Evolutia Sistemelor de Prindere

Suprastructura cii ferate

1

EVOLU IA SISTEMELOR DE PRINDERE La nivelul vitezelor de circula ie, a sarcinii pe osie, a traficului i exigen ele utilizatorilor, proprii nceputurilor transportului feroviar, alctuirea S.P. s-a bucurat de o mare simplitate.

1. Evolu ia sistemelor de prindere din prima genera ie a. Prinderea fr plci i fr cleti cu crampoane rigide, cu crampoane elastice, cu tirfoane, buloane, pene, cleme sau etrieri.


2

b. Pentru evitarea dezavantajelor acestor sisteme simple, accentuate de noi trepte ale vitezei i sarcinii pe osie, s-au introdus cleti care protejau elementul de ancorare, nemaifiind n contact direct cu talpa inei.


3

c. Folosirea aproape n exclusivitate a traverselor din lemn, cu rezisten a de strivire perpendicular pe fibre, a fost nso it de fenomene care au impus introducerea plcilor metalice: - sporirea eforturilor verticale, pe suprafa a de contact in-travers, datorat noilor sarcini pe osie, men inerea tipurilor uoare de in cu o suprafa redus a tlpii i o nou repartizare a ac iunilor pe travers, datorat tendin ei de rigidizare a patului;

- creterea ac iunilor orizontale n aliniament i curbe, datorate micrii de erpuire, ale crei ac iuni variaz cu ptratul vitezei, a men inerii curbelor cu raze mici, pe lungimea crora au crescut for ele de ghidare; efectul acestor for e excentrice au avut ca efect o reparti ie neuniform a presiunilor pe talpa inei, limitnd n unele cazuri suprafa a activ.


4

Introducerea plcilor a pstrat elementele de ancoraj i cletii, avnd tot caracterul prinderii directe. d. nc din 1962, D hlert din Dresda proiecteaz i introduce un nou S.P. indirect, n care elementul care ancoreaz placa de travers este complet separat de elementul de. Acest sistem rigid de prindere, denumit sistem K, s-a generalizat, ntruct rspundea prelurii n condi ii de mai mult siguran tuturor solicitrilor.


5

Vitezele i sarcinile pe osie (120 km/h i Q=220 KN/osie) existente n perioada folosirii sistemului K le regsim i astzi pe re eaua feroviar. e. Un moment important al evolu iei S.P. este nlocuirea traverselor din lemn cu traverse din beton armat i beton precomprimat. Acest nou tip de travers, cu mas i rigiditate mai mare dect a traverselor din lemn, a adus modificri n func ionarea sistemului oscilant vehicul-cale. Aceste modificri s-au accentuat odat cu sporirea vitezelor, a condi iilor de siguran i confort. A fost necesar introducerea unor elemente elastice, care mpreun cu cele ale platformei trebuiau s asigure o elasticitate corespunztoare cii. n ntreaga perioad n care prinderea K func ioneaz, au intervenit i alte modificri ale cii i anume: introducerea trac iunii electrice i a sistemului de semnalizare automat, inei revenindu-i rolul de conductor electric, iar S.P. rolul de izolator a acestor curen i; introducerea i generalizarea pe linii principale a cii fr joante, care a avut drept consecin msuri de sporire a rezisten elor laterale i n lung ce trebuiau asigurate i de S.P., precum i a rezisten ei de cadru.


6

Modernizarea sistemelor de prindere s-a fcut ntotdeauna prin adugarea de noi elemente, ajungndu-se ca la fiecare travers elementele S.P. s depeasc un numr de 30 de repere.

Aa cum este cunoscut, una din msurile de sporire a fiabilit ii sistemelor este micorarea numrului de elemente din care sunt alctuite. Se poate aprecia c numrul de elemente, costurile i fiabilitatea sistemelor sau nscris pe o spiral ascendent, n concordan cu evolu ia condi iilor impuse de trafic. Sistemul de prindere K ncheie aceast genera ie de prinderi, deoarece se apreciaz c i-a consumat posibilit ile de sporire a fiabilit ii i de element capabil s se autoprotejeze i s protejeze celelalte elemente din structura cii. f. Din necesitatea de a spori fiabilitatea sistemelor, n concordan cu viteze ale trenurilor de cltori care depesc 200 km/h, cu condi iile de siguran i confort sporite, din dorin a diminurii numrului de elemente dar i a costurilor, a aprut o nou genera ie de S.P. Aceast apari ie a fost favorizat de progrese n metalurgia o elurilor, de apari ia de noi materiale sintetice de mare rezisten , de noi


7

tehnologii mecanizate i automatizate i nu n ultimul rnd de costuri totale accesibile pentru administrarea de cale ferat. 2. Evolu ia alctuirii sistemelor de prindere din noua genera ie Noua genera ie de S.P., pentru re eaua noastr feroviar, ncepe odat cu necesitatea nlocuirii ultimelor S.P. tip K. n realitate, sistemele din aceast nou genera ie au fost experimentate n Romnia nc din anii 60. Aceste sisteme se caracterizeaz prin realizarea unor combina ii de elemente elastice, care asigur o mai bun protec ie a celorlalte elemente din structura cii, cu un numr mai mic de elemente. Au aprut, s-au selectat i dezvoltat urmtoarele firme care contribuie la introducerea i dezvoltarea sistemelor de prindere elastic: Firma VOSSLOH RAIL SYSTEMS GmbH din Germania, cu o societate n Romnia VOSSLOH TEHNIC FEROVIAR SRL Bucureti. Pandrol UK Ltd. Londra. Sisteme de prindere NABLA Soc. STEDEF s.a. ncercrile de laborator au verificat, n raport cu condi iile minime impuse de OSJD, urmtoarele aspecte: varia ia ecartamentului sub sarcin static i dinamic; rezisten a la fugirea n lung a inelor; rezisten a la rotirea n plan orizontal; rezisten a electric.


8

n acelai scop, de asimilare a noi sisteme, cercetrile au continuat asupra a dou tipuri de prindere E1 i E2.


9

ncercrile de laborator s-au adresat determinrii curbei caracteristice ale elementelor i agrafelor elastice,for ei de apsare pe talpa traversei. Folosind i rezultatele din prima etap s-au trasat curbele caracteristice pentru agrafele E1 i E2 i ale rezisten ei n lung, rotiri i ecartament. Cercetrile experimentale pe sectoare de cale n exploatare, pe linia Filiai Turnu Severin .a. au ntregit numeroasele concluzii dintre care citm: - tasarea medie este aceeai la toate S.P. ns sunt mai uniforme pentru S.P. elastice; - prin diminuarea accelera iilor verticale, n cazul S.P. elastice, se reduce cheltuielile de ntre inere; - cel mai redus consum de material metalic se nregistreaz la S.P. N, E2 i Pandrol.

Dintre S.P. mai recente prezentate, ne vom opri la cele cu agrafe SKL12 i W14 ale firmei WOSSLOH i FASTCLIP al firmei Pandrol, pentru o analiz mai


10

atent, ntruct exist posibilitatea ca acestea s fie promovate i folosite pe re eaua noastr feroviar.

SISTEMUL DE PRINDERE WOSSLOH W14 Sistemul de prindere elastic W14 este cu prindere direct a inei de traverse din lemn i beton, n mai multe variante, pentru CFJ i CCJ, aa cum se arat n figurile de mai jos.


11


12

Sistemul reprezint o perfec ionare a prinderii cu clem SKL 12, asigur condi ii pentru sporirea vitezei de circula ie i poate nlocui sistemul K, necesitnd ns i nlocuirea actualelor traverse de pe re eaua C.F.R. Componentele sistemului sunt : germane DIN. Sistemul atenueaz, datorit elasticit ii componentelor (cleme i plac), impactul de la contactul roat-in, protejeaz celelalte elemente din structura cii mpotriva uzurii ondulatorii a inelor, a destabilizrii pachetului de straturi de sub talpa traversei i suprasolicitrii traverselor. Asigur diminuarea mentenan ei, mbunt irea condi iilor de siguran i confort. Clemele prin redundan asigur, n cazul deteriorrii ramurilor laterale, starea de func ionare pn la nlocuire, datorit intrrii n func iune a ramurii centrale a clemei. Durata de serviciu este estimat la cinci ani. Toate elementele componente sunt supuse testelor de calitate n conformitate cu prevederile DIN, a caietului de sarcini Prinderi elastice pentru SNCFR din 1993 precum i a recomandrilor UIC. ncercrile privind fiabilitatea componentelor sunt dublate de ncercri ale sistemului n laborator i pe sectoare de cale n exploatare. Cleme elastice SKL 14 Opritori Wfp 14k Plcu izolatoare Zw687a aibe de tip Uls7 Dibluri de polietilen Sdv 21

Performan ele componentelor sunt comparate cu cele prevzute n normele


13

SISTEMUL DE PRINDERE WOSSLOH CU CLEME SKL12

Alctuirea sistemului


14

O caracteristic important a acestui sistem este o uoar trecere de la sistemul K, prin nlocuirea cletelui i inelului resort cu o clem elastic Skl 12 i o aib sub capul bulonului. Clema elastic Skl 12 are aceeai caracteristic ca i clema Skl 14. Promovarea acestui tip de prindere pe re eaua CFR poate prezenta avantaje economice foarte importante cu condi iile: verificarea rigidit ii i rezilien ei plcilor existente ale sistemului K cu cele ale S.P. Skl 12; verificarea solicitrii i comportrii buloanelor; testarea ntregului sistem n laborator i pe sectoare de cale n exploatare, ntruct o combina ie dintre elementele a dou sisteme nu conduce la suma avantajelor. SISTEMUL DE PRINDERE PANDROL- FASTCLIP PANDROL- FASTCLIP este un sistem direct de prindere elastic fr folosirea unor buloane de strngere. Elementul de ancorare n traversa de beton este o pies turnat din font. Nu pot fi folosite actualele traverse din beton; toate elementele prinderii sunt performante. Umrul piesei asigur aezarea corect a tlpii inei pe care se sprijin i izolatorul electric. Sub talpa inei se monteaz o plac din cauciuc, material cu mare rezilien , de 10,5 mm grosime. Prezint o siguran n exploatare i o durat de serviciu de minimum 5 ani. Poate fi promovat n nlocuirea tipului de prindere K, cu ocazia efecturii repara iilor capitale. Montarea i demontarea prinderii se face ntr-o ordine bine stabilit.


15


16

Proiectarea ansamblului de prindere a fost fcut n mai multe variante folosind metoda elementului finit. Succesul depinde de starea traversei, a materialului din prism i de men inerea geometriei cii n limitele toleran elor. SISTEMUL DE PRINDERE NABLA Sistemul este din categoria prinderilor elastice, caracterizat prin elasticitate fa de dou axe, perpendicular pe axa cii i normal pe aceasta, datorit bombamentului plcii. Este din categoria prinderilor directe; elementul de ancoraj bulon tirfoneste cel care ac ioneaz piesa de fixare a tlpii inei. Sistemul folosete plci elastice cu grosimea de 4,5; 6,5 sau 9 mm. nurubarea bulonului tirfon se face ntr-o pies metalic ncastrat n travers. Presiunea pe talp se realizeaz datorit deformrii bombamentului cu o for de 1000-1300 daN.


17

Din dorin a de a asigura condi ii de siguran a fost accentuat gradul de complexitate prin nmul irea componentelor i separarea ancorajului de elementele n contact cu talpa inei. Aceast evolu ie nu a fost nso it de mbunt iri notabile ale activit ii de mentenan , aceasta crescnd odat cu numrul de componente. Un sistem rigid de prindere, ntr-o structur care trebuie s fie cvasielastic fr acumulri remanente, nu mai are viabilitate. Se poate spune c pe spirala calit ii am ajuns de unde am plecat, adaptnd noi sisteme directe de prindere, ns la o nou calitate, impus de noile fenomene de interac iune vehicul-cale. Una din problemele care nu i-au gsit nc rezolvare este a elementelor de ancorare, care n continuare afecteaz sec iunea traversei n zona S.P. Adoptarea unor noi sisteme de prindere este o problem de mare rspundere, ntruct pentru


18

succesul acestora trebuie asigurate reabilitarea infrastructurii i o mai bun organizare a mentenan ei. Prinderea elastic are avantajul c permite o mai bun mulare a cii la deforma iile elastice, dar numai n cazul cnd acestea nu depesc anumite limite.

ANEXA 1. Alte sisteme de prindere De la apari ia primei cleme elastice SKL12, tipurile de prindere WOSSLOH au evoluat n func ie de cerin ele utilizatorilor. La o prim evaluare, cea mai avantajoas prindere ar fi prinderea KS cu clema SKL12 i prinderea tip K cu clem SKL12.


19

Tipuri cu prindere direct cu tirfoane:

Variante cu cleme Skl14

premontate Variante cu cleme Skl 15

montate

Sistem 300


20

Tipuri care folosesc amorsare de travers cu buloane (S.336):

Sistem 336 Pentru elastice. calea pe plci i pentru schimbtor se pot folosi prinderi dublu-

Sistem 1403 cu dubl elasticitate


21

Alte tipuri din aceeai familie WOSSLOH cu diferite utilizri.


22


23


24

Prinderi de forma NABLA STEDEF cu plci i cleme elastice cu ancoraje bulon tirfon.

Prinderi cu plci elastice


25

Prinderi cu cleme elastice


26

Prinderi cu plci elastice

Evolutia Sistemelor de Prindere

Documents

Transcript of Evolutia Sistemelor de Prindere