Akseltryk
Akseltryk – definition, beregning, betydning og jernbanehistorisk anvendelse
Akseltryk, også betegnet aksellast, er den lodrette belastning, som en enkelt aksel på et jernbanekøretøj overfører til skinnerne gennem hjulene. Begrebet anvendes ved lokomotiver, personvogne, godsvogne, motorvogne, togsæt og andre skinnekørende køretøjer. Akseltrykket angives normalt i ton (t) og er en af de vigtigste tekniske størrelser ved vurderingen af, hvilke jernbanekøretøjer der må befare en bestemt banestrækning. Det har direkte betydning for belastningen af skinner, sveller, ballast, underbygning, broer og andre konstruktioner i jernbaneanlægget. Akseltrykket bestemmes af den del af køretøjets samlede vægt, der bæres af den pågældende aksel. På en almindelig godsvogn beregnes det gennemsnitlige akseltryk som summen af vognens egenvægt og læssets vægt divideret med antallet af aksler. En fireakslet godsvogn med en egenvægt på 20 ton og en last på 60 ton har således en samlet vægt på 80 ton og et gennemsnitligt akseltryk på 20 ton. Denne beregning forudsætter, at vægten er ligeligt fordelt mellem akslerne. I praksis kan der forekomme forskelle i belastningen af de enkelte aksler, eksempelvis som følge af en ujævnt fordelt last, køretøjets konstruktion eller placeringen af tunge komponenter. Ved vurdering af den faktiske akselbelastning skal der derfor tages hensyn til vægtfordelingen, og det højeste forekommende akseltryk kan være mere afgørende end gennemsnittet. Akseltryk har været et centralt begreb i jernbaneteknik siden jernbanernes fremkomst i 1800-tallet. Efterhånden som lokomotiverne blev tungere, godsvognene fik større lasteevne, og hastighederne steg, blev der stillet stadig større krav til sporets bæreevne og konstruktion. Forskellige danske jernbanestrækninger har derfor historisk haft forskellige grænser for største tilladte akseltryk, afhængigt af blandt andet skinnevægt, svellernes indbyrdes afstand, ballastens kvalitet, underbygningens stabilitet og broernes bæreevne.
Hvad betyder akseltryk i praksis?
Når et jernbanekøretøj står på skinnerne, overføres dets vægt gennem undervogn, affjedring, aksellejer og hjulsæt til de to skinner. Hvert hjulsæt bærer en bestemt del af køretøjets vægt, og denne belastning betegnes som akseltrykket. På et almindeligt hjulsæt med to hjul fordeles akselbelastningen mellem de to hjul, men belastningen er ikke nødvendigvis helt ens på højre og venstre hjul. Et akseltryk på 20 ton betyder, at det pågældende hjulsæt belaster sporet med en vægt svarende til 20 ton. Ved en symmetrisk og jævn vægtfordeling vil hvert hjul derfor overføre en statisk belastning svarende til cirka 10 ton til sin skinne. I teknisk forstand er der tale om en kraftpåvirkning, som kan udtrykkes i newton eller kilonewton (kN). I jernbanernes almindelige drifts- og materielbeskrivelser anvendes dog traditionelt ton som angivelse af akseltrykket. Et akseltryk på 20 ton svarer under normale tyngdeforhold til en lodret kraft på cirka 196 kN, mens et akseltryk på 22,5 ton svarer til cirka 221 kN. Disse værdier beskriver den statiske belastning. Under kørsel kan der opstå større eller mindre øjeblikkelige belastninger som følge af hastighed, sporfejl, hjulujævnheder, affjedring og køretøjets dynamiske bevægelser. Det er derfor vigtigt at skelne mellem det statiske akseltryk, som normalt angives i materiellets tekniske specifikationer, og de dynamiske hjul- og akselkræfter, som opstår under kørslen.
Beregning af akseltryk
På en jernbanevogn, hvor vægten er ligeligt fordelt mellem akslerne, kan det gennemsnitlige akseltryk beregnes ved at dividere vognens samlede vægt med antallet af aksler. For en godsvogn anvendes vognens taravægt, også kaldet egenvægt, samt vægten af det gods, som vognen transporterer. For en personvogn anvendes den vægt, som er fastsat efter de gældende bestemmelser, og som efter beregningsformålet kan omfatte blandt andet passagerer, bagage og øvrig belastning.
Eksempel: Toakslet godsvogn
En traditionel toakslet godsvogn har en egenvægt på 12 ton og transporterer 20 ton gods. Vognens samlede vægt bliver dermed 32 ton, som fordeles på to aksler. Vognens gennemsnitlige akseltryk er altså 16 ton. Hvis den pågældende banestrækning har et største tilladt akseltryk på 16 ton, ligger vognen netop på denne grænse, forudsat at lastfordelingen er korrekt, og at de øvrige krav til transporten er opfyldt.
Eksempel: Fireakslet bogiegodsvogn
En moderne fireakslet bogiegodsvogn har en egenvægt på 20 ton og transporterer 70 ton gods. Den samlede vægt bliver 90 ton, fordelt på fire aksler. Vognens gennemsnitlige akseltryk er dermed 22,5 ton. Dette svarer til en udbredt aksellastgrænse på moderne europæiske hovedbaner.
Sammenligning af forskellige godsvogne
| Vogntype | Egenvægt | Lastvægt | Antal aksler | Gennemsnitligt akseltryk |
|---|---|---|---|---|
| Toakslet godsvogn | 12 ton | 20 ton | 2 | 16 ton |
| Toakslet godsvogn | 14 ton | 26 ton | 2 | 20 ton |
| Fireakslet bogievogn | 20 ton | 60 ton | 4 | 20 ton |
| Fireakslet bogievogn | 20 ton | 70 ton | 4 | 22,5 ton |
| Seksakslet specialvogn | 30 ton | 90 ton | 6 | 20 ton |
Eksemplerne viser, hvorfor antallet af aksler har så stor betydning for godsvognenes lasteevne. Ved at fordele den samlede vægt på flere aksler kan man transportere tungere gods uden nødvendigvis at overskride banestrækningens største tilladte akseltryk. Dette er en af grundene til, at tungtlastede godsvogne, specialtransportvogne og visse typer godslokomotiver er udstyret med flere aksler.
Forskellen mellem gennemsnitligt og faktisk akseltryk
Den almindelige beregningsformel forudsætter, at vognens samlede vægt er fordelt ligeligt mellem akslerne. Dette vil ofte være en rimelig forudsætning for almindelige godsvogne med korrekt placeret last, men det er ikke altid tilfældet. Hvis en fireakslet vogn vejer 80 ton, vil det gennemsnitlige akseltryk være 20 ton. Den faktiske vægtfordeling kan imidlertid eksempelvis være 18, 19, 21 og 22 ton på de fire aksler. Vognens gennemsnitlige akseltryk er fortsat 20 ton, men den hårdest belastede aksel har et akseltryk på 22 ton. Denne forskel kan være afgørende, hvis vognen skal befare en strækning med begrænset tilladt akseltryk. Ved transport af særligt tunge eller uhensigtsmæssigt formede genstande kan vægtfordelingen derfor kræve særlig opmærksomhed. Det gælder eksempelvis transformatorer, store maskindele, stålkonstruktioner og andre usædvanlige transporter, hvor lastens tyngdepunkt ikke nødvendigvis kan placeres præcist midt på vognen. Også lokomotiver kan have forskellige akseltryk på deres enkelte aksler. På damplokomotiver kan belastningen eksempelvis variere mellem forreste løbeaksler, koblede drivaksler og bageste løbeaksler. Ved nogle lokomotivtyper kan belastningen desuden ændre sig i takt med forbruget af vand og brændsel. Ved teknisk vurdering af et jernbanekøretøj er det derfor ikke altid tilstrækkeligt at kende køretøjets samlede vægt og antal aksler. I visse situationer er det nødvendigt at kende den faktiske aksellast for hvert enkelt hjulsæt.
Akseltryk og hjultryk
Akseltryk og hjultryk er beslægtede størrelser, men betegner ikke det samme. Akseltryk er den samlede lodrette belastning fra et hjulsæt, mens hjultryk betegner belastningen fra det enkelte hjul mod skinnen. På et traditionelt hjulsæt med to hjul vil hjultrykket ved en fuldstændig symmetrisk statisk belastning svare til halvdelen af akseltrykket. Hvis et hjulsæt har et akseltryk på 22 ton, vil hvert hjul således normalt bære en statisk belastning svarende til omkring 11 ton. I praksis kan der dog være forskelle mellem de to hjuls belastning, blandt andet som følge af skæv vægtfordeling, sporets overhøjde, affjedring og køretøjets bevægelser gennem kurver. Hjultrykket er særlig vigtigt ved beregning af de lokale påvirkninger mellem hjul og skinne. Det er her, at køretøjets vægt overføres gennem et meget begrænset kontaktområde, som udsættes for store trykspændinger. Høje hjultryk kan derfor bidrage til slid, plastiske deformationer, udmattelse og andre skader på hjul og skinner, især hvis belastningerne kombineres med høje dynamiske kræfter eller ugunstige kontaktforhold.
Akseltryk og metervægt
Ved vurderingen af en jernbanevogns mulighed for at befare en bestemt strækning anvendes akseltrykket ofte sammen med metervægten. De to begreber beskriver forskellige forhold ved køretøjets belastning af infrastrukturen. Akseltrykket angiver belastningen fra den enkelte aksel, mens metervægten angiver køretøjets samlede vægt i forhold til dets længde. For en godsvogn beregnes metervægten som den samlede vægt divideret med vognens længde målt over de ikke-indtrykkede puffere. En godsvogn med en samlet vægt på 80 ton og en længde på 16 meter har således en metervægt på 5 ton pr. meter. En anden vogn kan have samme akseltryk, men en større metervægt, hvis dens vægt er fordelt over en kortere længde. Dette har særlig betydning ved belastningen af jernbanebroer, hvor både akslernes indbyrdes afstand og den samlede vægtkoncentration kan påvirke konstruktionen. Et køretøj kan derfor godt overholde en stræknings største tilladte akseltryk, men samtidig overskride den tilladte metervægt. Det er netop derfor, at DSB og senere Banedanmark historisk har opstillet særskilte grænser for akseltryk og metervægt.
Akseltrykkets betydning for skinnerne
Skinnerne er den del af jernbanens overbygning, der er i direkte kontakt med togenes hjul. Når et hjulsæt passerer et bestemt punkt på sporet, påvirkes skinnen af en lodret belastning, som overføres videre til svellerne og underbygningen. Skinnen fungerer samtidig som en langsgående bjælke, der fordeler hjulbelastningen over flere sveller. Belastningens størrelse og fordeling afhænger blandt andet af skinneprofil, skinnevægt, svellernes indbyrdes afstand og de elastiske egenskaber i skinnens understøtning. På ældre jernbaner anvendtes ofte lettere skinner end på moderne hovedbaner. Dette var tilstrækkeligt til datidens forholdsvis lette lokomotiver og vogne, men satte begrænsninger for, hvor tungt materiel der kunne benyttes. Når akseltrykket steg, kunne det blive nødvendigt at udskifte skinnerne med kraftigere profiler eller foretage andre forbedringer af sporkonstruktionen. Moderne hovedbaner er typisk anlagt med kraftigere skinner, eksempelvis profiler i størrelsesordenen 54–60 kg pr. meter, men den tilladte aksellast bestemmes ikke alene af skinnevægten. Også sporets samlede opbygning, tilstand og de øvrige konstruktioner på strækningen er afgørende.
Akseltrykkets betydning for sveller, ballast og underbygning
Når et hjul belaster skinnen, fordeles belastningen gennem skinnefæsterne til svellerne og videre til ballastlaget. Ballasten skal både understøtte svellerne, fordele belastningen og medvirke til at fastholde sporets geometriske placering. Jo større akseltryk og jo flere belastningscyklusser sporet udsættes for, desto større bliver kravene til ballastens kvalitet, svellernes bæreevne og underbygningens stabilitet. På strækninger med svag underbygning kan tunge tog medføre øget risiko for sætninger og forringelser af sporets geometri. Dette kan igen medføre behov for hyppigere sporjustering, ballastarbejde og vedligeholdelse. Der er derfor en tæt sammenhæng mellem akseltryk, trafikmængde og vedligeholdelsesbehov. En banestrækning med mange tunge godstog udsættes normalt for større samlet belastning end en strækning med få og lette tog, men også hastighed, affjedring og hjulenes tilstand påvirker den faktiske nedbrydning af sporet. Særligt på ældre danske privatbaner kunne underbygningens bæreevne være en begrænsende faktor, selv om skinnerne i øvrigt var i tilfredsstillende stand.
Akseltryk og jernbanebroernes bæreevne
Jernbanebroer er blandt de konstruktioner, hvor akseltryk har størst sikkerhedsmæssig betydning. Når et tog passerer en bro, påvirkes konstruktionen af en række koncentrerede laster fra togets aksler. Belastningen afhænger ikke blot af det enkelte akseltryk, men også af akselafstanden, antallet af aksler, togets samlede vægt og hastighed samt broens spændvidde og konstruktion. To lokomotiver med samme akseltryk kan derfor påvirke en bro forskelligt, hvis deres aksler er placeret med forskellige indbyrdes afstande. På korte broer kan belastningen fra enkelte tæt placerede aksler være særlig betydningsfuld, mens længere broer også påvirkes væsentligt af den samlede vægt fra flere vogne eller hele togafsnit. Ved større hastigheder kommer yderligere dynamiske påvirkninger til, som i visse situationer kan forstærke konstruktionens belastning. Moderne broberegninger tager derfor højde for blandt andet aksellaster, lastmodeller, dynamiske virkninger og konstruktionens bæreevne. Det er en af årsagerne til, at en jernbanestrækning kan have begrænsninger for både største tilladte akseltryk, metervægt og hastighed.
Akseltryk på damplokomotiver
På damplokomotiver havde akseltrykket en særlig betydning, fordi lokomotivets vægt ikke nødvendigvis var ligeligt fordelt mellem akslerne. En del af vægten blev båret af de koblede drivaksler, mens forreste og bageste løbeaksler understøttede andre dele af konstruktionen. For lokomotivets trækevne var det fordelagtigt at placere en stor del af vægten på de drivende aksler. Den vægt, der hvilede på disse aksler, betegnes adhæsionsvægten og var afgørende for, hvor stor trækkraft lokomotivet kunne overføre til skinnerne uden hjulslip. Samtidig måtte akseltrykket på de enkelte drivaksler ikke overstige den værdi, som banestrækningen var godkendt til. Dette medførte en væsentlig konstruktionsmæssig afvejning. Lokomotivet skulle være tilstrækkeligt tungt på drivakslerne til at udvikle den nødvendige trækkraft, men ikke så tungt, at de enkelte aksler overbelastede sporet eller broerne. På større damplokomotiver blev vægten derfor fordelt på flere aksler, ofte gennem kombinationer af løbeaksler og flere koblede drivaksler. På damplokomotiver med separat tender skulle tenderens akseltryk desuden vurderes særskilt. Tenderens vægt ændrede sig under kørslen, efterhånden som vand og kul blev forbrugt, hvilket også kunne ændre belastningen på dens enkelte aksler. På tenderlokomotiver, hvor vand og brændsel blev medført på selve lokomotivet, kunne tilsvarende vægtændringer påvirke akselbelastningen under driften.
Akseltryk på diesel- og ellokomotiver
Med overgangen fra damptrækkraft til diesel- og elektrisk trækkraft blev lokomotivernes vægtfordeling i højere grad knyttet til bogiernes konstruktion og placeringen af tunge komponenter som dieselmotorer, generatorer, transformatorer og trækmotorer. På et fireakslet lokomotiv med to toakslede bogier fordeles vægten normalt på fire aksler. Hvis lokomotivet har en tjenestevægt på 80 ton og en tilnærmelsesvis ensartet vægtfordeling, bliver det gennemsnitlige akseltryk 20 ton. På et seksakslet lokomotiv med to treakslede bogier kan en større samlet lokomotivvægt fordeles på flere aksler. Et lokomotiv med en tjenestevægt på 108 ton og seks aksler har eksempelvis et gennemsnitligt akseltryk på 18 ton. Dette konstruktionsprincip blev særligt vigtigt i forbindelse med udviklingen af kraftigere diesellokomotiver til anvendelse på banestrækninger med begrænset bæreevne. Et dansk eksempel er DSB's litra MY, der blev konstrueret med seks aksler fordelt på to treakslede bogier. Af disse var fire aksler drivende, mens de to midterste aksler i bogierne var ikke-drivende. Konstruktionen gjorde det muligt at fordele lokomotivets vægt på seks aksler, selv om kun fire bidrog direkte til trækkraften. DSB's litra MX blev senere udviklet som et lettere diesellokomotiv med fire drivende aksler og en lavere samlet vægt, så typen bedre kunne anvendes på banestrækninger med begrænset tilladt akseltryk. Akseltrykket havde således direkte betydning for, hvilke lokomotivtyper der kunne indsættes på forskellige dele af det danske jernbanenet.
Akseltryk på personvogne og togsæt
På personvogne og togsæt afhænger akseltrykket af både køretøjets egenvægt og den belastning, der følger af passagerer, bagage, teknisk udstyr og øvrige driftsforhold. Moderne elektriske togsæt indeholder ofte en række tunge komponenter, herunder transformatorer, batterier, omformere, kompressorer og elektriske trækmotorer. Placeringen af disse komponenter har betydning for, hvordan vægten fordeles mellem de enkelte bogier og aksler. Ved konstruktionen af et togsæt tilstræbes en hensigtsmæssig vægtfordeling, så akseltrykket holdes inden for de grænser, som gælder for de banestrækninger, materiellet skal anvendes på. På visse togsæt anvendes fællesbogier mellem to nabovognkasser. Denne konstruktion, der blandt andet kendes fra Jacobsbogier, medfører en anden fordeling af aksler og belastning end på traditionelle personvogne med to selvstændige bogier pr. vogn. Ved sådanne konstruktioner er det særligt vigtigt at skelne mellem vægten af de enkelte vognkasser og belastningen på de hjulsæt, der faktisk bærer dem. Akseltrykket er derfor en central størrelse ved både konstruktion, godkendelse og vedligeholdelse af moderne togsæt.
Akseltryk og godsvognenes lasteevne
For godsvogne er akseltrykket en af de vigtigste faktorer ved bestemmelsen af den tilladte last. En godsvogns maksimale lasteevne afhænger både af vognens konstruktion og af de banestrækninger, den skal befare. En fireakslet godsvogn med en egenvægt på 20 ton kan ved et maksimalt akseltryk på 22,5 ton have en samlet vægt på højst 90 ton, hvis vægten er korrekt fordelt mellem de fire aksler, og vognens konstruktion samt øvrige begrænsninger tillader det. Den teoretiske lastvægt bliver dermed 70 ton. Hvis den samme vogn derimod skal befare en strækning med et største tilladt akseltryk på 18 ton, bliver den højst tilladte samlede vægt ud fra akseltrykket 72 ton. Den teoretiske lastvægt reduceres dermed til 52 ton. Dette illustrerer, hvorfor en godsvogns tilladte læs kan variere afhængigt af, hvilke banestrækninger den skal benyttes på. I den internationale jernbanegodstrafik anvendes laste- og strækningsklasser til at angive, hvilke belastninger infrastrukturen er dimensioneret og godkendt til. Disse klasser er afgørende ved planlægning af godstransporter på tværs af landegrænser.
Akseltryk og internationale strækningsklasser
På det europæiske jernbanenet anvendes standardiserede strækningsklasser til klassificering af infrastrukturens bæreevne. Klasserne bygger på kombinationer af største tilladte akseltryk og metervægt. Et centralt regelsæt er den europæiske standard EN 15528, der beskriver klassificeringen af jernbanestrækninger og samspillet mellem infrastrukturen og køretøjernes belastning. Nedenstående tabel viser en række almindelige europæiske strækningsklasser.
| Strækningsklasse | Akseltryk | Metervægt |
|---|---|---|
| A | 16,0 ton | 5,0 ton/m |
| B1 | 18,0 ton | 5,0 ton/m |
| B2 | 18,0 ton | 6,4 ton/m |
| C2 | 20,0 ton | 6,4 ton/m |
| C3 | 20,0 ton | 7,2 ton/m |
| C4 | 20,0 ton | 8,0 ton/m |
| D2 | 22,5 ton | 6,4 ton/m |
| D3 | 22,5 ton | 7,2 ton/m |
| D4 | 22,5 ton | 8,0 ton/m |
| E4 | 25,0 ton | 8,0 ton/m |
Tabellen illustrerer, at to strækningsklasser kan tillade samme akseltryk, men forskellig metervægt. Klasse D2 og D4 tillader eksempelvis begge 22,5 ton pr. aksel, men har forskellige grænser for metervægt. Klassificeringen er ikke i sig selv en ubetinget tilladelse til at fremføre ethvert køretøj, som overholder de angivne tal. Der kan også gælde begrænsninger som følge af blandt andet akselafstand, hastighed, broernes bæreevne og særlige lokale forhold. Historisk udvikling af akseltrykket i Danmark Udviklingen af det tilladte akseltryk på de danske jernbaner afspejler den teknologiske udvikling fra 1800-tallets forholdsvis lette lokomotiver og vogne til moderne godstog med høj aksellast. Da de første danske jernbaner blev anlagt i midten af 1800-tallet, var både lokomotiverne og godsvognene betydeligt lettere end nutidens materiel. Skinnerne var tilsvarende lettere, og mange broer og andre konstruktioner blev dimensioneret efter datidens trafikbelastning. Efterhånden som jernbanedriften udviklede sig, blev der behov for kraftigere lokomotiver med større trækkraft og godsvogne med højere lasteevne. Dette medførte øgede krav til skinnernes styrke, broernes bæreevne og underbygningens kvalitet. På hovedbanerne blev der gradvist gennemført forstærkninger, blandt andet gennem udskiftning af lettere skinner med kraftigere skinneprofiler og forbedring af sveller, ballast og broer. På mange privatbaner var udviklingen anderledes. Disse baner var ofte anlagt med et mindre anlægsbudget og dimensioneret til lettere trafik. Det betød, at de kunne have et lavere tilladt akseltryk end statsbanernes hovedstrækninger. Denne forskel fik praktisk betydning, når lokomotiver og godsvogne skulle overføres mellem statsbanerne og privatbanerne. Et lokomotiv, som uden problemer kunne anvendes på en hovedbane, var ikke nødvendigvis tilladt på en privatbane med lettere overbygning eller mindre bæredygtige broer. Kravene til akseltryk kunne derfor være medvirkende til, at privatbanerne anvendte lettere lokomotiver, eller at særligt tunge vogne måtte befordres med begrænset last.
Akseltryk i DSB's historiske bestemmelser
Hos De Danske Statsbaner blev oplysninger om største tilladte akseltryk og andre belastningsbegrænsninger samlet i særlige fortegnelser. Disse fortegnelser gjorde det muligt for jernbanepersonalet at fastslå, hvilke vogne og transporter der måtte befare en bestemt strækning. Et væsentligt historisk dokument er DSB's Akseltrykfortegnelse (AML), som indeholdt oplysninger om største tilladte akselafstand, akseltryk, metervægt og læsseprofil på danske normalsporede baner og færger. En udgave med gyldighed fra 22. maj 1966 dokumenterer, hvordan sådanne begrænsninger blev fastlagt og offentliggjort for de forskellige banestrækninger. DSB's Ordresamling, Serie J – Vognmateriellet indeholdt desuden bestemmelser om læsning af godsvogne, hvor det blandt andet blev præciseret, at en vogns akseltryk blev beregnet som summen af vognens egenvægt og læssets vægt divideret med antallet af aksler. Bestemmelserne fastslog samtidig, at største tilladte akseltryk og metervægt ikke måtte overskrides på de strækninger, vognen skulle passere, medmindre der var givet særlig tilladelse. Hvis en godsvogn var læsset for tungt til en bestemt strækning, kunne det være nødvendigt at reducere læsset, omlæsse en del af godset eller indhente en særlig tilladelse til transporten. Disse regler var vigtige for den daglige godstrafik, fordi det samme godstog kunne passere både statsbanernes hovedstrækninger og mindre privatbaner med andre belastningsgrænser.
Udviklingen mod større akseltryk
Gennem det 20. århundrede blev større tilladt akseltryk en forudsætning for mere effektiv godstransport. Udviklingen af kraftigere skinner, bedre sveller, forbedrede ballastmaterialer og stærkere broer gjorde det muligt at benytte tungere lokomotiver og godsvogne. Særligt i den internationale godstrafik blev det vigtigt at harmonisere de tekniske bestemmelser, så godsvogne kunne benyttes på tværs af landegrænser uden omlæsning. Akseltryk på 20 ton blev en vigtig størrelse på mange europæiske jernbaner, mens 22,5 ton efterhånden blev en almindelig grænse på en stor del af hovedbanenettet. På visse særligt udbyggede jernbaner i udlandet anvendes højere akseltryk, eksempelvis 25 ton eller mere. Dette forekommer blandt andet på banestrækninger, der er dimensioneret til tung godstrafik. En forhøjelse af det tilladte akseltryk kræver dog ikke blot stærkere skinner. Hele infrastrukturen skal kunne modstå de større belastninger, herunder broer, dæmninger, underbygning og andre konstruktioner. For jernbaneinfrastrukturen indebærer højere akseltryk derfor en afvejning mellem større transportkapacitet og de investeringer samt vedligeholdelsesomkostninger, som følger af de større belastninger.
Akseltryk på det moderne danske jernbanenet
På det danske jernbanenet fastsættes de tilladte akseltryk af infrastrukturforvalteren på grundlag af strækningernes tekniske forhold. Banedanmark offentliggør oplysninger om blandt andet største tilladte akseltryk og metervægt i de relevante tekniske og trafikale dokumenter. På store dele af det danske hovedbanenet er den angivne grænse 22,5 ton pr. aksel, men der findes også strækninger med lavere grænser eller særlige begrænsninger. Det er derfor ikke tilstrækkeligt at fastslå, at et køretøj er godkendt til det danske jernbanenet generelt. Det skal også være foreneligt med de konkrete strækningers belastningsgrænser og øvrige krav. For særlige transporter kan der i visse tilfælde gives tilladelse til at overskride normale begrænsninger efter nærmere teknisk vurdering. Dette kan eksempelvis være relevant ved transport af meget tunge industrikomponenter eller andre usædvanlige forsendelser. Banedanmarks bestemmelser for akseltryk og metervægt indeholder også særlige bemærkninger om hastighedsbegrænsninger, visse materieltyper og forhold, hvor en højere belastning kun kan accepteres på bestemte vilkår. Akseltryk er således fortsat en grundlæggende parameter ved godkendelse, planlægning og gennemførelse af jernbanetransporter.
Akseltryk og hastighed
Selvom akseltrykket normalt angives som en statisk belastning, har togets hastighed betydning for de dynamiske påvirkninger af sporet. Når et tog kører, påvirkes hjulsættene af blandt andet sporujævnheder, kurver, overhøjde, hjulenes tilstand og affjedringssystemets egenskaber. Disse forhold kan medføre, at den øjeblikkelige belastning af skinnen bliver større end den statiske værdi. Ved høje hastigheder kan dynamiske påvirkninger derfor stille yderligere krav til sporets tilstand og køretøjets konstruktion. Det betyder ikke, at den registrerede statiske aksellast ændrer sig med hastigheden, men at de faktiske kræfter mellem hjul og skinne varierer under kørslen. Derfor kan der være fastsat forskellige hastighedsbegrænsninger for forskellige typer af materiel, selv om de i øvrigt har samme akseltryk. På visse strækninger kan særlig tungt materiel være tilladt ved reduceret hastighed, hvis de tekniske betingelser gør det forsvarligt.
Akseltryk, akselafstand og akselrækkefølge
Akseltryk hænger tæt sammen med akselafstand og akselrækkefølge, men de tre begreber beskriver forskellige tekniske forhold.
| Begreb | Betydning |
|---|---|
| Akseltryk | Den lodrette belastning, som en enkelt aksel overfører til skinnerne. |
| Aksellast | Anden almindelig betegnelse for akseltryk. |
| Hjultryk | Den lodrette belastning fra et enkelt hjul mod skinnen. |
| Akselafstand | Den indbyrdes afstand mellem hjulsæt på et jernbanekøretøj. |
| Akselrækkefølge | Beskriver placering og gruppering af drivende og ikke-drivende aksler. |
| Metervægt | Køretøjets vægt divideret med dets længde efter de gældende måleregler. |
| Adhæsionsvægt | Den del af en trækkraftenheds vægt, som hviler på de drivende aksler. |
| Taravægt | En godsvogns egenvægt uden gods. |
| Tjenestevægt | Køretøjets vægt i den definerede driftsklare tilstand. |
| Lasteevne | Den last, som en godsvogn må medføre inden for dens konstruktive og driftsmæssige grænser. |
Ved vurderingen af et jernbanekøretøjs anvendelighed på en bestemt banestrækning vil flere af disse størrelser normalt skulle vurderes samlet. Et lokomotiv kan eksempelvis have et acceptabelt akseltryk, men stadig være uegnet til en bestemt strækning, hvis det har en uhensigtsmæssig akselafstand, overskrider den tilladte metervægt eller ikke opfylder andre tekniske krav.
Akseltrykkets sikkerhedsmæssige betydning
Akseltrykket er et grundlæggende sikkerhedsmæssigt begreb, fordi det bidrager til at fastlægge, hvilke belastninger jernbaneinfrastrukturen skal kunne modstå. Hvis en banestrækning udsættes for større akseltryk end den er godkendt til, kan det medføre øget risiko for skader på skinner, sveller, ballast, broer og underbygning. Dette betyder ikke, at en enkelt overskridelse nødvendigvis medfører en umiddelbar skade eller ulykke. Belastningsgrænserne er fastsat på grundlag af tekniske vurderinger og sikkerhedskrav, som skal sikre en forsvarlig drift gennem længere tid. Gentagne eller væsentlige overskridelser kan imidlertid fremskynde nedbrydningen af infrastrukturen eller i alvorlige tilfælde medføre svigt i konstruktioner. Derfor indgår kontrollen med akseltryk som en vigtig del af både materielgodkendelse, godsvognslæsning, transportplanlægning og infrastrukturforvaltning.
Kort definition til jernbaneordbogen
Akseltryk (aksellast): Den lodrette belastning, som et jernbanekøretøjs enkelte aksel overfører til skinnerne gennem hjulene. Akseltrykket angives normalt i ton og beregnes for en almindelig godsvogn med ligeligt fordelt last som summen af vognens egenvægt og læssets vægt divideret med antallet af aksler. Ved ujævn vægtfordeling kan belastningen på de enkelte aksler afvige fra gennemsnittet. Akseltrykket har afgørende betydning for, hvilke lokomotiver og vogne der må befare en bestemt jernbanestrækning, da skinner, sveller, ballast, underbygning og broer skal kunne modstå belastningen. På moderne europæiske hovedbaner er 22,5 ton pr. aksel en udbredt grænse, mens ældre og lettere baner ofte har lavere tilladt akseltryk. Begrebet anvendes sammen med blandt andet metervægt, akselafstand og strækningsklasse ved vurdering af jernbanekøretøjers belastning af infrastrukturen. Beslægtede begreber: Aksellast, hjultryk, akselafstand, akselrækkefølge, adhæsionsvægt, metervægt, taravægt, tjenestevægt, bogie, hjulsæt, lasteevne, skinnevægt, bæreevne, strækningsklasse, læsseprofil og usædvanlig transport.
Historiske kilder og dokumentation
Følgende kilder er relevante for den tekniske definition af akseltryk, historiske danske belastningsgrænser og udviklingen af bestemmelser for jernbanernes bæreevne.
1. DSB – Akseltrykfortegnelse (AML), 22. maj 1966. Største tilladte akselafstand, akseltryk og metervægt samt læsseprofil på danske normalsporede baner og færger. En væsentlig historisk kilde til undersøgelse af de belastningsgrænser, der gjaldt på statsbanerne, privatbanerne og de danske jernbanefærger i 1960'erne. DSB – Akseltrykfortegnelse, 1966.
2. DSB – Ordresamlingen, Serie J: Vognmateriellet. Indeholder bestemmelser om læsning af godsvogne samt definitioner af akseltryk og metervægt. De relevante bestemmelser om godsvognslæsning er blandt andet dateret 15. oktober 1966 og præciserer, at vognens akseltryk beregnes ud fra egenvægt, last og antal aksler. DSB – Ordresamlingen, Serie J.
3. Banedanmark – AML, 15. marts 2023. Fortegnelse over største tilladte akselafstand, akseltryk, metervægt og læsseprofil. Afsnit 2.3 definerer akseltryk og aksellast, mens afsnit 2.4 definerer metervægt. Dokumentet fastslår desuden, at begreberne akseltryk og aksellast har samme betydning. Banedanmark – AML, 2023.
4. Banedanmark – AML-25-2, 29. september 2025. Senere udgave af fortegnelsen med strækningsopdelte bestemmelser for største tilladte akseltryk og metervægt. Den dokumenterer blandt andet anvendelsen af 22,5 ton som tilladt akseltryk på mange danske hovedbanestrækninger samt særlige begrænsninger for udvalgte strækninger. Banedanmark – Trafikale regler.
5. Banedanmark – BN1-59-4: Belastnings- og beregningsregler for sporbærende broer, 2010. Beskriver principper for vurdering af brobelastninger og sammenhængen mellem aksellast, metervægt, hastighed og strækningsklassifikation.
6. EN 15528 – Railway applications: Line categories for managing the interface between load limits of vehicles and infrastructure. Europæisk standard for klassificering af jernbanestrækninger efter blandt andet aksellast og metervægt. Standarden danner grundlag for en fælles teknisk forståelse af, hvilke køretøjsbelastninger infrastrukturen kan tillade.
De historiske bestemmelser skal anvendes med deres respektive gyldighedsdatoer. Et tilladt akseltryk i eksempelvis 1966 eller 2023 er ikke nødvendigvis identisk med belastningsgrænsen på samme strækning i dag.