I tverrsnittet av et buet jernbanespor er mangelen på skrånende avviket negativt mellom skrånende teoretisk nødvendig for å kompensere for sentrifugalkraften og den faktiske skrånende.
I kurver er jernbanevogner objektet, som enhver mobil som endrer retning, av en sentrifugalkraft proporsjonal med kvadratet av bevegelseshastigheten og omvendt proporsjonal med kurvens radius, som motsetter seg denne retningsendringen og har en tendens til å skyve dem ut av kurven.
Som et resultat utøver kjøretøyene sidekrefter på sporet som kan utgjøre en fare utover en viss hastighet (forskyvning eller forringelse av sporet eller sporing av kjøretøyet).
I tillegg føler passasjerer i kjøretøy også dette presset, en kilde til ubehag.
Jernbaneinfrastrukturforvaltningsselskapene prøver derfor å kompensere for disse effektene så mye som mulig.
For å kompensere for sentrifugalkraft vipper jernbanebyggere sporet ved å heve den ytre skinnelinjen . Forskjellen i nivå mellom de to skinnene kalles "skrånende".
Takket være skråningen lener kjøretøyet seg mot innsiden av kurven, som en tohjuling. Som et resultat sammenfaller den vertikale aksen (gulv - tak) ikke lenger retningen på gravitasjonsattraksjonen (mot midten av jorden), slik at en hvilken som helst kropp i kjøretøyet tiltrekkes av det laveste området av den skjeve kroppen. kurven. Når kjøretøyet krysser en buet skråning, kompenserer dette derfor (delvis) for effekten av sentrifugalkraften.
Behov for kompromissDenne forskjellen resulterer i praksis fra et kompromiss, alltid lavere enn den teoretisk nødvendige maksimale verdien.
Faktisk er hastigheten på togene er variabel, enten fordi det er en blandet linje hvor togene med en annen autorisert fartsgrense (hurtig, omnibus, frakt, etc.), eller på en spesiell linje. Hvor homogene tog (f.eks en LGV- linje ) sirkulerer som et resultat av sirkulasjonens ubehag, et tog som til og med muligens kan stoppes i kurven.
Resultatet er:
I Frankrike blir det generelt ikke tatt lik 7/10 av det teoretiske skrånet beregnet for den maksimale hastigheten som praktiseres på linjen, mens den holder seg innenfor visse grenser som er etablert av erfaring. For eksempel er det utenkelig at tyngdepunktet til det skråstilte kjøretøyet blir utkraget i forhold til skinnene, fordi dette kan føre til at kjøretøyet velter.
Denne teoretiske overhøyden er lik d = 11.8.v 2 / r, d i mm, v er maksimal hastighet i km / t og r radiusen på kurven i meter.
På vanlig spor er det maksimalt tillatt å mellom 150 og 160 mm , og opptil 180 mm på LGV. Maksimal skrånende mangel er satt i Frankrike til 160 mm , det er vanligvis begrenset til 130 mm i andre land.
En annen måte å redusere sentrifugalkraft på er å øke kurvenes radius. Å bruke de ovennevnte hellingsgrensene gir for Frankrike den minste radiusen for en gitt hastighet: r = (v / 5,2) 2 . Således på linjer som kjøres i 160 km / t, faller vi ikke ned under 1000 m for kurvenes radier, og 4000 m for høyhastighetslinjer .
For å gjøre det lettere for reisende kan vippende tog også brukes . I dette tilfellet skyldes karosseriets helling et system spesifikt for kjøretøyet i stedet for infrastrukturen på bakken.
Dette kompenserer for utilstrekkelig skrånende i det minste delvis, og har fordelen av å kunne moduleres som en funksjon av hastighet (aktiv tilting). Men dette endrer ikke spenningene som påføres sporet, som tvert imot forsterkes hvis man aksepterer å krysse en gitt kurve ved høyere hastighet.
Pendelteknikken som brukes av Deutsche Bahn på Hof / Bayreuth-Nürnberg-linjen, tillater ikke en mangel på 300 mm, noe som gir en reisetid på 15%.
Passasjerkomfort avhenger også av variasjoner i denne utilstrekkelige skrånende når man går inn og ut av kurver.
For å overvinne dette vedtar vi i disse områdene former for progressiv krumning kalt "parabolsk forbindelse (RP) eller spiral ".
Dette er delikate områder for kjøretøyers stabilitet, fordi på grunn av den progressive hellingen til sporet dannes en "venstre", noe som betyr at de fire punktene som tilsvarer kontaktpunktene til hjulene på et kjøretøy ikke er i samme plan. Og i motsetning til motorkjøretøy som vanligvis er utstyrt med flere hjul med uavhengig fjæring, er togene (i aller høyeste flertall) utstyrt med stive aksler som pålegger passende fjæringsinnretninger.
I tillegg har studier vist at disse korreksjonene av sentrifugaleffekten forårsaker bevegelsessykdom ( bevegelsessykdom ) knyttet til det faktum at hjernen oppdager en inkonsistens mellom på den ene siden den visuelle oppfatningen av kurven og kroppens tilbøyelighet. kropp, og på den annen side vestibulær oppfatning ("balansefølelsen" som ligger i det indre øret ) som ikke oppdager denne vippingen.
Nettverkene som benytter seg av mangelen på kan ikke bruke stor interesse, har liten interesse for å bruke vippende togsett, fordi enheten må "gi komfort" til passasjerene og dermed forbyder å holde den samme skrånende mangelen som i ikke-togsett.
På en måte blir tiltingen redusert fra 1/3 til 2/3 av denne restitusjonen av komfort (fravær av sidekraft påført passasjerene).
Når vi legger til investeringene på ballastbenken for å inneholde økningen i sidekrefter, endringer i signalering og planoverganger, elektrisk trekkraft, opprettelse av unngåelser for å innhente tregere tog (med konstant trafikk)), kan vi se at lokale myndigheter er motvillige å finansiere en slik ordning .