Ballastfria spår har på senare tid börjat byggas i allt större utsträckning. En anledning till detta är höjda krav på järnvägstransporter. Ett ballastfritt spår är ofta utformat som en långsträckt betongplatta på mark som för ned lasten från rälerna till underbyggnaden. I nuläget saknar Sverige dimensioneringsprinciper för ballastfria spår. Principerna är redan etablerade i andra länder men behöver inordnas för svenska förhållanden. År 2012 gjorde regeringen bedömningen att en ny stambana för snabbtåg bör byggas. För detta ändamål har Trafikverket utarbetat en ny teknisk systemstandard för höghastighetsbanor. De traditionella ballasterade spåren är inte optimerade för höga hastigheter. Trafikverkets nya systemstandard förutsätter därför att stora delar av den nya stambanan utförs med ballastfritt spår. Syftet med detta examensarbete är att studera dimensionering med hänsyn till det statiska beteendet hos ballastfria spår och skapa en grundläggande förståelse för spårreaktioner. Med hjälp av handberäkningar och datorstödda metoder undersöks elementärfall av belastningar samt sambandet mellan plattans erforderliga böjstyvhet och underbyggnadens styvhet. Handberäkningsmodeller som antas i detta arbete är bland annat Winklerbäddmodellen och diverse vedertagna tvärsnittsmodeller. De datorstödda metoderna som används är FEM-programmet BRIGADE/Plus och BEM-programmet BE-platte. I BRIGADE/Plus används en tvådimensionell modell där marken modelleras som ett elastiskt underlag. I BE-platte används en tredimensionell modell med en markmodell enligt Winklerbäddmodellen. Resultaten från de olika metoderna kontrolleras mot varandra för att verifiera erhållna resultat. Sambandet mellan elasticitetsmodul i plattornas underlag, plattjocklek och lastreaktioner åskådliggörs i diagram samt tvärkraftstabell i kapitel 4. Beräkningsmodellernas beteende diskuteras och jämförs i kapitel 5. / Recently slab tracks have been built more frequently, among other things due to an increasing demand on rail transport. A slab track is often designed as a continuous concrete slab on grade that carries down the load from the rails to the substructure. At present, Sweden lacks design principles for slab tracks. Principles are established in other countries but must be adapted to Swedish conditions. In 2012 the Swedish government made the assessment that a new mainline for high-speed trains should be built. For this purpose, the Swedish Transport Administration prepared a new technical standard for high-speed tracks. Traditional ballasted tracks are not optimized for high speed trains and therefore the new standard requires large parts of the new mainline to be built with slab track. The aim of this thesis is to study the design of slab tracks with respect to their static behavior and create a fundamental understanding of force reactions acting on them. For elementary load cases the relation between required slab bending stiffness and the stiffness of the substructure will be investigated using hand calculations and computer-assisted methods. Models for hand calculation adopted in this work include the Winkler-bed model and various conventional cross-sectional models. The computer-assisted methods used are FEM software BRIGADE/Plus and BEM software BE-Platte. In BRIGADE/Plus the models are two-dimensional and the soil is modeled as an elastic base. In BE-Platte the models are three-dimensional and the soil is modeled according to Winkler-bed model. The results of the various methods are cross-checked against each other to verify the results obtained. The relationship between the modulus of elasticity of the subsoil, plate thickness and load reactions is illustrated in charts and a shear force table in Chapter 4. The behavior of the calculation models is discussed and compared in Chapter 5.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-174061 |
| Date | January 2015 |
| Creators | Hagman, Olle, Berhane, Henok |
| Publisher | KTH, Byggvetenskap |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0028 seconds