Verhindern von Gleisverformungen und Schienenbrüchen mit dem VERSE®-System von Pandrol

Das innovative VERSE®-System von Pandrol bietet eine zerstörungsfreie Methode zur Messung der Verspanntemperatur von Schienen. Seit seiner Einführung im Jahr 2000 trägt es bereits weltweit zur Verbesserung der Sicherheit, Effizienz und Wirtschaftlichkeit im Schienenverkehr bei.

Die Verringerung des Entgleisungsrisikos infolge von Gleiswölbungen oder Schienenbrüchen hat für Eisenbahnunternehmen und Gleisbauingenieure seit langem hohe Priorität. Die Messung der Verspanntemperatur von durchgehend geschweißten Schienen ist dabei ein wesentlicher Bestandteil, da sie es ermöglicht, Schwachstellen und Risiken zu erkennen und zu bewältigen. In der Vergangenheit war dies jedoch ein zeitaufwändiger, kostspieliger und oft unzuverlässiger Prozess, bei dem die Schiene geschnitten werden musste.

Die Temperaturherausforderung

Temperaturanstiege und -abfälle führen dazu, dass sich Schienen ausdehnen und zusammenziehen. Die Schienenbefestigungen, Schwellen und der Schotter sind so ausgelegt, dass sie Ausdehnung und Kontraktion verhindern; daher führt ein Temperaturanstieg dazu, dass die Schiene unter Druck gerät, während ein Temperaturabfall sie unter Zugspannung setzt. Bei übermäßiger Druckbeanspruchung kommt es zu einer Verformung des Gleises. Bei übermäßiger Zugbeanspruchung bricht die Schiene (in der Regel an einer Schweißnaht, wo die Schiene am schwächsten ist).

Die Verspanntemperatur ist der Punkt, an dem die Schiene weder unter Zug- noch unter Druckbelastung steht. Der Gleisingenieur ermittelt die Verspanntemperatur – in der Regel etwa 5 °C über dem Mittelwert zwischen der niedrigsten und der höchsten Temperatur, die die Schiene voraussichtlich erreichen wird. Eisenbahnunternehmen müssen dann die Verspanntemperatur der Schiene überwachen, um Risiken zu erkennen, eine effektive Instandhaltung zu planen und die Sicherheit sowie die Betriebsleistung aufrechtzuerhalten.

Wie funktioniert VERSE®?

Der VERSE^® Das von Pandrol und AEA Technology gemeinsam entwickelte System ist ein präzises, zerstörungsfreies Verfahren zur Messung der Verspanntemperatur. Da die Schiene nicht geschnitten werden muss, ist der Zeitaufwand deutlich geringer als bei herkömmlichen Verfahren, und die Kosten betragen weniger als 5 % der üblichen Kosten.

Für eine Messung müssen etwa 30 m Schiene ausgehängt werden. Der VERSE^®Die Vorrichtung verfügt über eine Klemme am Schienenkopf, mit der die Schiene auf 10 kN angehoben werden kann (überwacht durch einen Kraftaufnehmer). Das System biegt die Schiene daraufhin durch, und ein Wegmessgeber erfasst die Belastung und den Weg in regelmäßigen Abständen, wodurch das Kraft- und Wegprofil der Durchbiegung präzise gemessen wird. Je höher die Spannung in der Schiene ist, desto mehr Kraft ist erforderlich, um sie durchzubiegen.

Die von den Messwandlern gelieferten Daten werden an einen Handcomputer weitergeleitet und mit anderen Daten kombiniert, darunter die Temperatur der Schiene, das Schienenprofil und die Schienenhöhe (damit der Verschleiß des Schienenkopfs und das Schleifen der Schiene berücksichtigt werden können). Das VERSE^®Die Software nutzt diese Daten dann, um direkt an der Strecke sofortige Verspanntemperaturen mit hoher Genauigkeit zu liefern. Die Datendateien werden auf dem Handheld-Computer gespeichert und können zur weiteren Analyse auf eine PC-Software heruntergeladen werden.

Der VERSE^® Das Gerät ist einfach und effizient in der Anwendung. Der Vorbereitungsaufwand ist minimal – es ist nicht erforderlich, die inhärente Spannung und die Spannungsgeschichte der Schiene zu kennen, und es müssen keine Messungen bei unterschiedlichen Schienentemperaturen durchgeführt werden. Die Schienentemperatur zum Zeitpunkt der Messung muss unterhalb der Verspanntemperatur liegen, was VERSE^®Ideal für den Einsatz nachts und am frühen Morgen. Der Anwender gibt die relevanten Daten in den Handcomputer ein und wird durch den Prozess der Verformungsmessung der Schienen geführt. Die typische Messdauer beträgt für ein erfahrenes Team 20 bis 30 Minuten, je nach Art der Schienenbefestigung.

Weltweit etwas bewirken

VERSE^®wird mittlerweile in über 25 Ländern weltweit eingesetzt. Durch die Erkennung akuter Probleme hat das System viele unnötige Nachspannarbeiten verhindert und die Behebung von risikoreichen Situationen ermöglicht, die in der Vergangenheit übersehen worden wären. Langfristig verbessert es das Verständnis der Unternehmen der Schiene für die Auswirkungen von Zeit, Verkehr, Instandhaltung, Witterungswechseln und dem Zustand der Gleiskomponenten.

Einige VERSE^®Nutzer in Großbritannien haben innerhalb weniger Wochen bis zu 1.000 Messungen durchgeführt, wodurch sie neue Einblicke in den Zustand ihrer Gleise gewonnen haben und wertvolle Informationen zur Verbesserung von Standards und Verfahren geliefert haben. In einigen Fällen wurden an bis zu 30 % der gemessenen Standorte Probleme festgestellt, darunter erhebliche Spannungsunterschiede zwischen den Schienen derselben Gleisstrecke und große Abweichungen zwischen Abschnitten, die nur 400 m voneinander entfernt waren. Bei einer neu verlegten Gleisstrecke wurde eine Abweichung von mehr als 5 % zwischen den beiden Schienen festgestellt.

Die Canadian National Railways haben VERSE eingesetzt^®um die Auswirkungen von Schotterreinigungsmaschinen und anderen mechanischen Gleiswartungsverfahren auf die Verspanntemperatur zu untersuchen. Dallas Area Rapid Transit hat VERSE eingesetzt^® um die brandneue Strecke vor der Inbetriebnahme zu überprüfen und dabei Probleme mit zuvor angewandten Spannverfahren festzustellen. Ein Unternehmen hat VERSE eingesetzt^®in Verbindung mit einem Stempel, um die Verspanntemperatur anhand einer Kurve zu korrigieren. Der Stempel verschiebt die Kurve nach außen, um die Spannung wiederherzustellen, und die Messwerte werden mit VERSE überprüft.^®. Berichten zufolge lassen sich dadurch im Vergleich zur herkömmlichen Entspannung erhebliche Einsparungen erzielen.

Was die Zukunft bringt

Mit Blick auf die Zukunft wird deutlich, dass VERSE^®spielt eine entscheidende Rolle dabei, dass die Eisenbahnen weltweit effizienter, kostengünstiger und vor allem sicherer werden.