Effektiv utformning av övergångszoner

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. 

Läs hela artikeln i Bygg & teknik 1/2023.

Teckna en prenumeration HÄR