Figur 1: Byggnation av övergångszon mellan bank och bro.
Artikelförfattare: Karl Norberg, Sweco, Alireza Ahmadi, KTH, Carl Wersäll, KTH/Peab, Jan Dahlberg, Sweco och Stefan Larsson, KTH
– mot ett minskat underhållsbehov av ballastfria spår
Med påbörjad planering och projektering av nya stambanor för järnväg i Sverige, och med en ännu större utveckling och utbyggnad av ballastfria spår världen över, är det viktigt att undersöka möjliga riskområden som kan komma att påverka exempelvis drift och underhåll. Ett av dessa problemområden är övergången mellan järnvägsbank och järnvägsbro. I ett nyligen publicerat examensarbete, utfört på KTH tillsammans med Sweco, har detta problemområde undersökts med hjälp av numeriska simuleringar med finita elementmetoden.
Järnvägens spår kopplar samman städer, samhällen och industrier för person- och godstrafik. Det har alltid funnits ett behov för spåren att överkomma topografiförändringar och vattendrag, men för spår anpassade för högre hastigheter måste spårgeometrin anpassas med högre horisontal- och vertikalradier i säkerhets- och komfortsyfte. Detta gör att behovet för anläggning av broar och tunnlar blir större. För spåren innebär dessa anläggningar plötsliga förändringar av upplevd styvhet samt risk för differentialsättningar som, ifall dessa områden inte dimensioneras på rätt sätt, kan innebära ökade underhållsinsatser och kostnader för infrastrukturägaren.
Studiens syfte och omfattning
Övergångszoner är termen för områden i spår med tvära avvikelser i banans uppbyggnad och/eller differentialsättningar. En av de vanligaste övergångszonerna är den mellan järnvägsbankar och järnvägsbroar. Studien undersökte denna övergångszon anpassad för höghastighetsjärnväg med ballastfritt spår. Syftet var att observera det generella beteendet hos övergångszonen inklusive dess kritiska komponenter. Vidare var syftet att jämföra olika åtgärder, så kallade övergångskonstruktioner, för att hantera de eventuella problemen. För att undersöka detta utfördes numerisk simulering genom finita elementmetoden.
Först byggdes en basmodell upp utan någon form av övergångskonstruktion. Denna modell låg sedan till grund för sex jämförelsemodeller med olika utformning av övergångskonstruktioner. Alla modeller genomgick simulering med rörlig last.
