Radan päällysrakenteen elinkaariselvitys
Maarala, Henri (2014)
Maarala, Henri
Oulun ammattikorkeakoulu
2014
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201404295284
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201404295284
Tiivistelmä
Tämän selvityksen päällimmäisenä tavoitteena oli laatia käytännönläheinen toimintamalli radan päällysrakenteen elinkaaren mallintamista ja seurantaa varten. Työ laadittiin ensisijaisesti Liikenneviraston kunnossapitoyksikölle ja se kohdistettiin päällysrakenteeseen (pl. vaihteet). Tarkastelun kohteena oli Oulun ja Kontiomäen välinen rataosa, jonka perusparannushanke oli juuri käynnistymässä. Työssä selvitettiin päällysrakenteen elinkaareen vaikuttavat tekijät, joista oleellisimpina voidaan pitää koneellista tuentaa, kiskohiontaa ja liikennekuormitusta. Näiden tekijöiden käytännön vaikutuksien kartoittamiseksi perehdyttiin aikaisempiin tutkimuksiin, joiden lisäksi tehtiin niitä täydentäviä haastatteluja.
Tutkimustyön aikana kävi ilmi, että oleellisimmat kiskoihin ja pölkkyihin kohdistuvista rasituksista johtuvat puutteellisesta tukikerroksesta, mikäli asennus- ja valmistusvirheitä ei oteta huomioon. Tämän päätelmän pohjalta toteutettiin elinkaarimalli, joka keskittyy ensisijaisesti tukikerroksen laadun ja raiteen geometrian tarkkailuun. Näiden lisäksi otettiin huomioon myös liikennöivän kaluston aiheuttamat vaikutukset, jotka määritettiin junapainon, kalustotyypin, nopeuden ja akselikuorman yhteisvaikutuksesta. Edellä luetelluista tekijöistä aiheutuvien vaikutuksien mittarointiin laadittiin toimintasuunnitelma, jonka lähtökohtana oli se, että se olisi toteutettavissa nykyisin käytössä olevan tekniikan avulla. Tämä mahdollistaa sen, että elinkaaren seurantaa ja mittarointia pystytään toteuttamaan heti perusparannushankkeen valmistumisesta alkaen.
Päällysrakenteen seuranta päätettiin toteuttaa radantarkastusvaunulla ja maatutkauksella, joilla tarkkaillaan tukikerroksen laatua ja raiteen geometriaa. Kaluston seuranta toteutettiin pyöräilmaisimien, RFID-tekniikan ja GPS-paikannuksen avulla. Lopuksi arvioitiin tuotetun elinkaarimallin luotettavuutta ja todenmukaisuutta, johon vaikuttaa esimerkiksi Venäjän ja Suomen välisen rautatieliikenteen kehittyminen.
Tutkimustyön aikana kävi ilmi, että oleellisimmat kiskoihin ja pölkkyihin kohdistuvista rasituksista johtuvat puutteellisesta tukikerroksesta, mikäli asennus- ja valmistusvirheitä ei oteta huomioon. Tämän päätelmän pohjalta toteutettiin elinkaarimalli, joka keskittyy ensisijaisesti tukikerroksen laadun ja raiteen geometrian tarkkailuun. Näiden lisäksi otettiin huomioon myös liikennöivän kaluston aiheuttamat vaikutukset, jotka määritettiin junapainon, kalustotyypin, nopeuden ja akselikuorman yhteisvaikutuksesta. Edellä luetelluista tekijöistä aiheutuvien vaikutuksien mittarointiin laadittiin toimintasuunnitelma, jonka lähtökohtana oli se, että se olisi toteutettavissa nykyisin käytössä olevan tekniikan avulla. Tämä mahdollistaa sen, että elinkaaren seurantaa ja mittarointia pystytään toteuttamaan heti perusparannushankkeen valmistumisesta alkaen.
Päällysrakenteen seuranta päätettiin toteuttaa radantarkastusvaunulla ja maatutkauksella, joilla tarkkaillaan tukikerroksen laatua ja raiteen geometriaa. Kaluston seuranta toteutettiin pyöräilmaisimien, RFID-tekniikan ja GPS-paikannuksen avulla. Lopuksi arvioitiin tuotetun elinkaarimallin luotettavuutta ja todenmukaisuutta, johon vaikuttaa esimerkiksi Venäjän ja Suomen välisen rautatieliikenteen kehittyminen.