EP0047558A2 - Method and device for the determination of the total deplacement of the railroad track during rectification - Google Patents

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EP0047558A2
EP0047558A2 EP81200973A EP81200973A EP0047558A2 EP 0047558 A2 EP0047558 A2 EP 0047558A2 EP 81200973 A EP81200973 A EP 81200973A EP 81200973 A EP81200973 A EP 81200973A EP 0047558 A2 EP0047558 A2 EP 0047558A2
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EP
European Patent Office
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track
corrected
reference point
leveling
point
Prior art date
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EP81200973A
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German (de)
French (fr)
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EP0047558B1 (en
EP0047558A3 (en
Inventor
Ivo Cicin-Sain
Yvan Deliyski
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Matisa Materiel Industriel SA
Original Assignee
Matisa Materiel Industriel SA
Canron Inc Sucursale Crissier
Canron Inc
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Publication date
Application filed by Matisa Materiel Industriel SA, Canron Inc Sucursale Crissier, Canron Inc filed Critical Matisa Materiel Industriel SA
Priority to AT81200973T priority Critical patent/ATE12127T1/en
Publication of EP0047558A2 publication Critical patent/EP0047558A2/en
Publication of EP0047558A3 publication Critical patent/EP0047558A3/en
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B35/00Applications of measuring apparatus or devices for track-building purposes
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B35/00Applications of measuring apparatus or devices for track-building purposes
    • E01B35/02Applications of measuring apparatus or devices for track-building purposes for spacing, for cross levelling; for laying-out curves
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B2203/00Devices for working the railway-superstructure
    • E01B2203/16Guiding or measuring means, e.g. for alignment, canting, stepwise propagation

Definitions

  • the track correction machine For track correction work, i.e. leveling by lifting or sideways straightening of the tracks, it is known that the track correction machine with its leveling, straightening and track tamping tools advances step by step from threshold to threshold, and with each work stop, the rails are moved to the respective job using the Correction tools adjusted until a measuring point defined on the track falls on a reference line defining the desired route.
  • This reference line which thus simulates the theoretically desired route, represents a measurement base and is defined, for example, by a reference element arranged on the machine and possibly on additional auxiliary vehicles or measuring undercarriages.
  • This reference element which can be, for example, a tensioned wire or a rod, extends from at least one track reference point behind the machine in the track area already corrected to a track reference point in front of the machine in the track area to be corrected (GB-PS 14 23 574 , AT-PS 305 333).
  • the reference line is of course a straight line, while in track curves it is defined by an arc that runs through at least two track reference points in the corrected track area and one track reference point in the track area that is still to be corrected.
  • the amount by which the track was adjusted during the correction operation can be determined with suitable measuring devices at each work station, but not the effective value of the total track correction by which the rail at one point has been moved from its original, uncorrected position to its corrected position.
  • the track station there is no longer in its original, uncorrected position, but is already more or less adjusted as a result of the previous work operations that were carried out on the sleepers behind it, i.e. either raised and / or been moved sideways.
  • the effective total adjustment of the track carried out at each work station should be recorded or registered during track correction work, a condition which, for the reasons explained above, has so far not been easily met because only the momentary track adjustment carried out at each work station can be determined using the values that can be determined with the aid of the reference line or the measurement base.
  • the invention has for its object to make a very simple and economical method available, with which the effective overall adjustment of the track at the individual work stations can be determined without great effort in track correction work, and also to provide a simple measuring arrangement for carrying out the method.
  • This object is achieved according to the invention in that the amount of the track adjustment (q N or q R ) which is carried out there during the work operation is measured at a work station and for determining the effective overall adjustment (r or r R ) in the case of leveling with a leveling coefficient ( K) and in the case of a lateral alignment is multiplied by a directional coefficient (K R ) and that for these coefficients, each for a certain track correction machine from the known machine parameters and for a certain section of track from the known track parameters depending on the size of the
  • G slightest adjustment, neglecting the influence of the respective ballast bed state are calculated, are used under normal track and maintenance conditions constant value.
  • 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.
  • 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 3c) have proven to be particularly expedient. Such calculations show that the changes in the coefficients mentioned are only slight, depending on the overall adjustment of the track, up to a total elevation or total displacement of at most about 40 mm.
  • the coefficients can be applied as constant values with an approximation that is sufficient for practical use.
  • 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.
  • 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 - if one disregards the very first work operation on a route to be corrected - each of which 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Track area usually a point A S lying at a constant distance d perpendicularly above the track reference point A.
  • d For the distance d, one generally chooses an average height such that the reference straight line A S C traveling with the machine is always a few millimeters above the level of the track to be leveled , also above the highest P to be determined beforehand unktes this route. This avoids that a measuring point B can lie above the reference line and for the purpose of correction theoretically would have to be lowered.
  • the track experiences a corresponding predetermined increase on average in this way.
  • 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 on the reference straight line A S C, that is to say reaches point B according to FIG.
  • the elevation of the track point B to the point designated B in FIG. 1, which is denoted by q N in FIG. 1, can now be measured by taking the difference between the distances of the points B and B measured before and after the leveling operation from the reference line A S C forms.
  • an angle measuring device is preferably installed on measuring point B on the track correction machine. With this angle measuring device, the angle ⁇ 1 between the straight lines A s B and BC is measured before the operation and after the operation the angle ⁇ 2 between the straight lines A s B s and B s C, which is in the case of imperfect correction, if the machine is optimal works, vanishingly small and is therefore not marked in Figure 1.
  • the amount of the increase q N follows using known trigonometric relationships. This result can be automatically delivered by the measuring arrangement, which is known to be equipped with corresponding elements and electronic circuits.
  • the effective total increase referred to as r in the case of leveling is equal to the sum of the known increase q and the unknown “pre-increase” p N , which arises during the preceding work operations at the workplaces behind it, in particular during the increase the point B 'of the track section 2' shown in dashed lines at the work station immediately behind it.
  • FIG. 1 also shows the "pre-raising" of the track section 2 "in front, which is shown in dash-dot lines, when the point B is raised by the amount q, which is already raised to the point B" at the location of the following work position .
  • K N represents a leveling coefficient which, as explained in the introduction to the description, from the Known machine and track parameters can be calculated using an appropriate computer program and can be viewed 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.
  • 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.
  • 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.
  • the track at measuring point B of the relevant work station has to be moved to the circular arc ACD, i.e. up to point B.
  • the angle ⁇ 1 between the straight lines AB and BC lying on bow chords and after the displacement of the angle P 2 between the straight lines AB s and BC are used with an angle measuring device installed at B measured. From this and from the known lengths AB and BC, the relevant bow heights at B and at B s are obtained in a known manner and from their difference the sought value q R.
  • 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.
  • the value r in turn follows by multiplication by the coefficient K R.
  • 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.
  • 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
  • additional reference point D which can be defined by a measuring chassis coupled behind the machine 4, is required at a constant fixed distance behind the reference point C.
  • 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 track parameters i.e.
  • the rear support point 7 or anchoring point with the relevant beam end is raised in the model by a distance r corresponding to the total elevation of the track, as shown in FIG. 3c, and at a distance of 1 2 , i.e. at the measuring point B, the "pre-raising" p of the bar taking place, which cannot be determined by measurements on the track.
  • the only thing that can be measured, as mentioned, is the instantaneous increase q N at measuring point B during the leveling operation, which is also indicated in FIG. 3c.
  • the leveling coefficient K N which is dependent on r, is the slope of the curve, which represents r N as a function of q N.
  • 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 continuously increasing gradient for increasing r N or q N values, but that for r N values up to approximately 30-40 mm, corresponding to q N values of about 14-18 mm, only varied so slowly that it can be replaced in this area with an approximation sufficient for practice by a constant mean slope tg ⁇ o, the angle ⁇ o being defined by the straight line 12.
  • the directional coefficient K R which is given by the mean slope of the corresponding r R curve as a function of q R , can also be calculated in an analog manner by introducing the track parameters that are important for the track alignment, this mean value in turn up to r R values of a maximum of 30 to 40 mm is formed.
  • an average coefficient K R 2.32 was found as the average slope of the r R curve.

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Abstract

1. Method for determining the effective total track displacement carried out during track levelling and/or track lining work, between the uncorrected and the corrected track position, characterised in that at one working position the amount of track displacement (qN and qR ) which occurred at this position during the working operation, is measured and is multiplied by a levelling coefficient (KN ) in the case of a levelling operation, and is multiplied by a lining co-efficient (KR ) in the case of a lateral alignment operation, for the purpose of determining the effective total displacement (rN and rR ), and values which are constant under normal track and maintenance conditions are used for these co-efficients which can be calculated in each case for a certain track rectification machine from the known machine parameters and for a certain line section from the known track parameters as a function of the magnitude of the maximum track displacement but neglecting the influence of the respective condition of the ballast bed.

Description

Bei Gleiskorrekturarbeiten, also beim Nivellieren durch Anheben oder beim seitlichen Richten der Gleise, rückt bekanntlich die Gleiskorrekturmaschine mit ihren Nivellier-, Richt- und Gleisstopfwerkzeugen schrittweise von Schwelle zu Schwelle vor, und bei jedem Arbeits-Stopp werden die Schienen an der jeweiligen Arbeitsstelle mittels der Korrekturwerkzeuge soweit verstellt, bis ein am Gleis definierter Messpunkt auf eine die gewünschte Trasse definierende Bezugslinie fällt. Diese Bezugslinie, die also den theoretisch gewünschten Streckenverlauf nachbildet, stellt eine Messbasis dar und wird beispielsweise durch ein auf der Maschine und gegebenenfalls auf weiteren Hilfsfahrzeugen bzw. Messfahrwerken angeordnetes Bezugselement definiert. Dieses Bezugselement, bei dem es sich zum Beispiel um einen gespannten Draht oder eine Stange handeln kann, erstreckt sich von wenigstens einem Gleisbezugspunkt hinter der Maschine im bereits korrigierten Gleisbereich zu einem Gleisbezugspunkt vor der Maschine im noch zu korrigierenden Gleisbereich (GB-PS 14 23 574, AT-PS 305 333).For track correction work, i.e. leveling by lifting or sideways straightening of the tracks, it is known that the track correction machine with its leveling, straightening and track tamping tools advances step by step from threshold to threshold, and with each work stop, the rails are moved to the respective job using the Correction tools adjusted until a measuring point defined on the track falls on a reference line defining the desired route. This reference line, which thus simulates the theoretically desired route, represents a measurement base and is defined, for example, by a reference element arranged on the machine and possibly on additional auxiliary vehicles or measuring undercarriages. This reference element, which can be, for example, a tensioned wire or a rod, extends from at least one track reference point behind the machine in the track area already corrected to a track reference point in front of the machine in the track area to be corrected (GB-PS 14 23 574 , AT-PS 305 333).

Im Falle eines geradlinig verlaufenden Gleisabschnittes ist die Bezugslinie natürlich eine gerade Linie, während sie in Gleiskurven durch einen Kreisbogen definiert wird, welcher durch wenigstens zwei Gleisbezugspunkte im korrigierten Gleisbereich und einen Gleisbezugspunkt im noch zu korrigierenden Gleisbereich verläuft.In the case of a straight track section, the reference line is of course a straight line, while in track curves it is defined by an arc that runs through at least two track reference points in the corrected track area and one track reference point in the track area that is still to be corrected.

Es ist auch bekannt, mit einem am Messpunkt befindlichen optischen Winkelmessgerät, dessen optische Achse als Bezugslinie dient, und mit Lichtquellen an den Gleisbezugspunkten zu arbeiten und deren Lage zur optischen Achse durch Winkelmessungen zu bestimmen (CH-PS 510 171).It is also known, with an optical angle measuring device located at the measuring point, whose optical axis serves as a reference line, and to work with light sources at the track reference points and to determine their position to the optical axis by means of angle measurements (CH-PS 510 171).

Bei den vorstehend erwähnten Korrekturarbeiten mit Hilfe der Bezugslinie bzw. der Messbasis kann zwar mit geeigneten Messgeräten an jeder Arbeitsstelle der Betrag bestimmt werden, um den das Gleis während der Korrekturoperation verstellt worden ist, nicht jedoch der effektive Wert der gesamten Gleiskorrektur, um den die Schiene an einer Stelle aus ihrer ursprünglichen, unkorrigierten Lage in ihre korrigierte Lage bewegt worden ist. Bei Ankunft der Arbeitswerkzeuge an einer Arbeitsstelle befindet sich nämlich die dortige Gleisstelle nicht mehr in ihrer ursprünglichen, unkorrigierten Lage, sondern ist bereits infolge der vorhergehenden Arbeitsoperationen, die an den dahinter liegenden Schwellen durchgeführt wurden, mehr oder weniger verstellt, also entweder angehoben und/oder seitlich verschoben worden. Bildlich gesprochen schieben die Arbeitswerkzeuge während des Betriebs eine im Gleis entstehende "Verstell-Welle", also eine "Hebungs-Welle" bzw. eine "Richt-Welle", vor sich her, welche bei jeder Arbeitsoperation an einer Arbeitsstelle eine "Vor-Verstellung," also eine "Vor-Anhebung" bzw. eine "Vor-Verschiebung", im Sinne der gewünschten Korrektur an der folgenden Arbeitsstelle bewirkt. Die Grösse dieser "Vor-Verstellung" ist jedoch mittels der erwähnten Messbasis und der daraus ableitbaren Daten nicht bestimmbar.In the above-mentioned correction work with the aid of the reference line or the measurement base, the amount by which the track was adjusted during the correction operation can be determined with suitable measuring devices at each work station, but not the effective value of the total track correction by which the rail at one point has been moved from its original, uncorrected position to its corrected position. When the work tools arrive at a work station, the track station there is no longer in its original, uncorrected position, but is already more or less adjusted as a result of the previous work operations that were carried out on the sleepers behind it, i.e. either raised and / or been moved sideways. Metaphorically speaking, the working tools push in front of them during operation an "adjusting shaft", ie a "lifting shaft" or a "straightening shaft", which "pre-adjusts" for each work operation at a work station , "ie a" pre-increase "or a" pre-shift ", in the sense of the desired correction at the following job. However, the size of this "pre-adjustment" cannot be determined using the measurement base mentioned and the data derived from it.

Nun kann es jedoch wünschenswert oder sogar von der Eisenbahnverwaltung vorgeschrieben sein, dass bei Gleiskorrekturarbeiten die an jeder Arbeitsstelle durchgeführte effektive Gesamtverstellung des Gleises erfasst bzw. registriert werden soll, eine Bedingung, die aus den oben erläuterten Gründen bisher nicht ohne weiteres erfüllbar ist, weil mit den Werten, die unter Zuhilfenahme der Bezugslinie bzw. der Messbasis ermittelt werden können, nur die an jeder Arbeitsstelle ausgeführte momentane Gleisverstellung bestimmbar ist. Um die effektive Gesamtverstellung des Gleises zu bestimmen, ist man bisher gezwungen, zunächst die ursprüngliche Lage des Gleises durch eine in der Erde befestigte Absteckung zu markieren, nach Ausführung der Gleiskorrektur an dieser Stelle die neue Gleislage zu messen und die Differenz zur Marke der Absteckung zu bestimmen. Diese Methode ist natürlich umständlich und unwirtschaftlich und lässt sich mit vertretbarem Aufwand allenfalls in grösseren Gleisabständen, nicht jedoch an jeder Schwelle bzw. an jeder Arbeitsstelle durchführen.Now, however, it may be desirable, or even prescribed by the railway administration, that the effective total adjustment of the track carried out at each work station should be recorded or registered during track correction work, a condition which, for the reasons explained above, has so far not been easily met because only the momentary track adjustment carried out at each work station can be determined using the values that can be determined with the aid of the reference line or the measurement base. In order to determine the effective overall adjustment of the track, it has so far been necessary to first mark the original position of the track using a stake attached to the ground, to measure the new track position at this point after performing the track correction and to differentiate the mark from the markout determine. This method is, of course, cumbersome and uneconomical and can be carried out with reasonable effort, if need be, at larger track intervals, but not at every threshold or at every work station.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein sehr einfaches und wirtschaftliches Verfahren verfügbar zu machen, mit dem bei Gleiskorrekturarbeiten jeweils die effektive Gesamtverstellung des Gleises an den einzelnen Arbeitsstellen ohne grossen Aufwand bestimmt werden kann, und ferner eine einfache Messanordnung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.The invention has for its object to make a very simple and economical method available, with which the effective overall adjustment of the track at the individual work stations can be determined without great effort in track correction work, and also to provide a simple measuring arrangement for carrying out the method.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass an einer Arbeitsstelle der Betrag der dort während der Arbeitsoperation erfolgten Gleisverstellung (q N bzw. qR) gemessen und zur Ermittlung der effektiven Gesamtverstellung (r bzw. rR) im Falle einer Nivellierung mit einem Nivellierkoeffizienten (K ) und im Falle einer seitlichen Ausrichtung 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 Gleisverstellung, jedoch unter Vernachlässigung des Einflusses des jeweiligen Schotterbettzustandes berechenbar sind, unter normalen Gleis- und Instandhaltungsbedingungen konstante Wert verwendet werden.This object is achieved according to the invention in that the amount of the track adjustment (q N or q R ) which is carried out there during the work operation is measured at a work station and for determining the effective overall adjustment (r or r R ) in the case of leveling with a leveling coefficient ( K) and in the case of a lateral alignment is multiplied by a directional coefficient (K R ) and that for these coefficients, each for a certain track correction machine from the known machine parameters and for a certain section of track from the known track parameters depending on the size of the However, G slightest adjustment, neglecting the influence of the respective ballast bed state are calculated, are used under normal track and maintenance conditions constant value.

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-Verschiebung" Rechnung; die Faktoren, von denen diese Koeffizienten abhängen, sind die folgenden:

  • 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.
  • b) Die ebenfalls bekannten, konstanten Gleisparameter; das sind Gewicht, Querschnitt, Elastizität und Trägheits- bzw. Biegemomente der Schienen, ferner Material, Gewicht, Abmessungen und Abstände der Schwellen sowie die Art der Schienenbefestigung.
  • c) Die variable Grösse der jeweiligen Schienenverstellung, bei der es sich also um einen veränderlichen, jedoch erfassbaren Parameter handelt.
  • 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.
These coefficients therefore take into account the "pre-increase" or "pre-shift" mentioned, which cannot be readily detected; the factors on which these coefficients depend are the following:
  • 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) The known, constant track parameters; These are weight, cross-section, elasticity and moments of inertia or bending of the rails, as well as material, weight, dimensions and spacing of the sleepers as well as the type of rail fastening.
  • c) The variable size of the respective rail adjustment, which is therefore a variable but measurable parameter.
  • d) The variable respective state of the ballast or track bed, for which essentially the compaction degree of 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 3c) als besonders zweckmässig erwiesen haben. Derartige Berechnungen zeigen, dass die Aenderungen 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 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.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 3c) have proven to be particularly expedient. Such calculations show that the changes in the coefficients mentioned are only slight, depending on the overall adjustment of the track, up to a total elevation or total displacement of at most about 40 mm. Since a maximum total track adjustment of about 40 mm is practically not exceeded under normal track and maintenance conditions, the coefficients can be applied as constant values with an approximation that is sufficient for practical use. 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 approximately 40 mm be exceeded during track correction work, it is of course in principle readily possible to calculate correspondingly corrected coefficient values if required or requested; 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 - if one disregards the very first work operation on a route to be corrected - each of which 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 "Vor-Verstellung" 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 effektiven 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 many of which, at first glance, apparently many cannot be taken into account sufficiently precisely, under normal track and maintenance conditions the sought-after values of the effective total adjustment of the track 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, auf einer Gleiskorrekturmaschine zu installierende Messanordnungen 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 measuring arrangements to be installed on a track correction machine for carrying out the method according to the invention, that is to say for measuring the momentary track adjustment carried out at each work operation at the relevant job, are described in patent claims 2 to 4.

Das Verfahren und die Messanordnung nach der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

  • Figur 1 schematisch das Prinzip der Messung bei einer Nivellierung,
  • Figur 2a und 2b ebenfalls schematisch das Prinzip der Messung bei einer seitlichen Gleisausrichtung für zwei unterschiedliche Messanordnungen,
  • Figur 3a,3b und 3c schematische Darstellungen der Gleiskorrekturmaschine und eines Balkenmodells zur Berechnung der Koeffizienten und
  • Figur 4 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Beziehung zwischen der effektiven Gesamtverstellung des Gleises und der bei einer Arbeitsoperation erfolgten momentanen Verstellung.
The method and the measuring arrangement according to the invention are explained in more detail with reference to the drawings. Show it:
  • FIG. 1 shows schematically the principle of measurement during leveling,
  • FIGS. 2a and 2b also schematically the principle of the measurement with a lateral track alignment for two different measuring arrangements,
  • Figure 3a, 3b and 3c are schematic representations of the track correction machine and a bar model for calculating the coefficients and
  • Figure 4 is a diagram illustrating the relationship between the effekti ven Total adjustment of the track and the momentary 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 d senkrecht über dem Gleisbezugspunkt A liegender Punkt AS. Für den Abstand d 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 A S lying at a constant distance d perpendicularly above the track reference point A. For the distance d, one generally chooses an average height such that the reference straight line A S C traveling with the machine is always a few millimeters above the level of the track to be leveled , also above the highest P to be determined beforehand unktes this route. This avoids that a measuring point B can lie above the reference line and for the purpose of correction theoretically would have to be lowered. 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 auf die Bezugsgerade ASC fällt, also nach Figur 1 den Punkt B erreicht.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 on the reference straight line A S C, that is to say reaches point B according to FIG.

Bei jeder Nivellieroperation kann nun die an der betreffenden Arbeitsstelle stattfindende, in Figur 1 mit qN bezeichnete Anhebung des Gleispunktes B auf die mit B bezeichnete Stelle gemessen werden, indem man die Differenz der vor und nach der Nivellieroperation gemessenen Abstände des Punktes B bzw. B 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 ∝ 1 zwischen den Geraden AsB und BC und nach der Operation der Winkel ∝2 zwischen den Geraden AsBs und BsC gemessen, welcher bei unvollkommener Korrektur, wenn also die Maschine optimal arbeitet, verschwindend klein und daher in Figur 1 nicht markiert ist. Aus der Winkeldifferenz ∞1-∞2 und aus den bekannten konstanten Abständen zwischen den Punkten A und B einerseits s 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 Messanordnung automatisch geliefert werden.With each leveling operation, the elevation of the track point B to the point designated B in FIG. 1, which is denoted by q N in FIG. 1, can now be measured by taking the difference between the distances of the points B and B measured before and after the leveling operation from the reference line A S C forms. For this purpose, an angle measuring device is preferably installed on measuring point B on the track correction machine. With this angle measuring device, the angle ∝ 1 between the straight lines A s B and BC is measured before the operation and after the operation the angle ∝ 2 between the straight lines A s B s and B s C, which is in the case of imperfect correction, if the machine is optimal works, vanishingly small and is therefore not marked in Figure 1. From the angle difference ∞ 1 -∞ 2 and from the known constant distances between the points A and B on the one hand s and B and C on the other hand, the amount of the increase q N follows using known trigonometric relationships. This result can be automatically delivered 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 effektive 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 effektive 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 effective total 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 effective overall adjustment at the individual workplaces.

Die im Falle einer Nivellierung im folgenden mit r bezeichnete effektive Gesamtanhebung ist nach Figur 1 gleich der Summe aus der bekannten Anhebung q und der unbekannten "Vor-Anhebung" pN, 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 q stattfindende "Vor-Anhebung" des davorliegenden, strichpunktiert gezeichneten Gleisabschnitts 2" dargestellt, welcher hierbei am Ort der folgenden Arbeitsstelle bereits auf den Punkt B" angehoben wird.According to FIG. 1, the effective total increase referred to as r in the case of leveling is equal to the sum of the known increase q and the unknown “pre-increase” p N , which arises during the preceding work operations at the workplaces behind it, in particular during the increase the point B 'of the 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 dash-dot lines, when the point B is raised by the amount q, which is already raised to the point B" at the location of the following work position .

Dieser unbekannten, sozusagen voreilenden Anhebung pN, welche von den in der Beschreibungseinleitung erwähnten Parametern abhängt, wird nun erfindungsgemäss dadurch in einfacher Weise Rechnung getragen, dass die oben angegebene Summe für rN wie folgt in ein Produkt umgewandelt wird:

Figure imgb0001
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 Berechung wird später anhand der Fig. 3a-3c und 4 näher erläutert.This unknown, so to speak leading, increase p N , which depends on the parameters mentioned in the introduction, is now taken into account according to the invention in a simple manner by converting the above sum for r N into a product as follows:
Figure imgb0001
K N represents a leveling coefficient which, as explained in the introduction to the description, from the Known machine and track parameters can be calculated using an appropriate computer program and can be viewed 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 Figur 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 B , 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 has to be moved to the circular arc ACD, i.e. up to point B.

Um die bei dieser Korrekturoperation erfolgte Verschiebung qR zu bestimmen, werden mit einem bei B installierten Winkelmessgerät vor der Verschiebung der Winkel β1 zwischen den auf Bogensehnen liegenden Geraden AB und BC und nach der Verschiebung der Winkel P2 zwischen den Geraden ABs und B C 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 q R that occurred during this correction operation, the angle β 1 between the straight lines AB and BC lying on bow chords and after the displacement of the angle P 2 between the straight lines AB s and BC are used with an angle measuring device installed at B measured. From this and from the known lengths AB and BC, the relevant bow heights at B and at B s are obtained in a known manner and from their difference the sought value q R.

Die effektive Gesamtverschiebung des Gleises hängt jedoch wiederum von der bereits anhand der Figur l erläuterten "Vor-Verstellung" pR ab, also von der durch die vorangehenden Richtoperationen bewirkten "Vor-Verschiebung", welche durch die erwähnten, konventionellenHowever, the effective total displacement of the track in turn depends on the "pre-adjustment" p R already explained with reference to FIG. 1, that is to say on the "pre-displacement" brought about by the preceding straightening operations, which is caused by the conventional ones mentioned

Messungen mit Hilfe der Messbasis nicht erfassbar ist. Erfindungsgemäss wird, wie im Falle der Nivellierung nach Figur 1, der Wert der effektiven Gesamtverschiebung rR bei einer Gleisausrichtung durch das Produkt

Figure imgb0002
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.Measurements with the help of the measuring base cannot be recorded. According to the invention, as in the case of the leveling according to FIG. 1, the value of the effective total displacement r R with a track alignment by the product
Figure imgb0002
shown, where K R is referred to as a guideline coefficient which, like the leveling coefficient, can be calculated from known parameters and can be assumed to be constant under normal track and maintenance conditions to a good approximation.

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 ∞1 zwischen den Geraden BC und CD und nach der Verschiebung der Winkel ∞2 zwischen den Geraden B C und CD gemessen, die betreffenden Bogenhöhen bei C und aus deren Differenz der gesuchte Wert qR abgeleitet. Der Wert r folgt wiederum durch Multiplikation mit dem Richtkoeffizienten K R. 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, to determine q R before the shift, the angle ∞ 1 between the straight lines BC and CD and after the shift of the angle ∞ 2 between the straight lines BC and CD, the relevant arc heights at C and from their difference the value sought q R derived. The value r in turn follows by multiplication by the coefficient K R.

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.3a, 3b, 3c and 4, the model for calculating the coefficients K N and K R will be explained.

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 im 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 q bzw. q benötigten konstanten Abstände zwischen den erwähnten Punkten sind in Figur 3a angegeben und können beispielsweise lAB = 8230 mm, 1BC = 5505 mm und 1CD = 4515 mm 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 During track straightening, additional reference point D, which can be defined by a measuring chassis coupled behind the machine 4, is required at a constant fixed distance behind the reference point C. The constant distances between the points mentioned required for the determination of the track adjustments q or q that occurred during each work operation are indicated in FIG. 3a and can be, for example, 1 AB = 8230 mm, 1 BC = 5505 mm and 1 CD = 4515 mm.

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 12 zwischen dem Messpunkt und dem hinteren Abstützpunkt 7 und der Achsabstand 13 zwischen den Achsen eines Fahrgestells 5. Im betrachteten Beispiel betragen 11 = 8580 mm, 12 = 2750 mm und 13 = 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 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 angedeuten 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.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 1 1 between the two support points 7, the distance 1 2 between the measuring point and the rear support point 7 and the center distance 1 3 between the axles of a chassis 5 considered example are 1 1 = 8580 mm, 1 2 = 2750 mm and 1 3 = 1520 mm. Consequently, the model is shown in FIG 3b from a bar 8 of length 1 1 of which corresponding to both ends in a weight at the support 7 is clamped manner. The track parameters, i.e. essentially weight, elasticity and moments of inertia or bending of the rails, weight and the distance between the sleepers and the type of rail fastening are simulated by assigning the mentioned rail properties, in particular the corresponding moments, to the beam 8, and by introducing the forces indicated in FIG. 3b by arrows 9, which load the beam 8 and reproduce 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 is 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 r angehoben, wie in Figur 3c dargestellt, und die dabei im Abstand 12, das heisst also an der Messstelle B, stattfindende "Vor-Anhebung" p 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 raised in the model by a distance r corresponding to the total elevation of the track, as shown in FIG. 3c, and at a distance of 1 2 , i.e. at the measuring point B, the "pre-raising" p of the bar taking place, which cannot be determined by measurements on the track. The only thing that can be measured, as mentioned, is the instantaneous increase q N at measuring point B during the leveling operation, which is also indicated in FIG. 3c.

Der von r abhängige Nivellierkoeffizient KN ergibt sich als Steigung der Kurve, welche rN 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 rN- bzw. qN -Werte eine stetig zunehmende Steigung aufweist, die jedoch für rN-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 ϕo ersetzt werden kann, wobei der Winkel ϕo 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 ϕo=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 r = 25 mm der maximale Fehler bei 7 bis 8%.The leveling coefficient K N , which is dependent on r, is the slope of the curve, which represents r N as a function of q N. 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 continuously increasing gradient for increasing r N or q N values, but that for r N values up to approximately 30-40 mm, corresponding to q N values of about 14-18 mm, only varied so slowly that it can be replaced in this area with an approximation sufficient for practice by a constant mean slope tg ϕo, the angle ϕ o being defined by the straight line 12. In the example according to FIG. 4, the mean value of the curve slope was taken up to a value q N of approximately 35 mm, and the mean slope tg ϕ o = K N = 2.12 was obtained. With this leveling coefficient, the practical r N calculation using the measured q N values resulted in errors which were a maximum of approximately 9 to 10% for r N values of approximately 35 mm and were lower for smaller r N values. For example, for r = 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 rR-Kurve als Funktion von qR gegeben ist, wobei dieser Mittelwert wiederum bis zu rR-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 K R , which is given by the mean slope of the corresponding r R curve as a function of q R , can also be calculated in an analog manner by introducing the track parameters that are important for the track alignment, this mean value in turn up to r R values of a maximum of 30 to 40 mm is formed. In the case of the example considered above, an average coefficient K R = 2.32 was found as the average slope of the r R curve.

Da unter normalen Gleis- und Instandsetzungsbedingungen eine effektive 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 no effective total adjustment of the track of more than 40 mm, the constant leveling and directional coefficients once calculated for a specific track correction machine and a track section to be corrected provide results in a simple manner with the required in practice Accuracy.

Claims (4)

1. Verfahren zur Bestimmung der bei Gleis-Nivellier-und/oder Gleisrichtarbeiten ausgeführten effektiven Gesamtverstellung des Gleises zwischen der unkorrigierten und der korrigierten Gleislage, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Arbeitsstelle der Betrag der dort während der Arbeitsoperation erfolgten Gleisverstellung (qN bzw. q R) gemessen und zur Ermittlung der effektiven Gesamtverstellung (rN bzw. rR) im Falle einer Nivellierung mit einem Nivellierkoeffizienten (KN) und im Falle einer seitlichen Ausrichtung 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 Gleisverstellung, jedoch unter Vernachlässigung des Einflusses des jeweiligen Schotterbettzustands berechenbar sind, unter normalen Gleis- und Instandhaltungsbedingungen konstante Wert verwendet werden.1. A method for determining the effective overall adjustment of the track between the uncorrected and the corrected track position carried out during track leveling and / or track straightening work, characterized in that the amount of track adjustment (q N or q R) measured and multiplied to determine the effective total adjustment (r N or r R ) in the case of leveling with a leveling coefficient (K N ) and in the case of lateral alignment with a directional coefficient (K R ) and that for these coefficients, the for a specific track correction machine from the known machine parameters and for a specific section of track from the known track parameters depending on the size of the track adjustment, but can be calculated under neglect of the influence of the respective ballast bed condition, constant who under normal track and maintenance conditions t be used. 2. Gleiskorrekturmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwecks Bestimmung der während einer Nivellieroperation erfolgten Gleisanhebung (qN) wenigstens ein Winkelmessgerät aufweist, das dazu eingerichtet ist, den Winkel (∞1 bzw. ∞2) zwischen den beiden Geraden, die den Gleismesspunkt (B bzw. B ) an der jeweiligen Arbeitsstelle einerseits mit einem Bezugspunkt (A ) im noch nicht korrigierten Gleisbereich (1) und anderersteits mit einem Bezugspunkt (C) im bereits korrigierten Gleisbereich (3) verbinden, vor und nach der Nivellieroperation zu messen.2. Track correction machine for performing the method according to claim 1, characterized in that it has at least one angle measuring device, which is set up to determine the angle (∞ 1 or ∞ 2 ) between the purpose of determining the track elevation (q N ) that took place during a leveling operation two straight lines, the track measuring point (B or B) on the respective work Connect on the one hand with a reference point (A) in the not yet corrected track area (1) and on the other hand with a reference point (C) in the already corrected track area (3) to measure before and after the leveling operation. 3. Gleiskorrekturmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwecks Bestimmung der während einer Richtoperation erfolgten Gleisverschiebung (qR) wenigstens ein weiteres Winkelmessgerät aufweist, das an einem ersten Bezugspunkt (C) im jeweils bereits korrigierten Gleisbereich (3) angeordnet und dazu eingerichtet ist, den Winkel (∞1 bzw.∞2) zwischen den Geraden, welche den ersten Bezugspunkt (C) einerseits mit dem Gleismesspunkt (B bzw. B ) und andererseits mit einem zweiten Bezugspunkt (D), der im bekannten Abstand vom ersten Bezugspunkt (C) ebenfalls im bereits korrigierten Gleisbereich (3) liegt, verbinden, vor und nach der Richtoperation zu messen.3. Track correction machine according to claim 2, characterized in that it has at least one further angle measuring device for the purpose of determining the track shift (q R ) that occurred during a straightening operation, which is arranged and set up at a first reference point (C) in the track area (3) which has already been corrected is, the angle (∞ 1 or ∞ 2 ) between the straight lines which define the first reference point (C) on the one hand with the track measurement point (B or B) and on the other hand with a second reference point (D), which is at the known distance from the first reference point (C) also lies in the already corrected track area (3), connect to measure before and after the straightening operation. 4. Gleiskorrekturmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwecks Bestimmung der während einer Richtoperation erfolgten Gleisverschiebung (q ) wenigstens ein weiteres Winkelmessgerät aufweist, das am Gleismesspunkt (B bzw. B) angeordnet und dazu eingerichtet ist, den Winkel (β1 bzw. β2) zwischen den Geraden, welche den Gleismesspunkt (B bzw. B ) an der jeweiligen Arbeitsstelle einerseits mit einem Bezugspunkt (A) im noch nicht korrigierten Gleisbereich (1) und andererseits mit einem Bezugspunkt (C) im bereits korrigierten Gleisbereich (3) verbinden, vor und nach der Richtoperation zu messen.4. The track correction machine according to claim 2, characterized in that it has at least one further angle measuring device for the purpose of determining the track shift ( q ) that is carried out during a straightening operation, which is arranged at the track measuring point (B or B) and is set up to adjust the angle (β 1 or . β 2 ) between the straight lines which define the track measuring point (B or B) at the respective work location on the one hand with a reference point (A) in the not yet corrected track area (1) and on the other hand with a reference point (C) in the already corrected track area (3 ) connect to measure before and after the straightening operation.
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