Videoforklaring til kapittel 17: Vedlikehold av jernbanespor

Automatisk transkripsjon. Det skriftlige kapitlet er den autoritative kilden.

Jernbaneinfrastrukturen krever systematisk vedlikehold. Uten dette vil sporgeometrien brytes ned under kontinuerlig trafikkbelastning og miljøpåvikning. For å sikre en trygg og funksjonell togdrift må vi ha nøyaktig kontroll på tilstanden. Vi skal nå gå systematisk gjennom de sentrale ingeniørfaglige tinsipperne for hvordan vi planlegger og utfører dette sporevedlikeholdet. Vi deler denne gjennomgangen i seks hoveddeler. Først ser vi på vedlikeholdsstrategier og

nedbrytningsforløp før vi definerer sporkiometri og de tilhørende toleransegrensene. Deretter kvantifiserer vi tilstanden gjennom sporkvalitetsindeks og k-tal. Så går vi over til de fysiske tiltakene med sporjustering og pakking etterfølt av skinnesliping og ballastvedlikehold. Til slutt analyserer vi spenningskontroll i helseveist spor. Når vi planlegger vedlikehold, derer vi strategiene strengt inn i tre kategorier basert på hva som

utløser dem. Først har vi korrektivt, altså reaktivt, vedlikehold. Dette skjer etter at en feil har oppdaget, eller når en komponent allerede har sviktet. I motsetning til dette har vi forebyggende vedlikehold. Her griper vi inn basert på faste intervaller, eller når tilstandsovervåkningen viser at vi nærmer oss en definert grenseverdi, altså før selvesvikten inntreffer. Den tredje kategorien er forbedringsvilikehold, hvor vi aktivt endrer anleggets i boende pålidelighet ved å fornye eller

oppgradere komponentene. Valget mellom disse er en precis ingeniørfaglig avveining mellom kostnader, nødvendig sportilgang for å utføre arbeidet og den operasjonelle risikoen. For å modellere og forstå levetiden til sporkomponentene bruker vi badekarkurven. Den beskriver svikteraten over tid og deles inn i tre distinkte faser. Den første fasen preges av en avtakende feilrate. Dette er tidlige feil, ofte referert til som barnesikdommer, som for eksempel oppstår når nye komponenter setter seg

eller ballasten konsolideres. Deretter går anlegget over i sin primære og stabile driftsfase, som er karakterisert av konstante og tilfeldige feil. Til slutt kommer den tredje fasen med en raskt økende feilrate. Dette er utslitsfeil. Her bygger det seg opp utmattingsskader, slitage og materialnedbrytning. Når anlegget når denne fasen, er korrektivt ved likehold rett og slett ineffektivt, og en full fornyelse blir nødvendig. Del 2. Sporkiometri og toleransegrenser. Før vi ser

på de spesifikke målingene, må vi etablere den formelle terminologien. Vi skiller helt strengt mellom Banenords tekniske regelverk og den europeiske standarden 1.13.48. bruker begrepene ujevnheter i høyde og pilhøydefeil. I den europeiske standarden tilsvarer disse nøyaktig begrepene langhøyde og sidebeligenhet. For å sikre at vi er helt precise og unngår en hver form for motstrid, vil all videreklassifisering her utelukkende baseres på den korrekte terminologien fra banenord. Den mest

fundamentale geometriske parameteren er sporviden. Dette er ganske enkelt avstanden mellom skinnes innside. Mer precis defineres dette som avstanden mellom de innvendige kjørekantene, målt helt nøyaktig 14 mm under skinneoverkant. På det norske jernbanenettet er den nominelle verdien 1435 mm, og alle feil registreres som et målt avvik fra denne parametern. Bane Nord opererer med detaljerte toleransegrenser for disse avvikene, strengt kategorisert i kvalitetsklasser fra Q0 til Q5.

Grensene gir oss tre handlingsnivåer. Hvis vedlikeholdsgrensen overskrides, skal avvike legges inn i programmet for planlagt forebyggende vedlikehold. Nås tiltaksgrensen må feinen rettes innen bestemt frist for å hindre ytterligere nedbytning. Skulle det målte avvike bryte den umiddelbare grensen, kreves akutt reparasjon. Da innføres det umiddelbart en hastighetsreduksjon som opprettholdes helt til anlegget igjen er innenfor spesifikasjonene. Neste parameter er overhøyde.

Overhøyde er den fysiske høydeforskjellen mellom de to kjøreskinnene i et gitt tversnitt av sporet. Vi finner denne verdien ved å betrakte den vertikale kateten som dannes når skinnens kjøreflate sammenlignes med et helt horisontalt referanseplan. I evalueringen av sporet ser vi ikke bare på den absolutte overhøyden, men vi analyserer de lokale avvikene. Grensene for ujevnheter i overhøyde beregnes som avvike fra den gjennomsnittlige overhøyden over en bestemt målebasis på 20 meter.

Avvikene overvåkes kontinuerlig, og utbedring krever en precis kontrollert justering av den lave eller høye skinnestrengen. En meget viktig parameter som bygger direkte på overhøyde er vindskjevhet. Et spor kan faktisk ha helt akseptabel overhøyde i hvert enkelt målepunkt, men dersom denne overhøyden endrer seg for raskt mellom to punkter, oppstår et kritisk geometrisk avvik. Vindsjevhet er dermed definert som raten av endring i overhøyde over en bestemt målebasis. For toleransekontroll bruker vi målebaser

på henholdsvis 2 og 9 meter. Når vi vurderer en målebasis på 2 meter, forholder vi oss til særdeles strenge toleransegrenser. Årsaken er at vindsjevhet er en betydelig sikkerhetsrisiko. Den kan søre direkte til avlastning av hjulet, og dette gjelder spesielt for rullende materiell med stor torsjonstivhet. Den kontinuerlige diagnostiske målingen av vindsjevet er fundamentet for sikker drift, og danner grunnlaget for absolutte, umidlebare inngrep der kravene ikke innfris. DL3,

spor kvalitetsindeks og K-tal. For å regne ut den aggregerte tilstånden over en definert strekning, og ikke bare for enkeltpunkt, bruker vi standardavvik. Standardavvik for ujevnheter i høyde kalles sigma h, for overhøyde bruker vi sigma r, og for horisontal geometri sigma p. Kombinasjonen av disse gir oss samvirkeverdien sigma s. Vi beregner sigma s som vektorsummen av overhøyde og horisontal geometri. Formålet med denne spesifikke verdien er at en samtidig kombinasjon av avvik i overhøyde og

horisontal geometri representerer en vesentlig mer kritisk belastning på toget enn om feilene opptrer isolert. For å styre ved likeholdet operativt bruker vi k-tallet. Matematisk beregnes dette som k lik 100 multiplisert med brøken LOK delt på L. Her er LOK lengden av strekningen hvor samtlige fire målte standardavviksverdier samtidig tilfredsstiller kvalitetsgrensene for akkurat den hastighetsklassen sporet har. En registrert reduksjon i k-tallet viser oss at vi har et direkte behov for å finne

grunnårsakene kan iverksettes før vi når tiltaksgrensen. Dette krever ryddig planlegging for å sikre nødvendig sportilgang for mannskap og maskiner. Del 4. Sporjustering og pakking. Før vi går i gang med noen fysiske utbedringer, må vi ha data. Feltmåling og tilstandskontroll danner selve premisset for en intervensjon. Her konverterer vi presise diagnostiske geometrimålinger fra spormålevogner til konkrete arbeidsordre. inngrep eksklusivt basert på disse måledatene, som nøyaktig

dokumenterer at en fysisk utbedring faktisk er teknisk nødvendig for å gjenopprette anlegget toleranser. Som samlebetegnelse for selve arbeidet med å korrigere geometrien bruker vi sporjustering. Rent spesifikt innebærer dette både høydejustering og sidejustering. For at posisjonen skal holde seg stabil, utfører vi deretter pakking. I denne operasjonen bruker en pakkemaskin et eget pakkeaggregat med vibrerende pakkelaber. Posisjonen løfter stufkorrekt geometri, Vi kan løpe ballasten

direkte under svillene for å sikre at vi oppnår optimal bærekapasitet i infrastrukturen. Del 5. Skinnesliping og ballastvidlike hod. Skinnens kjøreflate brytes også ned, og her ser vi hvordan geometrien til de periodiske slitasjemunstrene, kalt riffler, forbedres radikalt etter skinnesliping. Forebyggende skinnesliping går ut på å fjerne et tynt overflateskikt på omplent 0,1-0,3 mm. Formålet er å hindre at rullende kontaktutmatelse over hodet initieres. Kreves det derimot korrigerende slipping

for å ta bort etablerte overflatte sprekker, må maskinen gå vesentlig dypere. I disse tilfellene består beslutningen av en strengt matematisk beregning hvor fjerning av materialfeil balanseres mot å bevare skinnens resterende strukturelle levetid. Del 6. Spenningskontroll i helseveist spor I et helseveist spor er temperaturkontroll kritisk. For å sikre at sporet ligger spenningsfritt ved en bestemt temperatur, utfører vi en operasjon kalt nøytralisering. Dette er en fiksert

firetrinsprosedure. Trinn 1. Skinnen kappes og alle befestinger frigjøres for å sikre fullstendig fri bevegelse i lengderetningen. Trinn 2. Skinnelengden tilpasses nøyaktig, enten mekanisk ved bruk av strekkeapparat, eller rent termisk, slik at den samsvarer med anleggets definerte nøytraltemperatur. Trinn 3. Sporet festes tilbake med den kalibrerte forlengelsen, og dette gjøres konsekvent fra midten og ut mot kappestedet. Trinn 4. Kappestedet sveises normalt ved hjelp av en aluminiotermisk sveis.

Dersom denne spenningskontrollen utføres feil, forskives nøytraltemperaturen permanent. Resultatet er en kraftig forhøyet risiko for livsfarlig solsling i sommervarmen eller skinnebrudd ved strengkuldet. Helt til slutt må vi plassere dette i et større perspektiv, for å belyse hvordan precis toleransekontroll styrer jernbanets totale livssykluskostnader, eller LCC. Gjennom nytidig diagnostisk sporing og en disiplinert etterlevelse av interversjonssyklusene, fjerner vi variabilitet i

nedbrutningsforlappet. Når vi utfører forebyggende tiltak på nøyaktig rett tilspunkt, som optimalt planlagt bruk av pakkmaskin for sporjustering eller systematisk skinneslipping, utsetter vi tidspunktet for nødvendig full fornyelse drastisk Den aller laveste livssykluskostnaden for samfunnet oppnås ut av mykkene når vi benytter formelle, ingeniørfaglige vurderinger til å balansere disse inngrepene direkte mot det faktiske og målte behovet i infrastrukturen