Management of short wave unevenness of the rail head surface

Предмет истраживања у Дисертацији су неравнине малих таласних дужина на горњој површи главе шине у додиру са точком железничког возила. Циљ истраживања је развој методологије за управљање неравнинама малих таласних дужина (λ < 1 m) које настају услед контактног замора шинског челика (RCF). Управљање неравнинама на возној површи главе шине разматрано је у оквирима одрживог развоја железничке инфраструктуре, уз разматрање захтева корисника, железнице, привреде, животне средине, друштвене заједнице и безбедности транспорта. Разматрани су узроци појаве и механизам развоја неравнина, са посебним освртом на шинске дефекте који директно угрожавају безбедност железничког транспорта и негативно утичу на животну средину: head checking, squat, belgrospi и различити типови набораности површи главе шине. Разматране су смернице за развој стратегије управљања RCF дeфeктимa. Дат је преглед метода инспекције за рану детекцију поменутих дефеката. У Дисертацији је испитивана хипотеза да крутост шинске подлоге утиче на појаву и развој неравнина малих таласних дужина на возној површи главе шине. Представљени су резултати истраживања утицаја крутости елемената конструкције горњег и доњег строја на укупну крутост шинске подлоге, као и методе за утврђивање вертикалне крутости. Анализирана је неравномерна крутост шинске подлоге дуж колосека са аспекта конструкције и одржавања. Спроведено је експериментално истраживање утицаја крутости шинске подлоге на појаву и развој дефеката типа squat у станици Панчево Варош применом метода опште и детаљне визуелне инспекције колосека, као и методама електрометрије и сеизмометрије на изабраној мерној деоници. Резултати анализе мерних података указују на утицај променљиве крутости подлоге на појаву и развој squat дефеката. Предложене су смернице за даља истраживања.The subject of the research presented in the Dissertation is a short wave unevenness of the rail head surface in contact with the wheel of the railway vehicle. The research aim is developing a methodology for management of short wave unevenness (λ < 1 m) that occurs due to the contact fatigue of rail steel (RCF). The management of unevenness on the running surface of the rail head is considered within the framework of sustainable development of railway infrastructure, considering the requirements of users, railways, economy, environment, social community and transport safety. The causes of appearance and development mechanism of the unevenness were considered, with particular reference to rail defects that directly threaten the safety of railway transport and adversely affect the environment, such as head checking, squat, belgrospi and different types of surface corrugations of the rail head. Guidelines for the development of the management strategy of RCF defects were considered. An overview of inspection methods for early detection of the mentioned defects was presented. Dissertation investigated the hypothesis that the track stiffness influences the appearance and development of the short wave unevenness of the rail head surface. The research results of the influence of the railway superstructure and substructure on the track stiffness, as well as the methods for vertical stiffness measurement were presented. The uneven track stiffness along the track was analysed from the aspect of the structure and maintenance. An experimental investigation of the influence of track stiffness on the occurrence and development of squat defects in Pančevo Varoš railway station was performed using the methods of general and detailed visual inspection of tracks, as well as electrometric and seismic methods on the test section. The analysis of the obtained measurement data proved the influence of the uneven track stiffness on the occurrence and development of squat defects. Guidelines for further research in this area were proposed

Methodology for statistical analysis of squat rail defects

This paper proposes a methodology for statistical analysis of data obtained by visual inspection of squat defects on the rail head. Rail inspection by visual observation, including measurement of the squat defect position and depth was performed in Pančevo Varoš railway station in 2017. The obtained data about the squat rail defect (defect type 227 according to the UIC 712) on the main tracks was analysed in this paper. The rail defect position was determined regarding the position of the nearest sleeper in the track. Statistical analysis of the occurrence of squat rail defect was conducted according to the performed visual inspection in the field. Statistical data processing was performed for tracks zones according to the vertical stiffness of rail support. Furthermore, the impact of traffic load, the type and the arrangement of sleepers on the appearance of the squat rail defect was considered

Performance requirements for rail fastening systems on European railway network

In order to realize interoperability of railway system, the reconstruction and modernization plan of railway network in the Republic of Serbia should be harmonized with technical requirements of European railway network. The paper presents hierarchical approach to harmonization of legal and technical regulations in the area of railway infrastructure, with special attention drawn to the rail fastening systems. Performance requirements for rail fastening systems were analysed according to the adopted standard series SRPS EN 13481 and SRPS EN 13146

Tehnički zahtevi za izbor kvaliteta šinskog čelika

Najčešći tipovi šinskih defekata na savremenim železničkim prugama nastaju usled zamora šinskog čelika pri kotrljanju točkova železničkih vozila. Jedan od načina da se uspori njihov razvoj je primena novih tipova šinskog čelika povećane tvrdoće u krivinama većih radijusa i drugim karakterističnim deonicama koloseka. Srpski standard SRPS EN 13674–1:2017 – Primene na železnici – Kolosek – Šine – Deo 1: Vinjolove šine mase 46 kg/m i većih masa po dužnom metru, obuhvata devet vrsta perlitnog šinskog čelika tvrdoće od 200 do 440 HBW. Upravljači infrastrukture sve češće primenjuju tvrdoće šinskih čelika ≥ 350 HBW u cilju produženja životnog veka šina u koloseku. U radu su prikazane UIC preporuke u vezi primene kvaliteta šinskog čelika zasnovane na rezultatima najnovijih istraživanja i iskustava iz prakse, kao i preporuke za reprofilisanje glave voznih šina

Upravljanje šinskim defektima usled zamora materijala

Infrastructure Manager should monitor the wear of rail steel and development of defects on the running surface of rails in order to accomplish efficient lifecycle management of rails. According to the collected statistical data on wear as a function of accumulated load, it is possible to create mathematical models of rail steel wear and removal of surface defects by wear, milling and grinding of specific track sections. The paper presents the combined model of the vertical wear and cyclical grinding of the rail profile 60E1. Developed model provide the basis for com­parison of different cyclical grinding strategies from the aspect of rail lifecycle and matching the cycles of integral maintenance of ballasted track. Length of maintenance cycle for each element of superstructure was assumed according to the experience of representative European railway managers.Za efikasno upravljanje životnim vekom šine, Upravljač infrastrukture treba da prati habanje šinskog čelika i razvoj defekata na voznoj površi glave šine tokom vremena. Na osnovu prikupljenih statističkih podataka o habanju i napredovanju prslina u funkciji akumuliranog saobraćajnog opterećenja, moguće je formiranje matematičkih modela trošenja šinskog čelika usled habanja, glodanja i brušenja na karakterističnim sekcijama koloseka. U radu je prikazan model vertikalnog trošenje šine 60E1 usled vertikalnog habanja i cikličnog brušenja. Na osnovu formiranog modela moguće je poređenje različitih strategija cikličnog brušenja šine sa stanovišta njenog životnog veka i uklapanja u cikluse integralnog održavanja koloseka sa betonskim pragovima u zastoru od tucanika. Pretpostavljene su dužine ciklusa održavanja elemenata konstrukcije gornjeg stroja prema iskustvima razvijenih evropskih železničkih uprava