Η συµβολή της προκατασκευής από σκυρόδεµα στην τεχνολογία της «Σταθερής Επιδοµής» (*)

Transcript

1 Η συµβολή της προκατασκευής από σκυρόδεµα στην τεχνολογία της «Σταθερής Επιδοµής» (*) Σ. Γ. Τσουκαντάς ρ. Πολιτικός Μηχανικός. Επ. Καθηγητής Ε.Μ.Π. Λέξεις κλειδιά : Επιδοµή, σιδηροδροµική γραµµή, σιδηροτροχιά, ελαστικός σύνδεσµος, πολυστρωµατικό σύστηµα, προκατασκευή. Περίληψη: Στην εργασία αυτή γίνεται αρχικά συνοπτική αναφορά της ανάγκης χρήσεως της Τεχνολογίας της Σταθερής Επιδοµής στην κατασκευή της Επιδοµής Σιδηροδροµικών Γραµµών, και παρουσιάζεται η δοµή της Σταθερής Επιδοµής. Ακολούθως, παρουσιάζονται, περιγράφονται και αναλύονται τα µέχρι τώρα εφαρµοσµένα προκατασκευασµένα (µε βάση το σκυρόδεµα) συστήµατα Σταθερής Επιδοµής στην διεθνή πρακτική (Ιαπωνία, Ιταλία, Γερµανία), και εξάγονται συµπεράσµατα από την µέχρι σήµερα χρήση της προκατασκευής στην κατασκευή της Σταθερής Επιδοµής. 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Όπως είναι γνωστό, η τεχνολογία της προκατασκευής έχει υπεισέλθει σε πλήθος τεχνικών έργων συµβάλλοντας όλο και περισσότερο στην συντόµευση του χρόνου κατασκευής τους παράλληλα µε την βελτίωση της αντοχής στον χρόνο και την συνολική αύξηση της ποιότητας τους. Σε σχέση µε τα σιδηροδροµικά έργα, πέραν της τεχνολογίας κατασκευής προκατασκευασµένων προεντεταµένων στρωτήρων που κυριαρχούν στην δοµή και διαδικασία στρώσης γραµµής, τα τελευταία χρόνια ολοένα και περισσότερο η τεχνολογία της προκατασκευής συµβάλλει στην ανάπτυξη συστηµάτων «σταθερής επιδοµής». Με τον όρο «σταθερή επιδοµή» νοείται το σύστηµα γραµµής στο οποίο η έδραση των σιδηροτροχιών δεν πραγµατοποιείται επί στρωτήρων επί έρµατος (όπως η παραδοσιακή πρακτική), αλλά σε σταθερή οπλισµένη πλάκα από σκυρόδεµα, η οποία µε την σειρά της εδράζεται σε κάτω από αυτήν φέρουσες στρώσεις µε κλιµακούµενο προς τα κάτω µέτρο ελαστικότητας. (βλ. Σχ. 1) (*) Ο όρος «Σταθερή Επιδοµή», αποδίδει στα Ελληνικά τον όρο slab track στην Αγγλική, feste fahrbahn στην Γερµανική, voies sur dalles στην Γαλλική γλώσσα.

2 2. Η ΑΝΑΓΚΗ ΧΡΗΣΕΩΣ ΤΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΗΣ ΣΤΑΘΕΡΗΣ ΕΠΙ ΟΜΗΣ α) Τάσεις για την ανάπτυξη των σιδηροδρόµων στα τέλη του προηγούµενου αιώνα και απαιτήσεις του τρέχοντος αιώνα, είναι η εφαρµογή Γραµµών Υψηλών Ταχυτήτων ( km/h). Για την ικανοποίηση δε των απαιτήσεων για υψηλές ταχύτητες, τα τελευταία 30 περίπου χρόνια έχει αναπτυχθεί παγκοσµίως και συνεχώς εξελίσσεται η τεχνολογία της Σταθερής Επιδοµής. β) Με την κίνηση των συρµών επί επιδοµής µε βάση την γνωστή σκυρογραµµή (γραµµή επί έρµατος) και, ανάλογα µε το φορτίο των συρµών, την πυκνότητα κινήσεως και ιδίως µε την ταχύτητά-τους καθώς και την ποιότητα κατασκευής και συντήρησης της γραµµής, προκύπτουν οριζόντιες ή/και κατακόρυφες µετατοπίσεις των γραµµών («σφάλµατα») λόγω στατικών και δυναµικών καταπονήσεων, και απαιτούνται διορθώσεις σε τακτά διαστήµατα. Μετά όµως από αρκετά χρόνια διεθνούς εµπειρίας (π.χ. Ιαπωνία, Γερµανία, Γαλλία κ.λ.π) σε υψηλές ταχύτητες παρατηρήθηκε σηµαντική φθορά στο έρµα, το οποίο λόγω των δυναµικών φορτίων, τροχοπεδήσεων κλπ, κυριολεκτικά συνθλίβεται και συµπυκνούται µε αποτέλεσµα την απώλεια της ελαστικότητάς του, τη δυσχέρεια στην απορροή των οµβρίων κ.λ.π. Υπό αυτές τις συνθήκες, η διατήρηση της γεωµετρίας της γραµµής απαιτεί συχνότατες και δαπανηρότατες επεµβάσεις, τα δε επιµέρους δοµικά στοιχεία της επιδοµής (στρωτήρες, σιδηροτροχιές, υλικά πρόσδεσης κ.λ.π.) υφίστανται ανεπίτρεπτες φθορές και χρήζουν µε την σειρά-τους αντικατάσταση πολύ νωρίτερα από τον αναµενόµενο χρόνο ζωής-τους. Επίσης δαπανηρές επεµβάσεις δεν αποφεύγονται και στην υποδοµή. Σε ό,τι αφορά το έρµα, αυτό απαιτείται να αντικαθίσταται εξ ολοκλήρου ανά διαστήµατα πολύ συχνότερα απ ότι για τις χαµηλότερες ταχύτητες ακόµη και στην περίπτωση γρανιτικών ή βασαλτικών πετρωµάτων. Όταν δε το έρµα προέρχεται από ασβεστολιθικά πετρώµατα όπως συµβαίνει στην Ελλάδα, τότε τα δυναµικά φαινόµενα του συστήµατος «όχηµα-γραµµή» καθιστούν την εφαρµογή γραµµής επί έρµατος άκρως προβληµατική, εξαιρετικώς δαπανηρή και κατ ουσίαν ανεπίτρεπτη για γραµµές Υψηλών Ταχυτήτων. Οι αρνητικές αυτές διεθνείς εµπειρίες οδήγησαν διεθνώς στην υιοθέτηση της σταθερής επιδοµής. Με την µέθοδο της σταθερής επιδοµής αίρονται ουσιαστικά (όπως αποδείχθηκε και πρακτικά από την πάνω από 30 χρόνια εφαρµογή-της) τα ως άνω µειονεκτήµατα της γραµµής επί έρµατος, αφού το έρµα αντικαθίσταται εξ ολοκλήρου από φέρουσα πλάκα Ω.Σ. επί κατάλληλα διαµορφωµένου υποστρώµατος. γ) Σταθερή Επιδοµή εφαρµόζεται : - σε όλες σχεδόν τις Νέες γραµµές υψηλών ταχυτήτων στο Ευρωπαϊκό δίκτυο σε αντικατάσταση της κλασικής σκυρογραµµής, - κατ αποκλειστικότητα σχεδόν σε όλες τις σήραγγες.

3 3. ΟΜΗ ΤΗΣ ΣΤΑΘΕΡΗΣ ΕΠΙ ΟΜΗΣ Η δοµή της σταθερής επιδοµής, παρουσιάζεται σχηµατικά στο Σχήµα 1. α) Οι σιδηροτροχιές συνδέονται ελαστικά (ανά αποστάσεις 60 65cm) µε την άκαµπτη σταθερή φέρουσα κατασκευή. β) Η φέρουσα κατασκευή συντίθεται από φέρουσες στρώσεις (πολυστρωµατικό σύστηµα), η αντοχή και το µέτρο ελαστικότητας των οποίων προβλέπεται να µειώνεται εκ των άνω προς τα κάτω (βλ. Σχ. 1), δηλαδή Ε 1 >Ε 2 >Ε 3 >Ε 4. γ) Η ελαστική σύνδεση των σιδηροτροχιών µε το σώµα της Σ.Ε., εξασφαλίζεται µέσω κατάλληλων συνδέσµων και ελαστικών πλακών οι οποίες τίθενται µεταξύ του κάτω πέλµατος της σιδηροτροχιάς και του άνω πέλµατος της άνω φέρουσας στρώσης (της φέρουσας κατασκευής), σε κατάλληλα διαµορφωµένη περιοχή-της στην θέση της συνδέσεως όπως παρουσιάζεται σχηµατικά στο Σχήµα 2. δ) Οι ελαστικές πλάκες πρέπει να διαθέτουν τιµή c stat = 22.5±2.5 kn/mm, σταθερή για περιοχές θερµοκρασιών από -30 C έως +60 C. Με όλη αυτή τη διάταξη, την ελαστική στήριξη των σιδηροτροχιών και λόγω της καµπτικής ικανότητας της σιδηροτροχιάς UIC 60 (η οποία προβλέπεται µε συνεχή συγκόλληση), η φόρτιση τροχού του συρµού κατανέµεται οµαλά στις ένθεν και εκείθεν του τροχού στηρίξεις της σιδηροτροχιάς έτσι ώστε να εξασφαλίζεται «ήρεµη» πορεία κατά την κίνηση του συρµού µε ελαχιστοποίηση των δυναµικών επιβαρύνσεων (λόγω της κινήσεως). Σχήµα 1. Σχηµατική παράσταση συστήµατος σταθερής επιδοµής, (Ε1>Ε2>Ε3>Ε4)

4 Σχήµα 2. Τυπικός Σύνδεσµος Σταθερής Επιδοµής 4. ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΣΤΑΘΕΡΗΣ ΕΠΙ ΟΜΗΣ. α) Μετά την δοκιµαστική εφαρµογή σταθερής επιδοµής σε άκαµπτη βάση σήραγγας το 1967 στο Radcliffe on Trent στην Αγγλία, όπου δοκιµάστηκαν διάφορα συστήµατα στερεώσεως των σιδηροτροχιών σιδηροδροµικών γραµµών επί φέρουσας πλάκας (αντί στρωτήρων επί έρµατος), άνοιξε ουσιαστικά ο δρόµος για την ανάπτυξη συστηµάτων σταθερής επιδοµής στην Ευρώπη. β) Στην Ιαπωνία, από το 1964 δοκιµάστηκε µε επιτυχία εφαρµογή Σ.Ε. και µετά από µερικά χρόνια έρευνας και παρατηρήσεις υιοθετήθηκε και εφαρµόζεται σχεδόν αποκλειστικά στις κύριες γραµµές σταθερή επιδοµή µε βάση την προκατασκευή. γ) Στην Γαλλία, Ελβετία, Ιταλία, Αυστρία, Αγγλία, Ισπανία και αλλού σε όλες τις σήραγγες τα τελευταία χρόνια εφαρµόζεται η τεχνολογία σταθερής επιδοµής, ενώ πρόσφατα στη Γαλλία στην γραµµή Μασσαλία Παρίσι εφαρµόστηκε επίσης η Σταθερή Επιδοµή. δ) Η πρώτη επιτυχηµένη εφαρµογή της Σ.Ε. στην Γερµανία έγινε περί το 1976, µε την ανάπτυξη του συστήµατος RHEDA και σήµερα (στην Γερµανία) Σταθερή Επιδοµή είναι σε χρήση περί τα 350km γραµµής, µε εφαρµογή διαφόρων συστηµάτων Σ.Ε. που αναπτύχθησαν εν τω µεταξύ. Στην Γερµανία σήµερα διατίθενται 6 εγκεκριµένα συστήµατα Σταθερής Επιδοµής, 4 µε βάση το σκυρόδεµα και 2 µε βάση ασφαλτικά υλικά, ενώ πλήθος άλλων ευρίσκονται σε φάση δοκιµαστικής διαδικασίας.

5 ε) Στο Σχ. 3, παρουσιάζεται τυπική διατοµή Σταθερής Επιδοµής τύπου RHEDA Sengeberg. Mε το σύστηµα αυτό ευρίσκεται σήµερα σε εξέλιξη στην Ελλάδα η κατασκευή διπλής σιδηροδροµικής γραµµής στις χιλιοµετρικές θέσεις της γραµµής Αθηνών Θεσ/κης υπό την εποπτεία της ΕΡΓΑ-ΟΣΕ (µετά από διεξοδική µελέτη του συστήµατος αυτού από την ίδια εταιρεία). Το σύστηµα αυτό αποτελεί µετεξέλιξη του προαναφερθέντος συστήµατος Rheda και κατασκευάζεται µε επί τόπου του έργου διαδικασίες. Σχήµα 3. Τυπική διατοµή Σταθερής Επιδοµής τύπου Rheda Sengeberg 5. ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΣΤΑΘΕΡΗΣ ΕΠΙ ΟΜΗΣ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΗΝ ΠΡΟΚΑΤΑΣΚΕΥΗ 5.1.Γενικά Από τις πρώτες κιόλας προσπάθειες εφαρµογών Σταθερής Επιδοµής διεφάνησαν τα πλεονεκτήµατα (βλ. 6) εφαρµογής της τεχνολογίας της προκατασκευής, και δεν είναι τυχαίο, ότι στην Ιαπωνία από το 1970 µέχρι σήµερα εφαρµόζονται σχεδόν αποκλειστικά προκατασκευασµένα συστήµατα Σταθερής Επιδοµής σ όλο το ίκτυο των Ιαπωνικών σιδηροδρόµων. Σε αυτά που ακολουθούν, περιγράφονται συνοπτικά συστήµατα Σ.Ε. µε βάση την προκατασκευή όπως αναπτύχθησαν στην Ιαπωνία, Ιταλία και Γερµανία Στην Ιαπωνία Στο Σχ. 4 φαίνεται η κατασκευαστική διαµόρφωση Σ.Ε. µέσω προκατασκευής και το τύπος αυτός Σταθερής Επιδοµής είναι ο βασικός τύπος (Type A). Στον τύπο αυτό, οι προκατασκευασµένες πλάκες στηρίζονται επί βάσεως από σκυρόδεµα µε ειδικές διατάξεις υψοµετρικής ρυθµίσεως. Φροντίζεται έτσι ώστε η κάτω επιφάνεια της

6 προκατασκευασµένης πλάκας να απέχει περί τα 50mm από την πάνω επιφάνεια της βάσεως η οποία είναι κατασκευασµένη επίσης από σκυρόδεµα. Η ενδιάµεση αυτή περιοχή των 50 mm πληρούται µε έγχυση (και εκ των άνω µέσω κατάλληλων οπών της πλάκας) κονιάµατος τσιµέντου - ασφαλτικού. [C.A.M.], κατάλληλης σύνδεσης. Οι προκατασκευασµένες πλάκες, έχουν µήκος m, πλάτος 2.34m και πάχος 16 20cm. Στις ακραίες περιοχές του πλάτους των πλακών, στις απολήξεις του διαµήκους άξονα, υπάρχει κατάλληλη ηµικυκλική διαµόρφωση (θηλυκό) για την ορθή τοποθέτηση των πλακών στην θέση κατάλληλης κυλινδρικής διατάξεως. Σχήµα 4. ιατοµή Σ.Ε. σε ανοιχτή γραµµή (διαστάσεις σε mm) Η κυλινδρική διάταξη συγκρατήσεως, διαµέτρου 400mm και ύψους 250mm είναι κατασκευασµένη από οπλισµένο σκυρόδεµα και είναι ακάµπτως συνδεδεµένη µε την βάση από οπλισµένο σκυρόδεµα. Χρησιµεύει ως οδηγός τοποθετήσεως των προκατασκευασµένων πλακών και κυρίως ως µηχανισµός συγκρατήσεως µετακινήσεων των προκατασκευασµένων πλακών σε

7 διαµήκη και εγκάρσια έννοια. Οι διατάξεις αυτές συγκρατήσεως είναι κατασκευασµένες ανά αξονικές αποστάσεις 5.0m µεταξύ-τους. Οι προκατασκευασµένες πλάκες τοποθετούνται µεταξύ των δύο κυλινδρικών διατάξεων συγκρατήσεως µε τις κατάλληλες ανοχές. Το κονίαµα C.A.M. είναι βασικότατος παράγοντας επιτυχίας και καλής λειτουργίας του όλου συστήµατος της Σταθερής Επιδοµής. Πρόκειται περί κονιάµατος ειδικής συνθέσεως, από ασφαλτοπίληµα - τσιµέντο - λεπτόκκοκα αδρανή. Ο ρόλος του είναι να αναλαµβάνει την φόρτιση, παρέχοντας ταυτοχρόνως ελαστική παραµόρφωση και απορρόφηση κραδασµών από την κίνηση των συρµών υπό µεγάλες ταχύτητες, συµβάλλοντας επίσης και στην µείωση του θορύβου. Η βάση του όλου συστήµατος κατασκευάζεται επί τόπου του έργου (είτε µέσω σταθερών τύπων, είτε µε τεχνικές ολισθαινόντων τύπων) από οπλισµένο σκυρόδεµα, (µε αρµούς) ποιότητας 25N/mm 2. Οι προκατασκευασµένες πλάκες κατασκευάζονται κατά κανόνα από προεντεταµένο σκυρόδεµα µε πλήρη ή µερική προένταση. Για την διαστασιολόγηση, σε περιοχές χαµηλών θερµοκρασιών θεωρούνται δύο άξονες (170 kν) σε απόσταση 2.5m λαµβάνοντας υπόψη συντελεστή επαυξήσεως λόγω δυναµικών φαινοµένων 1.45 για τις συνήθεις περιπτώσεις και 3.0 για εξαιρετικές περιπτώσεις. Σε όλες τις περιπτώσεις, υπό την επαναλαµβανόµενη φόρτιση εκ συρµών, βασική απαίτηση είναι να µην αναπτύσσονται εφελκυστικές τάσεις εκ κάµψεως και σε ακραίες περιπτώσεις, οι εξ αυτής της αιτίας αναπτυσσόµενες ρωγµές, δεν πρέπει να έχουν εύρος µεγαλύτερο από 0.1mm. Για την υποδοµή και την στρώση διαµόρφωσης (κάτω από την πλάκα σκυροδέµατος βάσεως) ως ελάχιστη τιµή του µέτρου συµπιεστότητας λαµβάνεται 111MN/m 3, υπό συνθήκες προσδιορισµού µε πλάκα διαµέτρου 750mm Στο Σχ. 5, φαίνεται διατοµή Σ.Ε. µε δυνατότητα καλύτερης απόσβεσης κραδασµών και µεγαλύτερη απορροφητικότητας θορύβων. Πρόκειται ουσιαστικά περί του βασικού τύπου Σ.Ε. (βλ. Σχ. 4), µε προσθήκη όµως κατάλληλης πλαστικής µεµβράνης µεταξύ του κάτω πέλµατος της προκατασκευασµένης πλάκας και του κονιάµατος C.A.M. Στο Σχήµα 5 φαίνονται επίσης και µικροδιαφοροποιήσεις ως προς το πάχος των προκατασκευασµένων στοιχείων και των µηχανικών χαρακτηριστικών της πλαστικής µεµβράνης που χρησιµοποιήθηκαν σε διάφορες γραµµές της Ιαπωνίας. Ο τύπος αυτός ονοµάζεται Τype VA.

8 Σχήµα 5. ιατοµή Σταθερής Επιδοµής τύπου VA 5.3.Στην Ιταλία α) Στην Ιταλία έχει αναπτυχθεί το σύστηµα «IPA System» του οποίου η λογική σχεδιασµού είναι αυτή όπως εφαρµόζεται στην Ιαπωνία µε µικρές βελτιώσεις. β) Στο σύστηµα αυτό (βλ. Σχ. 6) : οι προκατασκευασµένες πλάκες έχουν µήκος 4.75m, πλάτος 2.5m και πάχος 15cm, είναι δε προεντεταµένες. Η βάση έδρασης προβλέπεται από πλάκα οπλισµένου σκυροδέµατος πάχους 25cm µε συµµετρικό διπλό οπλισµό και αρµούς κάθε 30m, ικανή να παραλάβει την κατανοµή των φορτίων που µεταφέρονται από τις άνω στρώσεις αλλά και καταπονήσεις λόγω ανωµαλιών της στρώσης διαµόρφωσης (του εδάφους). Η προκατασκευασµένη πλάκα τοποθετείται µε ειδική µηχανική διάταξη (4 κοχλίες µε δυνατότητα ρυθµίσεως) επί της πλάκας έδρασης έτσι ώστε το κάτω πέλµα της να ευρίσκεται σε απόσταση περί τα 5cm πάνω από το άνω πέλµα της πλάκας έδρασης. Ο χώρος αυτός ( ) πληρούται µε ειδικό υδαρές κονίαµα τσιµέντου-ασφαλτικού, µε πίεση εκ των άνω, µέσω 8 κατακόρυφων οπών διαµέτρου 60mm, που προβλέπονται στο σώµα της προκατασκευασµένης πλάκας. Η στρώση αυτή του κονιάµατος, αφ ενός µεν εξοµαλύνει τις ανωµαλίες του πάνω πέλµατος της πλάκας έδρασης, αφ ετέρου δε, προσδίδει και ελαστικότητα (µικρού µεγέθους όµως). Στα πέρατα του διαµήκους µέσου άξονα της προκατασκευασµένης πλάκας, προβλέπονται από την παραγωγή της (στο µέσο των απολήξεων του πλάτους της) ηµικυκλικές κυλινδρικές απολήξεις διαµέτρου 600mm που προεξέχουν 20mm από το κάτω πέλµα της πλάκας (βλ. και Σχ. 6). Οι ηµικυλινδρικές αυτές απολήξεις (αρσενικό), µε την τοποθέτηση της προκατασκευασµένης πλάκας εισέρχονται σε αντίστοιχες θέσεις-οπές (θηλυκό) που προβλέπονται στην οπλισµένη πλάκα έδρασης (που κατασκευάζονται από επιτόπου σκυροδέτηση), και έχουν σκοπό την εξασφάλιση της προκατασκευασµένης πλάκας έναντι διαµήκων και πλευρικών µετατοπίσεων.

9 Σχ. 6. Ιταλικό σύστηµα Σταθερής Επιδοµής (IPA - System) 5.4.Στην Γερµανία Γενικά α) Στην Γερµανία δοκιµές για κατασκευή Σταθερής Επιδοµής άρχισαν προ 30 και πλέον ετών. β)πρώτη δοκιµή έγινε το 1967 στον Σιδηροδροµικό σταθµό Hirschaid µε χρήση προκατασκευασµένων προεντεταµένων πλακών µε διαµήκη και εγκάρσια προένταση. Με βάση την εµπειρία από την πρώτη αυτή εφαρµογή, η οποία όµως δεν ήταν επιτυχηµένη, οι Γερµανικοί σιδηρόδροµοι, ανέπτυξαν διάφορα συστήµατα µε βάση την προκατασκευή τα οποία ευρίσκονται στην φάση τεχνοοικονοµικών διερευνήσεων. γ) Εν των µεταξύ, η εταιρεία Bögl, ανέπτυξε σύστηµα οµοειδές µε αυτό των Ιαπωνικών σιδηροδρόµων το οποίο πρόσφατα, µετά από την διαδικασία δοκιµών επί πειραµατικής γραµµής, έλαβε την έγκριση ευρείας εφαρµογής-του.

10 Συνοπτική παρουσίαση του συστήµατος Bögl Περιγραφή του συστήµατος Στον τύπο αυτό, το βασικό φέρον στοιχείο της Σ.Ε. είναι προκατασκευασµένες πλάκες από προεντεταµένο σκυρόδεµα, ποιότητας Β55, οι οποίες παράγονται σε σύγχρονες εγκαταστάσεις δυναµικότητας 100 πλακών την ηµέρα. Οι πλάκες αυτές έχουν πλάτος όσο το απαιτούµενο από τον τύπο της γραµµής (µονή ή διπλή) και κατά κανόνα µήκος 6m. Στην πάνω επιφάνεια της προκατασκευασµένης πλάκας, από την παραγωγή της προβλέπονται ειδικές διαµορφώσεις στις θέσεις (ανά 65cm) όπου θα γίνει η τοποθέτηση και πρόσδεση των σιδηροτροχιών (πχ. διαµόρφωση όπως στους στρωτήρες, βλ. Σχ.8). Στις θέσεις µάλιστα εκείνες, στο πάχος της πλάκας (20cm) επιβάλλεται και η εγκάρσια προένταση. Μετά την κατασκευή στρώσεως Κ.Θ.Α. πάχους 30cm (µε τις απαιτούµενες ανοχές), τοποθετούνται αρχικά επ αυτής οι προκατασκευασµένες πλάκες και ακολουθεί η οριζοντιογραφική και υψοµετρική ρύθµιση των πλακών η οποία επιτυγχάνεται µε κατάλληλο απλό µηχανισµό που προβλέπεται στα άκρα των πλακών (βλ. Σχ. 8) ο οποίος επιτρέπει και διορθώσεις εκ των υστέρων, πραγµατοποιούµενες µε ειδικό µηχάνηµα µε ακτίνες Λέιζερ. Με αυτόν τον τρόπο οι προκατασκευασµένες πλάκες ρυθµίζονται να συγκρατούνται υψοµετρικώς σε απόσταση 20 30mm από την στρώση Κ.Θ.Α. και η συνεργασία των δυο στρώσεων και ασφαλής στήριξη της πλάκας στην στρώση Κ.Θ.Α. επιτυγχάνεται µε έκχυση (στον χώρο µεταξύ πλάκας και Κ. Θ. Α.) υδαρούς ειδικού µίγµατος ασφαλτοτσιµέντου. Το υλικό αυτό έχει µεγάλη αρχική ρευστότητα και διεισδυτικότητα, ενώ µετά από λίγες ώρες (~8) από την έγχυσή-του αποκτά σηµαντικές αντοχές, ώστε το όλο σύστηµα να µπορεί να τεθεί σε πλήρη φόρτιση. Για την εξασφάλιση της πληρώσεως του κενού (µεταξύ προκατασκευασµένης πλάκας και Κ.Θ.Α.) προβλέπονται στις πλάκες µεγάλες οπές ελέγχου, ενώ στα πλαϊνά των πλακών η συγκράτηση του υδαρούς υλικού πληρώσεως προβλέπεται µε ξύλινες απλές διατάξεις. Κατά µήκος δε των πλακών σε αποστάσεις κάθε µιάµιση πλάκα, προβλέπεται και συγκράτηση του υλικού µέσω εγκάρσιων λωρίδων αεροθαλάµων (σαµπρέλες), από τις οποίες αφαιρείται ο αέρας µετά την σκλήρυνση του υδαρούς αρχικά υλικού και επαναχρησιµοποιούνται οι αεροθάλαµοι. Κατά µήκος, οι πλάκες συνδέονται µεταξύ-τους µέσω εγκάρσιου αρµού µε οδοντώσεις και αναµονές διαµήκων οπλισµών όπου µε ειδική απλή διάταξη, οι απέναντι αναµονές (των διαµήκων οπλισµών) διαδοχικών πλακών, συνδέονται µεταξύ-τους (στην θέση του αρµού) και τους επιβάλλεται διαµήκης εφελκυστική δύναµη (µε σύσφιγξη της κάθε άκρης αναµονής µε την απέναντί-της). Έχει δε προβλεφθεί, από την παραγωγή των προκατασκευασµένων πλακών, οι διαµήκεις αυτές ράβδοι οπλισµού να προβλέπονται µε προένταση (µέσω συναφείας), µε τόση δύναµη, όση απαιτείται για την διαµήκη συνεργασία των πλακών. ηλαδή έχει προβλεφθεί ώστε οι επιβαλλόµενες εφελκυστικές δυνάµεις συσφίγξεως να µην προκαλούν τελικά διαµήκεις εφελκυσµούς στο σώµα των πλακών. Η άνω επιφάνεια των αρµών πληρούται επίσης µε σκυρόδεµα.

11 Οι σύνδεσµοι συγκρατήσεως των σιδηροτροχιών είτε προβλέπονται κατά την παραγωγή των πλακών, είτε τοποθετούνται εκ των υστέρων π.χ. µε χρήση ειδικού συστήµατος της Hilti ή µε άλλα παρόµοια συστήµατα. Σχήµα 7. Κάτοψη και τοµές πλάκας Σχήµα ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΑΠΟ ΤΗΝ ΧΡΗΣΗ ΠΡΟΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ ΣΤΗΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ Σ.Ε. Εκ των µέχρι τώρα εφαρµογών συστηµάτων Σ.Ε. µε χρήση προκατασκευής, διαφαίνεται ότι σε σχέση µε αντίστοιχα άλλα συστήµατα (χωρίς χρήση προκατασκευής) τα προκατασκευασµένα συστήµατα υπερτερούν και διαθέτουν πλήθος πλεονεκτηµάτων, π.χ.: από απόψεως ποιότητας αναµένεται : - υψηλή και ελεγµένη ποιότητα των ίδιων των προκατασκευασµένων στοιχείων, αφού παράγονται βιοµηχανικά και δεν επηρεάζονται κατά την παραγωγή τους από τις περιβαλλοντικές συνθήκες (βροχή-άνεµος-ήλιος)

12 - ακριβής τοποθέτηση των στηρίξεων των σιδηροτροχιών επί των προκατασκευασµένων στοιχείων, αφού η θέση τους (των στηρίξεων δηλαδή) προσδιορίζεται µε µεγάλη ακρίβεια κατά την παραγωγή των προκατασκευασµένων πλακών µέσω µεταλλοτύπων - υψηλή παραγωγικότητα κατά την βιοµηχανική παραγωγή των προκατασκευασµένων στοιχείων - µεγάλη ακρίβεια τοποθετήσεως των στοιχείων στις προβλεπόµενες θέσεις-τους, και ως εκ τούτου µείωση των δυναµικών καταπονήσεων εκ της κινήσεως των συρµών επί του σώµατος της Σταθερής Επιδοµής και αύξηση του χρόνου ζωής της Σ.Ε. από απόψεως χρόνου κατασκευής αναµένονται : - επιτάχυνση προόδου εργασιών διότι οι προκατασκευασµένες πλάκες φθάνουν στο εργοτάξιο µε πλήρη αντοχή και έτσι δεν υπάρχουν καθυστερήσεις για χρονικές αναµονές µέχρι της πλήρους σκληρύνσεως του σκυροδέµατος - δυνατότητες τοποθετήσεως ανεξάρτητα από περιβαλλοντικές συνθήκες - ευχέρεια προσωρινής χρήσεως της γραµµής µετά από µερικές ώρες ( 2 3) από της τοποθετήσεως των προκατασκευασµένων στοιχείων - ευχέρεια αποκαταστάσεως ζηµιών µετά από ενδεχόµενα ατυχήµατα από απόψεως αρχικής ρυθµίσεως για την εξασφάλιση ακριβούς θέσεως (του επιπέδου της γραµµής) ή εκ των υστέρων ρυθµίσεως, παρέχονται : - ευχέρεια ρυθµίσεως της θέσεως του προκατασκευασµένου στοιχείου - ευχέρεια επαναρυθµίσεων και µετά από ορισµένο χρόνο λειτουργίας της γραµµής. από απόψεως κόστους : - τα συστήµατα προκατασκευής δεν διαφαίνεται να είναι ακριβότερα από άλλου τύπου συστήµατα Σ.Ε. εφ όσον αξιοποιηθεί µαζική τους παραγωγή. 7. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ (που χρησιµοποιήθηκε) 1. Τσουκαντάς, Σ Ερευνητικό έργο µε θέµα: «ιερεύνηση προβληµάτων που αφορούν στην εφαρµογή Σταθερής Επιδοµής στην Ελλάδα», 11 η Φάση, ΕΡΓΑ-ΟΣΕ Α.Ε. 2. Ando,K., Miura,S., Watanabe,K. 02/1994.Twenty years experience on Slab Track. Railway Technical Research Institute, Track Structure and Component Group. Vol. 35, N o Concrete in railway structures, Report 97-3a. 4. Focacci,C. 02/1990.Balasteless Track the Italien Experience. Rail International. 5. Holzinger,H., Schreiner,U. 03/2000.Feste Fahrbahn Bögl - Generationwechsel im Gleisoberbau. El Eisenbahningenieur (51). 6. Leykauf,G., Maleki,N Feste Fahrbahn. Entwicklung in Ausland. Edition ETR Feste Fahrbahn, Hesta Verlag, Holzohofallee 33, Darmstadt. 7. Miyamoto,H Jahre Tokaido Shinkansen. Eisenbahningenieur 46 H.2.S Pahnke,U.1974.Das elastische Verhalten von Plattenoberbauten unter statischer Belastung. AET 29, S 80 bis Pahnke,U.1992.Konstruktive Gesichtspunkte bei der Gestaltung von Fahrbahnplatten aus Beton für Schienenbahnen. ETR 41, H.4., S227 bis Pahnke,U.04/1998.Verwendung von Fertigteilplatten bei der Fasten Fahrbahn. EI Eisenbahningenieur (49). 11. Wato,G. 03/1996. Slab track development and its future. User-Producer International Programme. Phase I: Railway Track, New Delhi,