Abstrakt

Degradacja elementów nawierzchni kolejowej jest zagadnieniem bardzo złożonym, w które uwikłane jest wiele czynników związanych między innymi z układem geometrycznym toru kolejowego, właściwościami trybologicznymi poszczególnych elementów nawierzchni, jak również z parametrami podłoża gruntowego, a także z właściwościami samych pojazdów szynowych. W artykule omówiono jeden z powyższych problemów, tj. wpływ ukształtowania toru kolejowego na proces zużywania sie szyn kolejowych. Problem ten dotyczy przede wszystkim lokalizacji odcinków ułożonych w łukach poziomych o małych wartościach promienia. W wyniku kontaktu kół pojazdów z torem występujące oddziaływanie powoduje ubywanie materiału w główce szyny toku wewnętrznego bądź zewnętrznego. Takie zużycia szyn mogą powodować nadmierne osłabienie tego elementu konstrukcji nawierzchni poprzez zmniejszenie parametrów geometrycznych przekroju poprzecznego, a także powodować mogą lokalne przekroczenia wartości szerokości toru. Dalsza eksploatacja szyn o nadmiernych zużyciach bocznych główki stwarza ryzyko związane z pojawieniem się kolejnych uszkodzeń nawierzchni, co w rezultacie może nawet doprowadzić do katastrofy kolejowej. Zatem w wyniku przekroczenia powyższych parametrów niezbędna jest wymiana szyn kolejowych w danych lokalizacjach, co w efekcie przyczynia się do poniesienia przez zarządcę infrastruktury kosztów związanych z eksploatacją i utrzymaniem danej linii kolejowej. Proces zużywania się szyn w czasie eksploatacji stanowi więc problem, który powinien być ujęty w planowaniu nakładów na utrzymanie linii kolejowych. W artykule pokazano zjawisko zużyć szyn jako właściwe dla problematyki projektowania układów geometrycznych, a przede wszystkim poziomych łuków kołowych z krzywymi przejściowymi i rampami przechyłkowymi, gdzie kluczową rolę odgrywają parametry kinematyczne związane z ruchem pojazdów szynowych. W pracy skupiono się na zagadnieniach dynamiki poruszającego się po łuku poziomym pojazdu oraz wyjaśniona została zależność pomiędzy przechyłką toru (w przekroju poprzecznym do osi toru) i postępowaniem procesu zużywania się główki szyny kolejowej. Omówiono siły kontaktowe występujące między obrzeżem koła pojazdu a tokiem szynowym rozpatrując owe zagadnienie w nieinercjalnym układzie odniesienia.

Autor (1)