National Transport Library Research Database

Förbättrad tillgänglighet och minskad livscykelkostnad för spårväxlar (Improved availability and reduced life cycle cost of track switches)

  • Lundberg, Jan
  • Luleå tekniska universitet, Universitet eller högskola, 202100-2841
Sponsors, duration, budget: Trafikverket ; 2011-08-15 -- 2015-12-31 ; 6000000 kronorRegistration number:
  • Trafikverket 2010/81333
Subject(s): Abstract: Projektet syftar till att minska underhållsproblemen för spårväxlar och därmed lindra punktlighetsstörningar i trafiken samt minska livscykelkostnaderna för växlarna. Kunskapen om de parametrar som påverkar nedbrytning av spårgeometrin i växlar kommer att öka. Nya koncept utvecklade av leverantörer inom projektet kommer att utvärderas. Exempelvis har det inom EU-projektet INNOTRACK föreslagits förändringar av sliprar, elastiska element och befästningar för att reducera dynamiska krafter i spårväxeln ledande till bättre geometrisk stabilitet. Den geometriska stabiliteten är viktig för att bibehålla en tillförlitlig funktion av växelomläggningsanordningen och för att öka spårväxelns livslängd. Projektet kommer att genomföras i ett samarbete mellan LTU/JVTC, Chalmers/CHARMEC, Trafikverket, VAE, Vossloh och Abetong. Befintlig kunskap inom Trafikverket visar att den huvudsakliga anledningen till de höga underhållskostnaderna för spårväxlar är behovet att reparera och byta ut korsningar och växeltungor. Spårgeometrin vid dessa komponenter är inte tillräckligt stabil över tid. Trafikverket menar också att försämrad spårgeometri ökar nedbrytningshastigheten vilket leder till högre dynamiska krafter. De högre krafterna ökar materialpåkänningarna i växeln och därmed också risken för utmattningssprickor. Projektet kommer att generera ökad kunskap till stöd för produktutveckling av spårväxlar med stabilare geometri och bättre balanserad elasticitet. Projektet kommer också att skapa en bättre förståelse av de viktigaste underhållsaspekterna för att vidmakthålla en stabil spårgeometri. Utformningen av spårväxlar och tillhörande underhållsprocesser kommer att utvärderas ur ett livscykelperspektiv (LCC). De nya växlarna bör uppvisa lägre nedbrytningshastighet och långsammare förändringar i spårgeometri samt bättre fungerande växelomläggningsfunktion och minskat underhållsbehov. Ny kunskap uppnås genom simuleringar av hjul/räl-kontaktkrafter och spårnedbrytning som utförs av Chalmers/CHARMEC. Simuleringarna baseras på numeriska modeller av dynamisk samverkan mellan tåg och växel och finita element-beräkningar av påkänningar i relevanta växelkomponenter. Företagen VAE, Vossloh och Abetong ansvarar för utveckling av förbättrade växelkomponenter. Förslag på förbättringar av underhållsmetoder utvecklas av LTU/JVTC i samarbete med Trafikverket. LTU mäter spårgeometri och spårnedbrytning (inklusive töjningar, krafter och vibrationer i spårväxelns komponenter). Tidigare mätningar i Härad och Eslöv utvärderas innan nya mätningar utförs. Analys av funktionalitet i spårväxlar, beräkning av optimala underhållsintervaller och total livscykelkostnad samt konceptuella studier som stödjer produktutveckling utförs av LTU/JVTC.Abstract: The project aims to reduce the maintenance problems for switches and crossings (S&C) and thereby relieve the ensuing punctuality disturbances for the traffic and also reduce the life cycle costs of S&C. The knowledge of the parameters affecting track geometry degradation in S&C will be increased. Concepts that switch suppliers in the project have developed and which are new for Trafikverket will be evaluated. For instance, changes in sleepers, resilient elements and fasteners have been proposed by the INNOTRACK project to lower the dynamic forces, leading to a better geometric stability. The geometric stability is important to sustain a reliable function of the switch mechanism and also prolong the life of the turnout. The project will be implemented in a cooperation between LTU/JVTC, Chalmers/CHARMEC, Trafikverket, VAE, Vossloh and Abetong. Existing knowledge within Trafikverket shows that the main reason behind the high maintenance costs for switches (turnouts) is the need to repair and replace crossings and switch blades. These components are not sufficiently stable in level and alignment (track geometry) over time. Trafikverket states that bad track geometry increases the degradation rate leading to higher dynamic forces. They induce larger stresses and raise the risk of crack development. The project will generate increased knowledge to support product development for switches (turnouts) with a more stable geometry and a balanced elasticity. The project will also generate a better understanding of the main maintenance activities needed to keep a stable geometry (for instance tamping, replacement and surface welding). Both the design of the S&C and the maintenance processes will be evaluated from a life cycle point of view. The new switches should exhibit less degradation rate in track geometry as well as a better functioning of the switching. The new knowledge will be attained through the prediction of wheel–rail contact forces and subsequent track geometry degradation. Numerical models of the dynamic interaction between vehicle and switch and finite element calculations of strains and stresses in relevant switch components, will be used by Chalmers/CHARMEC. Development of improved components is the responsibility of the companies (VAE, Vossloh and Abetong). Proposals for the improvement of maintenance procedures will be in focus for LTU/JVTC in cooperation with Trafikverket and the maintenance entrepreneurs. LTU will measure track geometry and degradation (including strain, forces and vibrations in the S&C components). Previous measurements made at Härad and Eslöv will be evaluated before new measurements are being made. Also studies of functionality, optimum maintenance intervals, savings in total life cycle costs, and concepts to support product development.
Item type: