|
BVFF nummer:
|
|
2017:2-08
|
 |
|
Projekttitel
|
|
Stabilitet hos järnväg på höga bankar – Inriktning mot modellering av bankfyllning genom diskret elementmodellering (DEM)
|
|
|
Projektledare/Kontaktperson
|
|
Johan Silfwerbrand
|
|
|
Telefon
|
|
08-7908033
|
|
|
Utförarorganisation
|
KTH
|
|
|
Medutförare
|
Trafikverket
SBUF
NCC
SAITEC filial
|
|
|
Bakgrund
|
Bankar för järnvägar byggs främst av krossat bergmaterial. Bankfyllningen har en avgörande inverkan på järnvägens bärighet och motstånd mot permanenta deformationer, vilka spelar en viktig roll för funktionen samt drift och framtida underhåll.
En av orsakerna till att järnvägsbyggande fortfarande väsentligen bygger på empiriskt baserade modeller är konstruktionsmaterialens komplexa uppträdande under belastning. Komplexitetet beror delvis på den diskreta naturen hos ballast. Eftersom partikelkontakter är den huvudsakliga mekanismen för kraftöverföring så ger den s.k. diskreta elementmetoden en möjlighet till bättre fysikalisk förståelse. DEM utgör ett numeriskt alternativ för att studera verkningssätt hos diskreta system.
I Sverige ser vi kommande infrastrukturprojekt med särskilda utmaningar som höghastighetståg och högre krav på lastkapaciteten på t.ex. Malmbanan. När det gäller höghastighetsjärnväg blir det viktigt att kunna prediktera bankmaterialets funktion under bruksstadiet, speciellt om järnvägen byggs på spårplatta vilket innebär begränsade möjligheter till underhåll. De permanenta deformationerna orsakas främst av de yttre lasterna varvid belastningarnas spänningsnivå spelar stor roll. För närvarande bär Malmbanan den högsta axellasten i Sverige och Europa, 30 ton. En planerad ökning till 40 ton antas ha en stor inverkan på sättningar och bankfyllningens nedbrytning som, i sin tur, kan orsaka ytterligare sättningar, speciellt vid höga bankar.
|
|
|
Sammanfattning
|
|
Bankfyllning har en stor inverkan på infrastrukturs styvhet och motstånd mot permanenta deformationer. I Sverige ser vi kommande infrastrukturprojekt med särskilda utmaningar som höghastighetsjärnvägar och större krav på lastkapaciteten på Malmbanan. Projektets huvudsyfte är att studera verkningssättet vid höga bankar för järnvägar genom diskret elementmodellering (DEM). Studien omfattar särskilt inverkan av bankens höjd för höghastighetsjärnvägar och inverkan av större krav på lastkapaciteten på Malmbanan. Genom DEM ska inverkan av bankens packning i byggnationsfas tillsammans med nedbrytning i bruksfas beaktas.
|
|
|
Förväntat resultat
|
Förväntat resultat av projektet är att ge ett verktyg för modellering av bankar som kan förklara effekten av bankens höjd under upprepad belastning (trafiklast) på bankens makromekaniska verkningssätt för specialfallet höghastighetsjärnväg. Arbetet förväntas identifiera ev. nivå av inverkan av bankens packning i byggnationsfas tillsammans med nedbrytning i bruksfas. Verktyget ska också anpassas för att utreda inverkan på höga bankar av kapacitetsökning från 30 till 40 ton på Malmbanan.
Erhållna resultat bidrar med kunskapsuppbyggnad för vägledning av framtida empiriska försök och utvecklande av konstruktioner som uppfyller de funktionskrav som kommer att ställas i framtiden, till nytta för samtliga aktörer inom järnvägsbyggnad.
|
|
|
Plan för resultatspridning och implementering
|
Redovisningen av projektets genomförande och resultat kommer att dokumenteras och spridas genom:
• 2 artiklar i internationella vetenskapliga tidskrifter (engelska)
• Doktorsavhandling (engelska)
• Rapport till BVFF (engelska)
• Muntliga presentationer vid konferenser i Sverige och eventuellt andra länder.
|
|
|
Tidsramar
|
|
1 juli 2017-30 juni 2020
|
|
|