Vagyoneszköz romlási és beavatkozási stratégiák

Marios CHRYSSANTHOPOULOS

University of Surrey

MAINLINE Nyilvános WorkshopBudapest, 2014. május 15.

A MAINLINE projekt

WP 2 - Célok

3

• Meghatározni és modellezni a fontos romlási jelenségeket és eljárásokat a kiválasztott vasúti vagyoneszközökhöz az LCC és LCA elemzések céljaira

• Kifejleszteni teljesítmény idő profilokat a kiválasztott vagyoneszköz típusokhoz

• Mennyiségileg meghatározni a beavatkozási stratégiák hatását a romlás idő profilokra

• Hitelesíteni a kifejlesztett romlási és teljesítmény modelleket az eset tanulmányokon keresztül

4

WP2 – Részvevők

• COWI : Közlekedési infrastruktúra rendszerek tervezése és kezelése

• MÁV : Végfelhasználói tapasztalat vasúti vagyoneszközökről

• SKM : Közlekedési infrastruktúra rendszerek tervezése és kezelése

• Network Rail : Végfelhasználói tapasztalat vasúti vagyoneszközökről

• SETRA : Romlási és beavatkozási stratégiák; élet ciklus elemzés

• Surrey : Romlás modellezés; Kockázat és megbízhatóság elemzés

• TU Graz : Vágány romlás és teljes élettartam költségelés

• TWI : NDT (roncsolás mentes vizsgálat), monitoring és szenzor rendszerek;

szerkezet sértetlenség

• UIC : Tapasztalat a vasúti projektekből; kapcsolat a projekt menedzsmenttel

A vagyoneszközök kiválasztása - ‘Összehasonlító kiértékelés ' a kérdőíven keresztül

12 kérdés mindegyik vagyoneszközhöz:

Q1. Írja le a tapasztalt romlási mechanizmust (mechanizmusokat)

Q2. Mi az elsődleges agresszor ezért a romlásért?

Q3. Ezt a romlást hogyan monitoringolják vagy vizsgálják?

Q4. Milyen gyorsan fejlődik egy közelgő hiba az idő múlásával?

Q5. Mik a jelenlegi indító pontok (küszöbök) a beavatkozáshoz? (pl. a vizuális állapot rosszabb, mint X, repedés méret nagyobb, mint Y)

Q6. A beavatkozások kapcsolódnak egy állapothoz, vagy egy biztonság kiértékeléshez?

Q7. Rangsoroljuk a romlást a költségek szempontjából (Üzemeltetés és karbantartás és felújítás) (1-10, 1 lévén a legköltségesebb)

A vagyoneszközök kiválasztása - ‘Összehasonlító kiértékelés ' a kérdőíven keresztül

Q8. Van-e ismeret hiány tekintettel e romlási mechanizmusra? (1-10, 1 ha a romlási mechanizmus legkevésbé megértett)

Q9. Milyen dokumentumokat használnak, hogy kiértékeljék ezt a romlási mechanizmust? (útmutatók, szabványok, belső dokumentumok)

Q10. Vannak Önöknek elérhető vizsgálat vagy monitoring adatai ehhez a mechanizmushoz?

Q11. Milyen kulcs-fontosságú paramétert(paramétereket) rögzítenek a monitoringon vagy vizsgálaton keresztül?

Q12. A monitoring folyamatos vagy időszakos? (kérjük állapítsa meg a lényeges idő intervallumokat /paramétereket).

7

Feladat T2.1: Vagyoneszköz típusok kiválasztása és a romlási szcenáriók és teljesítmény megállapítások specifikációja

• Specifikus vagyoneszközök és romlási szcenáriók kiválasztása

• A lényeges teljesítmény /határ állapotok meghatározása

WP 2 – Elvégzett feladatok

D2.1 Romlás és teljesítmény specifikáció a kiválasztott vagyoneszközökhöz

Kiválasztott vagyoneszközök: • Bevágások• Fém hidak• Alagutak beton és falazott bélelésekkel• Folyóvágány és kitérők• Támfalak

Bevágások – Fő romlási mechanizmusok

Talaj bevágások• Víz jelenléte• Időjárás (pl. agyag duzzadása)• Hossú-távú kúszás• Kitermelések• Alátámasztó szerkezetek

meghibásodása és szolgáltatások

• Erózió (pontszám)• Bányászati süllyedés• Földcsuszamlások• Növényzet

Szikla bevágások

• Időjárás

• Folytonosság hiányok jelenléte

• Építési módszer

• Klimatikus hatás (fagyás /olvadás)

• Növényzet

• Rézsű megtámasztási rendszer meghibásodása

Vágány – Fő romlási mechanizmusok

Ágyazat:

• Ágyazati kövek repedése

• Kopás

• Eltömődés

• Szennyeződés

• Vízzsákok jelenléte

Sínek:

• Kopás (oldalkopás)

• Gördülési érintkezési fáradás (RCF)

• Fáradás

• Hullámos kopás

Sín alátétek:

• Kopás

Kapcsolószerek:• Fékezés /a szorítás lazulása

Aljak:• Hiányzó súrlódási kapcsolat• Korhadás• Késleltetett Cement-bacilus (Ettringite)

kialakulás• Korrózió (duo-blokk)

Altalaj/terhelés elosztási rétegCsúcsbetét:• Eleje vég kopás• Repedés

10

Feladat T2.2: Romlási profilok és az adatbeviteli paraméter tartományok specifikációja

• A meglévő adatok/módszerek áttekintése a kiválasztott vagyoneszközökre

• Meghatározni a modellezési szemléleteket és kifejleszteni romlási idő profilokat

Feladat T2.3: A beavatkozási stratégiák hatása a romlási profilokra

• Meghatározni a változásokat a romlási /sérülési mértékekben a karbantartás/ javítás miatt

WP 2 – Elvégzett feladatok

D2.2 Romlási modellek és beavatkozási sratégiák

Kifejlesztett romlási modellek az alábbiakra:• Folyó vágány• Talaj bevágások• Fém hidak• Alagutak beton bélelésselAdatok / modellek hiánya:• Támfalak• Sziklabevágások

Alkalmazás

Kitettsége

Szerkezeti rendszer

Karbantartás

Védő rendszer

Szerkezeti elem

Specifikáció

Romlás modellezés: Fizikai modellek

Példa: Bevonat elvesztése

BC t At

Értékek az ISO 9223 / ISO 9224-ból

Együttható A (Táblázat 2 az ISO 9223-ban):C1 – A = 0.0013mm / évC3 – A = 0.05mm / évC5 – A = 0.2mm / év

Együttható B: 0.575 (közép + 2 szórás)

Példa: Vastagság vesztés korrózió miatt

Minden méret mm-ben

Állapot kiértékelés az alábbiak alapján:•Rézsű geológia és geometria (alap értékek)•Romlási megfigyelések és ezek kapcsolatai (kiértékelési értékek)

•17 beviteli adat mező szükséges a helyszíni vizsgálatból•Kiterjedt terepi felvételek rendelkezésre állnak

Slope Base Value Inputs

Soil Type (ST)

Soil Type

ST1 Cohesive (C)

ST2 Grandular (G)

ST3 Interbedded (I)

Slope Angle Factor (SAF)

Slope Angle

SAF1 < 15°

SAF2 15° - 25°

SAF3 25° - 35°

SAF4 > 35°

Slope Height Factor (SHF)

Slope Height

SHF1 < 3m

SHF2 3m - 10m

SHF3 > 10m

Adjacent Land Factor (ALF)

Adjacent Land Slope

ALF1 -ive slope

ALF2 No slope

ALF3 +ive slope

Adjacent Land Features

ALFA Slope Only

ALFB Slope + Water Course

ALFC Slope + Unstable Land

ALFD Slope + W.C. + U.L.

Slope Assessment Inputs

Movement Assessment (MA)

Movement Feature 1

MA1 Track Heave

Romlás modellezés: Tapasztalati modellek

Példa: Kohéziós talaj bevágások állapota

A beavatkozási stratégiák modellezése

Idő

Beavatkozás

Állapot

17

Feladat T2.4: Teljesítmény idő profilok

• Megállapítani a romlás – teljesítmény kapcsolatokat és idő profilokat

– Állapot profilok

– Teljesítmény profilok

• Eset tanulmányok és érzékenység elemzés

WP2 – Elvégzett feladatok

D2.3 Tejesítmény profilok az LCC/LCA-hoz

Kifejlesztett teljesítmény-idő profilok az alábbiakhoz:• Folyóvágány• Talaj bevágások• Acél hidak• Alagutak beton bélelésselElem-alapú szemlélet megfelel az LCC/LCA-hoz

Példa: Acél hidak

Egy rövid-fesztávú acél híd városi területen: atmoszférikus környezet közepes szennyezettséggel (SO2: 5 – 30 g/m3, a kloridok néhány hatása)Egy közepes-fesztávú rácsos híd egy vidéki környezetben : alacsony atmoszférikus szennyezettség

Rendszerek a teljes újra-bevonáshoz (NR/GN/CIV/002)

Környezet, ahogy meghatározták a BS EN ISO 12944-2-ban

Újra-bevonási rendszerek

(hogy összhangban legyen a felületi állapottal)Ajánlott Elfogadható

C2 (külső) M20, M24 M21, M34C3 M20, M24 M21, M34C4 M20, M21 M34C5 M20, M21 M20, M34

BS EN ISO 9223:2012. Fémek és ötvözetek korróziója – Az atmoszférák korrozivitása

Példa 1: Rövid-fesztávú acél híd

Fő elemek:2 sz. Külső tartók 2 sz. Vég kereszt tartók1 sz. Középső tartó 3 sz. Belső kereszt tartók4 sz. Hossztartók

Példa 1: Rövid-fesztávú acél híd

• Teljesítmény ellenőrzések:– Hajlítási ellenállás– Nyírási ellenállás– Tengelyirányú ellenállás– Helyi kivetődés

• Kulcs arány az LCAT használathoz:

P(t) / P(t=0)• Például: Szakasz modulus

Z(t) / Z(t=0)

Példa 1: Rövid-fesztávú acél híd

Példa 1: Rövid-fesztávú acél híd

23

Feladat T2.5: Hitelesítés eset tanulmányokon keresztül

• Összehasonlítani az eredményeket a romlási és teljesítmény profilokból a terepi adatokkal

• Megállapítani a megbízhatóságot a romlási modell előrejelzésekhez

WP2 – Folyamatban lévő feladatok

D2.4 Terepen hitelesített profilok

A hitelesítés függ a modell bizonyíthatóságtól és adat elérhetőségtől :•Terepi megfigyelések (Dán hidak és alagutak)•További források (horvát, svájci vágány adatok)•Érzékenység elemzések (UK bevágások)

Haladás a célok felé

• Jó haladás a romlás és teljesítmény modellezésben– A fizikai és tapasztalati modellekben is– Az adatbeviteli körülmények széles tartománya– Profilok, megfelelve az LCA/LCC elemzésnek

• Lefedve az állapot és kapacitás alapú kritériumokat is az alábbiakra:– Talaj bevágások

– Vágány

– Acél hidak

– Beton bélelésű alagutak

• A profilok széles tartománya kifejlesztve az LCAT modellezéshez– Reprezentatív állapot alapú profilok– Néhány kapacitás alapú profil (jobban eset specifikus)– A beavatkozási stratégiák kiválasztása

• Jelenleg véglegesítik a modell hitelesítést