Ett nytt spår ska enligt regelverket byggas utifrån det projekterade läget och efter färdigställandet sker en inmätning av spåret. Resultaten av inmätningen liksom information om utnyttjade stomnätspunkter ska arkiveras och lagras digitalt. Informationen ska kunna användas vid senare tillfällen för att justera spåret till sitt ursprungliga läge, dvs absolutläget.
På grund av trafik- och klimatlaster kommer spåret, i förhållande till sitt absoluta läge, att få ett ändrat läge såväl horisontellt som vertikalt. Ett spårlägesfel uppstår således som måste åtgärdas via insatser med spårriktning som i huvudsak sker med utjämning. Eftersom utjämningsmetoden bygger på en medelvärdesbildning av mätvärden kommer spåret inte att återgå till sitt absoluta läge. Spänningsfri temperatur är exempel på en egenskap som påverkas av spårets förändring i förhållande till
absolutläget. En felaktig spänningsfri temperatur kommer i sin tur att påverka kraftspelet i spåret där konsekvensen kan bli ytterligare spårlägesförändringar som måste justeras med spårriktning.
En annan metod är spårriktning med hjälp av utsättning/inmätning men metoden används i betydligt mindre omfattning jämfört med utjämningsmetoden. Spårriktning med utsättning innebär att man gör inmätningar av spåret utifrån de koordinater som togs fram i samband med att spåret mättes in då det hade färdigställts. Ett problem, som nämnts tidigare, är att det är svårt att få information om de aktuella koordinaterna. Antingen finns ingen information om koordinaternas värde eller så finns de fysiska koordinatpunkterna i terrängen inte kvar. Utsättning som underlag för spårriktning är en tids- och kostnadsdrivande process och kan vara en förklaring till att den används i liten omfattning. Trots att det tar tid och kostar pengar finns ett behov av att göra inmätning av spåret från säkerställda stomnätspunkter för att kunna återställa spårets absoluta läge. Det är utifrån stomnätspunkterna som spårgeometrierna underhålls. Det är också via spårets absoluta läge som möjligheten finns att ha kontroll på exempelvis den spänningsfria temperaturen och de krafter som uppkommer på grund av detta. Behovet av och anledning till att spårets absoluta läge är av stor betydelse framgår tydligt av de intervjusvar som redovisats tidigare i avsnitt 5.3.
Samtidigt måste ett stomnät vara tillgängligt på ett sätt som gör det rimligt att utnyttjas både tids- och kostnadsmässigt. Antalet spårkilometer som spårriktats med inmätning under åren 2014 till 2019 (Figur 7 och Figur 8) är betydligt färre jämfört med antalet spårmeter som spårriktats med utjämning. Om man då tänker att det absoluta spårläget är viktigt kan man ställa sig frågan varför inte större volymer spårriktas med utsättning. Sannolikt är det en fråga om kostnader och att den information (koordinater) som behövs inte finns, svår att få tag på eller felaktig.
I dagsläget (Trafikverket, 2014) har endast ca 50 % av våra järnvägsspår en koordinatbaserad spårgeometrisk beskrivning. Om resterande 50 % ska få en heltäckande beskrivning krävs ett geodetiskt stomnät som täcker berörda områden. Nya stomnät etableras idag endast i samband med utförande av anläggningsobjekt (och om stomnät saknas helt på den platsen). Dock, utifrån de idag aktuella regelverken för spårunderhåll/spårgeometri borde etablering utföras kontinuerligt på ett systematiskt sätt som en del av ajourföringen av stomnäten, för att skapa förutsättningar att leva upp till dessa regelverk.
Kostnaden för att etablera och underhålla ett stomnät som täcker hela järnvägsanläggningen bör ställas i relation till kostnaden för årlig spårriktning, kostnaden för att åtgärdande av de effekter en felaktig spårriktning innebär (felaktig spänningsfri temperatur, behov och kostnad för neutralisering
(återställande av SFT) risk för solkurvor och åtgärdande av dessa.
Det finns teknik för inmätning av objekt via satellitmätning men det är inte entydigt om tekniken har tillräcklig noggrannhet för att klara de toleranser som regelverket för förekommande verksamheter i järnvägsanläggningen kräver. Osäkerheter i satellitmätningar måste adderas till de toleransnivåer som är definierade i befintligt regelverk. I vissa fall finns risk att total avvikelsen blir alltför stor. När det gäller toleranser på järnväg är det i många fall frågan om avvikelser på millimeternivå. På
anläggningsnivå finns utrustning för att via utrustning i anläggningsmaskinerna styra dessa genom att utnyttja satellitnavigering (t.ex. GPS/GNSS, GNSS/NRTK). För att satellitnavigera spårriktare krävs att utrustning finns installerad i fordonet. Enligt BIS finns ett flertal olika modeller av spårriktare och inte självklart att en och samma navigeringsutrustning passar i alla modellvarianterna. En annan aspekt är att kvaliteten sannolikt varierar mellan förekommande spårriktarmodeller.
Den framtida bedömningen inom satellitmätning (Lantmäteriet, 2011) är bland annat att det 2020 finns en geoidmodell över hela landet med en osäkerhet mindre än 5 mm som ger bättre möjligheter och noggrannare höjder vid mätning med nätverks-RTK.
Avslutningsvis redovisas några reflektioner:
• Spårets absoluta läge är relevant och det finns ett behov av att spåret ligger i sitt absolutläge. Det kräver dock tillgång till ett stabilt definierat stomnät som kontinuerligt underhålls. Spårets förändring från sitt absoluta läge kommer att påverka spårets egenskaper på sätt som inte alltid går att ha kontroll över.
• Spårriktning på linjen med utjämning är vanligare än spårriktning med utsättning som är både dyrare och mer tidskrävande. Det finns indikationer på att bristande kompetensutveckling kommer att påverka kvaliteten på resultaten från mätningstekniska tjänster och att
geodesikulturen inte finns kvar om några år. Risk finns att instrumentleverantörerna sätter standarden både vad gäller kompetens och kvalitet.
• Det finns ett omfattande regelverk i form av ett stort antal Trafikverksdokument, TDOK. Dessa dokument innehåller olika typer av spårlägesbegrepp, toleransnivåer, gränsvärden spårgeometriska krav, mätningstekniska krav, etc. och där hänvisningar görs mellan olika dokument. Flera av de toleranskrav som förekommer hänvisar till värden i förhållande till spårets absolutläge samtidigt som det inte alltid finns information om spårets absoluta läge alternativt att det inte går att återställ med rimliga insatser.
• Spårets absoluta läge har stor relevans och det finns tydliga tecken på att behovet av och information om absolutläget är stort. Ett fortsatt arbete bör utformas utifrån en bred ansats där flera närliggande områden studeras och i slutänden kopplas samman. Var står vi idag med olika tekniker, GNSS, GPS, NRTK, etc. och med vilken noggrannhet kan dessa tekniker matcha de järnvägstekniska kraven. Vilka underliggande faktorer (förorenad ballast,
ballastbrist i kurvor, dålig dränering, etc.) skapar behov av spårriktning och blir effekterna de förväntade? Kostnader som är förenade med spårriktning liksom kostnader för uppbyggnad och underhåll av ett fungerande stomnät.
• Även om utvecklingen inom GPS/GNSS-tekniken medför en ökad noggrannhet i mätningarna kommer det troligen inte att klara alla de toleranskrav som finns inom järnvägen. Av den an- ledningen måste fortfarande manuell inmätning av spåret göras i vissa fall. Vid komplicerade växelförbindelser, snäva kurvor, växlar i normalhuvudspår där toleranskraven är höga,
anslutning av flera spårs geometrier, etc. är det fortfarande försvarbart med manuell inmätning av spåret.
Referenser
Asplund, A. (2017). Avvattningens påverkan på spårläget. Examensarbete, Institutionen för samhällsbyggnad och naturresurser, Luleå tekniska universitet,
Fisher, J. & Söderqvist, Å. (2015). Nätverks-RTK och Polygonpunkter – Vad blir differensen? Högskoleexamen, Samhällsbyggnad. Institutionen för samhällsbyggnad och naturresurser. Luleå tekniska universitet.
Juntti, U. et. al. (2014). Nulägesanalys - ePilot 119. Dokument nr: eP119-003-2014-034. Kempe, C. (2004). Väst-RTK – nätverks-RTK i produktionstest i västra Sverige. LMV rapport 2004:11. Gävle 2004.
Lantmäteriet, (2011), Strategisk plan för Lantmäteriets geodesiverksamhet 2011 – 2020. Lantmäteriverket, (2014). Referenssystem och geodetiskt mätning. Östersund 2014-12-13. Lantmäteriverket, (2017). GNSS-baserad detaljmätning. Gävle 2017-08-31.
SFS 2004:519. Svensk författningssamling. Järnvägslag (2004:519)
Stenman, M. (2005). Grundläggningsmetoder för kontaktledningsfundament. Examensarbete. Institutionen för Samhällsbyggnad, avdelningen för Geoteknik. Luleå tekniska universitet. TDOK 2013:0347 – Banöverbyggnad, Spårläge – krav vid byggande och underhåll. 2015-04-01, Version 4.0 Trafikverket.
TDOK 2014:0075 – Banöverbyggnad, Spårgeometri, Krav på spårets geometri vid nybyggnad, reinvestering/upprustning, underhåll och drift. 2015-04-01, Version 2.0. Trafikverket
TDOK 2013:0658 – Urspårningsfarliga spårlägesfel, Anmälan om trafikal åtgärd. 2014-01-01, Version 1.0. Trafikverket.
TDOK 2014:0571 – Geodetiska mätningsarbeten och geografisk lägesbestämning. 2016-10-01, Version 4.0. Trafikverket.
TDOK 2016:0257 – Koordinat baserade referenssystem. 2018-06-01, Version 2.0, Trafikverket TDOK 2014:0520, Tillåtna hastigheter efter stabilitetspåverkande arbeten. 2015-05-13, Version 2.0, Trafikverket.
TDOK 2016:0407. Data och dokumentation till förvaltande system - Järnväg. 2019-12-01, Version 12.0. Trafikverket.
Trafikverket, (2012). Metodbeskrivning RUFRIS. Rapport 2012:210. Version 1.0, Trafikverket 2012- 03-16.
Trafikverket, (2012a). Kompletterande studier kring detaljmätning vid datafångst i tidiga projektskeden. Trafikverket 2012-10-16, Publikation 2012:208.
Trafikverket, (2013). Underlag till strategi för realisering av nationella geodetiska referenssystem. FOI-projekt 5140, Trafikverket 2013-06-25.
Trafikverket, (2014). Stomnätsunderhåll vid järnvägen. Behov, form och omfattning. Trafikverket 2014-06-12.
Trafikverket, (2017). Höjdmätning med RUFRIS. Rapport 2017:186. Trafikverket 2017-09-06. Törnvall, J. (2017). GNSS-mätning vid olika tidpunkter. En studie om osäkerhet. Examensarbete, Mät och kartteknikprogrammet. Karlstads universitet.
Vium Andersson, J. (2011). Integration av geodetiska observationer i beräkningstjänsten. PM, WSP Samhällsbyggnad 2011-11-17.
WSP, (2014). Inventering, uppdatering och sammanställning av effektsamband inom investering, trafikering och drift och underhåll på järnväg. Rapport 2014-03-01. Analys & Strategi. WSP, Stockholm.
Statens väg- och transportforskningsinstitut • www.vti.se • vti@vti.se • +46 (0)13–20 40 00
OM VTI
V
TI, Statens väg- och transportforskningsinstitut, är ett oberoende och internationellt framstående forskningsinstitut inom transportsektorn. Vår huvuduppgift är att bedriva forskning och utveckling kring infra- struktur, trafik och transporter. Vi arbetar för att kunskapen om transport- sektorn kontinuerligt ska förbättras och är på så sätt med och bidrar till att uppnå Sveriges transportpolitiska mål.Verksamheten omfattar samtliga transportslag och områdena väg- och ban- teknik, drift och underhåll, fordonsteknik, trafiksäkerhet, trafikanalys, människan i transportsystemet, miljö, planerings- och beslutsprocesser, transportekonomi samt transportsystem. Kunskapen från institutet ger beslutsunderlag till aktörer inom transportsektorn och får i många fall direkta tillämpningar i såväl nationell som internationell transportpolitik.
VTI utför forskning på uppdrag i en tvärvetenskaplig organisation. Medarbetarna arbetar också med utredning, rådgivning och utför olika typer av tjänster inom mätning och provning. På institutet finns tekniskt avancerad forskningsutrustning av olika slag och körsimulatorer i världsklass. Dessutom finns ett laboratorium för vägmaterial och ett krocksäkerhetslaboratorium.
I Sverige samverkar VTI med universitet och högskolor som bedriver närliggande forskning och utbildning. Vi medverkar även kontinuerligt i internationella forsk- ningsprojekt, framförallt i Europa, och deltar aktivt i internationella nätverk och allianser.
VTI är en uppdragsmyndighet som lyder under regeringen och hör tilI Infrastruk- turdepartementets verksamhets-/ansvarsområde. Vårt kvalitetsledningssystem är certifierat enligt ISO 9001 och vårt miljöledningssystem är certifierat enligt ISO 14001. Vissa provningsmetoder vid våra laboratorier för krocksäkerhetsprovning och vägmaterialprovning är dessutom ackrediterade av Swedac.