Frågor & svar om solkurvor

Publicerad

Vad är en solkurva, varför blir det solkurvor och varför är det vanligare i Sverige än i sydligare länder med ofta hetare temperaturer?
Vi försöker ge svar på de frågor som finns kring solkurvor.

 

Vad är en solkurva?

En solkurva är en lokal utknäckning eller sidoförskjutning av ett spår på grund av solvärmen. Den uppkommer när spåret inte förmår att stå emot krafterna som verkar i spårets längdriktning.

För att en lokal utknäckning ska klassas som en solkurva ska spåret ha förskjutits åt sidan minst 25 mm på en sträcka av 10 m, på grund av solvärmen, samtidigt som det råder höga tryckkrafter i spåret.

En solkurva kan uppstå då rälsen utvidgar sig på längden av värmen. Rälsen är av stål och när stålet blir varmt sträcks det ut, liksom det drar ihop sig när det blir kallt.  Påfrestningen på rälsspik eller andra typer av befästningar blir för stor. Ballasten som håller slipern på plats ger vika och rälsen knäcks ut. Med solkurvan ökar risken för urspårning.

Det är fysikens lagar som styr. En fritt upplagd räls på 40 meter blir 23 millimeter längre om temperaturen stiger 50 grader. Rälsen är också mörkare än omgivningen och drar därför åt sig värme. Den är ofta 20 grader varmare än den omgivande luften. Trafikverkets räls måste fungera i minus 40 grader likaväl som i 55 graders värme.

 

 Var blir det solkurvor?

En solkurva, eller så kallad utknäckning, uppstår oftast i äldre typer av spår. Där är rälslängden 30–40 meter, rälsen är fäst med spikar i träslipers och ballasten består av makadam. Det är vanligt att solkurvan uppstår i järnvägens normala kurvor, men solkurvor kan även uppkomma på raka spår.

Risken är störst i närheten av fasta spårdelar, till exempel vid växlar eller vägövergångar. När rälsen inte längre kan utvidga sig på längden blir sidokrafterna desto större. Risken för att rälsen knäcks ut ökar.

 

När blir det solkurvor?

Risken för solkurvor ökar framför allt i samband med att underhållsåtgärder utförs vid varmt väder. Om ballasten rörs om under eller vid sidan av sliprarna sänks den mothållande kraften. Ballasten behöver då packas ihop alternativt att tågen får köra med lägre hastighet en tid tills ballasten packats med hjälp av tågens tyngd.

Om det varit varmt och soligt en längre tid behövs ganska små tillskott av krafter för att en solkurva ska utlösas. Det kan ske när ett tåg bromsar kraftigt. Då blir trycket på rälsen framför tåget större och rälsen knäcks utåt. En solkurva kan även utlösas under tåget om rälsen utsätts för olika tunga vagnar eller om de är snedlastade. Även när ett lok drar ett tungt lass uppför en backe kan solkurvor uppstå. Det kan också uppstå spontana solkurvor utan påverkan av tåg.

 

Blir det solkurvor i alla länder?

Solkurvor är vanligare i Norden än i södra Europa, trots att det är mycket varmare där sommartid. Solkurvorna har att göra med de stora temperaturskillnader vi har mellan sommar och vinter. Trafikverkets räls måste fungera när det är minus 40 grader likaväl som när det är 55 grader varmt.

Solkurvor inträffar i alla typer av spår. Skarvspår är enligt statistiken inte mer solkurvebenägna än skarvfria spår. Ca 20% av Trafikverkets huvudspår utgörs av skarvspår och lika stor andel av de konstaterade solkurvorna inträffar i den typen av anläggning.

 

 Kan man undvika solkurvor?

För att undvika solkurvor “neutraliseras” rälsen när den läggs. Rälsen ska när den läggs ut första gången ha en temperatur som motsvarar medelvärdet av den högsta och lägsta rälstemperaturen under året. Om spåret svetsas ihop vid 20 plusgrader kommer rälsen att bli längre när temperaturen stiger och den blir kortare när det är under 20 plusgrader.
Förr lämnades mellanrum vid rälsskarvarna så att rälsbitarna skulle kunna bli längre. Det ledde till dunkande ljud och slitage på hjulen.

 

Hur förebyggs solkurvor?

Bästa sättet att förebygga solkurvor är att se till att spåren är byggda och underhållna enligt gällande normer. Därmed kommer brister som kan leda till solkurvor att åtgärdas i ett tidigt stadium.

Typiska brister är felaktig spänningsfri temperatur, ballastbrist, ofullständig, ballastkomplettering, dåligt spårläge, skadade eller saknade befästningar samt undermåliga sliprar.

Det har också förekommit att solkurvor har inträffat på spåravsnitt där det har utförts stabilitetsnedsättande arbeten. Det beror sannolikt på att gällande normer inte har följts fullt ut när man har återställt anläggningen efter arbetena.

 

 Händer det många olyckor på grund av solkurvor?

Trafikverket arbetar aktivt med att förhindra solkurvor och därmed tillbud och olyckor. Personolyckor är mycket ovanliga och det beror till stor del på moderna stålkonstruktioner i vagnarna. Däremot brukar de materiella skadorna bli omfattande, såväl på vagnar som på räls och slipers.

 

 Hur åtgärdas solkurvor?

När en solkurva har uppstått ska trafiken stoppas. Om det har inträffat större spårförskjutningar måste spåret återställas efter samma principer som när spåret ursprungligen anlades.

Solkurvan rätas ut genom kapning av rälerna (rälsen), återbaxning och montering av nödförband eller tillfällig svetsning. När temperaturen sjunkit till normala värden, i skarvfritt spår till neutraltemperaturområdet, ska spåret snarast ges rätt läge och återställas i fullgott skick.

Orsakerna till solkurvan, exempelvis fel rälsmängd, okomprimerad ballast eller ballastbrist, måste åtgärdas.

Om en mindre spårförskjutning uppstått, ska man bedöma om trafiken kan tillåtas passera i låg fart, högst 20 km/tim. Spårets tillfälliga läge ska om möjligt säkerställas, exempelvis genom att man tillför mer ballast. Vid minsta osäkerhet ska trafiken stoppas, liksom när spåret slutligen återställs.

 

 Är nya spår bättre?

I moderna spår helsvetsas rälsen och det blir inga skarvar alls. När temperaturen varierar blir det spänningar i rälsen, och för att hålla rälsen på plats är den fäst i betongsliprar. Ett helsvetsat spår ska inte röra sig alls utom på vissa platser, så kallade andningszoner, till exempel vid övergång till skarvspår eller vid växlar. Där, vid rälsens yttersta ändar, finns det möjlighet för en liten längdförskjutning.

Solkurvor inträffar i alla typer av spår. Skarvspår är enligt statistiken inte mer solkurvebenägna än skarvfria spår. Ca 20% av Trafikverkets huvudspår utgörs av skarvspår och lika stor andel av de konstaterade solkurvorna inträffar i den typen av anläggning. Oavsett typ av spår: Solkurvor inträffar inte i spår som är normenligt byggda och underhållna.

 

Källa: Trafikverket