continuu sprijinit fr canelur. Atenie deosebit este acordat pentru dou alternative pentru calea ferat dalat uoar: Cocontrack i ina canelat continuu sprijinit. n afar de aceste dou structuri, sunt date dou exemple de sisteme de fixare a inelor care conin inele i care sunt prinse n reeaua lor. Un beneficiu mare al acestor sisteme este rezistena lor foarte mare. Sistemele sunt n general aplicate n calea ferat dalate i la i metroul uor.

9.10.1 CoconTrackSistemul CDM-CoconTrack prezint o combinaie de in continuu sprijinit cu elemente de fixare elastice tradiionale a inelor si elemente de beton (Figura 9.64). Sistemul este alctuit din mai multe elemente specifice. Exist traversa Cocon: un sistem de traverse de beton i longrine, n form de H (Figura 9.65). Acest sistem are o suprafa de sprijin continuu integrat a inei i un sistem integrat pentru alinierea X, Y i Z a liniei. Elementele de fixare sunt plasate la intersecia traverselor i longrinelor. Distana dintre elementele de fixare este de 1200 mm iar elementele din beton sunt proiectate pentru curbe cu R> 20m.

Figura 9.64: Imagine a sistemului CoconTrack Pe partea superioar a longrinei se aplic CDM-Bistrip. Aceast band este format din dou straturi diferite, fiecare cu o rezisten diferit. Primul strat este banda de adaptare (AS): un strat moale, care va fi comprimat la aproximativ 40% din grosimea sa iniial atunci cnd inele sunt fixate. Comprimarea trebuie s fie suficient pentru adaptarea automat la toleranele nlimii inelor (2-3 mm) i eventualele adaptri viitoare ale nlimii (3-4 mm). Practic, este necesar o grosime de minimum 10 mm. Al doilea strat este banda de ncrcare (LB): acest strat este mai rigid dect banda de adaptare. Caracteristicile rigiditii de acestui strat depind de cerinele maxim de deformare a inelor. Acest strat este de cel puin cinci ori mai rigid ca AS. n combinaie cu CDM-Bistrip, o barier de sunet din plut sau cauciuc elastomer este aplicat ntre arcurile de fixare i ine pentru a elimina contactul direct. Camerele reelei (CDM Flexi-web), din cauciuc reciclat de nalt calitate sunt modelate n funcie de 16

tipul de inelor i sunt lipite de in pentru a evita contactul ntre aceasta i materialul din jur cum ar fi asfaltul sau betonul (Figura 9.66). n interiorul elementelor camerei reelei sunt lsate spaii deschise pentru a integra toate tipurile de elemente de fixare ale inelor. 9.10.2 ine canelate continuu sprijinite Sistemul de ine canelate continuu sprijinita (numite ERL), dezvoltat de Phoenix este format din ine continuu sprijinite elastic, cu sau fr elemente de fixare a inelor. Sub talpa inei canelate o band de cauciuc cu camere de aer ofer un suport elastic. Ambele ine sunt ajustate n partea de sus a unui strat de baza din beton de calitate superioar i conectate reciproc cu bare de oel pentru a garanta ecartamentul (Figura 9.67). n camerele laterale ale inei canelate, sunt inserate profile cu camere din cauciuc (Figura 9.68). Scopul acestor profile este de a reduce zgomotul produs. Mai mult dect att, acestea acioneaz ca o zona de tranziie ntre calea ferat i pavajul de pe drum. n prealabil, un strat de baz din beton este construit pentru a aciona ca un strat de nivelare i de susinere rigid. Pe partea de sus a acestui strat de baza este asamblat un cofraj intreag cu picioare elastice i camerele sinelor. Cadrul sunt ajustat (n sus sau n jos), cu pene de lemn. Golul dintre dale i piciorul elastic este umplut cu asfalt (figura 9.69).

Figura 9.69: Cofrajul de cale feratasamblat i gata pentru a fi turnat

17