A nagysebességű közlekedéshez jó minőségű pályára is szükség van, a 19. és a 20. században épült vágányok többnyire nem alkalmasak a 21. századi igények kielégítésére. Megfelelő átépítéssel, nyomvonal korrekciókkal lehet a sebességet emelni, ám ha rendelkezésre áll a megfelelő mennyiségű pénz, sokkal hatékonyabb egy teljesen új nyomvonalon egy új vasútvonalat építeni.
Felettem az utódom! 2017-ben kezdték el építeni a Tours-Bordeaux közötti új TGV vonalat. Lent még a régi pályán robog a TGV, mellette már épülnek a különszintű vágánykapcsolathoz vezető vágányok betonoszlopai (kép forrása: www.chantiersdefrance.fr)
A nagysebességű vasutak építése sok minden megegyezik a hagyományos vasútvonalak építésével, ám a nagyobb sebesség miatt jóval több földmunkára, műtárgyra és nagyobb precizitásra van szükség, hogy az elkészült vasútvonal alkalmas legyen a 300-360 km/h sebességű biztonságos közlekedésre.
Minél nagyobb a sebesség, annál nagyobb sugarú ívekre is szükség van, hogy az utazás komfortos legyen, ne pedig egy vidámparki hullámvasutazás élményét adja. Mivel a sűrű beépítettség nem teszi lehetővé, hogy tetszőleges helyre vasutat építsünk, ezért többnyire ezeket az új vasútvonalakat már vagy hosszan alagutakban vezetik (A Bologna–Firenze nagysebességű vasútvonal esetében a 78,5 kilométer hosszúságból 73,8 km alagútban halad) vagy pedig vasbeton lábakra emelik (Az 1280 km hosszúságú Peking-Sanghaj nagysebességű vasútvonalán található a világ két leghosszabb vasúti hídja, a rövidebbik 130, a hosszabbik 160 km hosszúságú. Ezen kívül még további hidak is épültek a vonalon).
A megfelelő nyomvonal kiválasztása után kezdődhetnek meg az alagútépítések, melyek a legtöbb időt veszik igénybe. Ezután vagy ezzel párhuzamosan kezdődhetnek meg a földmunkák is, melynek során a tájat igyekeznek minél simábbá varázsolni, ha kell dombokat gyalulnak le, bevágásokat és töltéseket építenek és elkészítik a vízelvezető árkokat.
A kivitelezés minőségét először különösen az LGV Atlantique TGV vsebesség-világrekord felállítása során próbálták ki, a pályát több, mint 500 km/h sebességgel használták, jelentős károk nélkül. Ez ellentétben áll a korábbi francia vasúti sebességrekord (1956-ban 326 / 331 km/h sebességet értek el) kísérleteivel, amelyek a pálya súlyos deformációját eredményezték.
Előzmények
A TGV vonatok nagysebességű pályáját gyakran LGV-nek is nevezik, mely a francia Lignes à Grande Vitesse rövidítése. Az első LGV 1981. szeptember 27-én nyílt meg a nyilvánosság előtt Párizs és Lyon között. A korábbi nagysebességű szolgáltatásaival ellentétben a Francia Államvasút, az SNCF a TGV szolgáltatást mindegyik utasa számára ajánlotta, ugyanaz volt a kezdeti jegyár, mint a párhuzamos hagyományos vonalon. Annak ellensúlyozására, hogy a TGV prémium szolgáltatás lenne csak a módosabb üzleti utazók számára, az SNCF jelentős reklámkampányba kezdett, amelynek középpontjában a szolgáltatás sebessége, gyakorisága, foglalási politikája, normál ára és a széleskörű elérhetősége állt.
Épül a pálya völgyhídja 1997-ben (kép forrása: www.trainweb.org)
Az építkezés 1997-ben (kép forrása: www.trainweb.org)
A demokratizált TGV-szolgáltatás iránti elkötelezettség a Mitterrand-korszakban fokozódott "A haladás nem jelent semmit, hacsak nem mindenki osztozhat benne" promóciós szlogen segítségével. A TGV lényegesen gyorsabb volt (a háztól házig tartó utazási időt tekintve), mint a normál vonatok, autók vagy repülőgépek. A vonatok széles körben népszerűvé váltak, a közönség örömmel fogadta a gyors és praktikus utazást.
A vágányfektetés előkészítése
A nagysebességű vonal építése a földmunkával kezdődik. A lánctalpas földmunkagépek, talajgyaluk, buldózerek és egyéb nehézgépek alakítják ki a pálya nyomvonalát. Minden műtárgyat megépítenek, ezek közé tartoznak a hidak, a felüljárók, az átereszek, a vadátkelők és hasonlók. Ne feledjük, hogy 160 km/h sebesség felett semmiféle út vagy vasút nem keresztezheti a vágányokat szintben. Kiépítik a vízelvezető létesítményeket, nevezetesen a pálya mindkét oldalán található nagy árkokat és vízgyűjtőket. Ellátó bázisok jönnek létre a nagysebességű vágányok vége közelében, ahol a személyzet munkavonatokat alakít ki a sínek, a talpfák és egyéb építőanyagok szállítására.
A Nürnberg-Ingolstadt nagysebességű nyomvonala Németországban 2001-ben (kép forrása: Wikimedia Commons)
Ezután egy tömör kavicsréteget terítenek a pálya helyére. Ez, miután úthengerekkel tömörítették, megfelelő felületet biztosít a gumikerekű járművek számára. Ezután kezdődhet a vágányok fektetése. A folyamat nem különösebben a nagysebességű vonalakra specializálódott, ugyanez az általános technika alkalmazható minden olyan vágányra, amely folyamatosan összehegesztett sínt használ (hézagnélküli vágány). Az alábbiakban ismertetett lépéseket az egész világon alkalmazzák a modern pályaépítésben. A TGV vágányai azonban jóval szigorúbbak a beépített anyagokra, a méretekre és tűrésekre vonatkozó követelményeknek.
Földmunkák Franciaországban (kép forrása: www.lemoniteur.fr)
A pálya lefektetése
A pálya lefektetésére többféle technika is rendelkezésre áll, én itt most az LGV vonalak technológiáját fogom bemutatni.
Egy gumikerekeken guruló bakdaruval lefektetik az előre összeszerelt sínmezőket nagyjából azon a helyen, ahol majd a végleges pálya is épülni fog. Az összeszerelt vágánymezők hasonlóak, mint egy modellvasút vágányai. ezeket a bakdaruval szépen egymás után lepakolják, majd hevederekkel összecsavarozzák. A vágánymezők 18 méter hosszúak és fa keresztaljakat használnak. Ballasztanyagot (kőzúzalékot) még nem használnak, mivel ez a pálya ideiglenes.
Előre összeszerelt vágánymezők fektetése bakdaruval (kép forrása: www.trainweb.org)
Az ideiglenes pályán már tudnak közlekedni azok a vonatok is, melyek a további építőanyagokat fogják hozni. A vonatokat dízelmozdonyok húzzák. A végleges pályához hosszúsíneket hoznak, ezek 200-400 méter hosszúságúak. mivel ilyen hosszúság esetén ezek rendkívül rugalmasak, a szállításuk vonattal nem jelent problémát, az ívekben a rakomány szépen meghajlik abba az irányba, melybe a vonat is kanyarodik. ezeket egy speciális daru lerakja az ideiglenes vágány mindkét oldalára, egymástól kb. 3,5 méterre. ezt a műveletet általában éjszaka végzik, termikus okokból. A sín UIC szabványú métere 60 kg, a szakítószilárdsága 800 newton/négyzetmilliméter vagy megapascal (116 000 psi).
A faaljas vágánymezők cseréje betonaljakra (kép forrása: www.trainweb.org)
A következő lépéshez ismét egy darut használnak. Ezúttal azonban a daru azon a két sínszálon halad, amelyeket éppen az ideiglenes pálya mellett fektettek le. Betonaljakkal félig megrakott - félig üres tehervonat érkezik a helyszínre. Egy speciális dízelmozdony tolja, amely elég alacsony ahhoz, hogy elférjen a rakodódaru alatt. A daru eltávolít egy ideiglenes vágánymezőt, és lerakja a tehervonat vonat üres felén.Visszaúton 30 betonaljat ragad meg ésegymás mellé helyezi őket a megfelelő távolsággal (60 cm), egy speciális rögzítőelem segítségével. A keresztaljakat arra a kavicságyra fektetik, ahol az ideiglenes pálya volt. A tehervonat elhagyja a munkaterületet a vágánymező rakományával.
A vasúti sínek rugalmasan viselkednek (kép forrása: www.trainweb.org)
Az LGV keresztaljai, amelyeket néha kétblokkos keresztaljnak is neveznek, U41-es kettős tömbös vasbeton, 2,4 m széles, és mindegyikük súlya 245 kg. Gyárilag felszerelték rájuk a Nabla RNTC rugós rögzítőket és egy 9 mm-es gumibetétet. A beton keresztaljakon a sín alatt mindig gumipárnákat használnak, a repedések elkerülése érdekében. Ezután egy "sínfűzővel" beemelik a síneket a keresztaljakra a végleges helyükre. Ez a gép ugyanúgy jár a síneken, mint a rakodódaru, de közvetlenül egy keresztaljon is képes alátámasztani magát. Ezzel megemelheti a síneket, és a keresztaljak végei felett befelé tolhatja a megfelelő nyomtávra. Ezután a gumipárnákra ereszti őket és a dolgozók egy pneumatikusan működtetett géppel előre meghatározott nyomatékkal rögzítik a Nabla kapcsokat.
A Nabla RNTC rugós rögzítő (kép forrása: www.trainweb.org)
Ez már egy modernebb géplánc, mint a bemutatott. Itt egy lépésben kerülnek a helyükre a keresztaljak és a hosszúsínek, ideiglenes vágány fektetésére itt már nem volt szükség
A sínek hegesztése
A sínszakaszokat termithegesztéssel hegesztik össze. A hagyományos hegesztő (lánghegesztő) nem működik jól a nagy fémdarabok esetében, mint például a sínek, mivel a hő elvezetése túl gyors és a varrat nem jön létre alacsony hőmérsékleten. A termit jobban megfelel ennek a munkának. A termit alumíniumpor és vas-oxid por keveréke , amely reakció során vasat, alumínium-oxidot és nagy mennyiségű hőt termel, így ideális a sín hegesztésére.
Termithegesztés (kép forrása: furdancs.blog.hu)
A sín összeillesztése előtt a hosszát nagyon pontosan kell beállítani. Ez biztosítja, hogy a sínben bekövetkező hőfeszültségek azután, hogy egy folyamatos darabra illeszkednek, nem lépik túl a határokat, ami oldalirányú kivetődést (meleg időben) vagy törést (hideg időben) eredményez.
Amikor a termit hegesztési folyamat befejeződött, a varratot a sín profiljához köszörülik, így a sínszakaszok zökkenőmentesen összekapcsolódnak. A sínben a hőmérsékleti változások miatti feszültség hosszanti igénybevétel nélkül elnyelődik, kivéve a hidak közelében, ahol diletációs hézagokat alkalmaznak.
Ballaszt hozzáadása
A következő lépés abból áll, hogy betöltik a mély ballasztágyat az új pálya alá. A ballaszt (vasúti kő, jellemzően bazaltkő) vonattal érkezik a helyszínre önürítős kocsikban. A vonat megfelelő vezetése kihívást jelent, mivel a vasúti követ egyenletesen kell elosztani. Ha a vonat megáll, akkor a vasúti kő felhalmozódhat a sínek felett és a vonat kisiklhat.
Az ágyazat tömörítése aláverőgéppel (kép forrása: www.trainweb.org)
Az első ballasztréteget közvetlenül a pályára öntik, majd a síneken közlekedő aláverőgép a köveket a keresztaljak alá tömködi. Ennek a gépnek minden egyes menetével 8 cm-rel megemelhető a pálya szintje, ezért több környi ballasztra és gépre van szükség ahhoz, hogy a talpfák alatt legalább 32 cm vastagságú kőágy épüljön fel. A ballasztot a pálya mindkét oldalán is felhalmozzák az oldalirányú stabilitás érdekében. A gép elvégzi a pálya kezdeti igazítását. Ezután egy ballaszt szabályozó elosztja a ballaszt egyenletesen. Végül egy dinamikus vibrátoros gép rázza meg a pályát, hogy elvégezze a végső tömörítést, hatékonyan szimulálva 2500 tengely áthaladását.
Az építkezés befejezése
Most, hogy az első pálya majdnem elkészült, megkezdődik a munka a szomszédos pályán. Ezúttal azonban nem szükséges ideiglenes pályát fektetni. Az első vágányon közlekedő vonatok hozzák a keresztaljakat, majd a sínt, amelyet közvetlenül a keresztaljakra raknak le a megfelelő irányba kilengő karok segítségével. A Nabla rögzítőelemekkel a sínt rögzítik, a ballasztot a pálya alá töltik, mint a másik pálya esetében.
Ízelítő a Tours-Bordeaux közötti vasútépítésből
A két pálya lényegében elkészült, de a vonalon a munka még nem fejeződött be. A felsővezeték-oszlopokat kell még felállítani, és a felsővezetéket kiépíteni. Amint a felsővezeték elkészült, a pálya végső beállításokat kap milliméteres pontossággal. Ezután a kőzúzalékot levegővel lefújják, hogy eltávolítsák a kisebb kavicsdarabokat és a port, amelyeket a vonatok felkavarhatnak. Ez a lépés különösen fontos a nagysebességű vágányokon, mivel az elhaladó vonat szívóhatása erős. Végül TGV vonatokkal fokozatosan növekvő sebesség mellett napokig tesztelik a vonalat. A pályát végül kissé nagyobb sebességgel, mint amivel a mindennapi üzemeltetés során használni fogják, letesztelik.
Hátra maradt még a jelző- és biztosítóberendezések telepítése, majd tesztelése, továbbá a sín mellé vadvédelmi kerítést építenek. Ha pedig még az állomások is elkészültek, indulhat a napi forgalom 300-350 km/h sebességgel!
Természetesen az első LGV építése óta eltelt több, mint 35 évben sokat fejlődött a vasúti technológia, így a vasútépítés is. Sorra jönnek ki a korszerű gépek, melyek sok bonyolult többlépcsős munkafolyamatot egy lépésessé egyszerűsítik és újabban ballasztnak már kavicságyat sem használnak. Ezek a technológiák azonban már egy külön cikket érdemelnek.
Hét és fél percnyi videó 300 km/h-val száguldozó vonatokról
A világon 2020-ban 52484 k hosszúságú nagysebességű vasútvonal volt üzemben és további 11960 km állt építés alatt. A hosszútávú tervekben további 40 ezer km szerepel. Ha minden megvalósul a tervek szerint, 15 év múlva a világon, több mint 100 000 km-nyi olyan vasútvonal lesz, melyeken a sebesség 200 km/h vagy több.
Utolsó kommentek