RAPPORT Underhålls- och reinvesteringsbehov 213-222 Banöverbyggnad Behovsutredning underhåll och reinvestering järnväg Diarienummer: TRV 213/183 Ballastrening av spårväxel i Västra Torup Ingår i PIA-projektets arbeta med att effektivisera spårväxelbyten
Innehåll 1 Sammanfattning... 4 2 Bakgrund... 5 3 Banöverbyggnadens uppbyggnad... 5 3.1 Spår... 6 3.1.1 Räl... 6 3.1.2 Sliper... 6 3.1.3 Befästning... 6 3.1.4 Ballast... 7 3.2 Spårväxel... 7 4 Användbar livslängd för spårsystem... 8 4.1 Teknisk livslängd... 8 4.2 Operativ livslängd... 8 4.3 Ekonomisk livslängd... 9 4.4 Teknisk livslängd för anläggningsdelar... 9 4.4.1 Sliper... 9 4.4.2 Räl... 1 4.4.3 Ballast... 1 4.4.4 Spårväxlar... 1 4.5 Kriterier för reinvestering baserat på teknisk livslängd... 1 5 Insamlad information... 11 5.1 Banöverbyggnad - spårkonstruktion... 11 5.2 Banöverbyggnad - spårväxel... 13 6 Nuvarande reinvesteringstakt... 13 7 Bedömt reinvesteringsbehov 213-223... 14 7.1 Reinvestering för spår... 14 7.2 Reinvestering av spårväxlar... 15 7.3 Samordningsvinster... 17 7.4 Risker med låg reinvesteringstakt och bristfälligt underhåll.. 18 8 Bedömt underhållsbehov... 19 9 Framtida arbete med att identifiera drivare av underhåll och reinvestering... 21 9.1 Banöverbyggnadens nedbrytning... 21 9.2 Mätvärden på nedbrytning... 23 9.2.1 OFP per km... 23 9.2.2 Slitage av rälprofil... 24 9.2.3 Spårläge... 26
1 Ansats till att arbeta fram en Livscykelmodell för banöverbyggnad... 28 1.1 Tidigare erfarenhet av arbete med livscykelkostnad... 28 1.2 Modellbygge... 29 1.3 Behov och risker... 3 11 Referenser... 32
Reinvesteringskostnad [Mkr/ år] 1 Sammanfattning Underhållsbehovet har beräknats utifrån den information som finns samlat om anläggningen i baninformationssystemet, BIS, och trafikdata från trafikvy. Behovet avser alla Trafikverkets spårväxlar och spår utom skarvspår med spikbefästning. Reinvesteringsbehovet ligger på 1 73 Mkr/år hos den anläggningsmassa som ingår i bedömningen (1 5 km järnväg och 11 2 stycken spårväxlar). Underhållet ligger i storleksordningen 1 66 miljoner kronor/år. I kapacitetsutredningen beräknades behovet för reinvestering av banöverbyggnad till 1 15 miljoner kronor/år och den främsta förklaringen till skillnaderna är att innevarande rapport har ett bättre data underlag som är mer fullständigt. Nuvarande reinvesteringstakt och den som är planerad för 213-215 ligger mycket under behovet. Skulle denna takt bibehållas krävs medellivslängder på 8 år för spår och 55 år för spårväxlar. Förslag på kostnad för reinvestering över tid visas i figur 1. Figur 1 Förslag på reinvesteringskostnad för spår och spårväxlar Kostnad för reinvestering spår och spårväxlar 16 14 12 168 1146 1231 139 1393 1348 139 127 1185 1185 1 8 6 4 438 423 45 455 57 514 537 56 577 597 Spår Spårväxel 2 213 214 215 216 217 218 219 22 221 222 Årtal Det finns ett behov av att utveckla beräkningsmodellen från att strikt gå på ålder och årlig trafiklast (MBrt, miljoner bruttoton) till att även ta hänsyn till anläggningens tillstånd. Exempel från de system som understöder detta har tagits fram. Kopplingen mellan teknisk livslängd och de tillståndsparametrar som kan visas är inte tydlig och därför återstår ett systematiskt arbete att ta fram detta.
Avdelningen anläggningsutveckling på VO Underhåll anser inte att beräkningsunderlaget för att göra en livscykelanalys har tillräckligt bra kvalitet. Ett sådant underlag ska innehålla hur mycket underhåll som krävs 1, driftkostnader, underhållskostnader och samhällskostnader 2. Att utveckla en livscykelanalys bör ske först efter att Trafikverket har tagit fram strategier för underhåll på komponentnivå och system där relevant underhållsinformation finns dokumenterad och är lättillgänglig. 2 Bakgrund Avdelningen anläggningsutveckling på VO Underhåll har på uppdrag från Trafikverkets ledning tagit fram ett underlag för reinvesteringar som sträcker sig minst 1 år framåt i tiden. För banöverbyggnad har sektionerna Spårsystem och Väg- och spårkomponenter samarbetat. Detta underlag ska tas fram årligen i fortsättningen. En första djupstudie gjordes av McKinsey under 21 och resulterade i rapporten Rapport underhålls- och reinvesteringsbehov Spår och spårväxlar 21192 version 1 [1]. Både denna rapport och den tidigare studien exkluderar spårsystem som består av skarvspår med spikbefästning. Behovet av upprustning av skarvspårsbanor med spikbefästning har behandlats i Inventering av trafiksvaga banor [3]. Det är inte en helt klar överensstämmelse mellan begreppet lågtrafikerade banor 3 och skarvspår med spikbefästning så en viss överlappning finns i praktiken. På lågtrafikerade banorna har 72 % av alla spår spikbefästning (16 % Heyback, 11% Pandrol och 1 % Hambo ). Dock så finns det skarvspår med spikbefästning även på banor som inte räknas till de lågtrafikerade. 35 % (978 km) av skarvspår med spikbefästning återfinns på banor som inte är lågtraifekrade. 3 Banöverbyggnadens uppbyggnad Trafikverket förvaltar 13 6 km järnväg och 11 2 st spårväxlar. (Förutom Trafikverket äger även industrier, tågoperatörer och kommuner mer än 1 4 km järnväg och 1 5 st spårväxlar). I denna rapport görs bedömning om reinvestering och underhåll av 1 5 km spår (utan spikbefästning och inga sidospår) och 11 2 spårväxlar. Banöverbyggnaden delas, enligt standarden BVS 811, in i delsystemen spår och spårväxlar. Spår kan i sin tur delas in i räl, befästning, sliper och ballast. Spårväxlar har anläggningsdelarna kontrollanordning, korsning, låsanordning, omläggningsanordning, skarv, sliper, snöskydd, tunganordning och växelvärme. Ett annat viktigt begrepp för spårväxlar är spårväxeltyp som beskrivs genom att ange rältyp, radie och delningsvinkel. I systemet för anläggningsinformationen (BIS) sparas uppgifter om hur spår och spårväxlar är uppbyggda. Det finns ett stort antal olika kombinationer i anläggningen, men det går att sammanföra detta till 6 system för spår och 9 system för spårväxlar som har väsentlig betydelse. 1 Mängden underhåll är beroende av vilket tillstånd som ska upprätthållas 2 Ett sämre tillstånd ger mer trafikstörningar och påverkar samhällskostnaderna 3 I denna rapport används istället för trafiksvaga banor begreppet lågtrafikerade banor
3.1 Spår I tabell 1 visas 6 spårsystem utifrån val av räl, befästning och sliper. Tabell 1 Uppdelning av spår i olika system (Baserat på BIS, november 212) Rälvikt [kg/m] Befästningssystem Skarvfritt spår Sliperstyp Medelålder 4 [år] Normal huvudspår [km] Avvikande huvudspår [km] Bantyp 1-3 Bantyp 4-5 Pandrol 6 Ja Betong 13,3 4 687 141 36% 3% Pandrol 5 Ja Betong 2, 2 793 225 19% 5% Heyback 5 Ja 5 Trä 3,5 1 18 26 7% 1% Hambo 5 Ja Betong 24,7 717 266 5% 2% Fist 5 Ja Betong 38,2 241 6 2% % Spik 41-5 Nej Trä 39, 2 87 176 2% 16% Övrigt 221 42 Totalt 11 765 882 3.1.1 Räl Rälen finns i fyra vikter från 41 kg/m upp till 6 kg/m i normalhuvudspår. De spår som fortfarande har 43 kg/m eller lägre i rälvikt kan i princip inte underhållas eftersom inga reservdelar tillverkas utan allt underhåll bygger på att utnyttja material som tas från spår som demonteras. 3.1.2 Sliper I Sverige finns tre huvudtyper av sliprar; betong, trä (furu) och hårdträ (ek eller bok). I nybyggda huvudspår används betongsliprar. Träsliprar med Heyback används i bantyperna 1-3 (betydande mängd trafik). Träsliper med spikbefästning används framförallt i bantyperna 4-5 (liten trafikbelastning) och det kommer under lång tid framåt att finnas behov av att ersätta träsliprar. Hårdträ används vid speciella tillämpningar, tex på broar och i spårväxlar. 3.1.3 Befästning Sedan 28 är Pandrol Fastclip standardbefästning vid nybyggnation. Mest förekommande är Pandrol e-clip, följt av rälsspik 6, Heyback, Hambo och Fist. Rälspik används med träsliper i skarvspår och kommer att finnas kvar i denna typ av spår under lång tid framöver. Hambo och Fist är de befästningssystem som i första hand ska avvecklas eftersom de har brister och till stor del redan nu nått sin tekniska livslängd. I befästningssystemet ingår även mellanlägg mellan räl och sliper samt isolatorer mellan befästning och rälfoten. 4 Medelålder beräknas baserat på spårlängd*ålder för varje delsträcka 5 Heyback kan även finnas i skarvspår (i undantagsfall) 6 Rälsspik förekommer som rälsspik med och utan underläggsplatta, fjäderspik samt låsspik
3.1.4 Ballast Tre typer av ballast används, det är M1 (grov makadam), M2(fin makadam) och grus. I princip används M1 på linjen och grus inne på driftplatser där man förväntar sig att personal måste kunna röra sig. M1 ger längre livslängd än M2 och grus kan ge eftersom den är bättre på att hålla bankroppen dränerad och tål större laster. God dränering är ett av de viktigaste kraven på en bankropp och vid problem med detta så förkortas livslängden för banöverbyggnaden avsevärt. För att dräneringen ska anses som god ska grundvattennivån ligga minst 1,3 m under sliperns överkant. En grundvattennivå mindre än 1 meter från slipers överkant leder till besiktningsanmärkning enligt BVH 87.31 (Underhållsbesiktning av banunderbyggnad). Figur 2 Principskiss för banöverbyggnad med anläggningsdelarna räl, befästning, sliper och ballast. Räl Sliper Terrass - nivå Befästning Ballast Underballast Dike, där avståndet mellan vattennivån och sliperns överkant ska vara minst 1,3 m 3.2 Spårväxel Alla spårväxlar finns med i bedömningen. Även de som ingår i de lågtrafikerade banorna. Spårväxlar har delats in i de växeltyper som ska förvaltas (reservdelsförsörjning är säker) och i de som ska avvecklas. Det finns 57 registrerade spårväxeltyper som förvaltas och för att förenkla redovisningen sammanfattas de av 9 bastyper baserat på rälvikt och delningsvinkel. Övriga spårväxeltyper ska avvecklas. Indelningen visas i tabell 2.
Tabell 2 Indelning av spårväxlar i olika kategorier Normal huvudspår (nhsp) Snittålder nhsp [år] Avvikande huvudspår (ahsp) Snittålder ahsp [år] Bantyp 1-3 Bantyp 4-5 Rälvikt [kg/m] Deliningsvinkel 5 7 1:4,8-1:9 123 23,2 176 23,6 2479 484 5 1:1-1:12 75 29,2 12 34,7 71 16 5 1:13-1:15 67 24,6 61 23,9 62 66 5 1:18,5 13 22,5 13 6 8 1:9 643 12,8 249 6,3 873 2 6 1:12 64 1,9 3 3,3 67 6 1:14-1:15 198 13,3 99 8,6 1162 35 6 1:18,5 54 12,3 13 6,8 551 2 6 1:26,5-1:27,5 44 11,9 44 Avvecklas 369 43 32 452 Totalt 4287 19,5 26 22,2 5862 623 4 Användbar livslängd för spårsystem För att bedöma reinvesteringstakten så används begreppen teknisk livslängd, operativ livslängd och ekonomisk livslängd. 4.1 Teknisk livslängd Teknisk livslängd är den teoretiska livslängd ett system kan ha med acceptabel nivå på antal underhållsåtgärder per år och reparationskostnader är rimliga (i standarden SS-EN 13 36 används begreppet användbar livstid ). Teknisk livslängd är bland annat beroende av Trafikering o Belastning i miljoner bruttoton per år (MBrt/år) o axellast o hastighet o fordonens egenskaper Mängd förebyggande underhåll som bedrivs Spårsystemets uppbyggnad o komponenter o plan- och vertikalgeometri 4.2 Operativ livslängd Trafikverket har i Vägledning till Banverkets underhållsstrategi (BVH 8) definierat operativ livslängd: 7 Rälvikten 5 kg/m har UIC-profilen 5E3. Internt används beteckningarna SJ5 och BV5. 8 Rälvikten 6 kg/m har UIC-profilen 6E1. Internt används beteckningen UIC6 och 6E.
Den tidsperiod som man med dagens förutsättningar kan förvänta sig är tekniskt möjlig och ekonomiskt försvarbar att hålla en enhet i drift. Kommentar: Observera att förändrade krav kan påverka en enhets operativa livslängd utan direkt koppling till teknisk eller ekonomisk livslängd. Den operativa livslängden kan betraktas som den livslängd Trafikverket vill uppnå innan man genomför ett utbyte (reinvestering om utbytet omfattar hela spårsystemet på en sträcka). BVH 8 skriver att den operativa livslängden ska vara optimerad med avseende på livstidskostnad. För att beräkna den operativa livslängden behövs förutom investeringskostnaden även drift och underhållskostnader samt samhällsekonomiska kostnader fördelat över tiden. Detta görs bäst med hjälp av en livscykelkostnadsanalys. 4.3 Ekonomisk livslängd Ekonomisk livslängd är den tid som investeringen av ett system bedöms vara företagsekonomiskt lönsam. Behöver en enhet bytas på grund av höjda krav på kapacitetsutnyttjande så är den ekonomiska livslängden slut trots att enhet fortfarande har operativ livslängd kvar. Detta kan vara fallet i många investeringsprojekt och då bör enheten tas tillvara och återanvändas på platser med mindre trafik. Trafikverket har i nuläget inte en uppföljning som kan ge en så detaljerad information att en beräkning av operativ/ekonomisk livslängd ska kunna göras på ett tillfredsställande sätt. 4.4 Teknisk livslängd för anläggningsdelar Eftersom arbetsgruppens bedömning är att operativ/ekonomisk livslängd inte går att bestämma på ett tillfredställande sätt används i denna rapport en uppskattad teknisk livslängd. Trafikbelastingen i normalhuvudspår bedöms utifrån data i Trafikvy-järnväg. I Trafikvyjärnväg anges trafiken mellan två driftplatser. Trafiken inom en driftplats beräknas som ett medelvärde av de sträckor där driftplatsen ingår. Underlaget för att beräkna trafik i avvikande huvudspår är i princip obefintlig. Trafiken i avvikande huvudspår bedöms därför med en schablon om 2 % av trafiken i normalhuvudspåret. Det finns avvikande huvudspår som används mer än 2 % och därför har maxbelastning MBrt reducerats till 5 % av den som gäller i huvudspår när bedömningen av livslängden görs. 4.4.1 Sliper Träsliper har en teknisk livslängd på storleksordning på 3-4 år på grund av påverkan från fukt och temperatur. Bl.a. urlakas rötskyddet och sliprarna börjar ofta ruttna på insidan utan synliga brister. Det finns en mätmetod för att objektivt bedöma tillståndet i träsliprar i spår men ej för träsliprar i spårväxlar. Betongsliprar är svårare att prediktera när de kommer att vara så slitna och spruckna att de utgör en säkerhetsrisk och dessutom är erfarenheten begränsad eftersom historiska data saknas för sliprar tillverkade med dagens metoder (till exempel betongsliprar med pandrol-befästning). Det finns inte någon känd mätmetod och det är endast via okulär besiktning av skador på ytan behov av byte avgörs. Trafikverket gör bedömningen att
livslängden för betongsliprar är minst 5 år. Befästningssystemet är integrerat i betongslipern, så beroende på vilken befästning som används bestäms den tekniska livslängden. Trafikverkets erfarenhet är att Fist och Hambo-befästningar når sin tekniska livslängd (i normalhuvudspår) vid 38-4 år. 4.4.2 Räl Huvudhärdad 6E1-räl (R35) som underhålls med förebyggande slipning har i rakspår livslängd över 65 MBrt, enligt forskare vid TTCI som inventerade malmbanan 27 så klarar amerikanska järnvägar för godståg 1 3 MBrt innan rälen byts [6] (detta kan dock avse räl med rälvikt på 7 kg/m och andra gränser på maximal förslitning än de som används i Sverige). Det betyder att det i så fall mest troligt sliprar och ballast som begränsar livslängden på banöverbyggnaden och inte rälen (i dagsläget har Trafikverket inte någon egen erfarenhet av 6E1-räl som nått 65 MBrt, så bedömningen är preliminär). I kurvor med radier ned mot 9 meter kan ytdefekter påverka livslängden och i snävare kurvor (4-8 meter) är sidoslitaget så stort att det begränsar livslängden. I denna typ av kurvor byts ytterrälen, inom underhållskontrakten 9, utan att sliper och ballast byts och därmed är inte rälens livslängd avgörande. För äldre spår, där slipning inte har utförts i tillräcklig omfattning, har Trafikverket den erfarenheten att antalet OFP-fel i 5E3-räl ökar när rälens tekniska livslängd är slut och därmed används 4-5 MBrt som en gräns för att byta hela spåret. 4.4.3 Ballast Ballastens livslängd är beroende av hur mycket finmaterial som finns i ballasten. De två viktigaste faktorerna för detta är nedmalning på grund av trafik och underhållsåtgärder (spårriktning och stoppning) samt intransport av finmaterial med hjälp av vatten eller växtlighet. Teoretiskt kan en välskött ballast ha en livslängd på över 5 MBrt och upp till 5 år även med trafik upp till 1 MBrt/år. Ballasten renas vanligtvis vid spårbyten. 4.4.4 Spårväxlar Spårväxlar har generellt samma livslängd på komponentnivå som spår utom för korsning och tungpartiet där inverkan av OFP-fel och spårlägesförändringar är större vilket motiverar utbyte av hela spårväxeln i högtrafikerade spår (bantyp 1-2) när de är 3 år gamla eller har belastats med 25 miljoner bruttoton tågtrafik (gäller framförallt SJ5-växlar med träslipers). I spår med mindre mängd tågtrafik slits spårväxlarna mindre och kan tillåtas bli äldre innan de byts ut. 4.5 Kriterier för reinvestering baserat på teknisk livslängd Utifrån dessa resonemang har enkla regler för hur den tekniska livslängden skapats. 99 Det bokförs som en underhållskostnad och inte som en reinvesteringskostnad
Tabell 3 Kriterier för reinvestering av spår Max trafikbelastning [MBrt]/(Max ålder [År]) Befästningssystem Normal huvudspår Avvikande huvudspår FIST 4 (38) 2 (38) Hambo 44 (4) 2 (4) Heyback 5 (4) 2 (3) Pandrol med 5E3-räl 5 (48) 25 (48) Pandrol med 6E1-räl 65 (55) 325 (55) Tabell 4 Kriterier för reinvestering av spårväxlar Trafikbelastning [Mbrt]/(Max Ålder [år]) Växelgeneration Normal huvudspår Avvikande huvudspår Sidospår Bantyp 1-2 Bantyp 3 Bantyp 4-5 SJ41 1 (3) 1 (3) 1 (4) 5 (4) 5 (5) SJ43 2 (3) 2 (3) 2 (4) 1 (4) 1 (5) BV5 25 (3) 25 (45) 25 (5) 125 (6) 125 (7) UIC6 45 (4) 45 (5) 45 (55) 225 (6) 225 (7) 6E 6 (4) 6 (5) 6 (55) 3 (6) 3 (7) 5 Insamlad information 5.1 Banöverbyggnad - spårkonstruktion Från baninformationssystemet (BIS) har hämtats information om befästningssystemet. Det finns ungefär 16 1 poster som uppfyller kraven att det ägs av Trafikverket, ligger i huvudtågspår (normal-, nhsp och avvikande, ahsp) och inte har spik som befästningselement. Det finns ingen information om installerat år registrerat tillsammans med typ av befästning. Befästningssystemets ålder har därför bestämts genom att jämföra med uppgifter om bandel, plats, km, m, spårnummer mellan befästning och sliperdatabasen. 95 % av alla poster kan knytas till en bestämd sträcka med sliprar. 87 % av dessa poster har en bestämd ålder. Eftersom inte alla poster kan knytas samman med en sliper med en bestämd ålder så bestäms befästningssystemets ålder i dessa fall genom att använda information om platsen och sista hand om bandelen. Informationen om rälen bestäms med samma tillvägagångssätt. I en Excel-tabell samlas information om varje delpost (en sträcka om 1 m 1 m) plats, inläggningsår, längd samt typ av befästning, sliper och räl. För att undvika omöjliga kombinationer så tvättas informationen (så att en mer trolig kombination används) innan den slutgiltigt fasställs. Utifrån informationen vilken plats spåret
Antal spårkilometer 1952 1994 1997 2 23 26 29 212 215 218 221 224 227 23 233 236 239 242 245 248 251 254 257 26 263 266 269 272 275 Spårlängd [km] befinner sig så knyts trafikinformation i form av årlig last (MBrt/år). De system för banöverbyggnad som valts visas i tabell 1. Därefter jämförs banöverbyggnadens ålder och total last med de uppsatta reglerna och en kvarvarande livslängd beräknas, se figur 3 och 4. Behov av byte före 213 visar ett uppdämt behov. Behov för utbyte efter 213 har beräknats utifrån en generell trafikökning på 1,2 % per år. Figur 3 Behov av att byta spårkonstruktion (i km) vid ett visst årtal 5 45 4 35 3 25 2 15 1 5 Tidpunkt för utbyte [år] Uppdämt behov Årligt behov 5 årsmedel Nuvarande tidpunkt Årtal Figur 4 Behov av att byta spårkonstruktion (i km) vid ett visst årtal uppdelat på olika befästningssystem (uppdämt behov visas som Före 213 ) 6 Skarvfria huvudtågspår, antal spårkilometer per befästningstyp och utbytessår 5 4 3 Pandrol UIC6 Pandrol BV5 Hambo Fist Hey-Back Okänd 2 1 Utbytesår I bedömningen ingår skarvspår med Heyback-befästning. Optram kan användas för att bedöma om spåret är skarvspår eller helsvetsat (skarvar ger utslag i höjdläge). Stickprov har gjorts för att se om Heyback verkligen används i skarvspår och det kan konstaterats att det förekommer. Enligt databasen är det 38 km, vilket troligtvis är en för hög uppskattning. I bedömningen ingår inte skarvspår med spikbefästning.
1971 1974 1977 198 1983 1986 1989 1992 1995 1998 21 24 27 21 213 216 219 222 225 228 231 234 237 24 243 246 249 252 255 258 261 264 267 27 Antal spårväxlar som ska bytas/ år 5.2 Banöverbyggnad - spårväxel Från baninformationssystemet (BIS) har hämtats information om spårväxlar. Det finns 7 257 stycken spårväxlar som uppfyller kraven att det ägs av Trafikverket, ligger i huvudtågspår (nhsp och ahsp). I bedömningen ingår även 3 933 stycken i sidospår. Information om installerat år finns för 76 % av spårväxlarna (uppgifter om installerat år är sämst för de som ligger i sidospår). Troligt installerat år har bestämts genom att jämföra med uppgifter om bandel, plats, km, m, spårnummer mellan spårväxelns läge och sliperdatabasen. Saknar även slipern ålder så har lägsta ålder för spårväxeltypen använts. 99, % av alla spårväxlar kan på detta sätt ges en bestämd ålder. Spårväxelns ålder och totala last jämförs med de uppsatta reglerna och en kvarvarande livslängd beräknas, se figur 5. Behov av byte före 213 visar ett uppdämt behov. Figur 5 Behov av att reinvestera spårväxlar vid ett visst årtal 4 35 3 25 2 15 1 5 Reinvesteringsbehov som funktion av årtal Spårväxlar Uppdämt behov Tidpunkt för byte Medel 5 år Medel 5 år Årtal 6 Nuvarande reinvesteringstakt Baserat på de uppgifter som finns i baninformationssystemet så har en bedömning gjorts hur mycket som har reinvesterats på grund av ålder respektive på grund att man har gjort kapacitetshöjande investeringar. Förutom dessa arbeten byggs också även helt nya sträckor. Medelåldern på anläggningen kan uppskattas med hjälp av information i BIS. För att behålla en medelålder konstant måste systemen bytas när de är dubbelt så gammal som medelåldern. På detta sätt kan en medellivslängd uppskattats för spår till 45 år och för spårväxlar till 43 år. Många faktorer påverkar och därför varierar den faktiska livslängden mellan 3 och 8 år. Tabell 5 visar reinvesteringstakten för 21 och 211. Eftersom inte alla byten är inrapporterade för 212 så visas inte detta år. Reinvestering är inte den enda åtgärd som påverkar medelåldern och den faktiska medelivslängden. Investeringsåtgärder sänker visserligen medelåldern men medellivslängden för reinvesteringsobjekten blir högre eftersom färre objekt reinvesteras förutsatt att budgeten är begränsad. Nya driftplatser
och nya dubbelspår anläggs vilket ökar anläggningsmassan utan att sänka medellivslängden. I tabellen har en överslagsberäkning gjorts baserat på en medellivslängd på 45 år. (1 5 km spår i nhsp och ahsp som inte är spårsystem med spikbefästning och 11 2 spårväxlar). Reinvesteringstakten borde för spårbyten ligga på 21 km/år respektive för byten av spårväxlar ligga på 25 stycken per år. Detta är högre än nuvarande takt på utbyte även om man tar hänsyn till det utbyte som sker i investeringsprojekten. Tabell 5 Reinvesteringar och investering under 21 och 211 År Reinvesterade spår [km] Investerade spår [km] 1 Reinvesterade spårväxlar Överslag 21 25 Investerade spårväxlar 11 Spårväxlar på nya driftplatser Flyttade/ begagnade spårväxlar 21 75 112 33 133 41 44 211 54 55 21 119 79 34 Takten på utbyten har under längre tid legat i underkant av behovet och därför finns det kvar anläggning som har passerat sin tekniska livslängd (uppdämt underhållsbehov). Nuvarande uppdämda behov har bedömts till 4 km spår (till en beräknad kostnad av 2,6 Miljarder kronor) och 1 25 spårväxlar (till en beräknad kostnad av 2,8 miljarder kronor). 7 Bedömt reinvesteringsbehov 213-223 7.1 Reinvestering för spår I bedömningen så har inte skarvspår med spikbefästningen tagits med. Det finns ett stort behov av att ersätta skarvspår och det har behandlats i rapporten om lågtrafikerade banor. Den bedömning som gjordes 21 var att den krävas 12 miljarder kronor [4]. De närmaste 1 åren bedöms reinvesteringsnivån ligga på 1 24 miljoner kronor per år. Det motsvarar 19 km spårbyten per år. I den tidigare rapporten angående underhållsoch reinvesteringsbehov [1] visade på ett årligt behov om 14 km och 79 miljoner kronor per år. Skillnaden mot den tidigare rapporten kan förklaras med Noggrannare bakgrundsdata vilket visar sig i form av en högre medelålder ger ett ökat utbytesbehovet med 7 % (22,4 år mot tidigare bedömning 18,8 år). 1 Endast investering/modifiering i befintlig anläggning har tagits med. Helt nybyggda spår räknas inte i dessa siffror. 11 Exakta siffror går inte att ta fram. Det som har gjorts är en översiktlig bedömning av vilken typ av byten som gjorts och en avstämning mot planerade reinvesteringsbyten.
Spårbyte [MKr/ år] Gränser för livslängd är lägre nu än tidigare rapport (Gäller främst Hambo där 44 MBrt/4 år nu används mot 48 MBrt/ 43 år i tidigare bedömning) En anpassning mellan prioriterad planering och den framtagna modellen (25 % av anläggningen är så dåligt beskriven att uppgifter i BIS inte räcker för att bestämma livslängd) Högre antagen reinvesteringskostnad 6 5 kr/spårmeter mot tidigare (5 7 kr/spårmeter) (14 %). Den nya kostnaden stämmer med planeringsunderlaget för VP 213. Planen redovisas i figur 6. Exakt utformning av planen behöver diskuteras vidare, men den visar på utfasning av Fist och okänd befästning inom 8 år och större delen av Heyback inom 1 år. Hambo kommer att behöva längre tid innan den är helt utfasad. Figur 6 Kostnad för reinvestering av spårkonstruktion (i Miljoner kronor) fördelat på 213-222 uppdelat på olika spårsystem Bedömt utbytesbehov spår 1 6 1 4 1 2 1 68 1 146 1 231 1 39 1 393 1 348 1 39 1 27 1 185 1 185 16 14 12 1 8 6 4 2 1 8 6 4 2 Pandrol UIC6 Pandrol BV5 Hambo Fist Heyback Övr 213 214 215 216 217 218 219 22 221 222 Årtal 7.2 Reinvestering av spårväxlar Beräkningarna för reinvestering av spårväxlar baseras på några nya förutsättningar som kräver att en ny utbytesstrategi förverkligas. Utbytta spårväxlar från investeringsprojekt kan återanvändas som reviderade begagnade spårväxlar. Kostnaden för en sådan spårväxel är hälften mot vad en ny spårväxel kostar. I normal och avvikande huvudspår används nya spårväxlar för bantyperna 1-3. Begagnade spårväxlar används i bantyp 4 och 5 samt i sidospår. Vidare har antagits att det är möjligt att slopa över 6 % av de spårväxlar som avvecklas (84 stycken/år). Utbyten kan ske mer rationellt än idag. I PIA-projekten pågår aktiviteter både när det gäller spårgående kran och ballastrening, om dessa projekt når sina mål kan kostnaden för installationer minska och kvaliteten i utfört arbete öka.
Det finns en långsiktig planering och att samordning görs med investeringsprojekt och spårbyten som planeras på en viss driftplats. En översiktlig planering kan behöva göras 3-5 år i förväg. Bedömningen av reinvesteringstakt av spårväxlar är uppdelad i fyra grupper, se tabell 6. Förvaltade spårväxlar är de som fortfarande ha en säker reservdelsförsörjning och de som ska avvecklas har ingen säker försörjning av reservdelar. Dessa grupper har dessutom delats in huvudspår (normal-, nhsp och avvikande-, ahsp) och sidospår (ssp). Det årliga reinvesteringsbehovet är 265 spårväxlar per år till en kostnad av 56 miljoner kronor/år. Kan inte återvunna spårväxlar användas skulle kostnaden bli 585 miljoner kronor/år. Behovet är större än det som redovisades i den tidigare rapporten om underhåll och reinvesteringsbehov [1], där 36 miljoner kronor/år behövs för att byta ~14 spårväxlar/år. Anledningen till den högre kostnaden är I bedömningen för huvudspår ingår 14 stycken/år utbytta spårväxlar och 19 slopade. I den nya bedömningen redovisas även behov för sidospår samt spårväxlar som kan tänkas slopas (+3 % fler spårväxlar/år läggs in och 84 stycken spårväxlar/år slopas). Avveckling av samtliga spårväxlar som inte ingår i förvaltningssortimentet ska klaras inom 2 år. Någon sådan avvecklingsplan har inte funnits hittills. Bedömningen som gjordes 21 hade ett riktpris på 2,6 miljoner/spårväxel. Riktpriset i den nya bedömningen för byte i huvudspår är i den nya beräkningen 3,2 miljoner/spårväxel (enligt VP-planering för 213) och vid användning av begagnad 1,5 miljoner/spårväxel (egen bedömning inom projektet) vilket ger ett snittpris på 2,3 miljoner/spårväxel (-12 %) Kostnad för att slopa spårväxlar tillkommer (17 miljoner, +5 %) I bedömningen för spårväxlar ingår även lågtrafikerade banor och spårväxlar som ligger i spår med spikbefästning. Av antalet spårväxlar som redovisas i tabell 6 så finns ~34 spårväxlar på de lågtrafikerade banor som idag anses ha problem och är föremål för utredning.
Reinvesteringskostnad [Mkr] Tabell 6 Bedömt reinvesteringsbehov för spårväxlar Förvaltade spårväxlar Spårväxlar för avveckling Totalt nhsp+ahsp ssp nhsp+ahsp ssp Uppdämt behov 539 4 38 362 1249 Kommande behov 77 17 461 1565 275 Antal år för åtgärd 1 1 2 2 Årligt behov 124,6 5,7 38,5 96,4 265,1 Andel som ersätts 1% 1% 5% 33% Kostnad per ersatt [Mkr] 3,2 2,35 1,5 1,5 Kostnad per slopad [Mkr],2,2 Typ av ersättning Ny Ny/Recycle Recycle Recycle Kostnad per år [Mkr] 398,7 13,4 32,7 61, 55,8 Figur 7 Bedömd kostnad över tid för reinvesteringar av spårväxlar Reinvesteringskostnad spårväxel 7 6 5 438 423 45 455 57 514 537 56 577 597 7 6 5 4 3 2 1 4 3 2 1 ssp nhsp+ahsp Bantyp 3-5 nhsp+ahsp Bantyp 1-2 213 214 215 216 217 218 219 22 221 222 Årtal 7.3 Samordningsvinster För att utnyttja resurserna på bästa sätt ska man alltid överväga om det går att samordna spårbyten med spårväxelbyten. Samordning mellan kapacitetshöjande investeringsprojekt är också möjlig om det i god tid finns en tydlig dialog mellan de olika ansvariga för reinvesteringar respektive investeringsprojekt. Genomsnittskostnad för spårväxelbyten sjunker från 3,2 Mkr till 2,7 Mkr för ett samordnat spårväxelbyte 12. 12 Erfarenhetsmässigt baserat på tidigare års utfall ligger genomsnittlig kostnad för projektering, bygghandling, projektadministration, etableringskostnad m.m. på 75 kr per spårväxelbyte. Om spårväxelbyten utförs som en del av ett större projekt kan det större projektets ökade
Det är viktigt att i ett tidigt skede i varje spårbytesprojekt se över de spårväxlar som finns i direkt anslutning. Ej bytta spårväxlar blir isolerade öar. Förutom en ekonomisk förlust, så kräver oftast gamla spårväxlar i ett nytt spår speciell anpassning för att kopplas mot det nya spåret, bl.a. övergångsräler. Om växelbyten tas med först i ett sent skede, blir anpassningen besvärlig och samordningsvinsterna mindre. Reinvesteringsplan för 214 kan anges som exempel på vad en stor obalans mellan medel till spårbyten och växelbyten kan leda till. Inklusive de extra 1 7 Mkr som regeringen lovar till underhåll av järnvägen blir det cirka 1 Mkr till spårväxelbyten och 78 Mkr till spårbyten. Den rekordlåga planerade nivån av spårväxelbyten leder till att många spårbyten kommer att lämna öar av gamla spårväxlar efter sig. För att undvika ekonomiska förluster p.g.a. ej genomförd samordning behövs minst 2 Mkr för växelbyten 214, d.v.s. dubbelt så mycket jämfört med ramen i nuvarande reinvesteringsplan. Om samordning mellan spår och växelbyten inte kan genomföras 214 blir resultatet 1 2 Mkr i förlust. 7.4 Risker med låg reinvesteringstakt och bristfälligt underhåll Inom funktionskontrakten kan Trafikverket konstatera en tydlig trend att, för spår och spårväxlar, minskar det förebyggande underhållet till förmån för avhjälpande (reaktivt) underhåll. Konsekvensen av detta är att livslängden minskar. Risken ökar för att antalet fel och trafikstörningar kommer att öka i och med att vi får fler spår och spårväxlar som har passerat sin tekniska livslängd. Tillsammans med underhållet av de anläggningarna som redan är i behov av reinvesteringar kommer än mer resurser läggas på avhjälpande underhåll istället för förebyggande underhåll och kostnaden kan komma att accelerera. Detta är en mycket oroande utveckling. Även förstärkt underhåll förekommer vilket innebär att man byter mycket slitna komponenter utan att försöka återställa hela systemet, till exempel kan på en spårväxel med träsliprar alla sliprar bytas därför att tillståndet har blivit så dålig att man annars skulle ha sänkt hastigheten eller förbjudit trafik. Slipersbytet ger ingen förbättrad lägeskvalitén mellan alla olika delar i spårväxeln och därmed kommer tågtrafiken att generera väsentligt högre dynamiska krafterna jämfört med en ny spårväxel. Den nuvarande planerade reinvesteringstakten för spårbyten är 129 km för 214 (behovet är bedömt att vara 172 km år 214, se avsnitt 7.1) och för 215 ännu lägre, vilket möjligtvis kan korrigeras under VP:n för 214. Skulle den nu planerade reinvesteringstakten bibehållas så behövs en medellivslängd på 8 år. Konsekvensen blir att projektledare och entreprenörer tvingas till förstärkt underhåll och sänkta hastigheter och till slut att stänga spår för trafik. Den nuvarande reinvesteringstakten leder, enligt Trafikverkets bedömning, till en högre livscykelkostnad än vad den föreslagna reinvesteringstakten skulle ge. Detta gäller särskilt om driftsstörningskostnader inkluderas. För spårväxlar har en dramatisk minskning i antalet reinvesterade spårväxlar skett sedan år2. Då fanns inget uppdämt behov och den genomsnittlig utbytesålder var cirka 32 år, utbytestakten låg på 2 spårväxlar/år. Budgetbegränsningar har sedan dess drastiskt kostnader p.g.a. ett tillkommande växelbyte grovt uppskattas till omkring 25 kr, för projektering, bygghandling, projektadministration och etableringskostnad.
Spårlängd [km]/ Antal spårväxlar minskat utbytestakten. Det uppdämda behovet år 212 är ~1 25 stycken, men inkluderas alla spårväxlar som ska avvecklas så blir det ~1 7 spårväxlar i huvudspår (3 3 inklusive sidospår). Den genomsnittlig utbytesålder har ökat till 43 år. Planeringen för reinvesteringar under 214 är ~2 spårväxelbyten vilket visar att Trafikverket har lagt sig på den lägsta nivån man har haft sedan 1955 trots att behovet är ~26 stycken. Skulle den nu planerade reinvesteringstakten bibehållas så behövs en medellivslängd på 55 år. I figur 8 illustreras detta för både spår och spårväxlar. Figur 8 Utbytesbehov jämfört med nuvarande utfall 21-212 och planering för 213-215 enligt nuvarande ram i reinvesteringsplanen 25 2 UTBYTESBEHOV jämfört med Reinvesteringstakt för spår och spårväxlar Behov av Spårbyten [km] Reinvester. spår [km] 15 1 5 Behov av växelbyten Reinvester. spårväxel 21 211 212 213 214 215* Årtal * Faställs under VP214 och kan bli högre Det är dock klart visat av universitet i Graz att förstärkt underhåll inte är den ekonomiskt bästa strategin. De hävdar med bestämdhet att till exempel partiellt slipersbyte (kontinuerligt byta enstaka sliprar utan reinvestering) respektive behålla slipers efter ballastrening är felaktiga strategier. Deras slutsats är att ekonomisk livslängd aldrig är längre än den tekniska livslängden. Strävan ska dock vara sådan att skapa förutsättningar att ha en lång teknisk livslängd för hela systemet, eftersom det är det bästa sättet att nå den lägsta livslängdskostnaden. För att komma dit ska alla faktorer som påverkar livslängden negativt undanröjas (perfomance killers) och tekniska förbättringar som kan förlänga den tekniska livslängden införas. 8 Bedömt underhållsbehov Kostnaden för underhållsbehovet är baserat på det som direkt bokförs i Agresso för varje anläggningstyp och det som kan fördelas av oreglerad mängd där anläggningstyp inte är angett. I den tidigare rapporten om underhåll och reinvestering förväntades underhållsbehovet ligga på 1 15 miljoner kronor för spår och 23 miljoner kronor för spårväxlar
(omräknat till 212 års prisnivå, enligt NPI). I denna rapport används bedömningen gjord internt inom Trafikverket (underhåll planering), 1 66 miljoner, se tabell 7. Skillnaden mot den tidigare bedömningen är att nu har direkta bokförda kostnader kompletterats med det som inte bokförts på anläggningstyp. Tabell 7 Underhållskostnad bokförd i Agresso Underhållskostnad [Mkr] Kostnad direkt bokfört på anläggningstyp Fördelad oreglerad mängd (Ej bokförd på anläggningstyp) Total underhållskostnad Spår 995 24 1199 Spårväxel 226 232 459 Banunderbyggnad 1 64 164 Bangårdsanläggning 14 13 26 Elanläggning 194 88 282 Signalanläggning 151 16 311 Teleanläggning 19 18 37 Övriga järnvägsanläggningar 315 25 341 totalt 214 894 2999 Det bör finnas ett samband mellan underhållskostnad och reinvesteringsnivån. Trafikverket har inte inlett något detaljerat arbete som kan beskriva detta samband. Byter man kontinuerligt till samma typ av anläggning med samma kvalitet och håller antalet anläggningar konstant så påverkas inte underhållskostnaden. Det som påverkar är att den nya anläggningen har bättre kvalitet och om anläggningsmassan ökar eller minskar. I ena vågskålen kan man anta att 2 % lägre underhållskostnad och att 2 % av anläggningen byts. Det ger ungefär en årlig sänkning av totala underhållskostnaden med -,4 %. I den andra vågskålen så ökar anläggingsmassan med i storleksordningen,1 % per år och det ger en kostnadsökning i underhåll på +,1 %. För att kunna bekräfta dessa överslagsberäkningar krävs en uppföljning som idag kräver manuellt arbete och inte direkt kan läsas av i Trafikverkets system och därför inte görs. Om underhållsstartegin är att bibehålla anläggningen över den tekniska livslängden kommer förstärkt underhåll att krävas. Även vid en ganska liten ökning i kostnaden för underhållet är reinvestering är ett bättre alternativ när anläggning börjar bli 5-6 år gammal. Exempel: Reinvesteringskostnad är 6 3 kr/spårmeter och driftunderhållskostnad på 114 kr/spårmeter (baserat på tabellen ovan 1,12 miljarder kronor/1 5 km). Görs antagandet att för varje år ökar underhållskostnaden med,5 kr/spårmeter och att det förstärkta underhållet påbörjas år 55 räcker med att det förstärkta underhållet kostar 3 kr/spårmeter/år för att det är bättre att reinvestera. I modellen ingår även en accelererande utslitningsfas från och med år 6. Se figur 9.