En kurve har radius 800 meter og overhøyde 100 mm. Ytterligere opplysninger er gitt i vedlegg 1.

Transkript

1 Oppgave 1 (20 %) En kurve har radius 800 meter og overhøyde 100 mm. Ytterligere opplysninger er gitt i vedlegg 1. a) Likevektshastighet: v likevekt = R g h = 800 9, , 9m/s 82 km/h s 1500 Maksimalhastighet: v maks = 800 ( 9, , 85 ) 34, 7 m/s 125 km/h 1500 b) L 1 h = 100 p maks 2, 5 = 40m h L 2 v ( dh ) = 34, m dt maks j u L 3 v = 34, 7 0,85 ψ 80 m 0,33 maks Overgangskurvene må være minst 99 meter lange. c) Fordeler og ulemper med krengetog på kurverike baner: Fordeler: Kan kjøre hurtigere uten at de følte sideakselerasjonene blir høyere enn for konvensjonelt materiell. Sparer dermed reisetid. Reisetidsgevinster kan tas ut på eksisterende spor uten alt for mye investeringer. Ulemper: Krengingen kan virke negativt på enkelte - økning i reisesyke. Sporkreftene blir større for tog med krenging enn for samme tog uten krengig og lavere hastighet. Oppgave 2 (20 %) a) Grunnen er at man ønsker større sikkerhetsmargin mot solslyng fordi avsporingssannsynligheten er mye høyere for solslyng enn for skinnebrudd. Ved å legge nøytraltemperaturen høyere enn middeltemperaturen vil de maksimale trykkrefter i skinnene bli mindre enn de maksimale strekkreftene. b) Temperaturendring nøytraltemperatur bruddtemperatur = 21 C (-26 C) = 47 C Skinnespenning når brudd oppstår = 2, 4 47 = 112, 8 N/mm 2. Skinne 60E1 har tverrsnittsprofil = 7686 mm 2. Aksialkraft når brudd oppstår = 7686 mm 2 112, 8 N/mm 2 = 866, 98 kn. Pusteparti = Aksialkraft/ballastmotstand = 866,98 kn / 9kN/m = 96,3 m. 1

2 c) Temperaturendring nøytraltemperatur skinnetemperatur = 210C 70C = 140C. Skinnens utvidelseskoeffisient = 1,15*10-5 m/ Cm Nødvendig forlengelse = 1,15*10-5 m/0cm * 140C * 500m = 0,0805 m = 81 mm Krav til dilatasjonsmerker på rettlinje er min. et merke/80 meter. Dvs. at vi må ha min. 7 dilatasjonsmerker for å kontrollere forlengelsen i dette tilfellet. Oppgave 3 (20 %) a) Tiltak for å redusere totalsetninger: masseutskifting lette fyllmasser kalksementpæler pæler b) Masseutskifting - best egnet ved: Ekstremt bløte topplag (torv og organisk leire) Liten, men variabel mektighet av bløte jordlag over fast grunn I overganger mellom fast og bløt grunn og mellom fylling og skjæring Lette fyllmasser - best egnet ved: Setningsgivende grunn Kalksementpæler - best egnet til å: forbedre bæreevne og stabilitet av bløt og sensitiv leire til dybder inntil meter. Pæler - beste egnet til å: føre lastene fra fyllinga ned til større dybde og mindre setningsgivende lag. (Det holder å beskrive egnethet for ett av tiltakene.) c) Tiltak for å forebygge telehiv på eksisterende bane: Legge inn impregnerte tresviller under ballasten - hensiktsmessig når man har god sportilgang, og det er kort strekning med telehiv Legge inn isolasjonsplater under ballasten - hensiktsmessig når man har tilgang på renseverk, og det er lengre strekninger med telehiv Løfting av sporet - hensiktsmessig på strekninger med tilstrekkelig ballastprofilbredde og høyde til kontakttråd Ballastrensing - hensiktsmessig hvis telehivet skyldes forurenset ballast 2

3 Oppgave 4 (20 %) a) Former for ønsket vegetasjon langs jernbanen: Lavtvoksende vegetasjon som gras, lyng og lave urter. Solide trær som ikke representerer noen sikkerhetsrisiko for jernbanedriften. Vegetasjon som binder jorda og hindrer erosjon. Vegetasjon som vern mot ras (snøras, steinsprang). Vegetasjon som virker som vindskjerm. Oppstammete trær i områder der vilt oppholder seg ofte. Vegetasjon mot uønsket inn-/utsyn. Vegetasjon som del av landskapspleien. Vegetasjon som psykisk støyskjerm. b) Grunner til å foreta vegetasjonskontroll av hensyn til togframføringen: Sikt til signalanlegg Hindre trebrekk/vindfall over sporet Redusere risiko for dyrepåkjørsler (elg) Hindre svekkelse av dreneringsanlegg Hindre rotsprengning Hindre løvfall som medfører glatte skinner Hindre skader på gods (ripeskader fra vegetasjon) Sikre fri sikt til fastpunkter i forbindelse med kontroll av sporets beliggenhet c) Mekanisert vegetasjonskontroll. Fordeler: Stor kapasitet når forholdene er gode Kan kombineres med knusing Skjematisk behandling av lange strekninger Ulemper: Følsom for trafikk Følsom for hindringer Dyr Stiller store krav til kvalitetssikring Begrenset rekkevidde Nødvendig med øvede førere Må suppleres med manuell rydding 3

4 Kjemisk vegetasjonskontroll. Fordeler: Effektiv Billig Ulemper: Miljørisiko Estetiske problemer d) Tiltak for å redusere påkjørsler av vilt: Tuting Blinkende lys Opplysning av områder Viltspeil (reflekser) Luktstoff av rovdyr Senket hastighet Rydding av vegetasjon langs linja Gjerder med faunapassasjer Fôring i sidedaler Bortjaging/skremming Oppgave 5 (20 %) a) Utilsiktet togstopp i tunnel Årsaker til at tog kan stoppe utilsiktet i tunnel: ras strømtilførsel svikter toget stopper av seg selv rødt lys ved signalfeil avsporing sammenstøt For én av årsakene, beskriv tiltak for å forebygge hendelsen (her beskrevet for alle): Ras For å unngå ras må man sørge for en god stabilitetssikring av bergmassen. Sikringen må baseres på grundig kartlegging under driving av tunnelen gjennom krav 4

5 om byggherrens halvtime og bruk av Q-metoden for bergmasseklassifisering og tilhørende sikring. Følgende metoder er vanlige som stabilitetssikring alene eller i kombinasjon: Rensk, maskin og spett Bolter, evt. med fjellbånd Sprøytebetong og bolting Forbolter, opphengt på bue eller i bolter/fjellbånd Armerte sprøytebetongbuer Betongutstøping (erstattet av buer, fortsatt ved svelleleire) Forinjeksjon som stabilitetssikring Strømtilførselen svikter Vedlikehold, tosidig mating av strøm Toget stopper av seg selv Tiltak på rullende materiell for å hindre at bremser går på. Kjøreevnen er høy ved at man bl.a. har beskyttede bremseslanger og passasjeralarm og ikke nødbrems. Rødt lys ved signalfeil Godt vedlikehold på signal Robust togdeteksjon (askselteller) Robuste signalsystemer (pære med dobbeltfilament, elektronisk forrigling) Avsporing Ledeskinner: Ledeskinner er et ekstra sett med skinner i midten (av f.eks. en bro) som skal holde toget på plass i sporet i tilfelle en avsporing. Avsporingskontroll: Jernbaneverket benytter per i dag avsporingsindikatorer som et element/forrigling i sikringsanlegget i tilknytning til stasjoner og tunneler av en viss lengde. Dersom det detekteres en avsporing, viser innkjørings- /utkjøringssignal at toget skal stoppe. God sporgeometri:kontroll ved kjøring av målevogn. Deteksjon, overvåkning Sammenstøt ATC (Automatic Train Control) er et sikkerhetssystem for framføring av tog. Systemet skal hindre at tog passerer rødt lys, og det kan også bygges ut til å hindre at toget overskrider lokale hastighetsbegrensninger. Nødanrop Nødfrakopling av strøm 5

6 b) Tunnelkonsepter Prinsipper rundt to ulike tunnelkonsepter Følgende prinsipielle tunnelkonsept benyttes for dobbeltsporede jernbanestrekninger: Ett stort dobbeltsporet løp med rømningsveier til det fri eller annet sikkert sted for minimum hver 1000 m Ett stort dobbeltsporet løp med parallell service-/rømningstunnel med tverrforbindelse for rømning for minimum hver 1000 m To separate enkeltsporede løp med tverrforbindelse mellom disse for hver 500 m To separate enkeltsporede løp med servicetunnel forbundet med rømningsveier mellom tunnelene Prinsippene er vist i figuren under: Hvordan drift og vedlikehold kan påvirke valg av konsept Vedlikehold i tunneler bør i størst mulig grad utføres i hvite tider for å sikre at trafikken ikke blir berørt (kapasiteten opprettholdes). Vedlikehold av to enkeltsporstunneler krever bruk av skinnegående materiell. Man stenger ett løp, og avvikler trafikken begge veier i det andre løpet. I en dobbeltsporet tunnel kan det være vanskelig å få til vedlikehold på det ene sporet mens driften opprettholdes med full hastighet på det andre. Vedlikeholdstoget gjør imidlertid at svært mye sporarbeid kan utføres godt beskyttet ved en dobbeltsporstunnel med full hastighet i nabospor. De fleste vedlikeholdsoppgaver på kl-anlegg er også fullt gjennomførbart med trafikk på nabospor i dobbeltsporet tunnel, riktignok med nedsatt hastighet. Ved større sporarbeider kan man vurdere å installere et fast skille mellom sporene, enten gjennomgående eller strekningsvis. Ved dette tiltaket 6

7 kan de fleste arbeidsoppgaver utføres på ett av sporene med uhindret trafikk på nabosporet. Ved to løp vil det være mer utstyr som skal vedlikeholdes, og utstyret vil i tillegg utsettes for større belastning i en toløpstunnel enn i en ettløpstunnel pga. mindre tverrsnitt. All vedlikehold vil kreve sportilgang og bruk av skinnegående materiell. En ettløpstunnel gir muligheter for å plassere teknisk utstyr i tilknytning til rømnings-/servicetunnelene slik at adkomst til disse er uavhengig av skinnegående kjøretøy og sportilgang. En servicetunnel gir tilkomst til komponenter og utstyr som skal vedlikeholdes uten sportilgang, og det vil ikke være behov for stengning av tunnelen slik at vedlikehold kan gjennomføres når som helst på døgnet, uavhengig av togtrafikken. Videre kan servicetunnelen benyttes for posisjonering lang sporet, slik at bruk av hvite tider kan optimaliseres og vedlikehold igangsettes raskt. 7