PAGE

1. Aspecte constructive i urbanistice ale amplasrii liniei cale

1.1. Noiuni generale Un ora modern, cu o economie dezvoltat i cu cerine majore social-culturale, nu poate fi conceput fr ci de comunicaie i transport public urban de cltori bine organizat. ntre sistemele de suprafa ale transportului public urban de cltori, tramvaiul ocup un loc principal n preluarea fluxurilor mari de cltori, avnd cele mai mici costuri de exploatare i fiind nepoluant dup ultimele soluii tehnice folosite n construcia sa. Aa se explic faptul c la ora actual, tramvaiul, ca mijloc de transport urban, a renscut pe plan mondial.Sigurana n circulaie a tramvaiului modern, fiabilitatea echipamentelor sale, mecanice i electrice, costurile relativ reduse de ntreinere i reparaii, nivelul redus de poluare fonic, sunt determinate n mare msura de construcia i starea tehnic a cii, pe care acesta ruleaz. De aceea, dezvoltarea n continuare a tramvaiului depinde esenial de sigurana n funcionare a ntregii gospodrii de cale.Aceast cerin poate fi ndeplinit numai pe baza aciunii de aducere a cilor existente de tramvai ntr-o stare normal de exploatare i modernizare a acestora, aplicnd pe scar larg soluii noi constructive, cu elemente componente din beton, aparate de cale turnate, rezistente la uzur i care asigur o trecere mai lin a materialului rulant, precum i mecanizarea complex a lucrrilor de construcie, reparaii i ntreinere. O atenie deosebit trebuie acordat scurgerii apelor meteorice de la suprafaa cii, ermetizrii mbrcminii acesteia, pentru ca apa s nu ptrund la infrastructur, precum i drenrii apelor ce ptrund la fundaie. n final, toate aceste aciuni vor conduce la reducerea costurilor de ntreinere i reparaii i la o mai bun servire a populaiei, care beneficiaz de serviciile transportului urban de cltori.1.2. Studiul de amplasament Necesitatea i oportunitatea construirii unei ci noi de tramvai, trebuie s rezulte dintr-un studiu de transport n comun, corelat cu cerinele de dezvoltare ale oraului i studiul de circulaie.

Alegerea amplasamentului cii este determinat de posibilitile tehnice i economice de execuie a acesteia, care trebuie s rezulte dintr-un studiu de amplasament.Acest studiu trebuie s aib n vedere urmtoarele:- categoria strzilor, intensitatea i compoziia traficului conform cu studiul de circulaie;- prevederile schiei de sistematizare a zonei, dac exist ;- natura terenului rezultat din studiul geotehnic i regimul apei freatice;- posibilitile de ncadrare n profilul longitudinal i transversal al strzilor, rezultate din ridicrile topografice;- amplasarea instalaiilor edilitare subterane i aeriene;- natura i situaia sistemului rutier al strzilor existente;- intersecii la nivel sau denivelate, acces la industrii, proprietai, etc.;- specificul i caracterul arterei n ansamblul arhitectural al localitaii (zona central comercial aglomerat, istoric, de agrement, etc.);- legarea zonelor industriale de cartierele de locuine, de pieele i zonele comerciale, grile de cale ferat i autogrile, etc.;- posibilitai de alimentare cu energie electric.Pe baza acestui studiu de amplasament se trece la elaborarea studiului de fezabilitate i apoi la proiectul tehnic i detalii de execuie.1.3. Cerine tehnice privind construcia cilor de tramvai 1.3.1. ncadrarea cii n profilul transversal al strzilor Calea tramvaiului clasic se amplaseaz central pe strzi de categoria I-a, figura 1.1.a i categoria a II-a, figura l.1.b, ncadrat n numrul benzilor, la nivelul carosabilului acestora, n scopul utilizrii zonei tramvaiului i pentru circulaia general. La amplasarea central, staiile de urcare i coborre, se pot amenaja cu refugii pentru pietoni. Pe strzi de categoria a II-a, calea mai poate fi amplasat i lateral, fig.1.1.c. Pentru degajarea circulaiei i sporirea gradului de securitate, calea de tramvai este recomandabil s fie amplasat, pe ct posibil, n platform proprie. Cile n platform proprie pot fi amplasate pe partea central a strzii, la acelai nivel, sau denivelat, cu sau fr stlpi ntre ci la care platforma are o lime de 7 m. n staiile cu refugii pentru pietoni, limea platformei este de 9,1 m. Pentru soluiile cu stlpi la mijloc trebuie obinute aprobri prealabile.La amplasarea denivelat, nivelul superior al inelor trebuie s se situeze deasupra mbrcminii carosabilului cu 15...20 cm.Amplasarea cilor de tramvai n platform proprie este recomandat, dac carosabilul are lime suficient, asigurndu-se pentru fiecare sens de circulaie o lime minim de 9 m i cu amplasarea staiilor la distane de peste 400 m.Platformele la nivel vor fi delimitate prin marcaje cu borduri ngropate sau benzi vopsite.n funcie de tipul constructiv al cii, platformele denivelate pot avea mbrcmintea din plci uoare de beton armat sau din piatr spart.

Mai nou, n Germania i alte ri se utilizeaz mbrcmini cu gazon, care dau un aspect general mai plcut al strzii.Amplasarea cilor de tramvai pe o singur parte a strzii, n platform proprie, poate fi fcut dac servesc zone industriale periferice i n jur nu sunt locuine, poduri, riviere, parcuri, strada nu are intersecii i nu se ntretaie fluxul de baz al celorlalte mijloace de transport.Amplasarea lateral, lng trotuare, a cilor de tramvai, dei asigur urcarea i coborrea cltorilor direct de pe trotuar, fr s traverseze benzile de circulaie, totui, nu elimin pericolul pentru pietoni i echipajele care intr i ies din cvartalele de locuine. n acelai tirnp, un asemenea amplasament, ngreuneaz nscrierea curbelor la intersecii, face imposibil accesul vehiculelor auto la trotuare i ngreuneaz operaiunile de incrcare i descrcare a vehiculelor de marf.Amplasarea central n platform proprie a cilor de tramvai are avantajul c trarnvaiul nu ntlnete obstacole din partea celorlalte mijloace rutiere de transport.

Fig.1.1. Amplasarea liniei cale pe categorii de strzi n scopul reducerii aglomerrii stradale de pe magistralele oraelor i din centrul acestora, s-a extins amplasarea cilor de tramvai n tunele subterane la mic adncime, figura 1.2. Dac condiiile locale permit, cile de tramvai pot fi amplasate i n debleu sau pe estacade, figura 1.3.

Fig.1.2. Amplasarea liniei cale n tunele subterane

Fig.1.3. Amplasarea liniei cale pe estacade1.3.2. Profilele transversal i longitudinal ale cii de rulareProfilul transversal al cii de tramvai se proiecteaz n asemenea condiii nct s se asigure scurgerea rapid a apelor de pe suprafaa zonei cilor. n acest scop, i se d cii o nclinaie spre exterior, dup profilul transversal al strzii. Aceast nclinaie are o valoare n jur de 10 mm, reprezentnd diferena de nivel dintre cele dou ine. Pe axa carosabilului strzii, care are un profil concav nu se admite amplasarea cilor de tramvai. n curb, nclinarea cii depinde de raza curbei i se schimb n funcie de supranlarea inei exterioare fa de cea interioar.Profilul longitudinal al cii de tramvai, amplasat n carosabil, trebuie s se ncadreze n cotele profilului carosabilului strzii. n cazul cilor pe platform proprie aceast condiie este obligatorie doar la interseciile de strzi i s nu stnjeneasc accesul la proprietile limitrofe. Declivitatea maxim admis a cilor de tramvai, de pe teritoriul oraului, este de 5 %, iar n cazuri speciale, maximum 6 %. n depouri i la capetele de linii, declivitatea maxim admis este de circa 0,25 %.1.4. Dimensiuni n plan i gabaritice ale cii Pentru sigurana n circulaie a tramvaielor este necesar ca toate construciile i instalaiile din apropierea cii s fie amplasate la anumite distane fa de aceasta. De altfel, nicio parte a tramvaiului nu trebuie s depeasc dimensiunile stabilite. Conturul transversal limit, din care materialul rulant nu trebuie s ias cu niciun punct de pe periferia sa, se numete gabaritul materialului rulant.Conturul n planul normal pe cale, care reprezint spaiul necesar pentru trecerea n siguran a gabaritului mobil al materialului rulant, care circul pe cale i nuntrul cruia nu trebuie s ptrund nicio parte a vreunei construcii alturate cii, poart denumirea de gabarit de liber trecere.ntre gabaritul materialului rulant i cel de liber trecere se .las un spaiu liber, care este interzis s fie ocupat, constituind spatiul de siguran.Dimensiunile principale de gabarit ale materialului rulant sunt:- Limea zonei de lucru a pantografului - 1.800 mm- Limea caroseriei 2.500 mm- Inlimea maxim a materialului rulant 3.500 mm- Inalimea minim a poziiei pantografului 4.200 mm- Inlimea minim de lucru a pantografului 4.550 mm -Inlimea uzual de suspendare a firului de contact 5.600 mm Conturul gabaritului de liber trecere se situeaz n jurul gabaritului materialului rulant, care se mrete cu 500 mm pe lateralele caroseriei i cu 400 mm, n jurul gabaritului pantografului, aa cum se vede n figura 1.4.Dimensiunile de gabarit ale cii de tramvai n aliniament i n staii, cu i fr stlpi pe mijloc, au urmtoarele valori:- ntre caroseria vagoanelor de tramvai 500 mm- ntre caroseria vagoanelor de tramvai i construcii sau obiecte alturate, n linie curent 500mm- ntre caroseria vagonului i latura stlpului dintre linii 300 mm- ntre caroseria vagonului i echipamentele fixe pe peroanele staiilor de oprire pentru pietoni 750 mm ntre caroseria vagonului i cantul bordurei platformei refugiului de pietoni 60 mm Dimensiunea transversal, la baza stlpului se consider de 400 mm.

Fig. 1.4. Schema de gabarit pentru tramvaiLimea zonei de siguran a cilor de tramvai n aliniament i a distanei dintre axe, n funcie de amplasamentul cii i al stlpilor, pentru reeaua de contact, este redat n tabelul 1.1. Tabelul 1.1Amplasamentul cii Limea spaiului de siguran Distana minim

a cii duble [mm] ntre axele cilor [mm]

La acelai nivel cu carosabilul

i fr stlpi ntre ci:

- fr refugiu de pietoni 6500 3000

- cu refugiu de pietoni 8620 3000

Pe platform proprie:

- fr stlpi ntre ci 6500 3000

- cu stlpi ntre ci 7000 3000

- fr refugiu de pietoni 3500

- cu refugiu de pietoni 3500Gabaritele de material rulant i de liber trecere trebuie s fie simetrice n raport cu axa cii de rulare. Gabaritele pe nlime se msoar de la cota zero - nivelul superior al capului inelor.Distanele minime de siguran, n mm, ale cii n aliniament, de la axa acestuia pn la diferite construcii sunt prezentate n tabelul 1.2 :Tabelul 1.2Distana pn la : Linii definitive Linii provizorii

ecartament normal [mm]ecartament ngust[mm]ecartament normal [mm]ecartament ngust

[mm]

Cldiri de locuit, administrative i industriale

3.7503.6002.7502.600

- Zidurile construciiior nelocuibile, garduri, mprejmuiri cu lungime peste 2 m 2.750 - 2.2502.600 - 2.1002.250 2.100

- Faetele zidurilor, tunelurilor, picioarelor viaductelor, parapetelor, podurilor i viaductelor2.2502.100

- Trotuar sau bordura acestuia, n cazul cnd linia are platform proprie sau este nglobat n carosabil1.85017001.5501.400

- Muchia stlpilor plantai pe partea exterioar a cii2.3502.200

- Muchia stlpilor de sustinere a reelei de iluminat i ai reelei de contact, n zona depourilor2.2502.100

-Muchia stlpilor dintre ci, din zona depourilor2.2502.100

- Porile deschise de la intrarea n curtea depourilor1.8501.850

- Porile deschise ale halelor depourilor - depouri existente - depouri noi1.550 - 1.8501.400 - 1.850--

1.5. Ecartamentul n aliniament al cii de tramvai Dimensiunea constructiv de baz a cii este ecartamentul, care reprezint distana dintre feele interioare ale capului inelor, exprimat n mm i msurat n planul ecartamentului care este situat pe linia de ghidare a perechii de roi, de ctre capul inei, la 9 mm sub nivelul suprafetei de rulare. Cel mai rspndit ecartament este cel de 1435 mm , adoptat pentru prima dat la locomotive n Anglia. Exist ecartamentul de 1.524 mm n Rusia i diferite ecartamente nguste, ca de exemplu, cel de 900 mm din oraul Linz, din Austria, cel de 1.000 mm pe unele linii din Germania i alte orae din Europa, iar la noi n ar n Arad i Iai. Liniile noi se construiesc numai cu ecartament normal.Pentru cile de tramvai n aliniament, cu in nou cu canal, sau tip cale ferat, cu ecartament normal sau ngust, se admit abateri doar n sensul micorrii acestuia pn la 2 mm. n cazul inelor uzate, se admit abateri doar n sensul creterii ecartamentului, de pn la 10 mm.n Germania, normele stradale BO-Strab '81, prevd o plaj a abaterilor de la ecartamentul regulamentar, ntre -5 i + 10 mm.Din cercetri s-a stabilit c sub sarcina materialului rulant ecartamentul cii crete cu 1... 2 mm, prin mpingerea elastic a inelor de ctre roi.

d

e6r

Jo Fig.1.5.ina cu canalPrin alipirea buzei unuia dintre bandaje la capul de in, ntre cellalt bandaj i in se formeaz un interval , care exclude blocarea roilor.Din figura 1.5 se observ c valorile extreme, maxime i minime, se pot determina cu relaiile : (1.1)

(1.2)unde: e valoarea maxim respectiv minim a ecartamentului ciiA - mpingerea elastic a inelor sub sarcina vagonului de tramvaier - ecartamentul perechii de roig - grosimea buzei bandajului nou, n planul ecartamentuluid, dmin - distana interioar dintre bandaje, maxim i minim;n cele mai nefavorabile condiii, rmne spaiul necesar ntre buza bandajului i suprafaa interioar a capului inei. Cu ct este mai mare acest spaiu, cu att sunt mai mari unghiul de atac al roii la in, mrimea forelor orizontale transversale, tensiunile de contact, alunecarea forat a bandajului pe in. Toate acestea implic creterea consumului de energie la mers, creterea uzurii bandajelor i a inelor i corespunztor creterea costurilor de reparaii a cii i a vagoanelor de tramvai. 1.6. Puncte finale i staii Punctele finale din reeaua de cale contribuie n mare msur la buna desfurare a circulaiei tramvaielor. De aceea, acestea trebuie s fie astfel construite, nct s asigure: ntoarcerea tramvaielor la 180 fr manevre suplimentare; activitatea nestnjenit a tramvaielor de pe diferite trasee, care au capt n acelai punct final; posibilitatea scoaterii din circulaie a tramvaielor cu defeciuni minore, n scopul remedierii - platforme separate pentru coborrea i urcarea cltorilor.Punctele finale, att a cilor simple, ct i duble, se proiecteaz sub form de bucl sau circulare, pe ct posibil n afara carosabilului strzii i fr intersectri suplimentare a acestora. Construirea punctelor finale sub form de triunghi sau linie moart nu sunt recomandate deoarece implic manevre suplimentare sau vagoane cu comand la ambele capete. Scheme de puncte finale sunt prezentate n figura 1.6 :

Fig.1.6. Puncte finale pentru trasee de linii2. Elementele componente ale cii de tramvai 2.1. Infrastructura cii Infrastructura este partea component a cii, alctuit din terasamente, lucrri de consolidare i protejare a lor i instalaii de drenare a apelor.2.1.1. Date constructive ale terasamentului Terasamentul cii de tramvai l constituie zona cu solul nivelat i consolidat, n conformitate cu planul i profilele transversal i longitudinal ale cii. El are ca scop:-preluarea sarcinilor de la materialul rulant prin intermediul suprastructurii cii i repartizarea lor uniform solului natural, cu reducerea corespunztoare a presiunilor specifice;-uurarea condiiilor de evacuare a apei; -asigurarea unei suprafee bine nivelat i compactat pe care se amplaseaz suprastructura cii.Dependent de configuraia terenului i amplasamentul cii n rama stradal, terasamentul are construcie diferit n profil transversal. Profilul transversal al terasamentului n carosabil poate fi: cu nclinaie spre centru sau cu o singur pant. La calea n carosabil (figura 2.1), terasamentul poate fi sub forma de:

a. - cuv cu dubl nclinaie spre centrub. - cuv cu dubl nclinaie din centru spre lateralc. - cuv cu o singur nclinaie.Suprafaa terasamentului pe care se aeaz suprastructura cii se numete platform de baz. Profilele transversale ale terasamentului sunt caracterizate de limea i forma platformei de baz, nclinaia taluzurilor, amplasarea instalaiilor pentru drenarea apei, amplasarea stlpilor reelei de contact, nlimea rambleului, adncimea cuvei sau a debleului etc.

Fig. 2.1. Profilul transversal al terasamentului2.1.2. Solul terasamentului Calitatea terasamentului cii este determinat de compoziia solului i de execuia corect a lucrrilor. Indicatorii proprietilor fizice i mecanice de baz ai solului sunt dai de ctre tipul de roc i dimensiunile particulelor din care este constituit.n construcia terasamentului cii se admite utilizarea fr nicio limitare a urmtoarelor soluri: din stnc frmiat preliminar, nisipoase de granulaie mare, argile nisipoase uscate, zgur metalurgic.Nu se utilizeaz soluri argiloase umede, soluri srate, nisip nmolos sau cu turb, soluri de umplutur, cu resturi putrede de plante etc., deoarece sunt considerate soluri slabe care se taseaz sub aciunea forelor mari transmise de materialul rulant.Rezistena solului este caracterizat prin presiunea specific admis la care nu se produce tasare, cu o valoare minim de 2...2,5 daN/cm. n cazul cnd nu se respect aceast condiie sunt necesare msuri de ntrire a solului, prin nlocuirea solului slab cu sol rezistent, prin legarea solului cu liani organici sau anorganici, ca de exemplu praf de var sau zgur, pe o adncime de circa 10 cm. Proprietatea solului de a permite penetrarea apei este foarte important pentru terasamentul cii. Penetrabilitatea solului depinde de granulaia sa astfel: cu ct este mai mare granulaia cu att apa penetreaz i se scurge mai rapid, cum este cazul solurilor nisipoase. Deformaiile terasamentului sub form de albii (cazul a), respectiv de pungi (cazul b) sunt reprezentate n figura 2.2.

Fig. 2.2 . Deformaiile terasamentuluiCondiiile de calitate ale terasamentului sunt deosebit de importante n cazulliniilor de tramvai cu pat comprimat, din piatr spart i suprastuctura cu ine petraverse sub care exist concentraii mari de fore. n cazul liniilor pe plac continu debeton sau pe plci din beton pretensionat, fenomenul de tasare al terasamentului estemai puin posibil, deoarece forele ce provin de la materialul rulant se repartizeazpe o suprafa mult mai mare i deci presiunea specific este mult mai mic.

2.2. Suprastructura cii Prin suprastructur se nelege partea din ansamblul cii de rulare a tramvaielor alcatuit din ine, traverse, plci de beton, prisrna de piatr spart, longrine, rame, aparatele speciale de cale, elementele de insonorizare i amortizare a vibraiilor, precum i mbrcmintea cii. 2.2.1. Fundaia ciiPrisma de piatr spart sau alte elemente de construcie, pe care se aeaz inele, formeaz aa-zisa fundaie a cii. Ea este amplasat pe infrastructur i poate constitui o caracteristic a tipului constructiv de cale. Importana ei este deosebit, ntruct preia sarcinile de la materialul rulant i le transmite uniform terasamentului.Construcia fundaiei trebuie s asigure nu numai stabilitatea i durabilitatea cii, ci i respectarea amenajrii generale stradale. De aceea, construciei fundaiei i se impun urmtoarele cerine: s fie suficient de stabil sub aciunea forelor de la materialul rulant, s nu aibe tasri i s nu faciliteze ndoirea inelor care ar produce distrugerea mbrcminii rutiere. De asemenea, trebuie s prezinte rezisten la intemperii, trebuie s prezinte o oarecare elasticitate pentru a asigura o rezisten maxim mpotriva uzurii inelor, reducerea loviturilor i a zgomotului provocate de deplasarea materialului rulant. Trebuie s fie permeabil pentru apele de suprafa i din sol, n cazul liniilor pe platform proprie i fr mbrcminte, iar n cazul liniilor din carosabil, s nu fie permeabil pentru apele de suprafa. Materiale utilizate pentru fundaie sunt: nisip, pietri, piatr, piatr spart, balast, zgur metalurgic, traverse din lemn, traverse din beton, beton, bitum. La alegerea tipului de fundaie pentru cile de tramvai, trebuie avut n vedere urmtorii factori: intensitatea circulaiei tramvaielor; viteza de circulaie; sarcinile transmise cii de ctre materialul rulant; rezistena solului din terasamentul cii; categoria strzii i cerinele de ncadrare n profilul ei transversal; sistemul de amplasare i posibilitile de separare a cii de rulare de restul mijloacelor de transport; tipul de mbrcminte al strzii .Dup elementele principale ce intr n componena fundaiilor, acestea se pot clasifica astfel: - din piatr sau nisip, cu traverse, rame sau longrine; din traverse, balast i plci din beton; din plci i balast; din plci sau longrine.Dup gradul de rigiditate, fundaiile se mai clasific n: nerigide, semirigide i rigide.2.2.2. Tipuri constructive de traverse din beton armat Traversele sunt elementele care transmit sarcinile statice i dinamice de la ine la balast, fiind puternic solicitate. Asigur ecartamentul i stabilitatea.

Condiiile impuse traverselor sunt:

rezisten mare;

elasticitate suficient pentru atenuarea ocurilor;

aderen bun la balast, pentru mpiedicarea alunecrii laterale (deripare) sub aciunea vehiculului;

repartizarea uniform a sarcinilor pe balast ( prisma cii ).

Dup felul materialului, traversele sunt din:

lemn de fag, stejar sau brad, impregnate cu azot, uoare, elastice, izoleaz fonic, cu masa de 60-90 kg i se nlocuiesc mai uor, de aceea se prefer la ncruciri i macaze;

beton armat precomprimat, care se utilizeaz tot mai frecvent, fiind mai rezistente ( se utilizeaz 60...80 ani), ns fiind mai rigide se monteaz un strat elastic sub ine.

Tipul de baz al traverselor din beton armat, att la noi n ar ct i n strintate, este traversa monobloc din beton pretensionat.La noi n ar, traversele din beton armat pentru ina cu canal nu sunt standardizate, ele executndu-se dup cerine n diferite orae.O asemenea travers din beton armat, pentru ina tv, este prezentat n figura 2.3, avnd o lungime de 2240 mm, limea bazei de 200 mm, limea de la partea superioar de 140 mm, nlimea de 160 mm, iar masa de 154 kg. n cazul cilor cu ecartament ngust, lungimea traversei este de 1800 mm.Recent, R.A.T. Bucureti a elaborat o travers nou bibloc, utilizat pentru montarea inelor tip 49 B, cu sistem de prindere tip K.Durata de utilizare a traverselor de beton depinde de factorii constructivi i de exploatare i se apreciaz, n medie, la 50 de ani. n Germania, se apreciaz o durat minim de utilizare a traverselor de 60 de ani.

Fig. 2.3. Travers din beton armat, pentru ina tv 2.2.3. inele

inele constituie elementele care susin i ghideaz vehiculele n direcia cii, suport direct sarcinile i le transmit traverselor. Trebuie s ofere suprafa de rulare i de ghidare continu i neted. Profilul inei este dat de forma seciunii transversale i a evoluat n decursul anilor, generalizndu-se tipul cu talp lat tip Vignole (figura 2.4), compus din trei pri principale: 1) capul inei (ciuperca);

2) inima inei ;

3) talpa inei .

Tipul inei se apreciaz dup masa pe metru liniar , aa cum se prezint n tabelul 2.1:

Fig. 2.4. ina clasic tip Vignole

Tabelul 2.1

Denumire

< 18ine uoare

18-30ine mijlocii

> 30ine grele

Cu creterea masei liniare crete i momentul de inerie al seciunii transversale, deci rigiditatea.

Datorit presiunilor mari inele se uzeaz i se deformeaz remanent. Se realizeaz din oel carbon de calitate, tenace i rezistent la uzur (r=700.900 MPa), avnd n compoziie 0,4...0,6 % C, min. 0,6 % Mn, max. 0,3 % Si, max. 1 % S+P. Se monteaz cu nclinaia de 1/20 sau 1/40 spre interior, egal cu nclinaia suprafeei de rulare a bandajelor.

inele se lamineaz la lungimi de 12,5; 22,5; 25 sau 30 m. Pentru asigurarea trecerii roilor de la un capt de in la altul, inele se mbin prin joante. Joantele asigur continuitatea feelor active ale ciupercii inelor, transmiterea forelor ntre cupoanele vecine i dilatarea acestora. Pragul vertical admis: 1 mm n linie curent i 2 mm n staii. Nu se admit praguri orizontale.

Asamblrile capetelor de in la transportul urban pe in se fac cu plcue de asamblare (uor deformabile).

La joantele cu plcue de asamblare, capetele inelor se deformeaz: apare tasarea de 2.....3 mm (de 1,25....20 ori mai mare fa de ina continu) i rotirea capetelor, cu unghiul minute, ceea ce conduce la ocuri.

La construcia cilor de tramvai se utilizeaz urmtoarele tipuri de ine, prezentate n figurile 2.5 i 2.6.

inele cu canal se utilizeaz la cile construite n carosabilul strzilor, pentru circulaia tramvaiului, peste care circul i vehiculele rutiere.

Fig. 2.5. Dimensiuni uzuale pentru ina cu canalinele cu canal poate fi de mai multe tipuri. Caracteristicile de calcul funcie de tipul inei i ara productoare sunt prezentate n tabelul 2.2. Tabelul 2.2Tipul ineiP Kg/m2A cm2Modulul de rezisten Wx cm5Momentul de inerie

l cm4ara

captalplxly

404050,955172,09180,221144,4184Romania

4949,4362,97240,3248,21819320Romania

S4140,9558,97 "3 196,0200,51368260Germania

S4949,4363,0240,2248,21819320Germania

P4344,6557,02081489-Rusia

P5051,6365,9248_2018-Rusia

n Romnia se utilizeaz, n general, inele tip 40 i tip 49, prezentate n figura 2.6.

O cretere a rezistenei n exploatare a inelor se asigur prin tratamentul termic al acestora: clire n profunzime sau superficial folosind cureni de nalt frecven.

Suprafaa de rulare este mult mai rezistent la uzur, reducnd n acelai timp i posibilitatea formrii uzurii ondulatorii, mai ales la aezarea inelor pe plci din beton cu rigiditate mare. In acest sens se folosete procedeul HSH (procedeu de nalt durificare), de ctre firma VOEST-ALPINE din Donawitz, Austria. Duritatea de pe suprafaa de rulare a ciupercii atinge valori de 366-377 HB, iar rezistena la rupere este de 132,8 daN/mm2.

La baza metalurgic a tehnologieie HSH st oelul de calitate S 900 A, iar datorit rcirii accelerate a ciupercii ntr-o baie sintetic, la finalul procesului de laminare, se obine o microstructur de perlit lamelar fin, care posed o rezisten ntre 1170 i 1350 N / mm2 Pentru calea de tramvai , firma produce dou sorturi calitative :

inele HSH L , care se pot ncrca prin sudur

inele HSH ultra dure, nereparabile, care funcioneaz pe principiul folosete i arunc. Caracteristicile de calcul ale inelor tip 40 i tip 49 , prezentate mai jos, sunt urmtoarele:

Fig. 2.6. Dimensiuni uzuale pentru ina tip Vignole2.2.4. Sisteme de prindere a inelor Dup modul cum se fixeaz ina pe elementele fundaiei, sistemele de prindere pot fi: directe, indirecte i speciale.La sistemele directe, ina se fixeaz direct de elementul fundaiei mpreun cu placa rnetalic de baz. La cele indirecte, placa se fixeaz de elementul fundaiei, iar ina de plac prin piese diferite. Odat cu elaborarea i introducerea n exploatare a unor noi sisteme de fundaii i de suprastructuri, s-au lrgit funciile sistemelor de fixare i cerinele acestora.La sistemele de fundaii din elemente de beton, pentru reducerea rigiditii cii, sistemele de fixare trebuie s prezinte elasticitate i s cuprind un element elastic, amortizor. Pentru reducerea curenilor de dispersie, de asemenea trebuie prevzute elemente de izolare n sistemele de prindere.In mod concret, sistemele de fixare a inelor trebuie s asigure prinderea sigur a inelor de elementele fundaiei, pstrarea ecartamentului i posibilitatea de reglare a acestuia, durabilitate, preluarea elastic a ocurilor dinamice, posibiliti de reglare a nlimii inelor, s fie simple, cu elemente componente putine i uor de realizat.2.2.4.1. Sisteme directe de prindere

Sistemele directe de prindere pot fi fr sau cu plac de baz.

La primele sisteme, ina se aeaz direct pe traversa de lemn 1 i se fixeaz de aceasta prin crampoanele 2, nfipte n travers (figura 2.7, punctul a) i prin tirfoanele 2 (figura 2.7,punctul b).

Fig. 2.7. Prinderea direct rigid

a cu crampoane; b cu tirfoaneTirfoanele se fabric n dou tipuri, B2 pentru traverse de lemn i B5 pentru traverse de beton. Acestea se deosebesc ntre ele prin lungime i forma filetului.

La cile de tramvai n carosabil, cu plac continu de beton monolit, construit n Timioara, s-au conceput dou sisteme de prindere.

Sistemul este constituit dintr-o armtur 1, compus din o plac de oel de 10 x 100 x 350 mm, n care se sudeaz 2 piulie duble 2, i ancorele 3 pentru ncastrarea n beton. Clema arc 5 din oel arc se strnge pe talpa inei prin urubul 6 , prin intermediul unei aibe. Sub talpa inei se pune o band continu din cauciuc striat groas de 12 mm.

Fig. 2.8. Prindere direct cu cleme elasrice i uruburi nclinate (Timisoara)Pentru prinderea inelor n jgheaburile metalice ale plcilor din beton precomprimat sau alte jgheaburi, sistemul de prindere este cu urub nclinat i clem elastic, avnd buloanele 1 care se nurubeaz n piuliele duble 2, sudate cu o nclinaie de 60o de armtura 3, ncastrat n placa de beton. urubul apas talpa inei prin intermediul clemei elastice 4, confecionat din oel arc de 6 x 70 mm. Sub talpa inei se amplaseaz o band striat de cauciuc 5, groas de 12 mm.

Fig. 2.9. Prindere direct cu cleme elastice tip W (Germania)

Acelai sistem de prindere funcioneaz n transportul urban din Austria, sub denumirea de WFP 3 sau 3B, unde sub clema 3 se pune o folie 4 din polietilen care la sistemul mai sus prezentat lipsete.2.2.4.2. Sisteme speciale de fixare a inelor n cadrul acestor sisteme putem ncadra pe acelea care fixeaz ina n jgheaburile plcilor, prin elemente deosebite de cele folosite n mod curent.

n Ungaria a fost elaborat sistemul de fixare elastic, prin profile de cauciuc, montate prin presare (figura 2.10, punctul a). ina monobloc 1 se aeaz n jgheabul metalic 3, ncastrat n placa 5, din beton precomprimat, pe banda 4 din cauciuc ripsat. Lateral, prin presare, se introduc cordoanele 2 de cauciuc, ce fixeaz poziia inei.

Fig. 2.10. Prindere cu cordoane de cauciuc (Budapesta)

Sistemul prezint elasticitate i asigur izolarea electric a inelor. n figura 2.10, la punctul b, este prezentat seciunea cordonului.

Cordonul de cauciuc trebuie s ndeplineasc urmtoarele condiii tehnice: duritate - 60 ( 5 uniti Shore; rezisten la rupere - 10 N/mm2; alungirea relativ la rupere min. 300%; scderea alungirii la rupere max. 25%; pondere din rezistena la traciune i alungirea relativ la rupere max. 20%; temperatura limit de nefiabilitate 40o C.

Prin verificarea stabilitii ecartamentului fcut n Berlin, la liniile experimentale, a rezultat o lrgire maxim de 2 mm i o ngustare maxim de 4 mm, care nu se ncadraz n normative, iar n decursul timpului aceste date se modific mult, ca urmare a deformrii remanente a cauciucului i a mbtrnirii acestuia. n final, sistemul nu asigur ecartamentul corespunztor al liniei, cu consecine negative asupra siguranei circulaiei, a uzurii inelor, bandajelor i a consumului de energie electric.

n figura 2.11 este prezentat o soluie asemntoare, elaborat la Bucureti, pentru profilul de in monobloc tip OR 95/80.

Fig.2.11. Prindere cu cordoane de cauciuc, (Bucuresti)

ina 1 se aeaz n jgheabul de tabl 2, ncastrat n placa de beton precomprimat 6, pe o band 4 de cauciuc ripsat. Fixarea poziiei inei se face prin presare lateral ntre in i pereii nclinai ai jgheabului, a cordoanelor de cauciuc 3 de form hexagonal i 5, de form rotund.

Fixarea este elastic i are caliti izolante, dar nu asigur ecartamentul constant al cii. Cauzele sunt multiple, legate de comportamentul necorespunztor al cordonatelor de cauciuc n decursul exploatrii (deformare remanent, mbtrnire, etc.).2.3. Principiile calculului de rezisten a cii de tramvai

Pentru efectuarea calculelor la rezisten a cii trebuie stabilite caracteristicile de calcul ale acesteia.

Printre acestea n primul rnd se enumer coeficientul de pat sau constanta elastic C a patului. Acest coeficient, caracterizeaz proprietile elastice ale balastului de sub travers. Sensul fizic, al coeficientului de pat al traversei, reprezint mrimea presiunii pe un cm2, al suprafeei de balast la care are loc o tasare de 1 cm.

La calculul inei, se consider c grinda este rezemat n mai multe puncte i se utilizeaz coeficientul, care exprim lsarea elastic a ntregii traverse sau a jumtii acesteia, sub o singur in. Coeficientul reprezint fora sub influena creia semitraversa se las n balast cu 1 cm.

Cel mai adesea inele sunt considerate ca grinzi rezemate pe sprijin compact i elastic.

n acest caz se utilizeaz caracteristica, denumit modul de elasticitate al fundaiei de sub ine sau modulul de elasticitate al cii, notat prin U. Acesta caracterizeaz proprietile elastice ale ntregii ci.

nelesul fizic al modulului de elasticitate al cii reprezint mrimea forei uniform repartizate, ce trebuie aplicat pe 1 cm de lungimea inei, care s provoace lsarea ei cu 1 cm. n esen, modulul de elasticitate al fundaiei de sub ine, este caracteristica de calcul a cii atotcuprinztoare.

n calcule se utilizeaz, de asemenea, coeficientul rigiditii relative al fundaiei de sub ine i rigiditatea inei nsi, notat prin K. Valoarea modulului de elasticitate al cii depinde de muli factori i nu este constant de-a lungul cii. El depinde de elementele componente ale fundaiei cii, materialul de construcie al traverselor, tipul de balast i gradul de compresivitate al acestuia, de anotimp, etc.

Coeficientul C de pat al cii, exprimat n daN/cm3, se determin experimental, dependent n principal, de natura balastului. El reprezint n ine, presiunea n daN/cm2, sub care sprijinul se las elastic cu 1 cm.

Valoarea coeficientului de pat al traversei, dup literatura de specialitate, este redat n funcie de amplasarea cii i de natura balastului.

Pentru calea aezat n pat propriu:

- balast din piatr spart ..................................... C = 6 daN/cm3- balast din pietri .............................................. C = 5 daN/cm3

- balast din nisip ................................................ C = 4 daN/cm3Pentru calea ngropat n carosabil se cunosc:

- balast din piatr spart sau pietri, cu drenaj.......... C = 3 daN/cm3

- balast din piatr spart, pietri, nisip de granulaie.........C = 2,5 daN/cm3

- fundaie din beton monolit masiv sau armat i plci amortizate sub in .....C = 10...250 daN/cm3- beton i beton armat fr plci amortizoare ...........C = 800...1500 daN/cm3

Coeficientul rigiditii relative K, al fundaiei inei i al inei se exprim n 1/cm. El se exprim prin formula:

2.3.1. Forele care acioneaz asupra cii de tramvai

Vagonul n micare acioneaz asupra cii cu fore verticale, orizontale i longitudinale.

Schemele de ndoire a traverselor, sub aciunea forelor verticale, sunt prezentate n figurile 2.12 i 2.13.Forele verticale sunt compuse din greutatea proprie a vagonului i a cltorilor ce revine pe osie, denumit i sarcin static Pst i sarcinile suplimentare dinamice Pd . Sarcinile suplimentare dinamice, pe vertical, sunt determinate de oscilaiile pe suspensie a vagonului, trecerea roilor peste denivelri a inelor, uzurile plate i excentritile bandajelor.

Forele suplimentare dinamice nu acioneaz simultan i nu se poate lua n calcul, prin nsumarea valorilor lor maxime, ci doar rezultanta lor probabilistic. n practic, pentru calcule simplificate, influena lor asupra rezistenei cii, se materializeaz prin coeficientul dinamic n, a crui valoare se afl ntre 1,3...1,5.

Literatura de specialitate prevede c mrimea sarcinilor dinamice, la calculul tensiunilor mecanice din elementele cii, se ia n mod difereniat i anume: pentru ine n = 1,5

pentru traverse n = 1,3

pentru sol n = 1,1

Fig. 2.12. Schema de ndoire sub sarcin a traversei de lemn

Fig. 2.13. Schema de ndoire sub sarcin a traversei de beton La mersul vagonului pe o cale dreapt apar i fore laterale datorit micrii de erpuire. Forele ce acioneaz asupra caroseriei se transmit ramei boghiurilor, iar acestea le transmit osiilor. Aceste fore se mai numesc i fore de ram.

Presiunea lateral a roii asupra inei, const din fora de apsare a buzei bandajului asupra capului de in i fora de frecare care apare la deplasarea lateral a bandajului pe suprafaa capului inei. Aceste dou fore se pot nsuma sau scdea n funcie de direcia lor de acionare.

Aceste fore laterale au valori maxime, la mersul vagonului n curbe, unde acioneaz fora centrifug i deplasarea centrului de greutate al vagonului, datorit supranlrii inei exterioare a cii.

n schema de calcul ele sunt reprezentate prin fora orizontal H i momentul de ncovoiere M.

Practic i influena acestor fore asupra calculelor la rezisten a cii se exprim printr-un coeficient specific, care este determinat experimental i variaz dup caracterul liniei, dreapt sau curb, dup tipul inei, raza curbei, vitez, etc.

Determinarea matematic a acestor fore este dificil, de aceea ele se iau n considerare printr-un procent aproximativ de 20...25% din fora de baz vertical. Pentru acestea, rezistena specific admis de calcul se reduce cu acest procent.

Forele orizontale longitudinale asupra cii sunt produse de fugirea inelor i aciunea temperaturii i se noteaz cu T.

Prin cercetri s-a stabilit c fugirea inelor apare n mod principal ca rezultat al alunecrii erpuitoare a inelor sub rostogolirea roilor, n mod deosebit n poriunile de frnare. Efectul principal ns l are variaia temperaturii n ine. La calea pe traverse, unde inele sunt bine fixate prin sistemul de prindere, acestea nu se pot dilata, ca urmare n ele se acumuleaz forele de dilatare i astfel calea este tensionat din cauza temperaturii.La variaii mari de temperatur, aceste fore devin att de mari, nct depesc momentul de rezisten al inelor i forele de fixare, nct acestea se pot ridica n sus sau curba lateral, deplasnd i traversele. Fuga cii, de obicei se produce la curbe sau pe curbura podurilor, dac nu sunt amplasate reglementar aparate de preluare a dilatrii.

Trebuie reinut c mrimea forelor de dilatare termic depinde de temperatura inelor la care acestea au fost montate.

Pentru ca forele s fie minime este recomandabil ca montarea inelor s se fac n zona temperaturii neutre, care reprezint media temperaturilor extreme, pe care poate s le aib inele, n zona geografic n care se afl cile respective.

n ara noastr se consider c vara, temperatura n ine poate s urce pn la +60o C i iarna poate s coboare pn la 30o C. n aceste caz, temperatura neutr este temperatura medie, a crei valoare este de +60 + (-30) / 2 = 15o C.

Schema sarcinilor exterioare ce acioneaz asupra traversei cii de tramvai este prezentat n figura 2.14

Fig. 2.14. Forele i momentele care acioneaz asupra traversein schem sunt introduse urmtoarele nota:

Pt presiunea vertical a inelor;

Ht presiunea orizontal transversal a inelor, transmis traversei prin sistemul de prindere sau frecare;

Mt mometul ncovoietor din travers, provocat de rotirea inelor, datorit aciunilor verticale i orizontale a roilor;

T forele longitudinale din plan orizontal (fugirea sau dilatarea inelor) transmise traversei prin frecare;

q intensitatea reaciei stratului de balast al fundaiei.

La determinarea tuturor acestor fore, pe care le transmite ina traversei, ina se consider ca o grind infinit de lung, pe fundaie elastic, supus ndoirii n spaiu i rsucirii de ctre forele verticale i orizontale. Fundaia elastic a inei opune rezisten la ndoirea ei n plan orizontal i vertical i la rsucire.

Cercetrile experimentale ntreprinse au stabilit c ndoirea traverselor sub aciunea momentului Mt este nensemnat. De asemenea este mic i influena tensiunii din cauza deplasrilor traverselor pe fundaie, provocat de forele orizontale.

De aceea, n calculele practice de verificare, mrimile Mt i T se neglijeaz i calculul se face numai sub aciunea sarcinilor verticale, dinamice rezultante. n schimb, n calculele de proiectare a elementelor cii, se ia n considerare sarcina dinamic rezultat de la toate forele din plan vertical i orizontal.

2.3.2. Determinarea forei verticale rezultante

Sarcina dinamic maxim de calcul, Pdin , se determin cu formula:

Pdin = Pmed + 2,5 S (2.1.)unde : Pmed - valoarea medie a sarcinilor verticale a roii pe in;

S - abaterea medie ptratic a acestei fore;

2,5 - coeficient, corespunztor probabilitii 0,994.

Ca presiune vertical de calcul, a roii vagonului de tramvai asupra inei, se ia valoarea ei maxim probabil.

Din figura 2.15 , care reprezint schema forelor ce acioneaz n curb asupra inelor, reiese c asupra inei exterioare a curbei acioneaz, de regul, o for orizontal H mai mare, denumit for lateral. Aceasta are valoarea : H = Z ( F fr (2.2)i ntotdeauna este ndreptat n exteriorul curbei. Semnul forei F fr , depinde de amplasarea axei de calcul, n raport cu centrul de rotire al vagonului n curb.

Fig. 2.15. Forele care acioneaz asupra inelor n curb

Asupra inei interioare acioneaz de regul o for mai mic:

Fint = Pmed ( (2.3)unde: ( = 0,25 coeficient de frecare ntre in i bandaj.

Mrimea forelor de ram i lateral depinde de o serie de factori, dar n primul rnd de construcia vagonului, raza curbei, supranlarea inei exterioare, viteza de mers n curb.

n calculele practice forele H i Zr, se determin n funcie de acceleraia lateral neamortizat aln .

n asimilare cu forele care acioneaz asupra cii la un vagon pe patru osii cu boghiuri, de la cile ferate, se poate admite c i la vagonul de tramvai acioneaz aceleai fore. n acest caz, forele se calculeaz dup aa numitele grafice paaport i au expresia:

Zr = 31,5 + 26 aln H = 54 + 25 aln

Lund n considerare dinamicitatea lateral vor rezulta relaiile:

Zdin = Zr x (1 + 0,0024 V) (2.4) Hdin = H x (1 + 0,003 V) (2.5)

Aceste fore aplicate capului de in provoac rsucirea ei. ncrcarea echivalent, ((i x Pmed , este diferit la calea cu traverse de lemn i cea cu traverse de beton. La cele de beton, descarc sarcina, iar la cele de lemn ncarc sarcina. 2.3.3. Analiza solicitrii de ncovoiere i a tensiunilor din elementele cii de tramvai

Rezultatele calculelor din ine i a tensiunilor din elementele cii cu ine Tv 60, traverse de beton i de lemn i strat de piatr spart, sunt redate n tabelul de mai jos. Tabelul 2.3

Tensiunile din platforma de baz a cii (sol) au o mare nsemntate practic, deoarece dac ele depesc limitele admise, pot apare nfundri ale solului sub traverse. Calculul lor exact este foarte complicat. Din experiene s-a demonstrat c tensiunile n diferite puncte ale balastului, reprezint un anumit procent din tensiunile care iau natere direct sub patul traversei, aa cum se prezint mai jos.

Raportul dintre adncimea de aezare a balastului i limea bazei traversei h/b... ..................0,5 1,0 1,11 11,52,02,5 .

La o grosime a patului de sub travers de 250 mm i o lime a tlpii traversei de beton de 250 mm, redus cu 10% din cauza ncovoierii sub sarcin, rezult un raport de 250 : 250 x 0,9 = 1,11, cruia i corespunde un procent de 54 %. Deci, tensiunea din platforma de pmnt (p = 0,54 x (b.

La traversa de lemn, suprafaa de aezare se diminuez cu 23%, din cauza coeficientului de ndoire a crui valoare este de 0,77.

Datele rezultate din calcule sunt trecute n tabelul 2.3.

Rezultatele calculelor prezentate n tabel, confirmate i prin cercetri experimentate, arat c sgeata elastic Ys a inei, pus pe traverse de beton armat, este mai mic de peste dou ori dect n cazul traverselor de lemn. Aceasta scoate n eviden specificul funcionrii cii cu traverse de beton armat. Tensiunile din inele puse pe traverse de beton armat se micoreaz cu cca. 20% fa de montajul pe traverse de lemn, n schimb, tensiunile din platforma patului i din balast, cresc cu 2%.

2.4. Concluzii

Sistemele prezentate de prindere a inei sunt cele mai reprezentative, dar ele nu epuizeaz gama larg a acestora, utilizate n construcia cilor de rulare, n stadiu de experimentare sau proiect.

Alegerea unuia sau altuia dintre acestea trebuie s fie fcute n funcie de posibilitile unei execuii corecte, a unei durate mari de funcionare i costuri minime de execuie i ntreinere.

Sistemele de prindere cu cleme lamelare elastice, au o nlime mic i mai uor se adapteaz la suprastructura cilor n carosabil. Pentru a asigura durabilitatea pieselor componente, este necesar protejarea lor anticoroziv, prin cadmiere i alte msuri de prevenire a intrrii n contact cu umiditatea. n acest scop, nainte de nglobarea sub carosabil, elementele componente ale prinderii trebuie unse cu vaselin, iar ansamblul acoperit cu folie de polietilen i apoi turnat cu strat de bitum topit.nlocuirea sau ntreinerea infrastructurii de transport urban pe in va fi reglementat n viitor de A.F.E.R. (Autoritatea Feroviar Romn), n cadrul unor inspecii de mentenan, care impun o activitate complex din partea firmelor de construcii:

Fig.2.16. Lucrare de nlocuire sau ntreinere a infrastructurii de transport urban pe in3. Elemente elastice amortizoare n calea de rulareNecesitatea montrii sub ine a elementelor elastice este determinat de influena negativ ce o are rigiditatea cii, cu fundaie din elemente de beton, asupra comportamentului acesteia n exploatare.Montarea acestor elemente sub form de straturi, plci sau benzi sub talpa inei, sub dale sau stratul de balast are ca efect reducerea rigiditii cii.Elementele amortizoare ndeplinesc dou funcii de baz: ca element elastic, care micoreaz starea tensionat a componentelorcii, ca urmare a repartizrii eforturilor pe un numr mai mare detraverse sau pe suprafee mai mari a fundaiei cii; ca amortizor de vibraii i zgomote a componentelor cii caremicoreaz forele i deplasrile dinamice de sub talpa inei.Aceste dou funcii determin proprietile pe care trebuie s le posede elementele amortizoare. Aceste cerine le pot ndeplini eel mai bine elastomerii, cum sunt cauciucurile sintetice de diferite tipuri, poliuretanul, polietilena, polistirenul etc. Din aceti polimeri, n funcie de cerine, se pot confeciona prin vulcanizare la cald plci i covoare sau se pot utiliza ca mas fluid de turnare, cu vulcanizare la rece.Elementele elastice amortizoare trebuie s prezinte i o rezisten mare la eroziune, date fiind condiiile de lucru n cale. Dintre materialele pe baz de cauciucuri, cauciucul uretanic, pe baz de poliuretani, ndeplinete eel mai bine aceast condiie. De aceea, acesta este larg utilizat n diferite compoziii pentru amortizarea zgomotelor i vibraiilor inelor de tramvai, precum i pentru etanarea rosturilor din elementele mbrcminii cii. 3.1. Soluii de izolare fonic i de reducere a nivelului de vibraii

n prezent se elaboreaz unele soluii originale pentru modernizarea infrastructurii transportului n sistemul roatin, prin aplicarea unui sistem elastic, pentru reducerea semnificativ a nivelului de vibraii i zgomot la liniile de cale ferat terane (cale ferat i tramvai) i subterane (metrou). Pe termen lung, zgomotul i vibraiile de la calea de rulare au efect distructiv att asupra structurii cii, ct i asupra construciilor din apropriere, precum i efect nociv asupra locuitorilor din zon.Cercetrile sunt orientate ctre identificarea unor modele fizice, experimentale de reducere a vibraiilor, folosind plcue elastice care se introduc ntre elementele care constituie sistemul de cale de rulare, dup caz: ina, placa suport, traversa, dala, balast, platforma din beton. Principalele caracteristici ce trebuie asigurate pentru plcuele elastice sunt: capacitatea mare de absorbie a vibraiilor i zgomotului inelor, meninerea capacitii funcionale pe o durat lung de timp (peste 15 ani), n condiii de climat natural temperat i de temperaturi sczute, montajul uor, un cost care s permit reducerea cheltuielilor de montaj i ntreinere a cilor de rulare.

Soluiile de izolare cu plcue elastice sunt n concordan cu tendinele din cercetarea european (proiectul CONVURT), urmrindu-se conformitatea cu cerinele Comunitii Europene n materie de mediu i de politici urbane. Plcuele executate dintr-un nou material poliuretanic vor permite reducerea nivelului de vibraii i zgomot cu pn la 10 dB pentru fiecare etaj elastic. n conformitate cu normele europene, se are n vedere diversificarea cercetrilor n vederea aplicrii soluiilor cu plcue la cile de transport de suprafa, n zonele oreneti i n apropierea oraelor, precum i n zona podurilor i a tronsoanelor de transport cu risc natural major (defilee, tuneluri, triaje etc.). Pentru obinerea plcilor elastice se utilizeaz ca material de baz elastomer poliuretanic, material ce are proprieti elastice superioare att cauciucului natural ct i cauciucului sintetic. Datorit structurii specifice, elastomerii poliuretanici au proprieti deosebite de elasticitate, duritate, rezisten la temperaturi sczute, la mbtrnire i la ageni chimici. Pentru a obine diverse grade de elasticitate, elastomerii poliuretanici vor fi amestecai cu diverse materiale de umplere, n proporie de 5-30 %. Se stabilesc reetele optime pentru fiecare aplicaie identificat, precum i structura sistemelor elastice propuse. Noul sistem elastic se dorete a fi folosit la realizarea liniilor terane (tramvai i cale ferata) i subterane (metrou).Obiectivul principal al cercetrilor viitoare este elaborarea unei soluii tehnice noi pentru modernizarea infrastructurii transportului cu metroul, tramvaiul i la calea ferat prin aplicarea pe scar larg a acestui sistem elastic, pentru reducerea semnificativ a nivelului de vibraii i de zgomot pentru liniile de cale terane i subterane.

Sunt avute n vedere mai multe tipuri de sisteme de izolare, i anume:

- sistemul pe platform din beton , utilizat, n special, la liniile de metrou mai noi i ntr-o

form mai simpl i la tronsoanele feroviare de mare vitez;- sistemul cu terasament normal, utilizat la liniile de cale ferat, la liniile de metrou mai vechi, la liniile de metrou uor i tramvai.

Sistemul de izolare poate fi conceput cu dou sau cu trei nivele de izolare, respectiv cu

izolare ntre sistemul de prindere i travers i ntre travers i sol (cu rou, n poza din figura 3.1), la care se mai poate aduga o izolare suplimentar ntre in i dispozitivul de prindere, recomandat la curbe i n zone de risc triaje.

Fig. 3.1.Sistem de izolare pe nivele multiple Un sistem de izolare a cii de rulare la tramvai i metrou este prezentat n figurile 3.2 i 3.3:

Fig. 3.2. Sistem de izolare a cii cu canal

Fig. 3.3 Sistem de izolare a cii tip Vignole Modelarea i testarea soluiilor de procesare a compozitelor, precum i realizarea modelului de baz n scopul utilizrii lor n izolare la calea ferat, tramvai i metrou au constat n obinerea sistemului elastic care se utilizeaz la infrastructura acestora n scopul reducerii nivelului de vibraii i de zgomot, astfel :

locul de montare: calea de rulare metrou Bucureti tipul prinderii: indirect - elastic

tipul inei: 49, cu posibilitate de extensie la tipurile 60 i 65

tipul traversei: travers bibloc din beton viteze mai mici sau egale cu 130 km/h i sarcina pe osie ntre 20 i 30 tone, i independent de aceste valori, pe curbe cu raz mic.

In funcie de modul de utilizare, n cadrul sistemului elastic, sunt trei tipuri de plcue:

plcua rezilient - PR3, poziionat sub talpa inei;

placa rezilient - PR2, poziionat ntre placa metalic suport i traversa de beton armat;

placa rezilient celular - PR1, poziionat sub blochetul traversei de beton armat.

Tipurile de plcue, realizate din elastomer poliuretanic obinut experimental, sunt prezentate n figurile 3.4, 3.5, 3.6.

Fig. 3.4. Placua elastic tip PR 1

Fig. 3.5. Placua elastic tip PR 2

Fig. 3.6. Placua elastica tip PR 3

n figura 3.7 este prezentat modul de echipare a traversei de beton cu elemente elastice antivibrante i sistemul de prindere.

Fig.3.7. Traversa de beton cu elemente elastice antivibrante i sistemul de prindere1 Cutie protectoare antivibrant2 Traversa din beton tip 2BC 4

3 Placa cu 4 guri, elastic, antivibrant sub placa suport tip PR2

4 Placa simpl fr nclinare

5 Tirfon B5

6 Clema elastic7 Piesa de sprijin PANDROL

8 Beton monolitizare

9 Antretoaza blochet

10 ina tip 49

11 Placua elastic - tip PR3

12 Diblu B5

13 Placa elastic antivibrant - tip PR1 .4. Aspecte tehnologice cu privire la operaia de sudare a inelor i aparatelor de cale 4.1. Noiuni generale de sudare Sudarea ocup un loc important n procesele de construcie i reparare a cilor de tramvai. Ea este folosit, n mod principal, pentru mbinarea inelor noi ntre ele, confecionarea aparatelor speciale i repararea acestora prin ncrcare cu sudur, refacerea rosturilor la inele rupte i a profilului inelor, mai ales n curbe, dup uzuri pronunate.Imbinarea prin sudur se obine datorit apariiei legturilor atomo-moleculare ntre particulele elementare ale corpurilor mbinate. In acelai scop trebuie asigurat o apropiere a atomilor obiectelor supuse sudrii, operaie ce se poate realiza prin mai multe procedee, care pot fi cuprinse n trei grupe: sudarea prin presiune, denumit i sudarea n stare solid sudarea prin topire sau sudarea n stare lichid sudarea prin topire i presiune.In procesul de construcie i reparare a cii se utilizeaz ultimele dou grupe.La sudarea prin topire, mbinarea elementelor se obine prin topirea local a metalului de baz din canturile ce se ating, ale elementelor de sudat sau a metalelor de baz i de adaos i nmuierea metalului solid cu cel lichid. Pe msura ndeprtarii sursei de nclzire are loc cristalizarea metalului i formarea rostului, care mbin cele dou elemente. Rostul l constituie aliajul topit din materialul de baz i de adaos, iar zona influenei termice reprezint poriunea din jurul rostului, care i schimb proprietile ca rezultat al sudrii.Pentru topirea metalelor se utilizeaz surse puternice de caldur. Dependent de caracterul sursei de cldur se deosebesc sudarea prin topire electric sau topire chimic. In cazul sudrii electrice, sursa de cldur este curentul electric, iar la cea chimic - reacia exoterm (cu degajare de cldur) de ardere a gazelor {sudarea cu gaz) sau a amestecului de ardere, sub form de pulberi (sudarea cu termit).In procesul de sudare au loc urmtoarele fenomene :

vaporizarea i oxidarea unor elemente

- absorbia i dizolvarea gazelor n materia lichid

transformri n zona de influen termic.Aceste procese determin diferenierea metalului din rostul de sudare i din zona de influen termic de metalul de baz. La sudare apar deformaii ale construciei cii i se creeaz un cmp de tensiuni remanente, influennd negativ rezistena mbinrii prin sudare. Aa cum este cunoscut, conform principiului suprapunerii efectelor, tensiunile termice remanente (datorit dilatrilor mpiedicate i a alternanei anotimpurilor, var-iarn) se suprapun peste cele mecanice, putnd conduce la valori importante ale tensiunilor rezultante. Aceasta poate constitui un important factor de nerespectare a condiiilor de siguran n conformitate cu fiele Uniunii Internaionale a Cilor Ferate (fia U.I.C. 513). n ultim instan se recomand nlocuirea liniilor, aa cum s-a procedat n Timioara pe tronsonul de linie de tramvai dintre Sala Olimpia (Constantin Jude) i Piaa N.Blcescu (Lahovary) unde, dup 35 de ani, nivelul tensiunilor remanente ar fi putut fi favorabil iniierii i propagrii unor fisuri n cale cu consecine negative asupra siguranei circulaiei.

De aceea, este necesar s fie studiate i aplicate cele mai favorabile procedee de sudare i s se utilizeze cele mai adecvate materiale, reducnd prin aceasta influenele negative.In procesul de construcie i reparaie a cilor de rulare, att la cile ferate, ct i la tramvaie, i gsesc utilizare larg urmtoarele procedee de sudare: sudarea cu arc electric; sudarea aluminotermic; sudarea prin electrocontact i presiune; sudarea cu gaze.Lucrrile mai importante, care se execut prin sudare, la calea de rulare sunt: mbinarea inelor noi; mbinarea inelor cu aparatele speciale; mbinarea inelor rupte; confecionarea aparatelor speciale de aliniere; ncrcarea zonelor uzate ale inelor i aparatelor speciale.Rosturile de mbinare se realizau n trecut prin eclise mecanice, denumite joante, iar calea purta denumirea de cale cu joante.

Acest sistem de mbinare a prezentat multe deficiene i anume:

- reducerea duratei de funcionare a inelor, ca urmare a uzurilor pronunate la joant;

-producerea. de ocuri i zgomote;

- creterea uzurilor la aparatul de rulare al tramvaielor; - creterea rezistenei n circuitul de ntoarcere al curentului;

- costuri mari de ntreinere.Odat cu dezvoltarea tehnologiilor de construcie a cilor, s-a trecut la sudarea continu a inelor, formnd calea fr joante. In acest caz, rosturile de mbinare sunt cele mai tensionate locuri ale cii i de aceea trebuie s se acorde o atenie deosebit procesului tehnologic de realizare a acestora.In Timioara, sudarea aluminotermic a fost introdus nc din anul 1924, cu materialele i tehnologia firmei Wagner din Austria. Dup anul 1958 nu s-a mai aplicat din lipsa materialelor din import. Sudarea prin electrocontact i presiune, de asemenea a fost aplicat nc din anul 1938.4.2.. Formele de sudare Formele de sudare pot fi umede, confecionate pe antier, sau uscate, confecionate n atelier. Ele trebuie s reziste la temperatura nalt a metalului termitic de sudur, s se monteze uor pe rostul mbinrii inelor, s aib un numr minim de elemente componente, s prezinte o suficient permeabilitate a gazelor etc.Formele umede etaneaz mai bine rostul, dar durata de sudare crete, deoarece ele trebuie uscate n perioada de prenclzire a capetelor de in. Pentru confecionarea acestora se folosesc amestecuri n care, de baz este nisipul de cuar, de magnezit, de dolomit, etc. Cel mai utilizat este nisipul de cuar. Ca materiale de legatur se pot utiliza: liani din amot - argil, argil de formare, sticl lichid sau etil - silicat. Componena amestecului pentru confecionarea formelor depinde de liantul utilizat.Pentru formele umede la care ca liant este argila, amestecul de formare este constituit din:- nisip de cuar 80 ... 85 %- argil de formare 20 ... 15 %.Pentru formele de la rosturi, de obicei se utilizeaz nisipul de cuar, a crui granulaie maxim este sub 1 mm, iar argila sub 0,16 mm. Dup amestecarea componentelor, se face umezirea amestecului cu ap, n raport de 6 ...7 % din greutatea uscat a acestuia. Pentru o formare mai bun, se recomand ca amestecul s se acopere cu o prelat, timp de 12 ore i apoi s se fac formarea.Compoziia materialului de formare, n cazul utilizrii ca liant a sticlei lichide de sodiu, este:- nisip de cuar 92 ... 93 %- sticla lichid 8 ... 7 %.Dup amestecarea componentelor, imediat se trece la formare pentru evitarea ntririi acestuia. Intrirea semiformelor se face prin insuflare cu bioxid de carbon, sub presiune de 0,5 ... 1,5 daN/cm , n decurs de 1,5 ... 2 minute, iar uscarea lor se face prin nclzire la 200 C. La confecionarea formelor, trebuie acordat o mare atenie sistemului de canale, pentru conducerea metalului n rost, scurgerea zgurei i evacuarea gazelor.La metodele actuale de sudare, metalul proaspt ptrunde permanent n spaiul dintre capetele inelor. Acest metal trebuie s spele capetele inelor, s le curee de impuritai i s le ncalzeasc pn la temperatura de topire.Modelarea formelor se face dup modele turnate din aluminiu i tehnologia cunoscut n turntoriile de metal. Trebuie ns reinut c densitatea de umplere a formelor este foarte important pentru reuita operaiei de sudare.4.3. Metode de sudare aluminotermic a inelor In practica de construcie i reparare a cilor, s-au generalizat dou procedee de baz de sudare aluminotermic i anume: sudare prin turnare intermediar; sudare prin turnare cu adaos n rost.Firma Wagner Electrothermit, din Austria, a elaborat, cercetat i aplicat n multe ri aceste procedee de sudare, simbolizndu-le SRZ i respectiv SRE.La procedeul SRZ ( procedeu de sudare prin turnare intermediar), spaiul liber dintre capetele inelor. ce se sudeaz este egal n toat seciunea transversal, care se umple cu lungimea rostului de oel topit i are mrimea de 12 ... 15 mm ca n figura 4.1:.

Fig.4.1. Rostul de sudare

Schema de turnare, la procedeul SRZ, este prezentat n figura 4.2:

Fig. 4.2. Schema de turnare la procesul SRZOelul topit din creuzetul 1 se scurge n forma 2, prin orificiul superior, peste miezul refractar 3. De aici, printr-un canal lateral, ajunge la talpa capetelor de in i se ridic n golul rostului de sudat, pn la partea inferioar a miezului 3, mbrcnd conturuJ capetelor de in. Pentru ca oelul topit s nu umple i canalul inei, n acesta se aeaz miezul 4 , din material refractar. Oelul supranclzit, n contact cu suprafaa capetelor de in din rost, se nclzete pn la topire i se mbin, formnd o mas comun, realizndu-se astfel mbinarea. Zgura topit se scurge n farfuria 5. Pentru protecia sudorilor de stropii de metal i lumina puternic este prevzut capacul 6.Caracteristic la procedeul SRE ( procedeu de sudare cu renur i pies intermediar ), n comparaie cu procedeul SRZ, este faptul c n spaiul dintre capetele inelor, n zona de sub suprafaa de rulare, se las o proeminen intermediar, de 12 ... 15 rnm, care formeaz o punte de legatur ntre acestea, iar sub proeminen, capetele sunt distanate ntre ele.

Proeminena poate fi format direct din captul de in, prin degajare cu flacr oxiacetilenic, a seciunii de sub proeminen, iar capetele se taie drept.

Fig. 4.3. Punte de legaturPentru ntreptrundere, respectiv finalizarea sudrii, cu adaos de pies intermediar, ale crei fee frontale nc nu s-au sudat, se folosete un dispozitiv de presare axial a capetelor.La acest procedeu de sudare se mpiedic, n mare parte, contractarea inelor n procesul de rcire.Schema de turnare pentru acest procedeu este prezentat n figura 4.4:.

Fig.4.4. Schema de turnare procedeu SRE

Spre deosebire de schema anterioar, aici, uvia de oel topit din creuzetul 1, cade pe miezul 3, iar de aici, se scurge la talpa capetelor de in, prin dou canale laterale ale tiparului 2, iar pentru protecia suprafeei de turnare se pune suplimentar miezul 4 deasupra proeminenei 5. Astfel, la suprafaa de rulare a capului de in nu ptrunde oelul topit. Canalul inelor este protejat prin miezul 5. Scurgerea zgurii se face n farfuria lateral. Protecia muncitorilor mpotriva stropilor de metal i a luminii puternice se asigur de capacul 8.O variant a procedeului SRE este procedeul SKV-RE, caracterizat printr-un timp mai scurt de prenclzire a capetelor de in, cu durata de 1 ... 2 minute i o temperatur mai sczut a acestora, de aproximativ 600 C. Cldura necesar pentru topirea i sudarea capetelor de in se obine din cantitatea mai mare de termit. Timpul de efectuare a sudrii se reduce de la 20 minute la 15 minute.Alegerea unuia dintre aceste procedee de sudare a inelor cu canal i a construciilor realizate cu acestea, depinde de condiiile tehnice i tehnologice, de care dispune antierul de construcii a cilor de tramvai. Procedeul SRZ ofer clar cea mai bun calitate a sudurii i de aceea se recomand la construcia cilor care suport sarcini rnari pe osie din partea vehculului. Procedeul este simplu de realizat i are cea mai mic cerere de utilaje. Procedeul SRE este indicat n mod deosebit, la montarea n cale a schimbtoarelor i a ncrucirilor, datorit faptuJui c se mpiedic contractarea inelor n urma rcirii. Datorit faptului c acestea nu sudeaz complet seciunea inelor, se utilizeaz la cile de tramvai mai slab ncrcate.O imagine din timpul procedeului de sudare aluminotermic a liniei este prezentat n figura 4.5 :

Fig.4.5. Sudarea aluminotermic a liniei cale4.4. Rosturi de dilataie

Sub influena variaiilor de temperatur, inele de cale ferat i sporesc sau i reduc lungimea dup cum temperatura crete sau scade. Cnd temperatura inei variaz cu , lungimea inei se modific cu:

(4.1)n care:

l = lungimea inei;

= coeficientul de dilataie a oelului de in (1,110-5).

n aceast situaie, captul inei se deplaseaz cu cantitatea . Dac dilatarea, respectiv contracia inei este mpiedicat n in, ia natere un efort de compresiune sau de ntindere:

(4.2)n care:

E = modulul de elasticitate (2,1105 N/mm2)

A = suprafaa seciunii transversale a inei (mm2)

= coeficientul de dilataie (1,110-5)

= variaia de temperatur (oC)

La sistemele moderne de alctuire a suprastructurii cu eclisaj ngrijit i cu o prindere puternic, cum este prinderea K, folosit n prezent la tipul 49 de in i mai mare, sau cu anumite prinderi elastice n curs de rspndire, modificarea lungimii inei este ntr-o anumit msur mpiedicat, datorit, pe de o parte frecrilor ce se produc n eclisaje i pe de alt parte rezistenei opuse de patul de balast la deplasarea n lungul cii a traverselor.

n mod similar, dilatarea este parial mpiedicat i la inele cu prindere direct i mixt, dac exist un numr suficient de dispozitive contra fugirii inelor ntreinute continuu, n stare activ. n acest caz, deplasarea captului inei, la o anumit variaie de temperatur, este mai mic dect cea care rezult din relaia de mai sus, n acelai timp ns ia natere n in un efort axial egal cu suma forelor ce se opun dilatrii, respectiv contraciei inei. Posibilitatea deplasrii captului inei se realizeaz nc de la montarea cii prin asigurarea unui rost de dilataie, a crui mrime trebuie s fie aleas astfel nct:

- s nu provoace ocuri puternice la trecerea roilor materialului rulant;

- s permit executarea lucrrilor la linie i n timpul verii fr a se lua msuri restrictive;

- s nu permit apariia unor eforturi axiale periculoase pentru stabilitatea cii, n cazul temperaturilor ridicate sau care s produc ruperea buloanelor n cazul temperaturilor joase.

Diferena de temperatur de care se ine seama la stabilirea mrimii rosturilor de dilataie pe reeaua C.F.R. este de + 60C... -30C. Indiferent de valoarea stabilit pentru rosturile de montaj, o importan deosebit o are meninerea n exploatare a unor rosturi ct mai uniforme i deci oprirea fugirii inelor prin stngerea prinderilor i montarea dispozitivelor contra fugirii inelor, la liniile construite cu ine ce au prinderea direct sau mixt.

4.4.1. Rostul de montaj

Rostul care se las ntre capetele inelor, n momentul montrii cii, se numete rost de montaj. Mrimea lui depinde de temperatura inei n timpul montajului, de lungimea inei i de sistemul de prindere al inei de traverse. La inele cu prindere direct sau mixt valoarea rostului de montaj s-a stabilit urmrindu-se libera dilatare pn la + 60C, n afar de rosturile la inele de 30 m lungime, deoarece pentru ecartul de temperatur , libera dilatare se poate aplica la inele cu lungimea pn la 20,2 m, condiionat de rostul maxim constructiv. La inele cu prindere indirect, valoarea rostului de montaj s-a stabilit inndu-se seama de mpiedicarea dilatrilor datorit frecrilor ce se produc n eclisaj i a rezistenei opuse de patul de balast la deplasarea n lungul cii a traverselor. La montare, nu se admit tolerane n plus sau minus fa de rostul de montaj stabilit. Mrimea rostului de dilataie dintre dou aparate de cale consecutive este corespunztoare tipului i lungimii contraacului cel mai lung.

Mrimea rosturilor de dilataie din cuprinsul unui aparat de cale se indic n planul de montare i de pozare al acestuia. n tunelurile lungi, se las, n mod uniform i indiferent de temperatura din momentul montrii, un rost de dilataie de 2 mm, ncepnd cu deprtarea de 50 m de la intrarea n tunel. La joantele izolante, nelipite, mrimea rostului este cea prevzut pentru rosturile normale, sporit cu grosimea plcii de izolare. La calea fr joante, rosturile necesare se stabilesc prin instrucia pentru construcia i intreinerea cii fr joante.

4.4.2. Rosturi n exploatare

Datorit mpiedicrii pariale a dilatrii sau contraciei inei sub efectul frecrilor n eclisaj i la prinderi, respectiv datorit rezistenei opus de balast n cazul prinderilor puternice, mrimea rostului n exploatare, la o temperatur dat, poate fi mai mare sau mai mic dect rostul de montaj, corespunztor acelei temperaturi. Variaia mrimii rosturilor este determinat, de asemenea, de alternana dilatrilor i contraciilor inelor sub influena variaiilor de temperatur, ca i de eforturile longitudinale transmise de roile materialului rulant, ndeosebi n rampe, n zonele de demaraj i de frnare, precum i de alte fenomene. Rosturile trebuie s fie ct mai uniforme ca mrime. Valoarea lor nu trebuie s difere de rosturile de montaj corespunztoare temperaturii la care s-a fcut msurtoarea cu mai mult de:

- ine cu prindere direct sau mixt:

+ 8 mm i - 2 mm la inele cu lungime mai mic de 15 m;

+ 6 mm i - 2 mm la inele cu lungimea egal cu 15 m;

+ 4 mm i - 2 mm la inele cu lungimea mai mare de 15 m;

- ine cu prinderea indirect sau altfel de prinderi, dar cu dispozitive contra fugirii n stare activ:

+ 6 mm i - 1 mm la inele cu lungimea egal cu 15m;

+ 4 mm i - 1 mm la inele cu lungimea mai mare de 15 m.

4.4.3. Verificarea rosturilor

Rosturile se msoar anual, pn la 31 martie, de ctre eful districtului de linii, n zilele cu temperatura ct mai constant, de preferin cu cer acoperit, cnd temperatura inei este cuprins ntre 0C i 20C. Pentru msurare, se utilizeaz o pan metalic gradat n mm, care se introduce lateral n rost, n vederea evitrii influenei bavurilor. Verificarea rosturilor se efectueaz i naintea executrii lucrrilor care pot slbi stabilitatea iniei. Msurtorile se execut, de regul, pe sectoare de cel mult 20 de joante i 300 m lungime de cale.Se ncepe obligatoriu un nou sector de msurare n urmtoarele cazuri:

- n puncte fixe cu aparate de cale, poduri metalice, treceri la nivel sau alte situaii n care este mpiedicat deplasarea n lung a inelor;

- n punctele unde se trece de la o prindere indirect la o prindere direct sau mixt;

- n punctele unde se trece de la o lungime de in la alt lungime.

Rezultatul msurtorii se nregistreaz pe foaie de msurare a rosturilor unde se noteaz i temperatura inelor, msurnd cu termometrul de in att la nceput ct i pe ntreaga durat a operaiei. Pentru completarea corect a rubricilor, se vor respecta cu strictee indicaiile date pe formular. Foile de msurare a rosturilor se completeaz n dou exemplare, din care un exemplar se pstreaz la district, iar cellalt exemplar la secia de ntreinere, ndosariate n ordinea liniilor i a kilometrajului n mape speciale. Pstrarea foilor de msurare a rosturilor este obligatorie pentru o perioad de minimum trei ani. La fel se vor pstra i foile de msurare a rosturilor ntocmite dup executarea lucrrilor de rectificare a rosturilor de dilataie, respectiv tragerea joantelor la echer. La prelucrarea de ctre district a unei poriuni de linie nou sau a unei poriuni de linie la care s-au executat lucrri de reparaii capitale ori periodice, este obligatorie msurarea rosturilor de dilataie, respectiv completarea i ndosarierea foilor de msurare a rosturilor conform normelor artate. Pentru o corect interpretare a rezultatului msurtorilor, n vederea ntocmirii unui plan judicios de lucru, pentru reducerea rosturilor la dimensiuni normale, se procedeaz n felul urmtor:

- se nsumeaz mrimile rosturilor msurate pe sectorul respectiv;

- se mparte aceast sum la numrul rosturilor msurate, aflndu-se mrimea medie a rosturilor i se nscrie sub cifra care reprezint suma rosturilor;

- sub mrimea medie a rosturilor se nscrie mrimea normal a rosturilor de montaj, corespunztor temperaturii la care s-a fcut msurarea rosturilor;

- se compar mrimea medie a rosturilor msurate, precum i mrimea fiecrui rost n parte, cu mrimea normal a rostului de montaj.

Pe baza comparrii mrimii rosturilor msurate cu rosturile de montaj prevzute se stabilete dac sunt necesare lucrri de regularizare a rosturilor.

n cadrul verificrii anuale de primvar, aceasta se va face n modul urmtor:

- dac rnrimea medie a rosturilor msurate nu se ncadreaz n toleranele admise, trebuie executate lucrri de regularizare, prin care fiecare rost n parte i implicit, rostul mediu, s fie aduse n tolerane;

- dac mrimea medie a rosturilor msurate se ncadreaz n toleranele admise i numai anumite rosturi se gsesc n afara acestor tolerane, trebuie executate lucrri pentru readucerea acestora din urm n cadrul toleranelor;

- dac att mrimea medie a rosturilor msurate ct i a fiecrui rost n parte se afl n cadrul toleranelor nu sunt necesare lucrri de regularizare.

4.4.4. Executarea lucrilor de regularizare a rosturilor

Lucrrile stabilite ca necesare de executat, n urma verificrilor anuale, se execut pn la data de 15 aprilie a anului respectiv. Pe poriunile de linie unde se execut reparaia periodic sau capital a liniei nainte de 15 aprilie, operaia de regularizare a rosturilor se include n aceste lucrri. Prin lucrrile de regularizare, n urma verificrii anuale, rosturile se aduc de regul la o mrime uniform apropiat de mrimea medie a rostunilor msurate pe sectorul respectiv. n cazul reparaiei periodice sau capitale a liniilor, rosturile se aduc la valorile prevzute pentru rosturi de montaj. Readucerea rosturilor n tolerane, pe sectoarele unde rostul mediu depete toleranele admise, nu este posibil numai prin simpla deplasare n lung a inelor.

n aceast situaie se va proceda astfel:

- dac sectorul respectiv este mrginit de puncte fixe, care impiedic compensri de rosturi cu sectoarele adiacente, se vor introduce ine mai lungi sau mai scurte pentru a compensa diferena dintre suma rosturilor msurate i suma rosturilor de montaj;

- dac nu exist puncte fixe de delimitare ntre sectoare, se va cuta n primul rnd compensarea rosturilor cu ale sectoarelor adiacente i se va recurge n ultim instan la nlocuirea unor ine cu altele de lungime diferit, dac compensarea ar trebui efectuat pe distana a mai mult de circa dou sectoare.

Dac n urma slbirii dispozitivelor de prindere se modific mrimea rosturilor datorit tensiunilor care au fost n ine, se efectueaz o nou msurare pe baza creia se stabilesc lucrrile de executat. Sensul n care trebuie deplasate inele i mrimile acestor deplasri se stabilesc mai uor i mai precis prin diagrama rosturilor. ntocmirea acestei diagrame este obligatorie ori de cte ori lucrrile se extind pe o lungime mai mare dect a unui sector de msurare. n diagram se noteaz pe orizontal (abscis) numrul joantelor, iar pe vertical (ordonat) mrimea cumulat a rosturilor. Unindu-se punctele care reprezint mrimea cumulat a rosturilor msurate, se obine o linie frnt - linia rosturilor msurate. Dac pe aceeai diagram se unete printr-o linie dreapt punctul 0 cu ultimul punct al liniei rosturilor msurate, se obine linia mrimii cumulate a mediei rosturilor, care se intersecteaz n unele puncte cu linia frnt a rosturilor msurate.

n cazul n care prin regularizarea rosturilor se urmrete numai uniformizarea, adic aducerea lor la mrimea medie a rosturilor msurate pe sectorul respectiv, sensul de deplasare a inelor se stabilete n funcie de poziia relativ a liniei rosturilor msurate i liniei mediei rosturilor. n cazul n care se urmrete aducerea rosturilor la mrimea rosturilor de montaj se construiete o linie dreapt, reprezentnd mrimea cumulat a acestora i comparaia se face ntre aceast linie i linia frnt a rosturilor msurate. n ambele situaii, deplasarea inelor trebuie fcut n sensul numerotrii joantelor, dac linia frnt a rosturilor msurate se afl sub linia dreapt i n sens contrar, dac linia frnt se afl deasupra liniei drepte.

Lucrrile se pot executa fr ntreruperea continuitii firului, n care caz se spune c se execut ,,rectificarea rosturilor de dilataie, dar cnd este necesar ntreruperea continuitii firului de joant se spune c se execut ,,aducerea joantelor la echer. Deplasarea n lung a firelor se poate executa cu dispozitive hidraulice. Este interzis utilizarea dispozitivelor cu oc atunci cnd temperatura inelor este mai mic de +5C.

Rectificarea rosturilor de dilataie se compune din urmtoarele operaii:

- slbirea buloanelor de la joante

- eventuala slbire a prinderilor inei de plac, respectiv de travers

- deplasarea inei n lung

- strngerea buloanelor de la joant i a prinderilor inei de plac, respectiv de travers.

Aducerea joantelor la echer se compune din urmtoarele operaii:

- scoaterea balastului dintre traversele de la joante i dintre traversele ajuttoare

- slbirea buloanelor de la joant i desfacerea buloanelor de la joantele la care se va face ntreruperea continuitii firului de in

- eventuala slbire a prinderilor inei de plac, respectiv de travers

- deplasarea inelor

- introducerea plcuelor de dilataie

- strngerea buloanelor de la joant

- manevrarea traverselor de la joante i a traverselor ajuttoare de la poz i rectificarea ecartamentului

- completarea i profilarea prismei de balast i compactarea balastului

- strngerea prinderilor inei de plac, respectiv de travers

- montarea dispozitivelor contra fugirii inelor sau deplasarea celor elastice

- eclisarea joantelor desfcute

- scoaterea plcuelor de dilataie.

Dup terminarea lucrrilor, se msoar rosturile realizate i rezultatele se nscriu n foaia de msurare. La executarea lucrrilor se va ine seama de diferena de temperatur fa de ziua cnd s-a execuatat msurtoarea. Se pot deplasa n lungul cii tronsoane de 3-4 ine i maximum 90 m lungime.

n timpul deplasrii inelor, pentru a le opri n distana necesar realizrii unui rost de o anumit mrime, se folosesc plcue de dilataie, cu grosimi de 1-10 mm. Pentru rosturi mai mari de 10 mm se combin dou plcue. Trecerea trenurilor peste joantele unde linia s-a ntrerupt se permite cu restricie de vitez, numai dup ce joantele au fost eclisate, iar n golul rmas provizoriu s-au introdus i eclisat cuponae de in de acelai tip, ns cu talpa tiat i cu guri prelungite, pentru a se putea introduce buloanele de eclisare, avnd lungimi de 50,70,90,110,130,140 i 170 mm. Golul maxim admis este de 175 mm, n cazul cnd rezult un gol mai mare, tronsonul deplasat se fracioneaz, astfel ca s nu existe goluri mai mari de 175 mm. Trecerea trenurilor n timpul programului de lucru se poate face cu reducerea vitezei pn la 15 km/h i cu msurile artate. La terminarea zilei de lucru, linia trebuie consolidat astfel ca s permit circulaia cu vitez normal. 4.5. Inima de macazeInimile macazelor se sudeaz folosind metoda turnrii intermediare, n condiii de atelier, pe platforma amenajat prevzut cu macara. Pe aceast platform se amplaseaz n paralel, la distan de 2 metri, ine sau profile de aceeai nlime. Se aduc la acelai nivel i apoi se fixeaz pe poziie prin betonare. La partea superioar, acestea se las libere pe o nlime de 60... 70 mm.Pe inele fixate n beton se aseaz, n unghi drept, inele mobile, care se pot deplasa liber n funcie de poziia pieselor ce se sudeaz. Elementele inimii cu unghi sub 25 ( piesa central i capeii de in, prelucrai pentru montare ) se amplaseaz pe inele mobile la unghiul proiectat, lsndu-se un spaiu de 10 mm fa de piesa central. Dac ajustarea capeilor de in se realizeaz cu flacr, atunci, acetia trebuie nclzii preliminar i apoi se cur cu abrazivi. Se face verificarea poziiei corecte i apoi se fixeaz de inele mobile. Intre capetele de in , se fixeaz prin sudur electric, distanieri. Sudarea se face n forme, executate dup modele confecionate, pentru unghiul corespunztor al inimii inei.Accesoriile pentru modele cuprind: modelul de turnare dinspre macaz (partea stng i dreapt), modelul de turnare spre ieire (partea stng i dreapt), precum i cutiile pentru miezurile necesare n jgheaburi.

Inclzirea rosturilor se face la 750... 800 C. Creuzetul cu termit se fixeaz pe un suport sistem capr, cu gura de scurgere la distana de 120... 150 mm, fa de partea superioar a formei.RestuI operaiunilor sunt aceleai ca la sudarea rosturilor, doar cantitatea de termit este mult mai mare.4.6. ncruciriPregtirea acestora se realizeaz extrem de minuios pentru a se asigura amplasarea, conform desenului , a tuturor pieselor cornponente. Sudarea se face pe acelai stand ca i pentru inimi. In cazul sudrii unei ncruciri a dou ci simple, se pregtesc dou ine ale sensului de baz. Dac ncruciarea are o linie curb, atunci inele de baz se consider cele curbe. Se pregtesc apoi cele dou ine interioare i cele patru exterioare. Insemnarea inelor se face de la centrul matematic al punctelor de intersecie a acestora. Capul i inima inelor se amplaseaz dup unghiul de intersectare a inelor, iar talpa - pe bisectoarea acestuia. In cazul inelor din curb, capul de mbinare al acestora se teete sub un unghi corespunztor. Prelucrarea capetelor se face ca i n cazul inimilor. Piesele astfel prelucrate se amplaseaz dup desen, pe inele mobile ale standului. Poziia acestora se verific dup punctele matematice ale intersectrii inelor, dup diagonale i ecartament. inele de adaos se fixeaz prin hafturi de inele de baz, dup care se verific din nou poziia lor dup desen. Rigiditatea sistemului se realizeaz prin fixarea cu flci de strngere.Se taie cu flacr jgheaburi de 15 mm n coroana inelor de baz i se face ncrcarea cu sudur, in jgheaburi, a rampei de trecere a buzei bandajului. Partea central a rampei are poriunea central orizontal, pe o lungime de 200 mm i o adncime a jgheabului de 9... 11 mm. Prile laterale ale rampei au o pant de 1: 3. Lucrrile de confecionare a ncrucirii continu cu sudarea aluminotermic, ca i n cazul inimilor. Confecionarea formelor pentru ncruciri de diferite unghiuri se face dup modelul reglabil din figura 4.6. Modelul este constituit din semiprofilele de in 1 legate prin articulare, scurgerea 2, articulaiile 3 i corpul 4.

Fig, 4.6. Model reglabil pentru confecionare forme4.7. ncrcarea zonelor uzate Orice uzur local ce apare la ine sau la aparatele speciale, poate fi ncrcat cu metal termitic, uiiliznd forme adecvate i porii mici de termit. Un sistem de form, pentru ncrcarea capetelor uzate ale inelor, este prezentat n figura 4.7. In capul inei se aeaz miezul 1, pe suprafaa de rulare se aeaz miezul 2, la nivelul fr uzur , iar pentru prile laterale forma 3, prevzut i cu canale pentru curgerea metalului topit la locul de sudur. Pentru termit se folosete un creuzet din grafit, de mic capacitate i cu perei subiri, aezat ntr-o carcas metalic 4, pe un suport, ce se sprijin pe form.

Fig.4.7. Forma pentru uzur

Tehnologia ncrcrii const din urmtoarele operaii: lefuirea locului uzat, prenclzirea pn la o temperatur de 950...1050 C, turnarea termitului, tierea cu flacr a bavurilor, detensionarea suprafeei prin batere cu ciocanul i apoi lefuirea. Amestecul termitic trebuie s fie astfel aliat, nct s asigure o duritate corespunztoare. Nu se recomand ncrcarea unor tronsoane mai lungi de 150 mm, deoarece pot aprea tensiuni interne mari n ine. 4.8. Derularea procedeului de sudare SRE inele TV 60, 1 i 3, ce urmeaz a fi mbinate prin sudur, se aeaz pe butuci din lemn 2, tiai din traverse i amplasai la distane de circa 3 metri. Butucii de la capetele ce se mbin se amplaseaz la distana de 0,5 m, ca n figura 4.8. Este mai bine dac butucii se aeaz nclinai cu 45 pe axul inei, pentru a mpiedica rsturnarea lor la deplasarea inei.

Fig. 4.8. Model de aezare a inelor pentru sudareCapetele inelor adiacente itrebuie curate cu grij de murdrie, rugin, uleiuri i umiditate, pe o lungime de 100... 120 mm, folosind o perie de srm i crpe curate. Se aliniaz inele pe direcie longitudinal, dup un liniar metalic de 1 m pe poziia cap n cap , pn la alipire. Alinierea impune un control geometric ca n imaginile prezentate n figurile 4.9 i 4.10 :

Fig. 4.9. Alinierea cupoanelor de in

Fig.4.10. Control geometric la alinierePentru crearea spaiului de sudur dintre capetele inelor se face decuparea unuia din capete, pe o adncirne de 15 mm, cu flacr propan-oxigen. Decuparea nu se efectueaz pe ntreaga seciune transversal a inei, ci se prevede o proeminen sub suprafaa de rulare, ca punte de legtur ntre ine, conform figurii 4.11 a. Pregtirea rostului, prin decupare, din capul uneia din ine, se poate face n cazul inelor libere. In cazul inelor montate, puntea de legtur se realizeaz prin adaosuri de tabl cu grosimea necesar (15 mm ), aa cum se prezint n figura 4.11 b. Nu se folosesc niciodat mai mult de dou buci de adaos. Aceast punte de legtur asigur pstrarea aproximativ a proprietilor fizice ale materialului din suprafaa de rulare a bandajelor i deci se evit formarea gropilor n rost, n timpul exploatrii.Dispozitivul de ghidare se fixeaz pe capul inei ce se decupeaz, la o distan care s asigure planul tierii, exact la 15 mm de la captul inei. Verificarea spaiului se efectueaz cu un ablon pan. Pentru prevenirea deformrii la sudur a inelor (1) n plan vertical, capetele acestora se nal cu 3... 4 mm, conform figurii 4.12, cu ajutorul unor pene metalice 3, iar verificarea se face cu un ablon pan i liniarul metalic 2 de 1 m. Se verific dac inele au rmas n acelai plan longitudinal i apoi se monteaz, simetric fa de rost. Fixarea de capul inelor se face cu patru uruburi verticale 4 montate cte dou pe traverse, care la partea inferioar au o piuli cu aib, ce se strnge sub cap i sub buz, cu ajutorul unei chei fixe de 41 mm.

Fig. 4.11. Moduri de realizare a punii de legtur,

a - cu proeminen fix; b - cu adaos de plci

Fig. 4.12. Fixarea poziiei capetelor de ineAPLICATIE

5. Msurtori privind calitatea cii de rulare n oraul Timioara Scopul msurtorilor a fost de a stabili starea liniei cale din Timioara i de a stabili dac un tramvai cu podea joas este apt pentru exploatare pe aceast reea de linii. Prin stabilirea strii actuale a liniei cale urmeaz a se deduce dac tipurile de tramvaie cu podea joas sunt corespunztoare pentru exploatarea n Timioara. Scopul msurtorilor a fost i de a obine informaii eseniale, precum distribuia ecartamentului, torsionarea cii, precum i distribuia tasrii orizontale i verticale. Suplimentar, au fost msurate i acceleraiile transversale i verticale, precum i cursele suspensiei primare pe boghiu. Poziia actual a vehiculului a fost localizat prin GPS.

In tabelul 5.1 sunt prezentate abrevierile utilizate: Tabelul 5.1AbreviereDenumirea complet

DGBoghiu

NSSLimita superioar a inei

ADMASistem de msur a platformei ineriale

GPSGlobal Positioning System

WKCutie vagon

MFCursa de msurtoare

SPEcartament

Supranlare

5.1. Condiii generale 5.1.1. Tronsoane analizate

Timioara este situat ntr-o zon de relief de cmpie. Nu exist supranlri n curbe. Cocoae i covate nu exist dect n perimetrul podurilor. Raza minim este de 22 m i se ntlnete de mai multe ori pe parcurs. Curbele n S sunt realizate uneori cu racorduri foarte scurte. Reeaua de linii se poate mprti, dup starea liniei n 3 grupe:

a):Tronsoane noi cu ine nglobate:Starea liniilor n reea