Hobbelvrij met de hogesnelheidstrein

br />
,,De spoorwegen worden verkeerd onderhouden,” zegt promovendus Akke Suiker bij de leerstoel technische mechanica van Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek. ,,Op de meeste plaatsen in Nederland ligt het spoor op slappe grond, zoals klei of veen. Telkens als de trein er overheen rijdt, drukt de grond een beetje in waardoor de rails uiteindelijk niet meer recht liggen en gaan hobbelen.”

In Nederland maken onderhoudsmedewerkers die hobbels één tot vijf keer per jaar recht door middel van ‘stoppen’. Daarbij tilt een onderhoudswagon de rails een stukje op, om vervolgens met stalen pennen de bovenste laag grond onder de rails op te schudden waardoor deze weer horizontaal ligt. ,,Maar zodra de trein weer over dat traject rijdt, komen de hobbels weer te voorschijn”, vertelt Suiker, die het vervormen van de spoorbaan door de trein in kaart bracht.

De promovendus ontdekte echter dat er ook een gunstig effect optreedt: de ondergrond waarop de rails liggen, wordt sterker en stijver door de vele treinpassages. Daardoor zal het spoor niet verder vervormen. Volgens Suiker wordt die eigenschap teniet gedaan door het ‘stoppen’. Beter is het, zegt hij, om die hobbels op te vullen met grindaanvulling zoals in Engeland gebeurt. Waarschijnlijk kan dit de spoorwegen veel geld besparen, maar hoeveel is nog onduidelijk.

Aftakelen

Suiker bestudeerde ook hoge snelheden op het spoor, zoals bij hogesnelheidstreinen. ,,De TGV rijdt op sommige plaatsen in Frankrijk nog geen driehonderd kilometer per uur, omdat daar de spoorconstructie zo hard trilt dat men bang is voor ontsporing.”

De treinsnelheid die bij dit resonantieverschijnsel hoort, staat bekend als de ‘kritische snelheid’. Deze snelheid is afhankelijk van de stijfheid van de ondergrond waarop de rails liggen. De kritische snelheid is laag bij een slappe ondergrond zoals in Nederland; zo’n 150 tot 250 kilometer per uur. Door de snelheid van de trein ontstaan energiegolven in de spoorconstructie en de ondergrond. Deze golven kunnen niet weg bij een snelbewegende trein op slappe grond. Ze hopen zich op onder de wielen of het spoor met als resultaat een trillende trein en een spoor dat snel aftakelt.

Nederland is intussen druk aan het werk om de hogesnelheidslijn tussen Parijs en Brussel door te trekken naar Amsterdam. Tot voor kort dachten deskundigen dat het effect van de kritische snelheden niet op zou treden bij Nederlandse bodemomstandigheden, maar dat is volgens Suiker wel het geval. Hij zat halverwege de jaren negentig in een adviesgroep voor de aanleg van de hogesnelheidslijn in Nederland. Mede dankzij zijn berekeningen zal het traject Brussel-Amsterdam worden geheid. Via de heipalen verdwijnen de energiegolven die ontstaan bij hoge snelheden in de diepere grondlagen, zodat de trein niet resoneert.

Kunnen we in 2007 veilig en snel zomaar een middagje winkelen in Parijs.

In Nederland kan de hogesnelheidstrein niet zomaar worden aangelegd, denkt promovendus Akke Suiker. Heipalen moeten ervoor zorgen dat de HSL niet hobbelend en trillend voorbij sjeest.

,,De spoorwegen worden verkeerd onderhouden,” zegt promovendus Akke Suiker bij de leerstoel technische mechanica van Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek. ,,Op de meeste plaatsen in Nederland ligt het spoor op slappe grond, zoals klei of veen. Telkens als de trein er overheen rijdt, drukt de grond een beetje in waardoor de rails uiteindelijk niet meer recht liggen en gaan hobbelen.”

In Nederland maken onderhoudsmedewerkers die hobbels één tot vijf keer per jaar recht door middel van ‘stoppen’. Daarbij tilt een onderhoudswagon de rails een stukje op, om vervolgens met stalen pennen de bovenste laag grond onder de rails op te schudden waardoor deze weer horizontaal ligt. ,,Maar zodra de trein weer over dat traject rijdt, komen de hobbels weer te voorschijn”, vertelt Suiker, die het vervormen van de spoorbaan door de trein in kaart bracht.

De promovendus ontdekte echter dat er ook een gunstig effect optreedt: de ondergrond waarop de rails liggen, wordt sterker en stijver door de vele treinpassages. Daardoor zal het spoor niet verder vervormen. Volgens Suiker wordt die eigenschap teniet gedaan door het ‘stoppen’. Beter is het, zegt hij, om die hobbels op te vullen met grindaanvulling zoals in Engeland gebeurt. Waarschijnlijk kan dit de spoorwegen veel geld besparen, maar hoeveel is nog onduidelijk.

Aftakelen

Suiker bestudeerde ook hoge snelheden op het spoor, zoals bij hogesnelheidstreinen. ,,De TGV rijdt op sommige plaatsen in Frankrijk nog geen driehonderd kilometer per uur, omdat daar de spoorconstructie zo hard trilt dat men bang is voor ontsporing.”

De treinsnelheid die bij dit resonantieverschijnsel hoort, staat bekend als de ‘kritische snelheid’. Deze snelheid is afhankelijk van de stijfheid van de ondergrond waarop de rails liggen. De kritische snelheid is laag bij een slappe ondergrond zoals in Nederland; zo’n 150 tot 250 kilometer per uur. Door de snelheid van de trein ontstaan energiegolven in de spoorconstructie en de ondergrond. Deze golven kunnen niet weg bij een snelbewegende trein op slappe grond. Ze hopen zich op onder de wielen of het spoor met als resultaat een trillende trein en een spoor dat snel aftakelt.

Nederland is intussen druk aan het werk om de hogesnelheidslijn tussen Parijs en Brussel door te trekken naar Amsterdam. Tot voor kort dachten deskundigen dat het effect van de kritische snelheden niet op zou treden bij Nederlandse bodemomstandigheden, maar dat is volgens Suiker wel het geval. Hij zat halverwege de jaren negentig in een adviesgroep voor de aanleg van de hogesnelheidslijn in Nederland. Mede dankzij zijn berekeningen zal het traject Brussel-Amsterdam worden geheid. Via de heipalen verdwijnen de energiegolven die ontstaan bij hoge snelheden in de diepere grondlagen, zodat de trein niet resoneert.

Kunnen we in 2007 veilig en snel zomaar een middagje winkelen in Parijs.