NO314949B1

NO314949B1 - Swing for rails in a railway track that utilizes the internal friction in the underlying crush layer

Info

Publication number: NO314949B1
Application number: NO20011489A
Authority: NO
Inventors: Alf Helge Loehren; Rasmus S Nordal
Original assignee: Leiv Eiriksson Nyfotek As
Priority date: 2001-03-23
Filing date: 2001-03-23
Publication date: 2003-06-16
Also published as: WO2002077367A1; NO20011489D0; NO20011489L; EP1370729A1; US20040129792A1

Description

Oppfinnelsen angår ei sville for skinner i et jernbanespor som utnytter den interne friksjonen i et underliggende pukklag, i samsvar med den innledende delen av patentkrav 1. The invention relates to a sleeper for rails in a railway track which utilizes the internal friction in an underlying crushed stone layer, in accordance with the introductory part of patent claim 1.

Bakgrunn Background

Et konvensjonelt jernbanespor er bygget opp av to langsgående stålskinner som er opp-lagret i skinnefester på tverrgående sviller av tre, betong eller stål. Svillene ligger i et ballastlag av pukkstein som hviler på formasjonsplanet for traséen. Av hensyn til hastighet, sikkerhet, komfort, vedlikeholdsbehov og kostnader, er det en fordel at det benyttes helsveist spor med kontinuerlige skinner. A conventional railway track is built up of two longitudinal steel rails which are stored in rail mounts on transverse sleepers made of wood, concrete or steel. The sleepers are located in a ballast layer of crushed stone that rests on the formation plane for the route. For reasons of speed, safety, comfort, maintenance requirements and costs, it is an advantage to use fully welded track with continuous rails.

Ved tog-passering belastes skinnene fra rullende materiell. Disse belastningene er hovedsakelig vertikalt på skinnene. Men i tillegg oppstår det betydelige horisontalkrefter, som påvirker skinnene både på tvers og i lengderetning, som følge av togbelastning. ved akselerasjon og bremsing, ved kjøring i kurver og ved temperaturendringer. When trains pass, the rails are loaded by rolling stock. These loads are mainly vertical on the rails. But in addition, significant horizontal forces occur, which affect the rails both transversely and longitudinally, as a result of train loads. during acceleration and braking, when driving in curves and during temperature changes.

Kreftene på tvers av skinnene blir ekstra store i kurver som følge av krumningen. Ved sterk temperaturstigning kan det samlede aksialtrykket i skinnene, som blant annet skyldes at materialet i skinnene utvides ved temperaturstigning, bli så stort at jernbanesporet knekker ut til sida, både på rettlinje og i kurver. Dette kalles solslyng. Tidligere ble de store aksialspenningene i skinnene på grunn av temperaturstigning unngått, ved å bruke relativt korte skinnelengder. som ble lagt med en liten avstand mellom, såkalte varmerom, for å gi plass for temperaturutvidelse. Skinne-lengdene ble skjøtet sammen med lasker og laske-bolter. Disse laskeskjøtene er kostbare, de krever mye vedlikehold, reduserer komforten og medfører stor slitasje både på andre overbygningskomponenter og for rullende materiell. The forces across the rails become extra large in curves as a result of the curvature. In the event of a strong rise in temperature, the total axial pressure in the rails, which is due to the fact that the material in the rails expands when the temperature rises, can become so great that the railway track breaks to the side, both in a straight line and in curves. This is called solar wind. Previously, the large axial stresses in the rails due to temperature rise were avoided by using relatively short rail lengths. which were laid with a small distance between, so-called heating rooms, to give room for temperature expansion. The rail lengths were joined together with lashings and lashing bolts. These lap joints are expensive, they require a lot of maintenance, reduce comfort and cause a lot of wear and tear both on other superstructure components and on rolling stock.

Vertikale og horisontale krefter i skinnene overføres gjennom skinnefestene. til svillene som holdes fast ved friksjon og passivt jordtrykk i ballastlaget. For å sikre at sporet får god side-stabilitet, stilles det krav om tilstrekkelig stor sideforskyvingsmolstand for svillene. Vertical and horizontal forces in the rails are transferred through the rail fasteners. to the sleepers which are held in place by friction and passive earth pressure in the ballast layer. In order to ensure that the track has good lateral stability, there is a requirement for a sufficiently large lateral displacement force for the sleepers.

Under en jernbanevogn fordeler skinnene hjul-lastene på de aller nærmeste svillene og skinnene får en nedbøyning under lasten. Dette fører videre med seg at jernbanesporet også far en liten oppbøyning, en "løftebølge" foran og bak hjulakslene. For sporpartiet som ligger under løftebølgen vil det være redusert kontakt mellom undersida av ei standard betongsville og ballastlaget under, og motstanden mot sideforskyving av svilla blir tilsvarende redusert. Det er observert at solslyng ofte dannes ved at jernbanesporet knekker ut under, eller bak en vogn når toget passerer partier på linjen med store temperatur-spenninger i skinnene. Under a railway carriage, the rails distribute the wheel loads on the closest sleepers and the rails are deflected under the load. This also means that the railway track also undergoes a slight deflection, a "lift wave" in front of and behind the wheel axles. For the part of the track that lies below the lifting wave, there will be reduced contact between the underside of a standard concrete sleeper and the ballast layer below, and the resistance to lateral displacement of the sleeper will be correspondingly reduced. It has been observed that solar wind is often formed when the railway track breaks under or behind a carriage when the train passes parts of the line with large temperature stresses in the rails.

For å unngå problemene med lasket spor og for å forbedre sporkvalitet og sikkerhet, ei-det ved nybygging og modernisering av jernbaner, tatt i bruk helsveist spor med kontinuerlige skinner. Helsveist spor er en kraftigere sporkonstruksjon som krever skinner med større bøyningsstivhet. fjærende skinnefester med større vridningsmotstand og tyngre sviller i mindre avstand. Dette gir et jernbanespor som i praksis er sterkt nok til å oppta de totale aksialkreftene i skinnene, inkludert temperaturkreftene, uten fare for utknekking av et spor på rettlinje, og i slake kurver. 1 kurver med radius under 250 - 300 meter blir sideforskyvingskraften ved maksimale temperatur- og trafikk-påkjenninger så stor, at spor med helsveiste skinner kan knekke ut og føre til avsporing. På strekninger med slike skarpe kurver må det derfor fortsatt benyttes lasket spor. In order to avoid the problems with lapped track and to improve track quality and safety, in new construction and modernization of railways, fully welded track with continuous rails is used. All-welded track is a stronger track construction that requires rails with greater bending stiffness. springy rail mounts with greater torsional resistance and heavier sleepers at a shorter distance. This provides a railway track that is, in practice, strong enough to absorb the total axial forces in the rails, including the temperature forces, without the risk of buckling a track in a straight line, and in gentle curves. 1 curves with a radius of less than 250 - 300 metres, the lateral displacement force at maximum temperature and traffic stresses becomes so great that tracks with fully welded rails can break and lead to derailment. On sections with such sharp curves, a lapped track must therefore still be used.

Viktige faktorer som er avgjørende for motstanden mot utknekking, er blant annet bøyningsstivheten for skinnene, vridningsmotstanden for skinnebefestigelsene. sville-avstanden. og sideforskyvingsmotstanden for svillene. Sideforskyvingsmotstanden for svillene har imidlertid særlig sterk innflytelse på motstanden mot utknekking av jernbanesporet. Important factors that are decisive for the resistance to buckling include the bending stiffness of the rails, the torsional resistance of the rail fasteners. sleep distance. and the lateral displacement resistance of the sleepers. However, the lateral displacement resistance of the sleepers has a particularly strong influence on the resistance to buckling of the railway track.

En løsningen som har vært forsøkt benyttet for å øke sideforskyvingsmotstanden, er å feste svilla i underlaget ved hjelp av ulike former for svilleanker, som for eksempel beskrevet i DE OS 3839 998. Dette er imidlertid en arbeidskrevende og kostbar metode, og i tillegg utgjør svilleanker et hinder ved justering av sporgeometrien, og for annet vedlike-holdsarbeid i sporet. One solution that has been tried to increase the resistance to lateral displacement is to fasten the sleeper in the substrate using various forms of sleeper anchors, as for example described in DE OS 3839 998. However, this is a labour-intensive and expensive method, and in addition sleeper anchors constitute an obstacle when adjusting the track geometry, and for other maintenance work in the track.

Sidestabiliteten kan også bedres ved bare å utvide formasjonsplanet gjennom trange kurver og dermed øke endemotstand for svillene med en bredere ballastskulder. Men dette krever i de fleste tilfeller et vanskelig og kostbart anleggsarbeid. Lateral stability can also be improved by simply extending the formation plane through narrow curves and thereby increasing the end resistance of the sleepers with a wider ballast shoulder. But in most cases this requires difficult and expensive construction work.

En vanlig svilletype for helsveist spor, er ei monoblokksville av forspent betong. Den har i hovedsak form som en bjelke med et noe innsnevret midt-parti og trapesformet tverrsnitt, hvor sideflatene nedover heller svakt utover. Når det ses bort fra effekten av en inn-snevring på midten, kan motstanden mot aksial forskyving av ei slik standard betongsville i pukkballast for ubelastet jernbanespor, i hovedsak deles i tre komponenter: jordtrykk mot endeflatene og friksjon mot de vertikale sideflatene, og mot undersida. A common sleeper type for fully welded track is a monobloc sleeper made of prestressed concrete. It essentially has the shape of a beam with a somewhat narrowed middle section and a trapezoidal cross-section, where the side faces downwards rather slightly outwards. Disregarding the effect of a narrowing in the middle, the resistance to axial displacement of such a standard concrete sleeper in crushed ballast for an unloaded railway track can essentially be divided into three components: earth pressure against the end surfaces and friction against the vertical side surfaces, and against the underside .

I patentsøknad EP 919,666 er det beskrevet en stålhylse som ligger utenpå ei betongsville. Stålhylsa er utformet med vertikale ribber på de vertikale sideflatene, for så å bedre feste i ballastlaget. I US 5,104,039 er det angitt en utforming av vertikale, kilformete. grunne utsparinger i de vertikale sideflatene for å øke friksjon og forhaking. Effekten av begge disse utformingene vil være sterkt avhengig av det moderate horisontaltrykket i ballastmateialet mellom svillene, og begrenses av dette. In patent application EP 919,666, a steel sleeve is described which lies on the outside of a concrete sleeper. The steel sleeve is designed with vertical ribs on the vertical side surfaces, in order to better attach to the ballast layer. In US 5,104,039, a vertical, wedge-shaped design is specified. shallow recesses in the vertical side surfaces to increase friction and hooking. The effect of both of these designs will be strongly dependent on the moderate horizontal pressure in the ballast material between the sleepers, and will be limited by this.

I patentsøknad DE 2,735,797 er det beskrevet ei betongsvilie med store kammerformete utsparinger i svillas vertikale sideflater, og fortrinnsvis en profilering i form av tallrike rombeformige forhøyninger, av svilleundersida. I figurene er det vist et tett mønster av rombeformige forhøyninger på undersida. Med denne utformingen vil det i tillegg til friksjon, oppnås en viss forhakingseffekt, men ved forskyvning vil ballastpukken i hovedsak gli på og rulle rundt de små rombeflatene av betong på svilleundersida. In patent application DE 2,735,797, a concrete sleeper is described with large chamber-shaped recesses in the sleeper's vertical side surfaces, and preferably a profiling in the form of numerous space-shaped elevations, of the sleeper underside. The figures show a dense pattern of room-shaped elevations on the underside. With this design, in addition to friction, a certain hooking effect will be achieved, but when displaced, the ballast will mainly slide on and roll around the small concrete space surfaces on the underside of the sleepers.

Patentsøknad DE 411,1088 omhandler ei betongsvilie hvor svilla er utformet med et slankt midtparti og brede endepartier. De vertikale sideflatene på endepartiene er utformet med en rekke vertikale utsparinger. Som for svillene i samsvar med EP 919,666 og US 5,104,039 vil effekten av ballastens forhaking i disse utsparingene være en funksjon av det horisontale trykket i ballastmaterialet mot svillas vertikale sideflater, og begrenses av dette. Det er videre angitt at undersida av svilla på de ytre tredjedeler av lengden, kan være forsynt med tverrgående utsparinger. I beskrivelsen er det angitt at det ikke er nødvendig å øke svilletverrsnittet, og disse utsparingene vil derfor være så grunne at friksjonseffekten av dem i praksis må være meget begrenset. Patent application DE 411,1088 deals with a concrete sleeper where the sleeper is designed with a slim middle part and wide end parts. The vertical side surfaces of the end portions are designed with a series of vertical recesses. As for the sleepers in accordance with EP 919,666 and US 5,104,039, the effect of the ballast hooking in these recesses will be a function of the horizontal pressure in the ballast material against the vertical side surfaces of the sleepers, and will be limited by this. It is further stated that the underside of the sleeper on the outer thirds of the length can be provided with transverse recesses. In the description, it is stated that it is not necessary to increase the sleeper cross-section, and these recesses will therefore be so shallow that their frictional effect must in practice be very limited.

Ingen av de hittil kjente løsningene synes å ha tilfredsstilt behovet for ei sville med tilstrekkelig sideforskyvingsmotstand, for helsveist spor i kurver med små radier, og i klima med store temperatur-svingninger. None of the solutions known to date seem to have satisfied the need for a sleeper with sufficient lateral displacement resistance, for fully welded track in curves with small radii, and in climates with large temperature fluctuations.

Formål Purpose

Hovedformålet med foreliggende oppfinnelse er å framskaffe ei sville med betydelig økt sideforskyvningsmotstand i forhold til kjente sviller, slik at ved bruk oppnås et jernbanespor med økt stabilitet. Et videre formål med oppfinnelsen er at svilla skal være forholdsvis enkel å produsere og praktisk å legge og bruke. The main purpose of the present invention is to provide a sleeper with significantly increased lateral displacement resistance compared to known sleepers, so that when used a railway track with increased stability is obtained. A further purpose of the invention is that the sleeper should be relatively easy to produce and practical to lay and use.

Oppfinnelsen. The invention.

Formålet nås med ei sville i samsvar med den karakteriserende del av patentkrav 1. Fordelaktige trekk er gitt i de uselvstendige krav. The purpose is achieved with a sleeper in accordance with the characterizing part of patent claim 1. Advantageous features are provided in the non-independent claims.

Ei sville i samsvar med foreliggende oppfinnelse gir bedret innfesting i ballastlaget, og forskyver skjærsonen ved sideveis bevegelse, ned i pukkmaterialet, slik at den indre pukk mot pukk friksjonen utnyttes og gir økt sideforskyvnings-motstand, og dermed økt effektiv friksjon mot sideforskyvning. Ved bruk av ei sville i samsvar med foreliggende oppfinnelse, vil sidestabiliteten for et jernbanespor kunne forbedres nok for bruk av helsveist spor gjennom kurver med mindre radier enn det som er praktisert med kjente løsninger. Bruk av sviller i samsvar med foreliggende oppfinnelse i slakere kurver og på rettlinje vil også bidra til bedre sporstabilitet. hvilket vil resultere i mindre behov for sporvedlikehold samt billigere og mer effektiv drift. Bruk av sviller i samsvar med foreliggende oppfinnelse, kan også forbedre den generelle sporstabiliteten for høyhastighetsbaner. A sleeper in accordance with the present invention provides improved anchoring in the ballast layer, and shifts the shear zone during lateral movement, down into the crushed material, so that the internal crushed stone friction against crushed stone is utilized and provides increased lateral displacement resistance, and thus increased effective friction against lateral displacement. By using a sleeper in accordance with the present invention, the lateral stability of a railway track can be improved enough for the use of fully welded track through curves with smaller radii than is practiced with known solutions. Use of sleepers in accordance with the present invention in gentler curves and in a straight line will also contribute to better track stability. which will result in less need for track maintenance as well as cheaper and more efficient operation. The use of sleepers in accordance with the present invention can also improve the general track stability for high-speed railways.

Motstanden mot forflytting av ei sville, er blant annet en funksjon av vertikaltrykket på svilla og den effektive friksjonen mellom svilleundersida og underlaget. Ei tradisjonell betongsvilie har ei relativt slett underside. Ved forskyving av svilla oppstår friksjonskraft ved at pukksteiner glir mot betongflata, grenseflate-friksjon for pukk mot betong, og i tillegg kan hjørner og egger på pukken forhake seg i ujevnheter i betongflata. Den resulterende friksjonskoeffisienten vil være dominert av grenseflate-friksjonen, samt den forhakingseffekt som kommer av dreining og rotasjon av steiner som haker seg fast i ujevnheter i betongflata. Denne samlede friksjonskoeffisienten er lav i forhold til den interne friksjonen i vanlig god ballastpukk. The resistance to movement of a sleeper is, among other things, a function of the vertical pressure on the sleeper and the effective friction between the underside of the sleeper and the substrate. A traditional concrete sleeper has a relatively plain underside. When the rubble is moved, frictional force occurs when crushed stones slide against the concrete surface, interface friction for crushed stone against concrete, and in addition, corners and edges of the crushed stone can snag on irregularities in the concrete surface. The resulting coefficient of friction will be dominated by the interface friction, as well as the hooking effect that comes from turning and rotation of stones that hook into irregularities in the concrete surface. This overall coefficient of friction is low compared to the internal friction in ordinary good ballast.

I samsvar med foreliggende oppfinnelse, utformes svilleundersida med forhøyninger, for å gi svilla et ekstra godt feste i underliggende ballastpukk, ved at et sjikt av pukk holdes så fast i forhøynings-strukturen i svilleundersida, at den høye indre pukk/pukk friksjonen i ballasten utnyttes for å gi motstand mot forskyving av svilla. In accordance with the present invention, the underside of the sleeper is designed with elevations, to give the sleeper an extra good attachment to the underlying ballast, by holding a layer of crushed stone so firmly in the raised structure in the underside of the sleeper, that the high internal crushed stone/crushed friction in the ballast is utilized to provide resistance to displacement of sleepers.

Den lokale fordelingen av vertikalbelastningen på svillene påvirkes av løftebølger og eventuelle vertikale komponenter av temperaturkrefter i skinnene. For å motvirke utknekking av jernebanesporet er det derfor viktig at det under alle belastningsforhold er stor effektiv friksjon eller sterke forhakingseffekter, som gir forskyvingsmotstand på sville-undersida. Sviller i samsvar med foreliggende oppfinnelse vil under belastning gi meget god innspenning for skinnene i jernbanesporet, og særlig motvirke faren for utknekking i kurver med små radier. The local distribution of the vertical load on the sleepers is affected by lifting waves and any vertical components of temperature forces in the rails. In order to prevent buckling of the railway track, it is therefore important that, under all load conditions, there is high effective friction or strong hooking effects, which provide displacement resistance on the underside of the sleeper. Sleepers in accordance with the present invention will, under load, provide very good clamping for the rails in the railway track, and in particular counteract the risk of buckling in curves with small radii.

Det vil også være fordelaktig å bruke ei sville i samsvar med foreliggende oppfinnelse på rettlinjede partier hvor sidemotstanden ved bruk av standardsviller er liten, for eksempel på smale fyllinger, ved brukar og lignende hvor det er behov for å forbedre sporstabiliteten. It would also be advantageous to use a sleeper in accordance with the present invention on rectilinear sections where the lateral resistance when using standard sleepers is small, for example on narrow embankments, at pavements and the like where there is a need to improve track stability.

Eksempel Example

Foreliggende oppfinnelse vil i det følgende beskrives med henvisning til figurer, hvor figur 1 viser ei sville i samsvar med foreliggende oppfinnelse, sett ovenfra, The present invention will be described in the following with reference to figures, where figure 1 shows a sleeper in accordance with the present invention, seen from above,

figur 2 viser et lengdesnitt av ei sville, langs linje I-l i figur 1, figure 2 shows a longitudinal section of a sleeper, along line I-l in figure 1,

figur 3 viser et tverrsnitt av ei sville, langs linje II—II i figur 1 og 2, og figure 3 shows a cross-section of a sleeper, along line II—II in figures 1 and 2, and

figur 4 viser et forstørret utsnitt av undersida av ei sville i samsvar med foreliggende oppfinnelse. figure 4 shows an enlarged section of the underside of a sleeper in accordance with the present invention.

Som vist i figur 1, er ei sville i samsvar med foreliggende oppfinnelse, i hovedsak utformet som ei tradisjonell monoblokksville, med unntak av undersida. Oversida er forsynt med organ 1 for festing av skinner til svilla, det midtre partiet av svilla er litt smalere enn endepartiene, og tverrsnittet av svilla (se figur 3), er trapesformet, idet flata 2 som vender nedover mot underlaget, er større enn flata 3 som vender oppover mot skinnene. Med unntak av undersida, kan svilla ha enhver utforming, da dette ikke utgjør en del av oppfinnelsen. As shown in Figure 1, a sleeper in accordance with the present invention is essentially designed as a traditional monobloc sleeper, with the exception of the underside. The upper side is provided with an organ 1 for attaching rails to the sleeper, the middle part of the sleeper is slightly narrower than the end parts, and the cross-section of the sleeper (see figure 3) is trapezoidal, as the surface 2 that faces downwards towards the substrate is larger than the surface 3 which faces upwards towards the rails. With the exception of the underside, the sleeper can have any design, as this does not form part of the invention.

På undersida er ei sville i samsvar med foreliggende oppfinnelse, utformet med et antall forhøyninger 4, se figur 2. Disse skal ha en høyde H som tilsvarer omtrent 40 - 100%, fortrinnsvis 50 - 70 %, mer fordelaktig 60 %, av Dmax for pukksteinen som utgjør underlaget. Undersida av ei sville i samsvar med foreliggende oppfinnelse er vist i detalj i figur 4. Dersom underlaget ikke er pukkstein, men et annet materiale av fortrinnsvis store enheter, skal høyden H tilsvare 40 - 100 %, fortrinnsvis 50 - 70 %, mer fordelaktig 60 % av Dmax for disse enhetene. On the underside is a sleeper in accordance with the present invention, designed with a number of elevations 4, see Figure 2. These must have a height H that corresponds to approximately 40 - 100%, preferably 50 - 70%, more advantageously 60%, of Dmax for the crushed stone that makes up the substrate. The underside of a sleeper in accordance with the present invention is shown in detail in Figure 4. If the substrate is not crushed stone, but another material of preferably large units, the height H should correspond to 40 - 100%, preferably 50 - 70%, more advantageously 60 % of Dmax for these devices.

Med Dmnji er det i denne sammenhengen ment den største nominelle kornstørrelse på pukksteinen. Dmax i henhold til norske spesifikasjoner for pukk som skal benyttes som ballastlag for sviller, er 6,3 cm. Dette vil si at maksimalt 10 % av pukksteinen som benyttes kan ha en kornstørrelse over 6,3 cm. In this context, Dmnji means the largest nominal grain size of the crushed stone. Dmax according to Norwegian specifications for crushed stone to be used as a ballast layer for sleepers is 6.3 cm. This means that a maximum of 10% of the crushed stone used can have a grain size over 6.3 cm.

Steinene arbeides inn mellom forhøyningene ved pakking, trykk og vibrasjoner, enten ved sporjustering eller passering av rullende materiell. Ved forskyving av ei innebygget sville vil et sjikt av pukkstein holdes så fast i svilleundersida ved forkiling, forhaking og friksjon, at skjærsonen i forskyvingsbandet tvinges til å gå gjennom ballastmaterialet. Derved utnyttes den relativt høye indre friksjonen i ballastpukken og svilla far dermed stor motstand mot sideforskyvning. The stones are worked in between the elevations by packing, pressure and vibrations, either during track adjustment or the passage of rolling material. When shifting a built-in sleeper, a layer of crushed stone will be held so firmly in the underside of the sleeper by wedging, hooking and friction, that the shear zone in the displacement band is forced to go through the ballast material. Thereby, the relatively high internal friction in the ballast is utilized and the sleeper thus has great resistance to lateral displacement.

Idet rullende materiell passerer, blir svilla presset ned mot ballastlaget. og holdt ekstra godt festet ved hjelp av forhøyningene 4 på undersida. Dette er viktig, fordi det er nettopp ved passering av rullende materiell at de største sideforskyvingskreftene og dynamiske effektene forekommer. As rolling material passes, silt is pressed down against the ballast layer. and kept extra firmly attached by means of the elevations 4 on the underside. This is important, because it is precisely when passing rolling material that the greatest lateral displacement forces and dynamic effects occur.

Hver forhøyning 4 strekker seg på tvers av svilla. Forhøyningene 4 kan strekke seg over bare deler av breddeutstrekningen av svilla, men det vil være en fordel om de strekker seg over hele breddeutstrekningen, slik at det dannes tverrgående riller 5 mellom forhøyningene 4 over hele bredden. Dersom forhøyningene bare strekker seg over deler av bredden, vil pukksjiktet som holdes fast i svilleundersida være tilsvarende redusert. Dermed vil en mindre del av skjærflata utnytte den indre friksjonen i ballastmaterialet, og den totale side-forskyvningsmotstanden blir mindre. Each elevation 4 extends across the sleeper. The elevations 4 can extend over only parts of the width of the sleeper, but it would be an advantage if they extended over the entire width, so that transverse grooves 5 are formed between the elevations 4 over the entire width. If the elevations only extend over part of the width, the layer of crushed stone that is held firmly in the underside of the sleeper will be correspondingly reduced. Thus, a smaller part of the cutting surface will utilize the internal friction in the ballast material, and the total lateral displacement resistance will be smaller.

Forhøyningene har fortrinnsvis trapesformet tverrsnitt, vist i figur 4, idet de vertikale sideflatene 7 av en forhøyning 4 skråner mot hverandre. Vinkelen O mellom de vertikale sideflatene 7 og planet gjennom den horisontale flata 6 som vender nedover mot underlaget, er omtrent 70 grader. Denne eller tilsvarende utforming av forhøyningene 4 vil føre til at pukkstein lettere glir inn i rillen 5 mellom to forhøyninger 4, idet svilla presses nedover i ballastlaget. The elevations preferably have a trapezoidal cross-section, shown in Figure 4, with the vertical side surfaces 7 of an elevation 4 sloping towards each other. The angle O between the vertical side surfaces 7 and the plane through the horizontal surface 6 facing downwards towards the substrate is approximately 70 degrees. This or a similar design of the elevations 4 will cause crushed stone to slide more easily into the groove 5 between two elevations 4, as gravel is pressed down into the ballast layer.

Med et firkantet tverrsnitt av forhøyningene 4, vil forhøyningene bli veikere, kantene brytes lettere av og effekten av forhøyningene vil dermed reduseres. Med et trapesformet tverrsnitt vil forhøyningene bli sterkere, kantene brytes ikke så lett av, og stein vil gli lettere til sida og inn i rillen 5 mellom forhøyningene 4 når svilla presses nedover i ballastlaget. With a square cross-section of the elevations 4, the elevations will be weaker, the edges break off more easily and the effect of the elevations will thus be reduced. With a trapezoidal cross-section, the elevations will be stronger, the edges will not break off so easily, and stone will slide more easily to the side and into the groove 5 between the elevations 4 when gravel is pressed down into the ballast layer.

Med et trekantet tverrsnitt av forhøyningene, vil stein gli inn i rillene 5 mellom for-høyningene 4, og det vil kreve mindre krefter å presse svilla ned i underlaget. Imidlertid vil spissen av trekanten lett knekke av, og effekten av forhøyningen vil reduseres. Også under framstilling, transport og legging, vil spissen av en trekant lett knekke. With a triangular cross-section of the elevations, stone will slide into the grooves 5 between the elevations 4, and it will require less effort to push the gravel down into the substrate. However, the tip of the triangle will easily break off and the effect of the elevation will be reduced. Also during manufacture, transport and laying, the tip of a triangle will easily break.

Med et trapesformet tverrsnitt av forhøyningene, vil bredden B av en forhøyning 4. dvs. bredden av den horisontale flata 6 som vender nedover mot underlaget, målt i svillas lengderetning, være 45 - 60 %, fortrinnsvis 50 % av Dmax for pukksteinen. Vinkelen ip mellom de vertikale sideflatene 7 og planet gjennom den horisontale nedovervendte flata 6. bør være omtrent 70°, for å oppnå tilstrekkelig effektivitet og styrke av forhøyningen 4. With a trapezoidal cross-section of the elevations, the width B of an elevation 4, i.e. the width of the horizontal surface 6 facing downwards towards the substrate, measured in the longitudinal direction of the sleeper, will be 45 - 60%, preferably 50% of Dmax for the pumice stone. The angle ip between the vertical side surfaces 7 and the plane through the horizontal downward facing surface 6. should be approximately 70°, in order to achieve sufficient efficiency and strength of the elevation 4.

For å oppnå best resultat er det videre en fordel at forhøyningene 4 plasseres under hele lengden av undersida 2 av svilla, slik at de danner en sammenhengende fortanning. Avstanden D mellom forhøyningene 4, fra senter til senter, bør fortrinnsvis være omtrent 2 ganger D,^ for steinen i underlaget. En avstand F mellom to forhøyninger 4 ved sville-undersida, det vil si en avstand mellom start og slutt av to tilstøtende forhøyninger (se figur 4), bør være større enn breddeutstrekningen B av de nedovervendte overflatene av forhøyningene 4, i lengde-utstrekningen av svilla. In order to achieve the best result, it is further an advantage that the elevations 4 are placed under the entire length of the underside 2 of the sleeper, so that they form a continuous serration. The distance D between the elevations 4, from center to center, should preferably be approximately 2 times D,^ for the stone in the substrate. A distance F between two elevations 4 at the underside of the sleeper, i.e. a distance between the start and end of two adjacent elevations (see Figure 4), should be greater than the width extent B of the downward facing surfaces of the elevations 4, in the longitudinal extent of sleep.

Dersom en regner Dmaji av pukkstein til å være 6,3 cm, vil en mulig utforming av ei sville i samsvar med foreliggende oppfinnelse, på undersida 2 ha forhøyninger 4 som er omtrent 3,8 cm høye, (H = 3,8) avstanden mellom to forhøyninger 4, fra senter til senter vil være omtrent 12,6 cm, (D = 12,6) og bredden av den horisontale flata 6 av forhøyningen 4 som vender nedover mot underlaget, vil være omtrent 3,2 cm (B = 3,2). Den øvrige utformingen av svilla er fortrinnsvis i samsvar med standardsville JBV 97. If one calculates the Dmaji of crushed stone to be 6.3 cm, a possible design of a sleeper in accordance with the present invention will have elevations 4 on the underside 2 that are approximately 3.8 cm high, (H = 3.8) the distance between two elevations 4, from center to center will be approximately 12.6 cm, (D = 12.6) and the width of the horizontal surface 6 of the elevation 4 facing downwards towards the substrate will be approximately 3.2 cm (B = 3.2). The other design of the sleeper is preferably in accordance with the standard sleeper JBV 97.

Det vil forstås av fagpersoner at den foreliggende oppfinnelsen ikke bare begrenses til hva som hovedsakelig er vist og beskrevet ovenfor. Oppfinnelsen omfatter også kombinasjoner og under-kombinasjoner av de beskrevete trekkene, samt modifiseringer og variasjoner av dette som er opplagte for en person som kjenner teknikkens stand, som faller innen ramma for de følgende krav. It will be understood by those skilled in the art that the present invention is not only limited to what is mainly shown and described above. The invention also includes combinations and sub-combinations of the features described, as well as modifications and variations thereof which are obvious to a person familiar with the state of the art, which fall within the scope of the following claims.

Claims

1. Sleeper for rails in a railway track that utilizes the internal friction in an underlying crushed stone layer with a maximum nominal grain size Dmax, as the sleeper and an upper layer of the underlying crushed stone form a co-operating structure that moves the shear zone between the underside of the sleeper and the crushed stone layer down into the crushed stone layer, and that the sleeper has a number of elevations (4) on the underside (2), where each elevation (4) extends over significant parts of the width of the sleeper, characterized in that the height (H) of each elevation (4) is 40 - 100% of Dmax for the pumice stone, and that a distance (F) between two elevations (4) at the sleeper underside (2) is greater than a width ( B) of a downward-facing surface (6) on the elevation (4) in the longitudinal extent for sleepers.

2. Sleeper in accordance with claim 1, characterized in that a distance (D) between the center of two elevations (4) corresponds approximately to 2 times Dmax for the stones in the crushed stone layer.

3. Sleep in accordance with one of the preceding requirements, characterized in that the width (B) of the downward facing surface (6) of the elevations (4) corresponds to approximately 45 - 60%, preferably 50% of Dmax for the stones in the crushed stone layer.

4. Sleep in accordance with one of the preceding requirements, characterized in that the elevations (4) are symmetrical, and that an angle (tp), between the vertical surfaces (7) and the plane through the downward facing surface (6) of the elevations (4), is approximately 65-75 degrees, preferably 70 degrees .

5. Sleeper in accordance with claim 1, characterized in that the height (H) of each elevation (4) is 50 - 70%, preferably 60% of Dmax for the puck stone.

6. Sleep in accordance with one of the preceding requirements, characterized in that each elevation (4) extends over the entire width of the sleeper, so that transverse grooves (5) are formed between the elevations (4).

7. Sleep in accordance with one of the preceding requirements, characterized in that the elevations (4) have a trapezoidal cross-section.

8. Sleep in accordance with one of the preceding requirements, characterized in that the sleeper is designed with elevations (4) and grooves (5) throughout the entire length, so that a serration is formed.