Tunga transporter på befintlig järnväg, bärighetskrav och bärighetsåtgärder Smekal, Alexander ; Li, Martin ; Bashiry, Eskander ; Wall, Sven-Erik ; Berggren, Erik ; Larsson, Dan
Series: Publikation ; 2016:104Publication details: Borlänge Trafikverket, 2016Description: 99 sISBN:- 9789174679908
I dagens läge finns ett stort behov av att köra tunga transporter på befintliga järnvägar. Många av de befintliga järnvägarna byggdes för mer än 100 år sedan och var avsedda för helt andra transportvillkor (axellaster, metervikter, hastigheter) än de som behövs idag. Syftet med projektet var att ta fram erforderlig bärighet för tunga transporter, föreslå lämpliga bärighetsåtgärder samt utveckla en metodik som använder styvhetsmätning med spårlägesmätvagnen IMV 100 för kontinuerlig bedömning av bärigheten längs banan. Järnvägen mellan Ludvika och Frövi är aktuell för bärighetshöjande åtgärder eftersom sträckan idag trafikeras av tunga transporter (t.ex. transformatortransporter från ABB i Ludvika) samtidigt som axellast och metervikt förväntas öka i framtiden på grund av planerade nya gruvor med behov av malmtransporter. Järnvägen mellan Ludvika och Frövi valdes därför för att utveckla en metodik för mätning och bedömning av bärighet. Arkivstudier med inventering av spårtekniska och geotekniska förhållanden visade var det förekommer sträckor med bärighetsproblem. Efter inventeringen valdes tre mätplatser för vidare undersökningar och tester. På mätplatserna utfördes mätning av spårkrafter och spårnedböjning vid passage av en transformatorstransport, och några av de övriga gods- och persontåg som normalt trafikerar sträckan. Mätningen av spårkrafter gav ett bra resultat, men visade också hur snett lasten kan fördelas på vagnen. Mätning av spårnedböjning under passerande last lyckades inte enligt förväntningarna. För att mäta spårdeformation behövs en fast punkt nära järnvägen. När undergrunden består av lös lera är det mycket svårt att hitta en referenspunkt som inte rör sig vid tågpassage. Om liknande typ av mätning ska utföras i framtiden krävs en annan mätmetodik. Två typer av direkt bärighetsmätning genomfördes på de tre mätplatserna, dels fallviktsdeflektometer (FWD), dels lätt fallvikt (LWD). En mätvagn (släpvagn) som normalt används för bärighetsmätningar på vägar utrustades med järnvägshjul. På så vis kunde vagnen mycket enkelt transporteras på räls från närmaste vägövergång till mätplatserna på järnväg. Bärighetsmätningen utfördes på 30 cm under slipers underkant och resultatet omräknades till Ev2 - modul. Efter fallviktsförsöken utfördes en schakt för att få information om lagerföljd och material i underbyggnad/undergrund. Fallviktsförsök med FWD visade sig vara den bästa metoden för att bestämma bärighet direkt i järnvägslinjen. Den nya metoden EVS (EBER Vertikal Styvhet) med spårlägesmätvagnen IMV100 utfördes på hela sträckan för mätning av spårstyvhet och spårets nedböjning. Resultat från mätningen användes för teoretiska studier och utveckling av metodiken för bedömning av banors bärighet. De teoretiska studierna baserades på klassiska Zimmerman-Eisenmanns teori, men har i projektet förbättrats när det gäller val av ballastens bäddmodul och dynamisk förstärkningsfaktor. I projektet utvecklades ett verktyg som kan simulera ett eller flera fordon som körs samtidigt på spåret över lång distans, t.ex. en hel bandel. Simuleringarna använder spårdata från BIS, spårlägesdata från OPTRAM och spårstyvhetsdata från IMV100-mätningar.