CH649797A5 - METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING THE TOTAL ADJUSTMENT OF THE TRACK PERFORMED IN TRACK CORRECTION WORK. - Google Patents
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Abstract
Description
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein sehr einfaches und wirtschaftliches Verfahren verfügbar zu machen, mit dem bei Gleiskorrekturarbeiten jeweils die Gesamtver-stellung des Gleises an den einzelnen Arbeitsstellen ohne grossen Aufwand bestimmt werden kann, und ferner eine Gleiskorrekturmaschine zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen. The invention has for its object to make a very simple and economical method available, with which the overall adjustment of the track at the individual work stations can be determined without great effort in track correction work, and also to create a track correction machine for performing the method.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, According to the invention, this object is achieved by
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dass an einer Arbeitsstelle der Betrag der dort bei der Arbeitsoperation erfolgten Gleisverstellung (qN bzw. qR) gemessen und zur Ermittlung der Gesamtverstellung (rN bzw. tr) im Falle einer Nivellierung mit einem Nivellierkoeffizienten (Kn) und im Falle eines Richtens mit einem Richtkoeffizienten (Kr) multipliziert wird und dass für diese Koeffizienten, die jeweils für eine bestimmte Gleiskorrekturmaschine aus den bekannten Maschinenparametern und für einen bestimmten Streckenabschnitt aus den bekannten Gleisparametern in Abhängigkeit von der Grösse der Gleisverstel-stellung, jedoch unter Vernachlässigung des Einflusses des jeweiligen Schotterbettzustandes berechenbar sind, unter normalen Gleis- und Instandhaltungsbedingungen konstante Werte verwendet werden. that the amount of the track adjustment (qN or qR) made there during the work operation is measured and used to determine the total adjustment (rN or tr) in the case of leveling with a leveling coefficient (Kn) and in the case of leveling with a directional coefficient ( Kr) is multiplied and that for these coefficients, each of which can be calculated from the known machine parameters for a specific track correction machine and from the known track parameters for a specific section of line depending on the size of the track adjustment position, but neglecting the influence of the respective ballast bed condition, constant values are used under normal track and maintenance conditions.
Normale Gleis- und Instandsetzungsbedingungen liegen dann vor, wenn bei der Inaugenscheinnahme der zu korrigierenden Strecke keine offensichtlichen Schäden oder Verwerfungen, wie sie durch meteorologische oder geologische Einflüsse entstehen können, beobachtet werden. Normal track and maintenance conditions are present when no obvious damage or faults, such as those caused by meteorological or geological influences, are observed when the route to be corrected is inspected.
Das Verfahren nach der Erfindung ist also denkbar einfach, da die gemessenen Werte der an jeder einzelnen Arbeitsstelle ausgeführten Gleisanhebung bzw. Gleisverschiebung nur mit einem im allgemeinen konstanten Nivellier- bzw. Richtkoeffizienten multipliziert zu werden brauchen. The method according to the invention is therefore very simple, since the measured values of the track elevation or track displacement carried out at each individual work station need only be multiplied by a generally constant leveling or directional coefficient.
Diese Koeffizienten tragen also der erwähnten, nicht ohne weiteres erfassbaren «Vor-Anhebung» bzw. «Vor-Verschie-bung» Rechnung; die Faktoren, von denen diese Koeffizienten abhängen, sind die folgenden: These coefficients therefore take into account the aforementioned “pre-increase” or “pre-shift”, which is not readily ascertainable; the factors on which these coefficients depend are the following:
a) Die bekannten konstanten Parameter der Gleiskorrekturmaschine, das sind das auf den Fahrgestellen ruhende Gewicht der Maschine, der Abstand zwischen den beiderseits der Korrekturwerkzeuge befindlichen Fahrgestellen, welche die Abstützpunkte bilden, und schliesslich der Abstand des Angriffspunktes der Werkzeuge vom einen bzw. anderen dieser Abstützpunkte. a) The known constant parameters of the track correction machine, that is the weight of the machine resting on the chassis, the distance between the chassis located on both sides of the correction tools, which form the support points, and finally the distance of the application point of the tools from one or the other of these support points .
b) Die ebenfalls bekannten, konstanten Gleisparameter; das sind Gewicht, Querschnitt, Elastizität und Trägheitsbzw. Biegemomente der Schienen, ferner Material, Gewicht, Abmessungen und Abstände der Schwellen sowie die Art der Schienenbefestigung. b) The known, constant track parameters; these are weight, cross section, elasticity and inertia. Bending moments of the rails, material, weight, dimensions and spacing of the sleepers as well as the type of rail fastening.
c) Die variable Grösse der jeweiligen Schienenverstellung, bei der es sich also um einen veränderlichen, jedoch erfassbaren Parameter handelt. c) The variable size of the respective rail adjustment, which is therefore a variable but measurable parameter.
d ) Der variable jeweilige Zustand des Schotter- bzw. Gleisbettes, für welchen im wesentlichen der Verdichtungsgrad des Schotters wichtig ist und welcher einen variablen, nicht erfassbaren Parameter darstellt. d) The variable respective state of the ballast or track bed, for which the degree of compaction of the ballast is important and which represents a variable, non-detectable parameter.
Es hat sich nun gezeigt, dass für die praktischen Bedürfnisse der Einfluss des variablen Schotterparameters auf den Wert des Nivellier- bzw. Richtkoeffizienten vernachlässigbar ist und dass der Einfluss der variablen jeweiligen Gesamtverstellung des Gleises bis zu einem Betrag von maximal etwa 30 bis 40 mm als konstant angesetzt werden kann. Daher ist überraschenderweise der Nivellier- bzw. Richtkoeffizient aus den bekannten Maschinen- und Gleisparametern als Funktion der Gesamtverstellung der Schienen berechenbar, wozu sich simulierte parametrische Berechnungen anhand eines Balkenmodells (man vergleiche Figuren 3a bis 3b) als besonders zweckmässig erwiesen haben. Derartige Berechnungen zeigen, dass die Änderungen der erwähnten Koeffizienten in Abhängigkeit von der Gesamtverstellung des Gleises bis zu einer Gesamtanhebung bzw. Gesamtverschiebung von maximal etwa 40 mm nur gering sind. Da nun unter normalen Gleis- und Instandsetzungsbedingungen eine maximale Gesamtgleisverstellung von etwa 40 mm praktisch nicht It has now been shown that for practical needs the influence of the variable ballast parameter on the value of the leveling or directional coefficient is negligible and that the influence of the variable overall adjustment of the track is constant up to a maximum of approximately 30 to 40 mm can be applied. Therefore, the leveling or directional coefficient can surprisingly be calculated from the known machine and track parameters as a function of the overall adjustment of the rails, for which purpose simulated parametric calculations using a bar model (see FIGS. 3a to 3b) have proven to be particularly expedient. Such calculations show that the changes in the mentioned coefficients depending on the overall adjustment of the track up to a total elevation or total displacement of at most about 40 mm are only slight. Since under normal track and maintenance conditions, a maximum total track adjustment of about 40 mm is practically not possible
überschritten wird, lassen sich die Koeffizienten mit einer für die Praxis ausreichenden Näherung als konstante Grössen ansetzen. Unter den normalerweise auftretenden Verhältnissen kann also ohne weiteres mit einem konstanten Nivellier- bzw. Richtkoeffizienten als Multiplikationsfaktor gearbeitet werden, wobei der Fehler der ermittelten effektiven Gesamtverstellung des Gleises bei 5% bis maximal allenfalls 10% liegen kann, was der geforderten Genauigkeit genügt. is exceeded, the coefficients can be set as constant values with an approximation sufficient for practice. Under the conditions that normally occur, a constant leveling or directional coefficient can be used as the multiplication factor, the error of the determined effective overall adjustment of the track being 5% to a maximum of 10% at most, which satisfies the required accuracy.
Sollte bei Gleiskorrekturarbeiten der erwähnte maximale Verstellwert von etwa 40 mm überschritten werden, dann ist es natürlich im Prinzip ohne weiteres möglich, entsprechend korrigierte Koeffizientenwerte zu berechnen, falls das verlangt oder gewünscht wird; da jedoch bei ungewöhnlich grossen Gleiskorrekturen, welche etwa 40 mm übersteigen, im allgemeinen auch ein grösserer prozentualer Fehler bei der Bestimmung der Totalverstellung des Gleises zulässig ist, lohnt sich im allgemeinen nicht der Aufwand einer Neuberechnung der Koeffizienten, so dass also auch in diesen nur selten auftretenden Ausnahmefällen mit demselben konstanten Wert der Koeffizienten gearbeitet werden kann. Should the above-mentioned maximum adjustment value of about 40 mm be exceeded during track correction work, it is of course in principle readily possible to calculate correspondingly corrected coefficient values if this is requested or desired; However, since in the case of unusually large track corrections, which exceed about 40 mm, a larger percentage error is generally permissible when determining the total adjustment of the track, the effort of recalculating the coefficients is generally not worthwhile, so that this is also rarely the case exceptional cases can be worked with the same constant value of the coefficients.
Der jeweilige variable Schotterzustand, welcher an sich bei der seitlichen Ausrichtung des Gleises eine wesentlich grössere Rolle spielt als bei der Gleisanhebung, hat sich deshalb als vernachlässigbar erwiesen, weil - wenn man von der allerersten Arbeitsoperation auf einer zu korrigierenden Strecke absieht - die jeweils von den Werkzeugen erfasste, zu verstellende Gleisstelle bereits durch die vorangehenden Korrekturoperationen im Schotterbett mehr oder weniger gelockert worden ist und weil ferner die Schienen bei einer Korrektur zunächst angehoben und damit etwas aus dem Schotterbett gelöst werden, bevor die seitliche Ausrichtung erfolgt. The respective variable ballast condition, which in itself plays a much greater role in the lateral alignment of the track than in lifting the track, has proven to be negligible because - apart from the very first work operation on a route to be corrected - each one of the Tools detected, to be adjusted track point has already been more or less loosened by the previous correction operations in the ballast bed and because furthermore the rails are initially lifted during a correction and thus somewhat detached from the ballast bed before the lateral alignment takes place.
Da die Gesamtanhebung und die seitliche Gesamtverschiebung des Gleises von teilweise unterschiedlichen Faktoren beeinflusst werden, ergeben sich natürlich für die berechneten Nivellier- und Richtkoeffizienten im allgemeinen unterschiedliche Werte. Since the total elevation and the total lateral displacement of the track are influenced by partially different factors, different values naturally result for the calculated leveling and directional coefficients.
Bei der Lösung der erfindungsgemässen Aufgabe wurde also überraschenderweise erkannt, dass trotz der zahlreichen, zum Teil variablen Parameter, welche die erwähnte «VorVerstellung» des Gleises beeinflussen und von denen auf den ersten Blick scheinbar viele gar nicht hinreichend genau berücksichtigt werden können, unter normalen Gleis- und Instandsetzungsverhältnissen die gesuchten Werte der Gesamtverstellung des Gleises proportional zu der bei jeder Arbeitsoperation gemessenen momentanen Gleisverstellung angesetzt werden können, und dass der Proportionalitätsfaktor, also der berechenbare Nivellier- bzw. Richtkoeffizient, in guter Näherung als Konstante betrachtet werden kann. Mit Hilfe eines einmal aufgestellten Rechenprogramms, in welches die erwähnten bekannten Parameter eingehen, lassen sich die erforderlichen Koeffizienten ohne Schwierigkeiten bestimmen. When the object according to the invention was achieved, it was surprisingly recognized that, despite the numerous, in part variable, parameters which influence the aforementioned “pre-adjustment” of the track and of which, at first glance, apparently many cannot be taken into account sufficiently accurately, under normal track - and repair ratios, the sought-after values of the overall track adjustment can be applied proportionally to the instantaneous track adjustment measured in each work operation, and that the proportionality factor, i.e. the calculable leveling or directional coefficient, can be regarded as a good approximation as a constant. The required coefficients can be determined without difficulty with the aid of a computer program which has been set up and into which the known parameters mentioned are incorporated.
Bevorzugte Gleiskorrekturmaschinen zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, das heisst zur Messung der bei jeder Arbeitsoperation an der betreffenden Arbeitsstelle erfolgten momentanen Gleisverstellung, sind in den Patentansprüchen 2 bis 4 beschrieben. Preferred track correction machines for carrying out the method according to the invention, that is to say for measuring the momentary track adjustment made at each work operation at the relevant job, are described in patent claims 2 to 4.
Das Verfahren und die Gleiskorrekturmaschine nach der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: The method and the track correction machine according to the invention are explained in more detail with reference to the drawings. Show it:
Figur 1 schematisch das Prinzip der Messung bei einer Nivellierung, FIG. 1 shows schematically the principle of measurement during leveling,
Figur 2a und 2b ebenfalls schematisch das Prinzip der Messung bei einer seitlichen Gleisausrichtung für zwei unterschiedliche Messanordnungen, FIGS. 2a and 2b also schematically the principle of the measurement with a lateral track alignment for two different measuring arrangements,
Figur 3a, 3b und 3c schematische Darstellungen der Gleis5 Figure 3a, 3b and 3c schematic representations of the track5
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korrekturmaschine und eines Balkemodells zur Berechnung der Koeffizienten und correction machine and a bar model for calculating the coefficients and
Figur 4 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen der Gesamtverstellung des Gleises und der bei einer Arbeitsoperation erfolgten momentanen Verstellung. Figure 4 is a diagram illustrating the relationship between the total adjustment of the track and the instantaneous adjustment made during a work operation.
In Figur 1, die sich auf die Nivellierung eines geradlinig verlaufenden Gleises bezieht, weist die mit einer starken ausgezogenen Linie dargestellte Gleisstrecke drei Abschnitte auf, nämlich den unkorrigierten Gleisbereich 1 vor der in Richtung des horizontalen Pfeils vorrückenden Gleiskorrekturmaschine bzw. vor den Arbeitswerkzeugen, den Korrekturbereich 2 und schliesslich den bereits korrigierten Gleisbereich 3 hinter der Maschine. Die Gleiskorrekturmaschine bewegt sich bekanntlich schrittweise von Schwelle zu Schwelle bzw., wenn jeweils zwei benachbarte Schwellen gleichzeitig bearbeitet werden, von Schwellenpaar zu Schwellenpaar. Drei aufeinanderfolgende Arbeitsstellen sind in Figur 1 durch Messpunkte B', B und B" angedeutet, welche in bekannter Weise, zum Beispiel durch ein Messfahrgestell oder eine Messrolle der Maschine, am Gleis definiert werden und in unmittelbarer Nähe der Nivellierwerkzeuge liegen. Ein im unkorrigierten Gleisbereich 1 auf dem Gleis liegender Bezugspunkt A, der dem Verlauf des unkorrigierten Gleises folgt, und ein auf dem Gleis liegender Bezugspunkt C im korrigierten Gleisbereich 3 definieren in bekannter Weise als Messbasis eine Bezugsgerade. Zur Festlegung dieser Bezugsgeraden dienen der Punkt C und, im nicht korrigierten Gleisbereich, üblicherweise ein im konstanten Abstand dA senkrecht über dem Gleisbezugspunkt A liegender Punkt As. Für den Abstand dA wählt man im allgemeinen eine mittlere Höhe derart, dass die mit der Maschine mitwandernde Bezugsgerade AsC stets um einige Millimeter oberhalb der zu nivellierenden Gleisstrecke, also auch oberhalb des zuvor zu ermittelnden höchsten Punktes dieser Strecke, liegt. Dadurch wird vermieden, dass ein Messpunkt B über der Bezugsgeraden liegen kann und zwecks Korrektur theoretisch abgesenkt werden müsste. Gleichzeitig erfährt das Gleis auf diese Weise im Mittel eine entsprechende vorbestimmte Anhebung. In Figure 1, which relates to the leveling of a straight track, the track section shown with a solid solid line has three sections, namely the uncorrected track area 1 in front of the track correction machine advancing in the direction of the horizontal arrow or in front of the working tools, the correction area 2 and finally the already corrected track area 3 behind the machine. As is known, the track correction machine moves step by step from threshold to threshold or, if two adjacent sleepers are processed simultaneously, from threshold pair to threshold pair. Three successive work stations are indicated in Figure 1 by measuring points B ', B and B ", which are defined in a known manner, for example by a measuring chassis or a measuring roller of the machine, on the track and are in the immediate vicinity of the leveling tools. One in the uncorrected track area Reference point A lying on the track, which follows the course of the uncorrected track, and a reference point C lying on the track in the corrected track area 3 define a reference straight line in a known manner as a measuring base. Point C and, in the uncorrected, serve to define these reference straight lines Track area, usually a point As lying perpendicularly above the track reference point A at a constant distance dA. For the distance dA, a medium height is generally chosen such that the reference straight line AsC traveling along with the machine is always a few millimeters above the level of the track to be leveled, i.e. also above the highest point to be determined beforehand ktes of this route. This avoids that a measuring point B can lie above the reference line and would theoretically have to be lowered for the purpose of correction. At the same time, the track experiences a corresponding predetermined increase on average in this way.
Die Bezugspunkte A und C können in bekannter Weise an den Enden der Maschine (Figur 3a) oder zum Beispiel durch Messfahrwerke, die vor bzw. hinter der Maschine angeordnet sind, definiert werden. Die Nivellieroperation an jeder Arbeitsstelle, im betrachteten Beispiel am Messpunkt B, besteht darin, diesen Punkt B soweit anzuheben, dass er so genau wie möglich auf die Bezugsgerade AsC fällt. Die Stelle, die der Punkt B nach dem Anheben tatsächlich einnimmt, ist mit Bs bezeichnet und weicht in der Praxis im allgemeinen etwas von der Bezugsgeraden ab. Im Beispiel nach Figur 1 ist jedoch angenommen, dass sie praktisch auf der Bezugsgeraden liegt. The reference points A and C can be defined in a known manner at the ends of the machine (FIG. 3a) or, for example, by measuring trolleys which are arranged in front of or behind the machine. The leveling operation at each work station, in the example considered at measuring point B, consists in raising this point B to such an extent that it falls as precisely as possible on the reference line AsC. The position that point B actually occupies after lifting is denoted by Bs and, in practice, generally deviates somewhat from the reference straight line. In the example according to FIG. 1, however, it is assumed that it lies practically on the reference line.
Bei jeder Nivellieroperation wird nun die an der betreffenden Arbeitsstelle stattfindende, in Figur 1 mit qN bezeichnete Anhebug des Gleispunktes B auf die mit Bs bezeichnete Stelle gemessen werden, indem man die Differenz der vor und nach der Nivellieroperation gemessenen Abstände des Punktes B bzw. Bs von der Bezugsgeraden AsC bildet. Zu diesem Zwecke wird auf der Gleiskorrekturmaschine vorzugsweise ein Winkelmessgerät am Messpunkt B installiert. Mit diesem Winkelmessgerät wird vor der Operation der Winkel cu zwischen den Geraden AsB und BC und nach der Operation der Winkel ai zwischen den Geraden AsBs und BsC gemessen, welcher bei vollkommener Korrektur, wenn also die Maschine optimal arbeitet, verschwindend klein und daher in Figur 1 nicht markiert ist. Aus der Winkeldifferenz aï-ce; und aus den bekannten konstanten Abständen zwischen den Punkten As und B einerseits sowie B und C andererseits folgt mittels bekannter trigonometrischer Beziehungen der Betrag der Anhebung qN. Dieses Ergebnis kann von der in an sich bekannterweise mit entsprechenden Elementen und elektronischen Schaltungen ausgerüsteten Mess-anordnüng automatisch geliefert werden. With each leveling operation, the elevation of the track point B to the location designated by Bs taking place at the relevant work station, designated qN in FIG. 1, will now be measured by taking the difference between the distances of the point B or Bs measured before and after the leveling operation from of the reference line AsC. For this purpose, an angle measuring device is preferably installed on measuring point B on the track correction machine. This angle measuring device measures the angle cu between the straight lines AsB and BC before the operation and after the operation the angle ai between the straight lines AsBs and BsC, which, when completely corrected, i.e. when the machine is working optimally, is vanishingly small and therefore in FIG. 1 is not marked. From the angle difference aï-ce; and from the known constant distances between the points As and B on the one hand and B and C on the other hand, the amount of the increase qN follows using known trigonometric relationships. This result can be automatically supplied by the measuring arrangement, which is known to be equipped with corresponding elements and electronic circuits.
Bisher ist nun jedoch keine Möglichkeit bekannt geworden, unter Zuhilfenahme der Bezugsgeraden und der üblichen Messgeräte die gesamte Gleisanhebung aus der ursprünglichen unnivellierten Lage in die nivellierte Lage zu messen oder abzuleiten. Es besteht jedoch ein erhebliches Interesse, und es wird bereits von einigen Eisenbahnverwaltungen verlangt, diese Gesamtverstellung an den einzelnen Arbeitsstellen zu kontrollieren, zu erfassen und/oder zu registrieren. So far, however, no possibility has become known of using the reference straight line and the usual measuring devices to measure or derive the entire track elevation from the original, leveled position to the leveled position. However, there is considerable interest and some railway administrations are already required to check, record and / or register this overall adjustment at the individual workplaces.
Die im Falle einer Nivellierung im folgenden mit r\ bezeichnete Gesamtanhebung ist nach Figur 1 gleich der Summe aus der bekannten Anhebung q\ und der unbekannten « Vor-Anhebung» p\, welche während der vorangehenden Arbeitsoperationen an den dahinterliegenden Arbeitsstellen entsteht, insbesondere bei der Anhebung des Punktes B' des gestrichelt dargestellten Gleisabschnitts 2' an der unmittelbar dahinterliegenden Arbeitsstelle. In gleicher Weise ist in Figur 1 auch die bei der Anhebung des Punktes B um den Betrag qN stattfindende «Vor-Anhebung» des davor-liegenden, strichpunktiert gezeichneten Gleisabschnitts 2" dargestellt, welcher hierbei am Ort der folgenden Arbeitsstelle bereits auf den Punkt B" angehoben wird. The total increase referred to as r \ in the following in the case of a leveling is, according to FIG. 1, the sum of the known increase q \ and the unknown “pre-increase” p \, which arises during the preceding work operations at the workplaces behind it, in particular at the Raising point B 'of track section 2' shown in dashed lines at the work station immediately behind it. In the same way, FIG. 1 also shows the “pre-raising” of the track section 2 “in front, which is shown in dot-dash lines, when point B is raised by the amount qN, which in this case already points to point B” at the location of the following work position. is raised.
Dieser unbekannten, sozusagen voreilenden Anhebung p\, welche von den in der Bechreibungseinleitung erwähnten Parametern abhängt, wird nun erfindungsgemäss dadurch in einfacher Weise Rechnung getragen, dass die oben angegebene Summe für r,\ wie folgt in ein Produkt umgewandelt wird: This unknown, so to speak, leading increase p \, which depends on the parameters mentioned in the introduction to the description, is now taken into account according to the invention in a simple manner by converting the sum given above for r, \ into a product as follows:
rN = qN + pN = qN • KN rN = qN + pN = qN • KN
Kn stellt einen Nivellierungskoeffizienten dar, der, wie in der Beschreibungseinleitung erläutert, aus den bekannten Maschinen- und Gleisparametern mittels eines entsprechenden Rechenprogramms berechnet und unter normalen Gleis- und Instandhaltungsverhältnissen als Konstante betrachtet werden kann. Ein Modell zu seiner Berechnung wird später anhand der Fig. 3a-3c und 4 näher erläutert. Kn represents a leveling coefficient which, as explained in the introduction to the description, is calculated from the known machine and track parameters using an appropriate computer program and can be regarded as a constant under normal track and maintenance conditions. A model for its calculation will be explained later with reference to FIGS. 3a-3c and 4.
In Fig. 2a, die sich auf die seitliche Ausrichtung eines durch eine starke Linie dargestellten Gleises in einer Kurve bezieht, sind wiederum der unkorrigierte Gleisbereich 1, der Korrekturbereich 2 und der bereits korrigierte Gleisbereich 3 dargestellt. Die die Messbasis bildende Bezugslinie ist in diesem Falle in bekannter Weise ein Kreisbogen, welcher durch die beiden im korrigierten Gleisbereich 3 liegenden Bezugspunkte C und D und durch den im noch nicht korrigierten Gleisbereich 1 liegenden Bezugspunkt A geht, welcher der zu bearbeitenden Gleisstrecke folgt. Zwecks Ausrichtung ist das Gleis am Messpunkt B der betreffenden Arbeitsstelle auf den Kreisbogen ACD, also bis zum Punkt Bs, zu verschieben. In FIG. 2a, which relates to the lateral alignment of a track represented by a strong line in a curve, the uncorrected track area 1, the correction area 2 and the already corrected track area 3 are again shown. In this case, the reference line forming the measuring base is, in a known manner, an arc that passes through the two reference points C and D located in the corrected track area 3 and through the reference point A located in the not yet corrected track area 1, which follows the track section to be processed. For the purpose of alignment, the track at measuring point B of the relevant work station must be moved to the circular arc ACD, i.e. up to point Bs.
Um die bei dieser Korrekturoperation erfolgte Verschiebung qR zu bestimmen, werden mit einem bei B installierten Winkelmessgerät vor der Verschiebung der Winkel ßi zwischen den auf Bogensehnen liegenden Geraden AB und BC und nach der Verschiebung der Winkel ß? zwischen den Geraden ABs und BsC gemessen. Hieraus und aus den bekannten Längen AB und BC ergeben sich in bekannter Weise die betreffenden Bogenhöhen bei B bzw. bei Bs und aus deren Differenz der gesuchte Wert qR. In order to determine the displacement qR that occurred during this correction operation, the angle ßi between the straight lines AB and BC lying on bow chords and after the displacement of the angle ß? measured between the straight lines ABs and BsC. From this and from the known lengths AB and BC, the relevant bow heights at B and at Bs are obtained in a known manner and from their difference the sought value qR.
Die Gesamtverschiebung des Gleises hängt jedoch wiederum von der bereits anhand der Figur 1 erläuterten «Vor-Verstellung» pR ab, also von der durch die vorangehenden Richtoperationen bewirkten «Vor-Verschiebung», welche durch die erwähnten, konventionellen Messungen mit Hilfe The total displacement of the track, however, in turn depends on the “pre-adjustment” pR already explained with reference to FIG. 1, that is to say on the “pre-displacement” brought about by the preceding straightening operations, which is carried out with the aid of the conventional measurements mentioned
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der Messbasis nicht erfassbar ist. Erfindungsgemäss wird, wie im Falle der Nivelllierung nach Figur 1, der Wert der Gesamtverschiebung tr bei einer Gleisausrichtung durch das Produkt rr = qr + pr = qr • Kr dargestellt, wobei Kr als Richtkoeffizient bezeichnet wird, der wie der Nivellierungskoeffizient aus bekannten Parametern berechenbar ist und unter normalen Gleis- und Instandhaltungsbedingungen in guter Näherung als konstant angenommen werden kann. the measurement base cannot be determined. According to the invention, as in the case of the leveling according to FIG. 1, the value of the total displacement tr in the case of a track alignment is represented by the product rr = qr + pr = qr • Kr, Kr being referred to as a directional coefficient which, like the leveling coefficient, can be calculated from known parameters and can be assumed to be constant in good approximation under normal track and maintenance conditions.
Figur 2b veranschaulicht für die sonst gleiche Ausrichtung wie im Beispiel nach Figur 2a eine andere Position des Winkelmessgeräts, das sich diesmal am Punkte C befindet, was aus räumlichen Gründen günstiger und bequemer ist. In diesem Falle werden zur Bestimmung von qR vor der Verschiebung der Winkel yi zwischen den Geraden BC und CD und nach der Verschiebung der Winkel yi zwischen den Geraden BsC und CD gemessen, die betreffenden Bogen-höhen bei C und aus deren Differenz der gesuchte Wert qR abgeleitet. Der Wert tr folgt wiederum durch Multiplikation mit dem Richtkoeffizienten Kr. Figure 2b illustrates for the otherwise same alignment as in the example of Figure 2a, a different position of the angle measuring device, which is located this time at point C, which is cheaper and more convenient for spatial reasons. In this case, in order to determine qR, the angles yi between the straight lines BC and CD and after the shift the angles yi between the straight lines BsC and CD are measured, the relevant arc heights at C and the difference qR from the difference derived. The value tr in turn follows by multiplication by the directional coefficient Kr.
Wenn bei Richtoperationen mit Absteckpfählen gearbeitet wird, welche die gewünschte Trasse markieren, dann kann in bekannter Weise der vordere, im nicht korrigierten Gleisbereich befindliche Bezugspunkt, durch den der Bezugskreisbogen verläuft, analog wie bei der in Figur 1 veranschaulichten Nivellierung in einem vorgegebenen Abstand vom Gleis, auf der einen oder anderen Seite, liegen. If, in straightening operations, stake piles are used that mark the desired route, then the front reference point, located in the uncorrected track area, through which the reference arc runs, can be used in a known manner, analogously to the leveling illustrated in FIG. 1, at a predetermined distance from the track on one side or the other.
An Hand der Fig. 3a, 3b, 3c und 4 soll das Modell zur Berechnung der Koeffizienten Kn und Kr erläutert werden. The model for calculating the coefficients Kn and Kr will be explained with reference to FIGS. 3a, 3b, 3c and 4.
Figur 3a zeigt schematisch eine Gleiskorrekturmaschine 4, die sich mit ihren Fahrwerken 5 und den am Gleis anliegenden Punkten A, B, C und D auf dem Gleis in Pfeilrichtung bewegt. Der Bezugspunkt A liegt im noch nicht korrigierten Gleisbereich 1 am vorderen Ende der Maschine, der Messpunkt B in Korrekturbereich 2 in unmittelbarer Nähe der nicht gezeigten Korrekturwerkzeuge am Arbeitspunkt unter dem Mittelteil der Maschine, der Bezugspunkt C im korrigierten Gleisbereich 3 am Ende der Maschine und der beim Gleisrichten benötigte weitere Bezugspunkt D, der durch ein hinter der Maschine 4 angekuppeltes Messfahrwerk definiert sein kann, im konstanten festen Abstand hinter dem Bezugspunkt C. Die für die Bestimmung der bei jeder Arbeitsoperation erfolgten Gleisverstellungen qN bzw. q« benötigten konstanten Abstände zwischen den erwähnten Punkten sind in Figur 3a angegeben und können beispielsweise 1ab= 8230 mm, 1bc= 5505 mm und lcD=4515mm betragen. Figure 3a shows schematically a track correction machine 4, which moves with its trolleys 5 and the points A, B, C and D on the track on the track in the direction of the arrow. The reference point A is in the not yet corrected track area 1 at the front end of the machine, the measuring point B in the correction area 2 in the immediate vicinity of the not shown correction tools at the working point under the middle part of the machine, the reference point C in the corrected track area 3 at the end of the machine and the Further reference points D, which can be defined by a measuring carriage coupled behind the machine 4, are required at track straightening, at a constant fixed distance behind the reference point C. The constant distances between the mentioned ones required for the determination of the track adjustments qN or q «that occur during each work operation Points are indicated in FIG. 3a and can be, for example, 1ab = 8230 mm, 1bc = 5505 mm and lcD = 4515mm.
Zur Berechnung des Nivellier- oder Richtkoeffizienten wird nach Figur 3b das Modell eines biegsamen Balkens 8 verwendet, der den zu korrigierenden Gleisabschnitt unterhalb der Maschine 4 simuliert und auf den die bekannten Maschinen- und Gleisparameter angewendet werden. Die Maschinenparameter sind das auf die Fahrgestelle 5 an den Abstützpunkten 7 wirkende Maschinengewicht, der Abstand 11 zwischen den beiden Abstützpunkten 7, der Abstand h zwischen dem Messpunkt und dem hinteren Abstützpunkt 7 und der Achsabstand h zwischen den Achsen eines Fahrgestells 5. Im betrachteten Beispiel betragen 11 = 8580 mm, k= 2750 mm und b= 1520 mm. Folglich geht das Modell nach Figur 3b von einem Balken 8 mit der Länge 11 aus, welcher an beiden Enden in einer dem Gewicht an den Abstützpunkten 7 According to FIG. 3b, the model of a flexible beam 8 is used to calculate the leveling or directional coefficient, which simulates the track section to be corrected below the machine 4 and to which the known machine and track parameters are applied. The machine parameters are the machine weight acting on the chassis 5 at the support points 7, the distance 11 between the two support points 7, the distance h between the measuring point and the rear support point 7 and the center distance h between the axles of a chassis 5. In the example under consideration 11 = 8580 mm, k = 2750 mm and b = 1520 mm. Consequently, the model according to FIG. 3b assumes a bar 8 with the length 11, which has the weight at the support points 7 at both ends
entsprechenden Weise eingespannt ist. Die Gleisparameter, also im wesentlichen Gewicht, Elastizität und Trägheits- bzw. Biegemomente der Schienen, Gewicht und Abstand der Schwellen sowie Typ der Schienenbefestigung werden dadurch simuliert, dass man einerseits dem Balken 8 die erwähnten Schieneneigenschaften, insbesondere die entsprechenden Momente, zuordnet, und dass man andererseits die in Figur 3b durch Pfeile 9 angedeuteten Kräfte einführt, welche den Balken 8 belasten und die vom Gewicht der Schienen und Schwellen herrührenden Kräfte nachbilden. Natürlich wird bei den Berechnungen auch berücksichtigt, dass sich die Balkenenden bei Biegung des Balkens um die Verankerungspunkte 7 drehen können, wie in Figur 3b schematisch durch die Winkel 10 angedeutet. appropriately clamped. The track parameters, i.e. essentially the weight, elasticity and moments of inertia or bending of the rails, weight and spacing of the sleepers and type of rail fastening are simulated by assigning the mentioned rail properties, in particular the corresponding moments, to the beam 8 on the one hand, and that on the other hand, the forces indicated by arrows 9 in FIG. 3b are introduced, which load the beam 8 and simulate the forces resulting from the weight of the rails and sleepers. Of course, the calculations also take into account the fact that the beam ends can rotate about the anchoring points 7 when the beam bends, as indicated schematically by the angle 10 in FIG. 3b.
Zur Berechnung des Nivellierkoeffizienten wird nun im Modell die hintere Abstützstelle 7 bzw. Verankerungsstelle mit dem betreffenden Balkenende um eine der Gesamtanhebung des Gleises entsprechende Strecke tn angehoben, wie in Figur 3c dargestellt, und die dabei im Abstand h, das heisst also an der Messstelle B, stattfindende «Vor-Anhebung» Pn des Balkens berechnet, welche durch Messungen am Gleis nicht erfassbar ist. Messbar ist lediglich, wie erwähnt, die am Messpunkt B während der Nivellieroperation erfolgende momentane Anhebung qN, welche in Figur 3c ebenfalls angedeutet ist. To calculate the leveling coefficient, the rear support point 7 or anchoring point with the relevant beam end is now raised in the model by a distance tn corresponding to the total elevation of the track, as shown in FIG. 3c, and at a distance h, that is, at measuring point B. , the "pre-raising" Pn of the bar is calculated, which cannot be determined by measurements on the track. The only thing that can be measured, as mentioned, is the instantaneous increase qN occurring at measuring point B during the leveling operation, which is also indicated in FIG. 3c.
Der von m abhängige Nivellierkoeffizient Kn ergibt sich als Steigung der Kurve, welche tn als Funktion von qn darstellt. Figur 4 zeigt als Beispiel eine solche Kurve 11, die für eine Gleiskorrekturmaschine mit den in Verbindung mit Figur 3a angegebenen charakteristischen Abständen und für ein auf Betonschwellen verlegtes Gleis mit typischen Gleisparametern mit Hilfe des vorstehend erwähnten Modells berechnet wurde. Man sieht, dass die Kurve 11 für wachsende tn- bzw. qn -Werte eine stetig zunehmende Steigung aufweist, die jedoch für tn-Werte bis etwa 30-40 mm, entsprechend qN-Werten von etwa 14-18 mm, nur so langsam variiert, dass sie in diesem Bereich mit einer für die Praxis ausreichenden Näherung durch eine konstante mittlere Steigung tg <po ersetzt werden kann, wobei der Winkel (po durch die Gerade 12 definiert ist. Im Beispiel nach Figur 4 wurde der Mittelwert der Kurvensteigung bis zu einem Wert qN von etwa 35 mm genommen, und es ergab sich die mittlere Steigung tg <po= Kn= 2,12. Mit diesem Nivellierungskoeffizienten ergaben sich bei der praktischen rN-Berechnung mittels der gemessenen qN-Werte Fehler, die für rN-Werte von etwa 35 mm bei maximal etwa 9 bis 10% lagen und für kleinere rN-Werte geringer ausfielen. So lag beispielsweise für tn= 25 mm der maximale Fehler bei 7 bis 8%. The leveling coefficient Kn, which is dependent on m, is the slope of the curve, which represents tn as a function of qn. FIG. 4 shows an example of such a curve 11, which was calculated for a track correction machine with the characteristic distances indicated in connection with FIG. 3a and for a track laid on concrete sleepers with typical track parameters using the model mentioned above. It can be seen that curve 11 has a steadily increasing gradient for increasing tn or qn values, which, however, varies only so slowly for tn values up to approximately 30-40 mm, corresponding to qN values of approximately 14-18 mm that it can be replaced in this area with a practical approximation by a constant mean slope tg <po, the angle (po being defined by the straight line 12. In the example according to FIG. 4, the mean value of the curve slope was up to one The value qN of approximately 35 mm was taken, and the mean slope tg <po = Kn = 2.12 was obtained.This leveling coefficient resulted in errors in the practical rN calculation using the measured qN values, which for rN values of about 35 mm were a maximum of about 9 to 10% and were lower for smaller rN values, for example for tn = 25 mm the maximum error was 7 to 8%.
Anhand des gleichen, vorstehend erläuterten Modells lässt sich unter Einführung der für die Gleisausrichtung wesentlichen Gleisparameter in analoger Weise auch der Richtkoeffizient Kr berechnen, welcher durch die mittlere Steigung der entsprechenden tr-Kurve als Funktion von qr gegeben ist, wobei dieser Mittelwert wiederum bis zu tr-Werten von maximal 30 bis 40 mm gebildet wird. Im Falle des vorstehend betrachteten Beispiels ergab sich als mittlere Steigung der rR-Kurve ein Richtkoeffizient Kr= 2,32. Using the same model explained above, the directional coefficient Kr, which is given by the mean slope of the corresponding tr curve as a function of qr, can also be calculated in an analog manner, introducing the track parameters that are important for the track alignment, this mean value in turn up to tr -Values of maximum 30 to 40 mm is formed. In the case of the example considered above, the directional coefficient Kr = 2.32 was found as the average slope of the rR curve.
Da unter normalen Gleis- und Instandsetzungsbedingungen eine Gesamtverstellung des Gleises von mehr als 40 mm praktisch kaum vorkommt, liefern die für eine bestimmte Gleiskorrekturmaschine und eine zu korrigierende Gleisstrecke einmal berechneten, konstanten Nivellier- und Richtkoeffizienten auf einfache Weise Ergebnisse mit der in der Praxis geforderten Genauigkeit. Since under normal track and maintenance conditions there is practically hardly any total adjustment of the track of more than 40 mm, the constant leveling and directional coefficients once calculated for a certain track correction machine and a track section to be corrected provide results in a simple manner with the accuracy required in practice .
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
B B
4 Blatt Zeichnungen 4 sheets of drawings
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