Page 1

INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

Ţelezniční stavby

Kurz zajišťuje:

Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava Fakulta stavební


INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

Realizační skupina: Garant:

Ing. Leopold Hudeček, Ph.D. e-mail: leopold.hudecek@vsb.cz

Lektoři:

Ing. Leopold Hudeček, Ph.D. Ing. Eva Oţanová Ing. Otto Roháč, MBA

Recenzenti:

Ing. Břetislav Glumbík Ing. Jan Šrom

© Leopold Hudeček, Eva Oţanová, Otto Roháč, 2010 ISBN 978-80-7204-729-1


Předmluva Koleje a po nich jedoucí vlaky povaţujeme dnes za jakousi samozřejmost. Avšak v době jejich vzniku se jednalo o věc v pravdě revoluční. Rozvoj ţeleznic souvisí s rozvojem průmyslu na počátku 19. století, kdy vznikla potřeba dopravy většího mnoţství osob a zboţí. V dnešní době, i přes prudký rozvoj automobilismu, si ţeleznice stále udrţuje významné postavení na dopravním trhu. Je reálný předpoklad, ţe význam ţeleznice se bude z hlediska ekologie, úspory energie, spolehlivosti a bezpečnosti i nadále zvyšovat. Z pohledu příštího desetiletí je těţko představitelná, či lépe řečeno vůbec nemyslitelná úloha ţeleznice ČR – umocněná novou geografickou polohou blíţe ke středu nové EU bez kvalitního ţelezničního spojení odpovídajícího 21. století a očekávané výměně zboţí v novém hospodářském prostoru. Velké přednosti má ţeleznice také v oblasti ekologie. Ţelezniční doprava vychází nejlépe v porovnání se silniční a leteckou dopravou co do emisí škodlivin, a to jak v osobní, tak i nákladní dopravě. Např. emise CO2 u ţelezniční osobní dopravy představuje 43 % hodnoty emitované silniční dopravou a u nákladní ţelezniční dopravy je to pak jen 0,2 % ve srovnání s dopravou silniční. Cílem předkládaného textu je představit jak studentům zvláště stavebního zaměření, tak široké veřejnosti základní problematiku stavebních prvků ţelezniční infrastruktury. Pozornost je soustředěna jednak na historii, na strukturu dnešního členění, ale především na současné trendy realizace ţelezničního svršku a ţelezničního spodku. Dále je v tomto materiálu věnována v souvislosti se stavebními prvky pozornost problematice ţelezničních stanic, kolejová dopravě ve městech, kolejištím průmyslových závodů a v závěru i tzv. nekonvenční dopravě. V textu je také věnována pozornost v současné době trochu opomíjené problematice ţelezničních vleček a to jak z hlediska historie, tak rozsahu, účelu a stavebního vybavení. Autorský kolektiv věří, ţe si tato práce svým obsahem najde místo jak u studentů stavebního zaměření, obzvláště v oboru dopravních staveb, případně studentů zaměřených na dopravu či konstrukci dopravních prostředků, tak i u další odborné veřejnosti. Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.


Summary Railways and trains are nowadays considered something obvious. Nevertheless, their upraise represents an revolutionary event. The railways extent is related to the industrial revolution in the beginning of 19th century, when an rigorous demand on the passenger and goods traffic have had occurred. Today, in spite of automobile explosion, railway traffic is still holding an important place on the traffic market. The raising trend of the railway traffic seems to be more then real due to its ecological, energy saving, reliability and security aspects. It is unimaginable, better impossible to carry out the prevision of the traffic flow in Czech Republic, situated closer to the geographical center of the new EU, for next decade without considering a reliable railway interconnection as a part of the anticipated goods exchange in the new economic space. One of the main advantages of the railway traffic is it's subtle impact on the environment. In comparison with the road and air traffic the railway is known as the less polluting. For example, the CO2 emissions of the railway represents 43 % of the emissions of road traffic in the case of passenger transportation and 0.2 % in the case of goods transportation. The objective of the present paper is an introduction to the basic issues of the construction elements in the railway infrastructure to the students, especially to those of civil engineering, as well as to the wide public. The paper is focused on the history, on the structure of today's classification and, above all, on the actual trends of the superstructure and trackbed realizations. Furthermore the text treat, in relation to construction elements, the issue of the railway stations, traffic in the cities, industrial zone's yards and of the so-called unconventional transportation. Last but not least, the lately overlooked subject of the factory sidings is also discussed in light of history, extension, purpose and construction facilities. The authors believe this paper with its content would be found interesting by the students of the civil engineering, especially of the transport engineering, eventually by the students oriented on transportation or on equipment design, as well as by other professionals. Ing.Leopold HudeÄ?ek, Ph.D.


Obsah KAPITOLA I. HISTORIE A SOUČASNOST ŢELEZNIČNÍCH STAVEB............................... 7 Historie ...................................................................................................................................... 7 1.1 Ţeleznice dnes................................................................................................................... 11 1.2 Rozdělení drah .................................................................................................................. 14 1.2.1 Rozdělení drah podle zákona ............................................................................. 14 1.2.2 Podle rozchodu koleje se dráhy dělí na .............................................................. 16 1.2.3 Podle trakce (pohonu) dělíme dráhy na ............................................................. 16 1.2.4 Podle provedení vodicí dráhy dělíme dráhy na : ................................................ 19 1.3 Konstrukce ţelezniční tratě ............................................................................................... 21 1.4 Ţelezniční svršek .............................................................................................................. 21 1.5 Kolejnice........................................................................................................................... 24 1.5.1 Funkce a typy kolejnic....................................................................................... 24 1.5.2 Uloţení kolejnic na podporách .......................................................................... 27 1.5.3 Výroba kolejnic ................................................................................................. 27 1.5.4 Značení kolejnic ................................................................................................ 29 1.5.5 Délky kolejnic ................................................................................................... 30 1.5.6 Zkrácené kolejnice v obloucích ([5] S3 př.č.18) ............................................... 32 1.6 Spojování kolejnic ............................................................................................................ 34 1.7 Bezstyková kolej ............................................................................................................... 37 1.7.1 Teoretické základy............................................................................................. 37 1.7.2 Stabilita bezstykové koleje ................................................................................ 40 1.8 Svařování kolejnic ............................................................................................................ 41 1.9 Opotřebení kolejnic........................................................................................................... 43 1.10 Přechod z jednoho tvaru kolejnic na jiný tvar ................................................................. 43 1.11 Upevnění kolejnic na podpory ......................................................................................... 44 1.11.1 Upevňovadla .................................................................................................... 46 1.11.2 Podkladnice ...................................................................................................... 47 1.11.3 Bezpodkladnicová upevnění ............................................................................. 51 1.12 Kolejnicové podpory - praţce ......................................................................................... 54 1.12.1 Dřevěné praţce ................................................................................................ 54 1.12.2 Betonové praţce .............................................................................................. 57 1.12.3 Ocelové praţce ................................................................................................ 59 1.13 Kolejové loţe .................................................................................................................. 65 1.14 Pevná jízdní dráha ........................................................................................................... 69


1.15 Výhybky.......................................................................................................................... 72 1.15.1 Historický vývoj konstrukčního a materiálového uspořádání výhybek ........... 72 1.16 Ţelezniční spodek ........................................................................................................... 85 1.17 Konstrukce ţelezničního spodku .................................................................................... 85 1.18 Poruchy praţcového podloţí .......................................................................................... 92 1.19 Ochrana svahů zemního tělesa ....................................................................................... 94 1.20 Opěrné a zárubní zdiOPĚRNÉ A ZÁRUBNÍ ZDI......................................................... 97 1.21 Přechod zemního tělesa na umělou stavbu ..................................................................... 98 1.22 Konstrukční prvky pro ochranu ţivotního prostředí .................................................... 100 1.23 Vliv hornické činnosti na ţelezniční stavby ................................................................. 102 1.23.1 Vlivy poddolování na ţelezničních tratích a vlečkách při hornické činnosti . 102 1.23.2 Předpisy pro stavby na poddolovaném území ................................................ 103 KAPITOLA II. ŢELEZNIČNÍ STANICE A KOLEJOVÁ DOPRAVA VE MĚSTECH ......... 106 2.1 Ţelezniční stanice ........................................................................................................... 106 2.1.1 Rozdělení ţelezničních stanic........................................................................... 106 2.1.2 Osobní nádraţí.................................................................................................. 108 2.1.3 Odstavná nádraţí .............................................................................................. 110 2.1.4 Nákladní nádraţí .............................................................................................. 112 2.1.5 Stavby ţelezničních stanic .................................................................................. 120 2.2 Kolejová doprava ve městech ........................................................................................ 124 2.2.1 Tramvaj............................................................................................................ 124 2.2.2 Metro ............................................................................................................... 137 KAPITOLA III. KOLEJIŠTĚ PRŮMYSLOVÝCH ZÁVODŮ .............................................. 142 3.1

Poválečný vývoj vlečkové sítě ..................................................................................... 142 3.1.1 Vývoj průmyslu ................................................................................................ 142 3.1.2 Vývoj vlečkové sítě .......................................................................................... 142 3.1.3 Schéma vlečkové sítě OKV.............................................................................. 146 3.1.4 Dispoziční schémata vleček ............................................................................. 146 3.1.5 Základní podmínky pro navrhování vleček ...................................................... 150 3.1.6 Základní parametry koleje a prostorové uspořádání ........................................ 150 3.1.7 Zabezpečovací zařízení na vlečkách AWT(dříve OKD Doprava,a.s.) ............ 150

3.2 Nekonvenční doprava ..................................................................................................... 157 3.2.1 Systém tram – train .......................................................................................... 157 3.2.2 Vyskorychlostní tratě....................................................................................... 163 Reference ............................................................................................................................... 170


KAPITOLA I. HISTORIE A SOUČASNOST ŢELEZNIČNÍCH STAVEB Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Historie Rozvoj ţeleznic souvisí s rozvojem průmyslu na začátku 19. století, kdy vznikla potřeba dopravy většího mnoţství lidí a zboţí. Do té doby toto obstarávaly formanské vozy a poštovní dostavníky. I tato doprava byla značně komplikována různými mýty, cly a místními zvykovými právy např. právo ztroskotání. Co spadlo na silnici patřilo majiteli panství viz [1], [2]. Tento způsob dopravy však nemohl stačit bouřlivému rozvoji průmyslu 19. století.

Obr. 1.1. Kolejnici zpočátku tvořily podélné

Obr. 1.2. Pozdější konstrukce kolejnice

trámy

Kolébkou ţeleznic byla Anglie. Na začátku byla kolejnice. První zmínka o kolejnicích je z 18. století. Objevily se na důlních drahách, kde přišli na to, ţe kůň utáhne po kolejnicích desetinásobek toho co po silnici. Zpočátku to byly jen dřevěné desky nebo dřevěné trámy. Vedení kol vozů bylo řešeno obvykle vodícím prknem na straně těchto trámů.

7


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Obr. 1.3 Wattův parní stroj

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Obr. 1.4 Wattův odstředivý regulátor

Dalším vynálezem, který umoţnil rozvoj ţeleznic, byl Wattův parní stroj a z něj vznikla lokomotiva. Čechy a Morava byli v té době součástí rakouského mocnářství. Naše území bylo průmyslovým centrem Habsburské říše. Proto bylo nutné řešit dopravu v této oblasti. Uţ roku 1828 začal provoz na první ţeleznici na území Čech. Byla jím koněspřeţní Trať z Českých Budějovic přes Linec do Gmundenu, otvíraná postupně od r. 1827, byla zároveň první takovouto drahou na evropském kontinentě. Na této trati jezdili vlaky taţené koňmi. Trať měla spojit Vltavu a Dunaj. Ţelezniční svršek se poněkud lišil od dnešního. Na praţcích, vzdálených 1 sáh (1,896 m) od sebe byly upevněny podélné trámy a na nich pak přikovány 3 metry dlouhé litinové kolejnice. Rozchod byl 1106 mm. Praţce byly uloţeny v kamenných stoličkách tvaru U, které byly samostatné pro kaţdou kolejnici (viz např. Obr 1.5 ).

Obr. 1.5 Část trati Linecko-budějovické dráhy s kolejnicemi tvořenými ţeleznými pásy na trámech, upevněných v kamenných stoličkách.

8


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Obr. 1.6 Rekonstruovaný vůz Linecko-Budějovické dráhy na obnoveném několikasetmetrovém úseku v Rakousku

Rozvoj ţeleznic uţ z lokomotivami začal na našem území na Moravě. Důvod byl prostý, Vídeň je blíţ k Moravě a nemusí se překonávat ţádná pohoří. A tak první lokomotivu viděli roku 1839 v Břeclavi a roku 1841 v Olomouci. Trasy procházely moravskými níţinami. První ţeleznicí, určenou od počátku výhradně pro provoz parních lokomotiv, byla u nás od r.1839 Severní dráha Ferdinandova, jejíţ hlavní trať vedla z Vídně přes Břeclav – Přerov Bohumín do Haliče, doplňovaly je odbočné trati z Břeclavi do Brna a z Přerova do Olomouce.

Obr. 1.7 Historická mapa ţelezniční sítě – Severní dráha Ferdinandova 9


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

V té době docházeli na vídenskou dvorní kancelář ţádosti a návrhy tíkající se stavby ţelezné dráhy do Prahy. Dvorská kancelář dlouho odkládala rozhodnutí aţ nakonec zvítězila myšlenka státních drah. Roku 1841 začal inţenýr Negrelli vyhledáváním nevhodnější trasy Olomoucko - praţské. Začala dlouhá etapa příprav stavby projektování výkupy pozemků a posléze vlastní stavba. Trať byla vedena z Olomouce přes Českou Třebovou do Polabské níţiny. Přes Pardubice a Kolín do Prahy. Praha byla v té době město obehnané hradbami. Praha se dočkala lokomotivní ţeleznice spojením s Olomoucí v roce 1845 a s Dráţďany v roce 1851. Stavitelem posledního úseku severní dráhy Ferdinandovy, byl inţenýr Jan Perner. Od 1. června 1837 nastoupil Perner na stavbu Severní dráhy císaře Ferdinanda. Do léta 1839 vedl stavbu úseku z Břeclavi do Brna. Poté byl pověřen projekčními pracemi v úseku z Ostravy do Osvětimi. Jan Perner se zúčastnil velkých trasovacích prací pro spojení Vídně s Prahou.

Obr. 1.8 Studie tras pro propojení Vídně s Prahou.

Uvaţovalo se sedm variant, z nichţ trasa přes Olomouc a dále Polabím byla nejdelší. V tuto trasu měl Perner takovou důvěru, ţe přiměl své příbuzné k rozsáhlým spekulacím (šlo o nákup pozemků a stavebního dříví). Riskantní sázka mu vyšla. Koncem roku 1841 došlo k významnému kroku – stát se rozhodl převzít výstavbu páteřních ţelezničních tratí. Zamýšlená 10


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Severní státní dráha měla vést z Olomouce do Prahy a Dráţďan. 1. března 1842 se Perner stal státním úředníkem s funkcí vrchní inţenýr státních drah. Dne 26. listopadu 1842 schválil císař jeho návrhy na trasu dráhy z Prahy do Dráţďan. Současně řešil Perner umístění nádraţí státní dráhy v Praze. Tehdy ho postavil na okraji Prahy těsně za hradbami, ve kterých musel udělat průjezdy. Tímto nádraţím je dnešní Masarykovo nádraţí. Sem přijel 20. srpna 1845 první vlak taţený lokomotivou. Jeho dílo pouţíváme vlastně dodnes. Byl prvním významným příslušníkem technické inteligence. Jeho dílo a ţivot byly téměř symbolicky završeny v prvních dnech pravidelného provozu Severní státní dráhy. Shodou okolností se sám stal první obětí této nové ţelezniční tratě. Ţeleznice pronikla do historických zemí Koruny České jako civilizační a kulturní fenomén. Vybudování ţelezniční sítě patří k největším počinům v oboru stavitelství, jeţ dalo impuls k rozvoji měst a uspíšilo průmyslovou revoluci. Stavba tratí vzhledem ke značné členitosti terénu dnešní České republiky se stala náročným inţenýrským dílem a s odstupem času nutno smeknout nad tím, jak se je podařilo harmonicky začlenit do krajiny.

1.1 Železnice dnes Na vlaky jedoucí 300 a více km/h – francouzské TGV, německé ICE či japonské HIKARI a ŠIKANZEN dnes pohlíţíme s úţasem podobně, jako lidé před dvěmi stoletími. Ale pojďme se blíţe podívat na ţeleznici na území ČR.

Obr. 1.9 TGV – rekordní jízdy… vlakový rychlostní rekord - TGV 16. září 2008 575km/h.

Rozloha České republiky činí 78.863 km2. Katastrální rozloha pozemků ve vlastnictví subjektů vlastnících a provozujících ţelezniční dopravu, činí necelých 301 km2. Průměrnou délkou 0,12 km tratí na 1 km2 plochy území máme jednu z nejhustších ţelezničních sítí na světě. Délka ţelezniční sítě České republiky k 31. prosinci 2006 činila 9.492 km, z toho bylo tratí 11


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

jednokolejných 7.641 km, dvoukolejných 1.812 km a vícekolejných 39 km. Z celkové délky sítě bylo 9.470 km tratí normálně rozchodných a 22 km úzkorozchodných. Podíl elektrizovaných tratí činil celkem 3.037 km, z toho 1.287 km jednokolejných a 1.750 km dvou a více kolejných. Podle napájecích soustav bylo 1.731 km tratí elektrizováno stejnosměrným napětím 3 kV případně 1,500 kV a 1.307 km napětím střídavým 25 kV s frekvencí 50 Hz. Celková stavební délka kolejí obnášela 15.476 km. Na ţelezniční síti České republiky bylo 6.691 mostů v celkové délce přes 147 km, 154 tunelů v celkové délce přes 38 km a 8.389 úrovňových přejezdů. Přibliţně 48% z celkové délky tratí leţí v obloucích a 86% z celkové délky tratí leţí ve sklonu. Největší sklon, vyţadující v dřívějších dobách provoz s ozubnicí, se nachází na trati Tanvald – Harrachov a dosahuje aţ 57‰. Dnes se zde ovšem Abtova ozubnice pouţívá jen příleţitostně a v běţném provozu se jezdí adhezně. Nejníţe poloţenou stanicí naší ţelezniční sítě je stanice Dolní Ţleb na I. tranzitním koridoru na hranici s Německem. Nadmořská výška v této stanici činí 130 metrů. Naopak nejvýše leţí dopravna Kubova Huť na trati Strakonice – Volary. Nadmořská výška se zde činí 995 metrů. Modernizace železniční sítě v ČR Téměř všechny naše ţelezniční tratě byly vybudovány jiţ za monarchie. Po rozpadu monarchie vzniká Československá republika a začíná se psát historie Československých státních drah čili ČSD. Tato historie je přerušena prvním rozpadem Československa a německou okupací, kdy na několik let značku ČSD vystřídá v protektorátu ČMD/BMB a ve Slovenském státě SŢ. Dominantním vlastníkem a provozovatelem ţelezničních drah na našem území v průběhu historie byl nejčastěji stát. Ovšem síť vybudovali především soukromní vlastníci. V současné době je vlastníkem většiny ţelezničních tratí České republiky stát zastoupený státní organizací „Správa ţelezniční dopravní cesty“ (SŢDC), České dráhy, akciová společnost (ČD) jsou dopravcem. V průběhu cca 175 let existence ţelezniční dopravy u nás zaznamenáváme dvě významná období modernizace technických parametrů tratí. V padesátých a šedesátých letech minulého století to byla elektrizace podstatné části strategicky nejdůleţitějších drah celostátního a mezinárodního významu (kdyţ jako první byla elektrizována jiţ v roce 1903 dráha Tábor – Bechyně a za období první republiky praţský ţelezniční uzel). Bohuţel se tehdy nepodařilo zelektrizovat všechny tratě, patřící do této kategorie a dokončení elektrizace základní ţelezniční sítě státu nás teprve čeká. 12


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Druhé, ještě významnější období zásadní modernizace našich ţelezničních drah, proţíváme v současné době. Má-li se i naše ţeleznice, po vzoru ţeleznic Japonska a vyspělých států Evropské unie, stát moderním dopravním prostředkem 21. století, musí být technické parametry jejich hlavních tratí upraveny na standard, daný příslušnými mezinárodními dohodami. Zejména se jedná o vyšší traťovou rychlost, traťovou třídu zatíţení, prostorovou průchodnost, peronizaci stanic a technologické vybavení zvyšující bezpečnost dopravy a úroveň řízení provozu. Prioritu má přitom z celostátního i mezinárodního hlediska modernizace čtyř tranzitních koridorů, která byla zahájená v roce 1993. Geografická poloha ČR v Evropě a její dopravní síť tvoří důleţitou součást celoevropské dopravní infrastruktury. Hlavní mezistátní ţelezniční tahy mají přímou vazbu na ţelezniční tratě ČR, proto nutně musí i SŢDC řešit problém zvyšování rychlostí na stávajících tratích a budovat tratě vysokorychlostní. V sedmdesátých letech byly vypracovány první studie sledující zvyšování rychlosti na našich tratích. V únoru 1990 přistoupila naše republika k mezinárodní dohodě AGC a v roce 1992 byly přijaty „Zásady modernizace vybrané ţelezniční sítě ČSD pro jednotlivé dopravní směry a traťové úseky – výchozí materiál pro zpracování komplexního programu rozvoje ţelezniční infrastruktury v tu dobu ČSD do roku 2000“. Po vzniku ČR a tehdejším ČD byly v roce 1993 přijaty „Zásady modernizace vybrané ţelezniční sítě ČD“, tento materiál navazuje na přijaté dokumenty federálních orgánů. V roce 1994 byl přijat dodatek č.1 a roce 1997 byl přijat dodatek č.2 k „Zásadám modernizace vybrané ţelezniční sítě ČD“. Zásady i dodatky poţadují zavedení vyšší traťové rychlosti aţ do 160 km.h-1. Modernizace železniční sítě ČR se týká tratí zařazených do mezinárodních dohod (AGC a AGTC). V síti SŽDC jsou definovány čtyři hlavní tranzitní koridory :

I. koridor :

st.hr. Německo  Děčín  Praha  Č.Třebová  Brno  Břeclav st.hr.Rakousko+Slovensko s vazbami: sever Berlín…Skandinávie, na jihu Vídeň (Bratislava) …Středozemní moře a Balkán.

II. koridor :

st. hr. Rakousko  Břeclav  Přerov  Ostrava  Petrovice u Karviné  st.hr.Polsko, s odbočnou větví Přerov  Č.Třebová, s vazbou: sever Varšava , na jihu Vídeň (Bratislava) …Středozemní moře a Balkán.

13


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

III. koridor : st.hr.Německo  Cheb  Plzeň  Praha  Olomouc  Ostrava   Petrovice u Karviné  st.hr.Polsko s vazbou na: západě Německo (Porúří), Francie, Nizozemí, na východě Polsko, případně Slovensko a Ukrajina IV. koridor : st.hr. Německo  Děčín  Praha  Veselí nad Luţnicí  Horní Dvořiště / České Velenice  st.hr.Rakousko, s vazbou na Linec a jih Evropy.

Obr. 1.10 Schéma tras čtyř hlavních tranzitních koridorů.

1.2 Rozdělení drah Dráhy můţeme dělit podle různých hledisek. Nejčastěji se můţeme setkat s následujícím rozdělením drah: 1.2.1 Rozdělení drah podle zákona Dráhy definuje zákon č. 266/1994 Sb. o drahách, včetně změn a doplňků. Dráhou je cesta určená k pohybu dráţních vozidel včetně pevných zařízení potřebných k zajištění bezpečnosti a plynulosti dráţní dopravy. Usnesením vlády České republiky čís. 766 ze dne 20. prosince 1995 byly ţelezniční dráhy rozděleny na dráhy celostátní a dráhy regionální.

14


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Rozdělení drah podle zákona o drahách: a) Dráhy ţelezniční  celostátní  regionální  vlečky  speciální dráha b) Dráhy tramvajové c) Dráhy trolejbusové d) Dráhy lanové

Obr. 1.11 Poloha tratí v členění dle zákona

Zákon se nevztahuje na dráhy:  důlní  průmyslové a přenosné  lyţařské vleky

15


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

1.2.2 Podle rozchodu koleje se dráhy dělí na: a) normálního rozchodu, s rozchodem v přímé 1 435 mm, b) úzkorozchodné, s rozchodem menším neţ 1 435 mm (např. trať Jindřichův Hradec Obrataň). Pro dráhy polní, lesní, důlní atd. jsou normalizovány rozchody 1 000 mm a 760 mm, c) širokorozchodné, s rozchodem větším neţ 1 435 mm (např. 1 524 milimetrů v Rusku a Finsku). 1.2.3 Podle trakce (pohonu) dělíme dráhy na : a) parní, b) elektrické, c) motorové. Parní trakce je charakteristická pro prvních sto let rozvoje ţeleznic (cca 1825-1925). Malá hospodárnost vedla postupně všechny ţelezniční správy k přechodu na elektrickou a motorovou trakci (v ČR byla pravidelná parní trakce úplně zrušena r. 1980 – dnes jezdí parní lokomotivy pouze pro různé příleţitosti).

Obr. 1.12 Parní vlak odjíţdí z Nesovic (zdroj: [4])

K likvidaci parního provozu významně přispěla mimo jiné i motorizace. Motorová trakce je výhodná svojí celkovou účinností a hlavně okamţitou pouţitelností, snadnou obsluhou, rychlou moţností zavedení do provozu bez velkých nároků na pevná zařízení, časovou nezávislost na přívodu energie a velkým dosahem.

16


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Má samozřejmě i svá negativa – vliv na ţivotní prostředí, vyšší nároky na údrţbu. Největší uplatnění mají motorové lokomotivy v posunovací sluţbě, na vlečkách a u manipulačních vlaků.

Obr. 1.13 „Brejlovec“ 754.012-3 na mutěnickém nádraţí (zdroj: [4])

První kolejová vozidla poháněná elektřinou vznikala v Německu v šedesátých a sedmdesátých letech 19. století. Tvůrce prvního elektrického motoru - Werner Siemens představil svou první elektrickou lokomotivu 31. května 1879 v Berlíně. Šlo o dvounápravovou stejnosměrnou lokomotivu s výkonem 2,2 kW, která byla napájena třetí kolejnicí s napětím 150 V.

Obr. 1.14 Lokomotiva řady E 499.0

17


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Od samého počátku se různily názory na druh trakční proudové soustavy, tedy zda uţívat proud stejnosměrný nebo střídavý. Po zkouškách proudu třífázového a dvoufázového zavedli v Německu jednofázovou trakční proudovou soustavu, která je pouţívána dodnes. Rychlejší vývoj však měly elektrické dráhy v Severní Americe, kde v roce 1898 bylo v provozu jiţ 25.000 km pouličních drah. Oproti Evropě americké společnosti, např. Generál Electric Company, prosazovaly stejnosměrné motory pro ţelezniční účely pro veliký záběrový moment při nízkých otáčkách, jeho nezávislost na velikosti napětí, moţnost přetíţení motoru apod. Tyto motory se prosadily i Evropě. Z hlediska rozvodu elektrické energie se stále jeví hospodárnější systém jednofázového proudu v trolejovém drátu. Tato soustava umoţňuje pouţití trolejového drátu menšího průřezu, vedení je celkově lehčí i levnější. Také napětí pouţité u této soustavy je vyšší neţ u stejnosměrného systému, coţ je největší nevýhoda stejnosměrných systémů (nejvyšší moţné napětí 3kV). V posledních desetiletích byla zavedena soustava 25kV, 50Hz, která umoţňovala vyuţití výhod jednofázové trakční soustavy a stejnosměrného sériového trakčního motoru v lokomotivě, v níţ se proud transformuje a usměrňuje. V současnosti jednotlivé železniční správy používají následující trakční proudové soustavy:  1,5 kV ss - ČR, Francie, Nizozemí, Velká Británie, Španělsko, Japonsko apod. 3 kV ss - ČR, Slovensko, Polsko, býv. SSSR, Belgie, Itálie, USA apod.  11 kV, 25 Hz – USA  15 kV, 16 2/3 Hz - Německo, Rakousko, Švýcarsko, Norsko, Švédsko  16 kV, 50 Hz – Maďarsko  20 kV, 50 Hz – Japonsko  25 kV, 50 Hz - ČR, Slovensko, býv. SSSR, Francie, Turecko apod.

18


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Obr. 1.15 Trakční soustavy ţelezničních tratí ČR

Elektrizace ţeleznic na území dnešní ČR se začala uplatňovat jiţ v prvních počátcích na místních drahách od roku 1903 (1. elektrifikovaná trať Tábor – Bechyně) do roku 1918 byly pouţity stejnosměrné proudové soustavy 800 aţ 1650 V. Po vzniku Československého státu byla v roce 1928 zahájena elektrizace praţských nádraţí a spojovacích tratí mezi nimi stejnosměrnou proudovou soustavou 1500 V. Po 2. světové válce v roce 1953 byla odstartována soustavná elektrizace ţeleznic na našem území stejnosměrnou proudovou soustavou 3 kV. Po roce 1963 byla zvolena jednofázová střídavá proudová soustava 25kV, 50 Hz. Koexistence dvou proudových soustav na našich ţeleznicích je řešena dvouproudovými lokomotivami. Dráhy s elektrickou trakcí jsou charakteristické značnými počáteční investiční náklady (stavba trakčního vedení, měníren atd.). 1.2.4 Podle provedení vodicí dráhy dělíme dráhy na : a) Adhezní b) Ozubnicové Adhezní dráhy vyuţívají tření při valení kola po kolejnici, které se projevuje jako odpor hnacích kol na vodicí dráze při přenosu taţné (brzdné) síly. Velikost adheze závisí na materiálu kol a kolejnic, na hmotnosti lokomotivy, na druhu trakce atd.

19


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Obr. 1.16 V ČR se ozubnice se nachází např. na trati Tanvald – Harrachov

Na tratích o vyšších sklonech, kde taţné a brzdné sily nelze s dostatečnou bezpečností přenášet adhezním stykem kol s kolejnicemi, a zvláště tam, kde je přímé nebezpečí uklouznutí zabrţděných stojících vozidel, se uţívá kolej s ozubnicí. Taţná vozidla a často i vozy pak mají zařízení k přenosu podélných sil z vozidel do ozubnice. Do ozubnice zapadají ozubená hnací kola na spodku lokomotivy, přičemţ pojezdová kola lokomotivy se pohybují po normální kolejnicí (Největší sklon, vyţadující v dřívějších dobách provoz s ozubnicí, se v ČR nachází na trati Tanvald – Harrachov a dosahuje 57‰. Dnes se zde ovšem Abtova ozubnice pouţívá jen příleţitostně a v běţném provozu se jezdí adhezně).

Obr. 1.17 Do ozubnice zapadají ozubená hnací kola …(Abtova soustava)

20


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

1.3 Konstrukce železniční tratě Ţelezniční trať se z hlediska stavebního a udrţovacího rozděluje na ţelezniční spodek a ţelezniční svršek (viz obr. 1.17 ).

Obr. 1.18 Rozdělení trati z hlediska stavebního a udrţovacího

1.4 Železniční svršek Ţelezniční svršek je jednou ze základních částí ţelezniční dopravní cesty. Ţelezničním svrškem rozumíme část trati, která plní nosnou a vodicí funkci pro jízdu dráţního vozidla. Skládá se zpravidla z kolejnic, upevňovadel, kolejnicových podpor a kolejového loţe. Jednotlivé součásti se zpravidla označují tvarem. Souhrn součástí

ţelezničního svršku,

příslušející k určitému tvaru kolejnic, se nazývá soustava ţelezničního svršku. Z těchto součástí se sestavují jednotlivé konkrétní sestavy ţelezničního svršku. Ţelezniční kolej tvoří vlastní jízdní dráhu pro ţelezniční vozidla. Jsou to dva kolejnicové pásy upevněné na podpory. Kolejnicové pásy se vytvářejí spojením jednotlivých kolejnic spojkami nebo svářením. Podle druhu pouţitých podpor na kterých jsou kolejnicové pásy upevněny dělíme na konstrukce :

21


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

a) kolej na příčných praţcích

b) kolej na blokových praţcích

c) kolej na betonových blocích

d) kolej na podélných prazích

e) kolej na roštové konstrukci

f) kolej na deskových praţcích

g) kolej na prefabrikované desce

h) kolej na monolitické desce

Nejrozšířenější konstrukcí je kolej na příčných praţcích, které jsou uloţeny v kolejovém loţi. V dnešní době jsou nejuţívanějšími konstrukcemi ţelezničního svršku : a) Klasická konstrukce – kolejnice, kolejnicové podpory, drobné kolejivo, upevňovadla a kolejové loţe b) Moderní konstrukce – bez kolejového loţe

22


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

a) klasická konstrukce

b) moderní konstrukce

Obr. 1.19 Konstrukce ţelezničního svršku: a) klasická, b) moderní

Klasický železniční svršek Kvalita a vlastnosti ţelezničního svršku klasické konstrukce je dána interakcí upevňovacího systému, kvalitou materiálů a provedených prací a v neposlední řadě zabezpečenou a vhodnou údrţbou štěrkového loţe. Pruţnost kolejového roštu je dosahována zvoleným typem upevnění. V dnešní době se jedná především o bezpodkladnicové upevnění s elastickými vloţkami pod patou kolejnice, případně doplněné o podpraţcové podloţky. Z dlouhodobého hlediska např. 80 let, mají-li zůstat zachovány všechny původní parametry, musí proběhnout během této doby několikrát pravidelná údrţba a korekce geometrických parametrů koleje, 2-3x výměna materiálu štěrkového loţe, kolejnic a systému upevnění. Celý systém vyţaduje častou a náročnou inspekční činnost s vyuţitím vysoké míry lidské činnosti. Systém je ve své podstatě sloţitý, průměrně s 98ks komponentů na běţný metr délky. Moderní konstrukce Vhodným řešením konstrukce ţelezničního svršku je pevná jízdní dráha, dále jen PJD, která je svými vlastnostmi vhodná především pro vyšší rychlosti a zatíţení a pro specifická prostředí, jako jsou dlouhé tunely. Štěrkové loţe je nahrazeno betonovou deskou, do které jsou uchyceny vystrojené praţce. Pouţívá se klasická širokopatní kolejnice. Tuhost konstrukce je dána samotnou tuhostí betonové desky, pruţnost konstrukce je dána materiálovými vlastnosti pruţných podloţek. Zřízení PJD je finančně i časově náročné. Případné následné korekce po vytvrzení betonu jsou finančně velmi náročné, sloţité nebo i nemoţné. Na rozdíl od klasické 23


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

konstrukce ţelezničního svršku odpadá však častá údrţba. Systém by měl být po dobu ţivotnosti, která je nyní odhadována na cca. 60 let, v podstatě bezúdrţbový. U PJD se mírně sniţují náklady na inspekční činnost, zvyšuje se komfortnost a bezpečnost cestování. Nepříjemným faktorem je zvýšený hluk vyţadující dodatečná technická řešení. U obou typů konstrukcí dochází k opotřebení kolejnic s jejich nutnou výměnou, která se neobejde bez vyuţití těţké mechanizace. Při monitorování stavu kolejnic nelze v plné míře vyuţít např. ultrazvuk.

1.5 Kolejnice Kolejnice, jako základní konstrukční prvek jízdní dráhy, má za úkol bezpečné vedení vozidel a přenášení statického a dynamického zatíţení vyvozeného provozem (ţelezničními vozidly) na podpory. 1.5.1 Funkce a typy kolejnic Kolejnice přicházejí do bezprostředního styku s koly vozidel, která nejen nesou, ale také vedou. Kola jim předávají na malých styčných ploškách velké statické tlaky a rázy (dynamické), které jsou proměnlivé co do směru i velikosti. Kolejnice se pod jejich účinky deformuje převáţně ve svislé, ale taky ve vodorovné rovině a materiál na její pojízdné ploše se roztlačuje a obrušuje. Dalšími vlivy jsou účinky zabírajících kol hnacích vozidel a brzdění kola všech vozidel vyvolávající osové síly. Jiné podélné síly vznikají z tepelných změn. Soustředně předávané síly roznáší kolejnice na několik sousedních praţců přes podkladnice. Typy kolejnic :

Obr. 1.20 Typy kolejnic

24


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

a) Kolejnice širokopatní – dnes nejběţnější typ pouţívaný všemi ţelezničními správami. Širokopatní kolejnice je konstruována jako nosník skládající se z hlavy, stojiny a paty. Tvar hlavy je ovlivněn tvarem okolku a nákolku, který je mezinárodně stanoven. V místě přechodu hlavy do stojiny vznikají za provozu největší napětí, která mohou být příčinou tvoření trhlin a nakonec lomu kolejnice. Tvar paty kolejnice odpovídá přírubě nosníku, do kterého je soustředěn materiál z důvodů statických. Pata slouţí rovněţ pro připevnění kolejnice. b) Kolejnice ţlábkové – uplatňují se převáţně u dopravy tramvajové, pro koleje zřizované v silničních vozovkách. Původní ţlábkové kolejnice byly vyšší se Širokou patou, která měla nahradit podkladnice pro přímé kladení bez podpor na zhutněnou vrstvu štěrku. Dnes se upevňují ţlábkové kolejnice na příčné praţce, proto je nový tvar niţší s uţší patou. c) Kolejnice dvouhlavé – dosud uţívané v Anglii, u nás jako kolejnice „I“, vyţadují mohutné stoličkové podkladnice, záměrem bylo po ojetí jedné hlavy pouhým otočením se dala pojíţdět hlava druhá. d) Kolejnice blokové – ţlábkové blokové kolejnice jsou uţívané nejčastěji pro tramvajové tratě (vetknuté ve speciálních panelech). e) Kolejnice speciální – pro výhybky

Obr. 1.21 Ukázka upevnění kolejnice a) blokové, b) dvouhlavé

Kolejnice jsou nejvíce namáhaným prvkem koleje. Tvar a rozměry kolejnice a její materiál musí tedy vyhovět všem těmto poţadavkům. V roce 1918, při vzniku Československé republiky, bylo v naší ţelezniční síti přes 150 soustav ţelezničního svršku, pro něţ bylo uţito přes 100 různých tvarů kolejnic. Ţelezniční správa ČSD se tehdy rozhodla, ţe nadále bude vyrábět a nově vkládat jen kolejnice tvarů Xa a A. Ţelezniční svršek s kolejnicí tvaru A byl na naších tratích zaveden v roce 1903 a vyhovoval pro rychlost 100km.h-1 a hmotnosti na nápravu 20t.

25


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Zvyšování rychlosti, hmotnosti na nápravu a intenzity přepravy vedly v roce 1929 k zavedení těţší kolejnice tvaru T, která vyhovovala pro výhledovou rychlost 150km.h-1 a hmotnost na nápravu 25t. V roce 1945 bylo rozhodnuto pouţívat pouze kolejnice tvarů A a T. V roce 1963 se započalo s výrobou a pouţíváním těţší kolejnice tvaru R 65, která byly určena pro silně zatíţené tratě. Roku 1970 byla zahájena výroba kolejnic tvaru S 49, které nahradily tvar T.

Obr. 1.22 Průřezy kolejnic

Základní části kolejnice :  Hlava kolejnice  Stojina  Pata kolejnice

Obr. 1.23 Základní části kolejnice

Hlava kolejnice Tvar hlavy je ovlivněn tvarem okolku a nákolku, který je mezinárodně stanoven. Zaoblení mezi temenem kolejnice a pojíţděnou hranou je tvořeno obvykle obloukem o poloměru 13mm, temeno obloukem o poloměru 300mm. Boční části kolejnicových hlav jsou šikmé ve sklonu 20:1 a protoţe se kolejnice upevňují na podkladnici nebo úloţné ploše praţce ve sklonu, je pojíţděná hrana téměř svislá. Přechod hlavy do stojiny je plynulý stejně jako přechod stojiny 26


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

do paty. Spodní část hlavy a horní část paty mají úklon a umoţňují řádné dosednutí kolejnicových spojek. Pata kolejnice Tvar paty kolejnice odpovídá přírubě nosníku, do které je soustředěn materiál. Rozměry paty kolejnice musí být takové, aby kolejnice byla schopna vzdorovat všem zatíţením. Pata slouţí k upevnění kolejnice k praţci nebo k podkladnici. Horní plocha paty je lomená, nebo o jednom sklonu. Šířka paty je vţdy menší neţ výška kolejnice, poměr šířky paty a výšky kolejnice je u evropských kolejnic v rozmezí 0,8 aţ 0,9. 1.5.2

Uložení kolejnic na podporách Kolejnice jsou v koleji uloţeny zpravidla v úklonu 1:20 nebo 1:40. Ve výhybkách,

kolejových křiţovatkách, kolejových spojkách, na točnách a přesuvnách jsou kolejnice uloţeny bez úklonu. Přechod z úklonu 1:20 do polohy bez úklonu se zřizuje pouţitím přechodových podkladnic. Přechod z úklonu 1:20 do úklonu 1:40 se zřizuje bez zvláštní úpravy. Pokud je vzdálenost mezi koncovými styky konstrukcí menší neţ 25m pro rychlost V ≤ 90 kmh-1 nebo menší neţ 40 m pro rychlosti vyšší, ukládají se kolejnice bez úklonu. 1.5.3 Výroba kolejnic Širokopatní kolejnice se vyrábějí z vakuované oceli. Chemické sloţení kolejnicové oceli musí být v předepsaných mezích, uvedených v příslušných standardech. Obsahem jednotlivých prvků v kolejnicové oceli je určena její jakost. Kolejnice SŢDC obsahují kromě ţeleza : 0,45 aţ 0,8% C, 0,15 aţ 0,5% Si, do 0,055% S, do 0,050% P, při tom P+S obsahuje nejvíce 0,1% a Mn 0,75 aţ 1,40%. K dosaţení vysoké otěruvzdornosti kolejnicové oceli má pro vzájemný poměr obsahu Mn a C platit, ţe uhlíkový ekvivalent EC = C + 0,25 Mn = 0,95 ( v případě, ţe EC=0,75 nastává nebezpečí vločkovitých trhlin, podmíněných přítomností vodíku v oceli). Pro zlepšení vlastností kolejnicové oceli přidávají se další legující prvky především mangan, molibden, nikl, chrom aj. Kolejnice se vyrábějí válcováním z ingotů hmotnosti 2 aţ 4 t za teploty 700 aţ 750ºC na blokové trati.

27


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

1.

Kalení hlavy kolejnice

10. Odsíření tekutého kovu

2.

Rovnací stolice

11. Kyslíkový konvertor

3.

Zkoušení kolejnic

12. Vakuování

4.

Rázová zkouška

13. Kontinuální lití

5.

Řezání a vrtání kolejnic

14. Výheň

6.

Kalení konců kolejnic

7.

Konečná kontrola

8.

Sklad a expedice

9.

15.

Vysoká pec

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Hrubé válcování

16. Válcování 17. Válcování 18. Odřezání konců kolejnic 19. Ochlazovací stolice 20. Rovnací stolice

Obr. 1.24 Schéma výroby kolejnic

28


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Zkoušky kolejnic a) Defektoskopické b) Vylučovací (rázem, zkouška trhací a zkouška vločkovitosti ) c) Průkazné (Baumanova, Brinellova, ohýbací, opotřebitelnosti, vrubová, mikroskopická, leptací, chemický rozbor a další) 1.5.4 Značení kolejnic

Obr. 1.25 Značení kolejnic… Jakost kolejnic – barevná značka na hlavě čela

Vyrobené kolejnice jsou u výrobce opatřeny značením, které nás informuje :  Jakost kolejnic – barevná značka na hlavě čela,  Na stojině vypuklá značka s označení výrobce, dvojčíslím roku výroby, tvar kolejnic,  Zkrácené kolejnice pro oblouky se označují na patě čela kolejnice barvou (viz obr. 3.7) a plechovými štítky. Plechové štítky mají pro uchycení otvor o průměru 32mm. Upevňují se na obou koncích kolejnice drátovou spojkou z pérové oceli do otvoru pro spojkový šroub, který je od čela kolejnice vţdy vzdálenější. 29


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Obr. 1.26 Značení kolejnic - Plechové štítky označující zkrácení kolejnice

Do roku 1994 se zkrácení kolejnice místo plechovými štítky označovalo kruhovými otvory v neutrálné ose kolejnice ve vzdálenosti 500 aţ 600 mm od čela kolejnice – viz tabulka Tab. 3.1 Tab. 1. 1. Označování zkrácených kolejnic děrováním (v neutrálné ose)

1.5.5 Délky kolejnic Normální délka kolejnice je závislá na moţnostech výroby, na manipulaci při dopravě a vkládání do koleje. Při klasické konstrukci ţel. svršku také na omezení účinku teplotních změn. U SŢDC je normální délka kolejnic 25m (20m). Při konstrukci dilatačního styku kolejnic v stykované koleji je třeba zabránit vzniku napětí vyvolaných účinky teplotních změn. Aby mohla volně poloţená, nezatíţená kolejnice délky l měnit svou délku, tzn. dilatovat (zůstávala bez napětí), musí při tepelné změně  t ºC změnit svou délku o hodnotu:

 l = l .  . t

(1.1)

Neumoţníme-li kolejnici dilatovat, pak v ní tatáţ teplotní změna vyvolá napětí odpovídající podle Hookova zákona (

l   )..  = E .  . t l E

(1.2)

kde  je součinitel lineární roztaţnosti oceli, E je modul pruţnosti oceli [MPa]

30


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Podle těchto vztahů lze spočíst, ţe změna teploty o  1o C vyvolá napětí

=E.=24,78Mpa

(1.3)

a osovou sílu F = O . 

(1.4)

Má-li kolejnice zůstat bez napětí při tepelných podmínkách Tmin = -30 ºC a Tmax= +60 ºC, z provozních důvodů musíme počítat s maximální vyčerpatelnou šířkou dilatační spáry

v max = 20mm

(1.5)

Bylo by moţné pouţít kolejnic největší délky

lmax 

 v max  19m   T

(1.6)

Kolejnice však nedilatuje volně, neboť její dilatace je brzděna odpory proti posunu jejího konce ve styku a odpory proti podélnému posunu po praţcích event. i s praţci v kolejovém loţi. Tyto odpory zmenšují dilataci u dobře upevněných kolejnic o 25 aţ 50%. Dilatační spáry kolejnic se v praxi měří dilatační vloţkou (sada úhelníků z oceli) zřizují dle tabulky v příloze č.19. předpisu SŢDC S-3 [5]. Dilataci kolejnic na styku umoţňují vhodná konstrukční uspořádání, vhodná velikost otvorů ve stojině kolejnice (d1= otvoru největší) a ve spojce (d2= otvoru menší) a vhodná velikost profilu dříku spojkového šroubu (d3= nejmenší) viz obrázek 3.9 :

a)

b)

Obr. 1.27 Konstrukční uspořádání styku kolejnic - vzájemná poloha otvorů a dříku: a) za montáţní teploty, b) při sevřené spáře a jejím úplném otevření

31


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

1.5.6 Zkrácené kolejnice v obloucích ([5] S3 př.č.18) U stykované koleje je nejběţnější způsob uspořádání styků v koleji vstřícný. V kruţnicovém oblouku, kde vnější kolejnicový pás je delší neţ vnitřní, se pro dosaţení vstřícnosti styků vkládají do vnitřních kolejnicových pásů zkrácené kolejnice. V ČR se pouţívá zkrácených kolejnic, které jsou odstupňovány po 50mm. Nejmenší délka zkrácené kolejnice je 24,80 m. Dovolená nevstřícnost ve styku je 25 mm (na obr 3.10 označena symbolem „d“).

Obr. 1.28 Do vnitřních kolejnicových pásů se vkládají zkrácené kolejnice

s s   Podle obr. 1.28 platí : k :  r    k1 :  r   , 2 2   kde

k

je délka vnější kolejnice [m],

k1

je délka vnitřní kolejnice [m],

s

vzdálenost styčných kruţnic [m]

r

poloměr oblouku [m]

d

předstih kolejnice vnitřní ve styku [m]

s 2 potom ; délka zkrácené kolejnice k1  k  s r 2

(1.7)

r

předstih vnitřní kolejnice d  k  k1 

k  1,50 r

(1.8)

(1.9)

Zkrácené kolejnice pro vnitřní kolejové pásy v obloucích musí být zřetelně označeny pomocí otvorů o průměru max.15mm vyvrtanými v neutrální ose ve stojině kolejnice ve vzdálenosti 0,5 aţ 0,6 m od konce kolejnice, dále pak barevným značením na čele kolejnice. Zkrácení o 50mm je značeno jedním otvorem, 100mm dvěma otvory atd.

32


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Pro kruţnicový oblouk určitého poloměru a délky je třeba stanovit pro objednávku materiálu a montáţ kolejnicových pásů sled kolejnic ve vnitřním pásu, určit mnoţství a druh zkrácených kolejnic podle předpisu (SŢDC - S3 příl.18).

Obr. 1.29 Grafické řešení sledu kolejnic ve vnitřním kol. pásu lin. přechodnice viz. [5] (S3 příl.18)

Délky kolejnic používané v ČR:  S 49 a UIC 60 mají základní délku 25 m  R 65 – 20 a 25 m  T – 25 a 30 m  Zkrácené kolejnice pro směrové oblouky  Nejkratší kolejnice

– 12,5 m

 Prozatímní nejkratší kolejnice –

3,0 m na tratích v RP1, 5 m v RP2 a 7,5 v RP3

 Pro bezstykovou kolej

– 36,0 m a 75,0 m

 Pro koridory

– 25,0 m, 36,0 m a 75,0 m nevrtané

 Různé délky kolejnic se pouţijí dle daných podmínek :  u přejezdů, na mostech, v tunelech, v přípojných kolejových polích výhybkových konstrukcí, na přechodu z nové koleje na starou, u koleje s vystřídanými kolejnicovými styky a u uţitých kolejnic.

33


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

1.6 Spojování kolejnic Kolejnicové styky Kolejnicový styk musí umoţnit spojení dvou kolejnic tak, aby bylo zaručeno dokonalé spojení kolejnic a spojek, plynulost pojíţděné hrany kolejnic a dostatečná únosnost kolejnicového pásu. Konstrukce kolejnicového styku se skládá se spojek, kterými jsou kolejnice spojeny pomocí spojkových šroubů. Spojky se vkládají mezi spodní část hlavy a horní část paty kolejnice.

Obr. 1.30 Kolejnicový styk s plochými spojkami

Obr. 1.31 Pohyb kola přes kolejnicový styk a namáhání spojky a) uvolněnými spojkovými šrouby b) s utaţenými spojkovými šrouby

34


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Stykem je narušena konstantní tuhost kolejnicového pásu, který v oblasti styku při zatíţení kolem ţelezničního vozidla má větší průhyb. Další funkce kolejnicových styků Dilatační styk – kaţdý kolejnicový styk umoţňuje dilataci kolejnic Přechodný styk – obvykle převislý styk s atypickými spojkami, které spojují kolejnice různých tvarů. Častěji se však v praxi pouţívá aluminotermického svaru, nebo přechodové kolejnice zhotovené odtavovacím stykovým svařováním (dílenským) kolejnic obou tvarů tak, aby pojíţděná hrana byla plynulá a temena hlav obou svařovaných kolejnic byla ve stejné výšce. Elektrovodný styk – na elektrizovaných tratích, na tratích s automatickým zabezpečovacím zařízením a na neelektrizovaných tratích s elektrickým vytápěním vozů je třeba, aby kolejnicový dilatační styk byl elektrovodný. Proto je nutné, aby kolejnicové pásy měly v celé délce minimální elektrický odpor. Pro zvýšení vodivosti se pouţívají kolejnicové propojky.

Obr. 1.32 Kolejnicové propojky pro zvýšení vodivosti - elektrovodný styk

Vodivá propojení kolejnic v kolejích a výhybkách : Pro vodivá propojení kolejnic a kolejnicových částí výhybek podle čl. 13 části 14 předpisu [5] SŢDC - S3 se pouţívají propojky a lanová propojení s vodiči z měděných nebo ocelových lan, případně z ocelových drátů. V současné době se upouští od systému navařování měděného lana (viz. Obr. 1.32) a pouţívají se výhradně mechanicky upevňovaná propojení dle předpisu [5] SŢDC - S3, viz například Obr. 1.33.

35


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Obr. 1.33 Schéma kolíkových propojek

LIS

Obr. 1.34 Ukázka konstrukce izolovaných styků

36


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Izolovaný styk kolej s kolejovými obvody s automatickým zabezpečovacím zařízením je dělena do izolovaných proudových kolejových obvodů. K realizaci oddělených izolovaných proudových kolejových obvodů se pouţívá izolovaných kolejových styků. Dříve se uţívalo různých konstrukcí – např. spojky z lisovaného vrstveného dřeva, „korýtka“, polyamidové spolky (JZD Klecany). Dnes se pouţívají lepené izolované styky LIS. LIS se vyrábí jako prefabrikované v délkách 3,5 aţ 4,5m (obr. 1.34).

1.7 Bezstyková kolej Snaha o vyloučení kolejnicových styků vedla k myšlence zavést bezstykovou kolej s průběţně svařenými kolejnicovými pásy. Jiţ ve třicátých letech 20. století se začala propracovávat teorie bezstykové koleje. U nás se touto teorií zabýval a později propracoval ve svých vědeckých pracech prof. Ing. Dr. Josef Vaverka, DrSc. První úsek bezstykové koleje byl u nás zřízen v roce 1954. Pro realizaci bezstykové koleje jsou rozhodující nejen teoretické základy, ale i dva nutné předpoklady:  dokonalá konstrukce koleje, která je schopna přenášet napětí vlivem teplotních změn  existence technologie sváření, při které vzniknou dokonalé svary kolejnic Zřízením bezstykové koleje se podstatně zvyšuje bezpečnost a kvalita jízdy vlaků (odpadnou rázy na stycích), zmenší se počet provozních závad zabezpečovacího zařízení (prasklé kolejnicové propojky), prodluţuje se ţivotnost koleje a obručí kol (sníţení nákladů na údrţbu). 1.7.1 Teoretické základy Odstraněním dilatačních spár a pevným upnutím kolejnice k podporám se zabrání změnám délky kolejnic při změně teploty. Při konstrukci dilatačního styku kolejnic v stykované koleji bylo třeba zabránit vzniku napětí vyvolaných účinky teplotních změn. Aby mohla volně poloţená, nezatíţená kolejnice délky l měnit svou délku, tzn. dilatovat (zůstávala bez napětí), musí při tepelné změně  t oC změnit svou délku o hodnotu:  l = l .  . t

(1.10)

Neumoţníme-li kolejnici dilatovat, pak v ní tatáţ teplotní změna vyvolá napětí odpovídající podle Hookova zákona

l   l E

=E..t

(1.11)

37


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

je součinitel lineární roztaţnosti oceli,

E

je modul pruţnosti oceli [MPa]

je napětí [MPa]

l

je změna délky l při změně teploty při volné dilataci [m]

l

je délka kolejnice před změnou teploty [m]

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Podle těchto vztahů lze spočíst, ţe změna teploty o  1 oC vyvolá napětí  :

 = E .  . t =11,8.10-6 . 2,1.105 . 1 = 24,78MPa  2,5MPa

(1.13)

a osovou sílu F = O .  = O . E .  . (t – tu)

(1.14)

je plocha průřezu kolejnice [m2]

O

Lze spočíst,ţe změna teploty o 1oC se změní osová síla F v kolejnici S49 o 15,2kN. Fs = O . E .  . (ts – tu) = O . s

(1.15)

Fs je osová síla potřebná k překonání tření mezi spojkami a kolejnicemi [m] ts teplota při níţ došlo k překonání odporu ve styku [oC] tu upínací teplota [oC] Napětí v bezstykové koleji dosáhne v okamţiku překonání odporu ve styku hodnoty

s 

Fs O

,

(1.16)

Dalším růstem teploty můţe kolejnice dilatovat, avšak jen tehdy, bude-li překonán odpor proti posunutí mezi kolejnicí a upevňovadly. Kolejnice na koncích bezstykové koleje můţe dilatovat. Dilatace je znemoţněna od místa, kde hodnota podélného odporu proti dilataci dosáhne hodnoty největší síly Fmax, vyvolané v koleji teplotními změnami. Z toho vyplývá, ţe bezstyková kolej má dva dilatující „dýchající“ konce o délce ld a střední nedilatující část o délce ln , která je pod plným napětím.

38


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Obr. 1.35 Schéma znázorňující napětí v bezstykové koleji

Napětí ve střední části je dáno vztahem : kde

 max  2,5  (tmax  tu )

tmax

je nejvyšší denní kladná nebo záporná teplota kolejnice [oC]

tu

upínací teplota [oC]

2,5

viz vztah 2.13

Délka dilatujícího konce se vypočte: ld 

Fmax   O   E  O  (tmax  ts )   Op Op Op

(1.17)

(1.18)

Kde Op je odpor proti podélnému posunutí kolejnice [N.m-1] Odpory proti podélnému posunu:  odpor proti posunutí praţců v kolejovém loţi  odpor proti posunutí kolejnice v upevnění  odpor vzniklý třením ve spojkách (udávaná silou 50 aţ 200kN) Příčný odpor v koleji: Při velkých teplotních rozdílech vzrůstají ve střední části bezstykové koleje podélné osové síly v kolejnicových pásech (např. v BK s kolejnicemi S49 při teplotním rozdílu 50oC působí celková osová síla 1,638.106 N). Tyto síly mohou při spolupůsobení zejména provozních vlivů způsobit směrovou deformaci koleje „vybočení koleje“. Směrové deformaci brání pevné upnutí kolejnice k praţcům a příčný odpor proti posunu koleje. Příčný odpor proti posunu koleje můţeme rozdělit na :  tření loţné plochy praţců o štěrk  tření bočných ploch praţců o štěrk  odpor štěrku za hlavami praţců 39


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Velikost odporu ovlivňuje:  hmotnost kolejového roštu,  koeficient vnitřního tření praţců o štěrk  hmotnost a koeficient vnitřního tření štěrku za hlavami praţců 1.7.2

Stabilita bezstykové koleje Vybočení koleje můţe nastat jak v přímé, tak častěji v oblouku, zejména v obloucích o

malých poloměrech. Proto jsou stanoveny podmínky pro zřizování BK - viz [6] (S3/2) : Při zřizování a udrţování BK musí být dodrţeny podmínky pro: a) konstrukci ţelezničního svršku kolejí a výhybek podle předpisu [5] S 3 b) kvalifikované řízení a kontrolu prací, c) kvalifikovaný dozor objednatele a dohled

správce dopravní cesty při realizaci a

přejímání prací, d) dokladování a evidenci údajů o zřizování a udrţování BK, stanovených předpisem [6] S3/2. Bezstyková kolej se smí zřídit, pokud konstrukce ţelezničního svršku v dostatečné míře zajišťuje potřebnou rámovou tuhost a stabilitu.  BK se nesmí zřizovat na neúnosném ţelezničním spodku, v úsecích se silně znečištěným a zbahnělým kolejovým loţem, v úsecích ohroţených sváţením nebo poklesy půdy, a dále v kolejích se škvárovým nebo pískovým kolejovým loţem.  Na poddolovaném území s doznívajícími účinky důlní činnosti a nárůstem relativních poklesů nepřesahujícím 200 mm za rok je dovoleno zřizovat BK při dodrţení podmínek uvedených v kapitole II. části C SŢDC S3/2.  Pro zřizování BK na mostních objektech s otevřeným kolejovým loţem platí bez dalšího omezení stejné zásady jako pro BK na zemním tělese.  Při zřizování BK na mostních objektech s kolejovým loţem ve ţlabu a s konstrukcemi výhradně bez loţisek (klenby, trubní objekty, rámy, oblouky s klouby apod., konstrukce s přesypávkou i bez přesypávky) platí stejné zásady jako pro BK na zemním tělese. Úpravu kolejového loţe na starších objektech je nutno řešit projektovou dokumentací.  Bezstyková kolej se smí zřizovat z kolejnic tvaru S 49, T, UIC 60 a R 65. Pro zřizování BK z nových kolejnic musí být pouţity neděrované kolejnice ve smyslu TKP staveb SŢDC.  Bezstyková kolej se zpravidla zřizuje z kolejnic stejného tvaru.

40


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

1.8 Svařování kolejnic Svařování aluminotermické Fe2O3 + 2Al = Al2O3 + 2Fe + 3,55 MJ.kg-1 směsi

Obr. 1.36 Schématické znázornění sváření kolejnic termitem

Celý postup zhotovení svaru včetně přípravných a dokončovacích prací probíhá následně :  připraví se kolejnicový styk, tj. konce kolejnic se správně výškově a směrově urovnají, očistí se a nastaví se 10 aţ 13 mm spáry,  na styk se nasadí formy,  konce kolejnic se předehřejí na teplotu 900 °C hořáky s propan-butanovou směsí s kyslíkem,  připraví se reakční kelímek, tj. osadí se nad styk a naplní se tavnou dávkou,  termitová směs se zapálí a tavenina se odpíchne,  svar se za červeného ţáru opracuje, tj. odstraní se forma, odsekají se nálitky a vyková se správný tvar hlavy kolejnice, 41


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

 nasadí se pec vytápěná propan-butanem a svar s vysokým obsahem uhlíku se řízeným způsobem ochladí,  svar se jemně opracuje bruskou. Svařování stykové odtavením Speciální odporové svářečky s výkonností 6 aţ 12 svarů za hodinu s výkonem 250 aţ 500 kVA . Po dosaţení svarné teploty předehřátím se proud vypne a čela kolejnic se vzájemně přitlačí silou 200 aţ 400 kN. Svary vykazují vysokou kvalitu

Obr. 1.37 Detailní pohled na odporové svářečky

Obr. 1.38 Speciální odporové svářečky - „obojţivelná“ Vrútky 2007

42


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Obr. 1.39 Odporová svářečka firmy Plasser & Theurer APT 600 zdroj (http://www.plassertheurer.at/)

1.9 Opotřebení kolejnic Jednotlivé části kolejnic se opotřebovávají charakteristickým způsobem provozem a korozí. Provozem se nejvíce opotřebovává hlava kolejnice, tvar ojíţdění závisí na směrových poměrech trati, velikost na intenzitě provozu. V přímých úsecích se ojíţdí hlava kolejnice rovnoměrně výškově viz obr. 1.40 a) s jevem „přetékání materiálu a převalky“, které se odlupují v dlouhých třískách. V obloucích dochází kromě ojetí výškového ještě k ojetí bočnímu viz obr. 1.40 b).

Obr. 1.40 Opotřebení kolejnic

Doba ţivotnosti kolejnice bez regenerace se stanovuje s ohledem na mnoţství projeté zátěţe. Je závislá na tvaru kolejnice a na pouţití bezstykové koleje. V běţných podmínkách se pohybuje mezi 500 aţ 700 mil. hrt projeté zátěţe.

1.10 Přechod z jednoho tvaru kolejnic na jiný tvar K přechodu z jednoho tvaru kolejnic na jiný tvar lze pouţít speciálních přechodových spojek, doporučeno je však pouţití přechodové kolejnice zhotovené odtavovacím stykovým

43


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

svařováním (dílenským) kolejnic obou tvarů tak, aby pojíţděná hrana byla plynulá a temena hlav obou svařovaných kolejnic byla ve stejné výšce.

Obr. 1.41 Ukázka konstrukce přechodové kolejnice

K přechodu z jednoho tvaru kolejnic na jiný tvar v hlavních a předjízdných kolejích je nutno pouţít přechodové kolejnice zhotovené odtavovacím stykovým svařováním. V ostatních kolejích je moţno v místě přechodu zhotovit přechodový svar termitovým svařováním podle podmínek uvedených v předpise [5] S-3/5. Přechodové svary je moţno pouţít v hlavních a předjízdných kolejích pouze po dobu stavby. Přechodové kolejnice, vkládané do hlavní koleje, musí být dlouhé nejméně 12,5m, v ostatních kolejích 10m. Ve staničním zhlaví musí být délka přechodových kolejnic nejméně 4m. Vzdálenost přechodového svaru od bliţšího konce přechodové kolejnice musí být nejméně 1,5m a při vloţení přechodové kolejnice do oblouku o poloměru menším neţ 300m nejméně 3m.

1.11 UPEVNĚNÍ KOLEJNIC NA PODPORY Kolejnice se upevňují na své podpory pomocí upevňovadel, která zajišťují stálou polohu kolejnice, mají zamezit jejich klopení a posuny po podpoře v podélném i příčném směru, a tak zajišťovat stálý rozchod koleje.  Konstrukce upevnění závisí na materiálu a na uspořádání podpory.  Upevnění musí umoţnit tuhé a zároveň pruţné připevnění  Systém upevnění musí zaručit nejen stálost rozchodu koleje, ale i jeho změny bez narušení podkladů.

44


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Pro širokopatní kolejnice byly vyvinuty tyto skupiny upevnění :

U UPPEEVVNNĚĚNNÍÍ K KO OL LE EJJN NIIC CE EK K PPO OD DK KL LA AD DU U ((K K PPO OD DPPO OR RÁ ÁM M))

PŘÍMÉ

PODKLADNICOVÉ

TUHÉ

PRUŽNÉ

NEPŘÍMÉ

BEZPODKLADNICOVÉ

TUHÉ

Obr. 1.42 a) Schéma namáhání upevňovadel při přímém upevnění kolejnice na klínové podkladnice vrtulemi

PRUŽNÉ

PODKLADNICOVÉ

TUHÉ

PRUŽNÉ

Obr. 1.42 b) Schéma namáhání upevňovadel při nepřímém upevnění

45


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

1.11.1 Upevňovadla

Obr. 1.43. Hřeby pro upevnění

Obr. 1.44. Vrtule pro upevnění

a) Hákový hřeb b) Osmihranný hřeb tvaru „T“

a) rozponové podkladnice b) pro klínové podkladnice (pro přímé upevnění)

Obr. 1.45 Ukázka upevnění hřeby

Při pouţití jednoduchých klínových podkladnic byla kolejnice uloţena na ukloněné ploše podkladnice a uchycena hřeby nebo vrtulemi přes otvory v podkladnici přímo do praţce. Sama podkladnice uchycena k praţci nijak nebyla.

46


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

1.11.2 Podkladnice Rozdělení podkladnic podle profilu : Klínové (1:20, příp. 1:40)

Ploché

Původně byly podkladnice do běţné koleje vyráběny pouze s klínovým profilem zajišťujícím úklon kolejnice 1:20. Tento typ podkladnic byl pouţit například na betonových praţcích tvaru SB6 a dodnes je pouţíván na dřevěných praţcích a mostnicích. U betonových praţců tvaru SB8 a praţců SB8P vyráběných v ČR do roku 2008 je upraven tvar horní - tedy úloţné - plochy praţce tak, ţe jiţ přímo plocha betonu v oblasti pod podkladnicí je v úklonu 1:20. Na těchto praţcích se pouţívají ploché ţebrové podkladnice bez úklonu o tloušťce 15 mm.

Typy podkladnic :

Obr. 1.46 Rozponová podkladnice (byla pouţívána pro ţel. svršek Ev. A, T, S49 a R65. )

47


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Výhodou rozponových podkladnic je nepřímé upevnění kolejnice k praţci, moţnost změny rozchodu a moţnost jednotného předvrtání dřevěných praţců ještě před impregnací. Nevýhodou rozponových podkladnic je pak četnost prvků, údrţba.

Obr. 1.47 Ukázka rozponové podkladnice ploché na betonovém praţci

ŽEBROVÁ PODKLADNICE Upevnění typu „K“ je základním a zcela běţným upevněním, které pouţívá většina evropských ţelezničních správ. U nás bylo upevnění typu „K“ zaváděno Německou říšskou dráhou na tratích v oblasti odstoupených po Mnichovské dohodě jiţ v období druhé světové války. Tehdejší ČSD toto upevnění při pozdějších rekonstrukcích na některých úsecích nahradily opět rozponovým upevněním.

48


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Obr. 1.48 Pohled na konstrukci upevnění kolejnice na ţebrovou podkladnici

Hlavním výrobcem ţebrových podkladnic v České republice jsou Třinecké ţelezárny. V převáţné míře se pouţívají podkladnice vyráběné válcováním. V některých případech se vyuţívají podkladnice vyráběné odléváním. Technologie odlévání umoţňuje vyrobit 49


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

podkladnice sloţitějších tvarů a z kvalitnějšího materiálu, které se uplatňují zvláště ve výhybkách. Část produkce odlévaných podkladnic zajišťuje i ČKD Kutná Hora. Svěrky ŢS se vyrábějí rovněţ technologií válcování v Třineckých ţelezárnách. Dodavatelem vrtulí, šroubů a matic pro ţelezniční svršek je Šroubárna Kyjov. Pruţné krouţky vyrábí v Česku Šroubárna Turnov. Ţebrová podkladnice s tuhými zvonovitými svěrkami se nyní doporučuje její pouţití jen v kolejích s niţším provozním zatíţením, zatím co v kolejích s vyšším provozním zatíţením se u ţebrové podkladnice nahradila tuhá zvonovitá svěrka adaptérem se sponou firmy Pandrol, nebo pruţnou svěrkou firmy Vossloh Skl12 (dále se pouţívají pruţné svěrky Skl14 pro bezpodkladnicové upevnění.

Obr. 1.50 Pruţná svěrka firmy Vossloh Obr. 1.49 Spona Pandrol „e“ s adaptérem

Obr. 1.51 Upevnění firmy Vossloh

50


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Po roce 1918 bylo zahájeno postupné sjednocování pouţívaných soustav ţelezničního svršku, jehoţ hlavním smyslem byla a je :  moţnost efektivní údrţby, sníţení výrobních nákladů,

 dosaţení maximální moţné mechanizace traťových prací a  sníţení mnoţství zásob náhradních součástí. 1.11.3 Bezpodkladnicová upevnění V bezpodkladnicovém upevnění označovaném jako W 14 na praţcích B 91S se pouţívají pruţné svěrky Skl 14. Sestavu upevnění tvoří plastové úhlové vodicí vloţky, pruţná podloţka pod patu kolejnice a pruţné svěrky upevněné vrtulemi R 1 s plochou ocelovou podloţkou Uls 7 přímo v praţci. Úloţná plocha praţce v oblasti pod kolejnicí je v úklonu 1:40.

Obr. 1.52 Upevnění W 14 v předmontáţní poloze (bez kolejnice) na praţci B 91S/1

Obr. 1.53 Upevnění Pandrol FC I

51


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Kvalita a vlastnosti ţelezničního svršku klasické konstrukce je dána interakcí upevňovacího systému, kvalitou materiálů a provedených prací a v neposlední řadě zabezpečenou a vhodnou údrţbou štěrkového loţe. Pruţnost kolejového roštu je dosahována zvoleným typem upevnění. V dnešní době se jedná především o bezpodkladnicové upevnění s elastickými vloţkami pod patou kolejnice, případně doplněné o podpraţcové podloţky. Z dlouhodobého hlediska např. 80 let, mají-li zůstat zachovány všechny původní parametry, musí proběhnout během této doby několikrát pravidelná údrţba a korekce geometrických parametrů koleje, 2-3x výměna materiálu štěrkového loţe, kolejnic a systému upevnění. Celý systém vyţaduje častou a náročnou inspekční činnost s vyuţitím vysoké míry lidské činnosti. Systém je ve své podstatě sloţitý, průměrně s 98ks komponentů na běţný metr délky. Působením dynamických sil od ţelezničního provozu se tuhé prvky upevnění postupně uvolňují. Pro zajištění spolehlivé funkce upevnění je nutná častá a pravidelná údrţba. Proto se jiţ od padesátých let minulého století většina evropských ţeleznic zabývá vývojem pruţných prvků pro upevnění kolejnic. Pruţné upevnění, tak jak je tento pojem definován a pouţíván u SŢDC, je upevnění, kdy je pata kolejnice trvale přitlačována pruţným elementem, a to i pod zatíţením při průjezdu vlaku. Tímto pruţným prvkem můţe být pruţný hřeb, svěrka nebo spona, ať uţ z kruhové nebo ploché oceli různých tvarů, s různým způsobem uchycení a předepnutí. První pruţné upevnění u nás vynalezl Prof. Ing. Emil Mašík z VUT Brno podrobněji. Jak je uvedeno v [I], jiţ v roce 1910 rakouský patentový úřad zapsal jeho objev a od té doby rakouské i některé jiné zahraniční dráhy pouţívaly k upevnění kolejnic tzv. Mašíkův plíšek nebo Mašíkovo pruţné pero proti putování. Tento prototyp dnešních pruţných svěrek se vyráběl z ocelového plechu tloušťky 2,5 mm o rozvinutých rozměrech 70x70 mm. Patu kolejnice přitlačoval silou 3 aţ 4 kN. S pokračujícím zvyšováním rychlostí a souběţným nárůstem hmotnosti na nápravu došlo k výraznému zvýšení namáhání konstrukce koleje. Bylo třeba zajistit přenesení a utlumení statických i dynamických sil od ţelezničních vozidel a přitom pouţívat co moţná nejjednodušší, provozně spolehlivý, dostatečně únosný a finančně dostupný ţelezniční svršek. Nároky na funkční vlastnosti upevnění kolejnic dále zvýšilo zavedení bezstykové koleje jako základní konstrukce většiny tratí. Moderní konstrukce ţelezničního svršku pro vyšší rychlosti a hmotnosti na nápravu vyţadují jednoznačně tzv. pruţné upevnění s pruţnými svěrkami či sponami, které nahrazují upevnění s tuhými svěrkami (jejich posledním typem byla svěrka ŢS 4). Úspora ocelového

52


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Materiálu a z ní plynoucí zlevnění upevňovacích systémů vedla rovněţ k zavedení bezpodkladnicového upevnění kolejnic. Po určité období vedle sebe existovaly na ţelezniční síti ČR dva systémy pruţného bezpodkladnicového upevnění – Vossloh a Pandrol – reprezentované především systémem W 14 a FC (Fastclip). Upevnění Pandrol FC bylo pouţito rovněţ při modernizaci části II. ţelezničního koridoru mezi Břeclaví a Přerovem. V současné době je pro modernizace a rekonstrukce tratí na území ČR unifikován systém Vossloh W 14. Při rozhodování o další orientaci vývoje upevnění u tehdejších ČSD zvítězilo před několika lety šroubové upevnění typu VOSSLOH. Dnes se pouţívají svěrky Skl 24 (které nahradily svěrky Skl 12) a Skl 14. Tyto svěrky přitlačují patu kolejnice silou cca 1,1 t. Tato síla plně vyhovuje potřebám zajištění stability bezstykové koleje. U šroubových typů pruţného upevnění (svěrky VOSSLOH Skl 24 a Skl 14) napětí svěrky rovněţ zabraňuje povolování svěrkových šroubů, respektive vrtulí. Velmi rychlý vývoj u společnosti Pandrol, který je spojen s podstatnými tvarovými a rozměrovými úpravami kotevních prvků zabudovaných do betonových praţců, vede k nutnosti nákladných úprav tvarovacích desek do praţcových forem, které se v ČR ve spojení s dalšími faktory (nejistým a početně malým mnoţstvím poţadovaných praţců) jeví jako neekonomické. Pruţné upevnění

společnosti Pandrol se pouţívají rovněţ pro tramvajovou jízdní dráhu.

Příkladem je např. DP Ostrava, kde bylo před časem při obnově trati na ulici Opavská pouţito spony Pandrol „e“ s adaptérem viz. Obr. 1.50. Pouţití pruţného upevnění ovlivňuje i spolehlivost ţelezničního svršku ve smyslu zachování projektovaných parametrů po dobu ţivotnosti konstrukce viz. Obr. 1.56.

Obr. 1.54. Zvýšení spolehlivosti a ţivotnosti trati aplikací pruţného upevnění

53


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

1.12 Kolejnicové podpory - pražce Kolejnicovými podporami se rozumí příčné praţce, betonové bloky, deskové praţce a betonové desky. V klasické konstrukci koleje, která je nejvíce rozšířená, tvoří kolejnicové podpory příčné praţce.

Příčné pražce můžeme obecně dělit na :  Praţce (+výhybkové praţce)  Mostnice

Mostnice Pražec

Obr. 1.55 Praţce a mostnice musí mít výše zobrazený jmenovitý průřez

podle materiálu pak:  Dřevěné  Betonové  Ocelové

Obr. 1.56 Názvy základních částí příčných praţců

1.12.1 DŘEVĚNÉ PRAŽCE Prvními praţci u nás byly kamenné bloky pouţité na koněspřeţné dráze České Budějovice - Linec, o které se píše v první části tohoto článku. Později se začaly pouţívat 54


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

praţce dřevěné ve formě podélných dřevěných trámů souvisle podpírajících kolejnici a nebo praţců příčných v té podobě, jak je známe dnes. Dřevěné praţce donedávna nejlépe splňovaly poţadavky na ně kladené jako jsou:  snadná výroba  dokonalé připevnění kolejnice  snadný způsob připevnění kolejnice na praţec  dostatečná pevnost, pruţnost a měkká jízda  dostatečně velká dosedací plocha na praţec  dostatečný odpor proti podélným a příčným posunům v kolejovém loţi  dostatečná funkční schopnost upevňovadel  přiměřené pořizovací a udrţovací náklady  dostatečná doba ţivotnosti

Obr. 1.57 Výhybkové praţce dřevěné, impregnované

Praţce i mostnice se vyrábějí čtyřstranně řezané. Příčné praţce musí mít jmenovitý obdélníkový průřez tvaru E1 nebo E2 podle ČSN EN 13145.

Obr. 1.58 Tvary dřevěných praţců

55


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Dřevěné praţce příčné, výhybkové a mostnice vyrobené z listnatých dřevin se musí zajistit na obou čelech proti vzniku a rozšiřování trhlin. Dřevěné praţce a mostnice z jehličnatých dřevin není nutné proti čelním trhlinám zajišťovat. Ochrana dřevěných praţců a mostnic proti tvorbě čelních trhlin se zabezpečuje: a) protištěpnými plnými destičkami, b) dutými destičkami, c) ocelovou páskou, d) jiným vhodným způsobem.

Obr. 1.59 Ukázka dřevěného praţce

Dřevěné praţce a mostnice se musí impregnovat postupy stanovenými TPD, a to impregnačním olejem, který splňuje podmínky hygienické a podmínky ochrany ţivotního prostředí a vyhovuje ustanovením OTP a ČSN EN 13145. Všechny impregnované praţce a mostnice musí být označeny identifikační značkou impregnačního závodu podle obr. 3.35 Impregnované dřevěné praţce a mostnice označuje impregnační závod speciálními hřeby s vhodnou protikorozní úpravou (např. pozinkováním). Tvar hlavy hřebu určuje druh dřeviny, značky na hlavě označovacího hřebu identifikují rok impregnace a impregnační závod, popř. další údaje, s velikostí písma min. 5 mm a dostatečnou hloubkou raţby. Jiné označení impregnovaných dřevěných podpor podléhá schválení SŢDC OP a musí být uvedeno v TPD. U praţců příčných je značka umístěna uprostřed praţce na horní ploše. U praţců výhybkových a mostnic je značka umístěna na horní ploše max. do vzdálenosti 200 mm od čela.

56


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Obr. 1.60 Značka umístěna na praţci A) Způsob impregnace (nepovinná značka) B) Symbol impregnačního závodu C) Rok impregnace (poslední dvojčíslí)

Všechny impregnované praţce a mostnice musí být označeny identifikační značkou impregnačního závodu podle obr. 1.62. Impregnované dřevěné praţce a mostnice označuje impregnační závod speciálními hřeby s vhodnou protikorozní úpravou (např. pozinkováním). Tvar hlavy hřebu určuje druh dřeviny, značky na hlavě označovacího hřebu identifikují rok impregnace a impregnační závod, popř. další údaje, s velikostí písma min. 5 mm a dostatečnou hloubkou raţby. Jiné označení impregnovaných dřevěných podpor podléhá schválení SŢDC OP a musí být uvedeno v TPD. U praţců příčných je značka umístěna uprostřed praţce na horní ploše. U praţců výhybkových a mostnic je značka umístěna na horní ploše max. do vzdálenosti 200 mm od čela. Jakost praţců a mostnic určených do kolejí a výhybek ţelezničních drah ČR musí být ověřena ve výrobním závodě podle ustanovení příslušných TPD. Praţec, spolu s namontovaným upevněním, musí vykazovat minimální hodnotu elektrického odporu Rp = 1M při měření stejnosměrnou metodou Zp = 10k při měření střídavou metodou 1.12.2 Betonové pražce Dnes nejvíce pouţívané betonové praţce nahrazují dřevěné i ocelové praţce nejen z důvodu nedostatku vhodného tvrdého dřeva pro výrobu praţců a elektrické vodivosti praţců ocelových, ale také díky své vyšší hmotnosti a delší ţivotnosti.

57


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Obr. 1.61 Betonový praţec B91

S betonovými praţci byly prováděny pokusy jiţ na přelomu 19. a 20. století. Praţce se však tehdy neosvědčily. Aţ vzrůstající kvalita ţelezobetonu ve druhé polovině 20. století umoţnila zvýšit jejich ţivotnost a díky relativně nízké ceně se začaly ţelezobetonové praţce hromadně nasazovat. Od poloviny 90. let minulého století se postupně začínají pouţívat ţelezobetonové praţce i ve výhybkách. Tam se však prosazují pomalu, protoţe je to technologicky náročné. Ve výhybce je kaţdý praţec jiný a je třeba pro kaţdý praţec samostatně přizpůsobit formu, výztuţe i umístění upevňovacích prvků kolejnic. Betonové praţce zaváděné do výroby po roce 1990 jsou dimenzovány pro rychlost 160km/h a pro nápravovou sílu 250kN. Betonové praţce musí být rovněţ označeny. Ve střední části praţce je uveden:  typ praţce  výrobce  rok výroby  typ hmoţdinky  a číslo formy praţce

58


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Obr. 1.62 Označení praţce ve střední části (praţec SB 5P)

Obr. 1.63

Krátké betonové výhybkové praţce uloţené mezi praţci B 91S/1

1.12.3 Ocelové pražce

Obr. 1.64 Profil korýtkových ocelových praţců

59


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Ocelové praţce nebyly příliš oblíbené, a to především kvůli své ceně. Vyznačují se také vyšší hlučností. Ve větší míře se uplatnily na průmyslových dráhách a v Německu. Pro svou vodivost nemohly bývat tyto praţce pouţity v kolejích s kolejovými obvody. Výhodou je naopak Výhodou ocelových praţců je jejich velká hmotnost, větší trvanlivost a velká stálost jejich polohy v koleji, malé výrobní tolerance

Obr. 1.65 Ocelové praţce v roce 1946

Obr. 1.66

Korýtkové ocelové praţce

60


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Obr. 1.67 Příklad ocelových praţců v současné době poţívaných v zahraničí

Problém vodivosti praţce versus kolejové obvody a zvýšené hlučnosti řeší vlastnosti upevňovadel firmy Pandrol FastClip Po roce 2000 nastává určitá renezance pouţití ocelových praţců a to ve formě tzv. praţců „Y“, které se pouţívají především v Německu. V Česku byly poprvé instalovány v roce 2004 na úseku o délce 0,5 km mezi stanicemi Popelín a Počátky-Ţirovnice. Tyto praţce jsou kratší, takţe mohou být pouţity i v uţším zemním tělese a šetří se tím objem materiálu i zemních prací.

Obr. 1.68

Ocelové praţce Y od českého výrobce v ŢST Rozsochatec

61


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Obr. 1.69

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Ocelové praţce Y – základní názvosloví

Ve srovnání s konvenčním příčným praţcem se ocelový pr.“Y“ vyznačuje těmito parametry:  Vidlicový tvar Y  Tři kolejnicová upevnění na praţci  Dvojité podepření kolejnice

Obr. 1.70 Ocelové praţce Y od zahraničního výrobce

62


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Obr. 1.71 Ocelové praţce Y na tramvajové trati Liberec – Jablonec nad N. pro úzký a normální rozchod

Rozdělení praţců v koleji Praţce se v přímé koleji ukládají kolmo k ose koleje, v obloucích radiálně. Vzdálenosti praţců musí po novostavbě, rekonstrukci a opravě ţelezničního svršku odpovídat stanovenému rozdělení praţců s dovolenou odchylkou ± 30 mm.

63


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Tab. 1. 2. Rozdělení praţců v normálněrozchodné koleji

64


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

Obr. 1.72

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Rozdělení praţců tvaru „Y“

Obr. 1.73 Rozdělení příčných praţců v koleji

1.13 Kolejové lože Kolejové loţe je částí konstrukce ţelezničního svršku, která přenáší silové účinky ţelezničního provozu z kolejnicových podpor na pláň tělesa ţelezničního spodku, slouţí ke zpruţnění konstrukce ţelezničního svršku, a tím k tlumení dynamických účinků ţelezničního provozu. Podílí se na zajištění dostatečného odporu proti příčnému a podélnému posunu kolejového roštu. Část kolejového loţe pod úrovní loţné plochy kolejnicových podpor tvoří spolu s konstrukcí tělesa ţelezničního spodku praţcové podloţí. Kolejové loţe můţe být nahrazeno jinou konstrukcí, například v systému pevné jízdní dráhy. Kolejové loţe musí splňovat technické podmínky stanovené vyhláškou č. 177/1995 Sb. v platném znění. Základními geometrickými parametry kolejového loţe jsou tloušťka 65


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

kolejového loţe měřená mezi plání tělesa ţelezničního spodku a loţnou plochou kolejnicové podpory v místě nepřevýšeného kolejnicového pásu, profil kolejového loţe, dále geotechnické vlastnosti kameniva, míra homogenizace kameniva v kolejovém loţi a ekologické vlastnosti kameniva. Minimální tloušťky kolejového lože :(Dle vyhlášky č. 177/1995 Sb.vč. změn a doplňků…) u celostátních a regionálních drah v hlavních kolejích s : betonovými praţci

350mm

dřevěnými praţci

300mm

u celostátních a regionálních drah v ostatních kolejích s : betonovými praţci

300mm

dřevěnými praţci

250mm

na vlečkách v koleji s : betonovými praţci

250mm

dřevěnými praţci

200mm

Tloušťka kolejového loţe se zvětší o ochrannou vrstvu o tloušťce 50 mm při uloţení geotextilie nebo antivibrační rohoţe přímo pod kolejové loţe a v případě, ţe vrstva obalovaného kameniva, asfaltového betonu nebo ţelezobetonová deska v konstrukci tělesa ţelezničního spodku není překryta ochrannou vrstvou. Změna tloušťky kolejového loţe při přechodu mezi jednotlivými druhy praţců se upraví výběhem o délce 5 m pod praţci s niţší předepsanou tloušťkou kolejového loţe. Stejným způsobem se upraví i přechod mezi výhybkami a přilehlými úseky kolejí. Tato změna se nesmí v zásadě uskutečnit pod výhybkou, lepeným izolovaným stykem, kolejnicovým stykem a přejezdem. Materiál kolejového lože Kolejové loţe se zřizuje z přírodního drceného hrubého hutného kameniva frakce 32-63, případně z recyklovaného, nebo umělého kameniva frakce 32-63. Kamenivo pro kolejové loţe musí splňovat podmínky a poţadavky stanovené předpisem „Obecné technické podmínky SŢDC - Kamenivo pro kolejové loţe, č.j.59931/95-S7/Stav“, vycházejícím z norem ČSN– 721511 a ČSN–721512 (Kamenivo pro stavební účely).

66


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Tab. 1. 3. Pouţití třídy kameniva

Kamenivo pro kolejové loţe ţelezničních drah ČR se podle vlastností a jakosti zařazuje do tříd BI, BII a C. Podmínky pro zařazení kameniva do tříd stanovují OTP (Obecné technické podmínky). V hlavních kolejích na vybraných tratích modernizované ţelezniční sítě se uţívá nové přírodní kamenivo třídy BI. V těchto kolejích lze téţ pouţít recyklované kamenivo třídy BI v plném profilu kolejového loţe na tratích s rychlostmi do 80 km.h-1, s rychlostí větší neţ 80 km.h-1 a menší nebo rovnou 160 km.h-1 ve spodní vrstvě kolejového loţe, nejvýše 50 mm pod úroveň loţné plochy praţců při konečné niveletě koleje, na tratích s rychlostí nad 160 km.h-1 se pouţití recyklovaného kameniva nepřipouští. Kolejové lože můžeme z pohledu profilu dělit na :  Kolejové loţe otevřené

Obr. 1.74 Tvar otevřeného kolejového loţe pro trať jednokolejnou a vícekolejnou

67


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

 Kolejové loţe uzavřené

Obr. 1.75 Tvar uzavřeného kolejového loţe ve stanici bez převýšením

Další tvary kolejového lože

Obr. 1.76 Profil kolejového loţe ve stanici s kolejí v převýšení

Obr. 1.77 Profil kolejového loţe dvoukolejné trati se stykovanou kolejí v oblouku

68


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Obr. 1.78 Profil kolejového loţe dvoukolejné trati v oblouku – bezstyková kolej

1.14 Pevná jízdní dráha Jiţ v minulosti se i u nás zkoušelo pouţití deskových konstrukcí jako kolejnicových podpor na místo klasických praţců. V současné době je konstrukce této tzv. pevné jízdní dráhy v Evropě pouţívána na mnoha moderních vysokorychlostních tratích. Existuje celá řada konstrukcí. Čistě deskové konstrukce jsou pouţity např. v Itálii na trati Travizio - Řím, v Eurotunelu je pouţita konstrukce dvoublokových praţců, posazených v pryţových botkách a na místě zabetonovaných.

Obr. 1.79

Rozdíl konstrukční výšky tunelové roury při pouţití BBEST a klasické konstrukce

Obr. 1.80 Základní konstrukční prvky systému BBEST

69


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Na Neubaustrecke v Německu je pouţito více neţ sedmnáct typů konstrukce pevné jízdní dráhy. Jsou zde monoblokové betonové praţce uloţené na betonové desce, obdobná konstrukce uloţená na asfaltovém koberci, dvoublokové praţce na asfaltové vrstvě vedení středním zvýšeným soklem a mnohé jiné varianty. Konstrukce pevné jízdní dráhy musí být vybudována naprosto přesně, protoţe dodatečná rektifikace výškové a směrové polohy koleje je na této konstrukci moţná jen v omezené míře. Na pevné jízdní dráze jsou pouţívána speciálně upravená upevnění kolejnic, která jednak umoţňují právě provedení určité drobné rektifikace polohy koleje a jednak svou konstrukcí nahrazují pruţnost klasického kolejového loţe.Problémem konstrukce pevné jízdní dráhy je její větší hlučnost, která se odstraňuje rovněţ speciálními technickými úpravami v konstrukci upevnění nebo osazováním absorbérů na kolejnice. Další moţností je zasypávání konstrukce či osazování speciálních protihlukových panelů. Hlavní výhodou konstrukce pevné jízdní dráhy je skutečnost, ţe pevná jízdní dráhy se prakticky neudrţuje. Nedochází zde k rozpadu geometrické polohy koleje, není třeba provádět podbíjení ani čištění kolejového loţe. V roce 2005 se u nás začal ověřovat systém ţelezničního svršku typu Rheda 2000.v úseku Třebovice v Čechách – Rudoltice v Čechách v délce 500 metrů. Jedná se o ţelezniční svršek pro vysokorychlostní tratě, případně do tunelů a na mosty. V Německu byla první verze tohoto systému ověřována od roku 1972 ve stanici Rheda.

Obr. 1.81

Konstrukce pevné jízdní dráhy typu Rheda 2000 v úseku Třebovice v Čechách - Rudoltice v Čechách

70


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Obr. 1.82 Dvoublokové praţce systému Rheda

Systém Rheda 2000 vznikl postupným vývojem konstrukce (přes systém Rheda Berlin z roku 1994). Monoblokové praţce jsou nahrazeny dvoublokovými praţci, spojení bloků je provedeno pomocí ocelové výztuţe. Zvláštní péči vyţaduje provedení přechodu mezi pevnou jízdní dráhou a klasickou konstrukcí.

Obr. 1.83 Výstavba přechodové oblasti (barely od stmelovací pryskyřice)

71


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Obr. 1.84

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Přechodový praţec pro pevnou jízdní dráhu typu Rheda 2000

1.15 Výhybky  Výhybky a kolejové spojky umoţňují přechod vozidel z jedné koleje na druhou bez přerušení jízdy, kolejové křiţovatky umoţňují kříţení kolejí.  Výhybkovými sestavami se tvoří výhybková spojení a rozvětvení jízdní cesty. Základní názvosloví výhybek :

Obr. 1.85 Základní názvosloví výhybky

1.15.1 Historický vývoj konstrukčního a materiálového uspořádání výhybek Hmotnostní kategorie : a) ±50kg/bm – T, S49 b) ±44kg/bm – A c) ±40kg/bm – Xa 72


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Uspořádání výhybek a) 40.léta 20.st. - v kategorii 44 a 50kg/bm , úhel

odb.max.6°,

sečné

uspořádání

jazyků b) Na přelomu 40. a 50. let 20.st. zahájena výroba „štíhlých“ výhybek tvaru „T“…5°(R=500), 4°(R=800),

3°06´(R=1200).

c) Srdcovky realizované buď z lité oceli (starší provedení), nebo montované ze srdcovkových kolejnic d) Začaly se vyrábět konstrukce s tečným uspořádáním jazyků, které daly základy moţnosti pouţívat transformované výhybky. e) Praţce dřevěné, ocelové f) Upevnění - podkladnicový systém oddělený s tuhými svěrkami g) Ve 2.pol.50.let jiţ existovaly kolejnice tvaru UIC60 (hmotn.kategorie 60kg/bm), ale tehdejší ČSD byly nuceny orientovat se na direktivy OSŢD (Organizace pro spolupráci ţeleznic pro východní blok), tak ţe byla dána přednost R65, R75, S49. Tvaru R75 se pro výhybky neuţívalo – zůstalo u zkoušek h) Aţ po roce 1989 jsme přešli na soustavu UIC (UNION IN DES CHEMINS DES FER) UIC60 a S49 ozn.jako II.generace. i) Slabinou výhybek poměrové soustavy S49 a R65 bylo konstrukční a materiálové uspořádání srdcovek. Po roce 1989 a dodnes pouţívané výhybky soustavy UIC60 a S49 II. generace mají tyto zásadní parametry:  upevnění standardně na bet. praţcích, alternativně na dřevěných praţcích  upevnění kolejnic s pouţitím pruţných prvků (Pandrol, Vossloh…)  sváření všech styků ve výhybce  tečné uspořádání jazyků s maximálním přiblíţením začátku jazyka k výměnovému styku  pro přímo pojíţděné části pouţití materiálů se zvýšenou odolností proti opotřebení, u srdcovek zmonolitnění  výrobní tolerance odpovídající poţadavkům nejvyšší dovolené rychlosti  moderní zabezpečení výhybky včetně konstrukce závěrů  Výhybky UIC60 a S49 2. generace mají stejné geometrické uspořádání a konstrukční parametry 73


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

 Výhybky stejného tvaru mají shodné délky jednotlivých částí (opornic, jazyků….)  Konstrukční uspořádání, technologie výroby (vč. pouţitých materiálů) jsou uzpůsobeny tak, aby vyhovovaly pro: Rychlost jízdy 160 kmh-1(max.200 kmh-1) – UIC60 120 kmh-1 – S49 2.generace Hmotnost na nápravu 25t

– UIC60

22,5t – S49 2.generace  Tečné uspořádání jazyků s jednotnou vzdáleností hrotu jazyka od začátku výhybky  výhybky jsou konstruovány pro vějířovité uspořádání praţců (pouţití stejných bet. Praţců pro levou i pravou výhybku)  osa kolejnic je svislá  přechod svislé polohy kolejnice na polohu v úklonu je pozvolný, provádí se pomocí přechodové podkladnice  geometrické uspořádání umoţní svaření všech styků a vevaření výhybky do bezstykové koleje  vějířovité uspořádání praţců umoţňuje pouţití stejných praţců pro levou i pravou výhybku  rozdělení praţců v obou soustavách je stejné coţ umoţní záměnu, konstrukční rozdíl v soustavách se vyrovná pouze v poloze ţeber na ţebrových podkladnicích  tečné uspořádání jazyků: - umoţní transformaci výhybky na obloukovou - sniţuje velikost přírazného úhlu jazyků - zlepšuje vjezd vozidel do výměny - zmenšuje rázy při průjezdu vozidel Upevnění ve výhybkách musí mít tyto základní vlastnosti:  zachovávat geometrické parametry výhybky  podílet se na odporu proti putování  ţivotnost upevnění stejná jako ţivotnost zbývající části výhybky, nebo musí být prvky upevnění snadno vyměnitelné  nevyţadovat častou a náročnou údrţbu  technicky co nejjednodušší konstrukce – snadná montáţ a demontáţ

74


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

 v souladu s poţadavky SŢDC na pruţné upevnění je pouţíváno ve výhybkách upevnění firmy Vossloh pomocí pruţných svěrek Skl12, nebo upevnění Pandrol s pruţnými sponami e1881.  pro upevnění opornice z vnitřní strany je vyuţíváno pruţné upevnění pomocí pérové spony

Obr. 1.86

Pruţné upevnění pomocí pérové spony

Výhybky na ozubnicových drahách Výhybky na ozubnicových drahách mohou, ale nemusí být opatřeny ozubnicí. Záleţí jednak na sklonu, v jakém se výhybka nachází, a na vozidlech, zda mají pohon pouze ozubnicový, nebo i adhezní. Pokud je výhybka opatřena ozubnicí, je třeba vyřešit plynulý záběr ozubeného kola v celé délce výhybky. Soustava Riggenbachova, Strubova, jednoduchá ozubnice Abtova řeší kříţení s kolejnicí druhého směru odsunutím části kolejnice a nasunutím ozubnice, stejně tak má ozubnice pohyblivou část v místě jazyků.

75


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Obr. 1.87 Plynulý záběr ozubeného kola v celé délce výhybky

Carl Roman Abt (16. července 1850 Bünzen - 1. května 1933 Luzern) byl švýcarský konstruktér, vynálezce a organizátor. Znám je především jako vynálezce „abtovy“ ozubnice a abtovy výhybky pro pozemní lanovky. Kromě toho také vedl stavbu 72 horských drah, zestátnění privátních drah. Rozdělení výhybek a výhybkových konstrukcí pro železnici: Výhybky rozdělujeme podle:  geometrického uspořádání  soustavy ţelezničního svršku  rozchodu koleje Podle geometrického uspořádání se konstrukce dělí na:  výhybky o jednoduché, o oboustranné, o obloukové, o symetrické, o dvojité, o celé křiţovatkové, o poloviční křiţovatkové,  kolejové křiţovatky,  kolejové spojky  jednoduché,  dvojité,  atypické konstrukce.

76


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Výhybky jsou charakterizovány :  úhlem odbočení vyjádřeným poměrem (tangentou úhlu) a poloměrem oblouku v odbočné větvi výhybky.  Přímé kolejové křiţovatky jsou charakterizovány úhlem kříţení vyjádřeným poměrem (tangentou úhlu). Pro atypické konstrukce výhybek a kolejových křiţovatek platí dokumentace výrobce schválená SŢDC. Kolejové křiţovatky se konstruují v zásadě s oběma větvemi přímými. Oblouková kolejová křiţovatka se povaţuje za konstrukci atypickou. Značení výhybek : Dále se grafická značka doplní textem dle následujícího schématu :

Označení druhu závěru, druhu upevnění srdcovky. typu srdcovky a jazyků se uvádí v pasportní evidenci výhybky, v projektové dokumentaci a při objednávkách. Jednotlivě části zkratky znamenají:

77


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

a) Označen l druhu konstrukce Pro Jednotlivé druhy konstrukce se uvádí písmeno : J -jednoduchá výhybka, O - oboustranná výhybka (u stupňové soustavy). Obi -j oblouková výhybka jednostranná. -o oblouková výhybka oboustranná. S - symetrická výhybka. C - celá křiţovatková výhybka. B - poloviční křiţovatková výhybka. K - kolejová křiţovatka. DKS - střední část dvojité kolejové spojky s jednoduchými srdcovkami s oddělenými přídrţnicemi. DKS I - střední část dvojité kolejové spojky s Jednoduchými srdcovkami s prodlouţenými křídlovými kolejnicemi (dřívější variantní úprava u DKS soustav R 65 a S 49 1. generace), D - dvojitá výhybka. b) Soustava železničního svršku Uvede se zkratka pouţívaná pro ţelezniční svršek (R 65, S 49 1. generace a případně starší soustavy, např. T, A apod.). U výhybek soustavy S 49 2. generace a soustavy UIC 60 se v označení soustavy výhybky uvede pouze číslo, tj. „49" nebo „60" (například J49-1:9-300 nebo J6O-1:9-300). c) Úhel odbočeni nebo křížení U výhybek a kolejových křiţovatek se úhel odbočení nebo kříţeni vyjádři poměrem, u výhybek a kolejových křiţovatek starších soustav se tento úhel uvede ve stupních. d) Poloměr oblouku v konstrukci Uvede se v metrech poloměr oblouků všech větví výhybky nebo abnormální kolejové křiţovatky, které Jsou v oblouku. U obloukových výhybek a obloukových kolejových křiţovatek se poloměr platný pro hlavní dopravní směr podtrhne. V pasportní evidenci výhybek se poloměry oblouků zaokrouhlí na celé metry. U výhybek, jejichţ úhel odbočení je vyjádřen ve stupních a které nejsou transformovány, není nutno poloměr uvádět.

78


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

e) Typ výhybek a výhybkových konstrukcí Uvádí se pouze v těch případech, kdy jednotlivé výhybky mají několik typů, označuji se římskými číslicemi. U výhybek pouţitých ve dvojité kolejové spojce se uvede označení „komb". f) Žlabový pražec Pouţiti ţlabového praţce ve výhybce se vyznačí malými písmeny „zl" (např. J60-l:l2-50D-izl,P,l,b značí výhybku tvaru J60-1HZ-SOO, typu i se ţlabovými praţci, pravou, s polohou

přestavníku vlevo, na betonových praţcích). g) Směr odbočení Uvádí se podle toho. zda výhybka odbočuje vpravo nebo vlevo od přímého směru nebo od oblouku s větším poloměrem. P

odbočení vpravo,

L

odbočení vlevo.

U dvojitých kolejových spojek, křiţovatkových výhybek a kolejových křiţovatek se tento údaj neuvádí. h) Poloha stavěcího zařízeni nebo spřáhla závěru Vyznačuje se, zda stavěči zařízení či spřáhla závěrů jsou na levé či pravé straně výhybky při pohledu proti hrotu jazyka. p

stavěči zařízení, spřáhla závěrů vpravo,

l

stavěči zařízení, spřáhla závěrů vlevo.

U křiţovatkových výhybek se poloha stavěcího zařízeni či spřáhel závěrů posuzuje z pohledu proti hrotu jazyka výměny označené písmenem „a". Poznámka: poloha stavěcího zařízeni se zpravidla shoduje s polohou spřáhla. i) Druh závěru ČZ čelisťový závěr AŢD, ČZP čelisťový závěr praţcový. HZ hákový závěr. RZ rybinový závěr.

79


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

j) Druh pražců Vyznačí se materiál pouţitých praţců b

betonové praţce.

d

dřevěné praţce,

oc ocelové praţce. k) Druh upevněni srdcovky K

tuhé svěrky ŢS 4 (ŢS 3),

KS pruţné upevnění se svěrkami Skl 12, Ke pruţné upevněni se sponami Pandrol, VT tuhé upevněni se svěrkami VT 2.

l) Typ srdcovky ZPT

monoblok - srdcovka odlévaná zocelí s vysokým obsahem manganu nezpevněná

výbuchem, ZPTZ monoblok - srdcovka odlévaná zocelí s vysokým obsahem manganu zpevněná výbuchem. ZMM

zkrácený monoblok - srdcovka zkrácený monoblok odlévaná z oceli s vysokým

obsahem manganu nezpevněná výbuchem. ZMMZ zkrácený monoblok - srdcovka zkrácený monoblok odlévaná z oceli s vysokým obsahem manganu zpevněná výbuchem, ZMB zkrácený monoblok - srdcovka zkrácený monoblok odlévaná z bainitické oceli, VA (INSERT) srdcovka se střední částí z odlévané oceli s vysokým obsahem manganu nezpevněná výbuchem. Křídlové kolejnice jsou spojeny s odlitkem VP svorníky, VAZ (INSERT) srdcovka se střední částí z odlévané oceli s vysokým obsahem manganu zpevněná výbuchem. Křídlové kolejnice jsou spojeny s odlitkem VP svorníky, SK srdcovka s kovaným a kaleným klínem s nadvýšenými překovanými kalenými křídlovými kolejnicemi. Klín i křídlové kolejnice jsou spojeny VP svorníky. Přechodová oblast je zpevněna kalením, VR (VARIO) montovaná srdcovka s klínem svařeným s přípojnými kolejnicemi a nadvýšenými křídlovými kolejnicemi spojenými VP svorníky, VRB WBG Brandenburg montovaná srdcovka s klínem svařeným s přípojnými kolejnicemi a křídlovými kolejnicemi spojenými VP svorníky, ZP montovaná srdcovka z kolejnic bez 80


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

nadvýšení křídlových kolejnic, ZPN

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

montovaná srdcovka s nadvýšenými křídlovými

kolejnicemi, DZP dvojitá montovaná srdcovka z kolejnic bez nadvýšené kolenové kolejnice, DSK dvojitá srdcovka s kovaným a kaleným klínem a s nadvýšenou překovanou kalenou kolenovou kolejnicí. Poznámka: srdcovky odlévané z oceli s vysokým obsahem manganu jsou na odlitku označeny písmenem „A". m) Vzdálenost os kolejí U DKS se uvede vzdálenost os kolejí 4,75 m nebo 5,00 m. n) Typ jazyků JP

jazyk pérový nesvařovaný v soustavě T,

JK

jazyk kloubový v soustavě T,

JPT

jazyk pérový svařovaný ze srdcovkových kolejnic tv. T v soustavě R65,

JPŢH jazyk HSH pro ţlabové praţce v soustavě UIC 60, příp. S 49 2.generace. Grafické značení ve vytyčovacích schématech se u výhybky doplňuje terčík u výměnového styku, nebo úhlopříčně děleným obdélníčkem ve středu křiţovatkových výhybek

81


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

přídržnice opornice

srdcovka

jazyk

Obr. 1.88 Části výhybky

PLÁN GEOMETRICKÉHO USPOŘÁDÁNÍ VÝHYBKY - vznikne, je-li výhybka kreslena schématicky, s přehledným vyznačením a prokótováním geometrického tvaru. VYTYČOVACÍ SCHÉMA VÝHYBKY - vyznačeny jsou

jen osy kolejí hlavního a

odbočného směru, bod odbočení, výměnový i koncové styky a kótování a, b, c rozměrů

Obr. 1.89

Vytyčovací schéma jednoduché výhybky

82


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

Obr. 1.90

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Dnes jiţ nevyráběná výhybka trojcestná

Ke střední části dvojité kolejové spojky je moţno připojit 4 konstrukce (jednoduché výhybky, celé nebo poloviční křiţovatkové výhybky, kolejové křiţovatky). Kaţdá připojená konstrukce musí mít shodný úhel odbočení (kříţení), jako má střed DKS. Tyto připojované konstrukce se nazývají „výhybky v kombinaci" a jsou dodávány bez jedné srdcovkové části (s jednoduchou srdcovkou).

Obr. 1.91 Křiţovatková výhybka

83


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Kolejové spojky Kolejové spojky můţeme rozdělovat dle:  Osové vzdálenosti kolejí  Konstrukce  jednoduché  dvojité

Obr. 1.92 Dvojitá kolejová spojka

Obr. 1.93 Dvojitá kolejová spojka ve výrobní hale

84


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

1.16 Železniční spodek Ţelezničním spodkem rozumíme zemní těleso, stavby a zařízení ţelezničního spodku a dále veřejně přístupné dopravní plochy v obvodu dráhy  tělesem ţelezničního spodku se rozumí zemní těleso, konstrukční vrstvy tělesa ţelezničního spodku a odvodňovací zařízení,  plání tělesa ţelezničního spodku se rozumí vrchní omezující plocha ţelezničního spodku, která tvoří rozhraní mezi ţelezničním spodkem a ţelezničním svrškem,  stavbami ţelezničního spodku se rozumí konstrukce, které nahrazují zčásti nebo úplně těleso ţelezničního spodku, zvyšují jeho stabilitu nebo jej chrání, případně slouţí jinému účelu, tj. propustky, mosty, objekty mostům podobné, tunely, opěrné, zárubní, ochranné a obkladní zdi, galerie i ochranné a regulační stavby, průchody, ochranná zařízení proti spadu cizích předmětů, proti poţáru a vodě,  dopravními plochami se rozumí plochy, které jsou určeny k nastupování a vystupování cestujících, k manipulaci a skladování a k zajištění dopravní obsluhy při provozování dráhy (nástupiště, nákladiště, rampy, příjezdy na nákladiště),  zařízeními ţelezničního spodku se rozumí zařízení, která doplňují těleso nebo stavby ţelezničního spodku, nebo je nahrazují, zejména zaráţedla, oplocení, zábradlí, prohlídkové a čisticí jámy,

1.17 Konstrukce železničního spodku Ţelezniční spodek je jednou ze základních částí konstrukce ţelezniční tratě. Těleso ţelezničního spodku slouţí k uloţení konstrukce ţelezničního svršku. Těleso ţelezničního spodku musí být dostatečně únosné, aby byla trvale zajištěna geometrická poloha koleje i v případě účinků nepříznivých atmosférických činitelů. Těleso ţelezničního spodku musí být navrţeno tak, aby jeho konstrukce trvale zabezpečovala předepsanou geometrickou polohu a zajistila přenášení dynamického zatíţení ţelezničních vozidel bez trvalé deformace pláně tělesa ţelezničního spodku. Při volbě konstrukce tělesa ţelezničního spodku se vychází z druhu zeminy a horniny zemní pláně, z únosnosti zeminy zemní pláně, z předepsané únosnosti pláně tělesa ţelezničního spodku a z nejvyšší předepsané rychlosti jízdy vlaků. Přihlíţí se téţ k vodnímu a teplotnímu reţimu.

85


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

PLÁŇ TĚLESA ŽELEZNIČNÍHO SPODKU = ZEMNÍ PLÁŇ KOLEJOVÉ LOŽE KOL. PODPORY SVAH ZÁŘEZU 1: n STEZKA

PLÁŇ TĚLESA ŽELEZNIČNÍHO SPODKU PODKLADNÍ VRSTVA KOLEJOVÝ ROŠT -KOLEJNICE -PODKLADNICE -KOL. PODPORY

ZEMNÍ PLÁŇ

DNO PŘÍKOPU ZEMINA PROPUSTNÁ A NENAMRZAVÁ ZÁŘEZ

OSA ZEMNIHO TELESA

1

Obr. 1.94

1: n

5% SVAH NÁSPU

ZEMINA NEPROPUSTNÁ A NAMRZAVÁ NÁSEP

ŽELEZNIČNÍ SVRŠEK

PRAŽCOVÉ PODLOŽÍ 2

-VRSTVA ŠTĚRKU -PODKL. VRSTVA -ZEMNI TELESO

ŽELEZNIČNÍ SPODEK

LAVIČKA DNO PŘÍKOPU

Základní názvosloví tělesa ţelezničního spodku

Únosnost konstrukce tělesa ţelezničního spodku se vyjadřuje hodnotou modulu přetvárnosti, který se zjistí na základě statické zatěţovací zkoušky pomocí tuhé kruhové desky o průměru 0,3 m podle předpisu SŢDC S4-Ţelezniční spodek. Únosnost pláně tělesa ţelezničního spodku musí dosahovat alespoň poţadovaných hodnot modulu přetvárnosti (tabulka 3.1).

Obr. 1.95 Zemní těleso a) z propustných a nenamrzavých zemin b) z nepropustných a namrzavých zemin

Pro dosaţení poţadované únosnosti na pláni tělesa ţelezničního spodku se navrhují konstrukční vrstvy, které spolu s kolejovým loţem pod loţnou plochou praţce vytvářejí praţcové podloţí. Pro návrh konstrukční vrstvy tělesa ţelezničního spodku je rozhodující její tloušťka, druh materiálu, dosaţená míra zhutnění materiálu konstrukční vrstvy tělesa

86


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

ţelezničního

spodku

a

hodnota

modulu

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

přetvárnosti

zemní

pláně

v

klimaticky

nejnepříznivějším ročním období. V případě, ţe modul přetvárnosti zemní pláně na koridorových tratích nedosahuje hodnot podle tabulky 4.1, je moţné nahradit neúnosnou zeminu zemní pláně materiálem únosnějším, stabilizovat horní vrstvu zeminy zemní pláně, uloţit na zemní pláni výztuţné geotextilie nebo geomříţky (obr. 6; výztuţné geotextilie nebo geomříţky je moţné pouţít pouze v případě, ţe zjištěná hodnota modulu přetvárnosti zemní pláně je alespoň 60 % hodnoty podle tabulky 1), pouţít podkladní vrstvu ze štěrkodrtě.

Tab. 1. 4. Poţadované hodnoty modulu přetvárnosti v kolejích vybrané ţelezniční sítě ČR (zdroj [4])

Minimální požadované hodnoty modulu přetvárnosti

na zemní pláni

Epl [MPa] na pláni tělesa železničního spodku

– celostátních pro rychlost 120 aţ 160 km.h-1

30

50

– celostátních koridorových pro rychlost <120 km.h-1

20

50

– celostátních ostatních pro rychlost < 120 km.h-1

20

40

20

40

15

30

Eo [MPa] Koleje vybrané železniční sítě ČR Hlavní traťové a hlavní staniční koleje na tratích

Předjízdné koleje ve stanicích na tratích – celostátních Ostatní koleje ve stanicích na tratích – celostátních

Předpis SŢDC S4 [7] uvádí šest základních typů konstrukce praţcového podloţí. Návrh konstrukce praţcového podloţí s betonovými deskami se na těchto tratích nepřipouští. Podle sloţeni konstrukčních vrstev se uţívají dle [7] především tyto základní typy konstrukce:

87


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

KONSTRUKCE PRAŽCOVÉHO PODLOŽÍ - TYP 1 Jednokolejná trať a) v náspu b) v zářezu

KONSTRUKCE PRAŽCOVÉHO PODLOŽÍ - TYP 2 Jednokolejná trať

a) pláň tělesa ţelezničního spodku vodorovná, zemní pláň v oboustranném sklonu c) pláň tělesa ţelezničního spodku vodorovná, zemní pláň v jednostranném sklonu

b) pláň tělesa ţelezničního spodku a zemní pláň v oboustranném sklonu

d) pláň tělesa ţelezničního spodku vodorovná, zemní pláň v jednostranném sklonu odvodněná podélným trativodem

88


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

KONSTRUKCE PRAŽCOVÉHO PODLOŽÍ - TYP 3 Jednokolejná trať a) v náspu

b) v zářezu

KONSTRUKCE PRAŽCOVÉHO PODLOŽÍ - TYP 4 Jednokolejná trať

KONSTRUKCE PRAŽCOVÉHO PODLOŽÍ - TYP 5 Jednokolejná trať

89


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

KONSTRUKCE PRAŽCOVÉHO PODLOŽÍ - TYP 6 Jednokolejná trať

a) stabilizace z dovezeného materiálu

c) jednokolejná trať se stabilizací provedenou mísením na místě v jednostranném sklonu b) stabilizace z dovezeného materiálu odvodnění podélným trativodem

Stabilizace zemin Účelem stabilizace zeminy je vyuţití neúnosných a méně vhodných zemin v zeminách ţera pláně a v konstrukčních vrstvách tělesa ţelezničního spodku. Účelem stabilizace materiálu zemni pláně je zlepšení zeminy podloţí, především pevnosti a odolnosti proti mrazu. Konstrukční vrstva ze stabilizované zeminy vytváří únosnou podkladní vrstvu. Stabilizací se dosáhne zlepšení zpracovatelnosti a zvýšení únosnosti zeminy zemní pláně, rovněţ se zvyšuje odolnost proti nepříznivým účinkům mrazu. Stabilizace můţe být provedena z místního materiálu (in situ) nebo z materiálu dovezeného, připraveného v míchacím centru (pokud zemina zemní pláně není pro stabilizaci vhodná). Definice :  Stabilizace je způsob úpravy zemin, směsi zemin nebo jiného zrnitého materiálu s pouţitím pojiva (cement - cementová stabilizace, vápno - vápenná stabilizace apod.), kterou stabilizované materiály získají poţadovanou pevnost a odolnost.  Chemická stabilizace vyuţívá pro přípravu stavební směsi chemický stabilizátor.

90


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

 Mechanická stabilizace je úprava a mísení zemin bez pouţití pojiva. Principem je doplnění zeminy materiálem s vhodnou frakcí, který zlepší zpracovatelnost a fyzikálně mechanické vlastnosti zeminy. Při mechanické stabilizaci se nanáší materiál v pořadí hrubozrnnější a jemnozrnnější.

Tab. 1. 5. Druhy stabilizací a jejich označení

Pojivo stabilizace cement, rychlovazný bezsádrovcový cement vápno vápno s cementem elektrárenský popílek vysokopecní struska chemické cementárenské odprašky zeminy s vhodnějšími geotechnickými vlastnostmi asfaltové (ţivičné)

Druh stabilizace

Označení stabilizace

cementová

SC, SCr

vápenná

SV

vápenocementová

SVC

-----

SP SVS

chemická

SCh

---

SO

mechanická

SM

ţivičná

SA

Tab. 1. 6. Vhodnost pouţití pojiv podle druhu zeminy

Pozn.:  vhodné pojivo 91


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

1.18 Poruchy pražcového podloží Poruchy praţcového podloţí vznikají při překročení únosnosti nebo při porušení ochrání zemní pláně proti účinkům mrazu. Rozhodující na rozvoj a šíření vady jsou dynamické účinky, které na praţcové podloţí působí. Poruchy jsou provázeny změnou kvality materiálu praţcového podloţí.

Obr. 1.96 Příčný řez jednokolejnou tratí se štěrkovým pytlem

Materiály konstrukčních vrstev a zemin zemní pláně jsou vibracemi míšeny. Dochází k pronikání jemnozrnných částic do kolejového loţe a podkladních vrstev. Konstrukční vrstvy a kolejové loţe ztrácí propustnost, zadrţují vodu, stávají se méně únosnými a namrzavými Vnějším znakem lakového místa je tzv. zablácené kolejové loţe. Takové místo je téměř současní provázeno deformacemi prostorové polohy koleje, coţ zpětně vede ke zvýšení dynamických účinků a k dalšímu rozvoji vady. Velikost dynamických účinků a šíření poruchy praţcového podloţí vytváří zpětnou vazbu. Typickou oblastí s tímto typem poruchy praţcového podloţí jsou např. kolejnicové styky. Náchylné na tento typ vady jsou málo únosné, jemnozrnné zeminy, které jsou nepropustné a namrzavé. Inicializační příčinou vady můţe být nedostatečně urovnaná a zhutněná zemni pláň z doby výstavby nebo rekonstrukce. K takovému jevu dochází při pojíţděni zemni pláně kolovými vozidly. Projeté koleje i po urovnání vytvářejí prohlubně, v nichţ je zadrţována voda. Vyrovnání prostorové polohy kolejové jízdní dráhy v místě poruchy praţcového podloţ nevede k odstranění příčin poruchy. Proto se velmi rychle kolejový rošt vrací do své původu

92


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

polohy před podbíjením. Tento jev je někdy nazýván „tvarová paměť" kolejového roštu. Nový doplněný materiál kolejového loţe je zatlačen do neúnosného podloţí. Vytváří se tzv. štěrkový pytel v lokální prohlubni zemni pláně. Tato prohlubeň bývá hluboká od několika desítek centimetrů aţ po několik metrů. V tomto extrémním případě dochází k boulení a zvedání stezek. Jestliţe je zemní těleso tvořeno soudrţným nepropustným materiálem štěrkový pytel pak navíc zadrţuje vodu, která vede k dalšímu sníţení únosnosti praţcového podloţí. Nebezpečnou vadou praţcového podloţí je tvoření výmrazků. Výmrazky mohou být hloubkové nebo povrchové. Povrchové výmrazky se tvoří v úsecích s deformovanou zemní pláni. např. ve výše uvedeném štěrkovém pytli, nebo v silně znečištěném kolejovém loţi. Na začátku zimního období dochází ke zdvihu nivelety 50 - 70 mm, který po celé zimní období zůstává konstantní. Nebezpečí těchto výmrazků spočívá v jejich lokálnosti. Současně v takových místech dochází k výrazné změně tuhosti celé konstrukce, coţ můţe být v některých případech i výhodné (zvětšeni příčných i podélných odporů u bezstykové koleje), avšak v přechodových místech můţe dojít ke změnám v poţadovaných parametrech koleje. Zdvih koleje je omezený, můţe však dojil k růstu zborcení koleje nad bezpečnou mez. Hloubkové výmrazky vznikají v tělese ţelezničního spodku zmrznutím vody, která vzlíná od hladiny podzemní vody. V zemním tělese vznikají a narůstají po celé zimní období ledové čočky. Dochází ke zdvihu nivelety aţ o 150 - 200 mm. Nebezpečí vzniká v jarním období, kdy tající ledové čočky zvýší vlhkost. Zemina lokálně rozbřídá, ztrácí svou únosnost a dochází k nebezpečnému poklesu nivelety.

Obr. 1.97 Pouţití geotextilie v málo únosném podloţí

93


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

K zamezeni promísení zeminy náspu a podloţí a omezeni nerovnoměrného sedání náspu na málo únosném podloţí lze pouţít v konsolidační vrstvě filtrační geotextilie a geomříţky, výztuţné geotextilie s filtračním účinkem nebo prostorové buňky z geosyntetických materiálů vyplněné štěrkopískem, štěrkem apod.

1.19 Ochrana svahů zemního tělesa Svahy zemního tělesa musí být chráněny před nepříznivými povětrnostními vlivy, narušujícími jejich stabilitu. Skalní svahy zemního tělesa musí být dále chráněny tak, aby v důsledku zvětrávání hornin neohroţovaly bezpečnost a plynulost ţelezničního provozu. Ochrana svahů zemního tělesa se provádí jako:  vegetační (biologická)  technická  kombinovaná

Vegetační (biologická) ochrana svahů zemního tělesa Představuje zpevněni svahů zemního tělesa kořenovým systémem hluboko i mělce kořenících rostlin. Je nejčastěji pouţívanou ochranou zemních svahů před vodní a větrnou erozí. Pouţívá se přednostně.

Vegetační ochranu je možno zřizovat rozprostřením:  ornice a osetím,  smísením jalové zeminy s ornicí a osetím,  mulčováním a osetím,  hydroosevem,  drnováním,  vysázením dřevin,  pleteninami a plůtky,  travními rohoţemi z geotextilie

94


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Technická ochrana svahů Technická ochrana svahů představuje zpevnění svahů technickým způsobem, např. pomocí různých typů dlaţeb, pohozů, štěrkových koberců, rovnanin, obkladů, kamenných a geotextilních matrací, gabionů. geotextilií, geomříţek, sítí, rohoţí a hřebílkování. Pouţívá se k ochraně svahů zemního tělesa před stojatou nebo proudící vodou. K ochraně místně narušeného povrchu skalního svahu a pro zajištění stability jednotlivých uvolněných skalních bloků se pouţívají tzv. místní úpravy, zahrnující např. plombování dutin v horninách, těsnění spár skalních puklin, podezdění a kotvení skalních bloků. Stabilita skalního svahu jako celku musí být zajištěna zvláštním technickým opatřením, např. injektováním, kotvami apod. Rovnaniny Rovnaniny se staví z neopracovaných kamenů nebo z betonových prvků, které se kladou „na sucho“. Dutiny se klínují menšími kameny. Nejmenší rozměr stavebních kamenů má být 0,25 m. Sklon líce rovnaniny nemá být strmější neţ 1:1. Textilní matrace Textilní matrace je sloţena ze dvou vrstev geotextilie, které jsou vzájemně prošity. Při rozvinutí a ukotvení na svahu se plní čerstvým betonem. Výhodou textilní matrace je dobré přizpůsobení svahu. Vyrábějí se také matrace uzpůsobené k prorůstání vegetací. Jednotlivé díly matrace se spojují sešíváním nebo špendlením dlouhými ocelovými hřeby. Zához Zához se zřizuje na kontaktu zemního tělesa s vodním tokem. Běţně se zřizuje z lomového kamene. Nejmenší rozměr kamene je 0,3 m o objemu 0,06 m3. V sousedství horských bystřin nebí dravých vodních toků je ţádoucí nejmenší objem kamene 0,1 m3 a nejmenší hmotností 250 kg Největší rozměr kamene nemá přesáhnout trojnásobek nejmenšího rozměru. Zához se upravuje dle předepsaného profilu a dutiny se vyplňují menšími kameny. Skon líce záhozu nemá přesáhnou; 1:1,25. Pro výšku hladiny do 2 m se volí šířka patky nejméně 1,0 m. Pro větší výšky hladiny m být Šířka patky nejméně 1,5 m. Nejmenší výška patky je 1,0 m. Ke zřízení záhozu lez také pouţít betonové prefabrikáty - jehlany, kvádry, koule, tetrapody apod. Prefabrikáty se mohou spojovat ocelovými lany.

95


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Gabiony Ke zřizování patek se pouţívají drátokamenné matrace a gabiony. Tato konstrukce je velmi náročná na ruční práci a uplatňuje se zejména v zemích s levnou pracovní silou. K vyplňování gabionů se s výhodou pouţívá místní materiál - říční valouny, lomový kámen. K líci gabionu se ukládají větší kameny, do středu se kladou menší kameny. Drátěné matrace nebo koše se vyrábějí z korozivzdorného ocelového drátu (pozinkovaný dral nebo drát s krycí vrstvou z PVC):  ze svařovaných ocelových sítí, s průměrem drátu min. 3,7mm a šířkou oka obvykle 100-l 20 mm  z ocelového pletiva s průměrem drátu min, 2,0 mm a Šířkou oka obvykle 50 - 100 mm  z geomříţky z polymeru (polyethylen, polypropylen) stabilizované proti působení slunečního ţárem a odolné proti vlhkosti, kolísání teploty apod., s pevnosti v taliu podélně i příčně min. 15 kN.m'1 a Šířkou oka min. 60 mm.

Obr. 1.98 Gabionová stěna Ostrava-Zábřeh 2003

Kombinovaná ochrana svahů představuje spojeni vegetační a technické ochrany a dále pouţití travních rohoţí, vegetačních tvárnic, zatravňovacích geotextilií, geotextilií ve spojení s hydroosevem apod.

96


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

1.20 OPĚRNÉ A ZÁRUBNÍ ZDI  Opěrné zdi jsou konstrukce, zajišťující stabilitu zemního tělesa v náspu. Účelem budováni opěrných zdí je zkrácení šířky paty svahu náspu a sníţeni kubatury náspu.  Zárubní zdi jsou konstrukce zajišťující stabilitu zemního tělesa v zářezu.  Budují se obvykle z důvodu sníţení kubatury výkopu, zajištění stability svahu, nebo za účelem zachování staveb v blízkosti dráhy, které se tak dostanou z dosahu zářezu a současně nenaruší stabilitu svahu.

Obr. 1.99

Příčný řez a) zárubní zdí b) opěrnou zdí

_______________________________________ Při stavbě koridorových tratí, jak je uvedeno ve [4], byly téţ pouţity zahraniční strojové komplexy, které umoţňují zesílit konstrukci praţcového podloţí bez snesení ţelezničního svršku, například AHM 800R nebo RPM 2002. Novou technologií výstavby ţelezničního spodku je také zárubní zeď z armované zeminy v Mlčechvostech nebo pouţívání gabionů pro rozšíření tělesa ţelezničního spodku, ochranu zemních svahů nebo jako opěrné, resp. zárubní zdi. K zabezpečení skalních zářezů se rozšířilo pouţívání ocelových sítí.

97


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Obr. 1.100 Pohled na zárubní zeď z gabionů zdroj [4]

1.21 Přechod zemního tělesa na umělou stavbu Problematika přechodu zemního tělesa na umělou stavbu je známa, jak uvádí [8], co člověk začal budovat potřebnou infrastrukturu za účelem zvyšování ekonomického a sociálního potenciálu. Dokonalé řešení tohoto významného detailu - přechodu zemního tělesa na umělou stavbu - bylo excelentně provedeno při výstavbě aquaduktů, kde vzhledem k podélnému spádu do 1 ‰ (10‰ ) bylo nemyslitelné, aby došlo k deformacím nivelety.

Obr. 1.101 Základní názvosloví

Problematika poruch v přechodových oblastech se bezprostředně projevuje na změnách průběhu nivelety. U ţelezničních staveb je tento problém daleko závaţnější, poněvač ho nelze pouze přejet se sníţeným komfortem, ale je zde nebezpečí rozpadu GPK vedoucí aţ ke sníţení rychlosti pojíţdění koleje viz obr.1.103.

98


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Obr. 1.102 Porucha GPK

Vzhledem k rozdílné povaze rekonstrukčních a opravných prací na ţelezničních tratích byla určena vzdálenost tzv. přechodové oblasti od umělé stavby. Na novostavbách tratí a p�i úplných přestavbách mostních objektů na stávajících tratích musí mít přechodová oblast délku 2 H + 5,00 m (obr. 1.104).

Obr. 1.103 Úprava přechodové oblasti u novostaveb

99


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Obr. 1.104 Úprava přechodové oblasti u rekonstrukcí

Obr. 1.105 Úprava přechodové oblasti u objektů s klenbou

1.22 Konstrukční prvky pro ochranu životního prostředí Vlivem ţelezničního provozu vzniká hluk a vibrace, které se šíří do okolí, a zasahují tak nepříznivě okolí ţelezniční tratě a negativně ovlivňují ţivotní prostředí. Proti nepříznivému šíření hluku z ţelezničního provozu se zřizují protihlukové stěny a valy. Protihlukové stěny se zřizují jako pohltivé nebo odrazivé. Jejich výška se určuje podle výsledků akustického měření nebo výpočtem. Volba materiálu závisí na účelu a umístění stěny. Převáţně se uţívá konstrukce stěn, které se skládají z ocelových nebo betonových ţebrových sloupů a výplňových panelů z betonu, ocelových plechů, dřeva, plastů, průhledných tabulí ze skla nebo organického skla, cihlářských výrobků apod.

100


Kapitola I.

Ţelezniční svršek a spodek

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Protihlukové valy se budují ze zemin ve formě násypu podél ţelezniční trati. Šířka valu v koruně je min. 2,0 m. Na povrchu valu se zřizuje vegetační ochrana (travní porost, keře, stromy). Ke zřizování valů se uţívá také zemina vyztuţená geosyntetickými materiály, které umoţňují zřizovat val se strmými sklony svahů, a tím sníţit zábor pozemků nutných ke zřízení protihlukových valů podél ţeleznice. Pohybem kolejových vozidel vzniká hluk, který se šíří do okolí tratě vzduchem a současně se hluk šíří z kolejového roštu do praţcového podloţí. Ten se projevuje především vibracemi a otřesy. Opatření k ochraně okolí ţelezničních tratí proti zemnímu hluku spočívají zpravidla v omezení přenosu vibrací a otřesů vloţením pruţného materiálu do konstrukce praţcového podloţí – antivibrační rohoţe (obr. 1.108).

Obr. 1.106 Příklad ochrany obytné zástavby protihlukovou zdí (zdroj [4])

Obr. 1.107 Příklad pouţití antivibračních rohoţí v praţcovém podloţí na jednokolejné trati (zdroj [4])

101


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

1.23 Vliv hornické činnosti na železniční stavby Při návrhu ţelezničních staveb, a to jak novostavby, tak jejich přestaveb na poddolovaném území, je nutno brát vţdy v úvahu stávající a předpokládané deformace povrchu území vyvolané těţbou. Pravidla pro styk drah s hornickou činností stanoví vyhláška MD a Ústředního báňského úřadu č.28/1967Sb a směrnice federálního ministerstva pro technický a investiční rozvoj č.3/1975 pro stavby na poddolovaném území. Výnosem FMD z roku 1975 o působnosti správ celostátních drah jako dráţních správních orgánů byl upraven rozsah výkonů působnosti státní správy ve věcech drah v souvislosti s horním zákonem č.41/1957Sb. takto : a) projednávat provádění hornické činnosti v ochranném pásmu celostátní dráhy a vleček b) povolovat provádění hornické činnosti v ochranném pásmu celostátní dráhy a vleček c) spolupůsobit při povolování důlních děl, důlních staveb pod povrchem a staveb v uhelných lomech a skrývkách s orgánem státní báňské správy v obvodu a okolí celostátních drah a vleček d) spolupůsobit s orgánem státní báňské správy při stanovení šíře ochranného pásu mezi obvodem dráhy a krajní hranou úvodního, nebo povrchového hornického díla leţícího v úrovni dráhy, nebo níţe e) povolovat výjimky k zakládání hlubinných vrtů pro průzkum a těţbu ropy, zemního plynu nebo jiné vrty, o kterých lze očekávat výron zemního plynu v pásmu přiléhajícímu k ochrannému pásmu celostátní dráhy a vlečky f) povolovat výjimky ke zřízení lomu, hliniště a pískoven, jakoţ i sypání odvalů v ochranném pásmu celostátní dráhy a vlečky. 1.23.1 Vlivy poddolování na železničních tratích a vlečkách při hornické činnosti v OKR Od r. 1970 jsou v OKR

prováděna pravidelná roční nivelační měření (1x - 2x ročně)

ţelezničních staveb. Výsledky měření potom slouţí k plánování oprav na ţelezničních stavbách. Současně jsou výškově měřeny nivelační body, stabilizované na objektech (staniční budovy, stavědla, pilíře mostů apod.). Výpočet poklesů a deformačních parametrů je prováděn podle metody W. Budryka a S. Knotheho, která je jako nejvhodnější schválena orgány Státní báňské správy, přičemţ tato metodika je pouţívána i v sousedním Polsku.

102


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Obr. 1.108 Základní veličiny poklesové kotliny

1.23.2 Předpisy pro stavby na poddolovaném území Pro navrhování objektů na poddolovaném území platí nyní  ČSN 73 0039 „Navrhování objektů na poddolovaném území. Základní ustanovení“ z 11.10.1989, s účinností od 1.1.1991.  Předpis SŢDC-S4  Předpis SŢDC-S3/2 Normě předcházely:  Směrnice č. 3 federálního ministerstva pro technický a investiční rozvoj ze dne 5.11.1975 pro stavby na poddolovaném území,  Typizační směrnice č. 6 federálního ministerstva pro technický a investiční rozvoj ze dne 5.11.1975 pro stavby na poddolovaném území,  Směrnice SKT (Státní komise pro techniku) z dubna 1968 „Stavby na poddolovaném území“,  Směrnice SVV (Státní výbor pro výstavbu) z 28.4.1958 „Stavby na poddolovaném území“ (vypracoval VÚVA - Výzkumný ústav výstavby a architektury).

103


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

Norma ČSN 73 0039 obsahuje následující ustanovení: Názvosloví a značky: Všeobecně (zajištění objektu proti účinkům poddolování, báňské podmínky, průzkumné práce, staveniště na poddolovaném území) Zásady navrhování objektů na poddolovaném území (zatíţení a odezva, základní poţadavky na konstrukce, rektifikace, strojně technologická zařízení, zajištění stávajících objektů), Poţadavky na jednotlivé druhy objektů: Přechodná ustanovení Příloha 1:

Posouzení základových konstrukcí na účinky vodorovných poměrných přetvoření a zakřivení terénu

Příloha 2:

Návrh rektifikace

Příloha 3:

Celostátní dráhy a vlečky

Příloha 4:

Stoky a stokové sítě

Příloha 5:

Tlaková trubní vedení

V části 2.4 normy je definována pouţitelnost staveniště na poddolovaném území. Posuzuje se na základě:  očekávané intenzity přetvoření terénu podle tab. 4 (viz dále),  základových poměrů a hydrogeologických podmínek, druhu a významu zajišťovaných objektů a podmínek pro jejich zajištění proti účinkům poddolování. Tabulku 4 je moţno po získání hodnot přetvoření terénu rovněţ zpětně vyuţít pro posouzení, zda přetvoření terénu vzniklé poddolováním mohlo mít na objekt takový vliv, aby jeho poškození mohlo být posuzováno jako důlní škoda (obzvláště u objektů budovaných při dodrţení zásad navrhování v poddolovaném území). V následujících článcích normy je uvedeno nutné zajištění objektů proti účinkům poddolování:  objekty na staveništi skupiny V. nevyţadují zajištění proti účinkům poddolování kromě objektů obzvláště citlivých vzhledem k zadaným parametrům přetvoření terénu podle báňských podmínek (např. podzemní objekty širší neţ 6 m, tlaková trubní vedení, velké nádrţe apod.) … Vţdy je však nutno posoudit účinky zvýšené hladiny podzemní vody o předpokládanou hodnotu poklesu terénu.

104


Ţelezniční svršek a spodek

Kapitola I.

Autor: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D.

 na staveništích III. a IV. skupiny lze zpravidla zajistit proti účinkům poddolování ekonomicky přijatelným způsobem všechny druhy objektů, …  vyuţití stavenišť I. a II. skupiny je třeba zdůvodnit. Tab. 1. 7. Skupiny stavenišť na poddolovaném území podle zadaných parametrů přetvoření terénu dle ČSN 70039

Tab. 4 z ČSN 73 0039: Skupiny stavenišť na poddolovaném území podle zadaných parametrů přetvoření terénu Parametr přetvoření terénu Řádek

Skupina

Vodorovné

Poloměr

Naklonění

stavenišť

poměrné přetvoření 

zakřivení

i v rad2)

R v km

1

1

I1)

 > 7 . 10-3

R<3

i > 10 . 10-3

2

II

7 . 10-3   > 5 . 10-3

3R<7

10 . 10-3  i > 8 . 10-3

3

III

5 . 10-3   > 3 . 10-3

7  R < 12

8 . 10-3  i > 5 . 10-3

4

IV

3 . 10-3   > 10-3

12  R < 20

5 . 10-3  i > 2 . 10-3

5

V

10-3 a méně

20 a více

2 . 10-3 a méně

) Do skupiny I patří i staveniště s předpokládaným výskytem nespojitých přetvoření terénu …

Terénní stupně a vlny o výšce menší neţ 100 mm a trhliny o šířce menší neţ 100 mm se zařadí do skupiny stavenišť II. O zatřídění staveniště podle tab. 1 rozhoduje nejméně příznivá hodnota parametru přetvoření terénu. Vodorovné poměrné přetvoření terénu  - poměrná délková změna části poklesové kotliny ve vodorovném směru; kladná změna znamená protaţení, záporná stlačení Poloměr zakřivení R v km - poloměr oskulační kruţnice křivosti povrchu terénu v daném bodě a svislém řezu poklesovou kotlinou Naklonění terénu i – dříve denivelace – poměr rozdílu poklesů dvou bodů v poklesové kotlině k jejich vzájemné vzdálenosti. 2

) V oboru praktických hodnot se dále vyuţívá relace sin i  tg i  i

105


2 1. Kapitola II. Ţelezniční stanice a kolejová doprava ve městech Autor: Ing. Eva Oţanová

3

2.1

Železniční stanice Stanice je dopravna, umoţňující řízení sledu vlaků, předjíţdění a křiţování vlaků,

přepravu cestujících a zavazadel, případně nakládku a vykládku celovozových zásilek a další speciální práce, jako např. tvorbu nákladních vlaků. Aby ţelezniční stanice mohla plnit tyto práce, je potřeba ji vybavit kolejovým rozvětvením a dalším zařízením. Ţeleznice potřebuje kromě kolejí i místa, kde vystupují a nastupují cestující, kde se vykládá a nakládá zboţí, křiţují vlaky a vykonávají další činnosti potřebné k vlastnímu provozu ţeleznice - údrţba, opravy a odstavení trakčních vozidel, dezinfekční stanice atd.

2.1.1 Rozdělení železničních stanic a) podle polohy v ţelezniční síti na:

Obr. 2. 1. Ţelezniční stanice podle polohy na trati

b) podle uspořádání kolejiště na:

Obr. 2. 2. Ţelezniční stanice podle uspořádání kolejiště

106


Kapitola II.

Ţelezniční stanice a kolejová doprava ve městech

Autor: Ing. Eva Oţanová

c) podle účelu a povahy práce na:  osobní nádraţí  nákladové  smíšené K zajištění dopravy a všech dalších funkcí stanice slouţí v ţelezničních stanicích tyto staniční koleje a zařízení v závislosti na rozsahu a účelu stanice: a) dopravní koleje slouţící pro vjezdy, odjezdy, křiţování a předjíţdění vlaků  hlavní (průjezdné), které přímo navazují na koleje traťové,  předjízdné; b) manipulační koleje slouţící pro manipulaci se ţelezničními vozidly  odstavné,  výtaţné,  seřaďovací,  čekací,  spojovací,  lokomotivní,  objízdné,  nakládací a vykládací,  překládkové,  poštovní,  správkové,  celní, atd.; c) koleje pro zvláštní účely  odvratné,  vlečkové; d) zařízení pro přepravu osob a zavazadel  výpravní budovy,  nástupiště,  podchody a lávky,  přednádraţí;

107


Kapitola II.

Ţelezniční stanice a kolejová doprava ve městech

Autor: Ing. Eva Oţanová

e) zařízení pro nakládku a vykládku zboţí (nákladové obvody)  boční a čelní rampy,  skladiště,  volné skládky,  kontejnerová překladiště,  mechanizační zařízení pro manipulaci s náklady; f) zařízení pro dopravní sluţbu (např. výpravní budovy, stavědla) g) sdělovací a zabezpečovací zařízení h) napájecí a osvětlovací zařízení (např. podpěry trakčního vedení, osvětlovací stoţáry a věţe apod.) i) pozemní komunikace umoţňující příjezd silničních vozidel ke všem pozemním stavbám a k nákladovému obvodu j) poţární a vodárenská zařízení k) oplocení. 2.1.2 Osobní nádraží Práce osobních nádraţí lze rozdělit na odbavování cestujících a zajišťování vlastního ţelezničního provozu osobních nádraţí. Odbavování cestujících spočívá v :  prodeji jízdenek,  zajištění bezpečného, pohodlného a rychlého nastupování či vystupování cestujících,  zajištění prostorů pro čekání a občerstvení,  příjmu, úschově, naloţení, vyloţení a výdeji zavazadel,  nakládce a vykládce pošty a spěšnin  zajištění spojení nádraţí s městskými komunikacemi  spojení s dalšími dopravními prostředky. Pro tyto činnosti musí být nádraţí vybavena jak stavebními objekty, tak technickým vybavením. Rozsah osobních nádraţí je v podstatě určen počtem nástupištních kolejí, který závisí na dopravní intenzitě a na počtu zaústěných tratí a lze jej stanovit analytickou nebo grafickou metodou.

108


Kapitola II.

Ţelezniční stanice a kolejová doprava ve městech

Autor: Ing. Eva Oţanová

Rozdělení osobní nádraží: a)

dle úpravy nástupišť na:  koncová (čelní, hlavová), která mají nástupištní koleje ukončeny tupě, tak ţe jízdy vlaků jsou moţné jedině změnou směru jízdy – úvratí  průjezdná mající průjezdné nástupištní koleje, tak ţe jízdy vlaků jsou moţné beze změny směru jízdy  smíšená kombinace obou předešlých typů

b)

dle druhů vlaků odbavovaných v nádraţí na :  smíšená, ve kterých jsou přijímány a vypravovány vlaky všech druhů (dálkové i příměstské) na všechny nástupištní koleje  specializovaná, která jsou určena buď jen pro dopravu dálkovou, nebo jen pro dopravu příměstskou (tento typ je charakteristický pro velkoměsta).

Obr. 2. 3. Příklad dispozičního řešení stanice se směrovým uspořádáním

Značné nároky jsou kladeny v osobních nádraţích na poštu. Celé poštovní zařízení tvoří často samostatnou část osobního nádraţí vhodně kolejově napojenou na ostatní kolejiště, se samostatnou výtaţnou kolejí. Někdy se z různých důvodů (technologické postupy zpracování vlaku, nedostatek ploch…) úplně odděluje poštovní zařízení od osobního nádraţí a zřizují se samostatná poštovní nádraţí vybavena obdobně jako nákladová nádraţí pro kusové zboţí - hala s potřebnými kolejemi, rampami a mechanizačními prostředky (vozíky, dopr. pásy, aj.)

109


Ţelezniční stanice a kolejová doprava ve městech

Kapitola II.

Autor: Ing. Eva Oţanová

2.1.3 Odstavná nádraží V odstavných nádraţích se ošetřují soupravy osobních vlaků po ukončení jejich jízdy v osobním nádraţí. Odstavná nádraţí nebo alespoň skupiny odstavných kolejí s potřebným zařízením se zřizují ve všech stanicích, kde začínají a končí svůj oběh soupravy osobních vlaků nebo jednotlivé vozy. Technologie zpracování souprav v osobních nádražích Předpokladem pro správný návrh odstavných nádraţí je dokonalá znalost všech úkonů, které se v něm provádějí. Po přetaţení soupravy (popř. jednotlivých vozů) po ukončení jízdy v osobním nádraţí se provádí:  technická prohlídka vozů  vnější a vnitřní čištění vozů  menší udrţovací opravy  vystrojení vozů  přeřaďování soupravy  příprava soupravy k odjezdu Pořadí jednotlivých úkonů není přesně stanoveno, postup si stanovují jednotlivé ţelezniční správy samy. Uspořádání kolejiště a zařízení odstavných nádraží Základní skupiny kolejí a zařízení mají být pokud moţno seřazeny za sebou tak, aby jimi soupravy procházely plynule, stále jedním směrem, bez protisměrných pohybů.

Obr. 2. 4. Příklad uspořádání kolejových skupin v odstavném nádraţí

110


Kapitola II.

Ţelezniční stanice a kolejová doprava ve městech

Autor: Ing. Eva Oţanová

Umístění ostatních skupin a zařízení v odstavném nádraţí závisí na místních podmínkách a je třeba pokud moţno dodrţovat některé provozní zásady, které jsou zřejmé z následujícího dispozičního uspořádání.

Obr. 2. 5. Příklad uspořádání kolejových skupin v odstavném nádraţí v průjezdném uspořádání

Rozsah a vybavení jednotlivých částí odstavného nádraží  Koleje pro čištění podvozků a záchodků vozů – posunovací lokomotiva přesune soupravu z vjezdové skupiny na kolej pro čištění podvozků a záchodků vozů horkou vodou a párou. Koleje jsou vybaveny stojany tak, aby bylo moţné umýt celou soupravu (aspoň 350m) bez dílčích posunů

Obr. 2. 6. Konstrukce haly THU umoţňuje podobně jako fekální kolej práci ve dvou výškových úrovních (ukázka haly v Bohumíně)

111


Ţelezniční stanice a kolejová doprava ve městech

Kapitola II.

Autor: Ing. Eva Oţanová

Hala pro vnitřní čištění a vystrojování vozů : Po přistavení soupravy do čistící haly se při technické prohlídce (jenţ proběhla ve vjezdové skupině) odstraňují zjištěné závady  menší opravy a výměny poškozených součástí  výměny ţárovek  zasklívání oken  doplnění vody v nádrţích  při vnitřním úklidu odstranění odpadků z košů a popelníků aj. Zařízení pro vnější čištění vozových skříní a oken Vozové skříně se ve velkých odstavných nádraţích čistí za pohybu soupravy po čistících kolejích (0,20,5m.s-1) vybavenými strojními myčkami.

Obr. 2. 7. Myčka v Praze-Michli (Na délku má 93 metrů. Umytí jedné vlakové soupravy trvá cca hodinu. (Proces mytí je obdobný jako u myček osobních automobilů a probíhá zcela automaticky)

2.1.4 Nákladní nádraží Třídící nádraţí Třídící nádraţí je určeno k třídění vozů a tvorbě nákladních vlaků. Můţe být rozvinuto v nejrůznějším rozsahu a můţe být součástí nejrůznějších druhů stanic. Název je odvozen od základní činnosti vykonávané v jeho nejdůleţitější části na hlavním spádovišti (v předpisech bývá někdy také nazýváno seřaďovacím nádraţím).

112


Ţelezniční stanice a kolejová doprava ve městech

Kapitola II.

Autor: Ing. Eva Oţanová

Obr. 2. 8. Schéma a zapojení třídícího nádraţí Česká Třebová do ţelezniční sítě

Umístění třídících nádraţí je dáno místy vzniku a zániku zátěţových proudů a místy, kde se zátěţové proudy kříţí, sbíhají, nebo rozbíhají a kde zátěţ ve velkém měřítku přechází z jednoho proudu do druhého. Třídící nádraţí mají být situovány mimo město, protoţe nejsou bezprostředně spojena s jeho ţivotem a kromě toho jejich velká plocha je značnou překáţkou v rozvoji sítě městské dopravy. Naopak mají být umístěna co nejblíţe průmyslových center, jejichţ vlečky zaúsťují do třídících nádraţí. Velká třídící nádraží jsou tvořena těmito hlavními částmi :  vjezdová skupina (příjem vlaků, příprava k rozřaďování)  hlavní spádoviště (na něm se rozpouštějí vlaky)  směrová skupina (koleje pro sbírání zátěţe určitých směrů, nebo pro určitá ţelezniční zařízení)  staniční skupina (detailní třídění a sestavování skupinově řazených manipulačních vlaků)  odjezdová skupina (sestavené vlaky jsou zde připravovány k odjezdu)  pomocná zařízení (doplňují a usnadňují provoz v třídícím nádraţí : koleje pro tranzitní vlaky, vozová a lokomotivní depa, překládkové haly pro kusové zásilky, desinfekční stanice apod.) Vjezdová skupina třídících nádraží Všechny vlaky určené k rozpouštění vjíţdějí do vjezdové skupiny kolejí. Do vjezdové skupiny mají být umoţněny současné vjezdy z kaţdé trati do největšího moţného počtu vjezdových kolejí. Počet a délka vjezdových kolejí je dána mnoţstvím přijímané zátěţe.

113


Ţelezniční stanice a kolejová doprava ve městech

Kapitola II.

Autor: Ing. Eva Oţanová

Hlavní spádoviště třídících zařízení Umístění a tvar spádoviště - Hlavní spádoviště třídících nádraţí slouţí k vlastnímu rozřaďování vlaků. Skládá se z :  přísunového pásma (rozřaďovací – dolní zhlaví vjezdové skupiny),  pahrbkových kolejí,  strmého srázu,  horního zhlaví směrové skupiny

Obr. 2. 9. Schéma jednotlivých součástí hlavního spádoviště

Obr. 2. 10. Nákladního nádraţí v Ostravě (sunutí soupravy k vrcholu spádoviště)

114


Kapitola II.

Ţelezniční stanice a kolejová doprava ve městech

Autor: Ing. Eva Oţanová

Souprava je sunuta k vrcholu spádoviště posunovací lokomotivou (horizontální třídící nádraţí), nebo sinovou sloţkou vlastní hmotnosti (gravitační třídící nádraţí). Před vrcholem spádoviště (v místě protisklonu) jsou vozy rozvěšeny (sochorem opřeným o nárazníkovou pruţinu) a v okamţiku , kdy dosáhnou rozběţného bodu, se oddělí od soupravy a začnou sjíţdět působením sinové sloţky vlastní hmotnosti do příslušné směrové koleje. Protisklon - umoţňuje rozvěšování vozů, zabraňuje neţádoucímu sjíţdění vozů. Na horizontálních nádraţích se vyţaduje výška protisklonu nejméně 0,4m, na gravitačních nejméně 0,1m, ve sklonu 8 aţ 20 ‰ v délce 20 aţ 35m. Na spouštěcích rampách vybavených kolejovými brzdami se rozvěšují vozy při stlačení dosaţeném při zachycení prvního vozu ve spouštěcí brzdě. Místo protisklonu lze pouţít i kolejovou brzdu. Technické a stavební vybavení spádovišť  Prohlíţecí zařízení - Aby se zkrátila doba obsazení vjezdové koleje, přesouvá se u některých třídících nádraţí (v zahraničí) technická prohlídka na spádoviště. K tomu účelu je na spádovišti vybudováno prohlíţecí zařízení zahrnující systém prohlíţecích jam uprostřed a po stranách koleje, dvě věţe po obou stranách koleje.  Kolejové váhy - Na spádovišti je v pahrbkové koleji umístěna váha, na které lze automaticky váţit vozy za pohybu

Obr. 2. 11. Horní zhlaví směrové skupiny - nákladní nádraţí v Ostravě

115


Kapitola II.

Ţelezniční stanice a kolejová doprava ve městech

Autor: Ing. Eva Oţanová

Obr. 2. 12. Automatická kolejová váha pro váţení vozů za pohybu

Obr. 2. 13. Ukázky automatických kolejových vah pro váţení vozů za pohybu

 Zaráţky a zaráţkové brzdy Průměrná brzdná dráha pro zabrzdění dvounápravového vozu s rychlostní výškou 1,1 m je 13,0 aţ 14 m, dvojnásobné délky je třeba u čtyřnápravového vozu. U vozových skupin nabývají brzdné dráhy značných délek. Proto se zaráţky pouţívají jen v třídících nádraţích menší výkonnosti a ve směrové skupině při brzdění na cíl (rychlost vozu do 1,0 m.s-1). Aby se odstranily některé nevýhody pouţití zaráţek, zavedla se mechanizace vysouvání zaráţek zpod kola vozu. Vysouvání se děje na odvratné kolejnici do záchytného zařízení

116


Ţelezniční stanice a kolejová doprava ve městech

Kapitola II.

Autor: Ing. Eva Oţanová

Výhodou zaráţkové kolejové brzdy (oproti kol. zaráţkám) je, ţe délka brzdné dráhy se dá určit podle řady vozu, prázdného či loţeného apod. a zaráţkář pak klade podle zkušeností zaráţku proti vozu na odhadnutou vzdálenost.

Obr. 2. 14. Kolejová zaráţka typu T 112

 Kolejové brzdy Rozdělení kolejových brzd: dle konstrukce  brzdy elektrické  brzdy elektropneumatické  brzdy elektromagnetické  brzdy hydraulické dle umístění v podélném profilu  brzdy srázové  brzdy údolní dle umístění v koleji 

brzdy v přímé

brzdy v oblouku

117


Ţelezniční stanice a kolejová doprava ve městech

Kapitola II.

Autor: Ing. Eva Oţanová

dle účinku brzdy nezávislé na hmotnosti vozu 

brzdy závislé na hmotnosti vozu

dle působení 

brzdy působící na obě kolejnice

brzdy působící na jednu kolejnici

dle sledu 

brzdy 1. sledu

brzdy 2. sledu

brzdy 3. sledu

Kolejové brzdy na spádovišti mají být tak účinné, aby v posledním sledu mohl být v případě nutnosti zastaven dobře jedoucí vůz za optimálních podmínek. Nejúčinnější jsou takové brzdy, u nichţ velikost vodorovné síly P k působící na brzdící trámec je závislá na svislé síle Qk vyvozované hmotností vozu.

Obr. 2. 15. Kolejové brzdy

Obr. 2. 16. Kolejové brzdy (nákladní nádraţí v Ostravě)

118


Ţelezniční stanice a kolejová doprava ve městech

Kapitola II.

Autor: Ing. Eva Oţanová

Zrychlovací zařízení Pouţívání vysokých sváţných pahrbků a kolejových brzd není z energetického hlediska hospodárné, protoţe vozům je udělena pohybová energie, která musí být u části vozů (dobře jedoucích) znehodnocena v kolejových brzdách. Taky s ohledem na rozvoj a zavádění těţkých podvozkových vozů, kdy se výška spádoviště dosavadního typu jeví jako vysoká, přišla nová filozofie – „postupovat opačně“, tzn. vozy by sjíţděly z nízkého pahrbku a špatně jedoucí vozy by byly urychlovány zrychlovacím zařízením. Většina navrţených konstrukcí můţe vyvozovat jak účinky zrychlující, tak i brzdící.

Obr. 2. 17. Pístová brzda Dowty můţe být upravena jako urychlovač

Automatizace spádovišť – KOMPAS KOMPAS – komplexní automatizace spádoviště, vhodná pro automatizovaná a poloautomatizovaná spádoviště malého a středního výkonu. Vhodný pro sklon spádoviště 2,5‰ a větší. Zařízení KOMPAS se dle jednotlivých typů postupně doplňuje aţ na kompletní, plně automatizované zařízení.  KOMPAS 1 = kolejové váhy + 1 sled kolejových brzd (vozy dobrţďovány zaráţkami)  KOMPAS 2 = KOMPAS 1 + automatické stavění cest  KOMPAS 3 = KOMPAS 2 + automatické brţdění na interval  KOMPAS 4 = KOMPAS 3 + zkrácené sběrné pásmo na směr. kolejích (hlavní cílové a záchytné brzdy)  KOMPAS 5 = KOMPAS 4 + úplné sběrné pásmo

119


Kapitola II.

Ţelezniční stanice a kolejová doprava ve městech

Autor: Ing. Eva Oţanová

2.1.5 STAVBY ŽELEZNIČNÍCH STANIC Nástupiště Nástupiště je zařízení ţelezničního spodku s upravenou zvýšenou plochou u koleje ve stanici nebo zastávce, určené k nastupování, vystupování a pro manipulaci se zavazadly, spěšninami a poštovními zásilkami. Konstrukční uspořádání nástupišť musí zajistit plynulý, pohodlný a bezpečný nástup a výstup cestujících. Rozdělení nástupišť: a) podle přístupu:  mimoúrovňová s přístupem cestujících mimo úroveň kolejí pomocí podchodu nebo lávky  úrovňová s přístupem cestujících v úrovni kolejí (přes koleje)  sypaná  s pevnou nástupní hranou b) podle počtu nástupních hran:  jednostranná s jednou nástupní hranou  oboustranná s nástupní hranou po obou stranách c) podle jejich řešení nebo umístění:  ostrovní -oboustranné mimoúrovňové nástupiště  jazyková – prodlouţená část mimoúrovňového nástupiště (přístup z čela)  vnější (boční) – jednostranné nástupiště na vnější straně krajní koleje Úrovňová nástupiště Nástupištní hrana je krajní obrys zvýšené části nástupiště. Nástupní hrana je část nástupištní hrany určená k nástupu a výstupu cestujících z vlaku. Všechna nově zřizovaná a rekonstruovaná nástupiště se zřizují mimoúrovňová (úrovňová jen v odůvodněných případech se souhlasem dráţního správního úřadu). Délka nástupních hran musí odpovídat délkám nejdelších vlaků osobní přepravy, které u daného nástupiště pravidelně zastavují. Prostorové uspořádání nástupišť a staveb se odvozuje od průjezdného průřezu. Vodorovná vzdálenost mezi nástupní hranou a konstrukcemi na nástupišti nesmí být menší neţ 2000mm. Nástupiště musí být bezbariérově přístupné. 120


Kapitola II.

Ţelezniční stanice a kolejová doprava ve městech

Autor: Ing. Eva Oţanová

Obr. 2. 18. Úprava úrovňových nástupišť

U konstrukce úrovňových nástupišť typu SUDOP (viz obr.) jsou nástupištní konzolové desky typu K145 uloţeny na dvou řadách tvárnic Tischer. Tvárnice Tischer pod nástupní hranou leţí na úloţných blocích U65 výšky 650mm, tvárnice Tischer na druhé straně nástupiště je uloţena přímo do urovnávací vrstvy štěrkodrtě na horní ploše kolejového loţe.

Obr. 2. 19. Modernizace ostrovního nástupiště ve stanici Ostrava-Svinov

121


Ţelezniční stanice a kolejová doprava ve městech

Kapitola II.

Autor: Ing. Eva Oţanová

Ostrovní nástupiště

Obr. 2. 20. Nová konstrukce sklopného nástupiště je tvořena třemi základními typy prefabrikátů: • sklopné desky nástupiště šířky 0,5 m • základu sklopné desky nástupiště šířky 1,0 m • prahu základu sklopné desky nástupiště šířky 2 m

U konstrukce ostrovních nástupišť a bočních nástupišť typu SUDOP jsou tvárnice Tischer podepřeny úloţnými bloky U85 výšky 850mm. Pro nástupiště se nedoporučuje budovat monolitické nástupištní zídky. Nejlépe je navrhovat je z betonových tvárnic, protoţe v případě potřeby (strojní čistění apod.) je lze snadno rozebrat a opětovně v krátké době sestavit. Pro ostrovní nástupiště ve stanicích a zastávkách ţelezničních tratí se doposud pouţívá konstrukce nástupišť SUDOP. Jde o konstrukci z 50. let, která není v současné době technicky optimálním řešením pro nově rekonstruované a modernizované ţelezniční tratě. Podchody, nadchody a lávky Spojovací komunikace mezi výpravní budovou a ostrovními, příp. vnějšími nástupišti mají být vedeny mimo úroveň kolejí, mají být co nejkratší a zároveň pohodlné a bezpečné. U nově budovaných nástupišť musí být min. jedna přístupová cesta bezbariérová (rampa, os.výtah, šikmé schodišťové plošiny..). Nástupiště ve stanicích musí mít příjezdy pro zavazadlové vozíky v úrovni nebo mimo úroveň kolejí. Zřizují se z prefabrikovaných konstrukcí.

122


Kapitola II.

Ţelezniční stanice a kolejová doprava ve městech

Autor: Ing. Eva Oţanová

Přejezdy pro zavazadlové vozíky se navrhují v šířce min. 2,5m. Úrovňové přechody a přejezdy nesmí porušit plynulost nástupní hrany. Při silnějším provozu je nutno navrhnout mimoúrovňový příjezd zavazadlovým tunelem s výtahy nebo rampami. Nástupištní přístřešky Přístřešky na ostrovních nástupištích a vnějších nástupištích se navrhují zásadně se střední podpěrou. Délka zastřešení se navrhuje podle:  předpokládané špičkové frekvence cestujících,  délky zastavujících osobních vlaků  umístění podchodů nebo lávek pro pěší. Při malé frekvenci cestujících stačí zastřešit pouze část nástupiště u schodiště v délce 50m. Zpravidla se v mezilehlých stanicích zastřešuje střední třetina délky nástupiště. Schodiště a rampy musí být zastřešeny vţdy.

Obr. 2. 21. Typový ocelový nástupištní přístřešek

123


Ţelezniční stanice a kolejová doprava ve městech

Kapitola II.

Autor: Ing. Eva Oţanová

Obr. 2. 22. Nástupištní přístřešek ve stanici St.Gallen

VÝPRAVNÍ BUDOVY Výpravní budova tvoří organický přechod a spojení mezi kolejištěm a přednádraţím (do přednádraţí nemá být sváděna doprava, která neslouţí styku se ţeleznicí), proto je její umístění ovlivněno velikostí a členitostí kolejiště, tvarem, velikostí a dispozičním řešením přednádraţí a jeho vazbou na městské komunikace a přilehlou zástavbu. Výpravní budova má být umístěna tak, aby umoţňovala nejkratší příchody a příjezdy cestujících.

2.2 KOLEJOVÁ DOPRAVA VE MĚSTECH Do městské kolejové dopravy patří:  městská rychlodráha - povrchová  podzemní (metro, expresmetro)  nadzemní  městská dráha - tramvaj  podzemní tramvaj (podpovrchová tramvaj)  tramvajová rychlodráha (nesprávně rychlotramvaj)  ozubená a lanová dráha  nekonvenční dopravní systémy na pevné vodící dráze 2.2.1 Tramvaj Historický vývoj tramvajové dopravy Růst počtu obyvatel ve městech vyvolával potřebu pohybu lidí uvnitř městské oblasti. První organizovanou veřejnou dopravu ve městech zajišťovaly čtyřmístné fiakry, zavedené

124


Kapitola II.

Ţelezniční stanice a kolejová doprava ve městech

Autor: Ing. Eva Oţanová

v Londýně roku1625 a v Paříţi v roce 1640. Později byly fiakry nahrazovány kapacitními omnibusy. Ve městech tak vznikla pravidelná doprava (Vídeň 1815, Berlín 1825, Londýn 1829, Praha 1830). Pravidelná omnibusová doprava osob ve městech byla málo kapacitní a nestačila zabezpečovat potřeby rozvíjejících se měst. Ve městech se počal uplatňovat nový dopravní prostředek s větší přepravní kapacitou – koněspřeţní tramvaj (koňská tramvaj = koňka) – Londýn 1836, Berlín 1865, Vídeň 1865, Brno 1869, Praha 1875. Název Tramvaj (původně tramway) se odvozuje od důlních drah, kde se nazýval důlní vozík pojíţděný po dřevěných prknech „tram“. Pro rozvoj městské hromadné dopravy mělo velký význam vyuţití elektrické energie. V roce 1881 uvedl Siemens do provozu v Berlíně první elektrickou tramvaj, která se rychle rozšířila po celém světě. Ve městech vznikaly tramvaje s elektrickou trakcí (elektrické dráhy, elektrické tramvaje), které ve srovnání s koněspřeţnými tramvajemi a tramvajemi s parní trakcí zabezpečovaly vyšší přepravní kapacitu, vyšší rychlost a větší provozní spolehlivost. U nás se o vyuţití elektrické energie v provozu MHD zaslouţil František Křiţík, který v roce 1891 vystavěl první 800 m dlouhou trať elektrické tramvaje vlastní konstrukce v Praze na Letné. V roce 1905 byly všechny tramvajové tratě

v Praze převedeny na elektrický

provoz. Souběţně s Prahou se rozvíjela tramvajová doprava i v dalších městech (Liberec, Plzeň, Olomouc, Brno). V roce 1993 byla délka tramvajové sítě u sedmi dopravních podniků ČR celkem 421,8 km. Nejdelší síť tramvajových tratí je v Praze, kde činí délka provozovaných tratí 275 km. Charakteristika tramvajové dopravy Tramvajová doprava jako jeden ze systémů

kolejové dopravy MHD je

charakterizována tím, ţe tramvajové tratě (většinou dvoukolejné) jsou uloţen ve společné vozovce s dopravou nekolejovou. Vyznačují se soupravami sloţenými obvykle ze dvou vozů (výjimečně ze tří). Provoz je charakteristický hustým sledem vlaků. Vzdálenosti zastávek jsou malé, především v centru města (300-600 m). Kříţení s nekolejovou dopravou a pěšími je v úrovni vozovky a proto platí pro tramvajový provoz pravidla silničního provozu. Tramvajové vlaky jezdí na dohled. Společný provoz s ostatní nekolejovou dopravou, dopravní signalizace, malé vzdálenosti zastávek vyţadují častou změnu rychlosti (brţdění, rozjíţdění). Protoţe tramvajové vozy mají všechny nápravy hnané, dochází k rychlému opotřebení kol i kolejnic. Přívod stejnosměrného proudu je vrchním vedením, odběr proude se děje pomocí pantografu umístěného na střeše tramvajového motorového vozu. 125


Kapitola II.

Ţelezniční stanice a kolejová doprava ve městech

Autor: Ing. Eva Oţanová

Tramvajová doprava s oddělenou sítí od ostatní městské dopravy ztrácí svůj původní charakter a stává se specifickým systémem městské rychlodráhy. V ČR se připravuje výstavba tramvajové rychlodráhy v Brně a Ostravě. Pro projektování a stavbu platí „Podmínky pro projektování tratí, staveb a zařízení tramvajové rychlodráhy“ vydané v roce 1980 FMD. Konstrukce tramvajové trati Nejstarší konstrukce tramvajové trati vycházely z konstrukce ţelezničního svršku. Postupně se však vyvinula v odlišnou konstrukci kolejové dráhy, kterou mohou pojíţdět i těţká vozidla nekolejové dopravy. Hlavní charakteristikou konstrukce tramvajové trati je uţitý typ konstrukce kolejového svršku (tvar kolejnice, typ upevnění) a druh podkladu kolejového svršku. V konstrukci kolejového svršku se uţívají kolejnice:  širokopatní  stojinové ţlábkové  blokové ţlábkové Upevnění kolejnice k podkladu můţe být tuhé nebo pruţné s podkladnicemi nebo bezpodkladnicové. Moderní upevnění kolejnice tramvajové trati uţívá ověřených typů pruţného bezpodkladnicového upevnění uţívaných na ţeleznici. Konstrukce kolejového svršku můţe být uloţena na podklad, který tvoří:  nestmelené vrstvy  stmelené vrstvy  prefabrikované betonové bloky  příčné praţce  prefabrikované praţcové desky  prefabrikované desky  podélné betonové prahy  panelové konstrukce  speciální podklady s protihlukovými matracemi

126


Kapitola II.

Ţelezniční stanice a kolejová doprava ve městech

Autor: Ing. Eva Oţanová

Vedlejšími charakteristika tramvajové trati je dána typem užitého krytu, který může tvořit:  humus s vegetačním krytem  děrovaná betonová dlaţba s humusem a vegetačním krytem  dlaţba  prefabrikované betonové desky  ţivičné vrstvy  monolitický beton a litý asfalt  prefabrikované betonové desky a litý asfalt  nekryté (otevřené) kolejové loţe Svršek tramvajové trati Konstrukce tramvajové trati se skládá zpravidla ze spodku a ze svršku tramvajové trati. Spodek tramvajové trati je tvořen zemním tělesem, odvodňovacími zařízeními, propustky, opěrnými, zárubními nebo obkladními zdmi a jinými objekty.

Obr. 2. 23. Konstrukce tramvajové trati

Pro svršek tramvajové trati v jízdním pásu nebo pruhu se uţívají stojinové ţlábkové kolejnice, nebo blokové kolejnice. Je-li svršek tramvajové trati zřízen na vlastním tělese elektrické dráhy, nebo na zvýšeném tramvajovém pásu nebo pruhu, je moţno kromě ţlábkových kolejnic téţ pouţít širokopatních kolejnic.

127


Kapitola II.

Ţelezniční stanice a kolejová doprava ve městech

Autor: Ing. Eva Oţanová

Obr. 2. 24. Tramvajový svršek na příčných praţcích a širokopatní kolejnice

Tramvajový svršek na zvýšeném tramvajovém pásu nebo pruhu bývá zpravidla opatřen krytem. Mimo městskou zástavbu je moţno zřídit svršek tramvajových tratí bez krytu (s nekrytým kolejovým loţem). Po konstrukci tramvajové tratě umístěné na příčných praţcích, obsadila místo druhé metoda velkoplošných panelů BKV, vyvinutá a odzkoušená v budapešťském dopravním podniku, po kterém němţ nesou svůj název : BKV “Budapesti kęzlekedési vállalat“.

Obr. 2. 25. Konstrukci tramvajové tratě BKV v Praze

128


Kapitola II.

Ţelezniční stanice a kolejová doprava ve městech

Autor: Ing. Eva Oţanová

Obr. 2. 26. Zatlačovací stroj

Ţelezobetonové panely, které jsou opařeny koryty z ocelového plechu pro uloţení blokových kolejnic se vyrábí o standardní výšce 180 mm v délkách 0,7 m, 1,5 m, 3,0 m a 6,0 m. Blokové kolejnice se volně ukládají do koryt na podkladní pryţové pásy a jsou v korytech zajišťovány proti bočnímu posunu dvěma pryţovými profily, které do koryta zatlačují speciální zatlačovací stroje. Nejčastěji se ukládají na vrstvu z hutněného asfaltu a jen v úseku trati v ulici Na Poříčí byly zkušebně uloţeny na vrstvu porézního betonu, aby se sníţila jejich hlučnost. Na stejném místě byla zkušebně nahrazena ocelová koryta pro kolejnice polyamidovými. Zastánci tohoto systému tvrdí, ţe je takřka bezúdrţbový, výměna ojetých kolejnic je snadná (není třeba rozebírat povrch vozovky) a ţivotnost panel dosahuje aţ 30 let. Zbývaly tedy pouhé dvě nevýhody:  vyšší hlučnost (která například Dopravní podnik Brno vedla k jasnému odmítnutí tohoto systému) a  hladký povrch betonových panel, který byl za vlhka a mokra příčinou zvýšeného potu dopravních nehod osobních vozidel.

129


Kapitola II.

Ţelezniční stanice a kolejová doprava ve městech

Autor: Ing. Eva Oţanová

Obr. 2. 27. Zdrsněný povrch panelu BKV

Hladký povrch se nejprve zdrsňoval s pouţitím zákrytu Slurry-seal, který se naléval na panely po jejich uloţení do vozovky. Měl však jednu velkou nevýhodu - po pár týdnech se odlupoval. Od roku 1990 zjistil výrobce panel, ţe by mohl formu na jejich výrobu otočit tak, aby navrchu byla pojíţděná část panelu a ta se po nalití betonové směsi zdrsňuje. Vyšší hlučnost panelu se odstranit nepodařilo dosud, třebaţe se zkušebně pouţily výše uvedená polyamidová koryta a vkládala se geotextilie mezi panel a asfaltový podklad. Jenţe panely na takovém podklad v úsecích o větším podélném sklonu a v obloucích cestují a deformují tak okolní vozovku.

Obr. 2. 28. Poruchy velkoplošných panelů BKV

130


Kapitola II.

Ţelezniční stanice a kolejová doprava ve městech

Autor: Ing. Eva Oţanová

Obr. 2. 29. Konstrukci tramvajové tratě BKV s pouţitím prvků na oddělení tramvajové tratě

Panely VÚIS jsou podobné velkoplošným panelům BKV pouze v několika málo věcech :  jsou taktéţ vyrobeny z betonu a vyztuţené ţelezem,  také jsou citlivé na uloţení do podloţí. Zde však podobné znaky končí. Základním rozdílem je uloţení obou typů panelů. Zatímco svršek tvořený panely BKV tvoří zároveň kryt vozovky, a tím jiţ není nutná jakákoliv další povrchová úprava, panely VÚIS potřebují při pojíţděném krytu krycí asfaltobetonovou

vrstvu,

zádlaţbové

betonové

panely,

případně

dláţděný

kryt.

Ţelezobetonové panely VÚIS se kladou na zhutněnou vrstvu štěrku (nejlépe obalenou geotextilií), případně na vrstvu asfaltového betonu.

131


Kapitola II.

Ţelezniční stanice a kolejová doprava ve městech

Autor: Ing. Eva Oţanová

Výhodou konstrukce tramvajové trati na těchto panelech je příznivé roznesení zatíţení na podloţí, jednoduchá montáţ kolejí, moţnost odvodnění podloţí, ale tou nejzásadnější výhodou a důvodem, proč se pouţívají zejména na podklady křiţovatek je moţnost upevnění kolejové konstrukce na betonovou desku v libovolné poloze. Technologie VIUS je díky moţnosti poloţení panelů na pevný podklad vhodná i k pouţití v místech s niţší konstrukční výškou trati - např. na mostech.

Obr. 2. 30. Stavba Medlánecké spojky v Brně

Nevýhodou VÚIS je stejně jako u panelů BKV nutnost zřízení přesné výšky podloţí a nemoţnost opravy výškové polohy koleje. Ţelezobetonové panely VÚIS jsou vysoké 200 mm a široké 2200 mm. Jejich délka se pohybuje v rozmezí od 1270 mm po 3960 mm. V horní třetině mají zabetonovány vţdy dvojice 80 mm vysokých kolejnic. Prostor vzniklý mezi hlavami těchto kolejnic uţívaných na úzkorozchodných polních dráţkách je určen pro zasunutí hlavy šroubu, ke kterému se uchytí kolejnice pomocí upevňovadla. Dráţky mezi hlavami zabetonovaných kolejnic v horní ploše panelu umoţňují přimontování libovolného tvaru kolejové konstrukce. Mezi kolejnici a panel se vkládá pryţový pás a panely samotné bývají uloţené na zhutněnou vrstvu podkladního štěrku. Většinou k panelům bývají připevněné klasické ţlábkové kolejnice a kryt tvoří asfaltobetonový koberec.

132


Kapitola II.

Ţelezniční stanice a kolejová doprava ve městech

Autor: Ing. Eva Oţanová

Obr. 2. 31. Stavba Medlánecké spojky v Brně – pohled směr Medlánky

Obr. 2. 32. Detail přechodu ze svršku tvořeného panely BKV na panely VÚIS.

Ze snímku Obr. 2.32 je patrný zásadní rozdíl obou konstrukcí - panely BKV tvoří zároveň i kryt vozovky. Dalšími používanými konstrukcemi tramvajové trati jsou: Tramvajový kryt dláţděný Dláţdění jako kryt tramvajové trati je pohledovým prvkem vhodným do historických částí sídelních útvarů při velkém podílu pěší dopravy. Avšak z provozního hlediska je tento kryt tramvajové trati pro běţný provoz nevhodný jak z hlediska šíření hluku a vibrací, tak z hlediska údrţby a případných oprav kolejového svršku.

133


Kapitola II.

Ţelezniční stanice a kolejová doprava ve městech

Autor: Ing. Eva Oţanová

Obr. 2. 33. Příklad tramvajové trati s dláţděným krytem

Tramvajová trať s vegetačním krytem Tramvajové trati s vegetačním krytem se zřizují pouze ve vhodných místech, většinou tam, kde je trať vedena v dlouhém přímém úseku, kde není poţadavek na přejíţdění tramvajového pásu. Tento druh krytu je v dnešní době spíše módní záleţitostí, i kdyţ vykazuje určité zlepšení prostředí na území měst z hlediska hluku, vibrací a ovzduší. Jeho nevýhodou je poměrná pracnost, nedostupnost upevňovadel, údrţba travnatého povrhu především sekání, zavlaţování, hnojení, doplňování zeminy apod. Zkušebně se ještě řeší problematika zasolování okrajů krytu v zimních měsících. Zkušenosti s provozováním uvedeného krytu jsou malé. Tramvajové tratě s vegetačním krytem jsou v ČR provozovány posledních 5-7 let.

134


Kapitola II.

Ţelezniční stanice a kolejová doprava ve městech

Autor: Ing. Eva Oţanová

Obr. 2. 34. Příklad tramvajové trati s vegetačním krytem

Obr. 5.13 Schematický příčný řez tramvajovou tratí na samostatném pásu se zatravněným kolejovým svrškem a tlumícími prvky ke sníţení hluku a vibrací s moţností pojíţdění nekolejovými vozidly (tratě DPP).

Obr. 2. 35. Příklad tramvajové trati s vegetačním krytem

135


Kapitola II.

Ţelezniční stanice a kolejová doprava ve městech

Autor: Ing. Eva Oţanová

Obr. 2. 36. Příklad pouţití zatravnění v konstrukci tramvajové tratě v Brně (Pisárky)

Tramvajové trati na příčných pražcích Konstrukce tramvajové trati na příčných praţcích, ať dřevěných, betonových nebo ocelových, vychází z konstrukce ţelezničního svršku. Výhodou je snadná oprava porušené výškové polohy kolejnicových pásů. Podmínkou pro dlouhou ţivotnost uvedené konstrukce je dostatečná únosnost praţcového podloţí a její spolehlivé odvodnění.

Obr. 2. 37. Příklad tramvajové trati na příčných betonových praţcích s otevřeným kolejovým loţem

136


Kapitola II.

Ţelezniční stanice a kolejová doprava ve městech

Autor: Ing. Eva Oţanová

2.3 Metro Historický vývoj metra Metro je prostředek městské hromadné kolejové dopravy vedený zpravidla pod úrovní terénu a vytvářející vlastní síť tratí. Je charakteristický vysokou přepravní výkonností, vyšší cestovní rychlostí, úplnou nerušeností provozu ostatními druhy hromadné a individuální dopravy ve městě, automatizovaným provozem, bezpečností provozu i cestujících, plynulostí a přesností v dopravě. První metro bylo dáno do provozu v roce 1863 v Londýně, kdy bylo jako pohonu uţito parních lokomotiv. Skutečný rozvoj metra nastal teprve s vyuţitím elektrických lokomotiv. Zahájení provozu metra s elektrickou trakcí bylo v roce 1890 v Londýně. Nejdelší síť tratí metra má New York s 394 km, Londýn má 388 km a Paříţ 294 km. Charakteristika metra Metro jako jeden ze systémů kolejové dopravy MHD, je charakteristický tím, ţe vytváří vlastní síť tratí. Ty jsou vedeny převáţně pod povrchem terénu. Kříţení s ostatními komunikacemi je vţdy mimoúrovňové. Tratě metra jsou vţdy dvoukolejné vedené ve společném tunelu nebo v samostatných tunelech. Konstrukce metra se skládá z kolejového spodku a kolejového svršku. Kolejový spodek metra tvoří stavby podzemní (tunely, stanice) a povrchové (mosty, propustky, opěrné zdi, atd.). Kolejový svršek metra tvoří kolejnice upevněné k příčným praţcům nebo k betonovému podkladu. Příčné praţce jsou uloţeny ve štěrkovém loţi nebo v betonovém podkladu. Kolejnice bývají většinou širokopatní o hmotnosti 50-60 kg/m. Upevnění kolejnic bývá pomocí podkladnic. Ke kolejovému rozvětvení se uţívá výhybek jako na ţeleznici. Rozchod koleje a jeho rozšíření, přechodnice, vzestupnice, převýšení apod. jsou stejné jako u ţeleznice. Sklon kolejí bývá do 50‰. Poloměry oblouků se pouţívají co největší pro dosaţení vyšší rychlosti jízdy (podle roku výstavby byly povoleny poloměry oblouků 150 – 350 m). Tunelové trouby jsou kruhové, obdélníkové nebo eliptické, raţené pomocí tunelových metod, nebo budované v otevřených jámách. Při vedení trasy přes řeky se uţívá kesonů nebo se pod hladinu řeky hotové části tunelové trouby spouštějí jako vodotěsné. Při budování metra se jsou známy čtyři charakteristické typy metra:  berlínské (ţelezobetonové rámové konstrukce pravoúhlé v otevřených jamách  paříţské (tunelování, betonové konstrukce klenbového tvaru, hloubky do 30m) 137


Kapitola II.

Ţelezniční stanice a kolejová doprava ve městech

Autor: Ing. Eva Oţanová

 londýnské (tunelování, hloubky 30-35 m, samostatné trouby)  moskevské (jednokolejné tunely v hloubkách 25-40 m, raţené štítem, ostění litinové nebo z betonových tybinků) V napájení se uţívá stejnosměrného proudu o napětí 600-1500V. Odběr elektrické energie je zajištěn většinou samostatnou přívodní (proudovou) kolejnicí nebo vrchním vedením. K zásobování provozů a prostorů metra el. energií slouţí energetická zařízení (napájecí vedení, měnírny, transformátory, kabelové vedení v tunelech, trakční zařízení přívodní kolejnice, silové rozvody nn v tunelech a stanicích). K zajištění spolehlivosti se budují zpravidla tak, aby provozní úseky včetně osvětlení všech prostor metra byly zabezpečeny ze dvou zdrojů. Podzemní prostory stanic metra traťové tunely jsou zpravidla vybaveny vodovodem. Součástí metra jsou i vozidlová depa, která slouţí k údrţbě, běţným opravám, provoznímu ošetření a odstavování souprav vlaků metra. Současně s výstavbou prvního úseku trati C praţského metra bylo vybudováno depo metra na Kačerově s remízovací kapacitou 185 vozů. Kolejiště depa umoţňuje vjezdy a výjezdy souprav do hal, přesun mezi jednotlivými provozy a obracení vozidel na trianglu. Depo metra na Kačerově je spojeno s kolejí vlečkou SŢDC. Paralelně s kolejí vlečky je vybudována v délce 1176 m zkušební trať metra, určená pro zkoušky vozidel po opravách.

Obr. 2. 38. Pohled na depo metra

138


Ţelezniční stanice a kolejová doprava ve městech

Kapitola II.

Autor: Ing. Eva Oţanová

Kolejový spodek metra Kolejový spodek metra slouţí k uloţení konstrukce svršku metra, která bývá zpravidla odlišná na povrchových tratích a na tratích podzemních. Konstrukce kolejového spodku metra na povrchových tratích musí zajišťovat stabilitu kolejového svršku metra i při dlouhotrvajících nepříznivých povětrnostních podmínkách. V podzemních tratích je kolejový spodek tvořen tunelovými konstrukcemi. Kolejový svršek metra Kolejový svršek metra vytváří stabilní dráhu pro vozidla metra. Uţívají se kolejnice širokopatní nebo dvouhlavé, uloţené na příčných praţcích, osamělých podporách a podélných prazích. Uţívá se štěrkového loţe i konstrukce s přímým upevněním k betonovému podkladu. Na podzemních tratích metra v přímých úsecích a v obloucích o poloměru 350 m a větším se zřizuje zásadně bezstyková kolej s plným napětím (teplotní interval upínací teploty je +7ºCdo +21ºC). Sloţitější konstrukci kolejového svršku metra si vyţadují vozy metra na pneumatikách.

Obr. 2. 39. Příčný řez kolejovým svrškem s dřevěnými praţci u praţského metra

139


Kapitola II.

Ţelezniční stanice a kolejová doprava ve městech

Autor: Ing. Eva Oţanová

V kolejovém svršku se uţívají převáţně širokopatní kolejnice o hmotnosti 50 –60 kg/m. U praţského metra (na podzemích i povrchových tratích) se pouţívá kolejnice tvaru S49, UIC 60. Kolejnice se svařují nebo stykují podle vzorových listů SŢDC. Nevstřícnost styků kolejnic můţe být nanejvýš 25 mm.

Obr. 2. 40. Profil napájecí kolejnice pro metro

Délka přívodní kolejnice je 12,5 m. Přívodní kolejnice se svařují na délku max. 100 m u podzemních tratí a u povrchových tratí na délku max. 37,5 m. Mezi svařenými úseky se zřizují dilatační styky. Přívodní kolejnice musí mít od středu koleje vzdálenost 1408 mm +/- 6 mm a ve svislém směru 160 mm +/- 4 mm nad spojnicí TK.

140


Kapitola II.

Ţelezniční stanice a kolejová doprava ve městech

Autor: Ing. Eva Oţanová

Obr. 2. 41. Pohledy do interiéru halového komplexu depa metra

Obr. 2. 42. Depo metra na Kačerově je spojeno s kolejí vlečkou SŢDC

4

141


KAPITOLA III. KOLEJIŠTĚ PRŮMYSLOVÝCH ZÁVODŮ A NEKONVENČNÍ DOPRAVA Autor: Ing. Otto Roháč, MBA

3.1 Poválečný vývoj vlečkové sítě 3.1.1 Vývoj průmyslu Poválečný vývoj vlečkové sítě byl jen logickým pokračováním změn, které proběhly v poválečném Československu. V 50-70tých letech 20. století bylo státem masivně investováno do rozvoje stávajícího těţkého průmyslu zejména na ostravsku. Byla zahájena další etapa industrializace Ostravska a to:  výstavbou Nové hutě Klementa Gottwalda(NHKG) nyní působící na trhu pod názvem Acelor Mittal  modernizací dolů v Ostravě a výstavbou dolů v karvinské části revírů  modernizací hutních,strojírenských a důlních kapacit v Ostravě (Vítkovice, OKD-doly, úpravny, koksovny)  výstavbou nových kapacit chemického průmyslu (MCHZ) v Ostravě Mariánských horách  výstavbou a modernizací koksárenských kapacit OKD (koksovna Svoboda) Všechny tyto modernizace,rekonstrukce a investice si vynutily dostavbu stávajících vleček (Bdr a KBd) v revíru OKD, Vítkovic, ale i výstavbou nových vleček dolů ČSM, Dukla, Darkov atd. Po politických a společenských změnách roce 1989 byla přijata politická rozhodnutí, která v konečném důsledku k útlumu těţkého průmyslu.Sekundárním efektem tohoto procesu byla i redukce vlečkové sítě. V období největšího rozvoje těţebního průmyslu čítala cca 400km vlečkových tratí. V současné době tvoří tuto síť cca 300km vlečkových tratí. 3.1.2 Vývoj vlečkové sítě Po osvobození Československa byly ze strany ČSD činěny kroky pro včlenění Bdr do sítě ČSD v rámci připravovaných znárodňovacích dekretů prezidenta ČSR. Ovšem dráha slouţící výhradně pro potřebu uhelných dolů byla jako součást důlního podniku SDF znárodněna podle dekretu č. 100/45 Sb., čímţ přešla do vlastnictví Ostravsko-karvinských 142


Kapitola III.

Kolejiště průmyslových závodů a nekonvenční doprava

Autor: Ing. Otto Roháč, MBA

kamenouhelných dolů (OKKD). K 1. lednu 1946 pak byly znárodněné doly a koksovny integrovány do nově ustaveného národního podniku Ostravsko-karvinské doly (OKD), kam byla začleněna i ţelezniční doprava. Tehdejší ČSD se ale nevzdávaly snahy získat výnosnou Bdr. Nakonec se ČSD podařilo získat od OKD Báňské nádraţí (tedy uhelné a seřaďovací nádraţí v Ostravě) a části kolejiště ve stanici Ostrava Vítkovice patřící bývalé SDF. Ovšem s podmínkou, ţe nově vzniklé napojení Bdr v Ostravě Vítkovicích bude povaţováno z tarifního hlediska za odbočení ve stanici Ostrava hl. n. Touto podmínkou se vedení OKD snaţilo dosáhnout toho, ţe intenzivní přepravní proudy uhlí mezi areálem Bdr a Ostravskými koksovnami budou povaţovány za tzv. místní převozy, tarifně mnohem výhodnější neţ klasická přeprava mezi dvěma samostatnými ţelezničními stanicemi (tato výjimka však byla k 1. 4. 1955 zrušena). Na základě této dohody byla zpracována vlečková smlouva o tzv. Báňské vlečce (s platností od roku 1951), avšak provoz byl vykonáván náleţitostmi ČSD a obsluhovací stanicí zůstala Ostrava hl. n. Toto definitivní uspořádání majetkoprávních poměrů na Bdr. vyvolalo na straně OKD i nadřízeného ministerstva potřebu zřízení útvaru, který by organizačně i odborně pečoval o specifickou oblast ţelezniční dopravy. Po důkladné analýze a rozpracování tohoto záměru byl příslušným ministerským dekretem zřízen k 1. lednu 1952 národní podnik OKRDoprava. Tomuto podniku bylo svěřeno zejména spravování a provozování ţelezniční dopravy na Bdr, včetně řešení všech smluvních i ostatních vazeb ve vztahu k ČSD i ostatním subjektům. OKR-Doprava se stala téţ správcem majetku Bdr, ale také vleček na jednotlivých důlních závodech a koksovnách (rozsah spravovaného kolejiště dosáhl cca 350 km stavební délky, v tom téměř 1100 výhybek), avšak provoz na těchto vlečkách si i nadále zabezpečovaly jednotlivé důlní a koksárenské závody. Byla však přijata zásada, ţe na všech nově budovaných lokalitách bude provoz zajišťovat svými náleţitostmi a pracovníky právě OKRDoprava. Tak tomu bylo postupně na dolech 9. květen, ČSM, Paskov a Darkov, v letech 1977 aţ 1980 pak OKR-Doprava převzala provozování vleček i na všech zbývajících dolech a koksovnách. Mimo oblast ţeleznice je nutno připomenout, ţe do nově vzniklého podniku OKR-Doprava byla téţ centralizována silniční doprava. Během poválečného období aţ do dnešních dnů v oblasti revíru docházelo (a dochází) ke stavbě, ale i rušení jednotlivých traťových úseků v závislosti na postupu (a ústupu) těţby v revíru, ale i důsledkem poškození tratí důlní činností. Vlivem poddolování docházelo ke

143


Kapitola III.

Kolejiště průmyslových závodů a nekonvenční doprava

Autor: Ing. Otto Roháč, MBA

zhoršování stavu také některých tratí ČSD, zejména bývalé KBD v úseku Bohumín - Český Těšín. Jiţ před rokem 1950 se v úseku Orlová - Karviná hl.n. (dnes Karviná-Doly) projevovaly nepříznivé účinky poddolování, které se nadále prohlubovaly. To si vyvolalo potřebu postrkové sluţby a byla také trvale omezována rychlost vlaků i na 10 km/h. Proto v roce 1953 rozhodla vláda o stavbě přeloţky KBD z Louk n. Olší do ţst. Dětmarovice na trati Petrovice u Bohumína - Bohumín. Tato stavba byla realizována v letech 1955-1963 a provoz byl zahájen 26.5.1963. zdvojkolejněna a v úseku Havířov – Albrechtice u Českého Těšína (1962) přeloţena byla téţ trať z Kunčic do Českého Těšína (1962). Následně byly původní traťové úseky převedeny do správy OKR-Dopravy, coţ se týkalo traťových úseků Louky nad Olší – Doubrava (k 1. 1. 1968), Havířov – Prostřední Suchá – Albrechtice u Českého Těšína (k 1. 1. 1986) a Doubrava – Orlová – Bohumín (k 1. 1. 1988). Samotný provoz však nadále zabezpečovaly ČSD. I to se však brzy změnilo, kdyţ provozování dopravy na Bdr převzala na základě dohod s ČSD OKR-Doprava a to formou převzetí pracovníků ČSD (postupně v letech 1988 aţ 1992). Na samotné původní trati Bdr Ostrava střed – Zárubek – Josefova jáma – Poruba – Doubrava byl provoz převzat 1. 1. 1989. Ke sníţení závislosti na ČSD bylo zrealizováno napojení Mk (manipulační kolejiště) Heřmanice na trať Bohumín - Dětmarovice v odbočce Rychvald, po níţ jsou realizovány přepravy mezi karvinskou částí revíru a ostravskými koksovnami.

Obr. 3. 1. Vlečková síť OKD Doprava,a.s.(AWT a.s.)-mapový podklad

144


Kapitola III.

Kolejiště průmyslových závodů a nekonvenční doprava

Autor: Ing. Otto Roháč, MBA

Přesto bylo nutné i nadále část vnitrorevírních technologických přeprav realizovat po veřejné síti ČSD a to zejména pro spojení jiţní části revíru (komplex Paskov) se svojí klasickou částí. Tyto přepravy původně zajišťovaly ČSD, tato forma se však pro neoperativnost, zdlouhavost a administrativní náročnost ve vztahu k potřebám revíru neosvědčila. Proto tyto přepravy převzala OKR-Doprava, zpočátku na základě dvoustranných dohod mezi ČSD (později ČD) a OKR–Dopravou (později OKD, Doprava, a. s.), jednoznačný právní rámec však tyto přepravy dostaly po schválení zákona č. 266/94 Sb. o dráhách platného od 1. 1. 1995. Tento zákon také umoţnil OKD, Dopravě dopravu vlaků z revíru do vzdálenějších lokalit. Provoz na vlečkové síti a na samotné Báňská dráze jiţ v důsledku poklesu těţby černého uhlí a převedení části přeprav na tratě SŢDC poklesl a zřejmě bude dále klesat. I z tohoto důvodu došlo v roce 1999 ke zrušení druhé koleje v trati Josefova jáma - Zárubek. Lze předpokládat, ţe za několik desítek let zbudou po tomto unikátním dráţním systému jen vzpomínky,pokud nebude vyuţito pro příměstskou dopravu(viz. systém tram – train)

Obr. 3. 2. Schéma vlečkové sít OKD Doprava,a.s.(AWT a.s.) a průmyslových závodů v Ostravskokarvinském regionu 145


Kapitola III.

Kolejiště průmyslových závodů a nekonvenční doprava

Autor: Ing. Otto Roháč, MBA

3.1.3 Schéma vlečkové sítě OKV Na mapovém podkladu je prezentována vlečková síť společnosti OKD Doprava,a.s.. (v současné době společnost změnila název a aktuální název společnosti je Adwaced World Transport). Současná délka vlečkových tratí je cca 300km. Schéma znázorňuje státní ţelezniční síť,která je ve správě SŢDC

včetně stanic

(označeno zeleně), vlečkovou síť OKD Doprava,a.s. (AWT a.s.)(označeno modře) napojenou na síť státní a vlečky do průmyslových areálů v regionu (označeno hnědou).

Obr. 3. 3. Schéma vlečkové sítě Vítkovic a Acelor Mittal

3.1.4 Dispoziční schémata vleček A) Součást stanice ČD/SŢDC

146


Kapitola III.

Kolejiště průmyslových závodů a nekonvenční doprava

Autor: Ing. Otto Roháč, MBA

B) Součást stanice na vlečce

C) Mezilehlé

D) Průjezdné –drobná vlečka

147


Kapitola III.

Kolejiště průmyslových závodů a nekonvenční doprava

Autor: Ing. Otto Roháč, MBA

E) Úvraťové – drobná vlečka

F) Smyčkové zapojení průmyslových závodů

G) Průjezdné zapojení průmyslových závodů

148


Kapitola III.

Kolejiště průmyslových závodů a nekonvenční doprava

Autor: Ing. Otto Roháč, MBA

H) Kolejiště velkého průmyslového závodu

CH) Rozvětvení kolejiště vlečky a umístění skládek a ramp

149


Kapitola III.

Kolejiště průmyslových závodů a nekonvenční doprava

Autor: Ing. Otto Roháč, MBA

3.1.5 Základní podmínky pro navrhování vleček Vlečka je železniční dráha, která slouţí vlastní potřebě provozovatele nebo jiného podnikatele a je zaústěna do celostátní nebo regionální ţelezniční dráhy nebo do jiné vlečky. Zpravidla jde o dráhu spojující železniční stanici s průmyslovým objektem a současně kolejiště v areálu daného průmyslového objektu. Délka vlečky můţe být několik desítek metrů, ale v případě velkých průmyslových podniků to můţe být i několik set kilometrů. Mezi nejrozsáhlejší vlečky v Česku patří vlečky ţelezáren Vítkovice, Nová huť a Třinecké železárny, dále pak rozsáhlý vlečkový systém spojující jednotlivé uhelné doly na Ostravsku, který provozuje Advanced World Transport. Ţelezniční systémy hnědouhelných dolů v severozápadních Čechách jsou také velmi rozsáhlé, ovšem nejedná se o vlečky, nýbrţ o důlní dráhy. Jako kaţdá jiná dráha musí mít i vlečka svého provozovatele dráhy a jednoho či více provozovatelů drážní dopravy . V minulosti provozoval vlečku i dopravu na ní zpravidla majitel vlečky, ale protoţe jsou na tyto činnosti kladeny stále větší nároky, na mnoha vlečkách probíhá postupně outsourcing (vyčlenění), kdy majitel svěří provoz na vlečce specializované firmě. 3.1.6 Základní parametry koleje a prostorové uspořádání  traťová rychlost v´=40km/h  minimální poloměr oblouku R=150m  oblouky bez přechodnic a převýšení  vzdálenost os kolejí ve stanici l=4,75m;u novostaveb l=5,00m  volný schůdný prostor d = 3m od osy koleje  podjezdná výška h = 5,20 od temena kolejnice(na poddolovaném území)  štěrkové loţe š = 40cm,u novostaveb š = 45cm 3.1.7 Zabezpečovací zařízení na vlečkách AWT(dříve OKD Doprava,a.s.) Mezi základní prvek zabezpečovacího zařízení patřil odjakţiva zabezpečovací zámek. Ten pak můţe být součástí výměnového zámku nebo výkolejky. Pomocí zabezpečovacích zámků lze

vytvářet jednoduché závislosti mezi jednotlivými výhybkami a výkolejkami,

případně i jiným modernějším zařízením. To znamená, ţe pro kaţdou uvaţovanou vlakovou cestu byly předepsány výsledné klíče, které se zavěšovaly na speciální tabuli. Obsluhující zaměstnanec musel ručně uzamknout všechny dotčené výhybky a výkolejky a pokud měl na tabuli zavěšeny všechny správné klíče, bylo vše v pořádku a jízda mohla být uskutečněna. 150


Kapitola III.

Kolejiště průmyslových závodů a nekonvenční doprava

Autor: Ing. Otto Roháč, MBA

Výměnový zámek zůstane i nadále nejpouţívanějším zabezpečovacím zařízením na výhybkách, které nevyţadují častou obsluhu. Staniční zabezpečovací zařízení Vlečkovou stanici však tvoří někdy i desítky výhybek. Ty je pak účelné ovládat dálkově z jednoho centrálního stanoviště. Jelikoţ obsluhující zaměstnanec na přestavovanou výhybku často ani nevidí, je nutno mít jistotu, ţe pro poţadovanou vlakovou, posunovou cestu je výhybka opravdu ve správné poloze a zda je či není obsazena dráţními vozidly. Toto lze vyřešit pomocí sloţitějších zabezpečovacích systémů různých principů, které sloučí k ovládání poţadovaných výhybek z jednoho centrálního místa a zároveň vytvoří mezi jednotlivými výhybkami a návěstidly logické bezpečnostní závislosti. Na základě vyhodnocených vzájemných závislostí je následně pro poţadovanou vlakovou, posunovou cestu automaticky rozsvícena na příslušném návěstidle povolující návěst. Toto zabezpečovací zařízení se nazývá staniční zabezpečovací zařízení (dále SZZ) a dělí se podle míry hlídaných závislostí do tří kategorií. U zařízení 1. kategorie je značná část odpovědnosti za správné postavení jízdní cesty kladena na obsluhujícího zaměstnance. V zařízení 2. kategorie jsou jiţ nejdůleţitější předepsané podmínky hlídány zařízením, obsluhující zaměstnanec však nese stále odpovědnost za splnění některých podmínek. Zařízení 3. kategorie je konstruováno tak, aby bylo plně automatické a aby byla lidská chyba při stavění poţadované cesty eliminována na nejmenší moţnou míru.

Podle konstrukčního provedení lze SZZ rozdělit na

elektromechanické, elektrodynamické, reléové a elektronické. Elektromechanické SZZ je na OKV jiţ dávnou minulostí. Poslední zařízení tohoto typu bylo demontováno ze stanic Orlová a Poruba v roce 1996. Závislosti mezi vzájemně vyloučenými cestami byly vytvořeny mechanicky ve stavědlovém přístroji, zapevnění navolené cesty se provádělo elektrickou hradlovou zaráţkou. Dálkově ovládané výhybky byly přestavovány mechanickými přestavníky pomocí drátovodů a jízdy byly povolovány mechanickými návěstidly. Svou ţivotnost skončí v roce 2010 také elektrodynamické SZZ provozované na vlečce EPO, kterou provozuje smluvně AWT a.s. Zařízení systému ESP (Elektrosignál Praha) zde bylo vybudováno v padesátých letech. Závislosti jsou ve stavědlovém přístroji mechanické a elektrické. Venkovní zařízení, jako přestavníky a návěstidla, jsou jiţ ovládána elektricky.

151


Kapitola III.

Kolejiště průmyslových závodů a nekonvenční doprava

Autor: Ing. Otto Roháč, MBA

Reléové SZZ Nejběţnějším zařízením, zastoupeným na ostravsko-karvinských vlečkách, je reléové SZZ 3. kategorie. U reléového SZZ jsou veškeré potřebné závislosti vytvářeny pomocí elektromechanických relé, které jsou soustředěny podle rozsáhlosti zařízení do reléových sálů nebo reléových domků. Obsluhující pracovník má k dispozici ovládací stůl nebo desku s naznačeným reliéfem kolejiště a potřebnými ovládacími a indikačními prvky. Výhybky se přestavují buď individuálně pomocí příslušného ovládacího prvku (tlačítko nebo řadič), a nebo automaticky při stavění cesty (cestový systém). Cesta se volí ve většině případů ovlivněním počátečního a koncového tlačítka poţadované vlakové, posunové cesty. Reléová logika následně překontroluje polohu všech pojíţděných a odvratných výhybek, v případě potřeby vyšle povel k jejich přestavení, zkontroluje volnost poţadovaných kolejových obvodů, případně uzavření přejezdů, udělení traťového souhlasu atd. Jsou-li všechny poţadované podmínky splněny je dán povel k závěru jízdní cesty a postavení povolující návěsti. Postupným ovlivňováním kolejových obvodů jízdou vozidla pak dochází k uvedení zařízení do základního stavu. 152


Kapitola III.

Kolejiště průmyslových závodů a nekonvenční doprava

Autor: Ing. Otto Roháč, MBA

Na vlečkách OKV jsou provozována reléová SZZ několika systémů a výrobců. Vůbec první reléové SZZ typu WSSB GS II-IB bylo instalováno ve stanici Josefova Jáma v roce 1958. Jednalo se o výrobek firmy Werk für Signal und Sicherungstechnik Berlin z bývalé NDR. Postupně byla tato zařízení v různých modifikacích instalována na nejdůleţitější vlečky v revíru. Poslední ve verzi GS II63 byla spuštěna v roce 1976 na vlečce ČSM. Novější typ WSSB GS-III je spuštěn od roku 1988 ve stanicích Darkov a Karviná Doly. Kromě jinak řešených obvodových zapojení, se liší od předchozího typu hlavně pouţitím miniaturních relé. Zapojení obvodů systémů WSSB se vyznačuje na první pohled značnou komplikovaností. Sloţitost zapojení je způsobena pouţitím méně spolehlivých konstrukčních prvků. Spolehlivá činnost těchto prvků pak musí být hlídána vlastním zapojením celého zařízení. Toto neplatí pro SZZ české výroby, dodávané firmou AŢD, kde byla naopak pouţita relé 1. bezpečnostní třídy, díky čemuţ je výsledné zapojení znatelně jednodušší. S tím jde ruku v ruce také menší poruchovost a větší spolehlivost českých zařízení. Mezi nejpouţívanější typy reléových SZZ výroby AŢD patří typy RPS60, modernější AŢD71 a zjednodušený typ TEST. Základem kaţdého reléového SZZ je reléová část. Relé a reléové bloky a další potřebné prvky jsou umístěny do typizovaných stojanů a vzájemně propojeny. Ze stojanů pak vedou kabelové vývody na venkovní zařízení a na ovládací stanoviště. Napájení SZZ je vţdy ze dvou nezávislých sítí a u menších zařízení je vyřešeno napájecím stojanem s rozvody napětí přímo v reléové místnosti. Zařízení většího rozsahu pak mají většinou speciální rozvodnou místnost, kde jsou umístěny skříně s přepínáním a rozvody jednotlivých sítí, dobíječem staniční baterie a dalšími silovými rozvody. Součástí reléového SZZ můţe být i dieselagregát ve funkci náhradního zdroje napájení. Ovládací pult WSSB se vyznačuje stavebnicovou konstrukcí, coţ umoţňuje technicky snadnou úpravu při častých změnách konfigurace kolejiště na OKV. AŢD dodává pro svá zařízení ovládací pulty nebo svislé ovládací desky. Venkovní zařízení sestává ve většině případů z třífázových přestavníků bez kontroly hrotnic typu WSSB WA350 nebo podobných AŢD EP600. Návěstidla jsou opět podle instalovaného zařízení buď typu WSSB nebo AŢD, stoţárová popř. trpasličí. Jistou raritou je však stanice Doubrava, která byla jiţ od počátku osazena návěstidly typu SSSR. Pro kontrolu volnosti jsou u německých zařízení pouţívány jednopásové kolejové obvody typu WSSB se signálním kmitočtem 50 Hz. V později budovaných zařízeních však byly tyto obvody 153


Kapitola III.

Kolejiště průmyslových závodů a nekonvenční doprava

Autor: Ing. Otto Roháč, MBA

nahrazeny spolehlivějším českým systémem s kmitočtem 75 Hz, neboť jiţ tehdy nevyhovovaly našim normám. U českých SZZ na drahách SŢDC je standardně pouţíván dvoupásový kolejový obvod (z důvodu elektrické trakce) s kmitočtem 75 Hz nebo 275 Hz. V poslední době se stále více prosazují při kontrole volnosti také počítače náprav. Ty pracují na principu kontroly počtu náprav, které do daného obvodu vjely a znovu vyjely. Na OKV jsou na reléových SZZ pouţívány počítače náprav výrobců Alcatel, Siemens Frauscher a PN-02 od firmy TRAKCE. K jednotlivým venkovním prvkům jsou poloţeny zabezpečovací kabely typu TCEKEY, TCEKEZE, TCEPKPFLEY apod.

Elektronické SZZ Nejmodernějším zařízením na vlečkách OKV je od roku 1996 ve stanici Orlová a Poruba poloelektronické SZZ českého výrobce První signální typu MODEST. Zde jsou veškeré nutné závislosti řešeny softwarově pomocí výpočetní techniky a relé jsou pouţívána jen jako spínací prvky pro venkovní zařízení, nebo naopak jejich kontakty podle stavu venkovního zařízení ovládají vstupy do počítačů. Dálkově je datovým kabelem na toto zařízení napojena také Odbočka Rychvald s dále vylepšeným typem SZZ PES stejného výrobce, kde je jiţ i venkovní zařízení spínáno elektronicky. Jedná se o plně elektronické zabezpečovací zařízení. Jádro systému tvoří dva centrální počítače, které komunikují nejen mezi sebou, ale hlavně s procesními stanicemi, umístěnými v jednotlivých stojanech. Procesní stanice pak přímo spínají ovládací relé nebo vyhodnocují jejich polohu. Komunikace mezi všemi počítači probíhá po datových kabelech. Obsluhující pracovník ovládá veškeré zařízení dálkově pomocí monitoru a trackballu dálkově ze stanice Doubrava. V případě výpadku počítačů je moţno přestavovat výhybky nouzově pomocí klasických řadičů z pomocného ovládacího pultu umístěného přímo ve stanici Orlová. Prvky venkovního zabezpečovacího zařízení jsou standardní typu AŢD. Pro kontrolu volnosti se pouţívají kolejové obvody českého systému se signálním kmitočtem 50 Hz. Volnost tratě je hlídána počítačem náprav firmy ALCATEL a počítačem náprav PN-02 firmy TRAKCE. Elektronické zabezpečovací systémy se sice řadí mezi nejmodernější, avšak rychlý pokrok ve výpočetní technice způsobuje paradoxně jejich velmi rychlé stárnutí. Celé zařízení je sestaveno jen z několika specifických součástí, které jsou po několika letech jiţ těţko sehnatelné a velmi problematicky nahraditelné modernějšími komponenty. 154


Kapitola III.

Kolejiště průmyslových závodů a nekonvenční doprava

Autor: Ing. Otto Roháč, MBA

Traťové zabezpečovací zařízení Pro zabezpečení jízd v mezistaničních úsecích se pouţívají traťová zabezpečovací zařízení (TZZ) neboli traťové souhlasy. TZZ závislostně navazují na staniční zabezpečovací zařízení obou sousedních dopraven a na přejezdová zabezpečovací zařízení v daném traťovém úseku. Jejich vnitřní vybavení se tedy nachází vţdy ve dvou stanicích, mezi kterými je třeba zabezpečit jízdy. Ovládací tlačítka a indikační prvky se montují ve většině případů přímo do ovládacího pultu nebo integrují do ovládacího monitoru staničního zabezpečovacího zařízení, mohou mít ale také svou vlastní ovládací skříňku. Všechny traťové souhlasy na OKV jsou reléového typu. Jedinou výjimkou je souhlas mezi stanicemi Doubrava a Orlová, kde je pouţit poloelektronický souhlas systému MODEST, který je navázán softwarově na SZZ Orlová. Ostatní souhlasy jsou buď německého systému WSSB nebo české AŢD v různých modifikacích. Relé souhlasu jsou vţdy vestavěna do reléových stojanů SZZ. Souhlasy AŢD jsou opět, díky pouţití relé 1.bezpečnostní třídy, principiálně jednodušší a téměř bezporuchové. Přejezdové zabezpečovací zařízení Přejezdové zabezpečovací zařízení můţe být mechanické (PZM) nebo světelné (PZS). Poslední mechanická přejezdová zařízení byla zrušeno v roce 1999 na přejezdech v km 6,977 a km 7,173 na trati Josefova Jáma – Zárubek. Mechanické závory zavíral přímo obsluhující pracovník otáčením kliky na stavědle, převod na břevna byl pomocí drátovodů. Předzváněcí doba u vzdálenějšího přejezdu v km 6,977 byla rovněţ řešena mechanicky pomocí převodu systému Liberta a drátovodů. V současné době jsou jiţ všechna přejezdová zabezpečovací zařízení na tratích a vlečkách OKV světelná. Provozovány jsou hlavně běţné typy AŢD71 a VÚD s reléovými prvky, od roku 2006 je nově zastoupen i modernější typ PZZ-RE (kombinace reléových a elektronických prvků). Na vlečce elektrárny Třebovice je instalován jednoduchý reléový přejezd ovládaný místně pomocí tlačítka. Jistou raritou zůstává také reléový PZS ve stanici Doubrava, který je systému WSSB.

155


Kapitola III.

Kolejiště průmyslových závodů a nekonvenční doprava

Autor: Ing. Otto Roháč, MBA

Vnitřní výstroj, včetně napájecí baterie PZS, je většinou soustředěna v reléovém domku v blízkosti přejezdu. Venkovní zařízení zahrnují výstraţníky, případně výstraţníky se závorami a přejezdové kolejové obvody. Přejezdníky pro informování strojvedoucího nejsou na přejezdech OKV pouţity. Kaţdý přejezd má v nejbliţší dopravně umístěnu kontrolní skříňku s nouzovými ovladači a indikacemi. Ta můţe být integrována přímo do ovládacího pultu nebo na monitor SZZ. V blízkosti přejezdu je vţdy umístěna skříňka pro místní nouzové ovládání přejezdu.

PZS VÚD Reléové PZS typu VÚD patří k nejstarším typům provozovaných zabezpečovacích zařízení. Zařízení bylo vyvinuto koncem padesátých let minulého století ve Výzkumném ústavu ţelezničním a během let pak bylo postupně modernizováno, takţe ještě dnes stále vyhovuje náročným podmínkám, kladeným na zabezpečovací zařízení. Zařízení je charakteristické pouţitím ventilových kolejových obvodů. Tím je dána také největší přednost tohoto přejezdu a tou jsou minimální nároky na délky kabelových rozvodů. Daní za tuto

156


Kapitola III.

Kolejiště průmyslových závodů a nekonvenční doprava

Autor: Ing. Otto Roháč, MBA

výhodu je pak samotná sloţitost ventilových kolejových obvodů, které vyţaduje přídavná zařízení pro výrobu signálního proudu a jeho zpětné dekódování. PZS AŽD71 PZS typu AŢD71 patří k nejrozšířenějším přejezdovým zařízením v Čechách. Jedná se o jednoduché zapojení s pouţitím osvědčených relé 1. bezpečnostní třídy. Vyrábí se ve verzi bez závor i se závorami. K vypnutí přejezdu působením jízdy vlaku je často pouţit elektronický anulační soubor ASE 4 nebo ASE 5 s neohraničenými kolejovými obvody. Na vlečkové koleji do areálu Prechezy v Přerově jsou provozovány zjednodušené varianty PZS typu AŢD71, které nejsou vybaveny kolejovými obvody. Jejich spuštění se ovládá ručně vloţením speciálního klíče do zámku v blízkosti přejezdu. Po vyjmutí klíče se přejezd vypne. PZS WSSB Reléové zařízení typu WSSB bylo dodáno současně se SZZ Doubrava. Přejezdový reléový blok je také osazen do stojanu v reléové místnosti stavědla Doubrava. Venkovní zařízení tvoří pouze výstraţníky WSSB ovládané z releovny. Pro vyhodnocení průjezdu vlaku jsou kolejové obvody doplněny kolejovými doteky. Toto přejezdové zařízení v současné době jiţ plně nevyhovuje platným normám a je plánováno jeho nahrazení zařízením modernějším. PZS-RE PZS-RE je nejmodernějším přejezdovým zařízením pouţitým na tratích OKV. Byl vybudován v roce 2006 na trati mezi Karvinou Doly a ÚZK v km 1,192. Jedná se poloektronické zařízení dodávané firmou AŢD. Elektronika nahradila reléové kmitače, ostatní obvody pouţívají stále reléové závislosti. Ve výstraţnících byly mechanické zvonce nahrazeny jiţ elektronickou akustickou signalizací.

3.2 Nekonvenční doprava 3.2.1 Systém tram – train Tramvlak, vlakotramvaj, dvousystémová tramvaj, tram-train, TramTrain, bimodální tramvaj, hybridní tramvaj, propojovací tramvaj, karlsruheský model nebo Model Karlsruhe jsou různé názvy pro dopravní systém a vozidla umoţňující přejíţdění z ţelezniční tratě na tramvajovou trať, popřípadě pro jízdu po trati, která má smíšené rysy (například ţelezniční trať vedená obcí po ulici), nebo vůbec ţelezniční doprava lehkými osobními vozy. 157


Kapitola III.

Kolejiště průmyslových závodů a nekonvenční doprava

Autor: Ing. Otto Roháč, MBA

Výhodou sloučeného systému je efektivnější vyuţití tratí v úsecích, kde by jinak vedly dvě dráhy souběţně, a větší komfort pro cestující, kteří méně často musejí přestupovat. Nejvýznamnějším nedostatkem je přenášení nepravidelností z městského provozu do ţelezniční sítě, coţ ovšem je problémem spíše v těch zemích, kde na ţeleznici je obvyklá přesnost.

Obr. 3. 4.Systém Tram – train v Karlsruhe

Základní podmínkou je shodný rozchod kolejí. Významnou roli však můţe hrát i geometrie kolejí a kol, zejména ve vztahu k výhybkám, ale i zatáčkám, ţlábkovým kolejnicím atd. Okolky tramvajových vozů nejsou vhodné pro ţelezniční tratě, navíc v různých městech mají různou geometrii: zatímco v Ostravě jsou okolky podobné ţelezničním, v dalších českých městech jsou okolky příliš úzké a na ţelezniční výhybce by přídrţnice nezaručovala správné vedení kola a můţe působit problémy i na srdcovkách. Ţelezniční kola zase nelze pouţít v tramvajových kolejích (s výjimkou ostravských) pro nedostatečnou hloubku i šířku ţlábků kolejnic, zejména na srdcovkách výhybek. Další podmínkou je vyřešení pohonu, zejména elektrického napájení. Pokud vozidlo odebírá energii sběračem na trati (z trolejového vedení apod.), musí být uzpůsobeno pro příslušný systém (stejnosměrný nebo střídavý proud, napětí, způsob zatěţování sítě odběrem, rekuperace atd.). Akcelerace a brzdné vlastnosti vozidla musí odpovídat i provozu s krátkými mezizastávkovými úseky. Trakční zařízení by přitom neměla ve vozidle zabírat příliš místa na 158


Kapitola III.

Kolejiště průmyslových závodů a nekonvenční doprava

Autor: Ing. Otto Roháč, MBA

úkor přepravy cestujících. Výška trolejového drátu na české ţeleznici je obvykle minimálně 5,1 m, u tramvají minimálně 4,7 m. Vozidlo musí mít patřičná označení a signalizační zařízení k silničnímu i ţelezničnímu provozu a musí být kompatibilní se zabezpečovacími a komunikačními zařízeními a způsoby organizace dopravy v obou systémech. Vozidlo musí být odolné proti nárazům přiměřeně ţelezničním standardům, avšak v městské dopravě by jeho náraz neměl mít nepřiměřeně ničivé účinky na ostatní účastníky provozu. Na tramvajových tratích je přípustný vyšší sklon. Musí být dořešena odpovídající výška nástupní hrany a její vzdálenost od osy koleje, i s přihlédnutím k moţnosti bezbariérového nástupu. Tramvaje jsou stavěny pro výšku nástupišť několik cm, nástupiště SŢDC mají výšku standardně 55 cm nad temenem kolejnic, u sypaných nástupišť nejméně 25 cm. Tramvajová vozidla jsou široká 2,5 m, maximálně 2,65 m, ţelezniční kolem 3 m, rozdíl v optimální vzdálenosti nástupních hran od osy koleje je kolem 30–35 cm.Jeden ze systémů přechodnosti se nazývá podle německého města Karlsruhe, v jehoţ okolí byl v 80. letech 20. století zaveden v síti společnosti Albtal-VerkehrsGesellschaft. Některá dráţní vozidla jsou uzpůsobena pro dva systémy napájení (750 V SS / 15 kV 16,7 Hertz), některé tratě ţelezničního charakteru mají tramvajové napájení 750 V, na jiných linkách zase tatáţ vozidla jezdí jen na ţelezničních tratích s ţelezničním napájením. V Karlsruhe je celý tento systém označován jako Stadtbahn a linky a vlaky jsou označovány písmenem S podobně jako systémy S-Bahn v jiných městech. Na obdobném technickém systému jsou zaloţeny i projekty v dalších městech, především v Německu, ale i ve Francii, Nizozemsku a Anglii. V České republice legislativa v současné době ostře rozlišuje mezi tramvajovými a ţelezničními dráhami. V některých zemích (a v počátcích dráţní dopravy i v RakouskoUhersku) takový rozdíl přímo definován nebyl či není a tramvajové dráhy spadají do stejných nebo podobných podmínek jako místní ţelezniční dráhy. Charakter podobný tramvajovému provozu mívaly především některé místní úzkorozchodné nebo první mimoměstské elektrické dráhy, naproti tomu provoz parních tramvají měl mnohé rysy ţelezniční dopravy. Za nejaktuálnější záměr tohoto typu byl ještě v roce 2003 povaţován projekt Regiotram Nisa, který počítá s moţností propojení mezi Libercem a Jabloncem nad Nisou nebo pokračováním ţelezniční trati Tanvald – Harrachov do zástavby Harrachova. O vlakotramvajích se uvaţuje na Ostravsku. Na tratě z Ostravy do Orlové a Hlučína byly jiţ vypracovány studie. 159


Kapitola III.

Kolejiště průmyslových závodů a nekonvenční doprava

Autor: Ing. Otto Roháč, MBA

Kolem roku 2003 se jednalo o tram-vlakovém systému mezi Karlovými Vary a Mariánskými Lázněmi. Na Mostecku byl z iniciativy Dopravního podniku měst Mostu a Litvínova za účasti Českých drah a. s. navrţen mezinárodní projekt EURO-CESTY. Ten počítá se zahrnutím meziměstské tramvajové tratě Most – Litvínov, tzv. Moldavské horské dráhy (trať 135), včetně obnovení přeshraničního úseku a pokračování systému na německém území do Holzhau a Freibergu, a výstavbou nové dvojkolejné trati Most – Ţatec. V roce 2003 zamýšlely České dráhy zahájení provozu v roce 2011. Existuje také studie zavedení systému vlakotramvají v Brně, a to v rámci tzv. zjednodušené varianty přestavby ţelezničního uzlu a hlavního nádraţí. V Praze přicházejí hypoteticky v úvahu například relace Dejvice – Letiště Ruzyně – Kladno, Modřany – Vrané nad Vltavou, Vysočany – Lysá nad Labem či Všetaty, Holešovice – Kralupy, Malešice u Depa Hostivař, nádraţí Praha-Smíchov, Masarykovo nádraţí. O vlakotramvajích se uvaţuje také v okolí Košic. Rychlodráţní tramvaj, rychlodráha nebo také méně pouţívané označení lehká (městská) ţeleznice (v anglicky mluvících zemích light rail) je forma tramvajové dopravy s kompletně segregovanou dráhou, která pouţívá méně masivní vybavení a infrastrukturu neţ metro, ale naopak těţší, rychlejší a delší soupravy neţ běţné tramvaje. V podstatě je rychlodráţní tramvaj alternativa k metru stavěná tam, kde se metro nehodí buď z finančních nebo jiných důvodů. Na rozdíl od pouliční tramvaje má trasa rychlodráţní tramvaje se silniční dopravou jen mimoúrovňová kříţení, eventuálně přejezdy vybavené světelnými signály nebo výstraţnými kříţi jako klasická ţeleznice. Elektrickou energii získává, stejně jako tramvaje, z trolejí. Nástupiště mohou být řešena několika způsoby. Některé systémy, např. v Los Angeles, v Manchesteru nebo v Manile, vyuţívají – stejně jako metro – vysoké nástupní hrany, tzn. ţe nástupiště je ve výšce 900 mm stejně jako podlaha tramvaje. Díky tomu je nastupování a vystupování cestujících velice usnadněno. Nejvíce je rychlodráţní tramvaj rozšířená ve Spojených státech amerických pod názvem „light rail“, nejvyuţívanější potom v Los Angeles, Bostonu, Portlandu a v San Diegu. Kromě Spojených států je rychlodráţní tramvaj provozována např. v Manile na Filipínách a v mnoha městech v Asii. Ve Spojeném království vyuţívají rychlodráţní tramvaje často zrušené ţeleznice, včetně jejich nádraţí (Manchester, Birmingham, Nottingham). I v Česku se počítá s výstavbou tohoto systému – konkrétně v Brně (Brněnský tramvajový diametr), kde by byla tramvaj vyuţita zároveň jako podpovrchová tramvaj, hlavně 160


Kapitola III.

Kolejiště průmyslových závodů a nekonvenční doprava

Autor: Ing. Otto Roháč, MBA

v centru města. Česká legislativa a technické normy umoţňují podobnou lehkou dráhu budovat a provozovat buď v reţimu ţelezniční dráhy (regionální), nebo v reţimu tramvajové dráhy, případně jako speciální ţelezniční dráhu, coţ je kategorie, do které zatím spadá pouze praţské metro. Před rokem 1994 metro spadalo do kategorie městských rychlodrah Na Slovensku se rychlodráţní tramvaj provozuje v Košicích, mezi městskou částí Západ a podnikem U. S. Steel Košice. Rychlodráha byla zprovozněna v polovině šedesátých let, je vedena souběţně s rychlostní komunikaci, v provozu jsou na ní běţné městské tramvaje, které jezdí maximální rychlostí. Další rychlodráha je plánována v Bratislavě, kde bude tvořit páteř celé MHD a nahradí pomalé a přetíţené autobusové linky spojující největší sídliště Petrţalka a centrum města. Mezi české tramvaje vhodné i pro rychlodráţní provoz patří např. Tatra KT8D5, Tatra RT8D5, Tatra RT6N1, Škoda 06T nebo Škoda 14T/13T/16T Vlakotramvaje na Ostravsku jsou společným rysem několika projektů či záměrů, které mají řešit dopravu v ostravské algomeraci. Navazují na tradici úzkorozchodných příměstských drah v oblasti. Uvaţuje se o tramvajích, které by mohly přecházet z ostravské městské tramvajové sítě na celostátní ţelezniční síť. Na Ostravsku je tato myšlenka reálnější neţ v okolí jiných českých měst s tramvajovou dopravu, protoţe ostravská tramvajová síť jako jediná v republice pouţívá kolejnice s profilem podobným ţelezničnímu a tomu odpovídají i okolky tamějších tramvají. Vyuţít lze i některé ze zdejší rozsáhlé sítě ţelezničních tratí (včetně vleček). Uvaţuje se především o trati Ostrava – Orlová. Orlová je v současnosti zdaleka největším městem v Česku bez veřejné kolejové dopravy. Nový systém má plně nahradit nynější autobusovou dopravu a přímo obslouţit orlovské části Lutyně a Poruba. Byly prověřovány 4 základní směrové varianty:  „sever“ - přes Bohumín a Dolní Lutyni s vyuţitím tratě SŢDC č. 270  „střed“ – přes Heřmanice a Rychvald s vyuţitím tratě OKD, Dopravy v úseku Heřmanice - Rychvald - Orlová-Město, která v úseku Rychvald – Orlová bývala celostátní dráhou ČSD  „jih A“ – přes Michálkovice s vyuţitím Báňské dráhy OKD, Dopravy  „jih B“ – nová trať přes Radvanice a Petřvald

161


Kapitola III.

Kolejiště průmyslových závodů a nekonvenční doprava

Autor: Ing. Otto Roháč, MBA

Provozní hlediska i hlediska stavebních nákladů vedla k volbě varianty „střed“. Je zvaţována jak varianta společného provozu osobní i nákladní dopravy na jednokolejné trati s výhybnami, tak varianta s rozšířením stávajícího ţelezničního spodku, po němţ by byly vedeny samostatně dvě jednokolejné tratě, jedna jen pro nákladní dopravu a druhá (s výhybnami) jen pro vlakotramvaje. Návrhová rychlost vlakotramvajové tratě mimo zastavěné území je 80 km/h a minimální poloměr oblouku 190 m, ve městě rychlost 50 km/h a minimální poloměr oblouku 50 m. Vzdálenost výhyben má v celé trase umoţňovat interval 7,5 minuty, V běţném provozu se počítá v meziměstském úseku s minimálním intervalem 15 minut, v městském úseku v Orlové navíc s vloţenými spoji. V Ostravě jsou zvaţovány dvě varianty zakončení: buď zapojení do ţelezniční stanice Ostrava hlavní nádraţí, nebo vedení novou tramvajovou tratí v Muglinovské ulici a napojení na stávající městskou tramvajovou síť u zastávky Sady Boţeny Němcové. V takovém případě se předpokládá přechodnost vozidel a rozdělení spojů z Orlové do dvou linek podle toho, kam by v Ostravě pokračovaly. V Orlové je navrţeno vedení Slezskou ulicí přes Porubu a Masarykovou třídou přes Lutyni. I v této části trasy má být trať jednokolejná s výhybnami, v zastavěném území se zatravněným krytem traťového svršku s maximálním moţným odhlučněním. Zastávky mají být v místech dosavadních zastávek autobusů. Trať má být zakončena v prostoru nynějšího autobusového nádraţí u zastávky Lutyně, poliklinika, kde se počítá i s vybudováním parkoviště P + R. Na začátku a na konci Orlové je navrţen terminál pro přestup na nekolejovou dopravu. Navrţen byl provoz dvousystémových elektrických vozidel (600 V / 3000 V stejnosměrného napětí) o šířce 2,65 metru s podlahou ve výšce 350 mm nad temenem kolejnice. Základní jednotka by měla délku 40 metrů (kapacita 170 cestujících), pro provoz v období niţších přepravních nároků a pro vloţené spoje v Orlové by byly určeny kratší jednotky o délce 20 metrů (kapacita 75 cestujících). Projekt můţe být upraven i pro variantu jednosystémových vozidel, ať uţ elektrických tramvají, nebo lehkých ţelezničních vozidel nezávislé (zřejmě dieselové) trakce. Dřívější spojení tramvajovou dráhou bylo napojeno na ostravskou síť v roce 1950, v roce 1981 zrušeno a na místě trati vybudována silnice I/56. Myšlenka na obnovení dopravy lehkou kolejovou dopravou mezi Ostravou a Hlučínem přes Petřkovice (Ostrava) a Ludgeřovice se objevila v Generálním dopravním plánu města Ostravy v roce 1997 z iniciativy Generálního ředitelství Českých drah. Bylo by tak 162


Kapitola III.

Kolejiště průmyslových závodů a nekonvenční doprava

Autor: Ing. Otto Roháč, MBA

moţné spojení bez přestupu z Hlučína aţ na sídliště Dubina v jiţní části Ostravy. V roce 2005 byla dokončena studie, která potvrzuje uţitečnost takového projektu. Obtíţně překonatelnou se však jeví výše nákladů na výstavbu, která byla odhadnuta na 2 miliardy Kč, a spory jsou i o to, který subjekt by měl stavbu z veřejných peněz financovat, zda města, kraj, či stát. Myšlenky na zavedení vlakotramvají mezi Ostravou a Havířovem byly zatím jen velmi teoretické a jejich realizace je málo pravděpodobná. Předpokládaly by vyuţití nynější ţelezniční tratě mezi oběma městy a vybudování nové tramvajové tratě od nádraţí Havířov Hlavní a Dlouhou třídou 3.2.2 Vysokorychlostní tratě Vysokorychlostní vlak je vlak jehoţ konstrukce mu umoţňuje dosahovat rychlostí nejméně 250 km/h, je prioritně určen pro provoz na vysokorychlostní trati. Zpravidla se můţe pohybovat po konvenčních tratích (tedy tam, kde poloměr směrového oblouku je nejméně R=150 m). Výjimku tvoří nekonvenční systémy (Maglev).. Vysokorychlostní tratě – systém Maglev V posledních létech zaznamenává Čína nebývalý ekonomický vzestup.V období konjunktury dosahoval růst HDP aţ dvouciferné hodnoty a čínská ekonomika táhla celosvětovou poptávku.V období ekonomické krize,kdy vyspělé ekonomiky stagnovaly, nebo vykazovaly záporný HDP, čínská ekonomika vykazovala kladný růst HDP.Ekonomické výsledky přinesly i nebývalý rozvoj v ţelezniční dopravě Číny.Mezi chloubu techniky patří i vlak na magnetickém polštáři „Maglev“.Tato významná investice zajišťuje dopravu a excelentní zákaznický servis z mezinárodního letiště a je chloubou Šanghaje. Čína sama vysokorychlostní vlaky nevyrábí, přesto patří mezi průkopníky. V roce 2002 byla v Šanghaji poprvé zahájena doprava Maglevu.. Dále byla 26. prosince 2009 v Číně otevřena 968 km dlouhá vysokorychlostní trať Wuhan – Guangzhou (Wu-chan - Kuang-čou (Kanton)) s maximální rychlostí 350 km/h. Jedná se tak o nejrychlejší ţelezniční spojení v komerčním provozu na světě, neboť cestovní rychlost vlaku je 313 km/h.

163


Kapitola III.

Kolejiště průmyslových závodů a nekonvenční doprava

Autor: Ing. Otto Roháč, MBA

Obr. 3. 5. Maglev v Německu

Obr. 3. 6. Maglev v Šanghaji

Obr. 3. 7. Maglev v Japonsku

164


Kapitola III.

Kolejiště průmyslových závodů a nekonvenční doprava

Autor: Ing. Otto Roháč, MBA

Maglev – zkráceně z magnetické levitace – je nejmodernější, nejrychlejší a nejdraţší druh kolejové dopravy. Vlak se pohybuje na polštáři magnetického pole, které je vytvářeno soustavou supravodivých magnetů, zabudovaných v trati i ve vlaku. Tento vlak má tedy, místo kol, speciální systém magnetů, včetně lineárních motorů a pohybuje se několik centimetrů nad kolejnicí. V Evropě se pouţívá vzdálenost okolo pěti centimetrů, v Japonsku kvůli geologické aktivitě okolo 100 mm. Tratě pro Maglev jsou poměrně nákladné a musejí být z bezpečnostních důvodů stavěny na mostech, nebo v tunelech, coţ rozvoj této technologie také prodraţuje. Rychlost vlaků není teoreticky téměř nijak omezená, rychlostní rekord (2005) dosahuje 583 km/h, který vytvořili Japonci. V praxi je rychlost limitovaná spotřebou energie a aerodynamickým odporem, tento problém se snaţí vyřešit projekt Swissmetro tím, ţe navrhuje provozovat dráhu v tunelech zbavených vzduchu aţ ke hranici vakua. Takové řešení bylo navrţeno i pro tzv. transatlantický tunel Vznášení vlaku nad kolejemi je zajištěno odpudivou nebo přitaţlivou silou elektromagnetů (magnetická levitace). Někteří výrobci uţívají klasické elektromagnety, jiní zvolili elektromagnety se supravodivými cívkami. Výroba dostatečně výkonných elektromagnetů s nepatrnou energetickou spotřebou je umoţněna supravodivostí některých materiálů po ochlazení kapalným dusíkem.Teorie funguje na kapalném heliu a dalších látkách tak spolehlivě, ţe za ni byla udělena Nobelova cena. Zároveň však předpovídá, ţe k těmto jevům nemůţe docházet při teplotách větších neţ 23 kelvinů. Maglev v Šanghaji (také Transrapid) je vysokorychlostní pozemní dráha spojující stanici na mezinárodním letišti Shanghai Pudong International s vnitřní aglomerací Šanghaje (stanice Třída Lóngyáng). Technologii vozidel vznášejících se díky odpudivým účinkům magnetického pole dodala německá firma Siemens. Zkušební provoz 30 km dlouhé dvoukolejné dráhy byl zahájen 31. prosince 2002. Během jednoleté zkušební doby se podle zpráv v čínském tisku vyskytly technické problémy (poţár kabelu a koroze dílů). Pravidelný provoz byl zahájen počátkem roku 2004; Maglev Šanghaj se tak stal nejrychlejším traťovým vozidlem na světě

165


Kapitola III.

Kolejiště průmyslových závodů a nekonvenční doprava

Autor: Ing. Otto Roháč, MBA

podle jízdního řádu. Další rekord překonal 12. listopadu 2003 kdy dosáhl rychlosti 501 km/h, nejvyšší ze všech komerčně provozovaných drah. Souprava ujede vzdálenost 30 km asi za 8 minut tedy průměrnou rychlostí přes 220 km/h. Po 3 a půl minutách od rozjezdu urazí asi 12,5 km a dosáhne cestovní rychlosti 430 km/h. Tuto rychlost udrţuje po dobu 50 sekund a poté začne zpomalovat, opět na úseku dlouhém 12,5 km

Vysokorychlostní, bezpečný, pohodlný, energetický úsporný, šetrný k ţivotnímu prostředí - jeden z nejmodernějších dopravních prostředků. Vlaková souprava Maglev je vynálezem 20. století. Je to vysokorychlostní, pohodlný, energeticky úsporný a ţivotní prostředí šetřící, na trať vázaný dopravní systém nového typu. Se stavbou šanghajské trati pro ukázkový provoz Maglev se začalo v březnu 2001. Trať začíná na západní straně stanicí Longyand Road a na východě končí stanicí Mezinárodní letiště Pudong. Celková délka hlavní trati činí 30 km v dvojkolejném provozu s moţností obratu. Má dvě nástupní/výstupní stanice, dvě napájecí stanice, 1 provozní dispečink a jedno centrum údrţby. V počátečním období budou dodána 3 vozidla o 15 oddílech. Projektová maximální rychlost činí 430 km/h. Doba jízdy v jednom směru činí zhruba 8 minut. Jako první trať určená pro komerční provoz vlaků Maglev přispěje tato stavba velkým dílem ke zlepšení dopravní situace z centra města na mezinárodní letiště v Pudongu a navíc bude významným krajinným prvkem moderní mezinárodní metropole

166


Kapitola III.

Kolejiště průmyslových závodů a nekonvenční doprava

Autor: Ing. Otto Roháč, MBA

Základní charakteristiky systému  provozní rychlost do 400-500 km/h  bezkontaktní levitace bez opotřebení, technologie vedení a pohonu nezávislá na tření  velké zrychlení, vysoký brzdný výkon  bez kontaktu s vodicí drahou a díky plynulé regulace rychlosti (ne po krocích) je jízda stabilní a pohodlná  bez vykolejení a kolizí, tedy i vysoká bezpečnost  niţší hlučnost ve srovnání s jinými dopravními prostředky pohybujícími se stejnou rychlostí  bez emisí zplodin hoření a jiných znečišťujících látek jak uvnitř vozidla, tak i podél trati  magnetické pole uvnitř vozidla i vně je srovnatelné se zbytkovým geomagnetickým polem, mnohem niţší neţ např. kolem vysoušeče vlasů, resp. neţ sloţky vyskytující se v elektromagnetickém spektru  nízká specifická spotřeba energie a nízké provozní náklady  flexibilní volba trasy vodicí dráhy vzhledem k malým poloměrům zakřivení a vysoké stoupavosti (10 %) minimální územní nároky na vodicí dráhu Struktura vodicí dráhy Systém vodicí dráhy šanghajské trati Maglev sestává z nosníků vodicí dráhy a přesouvačů vodicí dráhy.

167


Kapitola III.

Kolejiště průmyslových závodů a nekonvenční doprava

Autor: Ing. Otto Roháč, MBA

Nosníky vodicí dráhy Nosník vodicí dráhy je stěţejní součást projektu Shanghai Maglev. Pouţívá se v celé řadě různých velikostí co objemu, hmotnosti a přesnosti provedení. Vyrábí se sloţitou technologií , je nesnadné jej dopravit na staveniště a vztyčit. Trať jako celek má celkem 2604 nosníky se 60 % z tohoto počtu v zakřiveném provedení. Kaţdý váţí aţ přes 100 tun. Odchylky v různých rovinách nosníku nesmějí přesahovat 2 mm. Přesnost trojrozměrného usazení konzol je menší neţ 1 mm. K dispozici jsou nosníky dvojího typu: hybridní ocelobetonové a ocelové. Hybridní nosníky jsou dle specifikací uspořádány do tříd o délkách 12, 18, 21, 24 a 50 m. Šestimetrové nosníky z ocelových plátů lze navzájem stavět na sebe a pouţívají se na přejezdech přes řeku.

Přesouvače vodicí dráhy Systém Maglev provádí změnu kolejí s vyuţitím ocelových ohebných přesouvačů. Kaţdý sestává s kontinuálního ocelového skříňového nosníku, který se elasticky ohýbá s vyuţitím elektromagnetických stavěcích unášečů a zajišťuje ve své koncové poloze. Vozidlo se pohybuje po zakřivené trati v nadneseném stavu. Změnu polohy kaţdého takového přesouvače řídí a monitoruje systém řízení provozu.

168


Kapitola III.

Kolejiště průmyslových závodů a nekonvenční doprava

Autor: Ing. Otto Roháč, MBA

Šanghajská trať pro ukázkový provoz vlaků Maglev má 8 přesouvačů, dvoucestných či trojcestných. Přesouvač sestává z nosníků vodicí dráhy, spodní konstrukce nosníků, loţisek, mechanického vybavení a elektrického zařízení. Systém řízení provozu 1. systém řízení provozu 2. řízení přesouvačů vodicí dráhy 3. ochrana a regulace segmentu vodicí dráhy 4. ochrana a řízení vozidla 5. rádiový přenos Systém řízení provozu vlaků Maglev lze charakterizovat centrálním automatickým řízením provozu podle naprogramovaného harmonogramu jízd s decentralizovaným monitorováním a zabezpečením všech tras a pohybů vozidla. Klasickým úkolem strojvedoucího je plnit úlohu jakéhosi průvodce vlaku, který v případě čehosi mimořádného komunikuje s dispečinkem. Všechny normální jízdní a brzdné operace zcela provádí systém řízení provozu. Zařízení pro zabezpečení provozu je umístěno ve vozidle a stacionárních objektech. Výměnu dat mezi oběma těmito částmi systému zajišťuje vysoce spolehlivý systém rádiového přenosu, fungující na přímou viditelnost. Konkrétní uspořádání rádiových stoţárů na trase zajišťuje, aby dvě redundantní antény na vozidle mohly v kaţdém okamţiků přijímat signály ze dvou nezávislých rádiových stoţárů.

169


5

Reference [1]

Ederer A.: JAN PERNER, Praha 1946;

[2]

Černý J.: JAN PERNER- PŘEMOŢITELÉ ČASU 6, MON Praha 1988

[3]

Čermák L.: STOPY-FAKTA-SVĚDECTVÍ Z HISTORIE TRATI CHOCEŇ BROUMOV V DATECH A OBRAZECH 2. díl, 1999, ISBN 80-86056-45-7

[4]

Krejčiříková

H.

:

NOVÉ

PRVKY

A

TECHNOLOGIE

VÝSTAVBY

ŢELEZNIČNÍCH TRATÍ V ČESKÉ REPUBLICE, Stavebnictví číslo: 02/08 [5]

Předpis SŢDC S-3 Ţelezniční svršek

[6]

Předpis SŢDC S-3/1 Bezstyková kolej

[7]

Předpis SŢDC S-4 Ţelezniční spodek

[8]

Minář L.: PŘECHOD TĚLESA ŢELEZNÍNÍHO SPODKU NA MOSTNÍ BJEKTY in Seminář „Ţelezniční dopravní cesta“, Ostrava 2006

[9]

Broul J. , Hudeček L. : STANOVENÍ DŮLNÍCH ŠKOD U PODDOLOVANÝCH ŢELEZNIČNÍCH STAVEB – Monografie, Ostrava 2003, ISBN 80-248-0262-7

[10]

Hudeček L.: Syllabus přednášek předmětu „Ţelezniční svršek a ţelezniční spodek“ – FAST, VŠB TUO, Ostrava 2009

[11]

Oţanová E.: Syllabus přednášek předmětu „Ţelezniční stavitelství“ – FAST,

VŠB

TUO, Ostrava 2009 [12]

Materiály společnosti AWT

Elektronické zdroje : [I]

Fotografie

In:

http://www.szdc.cz/o-nas/zeleznice-cr/historie-zeleznice/zeleznicni-

svrsek [II]

Fotografie In : http://kubicek.euweb.cz/

170


Garant:

Leopold Hudeček

Název:

Ţelezniční stavby

Místo, rok vydání:

Brno, 2010

Počet stran:

171

Vydalo:

AKADEMICKÉ NAKLADATELSTVÍ CERM, s. r. o. Brno

Tisk:

FINAL TISK s. r. o. Olomučany

Náklad:

25 ks

Vydání:

první

Neprodejné

ISBN 978-80-7204-729-1

FAST10  

Ţelezniční stavby INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ Garant: Ing. Leopold Hudeček, Ph.D. e-mail: leopold.hudecek@vsb.cz © Leopold Hudeček, Eva...

Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you