Resume Analyse af Banestyrelsens sporanlæg

Resume Analyse af Banestyrelsens sporanlæg Atkins Rail, England BSL, Tyskland IBM, Danmark Banestyrelsen Marts 2003

BANESTYRELSEN Pakhusvej 10 Dato 24.03.03 2100 København Ø Notat Analyse af Banestyrelsens sporanlæg resume Dette notat rummer et kort resume af den omfattende rapport, som Banestyrelsen har modtaget fra rådgiverkonsortiet. Rapporten omfatter en konklusionsrapport og 7 tekniske underrapporter. Indledning De økonomiske rammer for det statslige danske banenet er fastlagt i en politisk aftale for årene 2000-2004. Temaet for aftalen er at indlede en genopretning af tilstanden på jernbanenettet, efter en årrække med tiltagende nedslidning. Da der blev gjort status for aftalen medio 2001, gjorde Banestyrelsen Trafikministeriet opmærksom på, at behovene for fornyelse og vedligeholdelse på sporområdet syntes at være undervurderet i den politiske aftale. Derfor besluttede Trafikministeriet og Banestyrelsen at gennemføre denne uvildige, eksterne konsulentanalyse, der skal redegøre nærmere for den nødvendige indsats på sporområdet, der er et af de væsentlige og investeringstunge elementer i jernbanenettet. I juli 2002 fik et rådgiverkonsortium bestående af Atkins Rail (UK), BSL (D) og IBM Danmark til opgave at vurdere sporets nuværende tilstand, at definere en anbefalet tilstand og at konstruere en overordnet beregningsmodel for den økonomiske indsats, som vil være nødvendig for sporet i perioden 2003-2015. Sporet består af skinner, sporskifter, sveller, ballast og underbygning mv. Spor slides af togtrafikken, hvor akseltryk/vægt, trafiktæthed, hastighed og kurver er vigtige elementer. De enkelte elementer i sporet påvirker hinanden. F.eks. medfører ujævne, riflede skinner en betydelig dynamisk belastning af sveller og ballast. De enkelte strækninger er konstrueret til bestemte maksimalhastigheder, der er grundlag for togenes køreplaner. Hvis sporet er nedslidt eller ligger dårligt, er det nødvendigt at nedsætte hastigheden for at opretholde sikkerheden. Sporet vedligeholdes f.eks. gennem sporjustering, skinneslibning eller ballastrensning. Når sporets dele er nedslidt, fornyes (udskiftes) det ved f.eks. at lægge nye skinner, sveller eller ballast, eventuelt ombygge hele sporet. Levetiden indtil fornyelse bestemmes dels af trafikbelastningen, dels af vedligeholdelsesindsatsen. Sportilstand Overordnet viser analysen, at sikkerhedsniveauet på de danske spor er i orden. Men kvaliteten svarer kun lige til gældende standarder og er ikke er på niveau med tilstanden i de sammenlignelige lande, der benchmarkes mod: Tyskland, Sverige, Holland og Schweiz. Side 1(5)

Notat Den vedligeholdelse, som bevillingerne har kunnet dække, har været tilstrækkelig til at fastholde sportilstanden på et nogenlunde niveau, men der er et betydeligt efterslæb på sporfornyelsen, som vil kræve en væsentlig øget indsats i de kommende år. En særlig opmærksomhed bør ifølge analysen rettes mod S-banen og de regionale baner, hvor der er fundet tekniske forhold, som reducerer levetiden på spordele i en grad, som ikke giver en økonomisk acceptabel samlet levetidsomkostning for sporet. Tre væsentlige indikatorer for sportilstanden er sporets gennemsnitsalder, sporets jævnhed og omfanget af midlertidige hastighedsnedsættelser: Sporets gennemsnitsalder Sporets gennemsnitsalder Baneklasse Nuværende gennemsnitsaldenemsnitsalder Anbefalet gen- Diff. Alle baner 24 år 20 år +4 år Hovedbane 20 år 17 år +3 år S-bane 23 år 16 år +7 år Regionalbane 27 år 22 år +5 år Lokalbane 29 år 24 år +5 år Vedligehold kan forlænge levetiden af sporene til en vis grænse, men på et tidspunkt bliver omkostningerne ved vedligehold så store, at det bedre kan betale sig at udskifte og forny sporet eller dele heraf. Den anbefalede gennemsnitsalder er halvdelen af den forventede levetid for sporet - ud fra en økonomisk optimal betragtning. Den varierer afhængig af baneklasse, fordi den er opgjort på grundlag af den forskellige trafikbelastning på de forskellige baneklasser. Gennemsnitsalderen for sporet er for høj. I de kommende år er der behov for en øget indsats med udskiftning af spor og sporskifter på store dele af jernbanenettet. Især på S-banen og de regionale baner er der behov for en særlig indsats, fordi kombinationen af alder/komponenttyper og trafikbelastning her er mest kritisk. Sporets jævnhed Sporets jævnhed Baneklasse Nuværende Q-tal Anbefalet Q-tal Diff. Q-tallet er vægtet efter forskellige hastigheder. Den absolutte Hovedbane 84,2 85 0,8 Total 81,7 85 3,3 kvalitet på hovedbanen er således bedre end på S-banen ved Regionalbane 78,9 85 6,1 S-bane 71,5 85 13,5 Q=85. Lokalbane 82,1 85 2,9 Sporets jævnhed opgøres især ved Q-tallet, som angiver, hvor præcist sporet er på baggrund af måling af skinneafstand, hældning, højdeforskel o.l. Q-tallet er en Side 2(5)

Notat generel indikator for tilstand og fejl og vurderes som en meget omkostningsrelevant parameter. Et nyanlagt spor har Q-tallet 100, som gradvis forringes i takt med slid og alder. I starten sker forringelsen langsomt og der er derfor god økonomi i at opretholde en høj kvalitet så længe som muligt. Især på S-banen er der behov for omfattende sporjusteringer for at øge tilstanden til det anbefalede niveau, hvor Q=85. Midlertidige hastighedsnedsættelser som følge af utilstrækkelig tilstand hastighedsned- Midlertidige sættelser i % Når sportilstanden er utilstrækkelig indføres midlertidige hastighedsnedsættelser Baneklasse Nuværende andel spor med nedsat hastighed Total 1,4% 0% Hovedbane 1,8% 0% S-bane 0,1% 0% Regionalbane 0,7% 0% Lokalbane 2,2% 0% Anbefalet andel spor med nedsat hastighed For høj alder/stor nedslidning og for store ujævnheder lokalt er nogle af hovedårsagerne til, at der pålægges midlertidige hastighedsnedsættelser på visse strækninger, så togene ikke kan køre med den hastighed, banerne er beregnet til. Dette resulterer i tab af indtægter og øgede omkostninger for togselskaberne, hvor omkostningerne er størst på de trafikintensive strækninger. Rapporten vurderer, at omkostningerne ved denne type trafikgener er så betydelige i Danmark, at det bør have 1. prioritet at fjerne flest mulige midlertidige hastighedsnedsættelser. I forhold til de lande, der er benchmarket med, er omfanget og betydningen af hastighedsnedsættelser noget lavere i Danmark end i Sverige (spredt trafikbelastning), men væsentligt højere end i Tyskland og i særdeleshed Holland og Schweiz (intensiv trafikbelastning), som har en andel spor med nedsat hastighed grundet ringe tilstand nær anbefalingen på 0%. Metodemæssigt indeholder analysen også en række anbefalinger. Det er en ny, underbygget viden, at kvaliteten af ballast/afvanding/underbund har afgørende betydning for levetiden og omkostningerne på sveller og skinner. Derfor peges der på et stort behov for fornyelse af disse elementer. Der anbefales desuden større fokus end hidtil på skinneslibning og kvalitet i svejsninger. Endelig anbefales der i højere grad komponentvise udskiftninger (f.eks. sveller) frem for total ombygning for at udnytte den fulde levetid i komponenterne. Side 3(5)

Notat Investeringsplan Analysen indeholder en model, som beregner behovet for vedligeholdelses- og fornyelsesaktiviteter på sporanlæggene i perioden frem til 2015, samt et forslag til investeringsplan. Det sker ved at kombinere aktivitetsplanen med de kendte enhedspriser for aktiviteterne. Det vil f.eks. sige prisen for en kilometer mekaniseret sporombygning eller for beskrevne vedligeholdelsesaktiviteter. Analysen benytter de seneste års enhedspriser, og det vil sige, at der f.eks. ved at forudsætte længere sporspærringer er indarbejdet højere effektivitet og lavere priser end det var muligt at realisere for 4-5 år siden. Der vil være et vist potentiale for yderligere effektivisering på området. Analysens forslag til investeringsplan peger på et væsentligt forøget investeringsniveau for vedligeholdelse og fornyelse af spor, nemlig gennemsnitligt godt 1 mia. kr. årligt frem til 2015. Til sammenligning er det gennemsnitlige årlige niveau i perioden 1998-2002 ca. 0,5 mia. kr. Gennem det politiske forlig mellem regeringen og Dansk folkeparti er niveauet i 2004 hævet til knapt 0,7 mia. kr. Analysen anbefaler således at fortsætte og intensivere dette politiske initiativ. Anbefalet investeringsplan for 2003-2015 (ekskl. gods- og restbaner) [Mill DKK] Vedligeholdelse Fornyelse sporskifter 1.400 Sporfornyelse Efterslæb sporskifter 1.200 1.000 Efterslæb spor 800 600 400 200 0 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Som nævnt konstaterer analysen en utilstrækkelig sporkvalitet, altså et tilstandsmæssigt efterslæb, som er opstået over en årrække, hvor der ikke har været bevillinger til at gennemføre tilstrækkelig udskiftning og vedligeholdelse af spor- Side 4(5)

Notat anlæggene. Økonomisk er dette udtrykt i et investeringsefterslæb på i alt ca. 2,3 mia. kr. Indhentningen af dette efterslæb skal lægges oven i den vedligeholdelses- og fornyelsesindsats, som er nødvendig for at opretholde den anbefalede tilstand. Analysen anbefaler, at efterslæbet indhentes over en 8-årig periode, hvor genopretningsindsatsen prioriteres først mod de steder, hvor den dårlige tilstand resulterer i de hastighedsnedsættelser, der giver de største forsinkelsesomkostninger (tabte indtægter og øgede omkostninger). De sparsomt trafikerede gods- og restbaner indgår ikke i modellen. Rådgiveren har taget disse med særskilt i analysen og vurderer, at en opretholdelse af godsbanerne til langsom godskørsel vil kræve en samlet investering på ca. 0,5 mia. Life cycle costs Sporanalysen bygger konsekvent på en økonomisk optimerings-tilgang med henblik på anlæggets levetid og på at opnå de laveste omkostninger over denne levetid (life cycle costs). Optimeringen består i at gennemføre den økonomisk mest fordelagtige vedligeholdelsesindsats i forhold til nytte, levetid og fornyelse. Metode Sporanalysens model trækker på Banestyrelsens omfattende informationer om sporanlæggene (databaser mv.) Tilstandsopgørelserne er valideret gennem ca. 150 inspektioner af sporstykker på op til 1 km samt ca. 140 øvrige punktvise inspektioner, fordelt ud over hele nettet. Vurderingen af komponenternes nuværende kvalitet og tilstand er gennemført af internationalt erfarne sporingeniører, visuelt og gennem målinger. Det er blevet vurderet, om sporkvaliteten er på et hensigtsmæssigt niveau i forhold til belastning, trafikbelastning, hastighed og togtyper. De mange stikprøver har bekræftet de informationer og det overblik, som ligger i Banestyrelsens egne databaser over sporanlæggene. Komponenternes alder og type, skinnekvaliteten, antal sporskiftefejl, sporets jævnhed, underbygningens kvalitet og andelen af hastighedsættelser er væsentlige tilstandsparametre. Rådgiveren har på disse parametre sammenlignet de danske sporanlæg med nettet i Tyskland, Sverige, Holland og Schweiz. På dette grundlag er der opstillet en anbefalet normaltilstand for det danske net. Sporanalysen indeholder ikke kun en her-og-nu vurdering af sporets tilstand. Rådgiveren har også udviklet en dynamisk model, som på et overordnet niveau kan fremskrive behovet for sporfornyelse og vedligeholdelse. Modellen kombinerer tilstandsinformationer, type- og aldersinformationer og belastnings/trafikinformationer med enhedspriser for fornyelse og vedligeholdelse af de forskellige komponenter. Banestyrelsen har overtaget modellen, som kan anvendes til at vurdere forskellige scenarier for tilstandsudvikling og investeringsbehov. Side 5(5)

Banestyrelsens sporanlæg Data for modellen om Banestyrelsens sporanlæg er fremkommet ved en supplering af eksisterende registreringer af den bestående anlægsmasse, se nedenstående skema. Den anlægsmasse modellen fremskriver tilstanden på, er i alt på 3.312 km spor og 3.800 sporskifter. Den trafikale belastning af nettet sker næsten udelukkende på denne del af anlægsmassen. Strækningskategori I alt spor km (vigespor inklusiv) Antal sporskifter Hovedbane 1.479 1.849 S-bane 336 690 Regionalbane 822 724 Lokalbane 675 537 Godsbane 200 18 Restbane 50 - Sidebane 730 2.485 I alt 4.292 6.303 Gods og restbaner er ikke med i modellen, men er behandlet særskilt. Sidespor (730 km) er grundet de meget begrænsede tilgængelige oplysninger medtaget i modellens budgetter ved årlige faste vedligeholdelsesomkostninger.

Sporanlæggets inddeling i baneklasser

Eksempler på sportilstanden Billedet viser rifler & bølger i en skinne. Dette er et af hovedproblemerne for sporene. Disse fordybninger giver ved togpassage voldsomme dynamiske påvirkninger i sporet og nedbryder befæstelser/sveller og ballast hurtigere og forkorter levetiden af sporet mærkbart. Det er således både uøkonomisk og giver dårlig komfort. Problemet fjernes ved skinneslibning. Lasket stød/samling mellem 2 skinner på træsveller. Samlingen er lidt unøjagtig, hvilket giver diskomfort og kortere levetid for stødet.

To-bloksvelle af den ældste type (omvendt T-jern) med rustet forbindelsesstang og risiko for gennemtæring. Løbende observation nødvendig. Afdræning må undersøges og evt. forbedres indtil udskiftning. Snarlig udskiftning påkrævet. Billedet viser et sporskifte af ringe tilstand. På begge skinner ses forskellige køreflader. Dette giver diskomfort, og påfører sporskiftet store dynamiske kræfter, der nedbryder sporskiftet hurtigere, og medfører dyrere vedligeholdelse og tidligere fornyelse.