RATAHALLINTO- KESKUS BANFÖRVALTNINGS- CENTRALEN 2.7.2002 921/731/02 RATATEKNISET MÄÄRÄYKSET JA OHJEET Ratahallintokeskus on hyväksynyt RAMOn osan 11 Radan päällysrakenne. Ylijohtaja Ossi Niemimuukko Turvallisuusyksikön päällikkö Kari Alppivuori Esitetään hyväksyttäväksi Kunnossapitoyksikön päällikkö Markku Nummelin Korvaa RAMOn osan 3 Radan rakenne 1.4.2000. Voimassa 15.8.2002 lukien ehdollisena siten, että sitä voidaan Euroopan yhteisöjen vaatimuksesta tarvittaessa muuttaa notifiointimenettelyn aikana.
1 RAMO 11 Sisältö Sisältö 11 RADAN PÄÄLLYSRAKENNE... 5 11.1 Määritelmät... 5 11.2 Raiteiden ja vaihteiden jako kiskopituuden mukaan... 9 11.2.1 Jatkuvakiskoraide... 9 11.2.2 Pitkäkiskoraide... 9 11.2.3 Lyhytkiskoraide... 10 11.2.4 Jatkuvakiskovaihde... 10 11.2.5 Pitkäkiskovaihde... 10 11.2.6 Lyhytkiskovaihde... 10 11.3 Radan päällysrakenteen mitoitusperusteet... 11 11.3.1 Radan rakenteen kuormat... 11 11.3.2 Radan rakenteen kuormien jakaantuminen... 12 11.3.3 Raiteen mitoitus... 13 11.3.3.1 Pystysuorat kuormat... 13 11.3.3.2 Pitkittäiskuormat... 15 11.3.4 Tukikerroksen mitoitus... 15 11.4 Ratapölkyt... 19 11.4.1 Ratapölkkyjen valinta... 19 11.4.1.1 Raiteen stabiliteetti... 19 11.4.1.2 Pölkyn vaihto... 19 11.4.1.3 Tukikerros... 20 11.4.2 Puuratapölkyt... 20 11.4.2.1 Puuratapölkkyjen mitat... 21 11.4.2.2 Käyttö... 21 11.4.2.3 Poraus... 21 11.4.2.4 Raideleveyden levityksen merkitseminen... 22 11.4.2.5 Varastoiminen... 22 11.4.2.6 Kovapuuratapölkyt... 23 11.4.3 Puuvaihdepölkyt... 23 11.4.3.1 Vaihdepölkkyjen mitat... 23 11.4.3.2 Poraus... 23 11.4.3.3 Pituuden merkitseminen... 24 11.4.3.4 Varastoiminen... 24 11.4.3.5 Kovapuuvaihdepölkyt... 24 11.4.4 Puiset siltapölkyt... 24 11.4.4.1 Siltapölkkyjen mitat... 24 11.4.4.2 Käyttö... 24 11.4.4.3 Poraus... 25 11.4.4.4 Varastointi... 25 11.4.5 Betoniratapölkyt... 25 11.4.5.1 Betoniratapölkyt ja niiden kiskonkiinnitykset... 25 11.4.5.2 Suojakiskopölkyt... 26 11.4.5.3 Kaapelien läpivientipölkyt... 27 11.4.5.4 Käyttö... 28 11.4.5.5 Poraus... 28 11.4.5.6 Varastoiminen... 28 11.4.6 Betonivaihdepölkyt... 28 11.4.6.1 Vaihdepölkkyjen mitat... 28
2 RAMO 11 Sisältö 11.4.6.2 Käyttö... 29 11.4.6.3 Poraus... 29 11.4.6.4 Varastoiminen... 29 11.4.7 Ratapölkkyjako... 29 11.4.8 Vaihdepölkkyjako... 31 11.4.9 Siltapölkkyjako... 31 11.4.10 Ratapölkkyjen asento... 31 11.5 Ratakiskot... 33 11.5.1 Ratakiskojen päämitat... 34 11.5.2 Eri kiskoille sallitut nopeudet ja akselipainot... 34 11.5.3 Kiskomerkinnät... 34 11.5.4 Kiskopituudet... 35 11.5.5 Kaarrekiskot... 35 11.5.5.1 Eri ratakiskopituuksia vastaavat kaarrekiskopituudet... 36 11.5.5.2 Kaarrekiskojen merkinnät... 36 11.5.5.3 Kiskojen taivutus... 36 11.5.5.4 Urakiskojen taivutus... 37 11.5.6 Kiskojen käyttö... 37 11.5.6.1 Jk-raiteessa käytettävät kiskot... 38 11.5.6.2 Lk- ja Pk-raiteissa käytettävät kiskot... 38 11.5.6.3 Kiskojen kierrätys... 39 11.5.7 Kiskojen käsittely... 39 11.5.7.1 Kiskojen nostaminen... 39 11.5.7.2 Puuratapölkkyraide-elementtien nostaminen... 41 11.5.7.3 Betoniratapölkkyraide-elementti... 41 11.5.7.4 Kiskojen siirto maassa... 42 11.5.8 Käytettyjen ratakiskojen luokittelu... 43 11.5.9 Liityntäkiskot... 43 11.5.10 Kiskoankkurit... 43 11.6 Kiskonkiinnitykset... 45 11.6.1 Kiinnitykset puuratapölkkyyn... 45 11.6.1.1 Kiinnityksen valinta... 46 11.6.1.2 Jousi- ja ruuvikiinnitys (Hey Back -kiinnitys)... 47 11.6.1.3 K-kiinnitys... 48 11.6.1.4 Ratanaulakiinnitys... 49 11.6.1.5 Jousinaulakiinnitys... 50 11.6.1.6 JT-kiinnitys... 52 11.6.1.7 Suora raideruuvikiinnitys... 53 11.6.2 Kiinnitykset vaihdepölkkyyn... 54 11.6.2.1 K-kiinnitys... 54 11.6.2.2 Skl 12 -kiinnitys... 54 11.6.2.3 Ratanaulakiinnitys... 54 11.6.2.4 Suora raideruuvikiinnitys... 55 11.6.2.5 JTR-kiinnitys... 55 11.6.3 Kiinnitykset betoniratapölkkyyn... 55 11.6.3.1 Kiinnityksen valinta... 55 11.6.3.2 Fist... 56 11.6.3.3 RN... 57 11.6.3.4 Pandrol e-clip... 58 11.6.3.5 Vossloh Skl 1... 60
3 RAMO 11 Sisältö 11.6.3.6 Vossloh Skl 14... 61 11.6.4.1 Kiinnitykset teräsbetonilaattaan... 62 11.6.4.2 Kiinnitykset teräsbetonipilariin... 62 11.6.5 Kiinnitykset silloilla... 63 11.6.5.1 Tukikerroksettomat sillat... 63 11.6.5.2 Tukikerrokselliset sillat... 63 11.6.6 Kiinnitykset teräkseen... 63 11.6.6.1 Kiinnitykset vaunuvaakaan... 64 11.6.6.2 Kiinnitykset kääntöpöytään... 64 11.6.7 Kallistusvälilevy... 64 11.7 Kiskon jatkossovitukset... 65 11.7.1 Sähköä johtavat jatkokset... 65 11.7.1.1 Jatkossovituksen rakenne... 65 11.7.1.2 Jatkosraot... 67 11.7.1.3 Kiskon päiden rei'itys... 67 11.7.1.4 Kiskojen välisen sähkönjohtavuuden varmistaminen... 68 11.7.1.5 Tilapäisjatkokset... 68 11.7.2 Eristysjatkokset... 71 11.7.2.1 Eristysjatkoksen sijoittaminen pölkkyväliin... 71 11.7.3 Lk- ja Pk-raide-eristysjatkostyypit... 72 11.7.3.1 Puu-Permali-eristysjatkos... 72 11.7.3.2 Åssa-eristysjatkos... 72 11.7.3.3 EXEL (Lk) -eristysjatkos... 73 11.7.4 Jatkuvakiskoeristysjatkokset... 73 11.7.4.1 EXEL (Jk) -eristysjatkos... 73 11.7.4.2 MT-eristysjatkokset... 75 11.7.4.3 PE-eristysjatkos... 77 11.7.4.4 S-eristysjatkos... 77 11.7.4.5 IVG30-eristysjatkos... 77 11.8 Erikoisrakenteet... 79 11.8.1 Kiskon voitelulaitteet... 79 11.8.1.1 Sijoitus... 79 11.8.1.2 Käyttö... 79 11.8.2 Raidepuskimet... 79 11.8.2.1 Kiinteät raidepuskimet... 80 11.8.2.2 Liukuvat raidepuskimet... 80 11.8.2.3 Hydrauliset raidepuskimet... 82 11.8.3 Suojakiskot... 83 11.8.3.1 Suojakiskorakenne... 83 11.8.3.2 Muototeräsrakenne... 84 11.8.4 Urakiskoraide... 84 11.8.4.1 Urakiskoraiderakenne... 84 11.8.4.2 Urakiskoprofiilit... 86 Viitteet... 87
4 RAMO 11 Liiteluettelo Liiteluettelo 1 Tukikerroksen normaalipoikkileikkaukset 2 Betoniratapölkkymallit 3 Luettelo liityntäkiskopiirustuksista 4 Pandrol e-clip -kiinnitystarvikkeet 5 Jatkosrakojen ohjearvot
11 RADAN PÄÄLLYSRAKENNE 5 RAMO 11.1 Määritelmät Ratatekniset määräykset ja ohjeet (RAMO) osassa Radan päällysrakenne esitetään radan päällysrakenteen rakenneosat ja niiden suunnittelu- ja mitoitusperusteet. Ilmoitettu Euroopan parlamentin ja neuvoston direktiivin 98/34/EY, muut. 98/48/EY mukaisesti. Ratahallintokeskus (RHK) seuraa alan eurooppalaista standardisointia ja muuttaa määräykset ja ohjeet eurooppalaisten standardien mukaisiksi niiden valmistuttua. 11.1 Määritelmät Alusrakenne koostuu välikerroksesta, eristyskerroksesta sekä mahdollisesta suodatinkerroksesta ja routalevyistä. Jatkosrako on kiskon jatkossovituksessa kiskon päiden välillä kulkusuunnassa oleva rako. Jatkuvakiskoraide (Jk-raide) on raide, jossa kiskon pituus l > 300 metriä. Jatkuvakiskovaihde (Jk-vaihde) on vaihde, jossa kaikki kiskonjatkokset on jatkoshitsattu ja eristetyt kiskonjatkokset liimattu tai on käytetty erityisesti jatkuvakiskoraiteisiin tarkoitettuja lujitemuovisilla eristyssidekiskoilla varustettuja eristysjatkoksia kohdan 11.7 mukaisesti, sekä vaihde on jatkoshitsaamalla yhdistetty Jk-raiteeseen. Kaarrekisko on normaalipituutta lyhempi ratakisko, jolla tasoitetaan kaarteen ulko- ja sisäpuolisen kiskojonon pituusero Lk- ja Pk-raiteissa. Korkeusviiva (Kv) on määritelty RAMOn osassa 2 Radan geometria /12/. Kulkusuunta on junan kulkusuunta raiteella. Raideteknisesti kulkusuunta on kiskon pituussuunta. Lyhytkiskoraide (Lk-raide) on raide, jossa kiskon pituus l < 25 metriä. Liitteen 5 mukaiset jatkosraot estävät toiminnallaan lämpötilavaihteluiden aiheuttamien haitallisten pitkittäisvoimien syntymisen raiteeseen. Lyhytkiskovaihde (Lk-vaihde) on vaihde, jonka kiskonjatkoksia ei ole jatkoshitsattu. Lkvaihdetta ei saa suoraan liittää Jk-raiteeseen, vaan välissä tulee olla vähintään yksi Lkraide-elementti. Palle on raiteen tukikerroksen reunaan tehty korotus, jonka tarkoituksena on lisätä tukikerroksen kykyä ottaa vastaan raiteesta siihen kohdistuvat voimat. Pengerleveys on radan alusrakenteen, normaalisti välikerroksen, yläpinnan leveys. Pengerpohja on pengertäytteen alla olevan pohjamaan pinta. Pitkäkiskoraide (Pk-raide) on raide, jossa kiskon pituus l > 25 metriä, mutta l < 50 metriä.
6 RAMO 11.1 Määritelmät Pitkäkiskovaihde (Pk-vaihde) on vaihde, jossa kaikki kiskonjatkokset on hitsattu ja eristetyt kiskonjatkokset liimattu tai on käytetty erityisesti jatkuvakiskoraiteisiin tarkoitettuja lujitemuovisia eristysjatkoksia kohdan 11.7 mukaisesti, mutta vaihdetta ei ole liitetty hitsaamalla Jk-raiteeseen. Päällysrakenne on radan rakenneosa, johon kuuluu tukikerros ja raide. Raide koostuu ratapölkyistä, ratakiskoista, ratakiskojen kiinnitys- ja jatkososista sekä vaihteista ym. raiteen erikoisrakenteista. Raidesepeli on tukikerrosmateriaali, jonka laatuvaatimukset, lujuusluokat ja niitä koskevat vaatimukset liikennemäärittäin on esitetty ohjeessa Raidesepelin tekniset toimitusehdot /9/. Raidesora on tukikerrosmateriaali, jonka laatuvaatimukset on esitetty julkaisun Päällysrakennetöiden yleiset laatuvaatimukset (PYL) kohdassa Raidesoran laatuvaatimukset /8/. Raideväli on vierekkäisten raiteiden keskilinjojen välinen lyhin etäisyys. Rakennekerrokset ovat tuki-, väli-, eristys- ja suodatinkerros. Ratapenger koostuu radan rakennekerroksista ja mahdollisesta pengertäytteestä. Sepeliraide on raide, jonka tukikerroksena on raidesepeli. Soraraide on raide, jonka tukikerroksena on raidesora. Suurnopeusjunaliikenne on junaliikennettä, joka on määritetty Euroopan parlamentin ja neuvoston direktiivissä 96/48. Suurnopeusjunaliikenteen nopeus on yleensä vähintään 200 km/h. Tukikerros pitää raiteen geometrisesti oikeassa asemassa ja asennossa, jakaa kuormia alusrakenteelle ja muodostaa raiteelle tasaisen ja kantavan alustan. Tukikerroksen materiaalina käytetään raidesepeliä tai raidesoraa. Tukikerroksen materiaalien laatuvaatimukset on esitetty julkaisuissa Raidesepelin tekniset toimitusehdot /9/ ja Päällysrakennetöiden yleiset laatuvaatimukset (PYL) /8/. Radan rakenteeseen liittyvät nimitykset on esitetty kuvassa 11.1:1.
7 RAMO 11.1 Määritelmät Kuva 11.1:1 Radan rakenteen nimityksiä.
8 RAMO 11
RAMO 11.2 Raiteiden ja vaihteiden jako kiskopituuden mukaan 11.2 Raiteiden ja vaihteiden jako kiskopituuden mukaan Raiteet ja vaihteet jaetaan kiskon pituuden mukaan: Raiteet: Jatkuvakiskoraide eli Jk-raide Pitkäkiskoraide eli Pk-raide Lyhytkiskoraide eli Lk-raide Vaihteet: Jatkuvakiskovaihteet eli Jk-vaihteet Pitkäkiskovaihteet eli Pk-vaihteet Lyhytkiskovaihteet eli Lk-vaihteet Termit on määritelty kohdassa 11.1 Määritelmät. Suunniteltaessa rataa Jk-, Pk- tai Lk-raiteiseksi on otettava huomioon seuraavat valintaperusteet: 11.2.1 Jatkuvakiskoraide Jatkuvakiskoraide mahdollistaa nopeuden V > 120 km/h ja akselipainojen P 0 > 225 kn säännöllisen käytön. Uuden Jk-raiteisen radan suunnittelussa ja rakentamisessa on tavoitteena, ettei raiteeseen synny Jk-raiteelle haitallisia painumia. Jk-raiteen on kuuluttava vähintään RAMOn osan 3 Radan rakenne mukaiseen alusrakenneluokkaan 1 /12/. Jk-raidetta suositellaan käytettäväksi raiteilla, joissa liikenteen nopeus V > 50 km/h tai kuormitus on erityisen raskasta sekä kaikilla betoniratapölkkyraiteilla. Tarkemmat määräykset ja ohjeet Jk-raiteen rakentamisesta on esitetty RAMOn osassa 19 Jatkuvakiskoraiteet ja -vaihteet /12/. 11.2.2 Pitkäkiskoraide Pk-raide on erikoisratkaisu, jota voidaan käyttää tilapäisratkaisuna ennen kiskojen jatkuvaksi hitsausta. Pk-raiteella suurin nopeus V < 120 km/h, RHK:n antamalla poikkeusluvalla 120 < V < 140 km/h. Pitkäkiskoraidetta voidaan käyttää silloilla vähentämään kiskonjatkosten sillalle aiheuttamaa sysäyskuormaa. Pitkäkiskoraidetta voidaan käyttää myös vajaalla sepelitukikerroksella olevilla radoilla silloin, kun kiskonkiinnitykset ovat Jk-raiteisiin soveltuvia. Pitkäkiskoraide tehdään aina sidekiskoin ja kohdassa 11.4 esitettyä ratapölkkyjakoa noudattaen. Sidekiskot kiinnitetään poikkeuksetta neljällä sideruuvilla, jousialuslevyllä ja mutterilla. 9
10 RAMO 11.2 Raiteiden ja vaihteiden jako kiskopituuden mukaan 11.2.3 Lyhytkiskoraide Lk-raiteiseksi rakennetaan vähäliikenteinen raide, tai raide, jolla esiintyy Jk-raiteelle haitallisia painumia. Lk-raiteella suurin nopeus V < 120 km/h. Kaikki soratukikerrokselliset raiteet rakennetaan Lk-raiteisiksi. Myös K30- tai K43-kiskon valssausmenetelmä saattaa aiheuttaa raiteen rakentamisen Lk-raiteiseksi. Tämä on määritetty tarkemmin RAMOn osassa 12 Päällysrakennehitsaus /12/. Lyhytkiskoraide tehdään aina sidekiskoin kiskon pituuden mukaista, kohdassa 11.4 esitettyä ratapölkkyjakoa noudattaen. Sidekiskot kiinnitetään poikkeuksetta vähintään neljällä sideruuvilla, jousialuslevyllä ja mutterilla. 11.2.4 Jatkuvakiskovaihde Jk-vaihdetta käytetään sepelitukikerroksellisen vaihteen liittyessä Jk-raiteeseen. 11.2.5 Pitkäkiskovaihde Pk-vaihdetta käytetään sepelitukikerroksellisen K-, Skl 3 tai Skl 12 -kiskonkiinnitteisen vaihteen liittyessä Pk- tai Lk-raiteeseen. 11.2.6 Lyhytkiskovaihde Lk-vaihdetta käytetään soraraiteen yhteydessä tai käytettäessä Lk-kierrätysvaihteita sepelitukikerroksellisen vaihteen liittyessä Pk- tai Lk-raiteeseen.
11 RAMO 11.3 Radan päällysrakenteen mitoitusperusteet 11.3 Radan päällysrakenteen mitoitusperusteet Määräys: Rakennettavat raiteet on mitoitettava siten, että julkaisussa Junaturvallisuussääntöön liittyvät tekniset määräykset ja ohjeet (Jtt) /2/ sallittuja nopeuksia ja staattisia akselipainoja voidaan käyttää lukuun ottamatta radan geometriasta johtuvia rajoituksia. Määräys: Rakennettavat raiteet on mitoitettava siten, että ne kestävät junaliikenteestä syntyvät vaakasuuntaiset voimat Y (2m) [kn], jotka voivat suuruudeltaan olla ΣY (2m) 10 11 P 0, missä P 0 on Jtt:n mukainen kullekin rataluokalle sallittu 3 nimellinen staattinen akselipaino [t]. Määräys: Raiteet on suunniteltava, rakennettava ja pidettävä kunnossa siten, että raide kantaa sille tulevan liikennekuorman ja että raiteen vakaus ei vaarannu. 11.3.1 Radan rakenteen kuormat Suurin sallittu dynaaminen pyöräkuorma on 200 kn (LIMO 1 Liikkuvan kaluston yleiset määräykset ) /4/. Dynaamisen pyöräkuorman kussakin tapauksessa käytettävä raja-arvo riippuu radan päällysrakenteesta taulukon 11.3:1 mukaisesti /10/. Taulukko 11.3:1 Dynaamisen pyöräkuorman raja-arvot. Rataluo kka Kiskopaino Pölkytys tukikerros Dynaaminen pyöräkuorma Q max [kn] A K30 puu raidesora, raidesepeli 100 B 1 K43, K60, 54 E1 puu raidesora 140 B 2 K43, K60 kaikki raidesepeli 150 C 1 54 E1 puu, betoni ennen vuotta 1987 valmistetut C 2 54 E1 betoni vuonna 1987 ja myöhemmin valmistetut raidesepeli 170 raidesepeli 185 D 60 E1 betoni raidesepeli 200 Kun nopeus on yli 200 km/h, D-rataluokan raja-arvot ovat seuraavat /15/: 201 250 km/h = 180 kn 251 300 km/h = 170 kn 301 km/h = 160 kn.
12 RAMO 11.3 Radan päällysrakenteen mitoitusperusteet Dynaamisen kuorman oletetaan vaihtelevan hyväkuntoisella radalla staattisen kuorman kertoimena välillä 1,5 akselipaino (V < 60 km/h)... 2 akselipaino (V=250 km/h). Kullekin kalustotyypille soveltuvuus pyöräkuormien raja-arvoihin varmistetaan tyyppihyväksyntämenettelyn yhteydessä koeajoin. Tyyppihyväksyntämenettely on kuvattu LIMOn osassa 7 Liikkuvan kaluston hyväksyminen liikenteeseen /4/. 11.3.2 Radan rakenteen kuormien jakaantuminen Liikennekuorman jakautuminen ratapölkkyjen kautta tukikerrokseen otaksutaan kuvan 11.3:1 mukaiseksi. Kuva 11.3:1 Pystysuorien kuormien jakaantuminen pölkyistä tukikerrokseen. Radan kallistuksen avulla tasapainottamatta jäävästä keskipakoisvoimasta, tuulikuormasta sekä junasta raiteeseen kohdistuvista sysäyksistä aiheutuvan radan poikittaissuuntaisen kuorman oletetaan olevan enintään nk. Prudhommen kaavan mukainen. Prudhommen kaavan mukaisesti radan poikittaissuuntaiset voimat ovat enintään: ΣY (2m) (10 P 0 3 ) [kn] (11.3:1) Y (2m) on suurin poikittaissuuntainen voima, joka kohdistuu raiteeseen kahden metrin matkalla α=1 vetokalustolle ja henkilövaunuille α=0,85 tavaravaunuille P 0 on akselipaino [kn]. Laskelmissa mitoittavana akselipainona P 0 käytetään taulukkojen 11.3:2 ja 11.3:3 mukaisia suurimpia staattisia akselipainoja tai RAMOn osan 3 Radan rakenne mukaisten kuormakaavioiden mitoittavia akselipainoja /12/.
13 RAMO 11.3 Radan päällysrakenteen mitoitusperusteet 11.3.3 Raiteen mitoitus 11.3.3.1 Pystysuorat kuormat Raiteen mitoituksessa merkittävin tekijä on kiskon jalkaan kohdistuvat jännitykset. Suurin sallittu arvo on 130 MPa, poikkeustapauksessa 160 MPa, kun kiskolaatu on 220 ja 160 MPa, poikkeustapauksessa 180 MPa, kun kiskolaatu on 260, AM, Imatra + tai kovuudeltaan suurempi. Jännitykset ovat sallittuja myös RAMOn osan 13 Radan tarkastus /12/ mukaisesti kuluneelle 3 luokan kiskolle. Kiskoille sallittu suurin kuormitus on esitetty taulukoissa 11.3:2 ja 11.3:3. Taulukko 11.3:2. Eri päällysrakenteille sallitut suurimmat staattiset akselipainot ja nopeudet 2-akselisille tavaravaunuille (250 kn akselipainolla neliakselinen vaunu). Ratakiskon tunnus Suurin sallittu Suurin sallittu Suurin sallittu nopeus V akselipain nopeus V akselipain [km/h] o P [kn] [km/h] o P [kn] akselipaino P [kn] nopeus V [km/h] K30 * 225 20 200 40 160 50 K33 * 225 20 200 40 K43, K43S 250 * 250 10 * 20 225 * 225 50 * 80 200 * 200 60 * 90 K60 250 30 225 50 54 E1 250 80 225 120 200 160 60 E1 250 100 225 140 200 200 * soratukikerros Taulukko 11.3:3. Eri päällysrakenteille sallitut suurimmat staattiset akselipainot ja nopeudet neliakselisille henkilövaunuille Ratakiskon tunnus Suurin sallittu akselipaino [kn] Suurin sallittu nopeus V [km/h] Suurin sallittu akselipaino [kn] Suurin sallittu nopeus V [km/h] K30 * 180 50 160 70 K33 * 180 50 K43, K43S 200 * 200 80 * 100 180 * 180 100 * 110 K60 200 50 54 E1 200 160 180 200 60 E1 200 200 180 250 * soratukikerros
14 RAMO 11.3 Radan päällysrakenteen mitoitusperusteet Mitoituksessa on otettava huomioon myös kiskon ratapölkkyyn kohdistama kuormitus. Mäntyratapölkylle sallittu suurin kuormitus on ohjeellisesti esitetty taulukossa 11.3:4 Betoniratapölkyille sallittu suurin kuormitus on esitetty taulukossa 11.3:5. Ratapölkyn tukikerrokseen kohdistama kuormitus on tarkistettava. Taulukko 11.3:4. Mäntypuuratapölkyille sallitut nopeudet ja akselipainot sepeliradoilla. Taulukko 11.3:5. Betoniratapölkyille sallitut suurimmat nopeudet ja akselipainot. Nopeus K30* K43 54 E1 60 E1 160 205 215 150 205 215 140 210 220 130 215 225 120 205 215 225 110 210 220 230 100 215 225 235 90 100 220 225 240 80 120 225 230 250 70 160 230 240 260 60 180 235 250 265 50 200 235 250 265 40 200 240 255 265 30 210 245 260 265 20 225 250 265 265 * sorarata Suurin nopeus km/h B75 ja vanhemmat Suurin akselipaino (t) B86 B88, BP89, B97, BP99 54 E1 54 E1 K43 54 E1 60 E1 250 200 240 205 230 205 220 210 210 210 200 190 200 200 215 190 195 205 205 220 180 195 205 205 220 170 200 210 210 225 160 205 215 215 230 150 205 215 215 230 140 210 220 220 235 130 215 225 225 240 120 215 225 215 225 240 110 220 230 215 230 245 100 225 235 220 235 250 90 225 240 225 240 255 80 230 250 230 250 260 70 235 250 230 250 265 60 250 255 235 255 265
15 RAMO 11.3 Radan päällysrakenteen mitoitusperusteet Edellä esitetyn perusteella määrääviä tekijöitä ovat liikkuvan kaluston nopeus, akselipaino ja metripaino. Eri rataluokille sallitut nopeudet ja akselipainot on esitetty julkaisussa Junaturvallisuussääntöön liittyvät tekniset määräykset ja ohjeet (Jtt) /2/ ja RAMOn osassa 1 Yleiset perusteet /12/. Mitoituksessa ja käytössä on otettava huomioon junien pitkän aikavälin nopeus- ja akselipainotavoitteet. Uusia raiteita rakennettaessa on otettava huomioon eräille komponenteille asetetut käyttörajoitukset. 11.3.3.2 Pitkittäiskuormat Pitkittäiskuormat raiteessa syntyvät lämpövoimista ja junan jarrutuksen tai kiihdytyksen ja mäen nousun aiheuttamista voimista ja kulkuvastuksesta. Raiteet on mitoitettava taulukon 11.3:6 mukaiselle kahden kiskon tuottamalle lämpövoimalle. Taulukko 11.3:6 Raiteessa vaikuttavat suurimmat lämpövoimat. Kiskopituus Kiskoprofiili vetoa (talvi) [kn] puristusta (kesä) [kn] Lk-raide K43 91 91 54 E1 114 114 Pk-raide K43 350 350 54 E1 437 437 60 E1 485 485 Jk-raide K43 1502 1133 54 E1 1872 1412 60 E1 2077 1567 Jarrutusvoima p on tasaisella radalla noin 25 % staattisesta painosta eli enintään noin 20 kn/m. Radan mitoituksessa ei toistaiseksi oteta huomioon suuritehoisten ja raiteeseen lämpöä tuottavien, esimerkiksi pyörrevirtajarrujen käyttöä. Kulkuvastus on esitetty RAMOn osassa 2 Radan geometria /12/. 11.3.4 Tukikerroksen mitoitus Tukikerroksen mitat määräytyvät sallitun nopeuden, kiskonpituuden sekä tukikerrosmateriaalin ja ratapölkkytyypin perusteella. Tukikerroksen mitoitusperusteet on esitetty taulukossa 11.3:7 ja tukikerroksen normaalipoikkileikkaukset liitteessä 1.
16 RAMO 11.3 Radan päällysrakenteen mitoitusperusteet Tukikerroksen paksuus mitataan Kv-tasosta alaspäin. Kallistetussa raiteessa tukikerroksen paksuus mitataan alemman kiskon kohdalta. Ratapölkkyjen päiden ulkopuolella mahdollisesti olevaa palletta lukuun ottamatta tukikerroksen pinta saa olla korkeintaan ratapölkkyjen yläpinnan tasossa. Vaihdealueella tukikerroksen paksuus on aina 550 mm lukuun ottamatta asetinpölkkyväliä, joka jätetään tankojen kohdalta sepelöimättä pölkyn alapinnan tasoon asti. Tukikerroksen yläpinnan tulee olla kielisovitusalueella noin 60 mm pölkkyjen yläpinnan alapuolella riittävän lumitilan varmistamiseksi. Tukikerros ei saa olla vaihteen pituudella vaihdepölkkyjen yläpinnan yläpuolella. Jk-raiteessa käytetään ratapölkkyjen päiden ulkopuolella palletta (korotus), jonka kaltevuus raiteeseen päin on noin 1:5 ja jonka leveys on pölkyn yläpinnan tasossa vähintään 400 mm, kun sallittu nopeus V < 160 km/h ja vähintään 500 mm kun V > 160 km/h. Palletta ei käytetä, jos suurin sallittu nopeus V < 120 km/h tai tukikerros on yhtenäinen raiteiden välissä tai jos tukikerros rajoittuu kiinteään tai jatkuvaan esteeseen. Pk-raiteessa tukikerroksen tulee ulottua ratapölkkyjen yläpinnan tasossa vähintään 400 mm ratapölkkyjen päiden ulkopuolelle. Pk- ja Lk-raiteessa vajaata sepelitukikerrosta käytettäessä tulee tukikerroksen ulottua vähintään 300 mm pölkyn pään ulkopuolelle. Rata on ominaisuuksiltaan tällöin sorarata. Lk-raiteessa sepelitukikerroksen tulee ulottua ratapölkkyjen yläpinnan tasossa vähintään 300 mm ratapölkkyjen päiden ulkopuolelle. Raidesoratukikerrosta käytettäessä vastaavan mitan on oltava vähintään 600 mm. Raiteen tukikerroksen materiaalina käytetään pääsääntöisesti raidesepeliä. Rataluokkiin B 1 ja A kuuluvilla radoilla ja sivuraiteilla tukikerroksen materiaalina voidaan kuitenkin käyttää myös raidesoraa. Vaihteiden kohdalla tukikerroksen materiaalina käytetään aina raidesepeliä. Raidesoraa voidaan käyttää ainoastaan täydentämään olemassa olevien vaihteiden raidesoratukikerrosta.
Taulukko 11.3:7 Tukikerroksen mitoitusperusteet. 17 RAMO 11.3 Radan päällysrakenteen mitoitusperusteet Raiteen ja tukikerroksen tyyppi Tukikerroksen paksuus Tukikerroksen leveys pölkyn päiden ulkopuolella Jk-raide ja raidesepeli V< 160 km/h linja 450 mm (puuratapölkyt) 550 mm (betoniratapölkyt) 400 mm (palle, ei kuitenkaan raiteiden välissä tai kun raide rajoittuu kiinteään esteeseen tai kun V 120 km/h) vaihde 550 mm 400 mm (ei palletta) V > 160 km/h linja 550 mm (betoniratapölkyt) 500 mm (palle, ei kuitenkaan raiteiden välissä tai kun raide rajoittuu kiinteään esteeseen) vaihde 550 mm 500 mm (ei palletta) Pk-raide ja raidesepeli linja 350 mm 1) (puuratapölkyt) 450 mm (puuratapölkyt) 550 mm (betoniratapölkyt) 300 mm 1) (ei palletta) 400 mm (ei palletta) vaihde 550 mm 400 mm (ei palletta) Lk-raide ja raidesepeli linja 350 mm 1) (puuratapölkyt) 450 mm (puuratapölkyt) 550 mm (betoniratapölkyt) 300 mm (ei palletta) vaihde 550 mm 300 mm (ei palletta) Lk-raide ja raidesora linja 450 mm 600 mm (ei palletta) vaihde 550 mm 600 mm (ei palletta) 1) Vajaa tukikerros. Päällysrakenne vastaa ominaisuuksiltaan soratukikerroksellista Lk-raidetta. Suurin sallittu nopeus on V < 110 km/h.
18 RAMO 11
19 RAMO 11.4 Ratapölkyt 11.4 Ratapölkyt Määräys: Suurnopeusjunaliikennettä varten olevilla radoilla on oltava vähintään 1600 ratapölkkyä kiinnikkeineen ratakilometriä kohden /15/. Määräys: Suurnopeusjunaliikennettä varten rakennettavilla tukikerroksisilla radoilla on käytettävä vähintään 220 kg massaisia ja 2,25 m pitkiä betoniratapölkkyjä lukuun ottamatta enintään 10 m pitkiä osuuksia, jotka sijaitsevat vähintään 50 m päässä toisistaan. /15/ Rataverkolla on käytössä lähes yksinomaan betoni- ja mäntypuuratapölkkyjä. Teknisesti on hyväksyttävissä myös kovapuuratapölkyt, joista tammesta, pyökistä, azobésta tai vastaavasta materiaalista valmistetuista pölkyistä on usean vuoden kokemukset. Liikenteen radalle asettamien vaatimuksien, kiskopainon, radan rakenteen, ratapölkkyjen ominaisuuksien ja teknistaloudellisten näkökohtien perusteella määritetään eri ratapölkkyjen käyttöalueet. Sisätiloissa ratapölkkyjä ei yleensä käytetä. Koivu-, kovapuu- ja teräspölkkyjen käyttö edellyttää erikoistarkastelua niiden käytön vähäisyyden vuoksi. 11.4.1 Ratapölkkyjen valinta Ratapölkkyjen yleiset tehtävät ja vaatimukset ovat: antaa kestävä alusta kiskon kiinnityksille ja kiskon jalalle antaa mahdollisimman tasalaatuinen alusta kiskoille ja yhdessä kiskon kiinnityksen kanssa antaa riittävän sivujäykkyyden sekä poikittais- että pituussuunnassa suurentaa tukikerrosta kuormittavaa pinta-alaa kestää mekaaniset rasitukset sekä lyhyellä että pitkällä aikavälillä antaa edellytykset riittävälle sähköiselle eristykselle kiskojen sekä tukikerroksen ja kiskon välillä. 11.4.1.1 Raiteen stabiliteetti Betoniratapölkkyraiteen sivuttaisvastus on noin 50...80 % puuratapölkkyraidetta suurempi. Betoniratapölkky on muotoiltu siten, että se vastustaa liikettä tehokkaasti tukikerroksessa, joten se pysyy paremmin paikoillaan. Lisäksi betoniratapölkyn metripaino on noin 2,5-kertainen puuratapölkkyyn nähden. Betoniratapölkyt soveltuvat siten teknisesti paremmin kuin puuratapölkyt jatkuvaksi hitsatuille 54 E1 ja 60 E1 -raiteille. 11.4.1.2 Pölkyn vaihto Puuratapölkkyjen ja B63... B 75 -betoniratapölkkyjen käyttöikätavoite on noin 30 vuotta. Vuoden 1982 jälkeen tehtyjen betoniratapölkkyjen käyttöikätavoite on 40 vuotta.
20 RAMO 11.4 Ratapölkyt Mitoituksessa ja käytössä on otettava huomioon junien pitkän aikavälin nopeus- ja akselipainotavoitteet. Yksittäistä puuratapölkkyä ei voi yleensä vaihtaa betoniratapölkyksi eikä päinvastoin, sillä tällöin raiteen tukeminen hankaloituu, koska pölkyt ovat eri korkuisia ja levyisiä. Ratapölkkyjen tuenta ja liikenteen kuormitus kohdistuu molempiin päihin reilulle ratapölkyn kolmasosapituudelle, kuva11.4:1. Kuva 11.4:1 Kuormituksen jakautuminen ratapölkyllä. 11.4.1.3 Tukikerros Puuratapölkkyä voidaan käyttää kaikkien tukikerrosmateriaalien yhteydessä. Betoniratapölkkyjä voidaan käyttää vain sepeliraiteilla. Puuratapölkkyjä on käytettävä sen betoniratapölkkyjä suuremman elastisuuden takia, jos sepelitukikerros on erityisen huono, raiteessa on epätasaisia painumia tai stabiliteettiongelmia. Betoniratapölkkyraide vaatii tukikerroksen paksuudeksi 550 mm, puuratapölkkyraide 450 mm. Tarvittavan tukikerrosmateriaalin tilavuuksien suhde raidemetriä kohden on noin 1,3:1. Tukikerroksettomilla terässilloilla on käytettävä puusiltapölkkyjä kohdan 11.4.4 mukaisesti. 11.4.2 Puuratapölkyt Puuratapölkkyjen hankinnassa noudatetaan RHK:n julkaisua Mäntypuisten ratapölkkyjen tekniset toimitusehdot /6/. Soraraiteella on aina käytettävä puuratapölkkyjä. Sepeliraiteilla puuratapölkkyjä voidaan käyttää kaikkien kiskopituuksien kanssa. K30-raiteissa on käytettävä puuratapölkkyjä. 60 E1 -raiteissa puuratapölkkyjä käytetään vain erikoistarkoituksiin, esimerkiksi suojakiskorakenteen yhteydessä. Muiden kiskojen kanssa käytetään joko puu- tai betoniratapölkkyjä. Käytöstä poistettu kyllästetty puuratapölkky on ongelmajätettä /14/. Käytöstä poistetut rataan kelpaamattomat kyllästetyt puuratapölkyt on hävitettävä ympäristöviranomaisten hyväksymässä polttolaitoksessa.
21 RAMO 11.4 Ratapölkyt 11.4.2.1 Puuratapölkkyjen mitat Kaikki mitat koskevat puuratapölkkyjä niiden kosteuden ollessa alle 25 %. Puuratapölkyn pituus on 2700 ± 20 mm. Niiden poikkileikkausmitat on esitetty kuvassa 11.4:2. c a>160 c a >160 b >200 b >160 B= 240 +15-5 B= +15 220-5 Luokka 1 Luokka 2 Kuva 11.4:2 Puuratapölkyn poikkileikkaus. Puuratapölkyt jaetaan poikkileikkausmittojen mukaan luokkiin 1 ja 2. Mitta c saa olla kiskonkiinnitysalueella enintään 40 mm ja muualla enintään 60 mm. Jatkuvakiskoraiteissa on käytettävä aina 1. luokan puuratapölkkyjä. 11.4.2.2 Käyttö Puuratapölkyille sallitut suurimmat nopeudet ja akselipainot on esitetty taulukossa 11.3:4. 11.4.2.3 Poraus Ratakiskojen kiinnitystä varten tarvittavien reikien porauksessa noudatetaan kuvan 11.4:3 mukaisia mittoja. Radalla tehdyissä porauksissa toleranssi on ± 1 mm. Tällöin pölkyt soveltuvat Hey Back -kiskonkiinnitykselle 54 E1 -kiskolla. Muille kiinnityksille on käytettävä soveltuvia mittoja.
22 RAMO 11.4 Ratapölkyt Kuva 11.4:3 Puuratapölkyn poraus. 11.4.2.4 Raideleveyden levityksen merkitseminen Pienisäteisiin kaarteisiin sijoitettavissa ratapölkyissä käytetään kuvan 11.4:4 mukaista alumiinista valmistettua merkintänaulaa osoittamaan raideleveyden levitystä millimetreissä. Tieto raideleveyden levityksestä on tarpeellinen radan tarkastustuloksia arvioitaessa ja raiteen tukemistöissä. Merkintänaula lyödään pölkyn keskelle yläpintaan porauksen yhteydessä. Raideleveyden levitys suoritetaan RAMOn osan 2 Radan geometria mukaisesti /12/. Kuva 11.4:4 Raideleveyden levitystä ilmaiseva naula. 11.4.2.5 Varastoiminen Pölkyt on pinottava painumattomalle ja tasaiselle alustalle. Pölkkyjen välissä on käytettävä välipuita siten, että pölkyissä mahdollisesti olevat kiskonkiinnitystarvikkeet eivät kosketa toisiin pölkkyihin.
23 RAMO 11.4 Ratapölkyt Työmaalla tapahtuva lyhytaikainen varastointi ei vaadi erityistoimenpiteitä. Suurien määrien ja pitkäaikaisen varastoinnin ollessa kyseessä, on otettava yhteyttä paikallisen kunnan ympäristöviranomaisiin. 11.4.2.6 Kovapuuratapölkyt Tammesta, pyökistä ja azobésta tai muusta vastaavasta puusta valmistetut ratapölkyt ovat teknisesti hyväksyttäviä ja niitä on rataverkolla käytössä. Käyttöominaisuuksiltaan ne ovat lähellä betoniratapölkkyjä. Ympäristönsuojelullisista syistä sademetsäpuita (azobé ja vastaavat) ei hankita uusina. 11.4.3 Puuvaihdepölkyt Puuvaihdepölkkyjen hankinnassa noudatetaan RHK:n julkaisua Rautatievaihteiden tekniset toimitusehdot /13/. 11.4.3.1 Vaihdepölkkyjen mitat Vaihdepölkkyjen pituudet ovat 3,00; 3,25; 3,50; 3,75; 4,00; 4,25; 4,50; 4,75; 5,00; 6,00 ja 7,50 m. Pölkkyjen pituustoleranssit ovat ± 20 mm. Vaihdepölkkyjen poikkileikkauskuva on esitetty kuvassa 11.4:5. c a>160 b >200 B= 240 +15-5 Kuva 11.4:5 Puuvaihdepölkyn poikkileikkaus. Kaikki mitat koskevat pölkkyjä kosteuden ollessa alle 25 % kuivapainosta laskettuna. Pölkkyjen päät eivät saa poiketa kohtisuorasta tasosta yli 20 mm. Muista mitoista on huomattava seuraavaa: Yläpinnan mitta a (160 mm) on kiskon kiinnitysalueella vähimmäismitta. Mitta c on kiskon kiinnitysalueella enintään 40 mm ja muualla enintään 60 mm. Päästä päähän ulottuvaa leikattua sivupintaa tulee olla yli 50 %. Alapinnan mitta b (200 mm) on vähimmäismitta koko pölkyn pituudella. 11.4.3.2 Poraus Teräsosien kiinnitystä varten tarvittavien reikien porauksessa noudatetaan vaihdealuslevyjen määräämiä mittoja kuvan 11.4:6 mukaisesti. Radalla porattaessa käytetään toleranssina ± 1 mm.
24 RAMO 11.4 Ratapölkyt Kuva 11.4:6 Puuvaihdepölkyn poraus. 11.4.3.3 Pituuden merkitseminen Vaihdepölkyn pituus on merkitty pölkyn päähän yläpinnan puolelle maalilla cm:inä. 11.4.3.4 Varastoiminen Puuvaihdepölkyt varastoidaan noudattaen puuratapölkkyjen varastointiohjetta (kohta 11.4.2.5). Erityisesti on huolehdittava, etteivät pitkät vaihdepölkyt pääse haitallisesti taipumaan. 11.4.3.5 Kovapuuvaihdepölkyt Rataverkolla on käytössä azobé-puisia niin sanottuja kovapuuvaihdepölkkyjä. Käyttöominaisuuksiltaan ne ovat lähellä betonivaihdepölkkyjä, mutta niitä ei hankita uusina. Mitoiltaan ne lähes vastaavat mäntyvaihdepölkkyjä; leveys on 260 mm. 11.4.4 Puiset siltapölkyt Puisten siltapölkkyjen hankinnassa noudatetaan julkaisua Puisten rata-, silta- ja vaihdepölkkyjen tekniset toimitusehdot. /7/ 11.4.4.1 Siltapölkkyjen mitat Siltapölkkyjen mitat on esitetty kuvassa 11.4:7. Pölkkyjen pituus on 3,0 tai 5,7 m. Käytettävä pituus määräytyy sillan suunnitelmien mukaan. Kuva 11.4:7 Puusiltapölkyn poikkileikkaus. 11.4.4.2 Käyttö Puisia siltapölkkyjä käytetään tukikerroksettomilla rautatiesilloilla, joissa kiskoja ei voida kiinnittää suoraan sillan kansirakenteisiin. Tällaisia siltoja ovat mm. terässillat.
25 RAMO 11.4 Ratapölkyt 11.4.4.3 Poraus Siltapölkkyjen porauksessa noudatetaan ratapölkkyjen ohjetta ottaen kuitenkin huomioon siltatekniset erityispiirteet, kuten suojakiskot. 11.4.4.4 Varastointi Puisten siltapölkkyjen varastoinnissa noudatetaan puuratapölkkyjen varastointiohjetta (kohta 11.4.2.5). Erityisesti on huolehdittava, etteivät pitkät siltapölkyt pääse haitallisesti taipumaan. 11.4.5 Betoniratapölkyt Betoniratapölkkyjen hankinnassa noudatetaan RHK:n julkaisua Betoniratapölkkyjen tekniset toimitusehdot /1/. Betoniratapölkkyjä käytetään sepeliraiteissa kaikkien kiskopituuksien kanssa. Lk- ja Pkraiteilla on käytettävä BP89-, B97- tai BP99- betoniratapölkkyä ja kumivälilevyä. Betoniratapölkkyraiteesta on poistettava ennen talvea kaikki normaalilla 610 mm pölkkyvälillä olevat sidekiskojatkokset. Betoniratapölkkyjä käytettäessä pienin kaarresäde on 200 m. 11.4.5.1 Betoniratapölkyt ja niiden kiskonkiinnitykset Betoniratapölkkyjen tyyppikuvat on esitetty liitteessä 2. Kaikkia tässä mainittuja betoniratapölkkyjä voidaan kierrättää vastaavien vaurioituneiden pölkkyjen tilalle kaikilla raiteilla. Kiskonkiinnitykset on esitetty tarkemmin kohdassa 11.6. VR101-betoniratapölkky, Fist-kiinnitys, K43 tai 54 E1 -kisko. Näitä ratapölkkyjä ei enää hankita eikä niitä radasta poiston jälkeen saa kierrättää. B63-betoniratapölkky, RN-, Fist- tai Pandrol e -kiinnitys. 54 E1 -kisko. Näitä ratapölkkyjä ei enää hankita eikä niitä radasta poiston jälkeen saa kuin Pandrol e -kiinnitteisinä kierrättää raiteisiin, joissa suurin sallittu nopeus on V < 50 km/h. Suurin sallittu akselipaino on tällöin enintään 250 kn. BJ66-betoniratapölkky, RN- tai Pandrol e -kiinnitys, 54 E1 -kisko. Näitä ratapölkkyjä ei enää hankita eikä niitä radasta poiston jälkeen saa kierrättää kuin Pandrol e -kiinnitteisinä raiteisiin, joissa suurin sallittu nopeus on V < 50 km/h. Suurin sallittu akselipaino on tällöin enintään 250 kn. B75-, BV69- ja BV75-betoniratapölkky, Pandrol e -kiinnitys, K43- tai 54 E1 -kisko. Näitä ratapölkkyjä ei enää hankita.
26 RAMO 11.4 Ratapölkyt B82-betoniratapölkky, Vossloh Skl 1 -kiinnitys, K43-kisko. Näitä ratapölkkyjä ei enää hankita. B86-betoniratapölkky, Pandrol e -kiinnitys, 54 E1 -kisko. Näitä ratapölkkyjä ei enää hankita. B88-betoniratapölkky, Pandrol e -kiinnitys, K43-, K60-, 54 E1 tai 60 E1 -kisko. Näitä ratapölkkyjä ei enää hankita. BP89-betoniratapölkky, Pandrol e -kiinnitys, K43-, K60-, 54 E1 tai 60 E1 -kisko. B97-betoniratapölkky, Vossloh Skl 14 -kiinnitys, K43-, 54 E1 tai 60 E1 -kisko. Tilapäisasennuksena ja sivuraiteilla myös K60- (60 E1 -kiskojen kulmakappaleilla) kiskot. BP99-betoniratapölkky, Vossloh Skl 14 -kiinnitys, K43-, 54 E1 tai 60 E1 -kisko. Tilapäisasennuksena ja sivuraiteilla myös K60- (60 E1 -kiskojen kulmakappaleilla) kiskot. 11.4.5.2 Suojakiskopölkyt Betoniratapölkyistä BP89, B97 ja BP99 on tehty suojakiskojen ja muiden ratalaitteiden kiinnitykseen tarkoitettuja pölkkyjä, joissa on raideruuviholkit taulukon 11.4:1 mukaisesti suojakiskojen kiinnittämistä varten valmiina.
27 RAMO 11.4 Ratapölkyt Taulukko 11.4:1 Suojakiskoratapölkkyjen raideruuvien paikat ja korokepalan pituus. Pölkkytyyppi Sisimpien reikien väli a [mm] Ulompien reikien väli b [mm] Suojakiskoje n etäisyys c [mm] Korokepalan pituus L [mm] BP 89 B97, BP 99 S1 196 600 600 S2 272 600 600 S3 348 600 600 S4 88 168 256 600 600 S5 164 168 332 800 800 S6 240 168 408 800 800 S7 316 168 484 800 800 S8* 384 168 552 800 800 SX8* 392 168 560 800 800 SX9 468 168 636 1300 1270 SX10 544 168 712 1300 1270 SX11 620 168 788 1300 1270 SX12 696 168 864 1300 1270 SX13 772 168 940 1300 1270 SX14 842 168 1010 1300 1270 * Käytettäessä SX-sarjaa, ei S8-pölkkyä käytetä vaan käytössä on SX8. Kuva 11.4:8 Suojakiskoratapölkky. 11.4.5.3 Kaapelien läpivientipölkyt Betoniratapölkyistä BP89, B97 ja BP99 on tehty kaapelien läpivientiin ja kiskon viereen vientiin tarkoitettuja pölkkyjä, joissa on sisähalkaisijaltaan 16 mm kaapeliputkitus liitteen 2 mukaisesti. Pölkyt merkitään S- ja SX-kirjaimilla. Suojakiskopölkystä S8 (taulukko 11.4:1) on tehty tukikerroksellisilla silloilla käytettäväksi tarkoitettu pölkky, jossa on myös kaapeliputkitus.
28 RAMO 11.4 Ratapölkyt 11.4.5.4 Käyttö 60 E1 -pää- ja -sivuraiteissa käytetään betoniratapölkkyjä joitakin poikkeustapauksia lukuun ottamatta. 54 E1 -raiteissa betoniratapölkkyjä pyritään käyttämään niin paljon kuin taloudellisesti on järkevää. K60- ja K43-raiteissa betoniratapölkkyjä voidaan käyttää sivuraiteissa tai tilapäisratkaisuna esimerkiksi ennen kiskonvaihtoa raskaampiin kiskoihin. Pohjavesialueilla suositellaan käytettäväksi betoniratapölkkyjä. Lyhyt- ja pitkäkiskoraiteissa on vältettävä muiden kuin BP89-, B97- tai BP99-pölkkyjen käyttöä. Jatkokset on tehtävä Lk-raiteen mukaan kuten kohdassa 11.4.7 on esitetty. Jatkosalueen tukikerroksen laadusta on huolehdittava erityisesti betoniratapölkkyisessä Lk- tai Pk-raiteessa. 11.4.5.5 Poraus Betoniratapölkkyjen poraus on sallittu kiskonkiinnitysalueen ulkopuolelta siten, että jänneteräksiä ei vaurioiteta. Sallitut porausalueet on esitetty asianomaisissa pölkkytyyppikohtaisissa piirustuksissa. Suurin sallittu porareiän halkaisija on 16 mm. Ylimääräiset porareiät aiheuttavat aina ratapölkyn halkeamisvaaran. Vaara on suurin käytettäessä kiila-ankkurityyppisiä kiinnitysratkaisuja. Kiinnitettäessä betoniratapölkkyihin laitteita on suositeltavaa käyttää aina joko suojakiskoratapölkkyjä (kuva 11.4:8) tai puristusliitoksia ratapölkyn ympäri. 11.4.5.6 Varastoiminen Ratapölkkypinojen perustukset on tehtävä siten, että haitallisia painumia ei pääse syntymään. Betoniratapölkyt on varastoitava siten, että pölkyt tuetaan kiskonkiinnitysalueeltaan. Eri ratapölkkykerrosten väliin on asetettava niin korkeat välipuut, etteivät pölkyt kosketa toisiaan. Välipuiden on oltava riittävän pitkiä, etteivät pinot pääse kallistumaan. Ratapölkkypinoissa ei saa olla yli 20 ratapölkkyä päällekkäin. 11.4.6 Betonivaihdepölkyt Betonivaihdepölkkyjen hankinnassa noudatetaan RHK:n julkaisua Rautatievaihteiden tekniset toimitusehdot /13/. 11.4.6.1 Vaihdepölkkyjen mitat BP 92 -betonivaihdepölkyt ovat normaalitapauksessa pituudeltaan vaihteen linjakuvion mukaisia. Poikkileikkaukseltaan pölkyt ovat kuvan 11.4:9 mukaisia. Betonivaihdepölkkyjä voi tilata kaapelien läpivientiputkituksella varustettuina. Kaapelien päät voidaan saada halutulle kohtaa pölkkyä.
29 RAMO 11.4 Ratapölkyt Kuva 11.4:9 B92-betonivaihdepölkky sallittuine porausalueineen. 11.4.6.2 Käyttö Betonivaihdepölkkyjä käytetään RAMOn osan 4 Vaihteet mukaisesti /12/. 11.4.6.3 Poraus Betonivaihdepölkkyjen poraus on sallittu kiskonkiinnitysalueen ja jänneterästen ulkopuolelta kuvan 11.4:9 mukaisesti. 11.4.6.4 Varastoiminen Betonivaihdepölkyt on varastoitava tasaiselle alustalle siten, että ne ovat normaalissa käyttöasennossaan ja kannatus on noin 0,5 m pölkkyjen päistä. 11.4.7 Ratapölkkyjako Ratapölkkyjakoon vaikuttaa raiteen liikenteen määrän ja laadun ohella kiskon pituus ja tukikerroksen laatu. Joissakin tapauksissa otetaan lisäksi huomioon raiteen geometria. Taulukossa 11.4:2 on esitetty ratapölkkyjako ja ratapölkkyjen lukumäärä raidekilometriä kohden eri kiskoprofiileilla ja -pituuksilla. Jk-raidetta rakennettaessa on yksittäisen ratapölkkyvälin oltava 590...630 mm. Nimellismitta on 610 mm. Tarvittavissa ratapölkkyjen siirroissa on otettava huomioon, että kiskon raiteessa tehtävä jatkoshitsi tulee ratapölkkyjen välille siten, että jatkoshitsin keskikohdan etäisyys aluslevyn tai välilevyn reunasta on > 100 mm RAMOn osan 12 Päällysrakennehitsaus mukaisesti /12/). Vaihteiden yhteydessä olevissa kaarteissa R < 400 m ja S-kaarteissa (R < 450 m) on normaalisti käytettävä ratapölkkyjakoa: K30-raiteessa 1800 kpl/km ja K43-raiteessa 1636 kpl/km. Yleensä vaihteiden vastakaarteet on tehtävä vähintään samalla kiskoprofiililla kuin vaihde. Muita kuin taulukossa 11.4:2 esitettyjä kiskopituuksia käytettäessä jatkosratapölkyt sijoitetaan taulukon 11.4:2 mukaisesti ja jatkosratapölkkyjen välinen osuus jaetaan tasan taulukossa 11.4:2 esitetyn lukumäärän mukaisesti.
30 RAMO 11.4 Ratapölkyt Taulukko 11.4:2 Ratapölkkyjako eri kiskoprofiileilla ja -pituuksilla. Kiskon pituus [m] Käyttö Ratapölkkyjen lukumäärä kpl/km kpl/kisko Ratapölkkyjen sijoituskaavio [mm] K30, puuratapölkyt 20 RHK:n erityisluvalla 1800 36 225 + 535 + 33 560 + 535 + 225 20 pääraiteet 1650 33 225 + 565 + 600 + 28 615 + 600 + 565 + 225 K43, puu- ja betoniratapölkyt, Lk-raide 22 pääraiteet 1636 36 120 + 567,5 + 33 625 + 567,5 + 120 54 E1 ja 60 E1, puuratapölkyt Jk-raide pää- ja sivuraiteet 1640 *) n 610 50 pää- ja sivuraiteet 1640 82 200 + 507,5 + 79 615 + 507,5 + 200 49 pää- ja sivuraiteet 1633 80 200 + 507 + 77 618 + 507 + 200 49 vähäliikenteiset radat 1265 62 200 + 700 + 59 800 + 700 + 200 30 pää- ja sivuraiteet 1633 49 200 + 540 + 46 620 + 540 + 200 25 pää- ja sivuraiteet 1640 41 200 + 520 + 38 620 + 520 + 200 25 vähäliikenteiset radat 1280 32 200 + 700 + 29 800 + 700 +200 54 E1 ja 60 E1, betoniratapölkyt Jk-raide pää- ja sivuraiteet 1640 *) n 610 50 pää- ja sivuraiteet 1640 82 225 + 482,5 + 79 615 + 482,5 + 225 49 pää- ja sivuraiteet 1653 80 225 + 482 + 77 618 + 482 + 225 49 vähäliikenteiset radat, RHK:n erityisluvalla 1265 62 225 + 700 + 59 800 + 700 + 225 30 pää- ja sivuraiteet 1633 49 225 + 515 + 46 620 + 515 + 225 25 pää- ja sivuraiteet 1640 41 225 + 495 + 38 620 + 495 + 225 25 vähäliikenteiset radat, RHK:n erityisluvalla 1280 32 225 + 675 + 29 800 + 675 +225 K60, puu- tai betoniratapölkyt 32 pää- ja sivuraiteet 1625 52 170 + 517,5 + 49 625 + 517,5 + 170 * Vaihteiden välisellä lyhyellä alueella ja portaalinosturilla tehdyillä raiteilla 1667 kpl/km, pölkkyväli 600 mm.
31 RAMO 11.4 Ratapölkyt 11.4.8 Vaihdepölkkyjako Vaihdepölkkyjako tehdään vaihteen linjakuvion mukaisesti. Tarkemmat määräykset on esitetty RAMOn osassa 4 Vaihteet /12/. 11.4.9 Siltapölkkyjako Siltapölkkyjako tehdään erikseen kullekin sillalle siltapiirustusten mukaisesti. 11.4.10 Ratapölkkyjen asento Ratapölkkyjen on oltava kohtisuorassa raidetta vastaan. Rataa rakennettaessa on ratapölkyn suurin sallittu vinous 30 mm kiskon kohdalta mitattuna kuvan 11.4:10 mukaisesti. Kuva 11.4:10 Ratapölkkyjen vinouden mittaus. Ratapölkkyjen lopulliset paikat merkitään ennen uusien pölkkyjen asennusta molempiin kiskojonoihin maalilla, mikäli käytettävällä työmenetelmällä ei voida varmistua, että ratapölkyt tulevat kohtisuoraan ja oikeille etäisyyksille toisistaan.
32 RAMO 11
33 RAMO 11.5 Ratakiskot 11.5 Ratakiskot Määräys: Rakennettavilla raiteilla ratakiskot on asetettava 1:40 kallistukseen raiteen keskilinjaa kohti, vaihteissa ja kääntöpöydillä kiskot voidaan asettaa myös pystysuoraan. Määräys: Suurnopeusjunaliikennettä varten olevilla radoilla on käytettävä standardin EN 13674-1 mukaisia kiskoja, joiden massa on vähintään 53 kg/m. Vaihteissa näillä radoilla on käytettävä samoja kiskoja ja niihin liittyviä kieli- ja täyskiskoja. /15/ Raiteessa käytetään leveäjalkaista eli Vignole-kiskoprofiilia (kuva11.5:1) ja poikkeustapauksissa esimerkiksi kuormauskentillä urakiskoprofiilia (kuva 11.8:12). Eurooppalaisen standardointijärjestön CEN:n standardoimia kiskoprofiileja merkitään kiskon massan kokonaisina kilogrammoina metriä kohden ilmoittavalla luvulla, kirjaimella E ja asianomaisen standardin määrittävällä versioluvulla, esim 60 E1. Muita kuin CEN:n standardoimia kiskoprofiileita merkitään K-kirjaimella ja numerolla, joka ilmoittaa kiskon massan [kg] metriä kohden pyöristettynä kokonaisluvuksi, esim. K43. Pääraiteessa käytetään K30-, K43-, 54 E1 ja 60 E1 -kiskoja. Näiden profiilimitat on esitetty kunkin profiilin piirustuksessa. Kuva 11.5:1 Ratakisko 60 E1. Ratakiskojen hankinnassa noudatetaan RHK:n julkaisua Ratakiskojen tekniset toimitusehdot /11/.
34 RAMO 11.5 Ratakiskot 11.5.1 Ratakiskojen päämitat Ratakiskojen tunnukset ja päämitat on esitetty taulukossa 11.5:1. Taulukko 11.5:1 Ratakiskojen päämitat. Ratakis kon tunnus korkeus [mm] hamaran leveys [mm] jalan leveys [mm] varren paksuus [mm] massa [kg/m] poikkipinta-ala [mm 2 ] hitausmomentti [10 4 mm 4 ] taivutusvas tus [10 3 mm 3 ] K30 120 56 100 11,5 30,00 3817 734 121 K33 128 60 110 12 33,48 4275 968 147 K43, K43S 140 70 125 14 43,57 5564 1469 207 54 E1 159 70 140 16 54,43 6934 2346 279 K60 165 78 150 16 59,74 7610 2784 328 60 E1 172 72 150 16,5 60,34 7686 3055 335 K60-kisko on profiililtaan ja ominaisuuksiltaan erilainen kuin 60 E1 -kisko. K43S-kisko vastaa ominaisuuksiltaan K43-kiskoa. Ainoastaan sen hamaran muotoa on muutettu samanmuotoiseksi 54 E1 -kiskon kanssa. K30-, K33- ja K60-kiskoja saa kierrättää rikkoutuneiden vastaavien kiskojen tilalle. K43-, K43S-, 54 E1 ja 60 E1 -kiskoja saadaan kierrättää rajoituksetta. Uusina kiskoina hankitaan vain 54 E1 ja 60 E1 -kiskoja. 11.5.2 Eri kiskoille sallitut nopeudet ja akselipainot Eri kiskojen suurimmat sallitut nopeudet ja akselipainot on esitetty taulukoissa 11.3:2 ja 11:3.3. 11.5.3 Kiskomerkinnät Kiskon varteen on valssattu > 0,8 mm paksuin ja 20...30 mm korkuisin kohomerkinnöin seuraavat tunnukset: Valmistavan tehtaan tunnus. Valmistusvuosiluvun kaksi viimeistä numeroa. Valmistuskuukausi roomalaisin numeroin (ei kaikissa vuoden 1996 jälkeen hankituissa kiskoissa). Kiskon profiili (ei välttämättä ennen vuotta 1966 valssatuissa kiskoissa). Valmistusmenetelmää osoittava tunnus RAMOn osan 12 Päällysrakennehitsaus mukaisesti (ei kaikissa vuoden 1996 jälkeen hankituissa kiskoissa, valmistusmenetelmä on happipuhallus; eikä ennen 1966 valssatuissa, valmistusmenetelmä yleensä Bessemer tai Thomas) /12/.
35 RAMO 11.5 Ratakiskot Teräksen laatua osoittava tunnus RAMOn osan 12 Päällysrakennehitsaus mukaisesti (ei välttämättä ennen vuotta 1966 valssatuissa kiskoissa, joissa yleensä 220-laatu) /12/. Nuoli, joka osoittaa valanteen yläpään suunnan (ei kaikissa jatkuvavalumenetelmällä valssatuissa kiskoissa). Kiskon varteen on kuumana leimattu 10...20 mm korkuisin merkinnöin noin 1,5 m etäisyydelle toisesta päästä sulatusnumero. Sulatusnumero on kiskon takuuaikana siirrettävä kaikkiin osiin kiskoja katkaistaessa. Kaarrekiskoja koskevat merkinnät on esitetty kohdassa 11.5.5. Hitsauslaitoksessa osakiskoista jatkoshitsaamalla hitsatussa kiskossa on kulkureunaa osoittava maalimerkintä kuvan 11.5.2 mukaisesti. Kuva 11.5.2 Kiskon kulkureunaa osoittava maalimerkki. 11.5.4 Kiskopituudet Käytettävät kiskopituudet ovat tyyppikohtaisia. Taulukossa 11.5:2 on esitetty käytössä olevat normaalipituudet eri kiskoprofiileille lämpötilassa + 16... + 18 C. Näitä voidaan tarpeen mukaan hitsata pidemmiksi RAMOn osan 19 Jatkuvakiskoraiteet ja -vaihteet rajoituksin /12/. 11.5.5 Kaarrekiskot Kaarrekiskoja käytetään Lk- ja Pk-raiteissa tasaamaan kaarteen ulko- ja sisäpuolisen kiskojonon pituuseroa. Normaalimittaisia kiskoja käytetään ulkokiskojonolla ja normaalia lyhempiä kaarrekiskoja sisemmällä kiskojonolla. Taulukko 11.5:2 Ratakiskojen normaalipituudet. Ratakiskon pituus [m] K30 K43 54 E1 K60 60 E1 12 16 25 16 30 14 18 30 32 50 16 20 49 1) ~ 100 2) 18 22 50 20 24 24 44 1) vain kierrätyskiskot 2) valmistajasta riippuen
36 RAMO 11.5 Ratakiskot Kaarrekiskot on asetettava tasaisesti koko kaarteen pituudelle siten, että vierekkäisten kiskojen siirtymä (jatkosrakojen kohdakkuus) on < 50 mm. 11.5.5.1 Eri ratakiskopituuksia vastaavat kaarrekiskopituudet Eri ratakiskopituuksia vastaavat kaarrekiskopituudet on esitetty taulukossa 11.5:3. Merkintä R min on pienin kaarresäde, jolloin kyseistä kaarrekiskoa voidaan käyttää. Taulukossa 11.5:3 mainittujen kaarrekiskojen lisäksi voidaan käyttää erikoiskaarrekiskoja, joiden pituus määritellään tarpeen mukaan. Taulukko 11.5:3 Kaarrekiskojen normaalipituudet. Rataki skon pituus [m] Kaarre kiskon pituus [m] Pituusero [mm] R min [m] Ratakis kon pituus [m] Kaarrek iskon pituus [m] Pituusero [mm] R min [m] 16 15,870 130 197 30 29,960 40 1100 18 17,860 140 205 29,920 80 570 20 19,840 160 200 29,840 160 285 22 21,910 90 391 44 43,820 180 390 21,820 180 196 43,640 360 196 24 23,800 200 192 50 49,960 40 2000 25 24,960 40 1000 49,920 80 1000 24,920 80 500 49,840 160 500 24,840 160 250 11.5.5.2 Kaarrekiskojen merkinnät (ehdolla) Kaarrekiskoihin merkitään kiskon pituus ja kaarresäde valkoisella maalimerkinnällä (esim. 29 920 R = 400) kiskon varteen 1000 1500 mm päähän kiskon päästä. Merkintä tehdään taivutussuunnassa kiskon ulkopuolelle. 11.5.5.3 Kiskojen taivutus Kaarteessa, jonka säde R < 450 m, on K43-, 54 E1 ja 60 E1 -kiskot taivutettava kaarteen vaatimalla tavalla mekaanisesti tai lämmittämällä. Taivutus voidaan tehdä myös pelkästään kiskon päiden alueelle, jolloin on varmistuttava siitä, että kiskon jatkon kohdalle ei synny haitallista kulmaa vaan kaari jatkuu tasaisena. Taivutuksen suuruus lasketaan kaavan 11.5:1 mukaan
37 RAMO 11.5 Ratakiskot p l 2 8R (11.5:1) missä p = taivutuksen nuolikorkeus kiskon keskikohdalla tai taivutusetäisyyden puolivälissä [m] l = kiskon pituus [m] R = kaarteen säde [m] 11.5.5.4 Urakiskojen taivutus Urakiskot on yleensä taivutettava lämmittämällä koko kiskon pituudelta. Kaarteen sisäkiskon pituus ja välitankojen rei itys määräytyy kaarresäteen mukaan. Kaarrekiskojen pituutta laskiessa voidaan käyttää 15 tai 16 m normaalin kiskon pituutta. Kaarteen kiskojen lukumäärä ja pituudet lasketaan kaavojen 11.5:2... 11.5:4 mukaan. n 1600 L a R (11.5:2) R min 1600 L a (11.5:3) k L l (11.5:4) missä n = kaarrekiskojen lukumäärä L = kaarteen teoreettinen pituus (mahdollisen siirtymäkaaren keskeltä siirtymäkaaren keskelle) [m] a = normaalipituisen kaarrekiskon ja vastaavan kaarrekiskon pituusero [mm] R = kaarteen säde [m] l = ratakiskon normaalipituus [m] k = kaarteeseen tarvittavien normaalipituisten ratakiskojen lukumäärä Kaarrekiskojen lukumäärä n pyöristetään lähimpään kokonaislukuun. Kaavan (11.5:3) tai taulukon 11.5:3 avulla tarkistetaan, että R > Rmin. 11.5.6 Kiskojen käyttö Jos rataan asennettaessa kiskoissa on hitsejä, niihin on merkittävä kulkureuna maalilla kuvan 11.5:2 mukaisesti. Kiskon kallistuksena käytetään betonipölkkyraiteissa sekä Hey-Back-, aluslevyllisissä Pandrol e-clip ja Skl 12 -kiinnitteisissä puupölkkyraiteissa 1:40. Muissa raiteissa kiskon kallistus on 1:20.