Raitiovaunun pyörän ja kiskon merkitys ja vaikutus kunnossapitokustannuksiin

Abstract

Tampereen kaupunkiin suunnitellaan modernia ja kustannustehokasta raitiotie-järjestelmää helpottamaan joukkoliikenteen kuormitusta. Raitiotien suunnitteluvaiheessa on mahdollista puuttua tunnettuihin ongelmakohtiin ja pyrkiä välttämään tai minimoimaan niiden vaikutusta. Raitiovaunun ja kiskon rajapinnassa vaikuttavat suuret voimat ja siitä aiheutuva pyörien ja kiskon kuluminen ja vaurioituminen muodostavat kunnossapitotarvetta. Tampereen raitiotien pohjoinen sijainti tuo myös haasteita kunnossapitoon. Tämän työn tarkoitus on selvittää raitiovaunun ja kiskon rajapinnan eri osien vaikutusta kunnossapitokustannuksiin. Tavoite on löytää Tampereen raitiotiehankkeeseen sopivia kustannustehokkaita kunnossapitoon liittyviä ratkaisuja.

Tutkimus on toteutettu kirjallisuusaineiston pohjalta sekä osin alan asiantuntijoiden haastatteluilla. Raitiovaunun pyörän ja kiskon teoreettista tarkastelua on tehty alan kirjallisuutta hyödyntäen. Olemassaolevien raitiotiejärjestelmien vertailukohteena on hyödynnetty Helsinkiä, jossa toimitaan Tampereen kaltaisissa ilmasto-olosuhteissa. Helsingin raitiotieradan ja -kaluston osalta on haastateltu kunnossapidon asiantuntijoita.

Kisko ja pyörä ovat jatkuvassa vuorovaikutuksessa ja kontaktipintaan kohdistuu suuri kuormitus. Kiskon ja pyörän profiilien yhteensovittaminen ja kunnossapito on tärkeää mm. kulumisen ja melun kannalta. Jatkuva kosketus kuluttaa ja vaurioittaa sekä kiskoa että pyörää. Työssä esitetään kiskolle ja pyörälle yleisimpiä vaurioitumistapoja ja kunnossapitomenetelmiä. Verrokkikohteena käytetty Helsingin raitiotie konkretisoi pyörän ja kiskon kunnossapidon toimia ja kustannusten muodostumista.

Työn tuloksena löydettiin useita suosituksia Tampereen raitiotiehankkeeseen. Suositukset ovat teknisiin ratkaisuihin ja kunnossapitoon liittyviä ja niiden pyrkimys oli minimoida kunnossapitokustannuksia. Ennaltaehkäisevällä huoltotoiminnalla ja radan säännöllisellä puhdistuksella voidaan ehkäistä vaurioiden syntyä. Radan geometrialla, epäjatkuvuuskohtien minimoinnilla ja hiekoituksen optimoinnilla vaikutetaan suoraan mm. kiskon ja pyörän kulumiseen. Raitiotieliikennettä käyttävien kaupunkien olisi myös kannattavaa etsiä yhteistyömuotoja mm. investointien ja palveluiden ostoissa.

The modern and cost-effective new tramway system is planned in the City of Tampere to facilitate public transport loads. In a design phase, it is possible to affect well-known problem areas of tramway system and try to avoid or at least minimize their influences. There are great loads affecting the wheel-rail interface. Because of that, wear and damages of wheel and rail are creating maintenance needs. The northern location of Tampere tramway also brings challenges for maintenance works. The objective of this work is to find out maintenance needs in wheel-rail interface. The purpose of this thesis is to find cost-effective and suitable solutions for Tampere tramway maintenance works.

This thesis was carried out by using literature of the field and by experts interviews. Theoretical analysis was made on basis of literature. Helsinki tramway was chosen to be an existing tramway system compared to Tampere, because they operate in same kind of environmental conditions as Tampere. Maintenance experts from Helsinki rail and wheel maintenance department were interviewed.

There are high loads and constant interaction affected between wheel and rail. A reconciliation and maintenance of wheel and rail are influenced for wear and noise. Wear and damage is formed in constant contact between wheel and rail. The most common damage and maintenance needs are presented in this work. Helsinki tramway concretize wheel and rail maintenance action and cost formation.

As a result of this study, many recommendations were found for Tampere tramway system. Recommendations are related to technical and maintenance solutions. The basis of these recommendations were aimed to minimize maintenance costs. Regular preventive maintenance activities and track cleaning can prevent damages. Minimizing discontinuities, optimizing track geometry and sanding are affected directly to rail and wheel wear. Some forms of collaboration in the area of investments and services could be worthwhile for tramway cities.