TILLSTÅNDSKONTROLL AV SPÅRVÄXLAR MED MÄTUTRUSTNING ...1149216/FULLTEXT01.pdf · Stephen Mayowa...

TILLSTÅNDSKONTROLL AV

SPÅRVÄXLAR MED

MÄTUTRUSTNING MONTERAD PÅ

TÅG I REGULJÄRTRAFIK

Simon Rengmyr

Högskoleingenjör, Underhållsteknik

2017

Luleå tekniska universitet

Institutionen för samhällsbyggnad och naturresurser

Abstract

From 2000 to 2015, the cost of operation and maintenance (including reinvestment) andtra�c control has increased from approximately three billion to over nine billion Swedishkronor annually. By making more frequent measurements of track irregularities and iden-tifying trends earlier, accurate and e�ective maintenance can be performed. Therefore,in the industry and academy, di�erent measurement solutions are tested to measure thestate of railroad tracks in a simple and more frequent manner. One of the solutions is touse measuring systems mounted on trains in regular tra�c. By using regular scheduledservices, a higher cost e�ectiveness regarding inspection frequency can be achieved. Whenthe measuring equipment is mounted on freight trains, a measurement with considerablyhigher axle load can also be performed.

In the course of this work, a literature study have been conducted and a number of scienti-�c articles and reports have been studied at depth. There is a number of di�erent systemsthat have been manufactured to be mounted on rolling stock in regular service. Di�erentsolutions are applied to perform the measurements. Acceleration sensors are robust andreliable, which is necessary because they will be mounted in an exposed environment.A di�erence that has been identi�ed is the installation of accelerometer sensors that areeither mounted before or after the primary suspension. Before suspension the sensors aremounted on the axle box and, after suspension the sensors are mounted on the train bogie.

The engineering company Damill is working within monitoring solutions and has de-veloped equipment for mounting on trains in regular tra�c called Tracklogger. Earlierevaluations of the equipment have been made with focus on comparison with machineinspections. There is a di�erence between the technology used in track recording vehiclesand the technology that Tracklogger uses, such comparison is not entirely appropriate.In discussion with Damill the focus of this work has been to see if recordings of switchescan be linked to maintenance actions. Since the equipment is in the development stageit is important that the measurement data collected is critically reviewed with regard towhat information it delivers. The measurements have been carried out on switches in themain train track on track number 119 between Luleå and Boden and the mining compa-ny LKAB's ore wagon has been a tool carrier. In �ve out of eight cases, a maintenanceaction can be linked to reduced measured values of switches with �xed crossing points. Inone case, maintenance action has increased the measured value. In two cases, there is nosigni�cant di�erence in the measured value associated with maintenance actions.

In previous evaluation, it was determined that it is good repeatability in the measu-red position, but not as high repeatability in the measured size. A number of switcheshave been studied to check the repeatability of the measurement. As the train runs in acircle run in Luleå harbor, there will be a limited number of occasions the equipment isrunning in the same direction in combination with the sensors on the same axle in thebogie, which may e�ect the measurement results. When analyzing the repeatability of�ve passages where the direction of travel is not taken into account, it is determined thatthree out of �ve passages show a good repeatability. The repeatability of the measurementis suspected of being related to the condition, as signi�cantly greater di�erences in themeasured signal are obtained just before a maintenance action has been taken.

I

II

Sammanfattning

Från år 2000 till 2015 har kostnaden för drift underhåll (inklusive reinvestering) och tra-�kledning, ökat från ungefär tre miljarder till över nio miljarder kronor årligen. Genomatt göra mer frekventa mätningar av spårets tekniska tillstånd och identi�era trender ti-digare kan ett mer korrekt och e�ektivt underhåll utföras. Därför testas, inom branschenoch akademi, olika mätlösningar för att på ett enkelt och mer frekvent sätt mäta tillstån-det hos järnvägsspår. En av lösningarna är att använda mätsystem monterade på tåg ireguljärtra�k. Genom att använda tåg i reguljärtra�k kan en högre kostnadse�ektivitetavseende på inspektionsfrekvens uppnås. Då mätutrustningen monteras på godståg kanen mätning med avsevärt högre axellast också göras vilket representerar banans beteendeunder verkliga förhållanden.

Inom ramen för detta arbete har litteraturstudie utförts och ett antal vetenskapliga artik-lar och rapporter har studerats närmare. Sammantaget så �nns det ett antal olika systemsom har framställts för att monteras på tåg i reguljärtra�k. De använder olika lösningarför att utföra mätningen. Accelerationsgivare är robusta och har hög tillförlitlighet, vilketär nödvändigt eftersom de ska monteras i en utsatt miljö. En skillnad som har identi�eratsär monteringen av accelerationsgivare som antingen monteras före eller efter primärfjäd-ringen. Före fjädring monteras givarna på axelboxen och efter fjädring monteras givarnapå tågboggin.

Ingenjörsföretaget Damill arbetar med mättekniska lösningar och har utvecklat en ut-rustning för montage på tåg i reguljärtra�k kallad Tracklogger. Tidigare utvärderingarav utrustningen har gjorts, där låg fokus på jämförelse med främst maskinella besikt-ningsanmärkningar. Det är skillnad mellan tekniken som används vid spårlägesmätningoch tekniken som Tracklogger använder, alltså är en sådan jämförelse inte helt lämplig.Vid diskussion med Damill har fokus i detta arbete varit att se om utslag i spårväxlarkan kopplas till underhållsåtgärder. Eftersom utrustningen är i utvecklingsstadiet är detviktigt att den mätdata som samlas in kritiskt granskas med avseende på vad den levere-rar för information. Mätningarna har utförts på spårväxlar i huvudspåret på bandel 119mellan Luleå och Boden, gruvföretaget LKAB:s malmvagn har varit instrumentbärare. Ifem av åtta fall kan en underhållsåtgärd kopplas till minskade mätvärden på växlar medfast korsningspets. I ett fall har underhållsåtgärd ökat mätvärdet. I två fall �nns ingenskillnad på mätvärde i samband med underhållsåtgärd.

I tidigare utvärdering fastställdes att det är god repeterbarhet i utslagens position, meninte lika hög repeterbarhet i utslagens storlek. Ett antal växlar har studerats för att kollapå mätningens repeterbarhet. Eftersom tåget kör i en rundslinga i Luleå hamn medför attdet blir ett begränsat antal tillfällen utrustningen har kört i samma riktning i kombinationmed givarna på samma axel i boggi, vilket kan göra skillnad för mätresultat. Vid analysav repeterbarheten för fem stycken växelpassager där färdriktningen inte tas hänsyn tillfastställs att tre av fem passager visar en god repeterbarhet. Mätningens repeterbarhetmisstänks kunna relateras till växeln kondition, då betydligt större skillnader i uppmättsignal erhålls precis före en underhållsåtgärd har utförts.

III

IV

Förord

Denna rapport är resultatet av ett examensarbete utfört på företaget Damill AB, samtavdelningen för drift och underhållsteknik vid Luleå tekniska universitet (LTU). Jag villtacka Dan Larsson, VD, Damill för möjligheten att göra detta arbete. Tack till Ulla Junt-ti, Omicold AB, för handledning under arbetet. Tack till handledare Christer Stenström,biträdande universitetslektor, LTU.

Jag vill tacka följande personer för deras tid och värdefulla synpunkter:

Matthias Asplund, Spårspecialist, Tra�kverketArne Nissen, Spårtekniker, Tra�kverketIman Arasteh Khouy, Spårspecialist, Tra�kverketStephen Mayowa Famurewa, bitr. universitetslektor, LTUGöran Henning, Arbetsledare, Infranord

Till sist vill tacka alla lärare och kurskamrater på avdelningen drift och underhållsteknikför tre år av studier fyllda med skratt och trevliga stunder.

Juni 2017, LuleåSimon Rengmyr

V

VI

Innehållsförteckning

1 Inledning 11.1 Bakgrund . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2 Problemformulering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.3 Syfte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.4 Mål . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.5 Forskningsfrågor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.6 Avgränsningar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.7 Rapportens innehåll och struktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

2 Teori 32.1 Underhållsteknik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

2.1.1 Avhjälpande underhåll . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42.1.2 Förebyggande underhåll . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42.1.3 Underhållssystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2.2 Mätteknik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.2.1 Vibrationsmätning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.2.2 Accelerationsgivare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.2.3 Upplösning och val av �lter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.3 Förväntade fel som kan upptäckas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.3.1 Spårväxlar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.3.2 Punktfel samt rä�or och vågor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.4 Tracklogger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102.4.1 Axellast vid spårmätning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.4.2 Fördelar med kontinuerlig mätning . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122.4.3 Tidigare arbeten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

3 Metod 153.1 Litteraturstudie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153.2 Insamling och analys av data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153.3 Intervjuer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

4 Resultat 174.1 Mätdata från Tracklogger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174.2 Information från infrastrukturförvaltaren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214.3 Samband mellan mätdata och underhållsåtgärder . . . . . . . . . . . . . . 244.4 Mätningens repeterbarhet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

5 Diskussion 295.1 Korsningspetsens felutveckling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

VII

6 Slutsatser 33

7 Förslag på fortsatt arbete 35

7.1 Utveckling av mjukvara . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

7.2 Utveckling av hårdvara . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

8 Referenser 37

Figurer

2.1 Underhåll � Översikt. SS-EN 13306, 2010 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

2.2 Illustration på hur en enhet degraderar. Stenström, 2015 . . . . . . . . . . 5

2.3 Fast korsningsspets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.4 Rörlig korsningsspets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.5 Tracklogger monterad på malmvagn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.6 Kinetisk energi med avseende på last och hastighet . . . . . . . . . . . . . 12

4.1 Mätdata bandel 119, för datum 23�24 april 2015 . . . . . . . . . . . . . . . 17

4.2 Gammelstad driftplats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

4.3 Norra änden Gammelstad driftplats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

4.4 Notviken växel 7b, fast korsning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

4.5 Sävastklinten växel 6, rörlig korsning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

4.6 Driftplats Notviken, huvudspåret passerar växel 7b . . . . . . . . . . . . . 23

4.7 Driftplats Sävast, huvudspåret passerar växel 1 och 7 . . . . . . . . . . . . 23

4.8 Driftplats Gammelstad, huvudspåret passerar växel 1 och 13 . . . . . . . . 23

4.9 Notviken 7b, södergående tåg . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

4.10 Sävast 7, södergående tåg . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

4.11 Gammelstad 13, södergående tåg . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

4.12 Notviken 7b, 22-25 april . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

4.13 Notviken 7b, 22-24 juni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

4.14 Notviken 7b, 4-7 augusti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

4.15 Sävast 7, 22-25 april . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

4.16 Sävast 7, 22-24 juni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

5.1 Degradering, felfördelning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

VIII

Tabeller

4.1 Besiktningsanmärkningar på spårväxlar i huvudspår bandel 119 år 2015 . . 214.2 Besiktningsanmärkningar med avseende på åtgärd, år 2015 . . . . . . . . . 214.3 Besiktningsanmärkningar med avseende på ballast, år 2015 . . . . . . . . . 224.4 Relevanta felanmärkningar i Ofelia, år 2015 . . . . . . . . . . . . . . . . . 224.5 Information från BIS, spårväxlar i huvudspår bandel 119 . . . . . . . . . . 224.6 Anmärkningar BESSY nvn växel 7b i augusti 2015 . . . . . . . . . . . . . 27

IX

X

Förkortningar och nomenklatur

UH UnderhållFU Förebyggande underhållAU Avhjälpande underhållbdl Bandelspm SpårmeterSWEREF99 Swedish Reference Frame 1999. O�ciella referenssystemet som används i SverigeWGS 84 World Geodetic System 1984. Globalt geodetiskt referenssystemOptram Optimized track management. Tra�kverkets databas för spårlägesmätningarBESSY Besiktningssystemet. Tra�kverkets system för besiktningBIS Baninformationssystemet. Tra�kverkets system för anläggningsinformationOfelia. Tra�kverkets system för felanmälningar (AU)TL Tracklogger. Mätväska som monteras på tågvagn

G Acceleration [m/s2]Grms Acceleration, kvadratiskt medelvärde [m/s2]

XI

XII

De�nitioner

UnderhållKombination av samtliga tekniska åtgärder, administrativa åtgärder och ledningsåtgärderunder en enhets livstid som är avsedda att vidmakthålla den i, eller återställa den till, ettsådant tillstånd att den kan utföra krävd funktion

[SS-EN 13306, 2010]

UnderhållsstrategiAv ledningen angiven inriktning för att nå målen för underhåll

[SS-EN 13306, 2010]

UnderhållssäkerhetEn underhållsorganisations förmåga att tillhandahålla underhållsresurser på erforderligplats så att krävda underhållsåtgärder utförs när så krävs

[SS-EN 13306, 2010]

Avhjälpande underhållUnderhåll som genomförs efter det att ett funktionsfel upptäckts och med avsikt att få enenhet i ett sådant tillstånd att den kan utföra krävd funktion

[SS-EN 13306, 2010]

Förebyggande underhållUnderhåll som genomförs vid förutbestämda intervall eller enligt förutbestämda kriterieroch i avsikt att minska sannolikheten för fel eller degradering av en enhets funktion

[SS-EN 13306, 2010]

Tillståndsbaserat underhållFörebyggande underhåll som omfattar en kombination av övervakning eller inspektion ellerprovning, analyser och påföljande underhållsåtgärder

[SS-EN 13306, 2010]

ÖvervakningAktivitet som genomförs antingen manuellt eller automatiskt, med avsikt att, vid förutbe-stämda intervall, mäta en enhets egenskaper och aktuella tillstånd

[SS-EN 13306, 2010]

DegraderingSkadlig förändring i en enhets fysiskt tillstånd på grund av tid, användning eller yttreorsaker

[SS-EN 13306, 2010]

XIII

XIV

Inledning

1.1 Bakgrund

Det �nns ett behov att kontinuerligt mäta järnvägsspår för att kunna planera underhålls-arbeten och säkerställa en hög tillgänglighet samt garantera tra�ksäkerheten. Idag mätsvarje stäcka 1�6 ggr/år beroende på besiktningsklass (BVF 807.2), och i vissa fall är detinte nog ofta för att kunna beräkna trender i mätdata. Traditionella mätvagnar påverkaräven tillgängligheten av spåret. På tra�kintensiva sträckor kan det vara svårt att planerain mätningarna samt drift av mätvagnen har en kostnad.

Damill AB har utvecklat en mätenhet, kallad Tracklogger (TL), vars syfte är att kon-tinuerligt leverera tillståndsinformation över järnvägsspår. Det är en portabel utrustningsom använder sig av accelerationsgivare för att mäta slag och stötar genom att monteraspå boggin på tåg i reguljärtra�k. Det har gjorts tidigare studier, se avsnitt 2.4.3. Det �nnsskäl att utföra vidare analyser av mätdata från utrustningen för att veri�era mätningar-nas tillförlitlighet samt fastställa vilka fel som kan detekteras med hjälp av utrustningen.Genom att använda tåg i reguljärtra�k kan en högre kostnadse�ektivitet med avseendepå inspektionsfrekvens uppnås jämfört med traditionella mätvagnar. Då mätutrustningenmonteras på godståg kan mätning med hög axellast också göras, då ges tillfälle att mätabanans beteende under verkliga förhållanden.

1.2 Problemformulering

Det �nns utmaningar med dagens mätteknik och noggrannheten i mätdata som levererastill Tra�kverkets olika system, till exempel spårlägesmätningar, ultraljud och manuellabesiktningar. Detta innebär att underhållsåtgärder måste ta hänsyn till detta genomatt underhållsarbeten kan bli och är mer omfattande än det egentliga behovet. Dettapåverkar underhållsplaneringen, underhållsarbete och tillgängligheten av spåret. Genomatt göra mer frekventa mätningar och identi�era trender tidigare kan ett mer e�ektivtunderhåll utföras. Därför testar förvaltare olika mätutrustningar för att på ett bättre ochmer frekvent sätt mäta tillståndet hos järnvägsspår. En kostnadse�ektiv möjlig lösning äratt mäta järnvägens tekniska tillstånd från tåg i reguljärtra�k. Ovan nämnda Trackloggerär en sådan utrustning och avses studeras i detta arbete. Det �nns utförda studier däraccelerationsgivare har använts för att mäta spårets tillstånd, dessa är dock begränsadeavseende nordiskt klimat och tunga axellaster.

1

1.3 Syfte

Syftet med projektet är att utreda om, hur och på vilket sätt mätdata från accelerations-givare monterade på tåg i reguljärtra�k kan användas för tillståndsbedömning av järnvägavseende tunga axellaster och nordiska förhållanden.

1.4 Mål

Målet med detta arbete är att kartlägga möjligheter och begränsningar med mätenhetenTL, för att i förlängningen bidra till framtagning av ett säkert sätt att mäta järnvägsspåroch kunna utföra underhållsinsatser som är tillståndsbaserade.

1.5 Forskningsfrågor

1. Vad har gjorts och vad görs inom forskning idag för att uppskatta tillståndet av järn-vägsspår med avseende på punktfel, med hjälp av accelerometerdata från mätenheter påtåg i reguljärtra�k.

2. Vilka tillståndsbedömningar görs från dagens mätmetoder avseende spårväxlar ochpunktfel på järnvägsspår?

3. Hur kan accelerometerdata analyseras för att göra säkra bedömningar?

1.6 Avgränsningar

• Geogra�sk avgränsning sträcka Luleå � Boden, bdl 119

• Mätdata från perioden april till augusti 2015 analyseras

• Punktfel med anknytning till spårväxlar analyseras

1.7 Rapportens innehåll och struktur

Detta kapitel innefattar bakgrunden till projektet samt syfte och målet med arbetet.Kapitel två utgör litteraturstudie över ämnet i fråga. Kapitel tre beskriver metoden förarbetet och hur insamlingen av material har gjorts. Kapitel fyra sammanställer resultatsom har skapats under arbetet. Kapitel fem utgörs av diskussionen om resultatet. Kapitelsex sammanställs slutsatserna som har dragits följt av kapitel sju som ger några förslagpå hur arbetet kan fortsätta.

2

Teori

2.1 Underhållsteknik

Företag och organisationer strävar efter att ha sådan hög tillgänglighet som möjligt påderas utrustning. För att nå mål för hög tillgänglighet behövs ett e�ektivt underhåll. Ben-Daya, Kumar och Murthy (2016) beskriver att underhåll kan betraktas som åtgärder föratt kompensera för brist av funktionssäkerhet på ett konstruerat objekt, att konstruerahög funktionssäkerhet är förknippat med höga kostnader samtidigt som för låg funktions-säkerhet leder till ökad kostnad på grund av ökat antal fel. Bergman och Klefsjö (1992)beskriver att driftsäkerheten inte bara beror på funktionssäkerheten, utan också på under-hållsmässighet och underhållssäkerhet. Kostnaden för underhåll är således en kombinationav konstruktion samt resurser och möjligheten att utföra underhållsåtgärder. Underhållkan utföras på en rad olika sätt, och företag och industrier gör inte likadant. Underhållkan vanligtvis delas upp i två typer; förebyggande underhåll och avhjälpande underhåll.Förebyggande underhåll delas upp i tillstånds övervakning och förutbestämt underhåll.Avhjälpande underhåll delas upp beroende på felet, uppskjutet eller akut (�gur 2).

Enligt Tra�kverkets underhållsplan för 2017-2020 beskrivs de �nansiella ramarna för un-derhåll. Underhållet delas in i BAS-underhåll(bas-UH) och reinvesteringar. Bas-UH om-fattar att upprätthålla anläggningens funktion på kort sikt och delas upp i avhjälpandeunderhåll, förebyggande underhåll samt övrig anläggningsskötsel. Reinvestering avser ut-byte av anläggning där syftet är att bibehålla eller återställa anläggningens funktion.Bytet ska vara orsakat av att anläggningsdelen börjar bli eller är tekniskt förbrukad, el-ler att det är oekonomiskt att fortsätta med mindre underhållsåtgärder. Målet är attbasunderhållet inte ska överstiga fem miljarder kronor årligen. Från år 2000 till 2015 harkostnaden för drift underhåll (inklusive reinvestering) samt tra�kledning ökat från ungefärtre miljarder till över nio miljarder. Enligt IEC 60300-3-3 (2004) delas livscykelkostnad ini sex olika faser; koncept, design, tillverkning, installation, drift och underhåll samt ave-tablering. RAMS för järnväg, akronymen står för Reliability, Availability, Maintainabilityoch Safety, vilket översätts till funktionssäkerhet, driftsäkerhet, underhållsmässighet ochsäkerhet. SS-EN 50126 (1999), delar upp livscykeln för järnväg i 14 faser. För anläggningarmed lång livslängd är ofta ägandekostnaden en stor del av livscykelkostnaden, drift ochunderhåll kommer ha stor inverkan på livscykelkostnaden.

3

Förebyggande underhåll

Avhjälpande underhåll

Underhåll

Tillståndsbaserat underhåll

Förutbestämt underhåll

Schemalagt, kontinuerligt

eller på begäranSchemalagt Uppskjutet Akut

Figur 2.1: Underhåll � Översikt. SS-EN 13306, 2010

2.1.1 Avhjälpande underhåll

Inget underhåll utförs före ett funktionsfel upptäckts och oftast byts då enheten ut tillen ny. Den här typen av underhållsstrategi fungerar inte på kritiska komponenter i ettsystem. Ekonomi och konsekvens övervägs. Om konsekvenserna för haveri är minimalaoch underhållet är dyrt, kan avhjälpande underhåll vara ett bra alternativ.

2.1.2 Förebyggande underhåll

Förebyggande underhåll delas upp i förutbestämt underhåll och tillståndsbaserat under-håll. Förutbestämt underhåll görs med bestämda tidsintervaller eller kriterier, oftast uti-från tillverkarens rekommendationer eller utifrån tidigare erfarenheter av systemet i fråga.Förebyggande underhåll säkerställer att systemet ska kunna utföra sin funktion. Nackde-lar som kan uppstå med förebyggande underhåll är att för mycket underhåll kan görasoch/eller komponenter som är schemalagda att bytas ut kanske inte egentligen behöverdet.

Tillståndsbaserat underhåll kan göras genom att använda olika övervakningstekniker ochhämta information från anläggningen. Det som vill uppnås är att kunna förutsäga när det�nns risk för haverier. För detta behövs olika slags mätningar göras och informationen somhämtas analyseras och beslut kan tas för bästa underhållsåtgärd. Detta ligger till grund föratt kunna utföra ett förebyggande underhåll som bygger på mätvärden (tillstånd) iställetför den traditionella metoden att schemalägga underhållet från olika intervall som byggerpå driftstimmar eller kalendertid. För att tillståndsbaserat underhåll ska kunna användasmåste en degradering kunna mätas i kombination med att felutvecklingen inte har för höghastighet så att en underhållsåtgärd kan utföras innan haveri; se �gur 2.2.

Exempel på några olika mätmetoder för tillståndsövervakning: amperemätning, tempera-turmätning och vibrationsmätning. Amperemätning av elektronik kan visa på strömspikaroch förändring av elförbrukning som kan ge information om att någonting har föränd-rats i utväxlingen hos till exempel en elektrisk drivlina. Det �nns system som används

4

på spårväxlar för att övervaka växeldrivet. Problemet med amperemätning kan vara attelsystemet i sig inte är helt stabilt, vilket kan medföra dåliga mätningar. Temperatur-mätning av till exempel lager är ofta en sämre metod på grund av att när lager harblivit varmt är felutvecklingstiden så kort att förebyggande insatser inte hinner att gö-ras. Temperaturmätning användas för att detektera felande bromsar på tåg, så kalladetjuvbromsdetektorer. Vibrationsmätning kommer att förklaras mer ingående i avsnitt 2.2.

Tek

nisk

t till

stån

d

Initialt tillstånd Degradering börjar tillta

Degraderings-hastighet

Underhålls- ellersäkerhetsgräns

Tid då gräns nås

Tid

Gräns för att kunnadetektera fel

Största tillåtna tid för summaninspektionsintervall och reaktionstid

Inspektion utförs

Figur 2.2: Illustration på hur en enhet degraderar. Stenström, 2015

2.1.3 Underhållssystem

För att kunna implementera tillståndsmätningarna på ett bra sätt i drift och underhålls-arbetet bör informationen integreras på ett användbart sätt i underhållssystemet i fråga.För att uppnå en kontinuerlig trendövervakning av mätsystemens data, och helst en au-tomatisk signal då en trend förändras behövs väl fungerande system. Det är viktigt atthistoriska data lagras för att kunna se under långa perspektiv om förändringar i systemethar uppkommit. Speciellt inom tillämpningar som har en mycket lång teknisk livslängd,till exempel teknisk infrastruktur som järnvägen. Till detta behövs hårdvara med till-räcklig kapacitet, en server för lagring av data, samt bör det �nnas möjlighet att detkan sparas på mer än ett ställe genom backupsystem alternativt spara någon annanstansgenom en så kallad molntjänst.

5

2.2 Mätteknik

2.2.1 Vibrationsmätning

Övervakning av mekaniska system som uppvisar en åldersrelaterad förslitning är ett brasätt att förebygga kostsamma haverier, samtidigt kan stora vinster göras genom att ana-lysera de mekaniska rörelser som ger upphov till att systemet åldras och optimera un-derhållsåtgärderna. Komponenter kommer böja/vibrera enligt de former som strukturenvill svänga sig, det vill säga dess egenfrekvenser. Vibrationer betraktas som oscillationerrunt jämviktsläget. Sex frihetsgrader ger upphov till de olika vibrationstyperna. Rörelseri koordinatsystemets riktningar x, y och z samt rotationsrörelser runt dessa axlar. Det�nns olika vibrationstyper:

• Strukturvibrationer

� Axiella

� Böj

� Radiella

� Torsion

• Helkroppsvibrationer

Placeringen av sensorer är viktigt, att de är placerade i rätt riktning med avseende pårörelsens riktning och så nära källan som möjligt. Sensorernas placering är viktig för attvibrationerna ska kunna övervakas korrekt. Om sensorer placeras på mod punkter så kanvibrationer helt förbises. Det är många gånger en bra idé att göra en datormodell förstför att se vart dessa mod punkter kan uppkomma och sedan bestämma placeringar avsensorer med avseende på detta.

2.2.2 Accelerationsgivare

Det �nns olika typer av sensorer för att mäta mekanisk rörelse, till exempel förskjutnings-givare och accelerationsgivare. Detta avsnitt fokuserar på det senare eftersom det utgörgrunden för andra delar av rapporten. Accelerometrar används generellt till att mätavibrationer på infrastrukturen. Accelerationsgivare är robusta och har hög tillförlitlighet,lätta att kalibrera och är relativt billiga (Hodge et al, 2015).

Vid placering av givare på tåg kan det vara bra att förstå gångdynamiken relaterat till dentypen av järnvägsfordon som givaren placerats. Asplund et al. (2016) kom fram till att detär stora skillnader i kraften beroende på vilken axel i boggin som är i färdriktningen vidkurvor. Betydelse för vilken axel som mätutrustning fästes på kan således ha stor inverkanpå mätresultatet, vilket motiverar att mätdata bör sorteras utefter detta.

Ett problem med accelerationsgivare placerade på axelboxen, är att accelerationer såhöga som 100 G kan fås (Weston et al, 2006). Eftersom axelboxen kan ses som ett odäm-pat system så kan det medföra mycket höga accelerationer. De beskriver också att vidlängre våglängder presenterar accelerationer som är en bråkdel av 1 G, detta ställer högakrav på givaren. Eftersom accelerationen som alstras från spårgeometrin är proportionell

6

mot kvadraten av fordonets hastighet, kan resultera i mycket lågt förhållande mellan sig-nal och brus vid låga fordonshastigheter. Xiukun et al. (2015) menar att den exciteradeaccelerationen från axelboxen många gånger är högre än 50 G vilket leder till att en av-vägning måste göras mellan givarens mätomfång och dess känslighet. De beskriver ocksåatt vibrationen från lager i axelboxen har stor påverkan på mätningen. Istället så kangivare placeras på boggin, vilket görs i deras försök; där används accelerationsgivare medområde på 2 och 10 G för mätningen. Vid placering på boggi krävs dock kartläggning avden matematiska modellen för fordonsfjädringssystemet.

2.2.3 Upplösning och val av �lter

Upplösningen vid mätningar kan beskrivas med bit och frekvens. Bit är antal bitar i upp-lösning, alltså hur många nivåsteg som kan återges, med andra ord hur detaljerad y-axelnär. Frekvensen menas här samplingsfrekvens och anges i Hertz (Hz), det menas hur mångasignaler som kan återges under ett intervall, och anger hur detaljerad x-axeln är.

Bandpass�lter är ett �lter som dämpar signaler som ligger utanför två bestämda vär-den. De kan kategoriseras i högpass�lter och lågpass�lter. Det �nns olika typer av �ltersom används vid signalbehandling av denna typen av data, exempel på några olika �lter:butterworth, medelvärdes och kalman�lter.

Acceleration analyseras vanligtvis i tidsdomän eller frekvensdomän. I detta arbete kommerbara tidsdomän omfattas. Den mest exakta redovisningen av acceleration i tidsdomänenär variation av acceleration som funktion av tiden. Beroende på samplingshastighet såkan en presentation av data på detta sätt bli omfattande att analysera. Root Mean Squa-re, RMS intervall minskar mängden datapunkter som representerar en tidsperiod, alltsåtillåts längre tidsperioder att presenteras som funktion av tid (Rogers, 1997). Tsunashimaet al. (2014) menar spårfel kan grovt uppskattas genom att utvärdera RMS-värdet. I derasmetod analyserades korttids RMS-värde. RMS-värdet beräknas med följande ekvation:

RMS(t) =

√√√√ 1

N

1+N−1∑n=τ

x(τ)2 (2.1)

För utrustningen i detta arbete görs RMS-beräkning i analog elektronik och inte i ettsamplande system med diskreta värden som formeln ovanför gör. Summeringen i formelovan är då istället en rullande integral över tiden 1170 ms och N byts mot RMS-tiden(1170 ms). Elektroniken är snabb nog att klara RMS-beräkning hos signaler med frekvensändå upp till 300 kHz, men före RMS-beräkning �ltreras signaler snabbare än 100 Hzbort med ett lågpass�lter. Detta kan anpassas efter behov (Personlig kommunikation,Dan Larsson maj 2017).

7

2.3 Förväntade fel som kan upptäckas

Fel som kan upptäckas är främst laterala och vertikala krafter i spårväxlar samt vertikalakrafter i spåret.

2.3.1 Spårväxlar

Spårväxlar är en känd kostnadsdrivare hos järnvägen, delar i spårväxeln som driver kost-naderna är bland annat korsningsspets och växeltungor. Nissen (2009) menar att under-hållskostnaden för spårväxlar och korsningar uppgår till 13 procent av underhållsbudgeten.Eftersom spårväxlar ligger bland de mest kostsamma spårkomponenterna är det extra in-tressant att undersöka beslutsunderlaget för underhåll hos dem.

Corshammar (2006) listar olika slags förekommande slitage på spårväxlar:

• Tungan påverkas av trycket från hjul�änsen

• Huvudspåret påverkas av kontaktutmattning

• Sidospåret påverkas av sidoslitage från hjul�äns och kryp från hjulaxeln

• Korsningspartiet påverkas av slag

• Drivstänger påverkas av tryckkrafter i tungan

Figur 2.3: Fast korsningsspets

8

Figur 2.4: Rörlig korsningsspets

De viktigaste måtten i en spårväxel är avståndet mellan stödräl och tunga samt avståndmellan korsning och moträl (se �gur 2.3). Korsningspartiet är gjort av manganlegeratstål, vilket försvårar kontroller med till exempel ultraljud på grund av för stor kornigheti materialet (Personlig kommunikation Christer Stenström). Det �nns rörliga korsnings-spetsar som används vid högre hastigheter samt för att minska ljud och buller i tätorter.Rörlig korsningsspets medger en längre livslängd då överledning sker genom att hjulenleds över via den rörliga delen istället för som i en traditionell växel, hoppa över på an-slutande spårväxelparti. Lateralkrafter i spårväxlar ger upphov till att växeltungan slitsmer än den övriga växeln. Eftersom det är generellt relativt liten rälsförhöjning i Sveri-ge och speciellt på malmbanan där tung godstra�ken kör blir det högre laterala krafteri spårväxlarna än om det �nns rälsförhöjning eller kloteioder (linjär krökningsändring).På malmbanan är det slipning MB4 på spårväxlar och rakspår samt MB1 i kurvor ochytterräl (Personlig kommunikation Matthias Asplund, april 2017), vilket kan ha betydelseför resultat av mätningar på just malmbanan.

Det �nns problem med att dåligt stoppade växlar förstörs snabbt. Det som händer äratt växeln inte sitter fast utan �yttar i sidled och då kommer slag- och tryckkrafternafrån passerande tåg att öka. För att kunna förstå hur mätning av dessa krafter kan an-vändas gäller det då främst att analysera tåg som går rakt igenom växeln och som inteborde ge några sidokrafter alls. Med djupare analys av främst lateral acceleration skulledet kunna gå att peka ut problemväxlar tidigt. Utöver mätning av vertikal acceleration

9

som tidigare har talats om i växelkorsningen. Alltså är sidolägesacceleration intressant attanalysera med avseende på spårväxlar.

Nissen, Parida och Kumar (2010) utforskade möjligheterna att beräkna kvalitetsindexfrån mätvagnar för att kunna ta underhållsbeslut med hjälp av mätdata från mätvagnar.Vidare beskriver de att andra har gjort framsteg med hjälp av accelerationsgivare iden-ti�era bland annat dåligt stoppade slipers. Balouchi et al. (2016) utvecklade en algoritmför att behandla accelerometerdata för att upptäcka hängande slipers och andra fel somdåliga spårväxlar och broar.

2.3.2 Punktfel samt rä�or och vågor

En stor kostnadsdrivare hos järnvägen är räler. Fel som uppstår är: utmattningsproblemsom rullkontakts-utmattning, rä�or och vågor, korrugering och punktdefekter som hjul-brännskador samt slitna isolskarvar. Molodova et al. (2015) undersöker hur tillståndet påisolerskarvar kan uppskattas från axelbox monterade accelerationsgivare, med framtagenalgoritm för detektion av skarvar �ck de 84 procent rätt på två bandelar samt 19 procentfalskt alarm. Punktfel är intressanta att identi�era i ett tidigt skede. Ulla Juntti (Per-sonlig kommunikation, mars 2017) beskriver att en plats som orsakar slag och stötar, tillexempel en låg skarv, ett slirsår eller rä�or och vågor bidrar till att spårlägesfel uppstår isnar anslutning till platsen som generat slaget. Eftersom detta ruskar om vagnarna. Vidkontinuerlig mätning av järnvägen kan alltså små fel som bidrar till större spårlägesfelidenti�eras i ett tidigt skede och underhållsåtgärder sättas in. Detta kan på sikt leda tillstora besparingar.

2.4 Tracklogger

Tracklogger (TL) är en portabel mätväska som kan monteras på tåg i reguljärtra�k. Ut-vecklingen av mätväskan har skett inom forskningsprojektet ePilot119, nuvarande versionav systemet måste ses som en prototyp under utveckling och inte ett färdigt system. Sy-stemet består av en slagtålig väska i hårdplast med kontakter av bajonettyp. Dataloggerav typen Campbell CR1000. Accelerometrarna som används är av fabrikatet PCB Pie-zoelectrics. Det är tre separata en-axliga accelerationsgivare. Två accelerationsgivare sommäter vertikalt på vänster respektive höger sida av tågets färdriktning, samt en accele-rationsgivare som mäter lateralt. Batterikapaciteten är på minst 48 h vid normal drift.Väskan fäst på en tågvagn med spännband och en vajer för extra säkerhet. TL mäter femvariabler:

• Accelerationsgivare: vertikalt på vänster sida i färdriktningen

• Accelerationsgivare: vertikalt på höger sida i färdriktningen

• Accelerationsgivare: lateralt

• GPS-koordinat

• Hastighet

10

Figur 2.5: Tracklogger monterad på malmvagn

2.4.1 Axellast vid spårmätning

Eftersom TL kan monteras på godståg så som LKABs malmvagnar kan mätning ske medmycket högre axellast än med konventionella mätvagnar. Axellasten på LKABs malmvag-nar uppgår till 30 ton. Betydligt högre än mätvagnarna IMV200 och IMV100 som har enaxellast på 14 ton. En högre axellast kan medföra att en större kraft erhålles som kantrycka ner spåret och upptäcka hängande slipers eller andra fel. Konventionella mätvagnarkanske inte i alla lägen kan åstadkomma samma nedböjning av spåret. Kinetisk energibeskrivs enligt:

Ek =mv2

2(2.2)

Eftersom en olastad malmvagn väger 20 ton tom samt en lastad väger 120 ton, har enlastad vagn axellast på 30 ton lastad och 5 ton olastad kan enkelt samband ses medrörelseenergin samt hastigheten

11

Rör

else

ener

gi

Hastighet45 50 55 60 65 70

Olastad vagn Lastad vagn

Figur 2.6: Kinetisk energi med avseende på last och hastighet

Eftersom malmtågen kör ungefär 10 km/h fortare när tåget är olastat så kan det sesi �guren att rörelseenergi ändå kommer vara �era gånger större då tåget är lastat änolastat.

2.4.2 Fördelar med kontinuerlig mätning

Liknande system som TL används och är i bruk på andra platser idag. Ombordsutrust-ning som kan monteras på persontåg levereras till exempel av tågtillverkaren Alstom förmontage på deras tåg. Ett användningsområde är till exempel att veri�era jobb som ut-förs i spåret och få en snabb återkoppling. En fördel med att få kontinuerliga data översamma sträcka varje dag är vid spårriktning av dubbelspår och spårväxlar �nns det riskför påverkan på det spår som inte spårriktas. Vid kontinuerlig mätning skulle en sådansituation detekteras i ett tidigt skede.

2.4.3 Tidigare arbeten

Larsson (2015) redogör i sin rapport att resultatet av analysen visar att TL har god repe-terbarhet i vilken position utslagen visar sig. Dock inte lika hög repeterbarhet i utslagensstorlek. Faktorer som kan påverka spridningen i utslagens storlek är axellast, hastighetoch färdriktning. Rosendahl (2016) jämför i sin rapport TL mätresultat främst med Tra-�kverkets databaser BESSY, Ofelia och Optram. Problem som är kopplade till denna typav analys är att inrapportering av datum för besiktning och åtgärd inte alltid stämmer.

I Larsson (2015) utvärdering av TL har �ltreringen av fel rapporterade i BESSY varitmot maskinell säkerhetsbesiktning. Där anmärkningarna främst delas in i höjd 1-25 m,

12

sida 1-25 m, skev 3 och 6 m. Dan Larsson (Personlig kommunikation, februari 2017) be-skriver att TL aldrig uppgetts kunna mäta spårlägesfel men den har tyvärr utvärderatssom om den skulle klara det. De har satt en ungefärlig detektionsgräns på ca 0,5 G ochdå skulle det behövas en amplitud på drygt 1 m om felet har våglängd 50 m. Alltså 25 mkulle följd av 25 m dal, det är alltså helt orimligt att upptäcka denna typ av fel med baraaccelerometergivare. Omvänt ses ytliga fel och gropar med djup på bara 0,1 mm om felethar en våglängd på 0,5 m. Känsligheten ökar kvadratisk med minskad våglängd.

13

14

Metod

Metoden för detta arbete har varit litteraturstudie, statistisk analys och intervjuer.

3.1 Litteraturstudie

I detta arbete har standarder, vetenskapliga artiklar, facklitteratur och andra relevantakällor inom järnvägsindustrin använts. Sökningar efter relevanta vetenskapliga artiklar harframförallt gjorts i databasen Scopus. Sökord har varit: switches, railway, maintenanceoch accelerometer.

Tidigare utvärderingar av TL inom forskningsprojektet ePilot119 har beaktats:

• Utvärdering av Tracklogger � Mätning av järnvägsinfrastruktur via reguljär tra�kmed mobil mätutrustning, 2015, författare: Goran Larsson.

• Kontinuerlig tillståndskontroll, 2016, författare: Peter Rosendahl.

3.2 Insamling och analys av data

Datainsamling från två parter har gjorts i detta arbete: Damill och infrastrukturförvalta-ren. Från Damill har mätdata från TL erhållits i data�ler som har analyserats i Minitaboch Excel. Filerna har varit i formatet Tab Separated Values(TSV), vilket är ett for-mat för rådata som kan läsas in i programvara för kalkylblad. I TSV-�lerna åter�nnsföljande information: tid, mätningens nummer, vänster accelerationsgivare (mV), högeraccelerationsgivare (mV), lateral accelerationsgivare (mV), GPS koordinat latitud, GPSkoordinat longitud och GPS hastighet(km/h). Accelerationsgivarna har en grundnivå på40 mV, samt en skalfaktor på 105 mV/G. Räkneoperationer har gjorts i Minitab för attpresentera värden i G. Mätningarna är gjorda med LKABs malmvagnar som instrument-bärare år 2015.

Från infrastrukturförvaltaren har information hämtats från Baninformationssystemet (BIS),Besiktningssystemet (BESSY) och Ofelia. BIS är ett system för att lagra och hämta infor-mation om banrelaterade anläggningar och händelser, från BIS har information om kom-ponentbyten hämtats. BESSY är ett system för genomförande av säkerhets-, underhålls-och övertagandebesiktning av fasta järnvägsanläggningar, från BESSY har besiktningsan-märkningar sammanställts och information om vilken åtgärd som har gjorts. Ofelia är ettverktyg för återrapportering av utförd åtgärd och för att göra rapporter, felanmälningar

15

som inte är en besiktningsanmärkning åter�nnes i Ofelia. Från Ofelia har information omfel relaterat till spårväxlar sammanställts.

3.3 Intervjuer

I detta arbete har öppenriktade intervjuer med specialister inom branschen utförts. Vidintervjutillfällena så har först en diskussion förts med fokus på att orientera i arbetetsbakgrund. Sedan har förklaring av forskningsfrågorna gjorts och respondenterna har be-skrivit det som de har funnit relevant för frågeställningen. Personer som har intervjuatsunder arbetet är främst från två olika organisationer; infrastrukturförvaltare samt under-hållentreprenör.

16

Resultat

I detta kapitel redogörs resultatet av informationen som har inhämtats under arbetet.

4.1 Mätdata från Tracklogger

För att få en översiktlig bild av bandel 119 kan punktdiagram göras med hjälp av Mi-nitab. Nedan är ett exempel med mätdata som insamlats 23-25 april 2015. De platsersom ger höjda utslag kan kopplas till huvudsakligen spårväxlar, samt plankorsningar (seplankorsning Sunderbyn i �gur 4.1). Eftersom malmtåget kör en rundslinga när det gårtill malmhamnen i Luleå så kommer givarna att byta plats. Detta har inverkan på om detär högra eller vänstra givaren som får högre mätvärde. Vid mätningarna 2015 har givarnasom placerades på malmtågen satts ovanpå sidramarna och således mäter de efter den såkallade primärfjädringen.

830000825000820000815000810000805000

4

3

2

1

0

GPS Longitud

G_rm

s

Left

Right

Lat

Variable

23-25/4-2015

Gst vxl 1

Gst vxl 13

Luleå bangård

Ntvvxl 7b

Sus. Vxl 1

Sus. Vxl 2

Plank. Sundb.

Figur 4.1: Mätdata bandel 119, för datum 23�24 april 2015

17

För att tydligare visa var förhöjda mätvärden fås kan det illustreras med hjälp enkarttjänst som till exempel Google Earth i �gur 4.2 och 4.3. Här visas tre olika mätningar,där alla utliggare på den laterala givaren har sorterats fram. Som det framgår av bildernafås förhöjda värden i början och slutet av driftsplatser i samband med spårväxlar.

Figur 4.2: Gammelstad driftplats

Bild 4.3 visar norra delen av driftplatsen Gammelstad. Spårväxlarna ligger nära varand-ra på denna del av driftplatsen.

Figur 4.3: Norra änden Gammelstad driftplats

18

Av växlar kan en djupare analys göras och jämförelse med andra datorkällor för attförstå varför utslagen har skett. På bandel 119 har data sammanställts för följande elvaspårväxlar i huvudspåret:

• Notviken (nvn) 7b

• Gammelstad (gst) 1 och 13

• Sunderby sjukhus (sus) 1 och 2

• Sunderby norra (sby) 1 och 6

• Sävast (svt) 1 och 7

• Sävastklinten (sän) 1 och 6

Datum för mätningarna har varit:

• 1 april

• 23 april

• 5 juni

• 22 juni

• 17 juli

• 6 augusti

Den längsta tiden mellan mätningarna var 23 april till 5 juni där det skiljer 42 dagar ochden kortaste tiden mellan mätning var från 5 juni till 22 juni där det skiljer 17 dagar.Medeltiden mellan mätningarna blir 25 dagar.

Exempel på mätresultat enligt �gurerna 4.4 och 4.5. Resultat är framtaget genom attapplicera tal�lter på longitudinell GPS-punkt runt varje spårväxel. Sedan har maxvärdetnoterats samt två värden före och två värden efter. Detta ger alltså att varje spik somses i �gurerna motsvarar cirka 100 m, eftersom varje mätpunkt representerar cirka 20 m,samt beror på hastigheten vid mätningen. Dessa mätningar är när tåget är i södergåen-de riktning och således lastat med järnmalm. Spårväxlarna på Sävastklinten har rörligakorsningar.

19

0

0,5

1

1,5

2

2,5

Grm

s

01-apr 23-apr 05-jun 22-jun 17-ju 06-aug

Left Right Lat

Figur 4.4: Notviken växel 7b, fast korsning

0

0,5

1

1,5

2

2,5

Grms

01-apr 23-apr 05-jun 22-jun 17-jul 06-aug

Left Right Lat

Figur 4.5: Sävastklinten växel 6, rörlig korsning

20

4.2 Information från infrastrukturförvaltaren

Från systemet BESSY och Ofeila kan besiktningsanmärkningar och felanmälningar häm-tas, se tabell 4.1 och 4.2. Endast växlar i huvudspåret tas i beaktning vid sammanställningur systemen.

Tabell 4.1: Besiktningsanmärkningar på spårväxlar i huvudspår bandel 119 år 2015

Driftplats Växelindivid Anm. ban Anm. signal och elnvn 7b 12 10gst 1 12 10gst 13 20 13sus 1 17 8sus 2 10 7sby 1 10 18sby 6 12 10svt 1 18 12svt 7 25 13sän 1 1 13sän 6 1 10

I tabell 4.1 framgår att det är många anmärkningar på teknikslaget ban på �era avväxlarna i huvudspåret. För att se vilka växlar som åtgärden var påsvetsning och slipningpå grund av slitage och hur många gånger det görs se tabell 4.2.

Tabell 4.2: Besiktningsanmärkningar med avseende på åtgärd, år 2015

Driftplats Växelindivid Påsvetsning Slipningnvn 7b 3 2gst 1 5 1gst 13 1 4sus 1 3 0sus 2 3 0sby 1 1 1sby 6 0 3svt 1 4 0svt 7 3 2sän 1 0 0sän 6 0 0

Utöver åtgärder på grund av slitage så kan åtgärd på ballast påverka, eftersom då harväxeln lyfts och makadam har justerats. Denna åtgärd kan påverka krafterna som sedanuppmäts i växeln.

21

Tabell 4.3: Besiktningsanmärkningar med avseende på ballast, år 2015

Driftplats Växelindivid Ballast åtgärdnvn 7b 1gst 1 1gst 13 2sus 1 1sus 2 1sby 1 1sby 6 1svt 1 0svt 7 1sän 1 1sän 6 1

Under 2015 �nns det totalt 37 felanmälning i Ofelia för bandel 119. Majoriteten avfelanmälningarna beror på 'Snö eller is' samt 'Ingen känd orsak'. Alltså inga orsaker somkan förväntas att upptäckas genom spårmätning. Det �nns dock två intressanta anmärk-ningar där åtgärden kan ha inverkan på mätningarna, se tabell 4.4 nedan:

Tabell 4.4: Relevanta felanmärkningar i Ofelia, år 2015

Driftplats Växelindivid Orsak Åtgärdsbeskrivninggst 13 Materialutmattning/Åldrand Svetsatgst 13 Materialutmattning/Åldrand Korsnings byte

Från BIS kan information hämtas om växlarna, som modell, inläggningsår och infor-mation om komponentbyten. I kolumnen längst till höger i tabell 4.5 visas den senastegången då korsning har bytts i spårväxlarna.

Tabell 4.5: Information från BIS, spårväxlar i huvudspår bandel 119

Driftplats Ind. Modell Inl. år Korsning Inl. år korsningnvn 7b EV-UIC60-300-1:9 1995 Fast 1995-09-16gst 1 EV-UIC60-300-1:9 1987 Fast 2014-06gst 13 EV-UIC60-300-1:9 1995 Fast 2015-10-14sus 1 EV-UIC60-760-1:15 1999 Fastsus 2 EV-UIC60-760-1:15 1999 Fast 2014-10-23sby 1 EV-UIC60-760-1:15 1996 Fast 2012-09-12sby 6 EV-UIC60-760-1:15 1996 Fast 1996-08-27svt 1 EV-UIC60-300-1:9 1994 Fast 2014-08-12svt 7 EV-UIC60-760-1:15 1994 Fast 2015-05-12sän 1 EVR-UIC60-760-1:15 2012 Rörligsän 6 EVR-UIC60-760-1:15 2012 Rörlig

22

Frås BIS kan kartor över driftplatserna hämtas, detta kan illustera vilken sida kors-ningen i växlarna sitter på och relateras till tågets färdrikning, se bilder 4.6-8. Bodenligger till vänster och Luleå till höger.

3b7a

7b

kom116

gr-01 11

nvnv

Figur 4.6: Driftplats Notviken, huvudspåret passerar växel 7b

1

3 6

7

Figur 4.7: Driftplats Sävast, huvudspåret passerar växel 1 och 7

1 2a2b

12b13 14a

sb5b sb12b

3b

5b

6 8sb3b

sb2b 163a

14b

Figur 4.8: Driftplats Gammelstad, huvudspåret passerar växel 1 och 13

23

4.3 Samband mellan mätdata och underhållsåtgärder

I detta avsnitt sammanställs mätdata från TL och information om underhållsåtgärder fråninfrastrukturförvaltaren. I �gur 4.9�4.11 sammanställs mätdata mot underhållsåtgärderför tre olika spårväxlar med fast korsningspets. Samtliga växelpassager är med ett tåg isödergående riktning. Fler växlar åter�nns i bilaga.

0

0,5

1

1,5

2

2,5

Grm

s


Left Right Lat

PåsvetsningSlipas, vv vingräl + korsningsspets16-apr

Påsvetsning v- vingräl11-aug & 18-augBallast12-aug

Figur 4.9: Notviken 7b, södergående tåg

0

0,5

1

1,5

2

2,5

Grm

s


Left Right Lat

Korsning bytt12-maj

Figur 4.10: Sävast 7, södergående tåg

24

De underhållsåtgärder som är intressanta att undersöka är främst sådana som har enåtgärd av till exempel komponentbyte, påsvetsning, slipning och ballaståtgärd. I �gur4.9�4.11 är samtliga tåg i södergående riktning, detta på grund av att tåget är lastat medjärnmalm när det går åt detta håll och har en total vikt på 120 ton. När tåget är olastatär vikten istället 20 ton.

0

0,5

1

1,5

2

2,5

Grm

s


Left Right Lat

Ballast18-maj

Ofelia:Svetsat korsningVingräl12-jun

Påsvetsning h-

vingräl+korsning

spets

25-aug

Figur 4.11: Gammelstad 13, södergående tåg

4.4 Mätningens repeterbarhet

I detta avsnitt görs en närmare titt på repeterbarheten hos mätningen för några datum.På grund av batteritid i kombination med att tåget kör i rundslinga i Luleå hamn så �nnsdet ett begränsat antal mätningar i följd där det �nns tillfälle att kolla på mätningensrepeterbarhet. Detta innebär att det blir begränsat antal tillfällen utrustningen har körti samma riktning i kombination med givarna på samma axel (samma axel, boggi medavseende på färdriktning). Detta kan inverka på mätresultatet på grund av gångdynamikenhos vagnen. De datum som har de �esta resor i följd är:

• 22-25 april �nns mätningar för fem stycken resor

• 22-24 juni �nns mätningar för sex stycken resor

• 4-7 augusti �nns mätningar för sex stycken resor

I �gurerna 4.12�4.14 visas mätresultat då tåget passerar växel 7b i Notviken. Notera attvarannan mätning så har tåget bytt riktning, alltså är första spiken norrgående och andrasödergående tåg och så vidare.

25

0

0,5

1

1,5

2

2,5

Grms

Left Right Lat

Figur 4.12: Notviken 7b, 22-25 april

Vid sista mätningen i �gur 4.13 så var hastigheten lägre, vilket kan bero på att tågethar kört ut till sidospår. I �gur 4.13 och 4.14 så kan det ses att tåget har vänt i malm-hamnen, där det är rundslinga, det innebär att givarna byter plats och den andra givarenträ�ar växelkorsningen vilket kan ses i �gurerna där det är den vänstra (blå färg) byterplats med den högra givaren (röd färg).

0

0,5

1

1,5

2

2,5

Grms

Left Right Lat

Figur 4.13: Notviken 7b, 22-24 juni

26

0

0,5

1

1,5

2

2,5

Grms

Left Right Lat

Figur 4.14: Notviken 7b, 4-7 augusti

Det är förhöjda värdena på �ertalet av passagerna i augusti (�gur 4.14), det �nnsföljande information i BESSY; se tabell 4.6. Ur tabellen framgår att fyra veckoanmärk-ningar sattes vid besiktning den 11 augusti. Tre av dessa anmärkningar hade prioritetvecka (V), vilket innebär att de ska åtgärdas inom 14 dagar. På åtgärdsdatum fram-går det att två av besiktningsanmärkningarna åtgärdades samma dag och dagen efter.En tredje veckoanmärkning åtgärdades tre dagar efter besiktningen. Detta kan indikeraatt det var allvarliga fel som inte kunde vänta med åtgärd. Detta sammanfaller med deförhöjda värdena dagarna före från TL. Åtgärderna var enligt tabell 4.6 påsvetsning påkorsningen, komplettering av ballasten. Enligt tabell 4.6 kan även ses att det �nns enåtgärd på moträl, vilket sammanfaller med att det är förhöjda utslag på den lateralagivaren.

Tabell 4.6: Anmärkningar BESSY nvn växel 7b i augusti 2015

Besiktningsdatum Åtgärdsdatum Prio Besiktningspunkt Utförd åtgärd2015-08-11 2015-08-14 V Moträl Åtdrages2015-08-11 2015-09-03 M Länk Enligt notering2015-08-11 2015-08-12 V Ballast Kompletteras2015-08-11 2015-08-11 V Korsning Påsvetsas2015-05-12 2015-08-18 M Korsning Påsvetsas

27

0

0,5

1

1,5

2

2,5

Grms

Left Right Lat

Figur 4.15: Sävast 7, 22-25 april

0

0,5

1

1,5

2

2,5

Grms

Left Right Lat

Figur 4.16: Sävast 7, 22-24 juni

Vid den näst sista passagen i �gur 4.15 var hastigheten lägre och tåget har mest troligtkört från sidospåret till huvudspåret, alltså har tåget passerat växel 6 på Sävast driftplatsinnan de passerade växel 7, som kan ses i �guren. Skillnaden på �gur 4.15 och 4.16 är attmellan dessa datum byttes korsningen i spårväxeln. Korsningen byttes den 12 maj.

28

Diskussion

I avsnitt 4.3 och 4.4 sammanställs samband mellan underhållsåtgärder och mätningar somhar utförts under samma tidsperiod. Det visar att det är minskade värden efter under-hållsåtgärder samt höga värden just innan underhåll har gjorts. Genom att göra dennamätning kan �era användningsområden tänkas, till exempel kan utrustningen i framtidenanvändas som en del av den be�ntliga besiktningsverksamheten av spårväxlar. Den kanockså tänkas användas för att säkerställa e�ekten av underhållsåtgärder.

Idén med att använda denna typ av mätutrustning är mycket attraktiv på grund av att tä-tare spårmätningar kan göras på ett kostnadse�ektivt sätt med betydligt högre axellasterän konventionella mätvagnar. För att detta ska fungera så behöver verktyget utvecklas föratt verkligen uppnå att mätdata kan levereras av systemet kontinuerligt, detta innebär attströmförsörjning måste vara konstant (strömkälla + batteribackup) samt att överföringenav data helst bör vara trådlös. Den rent fysiska utvecklingen av utrustningen bör såledesfokuseras till strömförsörjning och uppkoppling. För att sedan göra analyser av mätdatatbör programmering och script skrivas för att få de analyser som efterfrågas automatiskt.

Genom att göra mätningar med högre frekvens kan ett bättre underlag för underhållsåtgär-der skapas som i sin tur kan leda till mindre total resursanvändning för drift och underhållav järnvägen. I förlängningen kan det bidra till att spara på resurser och energibesparingdå tågen kan köra med jämnare hastighet. Logistiska besparingar då rätt underhåll kanutföras vid rätt tidpunkt samt tillverkningsbesparingar av järnvägsmateriel.

Det kan vara till fördel med en tätare samplingsfrekvens. Eftersom nu fås ett totalt värdesom representerar 20 m kan det vara problem med att urskilja exakt vad som har häntpå sträckan, till exempel kan det vara slag i tungan samt korsningen som inte går att ur-skilja. Genom att öka samplingsfrekvensen fås ett bättre underlag samt om utrustningenska fokuseras på att identi�era punktfel så bör hög noggrannhet eftersträvas. Teknisk settkommer förmodligen �askhalsen vara GPS systemets kapacitet. Enligt Nyqvist teorembör signalen som ska samplas ha minst dubbla frekvensen sett till samplingsfrekvensen.Ett förslag är att öka samplingsfrekvensen motsvarande GPS-modulens uppdateringsfre-kvens. För att få mer exakt positionering kanske en lösning är att använda dopplerradarsom används i Xiukun et al (2015) system, eller att använda takometer för att öka nog-grannheten Yeo et al. (2014).

Givarna som har monterats på malmtågen sattes ovanpå sidramarna, då mäts acceleratio-nen efter primärfjädringen. Det kan vara till fördel att göra en modell för fjädringen samtprova annan �ltrering av signalen. Givarna kan istället monteras på lagerhusen vid nya

29

mätningar, om det är möjligt. Vid mätningarna år 2015 har utrustningen varit monteradpå olika vagn i tågsättet vilket kan ha påverka mätresultatet. Montaget (vagn inklusivelok) på de olika mätningarna har varit:

• 1 april: vagn 10

• 23 april: vagn 6

• 5 juni: vagn 4

• 22 juni: vagn 6

• 17 juli: vagn 5

• 6 augusti: vagn 20

Real et al. (2013) bygger ett liknande system, fast med fyra stycken 3-axliga accelerome-tergivare som fästes på boggiaxelboxarna. Genom tolv steg av signalbehandlingar blandannat dubbelintegrering, fouriertransform och högpass�lter presenterar de en förskjutningvarje 20 cm. De går vidare och validerar mätresultaten genom att jämföra mot en konven-tionell mätvagn och europastandarden för spårlägesmätning EN 13848. Genom Student-Ttest jämförs medelvärdet samt standardavvikelsen och p värdet är i båda fall över 0.05 ochsystemet bedöms kunna mäta spårläge. Detta kan vara av intresse vid vidareutvecklingav signalhanteringen.

5.1 Korsningspetsens felutveckling

Vid möte med underhållsentreprenör framkom att en korsning högst ska påsvetsas åttagånger, men i vissa fall kan det bli mer än detta. I denna rapport har det visats attunderhållsåtgärder på korningsspetsen verkar ha inverkan på mätresultatet. Beroende påhur felutvecklingen ser ut så kan det var av intresse att bevaka korsningar på detta sätt somett komplement till nuvarande besiktningar. Beroende på hur korsningens felutvecklingser ut och hur snabbt förloppet är tills det säkerhetsgräns eller underhållsgräns nås så kanövervakning av korsningspetsen vara lönsamt. Eftersom korsningspetsarna är gjorda avmangan som är grovkornig vilket försvårar möjligheten av använda till exempel ultraljudför inspektion av korsningen så kan denna typ av mätning vara ett alternativ. Se �gur 5.1;om det är en bred fördelning då degraderingen börjar tillta så är det en bra motiveringtill tillståndsbaserat underhåll. Omvänt om det är känt när degradering och hur snabbtförloppet är, så �nns möjligheten att helt enkelt planera när underhåll ska utföras.

30

Tek

nisk

t till

stån

dBred fördelning då

degradering börjar tillta

Hög degraderingshastighetmed smal fördelning

(felutvecklingstid)

Underhålls- ellersäkerhetsgräns

Tid

Låg degraderingshastighetmed smal fördelning

(felutvecklingstid)

Figur 5.1: Degradering, felfördelning

I framtiden kommer �er korsningar vara byggda med rörlig korsningspets. Ett problemmed rörlig korsningspets är att det är svårt att montera växelvärme som fungerar korrekt.Vilket är ett problem i kallt klimat, som är fallet i norra Sverige med långa och kallavintrar.

31

32

Slutsatser

I detta arbete har mätdata från accelerometergivare analyserats med avseende på passageav spårväxlar. Av elva växlar som har studerats så har en växel valts bort på grund av attnärliggande spårväxel misstänks påverka mätningen. Två växlar saknar helt underhållsåt-gärder samtidigt som de inte har några mätutslag från TL; detta beror mest troligt påatt de har rörlig korsningsspets. I fem av åtta fall kan en underhållsåtgärd kopplas tillminskade mätvärden på växlar med fast korsningspets. I ett fall har underhållsåtgärd ökatmätvärdet. I två fall �nns ingen skillnad på mätvärde i samband med underhållsåtgärd.

Vid analys av repeterbarheten för fem stycken växelpassager där färdriktningen inte tashänsyn till fastställs att tre av fem passager visar en repeterbarhet med en skillnad påmindre än 0.3 Grms (se �gur 4.12-4.13 samt �gur 4.16). Mätningens repeterbarhet an-tas kunna relateras till växelns kondition, då betydligt större skillnader i uppmätt signalerhålls precis före en underhållsåtgärd har utförts (se �gur 4.14 och 4.15).

33

34

Förslag på fortsatt arbete

Här delas förslag på fortsatt arbete upp i två delar. Del ett är utveckling av mjukvarasamt ändring av inställningar. Del två ger förslag på utveckling och komplettering avhårdvaran.

7.1 Utveckling av mjukvara

• Ökning av samplingsfrekvens för att få en högre upplösning och avgöra mer exaktvad som sker vid passage av spårväxel.

• Programmera automatiska rapporter för trendanalys, till exempel för alla spårväxlarpå bandelen.

• Utvärdera andra punktfel som isolskarvar, samt programmera verktyg för analys avdetta.

• Utvärdera rä�or och vågor förslagsvis genom jämförelse med konventionell mätvagnsRoV mätdata.

7.2 Utveckling av hårdvara

• Strömsparläge när hastigheten är 0 alternativt när hastigheten är under till exempel30 � 50 km i timmen, informationen då tåget inte färdas i jämn hastighet kan ändåanses mindre intressant. På detta sätt kan batteriet räcka betydligt längre.

• En bestämd vagn som är instrumentbärare, där kontroll av hjul och lager är mernoggrann.

• Genom att förse enheten med strömförsörjning skapas ett system som är autonomtpå ett helt annat sätt. Ett alternativ kan vara el från loket, eftersom loket sätts påolika sidor om tågsättet så kan inkoppling av elmatning ske när den instrument-bärande vagnen är närmare loket, och batteriet kan hålla enheten igång då vagnensenare är i andra delen av tågsättet. Förslagsvis kan en generator monteras somdrivs av en drivrem kopplad till axeln.

• Förse enheten med modem så uppkoppling kan ske mot mobilnätet alternativt tråd-lös internetanslutning då tåget vänder i Luleå och Malmberget.

35

36

Referenser

Asplund, Matthias. Rantatalo, Matti. Johnsson, Roger. Hiensch, Martin. 2016. Combatingcurve squeal noise. World Congress on Railway Research.

Balouchi. F. Bevan, A. Formston, R. 2016. Detecting Railway Under-Track Voids usingMulti-Train In-Service Vehicle Accelerometer. IET.

Ben-Daya, Mohammed, Kumar, Uday, Murthy, D. N. P. 2016. Introduction to Mainte-nance Engineering : Modelling, Optimization and Management. Wiley.

Bergman, Bo. Klefsjö, Bengt. 1992. Tillförlitlighet. Högskolan i Luleå.

BVF 807.2, Giltigt från 2012-11-01. Säkerhetsbesiktning av fasta järnvägsanläggningar.

Corshammar, Pelle. 2008. Perfekt spår : framtidens spår. Perfect Track, Lund.

IEC 60300-3-3. 2004. Dependability management � Part 3-3: Application guide � Lifecycle costing. Andra utgåvan.

Larsson, Goran. Tra�kverket. 2015. Utvärdering av Track Logger - Mätning av järnvägs-infrastruktur via reguljär tra�k med mobil mätutrustning.

Maria Molodova, Maider Oregui, Alfredo Núñez, Zili Li, Rolf Dollevoet. 2015. Healthcondition monitoring of insulated joints based on axle box acceleration measurements. El-sevier B.V.

Nissen, A. , Parida, A., Kumar, U. 2010. Condition monitoring of railway switches andcrossing by using data from track recording cars. Luleå: Division of Operation and Main-tenance Engineering, Luleå University of Technology.

Nissen, Arne. 2009. Classi�cation and cost analysis of switches and crossings for theSwedish railway: a case study, Journal of Quality in Maintenance Engineering, Vol. 15 Iss2 pp. 202 - 220

Real, T. Montrós Monje, J. Montalban Domingo, ML. Zamorano, C. Real Herráiz, JI.2014. Design and validation of a railway inspection system to detect lateral track geometrydefects based on axle-box accelerations registered from in-service trains. Journal of Vibro-engineering.

37

Rogers Melissa J. B. , Kenneth Hrovat, Kevin McPherson, Milton E. Moskowitz, Ti-mothy Reckart. 1997. Accelerometer Data Analysis and Presentation Techniques. Tal-CutCompany at NASA Lewis Research Center, Cleveland, Ohio.

Rosendahl, Peter. Sweco Rail AB, 2016. Kontinuerlig tillståndskontroll. ePilot119: eP119-014-2015-065

SS-EN 13306:2010, Underhåll � Terminologi. Utgåva: 2. Swedish Standards Institute.

SS-EN 13848-1:2004+A1:2008, Järnvägar � Spår � Spårlägeskvalitet. Utgåva: 1. SwedishStandards Institute.

SS-EN 50126:1999. Järnvägsanläggningar � Speci�kation av tillförlitlighet, funktionssan-nolikhet, driftsäkerhet, tillgänglighet, underhållsmässighet och säkerhet (RAMS). Utgåva1.Swedish Standards Institute.

Ulrika Honauer och Sven Ödeen. 2017. Underhållsplan 2017-2020. Tra�kverket.

Stenström, Christer. 2015. E�ektsamband för underhåll av järnväg: Förstudie. Kungli-ga tekniska högskolan Inst. för transportvetenskap.

Tsunashima. H, H. Mori, K. Yanagisawa, M. Ogino och A. Asano. 2014. Condition Mo-nitoring of Railway Tracks Using Compact Size On-board Monitoring Device. IET.

Victoria J. Hodge, Simon O'Keefe, Michael Weeks, and Anthony Moulds. 2015. Wi-reless Sensor Networks for Condition Monitoring in the Railway Industry: A Survey.York:Department of Computer Science, University of York.

Weston, P.F.a, Ling, C.S.ad, Roberts, C.a, Goodman, C.J.ac , Li, P.be, Goodall, R.M.b.2006. Monitoring vertical track irregularity from in-service railway vehicles. Proceedingsof the Institution of Mechanical Engineers, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit.

Xiukun Wei, Feng Liu, Limin Jia. 2015. Urban rail track condition monitoring basedon in-service vehicle acceleration measurements. Elsevier B.V.

Yeo, G J. Weston, P F. Roberts, C. 2014. The utility of continual monitoring of trackgeometry from an in-service vehicle. University of Birmingham, U.K.

38

Bilaga: mätningar 2015

Damill AB har utvecklat en mätenhet kallad Tracklogger. Det är en mobil och portabel

utrustning som mäter slag och stötar och enkelt kan monteras på tågfordon.

1. Överblick Genom att sammanställa de 50 punkter som gett högst utslag på sträckan kan de plottas ut

genom att använda Google Earth, där kan även driftplatser, plankorsningar, km-angivelser

och spåret läggas ut för att kolla vart på sträckan punkterna förekommer.

Figur 1

För att visa vad som går att se från mätningarna kan mätpunkterna plottas ut. Nedan plottas alla

datapunkter för bandel 119 för sex olika mätningar under våren 2015, skrivit in vad utslagen är

kopplade till. För att göra en grundligare undersökning av utslag som upprepar sig har Sunderbyn

(Sus) växel 1 och 2, Gammelstad(Gst) växel 1 och 13 samt Notviken(Ntv) växel 7b. I figur 4 och 5 för

mätningarna i juni månad ses ett intressant punktfel norr om Boden som inte upprepar sig på de

andra mätningarna, samt kan plankorsning i Sunderbyn ses tydligt i alla mätningar.

Figur 2

Figur 3

Figur 4

Figur 5

Figur 6

Figur 7

2. SpårväxlarDet framgår mycket tydligt ut data att platserna med högre utslag är ofta kopplade till början och

slutet av driftplatser som kan ses i figur 10 över Gammelstad trafikplats.

För att jämföra utslag i spårväxlar mellan de olika mätningarna måste det tas hänsyn till tåget

körriktning, alltså är skillnaderna att tåget är lastat med järnmalm när det är södergående samt tomt

när det är norrgående. Vid alla mätningar som har kollats på har tåget haft en hastighet från lägst 47

till högst 78 km/h enligt GPS loggningen, de allra flesta mätningarna har tåget dock en hastighet på

ca 70 km/h. Enligt Larsson(2015) utvärdering av mätutrustningen, har inget tydligt samband mellan

hastighet och utslag kunnat fastställas.

Eftersom ett värde representerar ca 20 m vid hastigheten 70 km/h, eftersom det loggas 1 värde varje

sekund (70 km/h = 19,44 m/s). För att se ett utslag i en växel så har det tagits med 5 punkter från då

tåget passerat växeln. 5 punkter representerar alltså 100 m. Lägsta uppmätbara värde är 0,006 Grms.

Det registrerade sekundvärdet är det högsta utslaget under den sekunden, kan alltså ses som peak-

värdet.

3. Gammelstad växel 1 och 13

Figur 8 Gammelstad trafikplats

För att kolla närmare på vilka krafter som genereras när tåget kör in på driftplatsen så kan utslagen

ses i figur 9:

Figur 9 Gst vxl 1

De värsta utslagen på Gammelstads trafikplats för de olika mätningarna:

Gst, 1 är i västra delen av trafikplats Gammelstad och 13 är i östra delen.

För växel 1 i Gammelstad så kan föregående växel samt tågens väg genom trafikplatsen ha spelat roll

för resultatet i dessa diagram. Eftersom gst 1 ligger ca 50 m ifrån gst 2a(Se figur 9) så kan utslag från

gst 2 komma med (figur 10 och 11).

Figur 10

Figur 11

Tabell 2. Gst 1 hastighet


Norrgående 77 66 72 58 75 76

Södergående 65 65 61 58 62 64

0

0,5

1

1,5

2

2,5

G_r

ms

Gst 1 södergående

Left Right Lat

0

0,5

1

1,5

2

2,5

G_r

ms

Gst 1 norrgående

Left Right Lat

Figur 12

Figur 13

Tabell 3 gst 13 hastighet


Norrgående 73 75 73 66 72 76

Södergående 59 61 57 57 61 60

4. Sunderbyn växel 1 och 2 1 är i västra delen av trafikplatsen och 2 är i östra änden. Korsningarna sitter till väster.

0

0,5

1

1,5

2

2,5

G_r

ms

Gst 13 södergående

Left Right Lat

0

0,5

1

1,5

2

2,5

G_r

ms

Gst 13 norrgående

Left Right Lat

Figur 14

Figur 15

Tabell 4 sus 1 hastighet


Norrgående 71 71 71 71 72 71

Södergående 65 71 62 65 65 63

0

0,5

1

1,5

2

2,5

G_r

ms

Sus 1 södergående

Left Right Lat

0

0,5

1

1,5

2

2,5

G_r

ms

Sus 1 norrgående

Left Right Lat

Figur 16

Figur 17

Tabell 5. Sus 2 hastighet


Norrgående 71 71 71 71 72 72

Södergående 67 71 62 64 67 65

0

0,5

1

1,5

2

2,5

G_r

ms

Sus 2 södergående

Left Right Lat

0

0,5

1

1,5

2

2,5

G_r

ms

Sus 2 norrgående

Left Right Lat

5. Notviken 7b Notviken, korsningen sitter på östra sidan.

Figur 18

Figur 19

Tabell 6 Hastighet vid mätning


Norrgående 48 73 65 61 63 73

Södergående 65 69 49 61 61 60

0

0,5

1

1,5

2

2,5

Grm

s


Nvt 7b södergående

Left Right Lat

0

0,5

1

1,5

2

2,5

G_r

ms


Nvt 7b norrgående

Left Right Lat

6. Bessy, Ofelia och Bis Besiktningsanmärkningar från Bessy under år 2015 vid utsök på spårväxlar ger totalt antal

anmärkningar för de undersökta växlarna.

Tabell 7

Växel V M Å B Antal

nvn 7b 9 12 0 0 21

gst 1 10 10 2 0 13

gst 13 18 15 0 0 33

sus 1 10 12 3 1 25

sus 2 9 6 1 1 17

De anmärkningar som kan ha stor betydelse för mätningens utslag är kopplat till korsningsspets och

vingräl där åtgärden är påsvetsning eller slipning.

Vid filtrering på dessa parametrar:

Tabell 8

Åtgärdsdatum Tpl/str Anläggningsbenämning Besiktningspunkt Anmärkning Åtgärdsförslag

2015-08-18 nvn-nvn 7b Korsning fast spets Slitage Påsvetsas




2015-05-20 nvn-nvn 7b Stödräl Slitage Slipas

2015-08-25 gst-gst 13 Korsning fast spets Slitage Påsvetsas




2015-03-06 gst-gst 1 Mellanräl Slitage Påsvetsas



2015-04-09 gst-gst 1 Korsning fast spets Slitage Slipas


2015-09-16 sus-sus 2 Stödräl Slitage Påsvetsas

2015-08-13 sus-sus 2 Korsning fast spets Slitage Påsvetsas

2015-08-13 sus-sus 1 Korsning fast spets Slitage Slipas



2015-10-22 sus-sus 1 Korsning fast spets Slitage Påsvetsas

Tabell 9

Åtgärdsdatum Besiktningsdatum Tpl/str Anläggningsbenämning Besiktningspunkt

2015-08-12 2015-08-11 nvn-nvn 7b Ballast

2015-08-13 2015-08-11 gst-gst 13 Ballast

2015-05-18 2015-05-13 gst-gst 13 Ballast

2015-05-20 2015-05-19 gst-gst 1 Ballast

2015-05-21 2015-05-19 sus-sus 2 Ballast

2015-08-25 2015-08-12 sus-sus 1 Ballast

För att sammanfatta dessa åtgärder och matcha mot mätningarna kan

Tabell 10 Ofelia

Avhjälpt

datum

Trafikpl

ats till

(vf)

Anläggning

styp (vf)

Felbeskrivning Orsak + Orsaksbeskri

vning

Åtgärd +

2015-

06-12

07:03

gst 13 Materialutmattning/

Åldrande

Reparation Svetsat

2015-

10-14

06:45

gst 13 Materialutmattning/

Åldrande

Tvärspric

ka pga

tung

trafik

Utbyte av

enhet

korsnings

byte

Tabell 11. Bis

Trafikplats Växel Modell Inläggningsår Tillverkare Korsning Korning

inläggning

Nvn 7b EV-UIC60-300-1:9 1995 COGN Fast spets 1995-09-16

Gst 1 EV-UIC60-300-1:9 1987 ? Fast spets 2014-06

Gst 13 EV-UIC60-300-1:9 1995 HVST Fast spets 2015-10-14

Sus 1 EV-UIC60-760-1:15 1999 COGI Fast spets

Sus 2 EV-UIC60-760-1:15 1999 COGI Fast spets 2014-10-23

Sby 1 EV-UIC60-760-1:15 1996 HVST Fast spets 2012-09-12

Sby 6 EV-UIC60-760-1:15 1996 COGN Fast spets 1996-08-27

Svt 1 EV-UIC60-300-1:9 1994 COGI Fast spets 2014-08-12

Svt 7 EV-UIC60-760-1:15 1994 COGI Fast spets 2015-05-12

Sän 1 EVR-UIC60-760-

1:15

2012 VOSS Rörlig spets

Cogifer

Sän 6 EVR-UIC60-760-

1:15

2012 VOSS Rörlig spets

Cogifer

Figur 20

Figur 21

0

0,5

1

1,5

2

2,5

G_r

ms


Nvn 7b södergående

Left Right Lat



0

0,5

1

1,5

2

2,5

G_r

ms

Gst 1 södergående

Left Right Lat

Påsvetsning09-apr

Påsvetsning06-jun

Stoppning20-maj

Figur 22

Figur 23

0

0,5

1

1,5

2

2,5

G_r

ms

Sus 1 södergående

Left Right Lat

KorsningSlipas26-maj

Figur 24

Figur 25

0

0,5

1

1,5

2

2,5

G_r

ms

Svt 1 södergående

Left Right Lat

0

0,5

1

1,5

2

2,5

G_r

ms

Svt 7 södergående

Left Right Lat

Korsning bytt12-maj

Påsvetsning 03-jun

Figur 26

Figur 27

0

0,5

1

1,5

2

2,5

G_r

ms

Sby 1 södergående

Left Right Lat

0

0,5

1

1,5

2

2,5

G_r

ms

Sby 6 södergående

Left Right Lat

H-vingräl slipas18-maj

Påsvetsning18-aug

Figur 28

Figur 29

0

0,5

1

1,5

2

2,5

G_r

ms

Gst 13 södergående

Left Right Lat

Ballast18-maj


0

0,5

1

1,5

2

2,5

G_r

ms

Gst 13 norrgående

Left Right Lat

Påsvetsning h-

vingräl+korsning

spets

25-aug


Ballast18-maj

Påsvetsning h-vingräl+korsningspets 25-aug

Sän, Sävastklinten, har inte några besiktninganmärkningar i Bessy på ”Ban” under perioden.

Endast Ballast i slutet av augusti på respektive växel.

Figur 30

Figur 31

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

2,5

G_r

ms

Sän 1 södergående

Left Right Lat

0

0,5

1

1,5

2

2,5

G_r

ms


Nvn 7b södergående

Left Right Lat



Låg hastighet

Figur 32

0

0,5

1

1,5

2

2,5

Grm

s


Sän 6 södergående

Left Right Lat

1 2a2b12b13 14a

sb5b sb12b

3b

5b gr-02

6 8sb3bsb2b 163a

14b 17a18a19

BIS - Platskarta Gammelstad (Gst)

rensim01

Oval

rensim01

Oval

1 62

gr-01

sb-1

gr-02Svt

BIS - Platskarta Norra Sunderbyn (Sby)

3b7a

7b

kom1

grind

sb6

ssl

16

gr-01 11

nvnv

BIS - Platskarta Notviken (Nvn)

rensim01

Oval

1 2gr-01 gr-02Sby

BIS - Platskarta Sunderbyns sjukhus (Sus)

1

3 6

7gr-02 gr-03Sän

BIS - Platskarta Sävast (Svt)

gr-011 6

Bdn

BIS - Platskarta Sävastklinten (Sän)

Date post:	02-Jun-2019
Category:	Documents
Upload:	ngocong
View:	222 times
Download:	0 times

TILLSTÅNDSKONTROLL AV SPÅRVÄXLAR MED MÄTUTRUSTNING ...1149216/FULLTEXT01.pdf · Stephen Mayowa...

Documents