Obsah 1.
2.
Vozidlo a kolej .................................................................................................................... 3 1.1.
Kolej a dvoukolí............................................................................................................ 3
1.2.
Adhese a odpory .......................................................................................................... 3
1.2.1.
Traťové odpory ..................................................................................................... 4
1.2.2.
Vozidlové odpory.................................................................................................. 4
Geometrické parametry koleje a průjezdný průřez ........................................................... 4 2.1.
2.1.1.
Rozchod ................................................................................................................ 4
2.1.2.
Převýšení koleje.................................................................................................... 5
2.1.3.
Vzestupnice .......................................................................................................... 5
2.2.
3.
5.
6.
Přechodnice .......................................................................................................... 6
2.2.2.
Délky mezipřímých a kružnicových úseků ............................................................ 6
2.2.3.
Směrové oblouky .................................................................................................. 6
2.2.4.
Sklonové poměry .................................................................................................. 6
2.2.5.
Výškové oblouky ................................................................................................... 7
2.3.
Prostorová poloha koleje............................................................................................. 7
2.4.
Průjezdný průřez .......................................................................................................... 7
Trakce ................................................................................................................................. 7 Elektrická (závislá)trakce ............................................................................................. 7
3.1.1.
Soustavy závislé trakce v ČR ................................................................................. 7
3.1.2.
Přívod elektrické energie...................................................................................... 8
Trasování ............................................................................................................................ 8 4.1.
Vedení trasy v terénu .................................................................................................. 9
4.2.
Trasa konstantního odporu ......................................................................................... 9
4.3.
Řídící čára ..................................................................................................................... 9
4.4.
Rozvinutí trasy ............................................................................................................. 9
Rozvoj železniční sítě ........................................................................................................ 10 5.1.
Rozvoj v ČR................................................................................................................. 10
5.2.
Mezinárodní dohody ................................................................................................. 10
5.3.
Interoperabilita .......................................................................................................... 11
5.4.
Vysokorychlostní tratě ............................................................................................... 11
Železniční spodek ............................................................................................................. 11 6.1.
1
Geometrické uspořádání ............................................................................................. 5
2.2.1.
3.1.
4.
Konstrukční uspořádání ............................................................................................... 4
Těleso železničního spodku ....................................................................................... 11
6.2.
Únosnost železničního spodku .................................................................................. 13
6.3.
Základní konstrukce ................................................................................................... 13
6.4.
Vhodnost zemin do tělesa železničního spodku........................................................ 15
6.5.
Odvodnění ................................................................................................................. 15
6.6.
Stavby železničního spodku ....................................................................................... 16
7.
6.6.1.
Opěrné zdi .......................................................................................................... 16
6.6.2.
Zárubní zdi .......................................................................................................... 17
6.6.3.
Propustky............................................................................................................ 17
Železniční svršek ............................................................................................................... 18 7.1.
Součásti železničního svršku ...................................................................................... 18
7.2.
Kolejnice .................................................................................................................... 18
7.3.
Upevnění .................................................................................................................... 19
7.3.1.
Druhy podkladnic ............................................................................................... 19
7.3.2.
Sestavy upevnění................................................................................................ 21
7.4.
Kolejnicové podpory .................................................................................................. 22
7.5.
Kolejnicové styky ....................................................................................................... 23
7.6.
Kolejové lože .............................................................................................................. 26
8.
Výhybky ............................................................................................................................ 27
9.
Dopravny a stanoviště ...................................................................................................... 29 9.1.
Stanice ....................................................................................................................... 30
9.1.1.
Dělení stanic podle zapojení .............................................................................. 30
9.1.2.
Uspořádání stanic ............................................................................................... 30
9.1.3.
Staniční koleje .................................................................................................... 31
9.1.4.
Zarážedla ............................................................................................................ 32
9.1.5.
Návěstidla ........................................................................................................... 32
9.1.6.
Výhybková rozdělení a spojení ........................................................................... 32
9.1.7.
Svršek ve stanicích .............................................................................................. 33
9.1.8.
Spodek ve stanicích ............................................................................................ 33
9.1.9.
Zařízení pro přepravu osob ................................................................................ 33
9.1.10.
Zařízení pro nakládku a vykládku ................................................................... 35
9.2.
Výhybny ..................................................................................................................... 36
9.3.
Řešení dalších případů ............................................................................................... 37
10.
Použité informační zdroje ............................................................................................. 38
2
1. Vozidlo a kolej 1.1.
Kolej a dvoukolí
Základním prvkem, prostřednictvím kterého se přenáší veškeré síly z vozidla na kolejnici, je dvojkolí. Svým stykem s kolejnicí zajišťuje přenos akceleračních a brzdných sil a zároveň zajišťuje směrové vedení vozidla prostřednictvím koleje. Dvojkolí je tvořeno nápravou, ke které jsou pevně připojena dvě kola. Na železnici se používají v podstatě v druhy kol a to obručové a celistvé. Obručové se skládají z disku, nebo hvězdice (disk), na kterou se za tepla natahuje obruč. Celistvá kola tento druh dlouhodobě vytlačují a to ze dvou hlavních důvodů, zaprvé je to nižší hmotnost a za druhé eliminace nebezpečí prokluzu obruče (vlivem uvolnění). Výjimečně (spíše u vozidel tramvají a metra) se lze ještě setkat se skládanou konstrukcí, kde se mezi disk a obruč (případně mezi části disku) umístí pryžová vložka pro snížení hladiny hluku ve vozidle. Tato technologie byla použita na vlaky ICE, kde byla zároveň příčinou nehody1. Vzhledem k tomu, že obruč kola (resp. jeho pojížděná část) je tvrdší než kolejnice (poměr 1,2:1,0) dochází k vtlačování a elastické deformaci kolejnice a tím vzniká jízdní plocha. Jednoduše řečeno je jízdní plocha místo, kde se dotýká kolejnice a kolo. Jízdní plocha je dnes ve tvaru tzv. opotřebeného profilu (v obrázku červeně). Tato plocha zajišťuje rozdíl průměrů styčných kružnic při průjezdu obloukem (viz obrázek) naopak v přímé se dvojkolí přirozeně vystřeďuje. Úklon kolejnic se zřizuje z důvodu tzv. Ekvivalentní konicity, je to veličina udávající vztah dvojkolí a koleje. Na našem území byl dříve používaný úklon 1:20, dnes se na modernizovaných tratích (hlavně t. koridorech) používá 1:40. Ovšem tento úklon má velice špatný vliv na vozidla, která mají dvojkolí opotřebená podle úklonu 1:20, takže v některých případech se přistupuje k přebrušování kolejnic na kompromisní úklon 1:30. Dalším velice důležitým pojmem je tzv. volný kanál koleje. Jedná se o prostor mezi kolejnicemi.
1.2.
Adhese a odpory
Adhese je schopnost přenášet tečné síly (akcelerace, brzdné síly) z kola na kolejnici prostřednictvím stykové plochy. To znamená, že pokud tažná síla vyvíjená na kolejnici překročí mez adheze, dojde k prokluzu (adheze se mění na smykové tření). Naopak pokud 1
Více viz: http://www.rail.sk/ice/eschede/eschede.htm
3
brzdné síly na obvodu kola překročí mez adheze, dojde ke smyku kol po kolejnicích. Při každém z těchto případů dochází k výrazné eliminaci přenosu tečných sil a hlavně v případě brzdění je tento jev velice nebezpečný. Součinitel adheze je vlastně poměr mezi tažnou silou a svislou kolovou silou. Při jízdě kolejových vozidel se projevují odporové síly, které jsou způsobeny tratí (traťové odpory), nebo samotným vozidlem (vozidlové odpory). Souhrnně lze tyto odpory označit jako trakční odpory (jsou překonávány trakční silou vozidla).
1.2.1. Traťové odpory Základním trakčním odporem je odpor ze sklonu tratě, který na vozidlo působí při jízdě do stoupání. Dalším je odpor v oblouku, který lze definovat jako výslednici všech sil, které působí proti jízdě vozidla v oblouku, jsou to: • • •
síly tření mezi jízdními plochami a kolejnicemi, síly tření mezi okolky a kolejnicemi, síla působící změnu směru jízdy vozidla.
Třetím je odpor z jízdy v tunelu, kde se jedná o aerodynamický odpor.
1.2.2. Vozidlové odpory Jízdní odpor vozidla způsobuje hlavně tření. A to mezi koly a kolejnicemi, tření čepů náprav v ložiscích a také odpor vzduchu. Nelze ani opomenout vozidlové odpory ze setrvačnosti, které jsou dány silami, které musí být překonány při uvedení vozidla do pohybu, nebo jeho akceleraci.
2. Geometrické parametry koleje a průjezdný průřez Kolej, která je vytvořená ze dvou kolejnicových pásů upevněných na kolejnicové podpory uložené v kolejovém loži je charakterizována konstrukčním a geometrickým uspořádáním koleje (ČSN 73 6360-1).
2.1.
Konstrukční uspořádání
Konstrukční uspořádání sleduje rozchod kolejnicových pasů a jejich vzájemnou výškovou polohu (převýšení, vzestupnice, apod.)
2.1.1. Rozchod V našich podmínkách se používá normální rozchod koleje v přímé a to 1435 mm. Jedná se o vzdálenost pojížděných hran protilehlých kolejnicových pásů. Měří se pod temenem kolejnice a to 14 mm u širokopatních kolejnic a 9 mm u žlábkových. V kružnicových obloucích menších než 275 m se musí zřídit rozšíření rozchodu. Rozšíření se zřizuje dle ČSN 73 6360-1 a to maximálně 16 mm. Stavebně se provede posunutím vnitřního pásu blíže středu. U žlábkových kolejnic se nezřizuje. Výběh do rozšíření by měl mít tvar 1 mm rozšíření na 1 m délky kolejnice. Při vstupu do kružnicové části oblouku, by již rozšíření mělo být úplné, tzn zřizuje se v přechodnicích. V případě, že se jedná o prostý kružnicový oblouk, výběh se zřizuje v přilehlém přímém úseku.
4
2.1.2. Převýšení koleje Převýšení (D) se k eliminaci účinků odstředivé síly působící na vozidlo při průjezdu obloukem. Zřizuje se změnou nivelety vnějšího kolejového pásu. Teoretické převýšení (Deq) je takové, při kterém výslednice svislého zrychlení (gravitace) a odstředivého zrychlení (průjezd obloukem)působí kolmo na spojnici temen kolejnic. Je dáno , ∙
vztahem = ; , kde V je maximální návrhová rychlost a R je poloměr oblouku. Pokud vlaky projíždějí obloukem rychlostí větší, než je V, vzniká nedostatek převýšení , ∙
− ; . Důsledkem nedostatku převýšení dochází k nadměrnému zatížení = vnějšího pásu nárůstem svislé a vodící síly. Jestliže je naopak průjezdná rychlost menší, než , ∙
; . Při přebytku převýšení V vzniká přebytek převýšení, který je velký = − dochází k zatížení vnitřního pásu především svislou kolovou silou. Obě dvě hodnoty limitně upravuje norma ČSN 73 6360-1, nicméně maximální hodnotou I je 160 mm a to mimo výhybku a v obloucích s poloměrem větším nebo rovným 290 m. Vzhledem k tomu, že převýšení musí být navrženo pro všechny projíždějící vlaky, musíme znát jejich skladbu a rychlost. Pokud tyto hodnoty neznáme, převýšení počítáme jako doporučené
=
, ∙
pro rychlosti menší nebo rovny 120 km/h, , ∙
=
, ∙
pro
= pro rychlosti do 200 km/h. rychlosti v rozmezí 120 km/h až 160 km/h (včetně) a Pokud je nutné zřídit převýšení v kolejovém rozvětvení, nemělo by toto převýšení přesáhnout 80 mm a nesmí přesáhnout 120 mm, nedostatek převýšení nesmí překročit 100 mm. Nicméně snahou projektanta by mělo být zřizovat rozvětvení v přímé.
2.1.3. Vzestupnice Převýšení se dosáhne prostřednictvím konstrukce vzestupnice. Tato konstrukce by měla zajistit plynulou změnu převýšení. Sklon vzestupnice je definován hodnotami změny převýšení za změnu času (dD/dt). Pokud to situace dovolí, používá se lineární vzestupnice, která má po celé své délce (mimo počátečního a koncového zaoblení) konstantní sklon. ∙ $∙ )**,+ Délku lze vyjádřit vztahem = nebo "# = %%% ; , kde & = ' ∙ ( ' = . Pokud , ∙
!
!
to situace vyžaduje a jsou splněny podmínky (V≤80 km/h) je možno vytvořit vzestupnici delší než přechodnici. Začátek vzestupnice a přechodnice bude shodný, ale konec vzestupnice bude až v kružnicové části oblouku. V konci přechodnice lze převýšení a jeho nedostatek definovat jako ,-. =
/0 /
a 1-. =
22,+∙ 3 4
− ,-. . Pokud se jedná o prostý kružnicový oblouk lze
vzestupnici navrhnout v přímé, výjimečně v kružnicové části. Pokud je potřeba, je možné navrhovat vzestupnici jako nelineární a to podle Blosse, kde lze její délku vyjádřit jako , ∙$∙ "# = %%% ; . V obou případech se vypočítaná délka zaokrouhluje na nejbližší vyšší metr.
2.2.
Geometrické uspořádání
Trasa železniční tratě se skládá z přímých úseků a z oblouků. Oblouky se skládají z kružnicové části (na rozdíl od pozemních komunikací nelze navrhoval přechodnicový oblouk) a krajních přechodnic. Případně může být zřízen i prostý kružnicový oblouk, pokud jsou splněny 5
podmínky v ČSN. Oblouky na sebe mohou navazovat a to se shodnou křivostí, nebo opačné. Pokud na sebe navazují dva oblouky se shodnou orientací křivosti, je vhodný je spojit a vytvořit složený oblouk (nepoužívat mezipřímou). Pokud dva po sobě následující protisměrné oblouky spojujeme, je vhodné použít přechodnici s bodem obratu (opět nezřizovat krátkou mezipřímou).
2.2.1. Přechodnice Konstrukce přechodnice se zřizuje pro plynulou změnu křivosti (nedostatku převýšení) jízdní dráhy. Přechodnice se standardně zřizuje ve stejné délce jako vzestupnice a v délce zaokrouhlené nahoru na celý metr. Přechodnice se projektuje ve tvaru klotoidy. Pokud je použita přechodnice tvaru kubické paraboly, ponechá se do první rekonstrukce, případně, pokud situace neumožňuje změnu, trvale. Délku krajní přechodnice lze vyjádřit jako $∙ ∙8 ;9 ∙∆8 "5 ≥ %%% ; , nebo 7 ≥ 9. Mezilehlou přechodnici lze vyjádřit jako 7,: ≥ 2===, kde 22,+∙ 3
∆1 = >?
43
− ,) @ − ?
, ∙ ! 22,+∙ 3 4A
− ,2 @> ;
. V obou případech by přechodnice měla být
dlouhá alespoň "5 = %, ∙ √ . Přechodnici lze navrhnout také podle Blosse (nelineární , ∙$ ∙ přechodnice). A to ekvivalentně k vzestupnici "5 ≥ %%% . Podrobný výpočet oblouku je uveden v příloze C ČSN 73 6360-1.
2.2.2. Délky mezipřímých a kružnicových úseků Dle ČSN je nutné dodržet minimální délku mezipřímého úseku a to v traťových a hlavních staničních kolejích alespoň D,EF: = 0,25 ∙ J pro rychlosti 0 km/h až 120 km/h, D,EF: = 0,50 ∙ J pro 120 km/h až 230 km/h a D,EF: = 0,75 ∙ J pro 230 km/h až 300 km/h. V kolejích manipulačních a ostatních dopravních alespoň D,EF: = 10 pro rychlosti do 50 km/h, D,EF: = 0,20 ∙ J pro 50 km/h až 70 km/h, D,EF: = 0,25 ∙ J pro 70 km/h až 120 km/h a D,EF: = 0,30 ∙ J pro 120 km/h až 160 km/h.
2.2.3. Směrové oblouky Nově navrhované trasy mají být co nejpřímější, tzn. co nejdelší přímé úseky a co největší poloměry oblouků. Na celostátních a v jejich průběžných staničních kolejích se navrhuje NEF: = 300 , na regionálních taktéž, ale limitní hodnota je NEF: = 190 , na vlečkách a manipulačních kolejích stejně, ale nejméně NEF: = 150 . Nové stanice a dopravny se navrhují přednostně v přímé. Pokud to poměry nedovolí, je nutné navrhnout dopravnu tak, aby průjezdná rychlost po hlavních kolejích byla shodná s traťovou a nejmenší poloměr oblouku koleje u hrany nástupiště byl QRS = %% S. Ze znalosti vzorců pro výpočet převýšení lze říci, že minimální poloměr můžeme spočítat jako , ∙
QRS T QRS
=
, ∙
QRS
resp.
=
.
2.2.4. Sklonové poměry Nově navrhovaný sklon se navrhuje co nejmenší možný a to s ohledem na ekonomiku a hospodárnost provozu (trakční odpory ze sklonu trati). Sklon kolejí by neměl přesáhnout 40‰. Sklonové poměry v dopravnách musí být takové, aby bylo možno zajistit rozjezd, zastavení vlaku a odstavení vlaku. V kolejích určených k odstavování vozidel má být sklon U; = 1 ‰ a nejvýše UEF: = 2,5 ‰ a koleje navazující na točny, váhy a podobná zařízení musí být vodorovné. 6
Délka sklonu má být co největší s ohledem na dynamiku vozidel. Vzdálenost lomů nivelety by měla být ;,EF: = 4 ∙ J nejméně však 200 m.
2.2.5. Výškové oblouky Výškové oblouky se navrhují ve tvaru paraboly druhého stupně. Oblouk je poté dán poloměrem oskulační kružnice ve vrcholu paraboly, případně délkou zaoblení. Poloměr zaoblení má být alespoň X,QRS = %, Y ∙ . Hodnota se zaokrouhluje na nejbližších 100m. Zaoblení vzestupnice na jejím začátku a konci má být alespoň NZ,; = 0,5 ∙ J ) . Při návrhu nivelety na trati se závislou trakcí je nutné brát ohledy na konstrukci trakčního vedení (ČSN EN 50119). Lom nivelety se snažíme navrhovat v přímé, nebo alespoň aby nezasahoval do krajních bodů lineární vzestupnice. Podrobný výpočet výškového oblouku je uveden v příloze D ČSN 73 6360-1.
2.3.
Prostorová poloha koleje
Prostorovou poloju koleje určuje její osa (půdorysný průmět) a niveleta (průmět trasy v podélném řezu). Osa koleje je standardně určena jako čára spojující body uprostřed rozchodu kolejnic, v případě rozšíření v oblouku se uvažuje nerozšířená polovina. Niveleta je křivka, která je průsečnicí roviny osy koleje a roviny úložných ploch kolejnicových podpor pod nepřevýšeným kolejnicovým pásem. V praxi se ovšem ve většině případů niveleta umisťuje na temeno kolejnicového pásu, který není převýšený.
2.4.
Průjezdný průřez
Def.: „Průjezdný průřez je obrys obrazce v rovině kolmé k ose koleje, jehož osa je kolmá na spojnici temen kolejnic a prochází geometrickou osou koleje a který vymezuje vzdálenost vně ležících staveb, zařízení a předmětů od osy koleje a spojnice temen kolejnicových pásů.“ Základní tvary průjezdných průřezů jsou Z-GC, Z-GB, Z-GČD (více).
3. Trakce Hnací drážní vozidla mohou mít trakce parní (v ČR v pravidelném provozu do roku 1980), motorové (dieselové) a elektrické (od roku 1891 tramvaje v Praze). Podle přívodu energie se objevují tři trakce a to nezávislá, polozávislá a závislá. Nezávislá znamená, že trakční vozidla nejsou závislá na trakčním vedení (dieselová trakce). Závislá trakce je závislá na přívodu elektrické energie. Polozávislá obsahuje vozidla akumulační a setrvačníková.
3.1.
Elektrická (závislá)trakce
3.1.1. Soustavy závislé trakce v ČR V severní části České republiky je použita soustava 3 kV stejnosměrná, naproti tomu v jižní části 25 kV 50 Hz střídavá. Na tratích Tábor-Bechyně (Bechyňka) a Rybník – Lipno nad Vltavou (lipenka) je použita stejnosměrná soustava 1,5 kV, v tomto případě se jedná o nejstarší elektrifikované železniční tratě na území ČR. V Německu a Rakousku se v příhraničním styku s ČR používá soustava 15kV 16 2/3 Hz. Na ostatních drahách v ČR jsou použity další soustavy (metro, tramvaje, trolejbusy, …).
7
3.1.2. Přívod elektrické energie Přenos elektrické energie ze zdroje do hnacího vozidla, je kontaktní a v ČR se používají dva druhy. Nejčastější je přenos elektrické energie trolejí,, méně častý přenos prostřednictvím třetí kolejnice. Systém třetí kolejnice se v ČR využívá hlavně v pražském metru. Podle časového vývoje mají i třetí kolejnice různé technické řešení. Při přípravě stavby linky D se předpokládá trolejový přenos, prostřednictvím pěvně uloženého trolejového drátu. Napětí používané jako trakční musí být nejprve upraveno do příslušné soustavy. V případě stejnosměrného proudové soustavy se napětí přivádí do trolejí z měníren,, které jsou umístěny podél trati v úsecích dlouhých 20 – 25 km. Dále se musí vybudovat trakční zařízení, jako jsou rozvodny, transformovny transformovny a spínací stanice. V případě střídavého napětí se používá průmyslové napětí o kmitočtu 50 Hz. Proud je veden do trakčních napájecích stanic, stanic, odkud je veden do trolejí. Tyto stanice jsou rozmístěny podél trati v úsecích 35 – 50 km, podle vytížení trati. t Vzhledem k investičním nákladům, je vhodnější střídavá soustava, naopak stejnosměrná vozidla jsou konstrukčně jednodušší a levnější, protože střídavá vozidla obsahují trakční transformátor a usměrňovač. Přenos elektrické energie trolejí je rozšířen na drtivé většině drah. Hlavním prvkem trolejového vedení jsou stožáry, konzoly nebo závěsy a vodiče. vodiče. Vodičem je měděný drát, který je zavěšen (pomocí tzv. věšáků) věšáků na nosném laně,, které je buď ocelohliníkové, nebo měděné. Takovéto vedení je rozděleno na úseky, úseky, ve kterých je kotveno a hlavně napínáno. Při stavbě trolejového vedení přes více kolejí a v dopravnách se dříve používali tzv. lanové převěsy,, dnes se používá hlavně břevnový systém,, který je konstrukčně i údržbově levnější. Trolejový drát se umisťujee do výšky 5500 mm nad temeno kolejnice, popřípadě u stejnosměrné soustavy 5000 mm a u střídavé 5050 mm. Z důvodu eliminace bodového opotřebování sběračů hnacích vozidel, nesleduje trolejový drát osu koleje. Zřizuje se tzv. klikatost troleje. U kolejí se závislou ávislou trakcí je nutné zajistit vodivost kolejnicových styků, proto se na konce přivařují spojky z měděného drátu. Důležité je také uzemnění všech kovových součástí v blízkosti trolejového vedení. Z důvodu přechodu mezi soustavami se začala vyrábět více systémová systémová hnací vozidla. V jednom případě byla zřízena styková stanice, Kutná Hora, kde se prováděl přepřah. Styky trakčních soustav jsou jinak umístěny na širé trati.
4. Trasování Základem pro trasování je topografická vojenská mapa (1:10 000), pro zpracování DSP je to základní mapa velkých měřítek (1:1000). Předchozí věta se týká návrhů tratí nových, v případě modernizace a rekonstrukce se vychází z Jednotné železniční mapy. mapy V případě další geodetické a pozemkově právní dokumenty, pokud jsou dostupné. Při projektování jektování se samozřejmě musí vycházet i z geotechnických podmínek. Samotný průzkum se provádí 15 až 20 m pod povrch. V případě modernizace a rekonstrukce se
8
provádí průzkum ke zjištění složení a stavu tělesa železničního spodku, nebo ke zjištění příčin deformací. Geotechnický průzkum musí být proveden v souladu s předpisem SŽDC S4. Zároveň je nutné vytvořit přehled pozemků dotčených stavbou, jsou to pozemky dotčené realizací (pozemky investora), sousedící pozemky (účastník územního řízení), dočasně a trvale zabrané pozemky (účastník územního a stavebního řízení) a pozemky lesního fondu.
4.1.
Vedení trasy v terénu
Polohu trasy je třeba zkoordinovat s vedením tras ostatních doprav, abychom se vyhnuli zbytečným přeložkám. Další vedení závisí hlavně na konfiguraci terénu, dále je nutné brát ohledy na životní prostředí, osídlení území a dalších chráněných ploch.
4.2.
Trasa konstantního odporu
Železniční trať má být navržena tak, aby se příliš neměnila její křivost (směrová a výšková) a nevyskytovaly se na trati ztracené spády. Sklony mají být co nejmenší a oblouky mají mít co největší poloměry.
4.3.
Řídící čára
Vodítkem pro nalezení nejvhodnější varianty v mapě s měřítkem 1:10 000 jsou tzv. řídící \∙2==== čáry, tzn. čáry, které mají stálý sklon. Délku řídící čáry spočítáme jako [ = D∙] ; kde a je délka přetínacího úseku, h je výškový rozdíl vrstevnic, s je sklon trasy a M je měřítko mapy. Vzhledem k tomu, že u trasy konstantního odporu se projevuje odpor z jízdy v oblouku a případně v tunelu, je nutné volit výpočtový sklon o 0,5 až 2 ‰ nižší. Do polygonu řídící čáry pak jen vložíme trasu.
4.4.
Rozvinutí trasy
Hlavně v horském terénu se stává, že řídící čára často mění směr a proto by při proložení trasou tato překročila zadaný sklon. Proto je nutné trasu prodloužit a to tzv. rozvinutím. Rozvinutí se provádí různými způsoby (obr ve zdroji 4 str. 90) : • • • • •
9
Rozvinutí traverzováním údolí - Trasa několikrát přechází údolí (velký počet objektů) Rozvinutí v příčném údolí - Se provede, pokud údolní trasa prochází podél údolního vodního toku Rozvinutí v etážích pomocí vlásniček - Se provádí na dlouhém svahu opakovanou změnou směru Rozvinutí pomocí smyčky - Většinou se provádí pomocí smyčkového tunelu (trasa obkrouží ve stoupání bod) Rozvinutí úvratí - Dnes se již nepoužívá (nejlevnější ale dopravně nejhorší způsob)
5. Rozvoj železniční sítě 5.1.
Rozvoj v ČR
Z celkového objemu tratí Rakouska-Uherska ležela více než polovina na území budoucí ČR. První železnice u nás byla koněspřežka z Českých Budějovic do města Linz. První parní železnice u nás byla součást dráhy Severní dráha císaře Ferdinanda a to z Vídně do Břeclavi a pak dále směrem na Přerov a Bohumín, s odbočkou na Olomouc a Brno. Dále se vystavěla trať z Olomouce do Prahy a ihned po ní trať do Děčína. Období výstavby železničních tratí na území ČR, lze rozdělit takto: • • •
• • • • •
1824 až 1841 – koňské dráhy ČB – Linec, Bruska – Lány, začala výstavba Severní dráhy císaře Ferdinanda (SDCF) 1842 až 1854 – dostavba SDFC – trať Olomouc – Praha; Brno – Česká Třebová; Praha – Dolní Žleb 1854 až 1879 – hutní a báňské dráhy a tratě: - Kralupy – Kladno - Pardubice – HK – Liberec - Ústí n. L. – Teplice - Turnov – Mladá Boleslav - Kralupy - Praha – Plzeň – Domažlice 1880 až 1918 – hlavně spojovací tratě Vyhlášení Československé republiky – západovýchodní dráhy, zdvoukolejňování tratí, a stavba na Slovensku Zabrání Sudet – přerušení některých důležitých tratí, ztráta i uzlových stanic Po 2. sv. válce až 1991 – dostavba HB – Brno, zdvoukolejňování, přeložky, elektrifikace, zrušení parní trakce roku 1980 Rozvoj a napojení na západní Evropu a síť AGC evropských koridorů
V současné době probíhá modernizace na čtyřech tranzitních koridorech a to třech severojižních a dvou západovýchodních. Jejich vedení je následující: • • • •
I. Koridor: Děčín – Praha – Č. Třebová – Brno – Břeclav II. Koridor: Břeclav – Přerov – Petrovice u Karviné (s odbočkou Přerov – Česká Třebová) III. Koridor: Cheb – Plzeň – Praha – Olomouc – Ostrava – Petrovice u Karviné/Mosty u Jablunkova IV. Koridor: Děčín – Praha – Veselí nad Lužnicí – Horní Dvořiště/České Velenice
A podle dohody AGC mají mít parametry: • • •
Traťová rychlost až 160 km/h Průchodnost UIC-GC Hmotnost na nápravu 225 kN
5.2. •
Mezinárodní dohody
AGC – Evropská dohoda o hlavních železničních magistrálách
10
• • • •
AGTC – Evropská dohoda o nejdůležitějších trasách mezinárodní kombinované dopravy TER – (Trans European Railway) Projekt transevropských železnic EHK/OSN TEN – Transevropské sítě TEN-T – program určený pro rozvoj transevropské dopravní sítě
5.3.
Interoperabilita
Základním kamenem interoperability je hlavně Mezinárodní železniční unie (UIC). Je potřeba zajistit bezproblémový přechod mezi železničními sítěmi jednotlivých států. Tuto snahu dále rozšiřuje Evropská unie a to hlavně svou Bílou knihou, která stanovuje cíle zajišťující zvýšení mobility osob i zboží. Dalším dokumentem EU je Railway Business Scenario 2020, který udává, že do roku 2020 bude po železnici přepravováno 12 % osobní a 15 % nákladní přepravy. Pravidla interoperability v ČR jsou zakotvena v zákoně 266/1994 Sb. o drahách. Technické požadavky interoperability (Technické specifikace interoperability – TSI): • • •
Třída zatížení UIC D4 Prostorová průchodnost UIC-GC Zabezpečovací zařízení
Zde je zásadní problém v posledním bodě.
5.4.
Vysokorychlostní tratě
Za vysokorychlostní trať je považována ta, která má traťovou rychlost 250 km/h a vyšší. Trať je normálně rozchodná, alespoň dvoukolejná, s JKS na širé trati pro zkrácení délky vyloučené koleje. Na VRT nesmí existovat žádné úrovňové křížení. Trakce se předpokládá 25 kV 50 Hz. Evropský zabezpečovací systém ETCS a GSM-R. Maximálně dvouhodinový interval mezi vlaky a noční vlaky s možností přepravy aut.
6. Železniční spodek Železniční spodek jsou všechny součásti mezi kolejovým ložem a původním terénem a další stavby nezbytné pro bezpečný provoz na železnici. Tvar a rozměry určuje předpis S4. Součástmi železničního spodku jsou: • • • •
Těleso železničního spodku:zemní těleso, konstrukční vrstvy železničního spodku, odvodňovací zařízení Stavby železničního spodku: mosty, propustky, galerie, zdi, protihluokové stěny, ochranné stavby Dopravní plochy a komunikace: nástupiště, nákladiště, rampy a účelové komunikace pro obsluhu dráhy Drobné stavby ŽS: zarážedla, oplocení, zábradlí
6.1.
Těleso železničního spodku
Těleso musí trvale zajišťovat předepsané geometrické parametry koleje, přenášet statické i dynamické zatížení železničních vozidel bez deformace podloží. Těleso může mít tři základní tvary a to násep, zářez a odřez. 11
12
6.2.
Únosnost železničního spodku
6.3.
Základní konstrukce
•
13
Typ 1: Železniční svršek je přímo uložen na pláň tělesa železničního spodku. Tato konstrukce se používá pouze v případě, že pláň tělesa železničního spodku je tvořena ze zemin nesoudržných, propustných a nenamrzavých.
•
Typ 2: Železniční svršek je uložen na konstrukční vrstu (podkladní vrstvu), která spočívá na zemní pláni. Ke zřízení konstrukční vrstvy se užívá štěrkopísek, štěrkodrť, výzisk při čištění kolejového lože, upravený recyklát z předrceného starého štěrku, výsivky a drcená vysokopecní struska.
•
Typ 3: Železniční svršek je uložen na konstrukční vrstvě, která spočívá na geosyntetickém plošném výrobku (geotextilie, výztužná geotextilie, geomřížka, kompositní geotextilie nebo geomembrána) uloženém na zemní pláni.
•
Typ 4: Železniční svršek je uložen na betonové prefabrikované desce, která spočívá na vyrovnávací vrstvě z písku nebo štěrkopísku, zřízené na geotextilii nebo geomembráně, uložené na zemní pláni. Betonové desky o šířce 3 m se užívají v úsecích s nízkou únosností zemni pláně. Pro potřeby ČD byly navrženy tzv. sanační desky ze železového betonu o půdorysných rozměrech 3,0 x 2,0 m nebo 3,0 x 1,0 m a tloušťce 0,1 m. Též se užívají silniční betonové panely.
•
Typ 5: Železniční svršek je uložen na vrstvě asfaltového betonu nebo drceného obalovaného kameniva, která spočívá na vyrovnávací vrstvě z písku nebo štěrkopísku, zřízené na zemní pláni ze snadno zvětrávajících hornin. Vrstva asfaltového betonu se upravuje v jednostranném nebo oboustranném sklonu 3 % na celou šířku zemní pláně.
14
•
Typ 6: Železniční svršek je uložen na konstrukční vrstvě, která spočívá na stabilizované zemní pláni (stabilizace zeminy na místě) nebo na vrstvě stabilizované zeminy, zřízené na zemní pláni (stabilizovaná směs dovezená). Ke stabilizaci zeminy se užívá vápno, cement nebo chemické přísady. Podrobnosti k užití stabilizované zeminy v tělese železničního spodku jsou uvedeny v předpisu ČD S4 Železniční spodek.
6.4.
Vhodnost zemin do tělesa železničního spodku
Do tělesa železničního spodku jsou vhodné horniny odolné vůči zvětrávání (žula, gabro apod.), horniny usazené (vápenec, křemenec apod.) a horniny přeměněné (rula, krystalické břidlice). Naopak by se neměly používat jílovec, slínovec, břidlice, opuka, pískovec, slepenec.
6.5.
Odvodnění
Zařízení odvádějící vodu z tělesa železničního spodku lze rozdělit na otevřená a uzavřená. Mezi otevřená lze zařadit příkopy, náhorní příkopy a podobně. Mezi uzavřená příkopové zídky, trativody, šachty a podobně.
15
6.6.
Stavby železničního spodku
Ze staveb železničního spodku budeme uvažovat pouze propustky a opěrné zdi. Opěrné zdi jsou objekty pod úrovní pláně tělesa železničního spodku. Mají za úkol udržovat v konstrukční pozici násypový materiál a výrazně zúžit násep.
6.6.1. Opěrné zdi •
•
•
•
Pateční rovnaniny a zdi na sucho - Pateční rovnaniny a zdi na sucho se dříve používaly pro zkrácení náspu tam, kde byl na místě dostatek lomového kamene, získaného ve skalních zářezech v trase železnice. Dnes se již nenavrhují. Gabiony - (drátokamenné krabice, koše, matrace) se zřizují z ocelového pletiva, ze svařovaných sítí nebo geomřížoviny z plastických materiálů, z nichž se vyrábějí velkorozměrové kvádry, které se vyplňují místním kamenitým materiálem. Ocelové pletivo se před korozí chrání pozinkováním a případně i vrstvou PVC nebo PE. Opěrné zdi kotvené do vyztužené zeminy - Opěrnou zeď lze též vybudovat jako opěrnou stěnu z prefabrikovaných prvků (betonových desek nebo tvarovaného ocelového plechu), kotvených do zeminy výztužnými geosyntetickými nebo ocelovými pásy, výztužnou geotextilií, případně geomříží. Vlastní opěrnou zeď tvoří blok vyztužené (armované) zeminy, která je z vnější strany ohraničena pláštěm z betonových desek nebo prefabrikátů z ocelových plechů. Opěrné zdi masivní - Masivní opěrná zeď zachycuje tlak zeminy náspu a působí hlavně svou hmotností. Masivní opěrné zdi se zřizují z prostého betonu, zpravidla s lícem ve sklonu 5:1. Na rubu se opěné zdi izolují proti podzemní vodě. Za rubem 16
•
•
•
•
•
opěrných zdí se dříve navrhovala kamenná rovnanina, dnes se užívají betonové tvárnice z porézního nebo mezerovitého betonu, vertikální drény z geosyntetických materiálů nebo se zřizuje propustný zásyp. Opěrné zdi z úhlových dílců - Opěrná zeď z úhlových dílců patří do kategorie montovaných zdí. K vybudování zdi se užívají prefabrikáty na plnou výšku zdi. U ČD se užívají dílce T1 a T2 pro úhlové opěrné zdi do výšky 3,85 m. Pro vyšší zdi do výšky 6,6 m se užívají dílce T3 až T6 ve spojení s deskou D, uloženou na rubové části základu dílce. Po sestavení zdi z dílců se dobetonuje na místě monolitická římsa. Opěrné zdi z krabicových dílců - Opěrná zeď z krabicových dílců patří do kategorie montovaných zdí. U ČD se užívají krabicové díly U1 až U4, jejichž kombinací lze vytvořit zeď s odstupňováním výšky po 0,3 m. Maximální výška zdi z krabicových dílů je 7,0 m. Všechny dílce jsou dlouhé 3,0 m. Opěrné zdi srubové - Opěrná zeď srubová patří do kategorie montovaných zdí. Ke zřízení zdi se používají dílce ze železového betonu nebo z ocelových prvků (válcované profily a žebrové plechy). Opěrné zdi z pilot - Opěrné zdi z pilot se zřizují ze železobetonových pilot nebo ocelových štětovnic, z nichž se vytváří souvislá stěna ukončená římsou, vybetonovanou na místě. Opěrné zdi členěné - Členěné opěrné zdi se vytvářejí jako klenby nebo desky vetknuté do pilířů, které jsou zpravidla zvýrazněny v líci zdi.
6.6.2. Zárubní zdi Masivní zárubní zeď zachycuje tlak zeminy v zářezu a pusobí hlavně svou hmotností. Navrhují se podle různých dimenzačních tabulek, ve kterých jsou rozměry zdí odvozeny z výšky svahu nad korunou zdi, různých vlastností zeminy a vlastností materiálu, ze kterého je zeď navržena. Pro skutečné vlastnosti zjištěné geotechnickým průzkumem je třeba provést posouzení stability zárubní zdi. Masivní zárubní zdi se zřizují z prostého betonu, zpravidla s lícem ve sklonu 5:1. Prostor mezi rubem zdi a zeminou se vyplňuje propustným nesoudržným materiálem, pórovitým nebo mezerovitým betonem.
6.6.3. Propustky Trubními propustky se převádějí pod železnicí malá průtočná množství vody. Zpravidla se užívají různé typy železobetonových trub o vnitřním průměru min. 0,6 m. Trouby se kladou na zhutněné pískové nebo štěrkopískové lože, popř. na vrstvu hubeného betonu. Čela propustků se zpravidla ukončují čelními zídkami. V případě potřeby se ve vtokové části zřizuje kalník (kalová jáma) pro zachycení splavenin. Při dodatečném zřizování rubních propustků pod provozovanými tratěmi se používá metody protlačování.
17
Pro stavbu rámových propustků se u ČD používají železobetonové rámové propustky DZR o světlé šířce 1,6 až 2,0 m a výšce 1,1 až 2,6 m. Rámové propustky se ukončují svahovými křídly.
7. Železniční svršek Na železniční svršek jsou kladeny obrovské nároky, je to součást tělesa železniční trati, která nese a vede. Konstrukce svršku musí být co nejjednodušší a obsahovat co nejméně součástí, musí vyhovovat předpokládanému zatížení na nápravu a konstrukční rychlosti. U železničního svršku musí být možná jednoduchá údržba a to i v případě výškového a směrového uspořádání. Konstrukce musí také odpovídat návrhovému dopravnímu zatížení.
7.1.
Součásti železničního svršku
Hlavní součástí železničního svršku (u konvenční železnice) jsou dva kolejnicové pásy. Kolejnice jsou upevněny pomocí tzv. kolejnicových podpor, což jsou v podstatě pražce. Pražce jsou uloženy do kolejového (štěrkového) lože. Kolejnice jsou ke kolejnicovým podporám upevněny pomocí upevňovadel a drobného kolejiva. Součástí železničního svršku nemusí být štěrkové lože, může se jednat o pevnou jízdní dráhu, kde jsou pražce uloženy do asfaltobetonu, nebo cementobetonu.
7.2.
Kolejnice
Základními tvary kolejnic používaných na železnici jsou 60E12 60E2 (UIC60) a 49E1 (S49). Jedná se o tzv. širokopatní kolejnice. Kolejnice se vyrábějí v délkách standardních (základní), 2
Označování dle EN a to ve tvaru XXEY; kde XX – hmotnost jednoho metru délky, Y – pořadové číslo tvaru.
18
které vychází z maximální dilatační spáry 2 cm a délka kolejnice 25 m. Důležité jsou kolejnice zkrácené používané do vnitřních stran oblouků, zkracují se postupně po 50 mm, nejdelší 24,8 m. Kolejnice se vyrábějí z vakuové oceli, nejkvalitnější je označena 110ČSD – VkMnCr a má pevnost v tahu minimálně 981 MPa.
7.3.
Upevnění
K upevnění kolejnice k pražci (k podpoře) se používá upevňovadel (hřeby, vrtule, svěrkové šrouby) a drobné kolejivo (podkladnice, svěrky). Upevnění musí zajistit tuhé a současně pružné upevnění dostatečně odolné v čase. Kolejnice může být upevněna k podpoře přímo (přímé upevnění) nebo nepřímo prostřednictvím podkladnice (nepřímé upevnění), případně se může objevit i smíšené upevnění.
7.3.1. Druhy podkladnic
19
•
Klínová podkladnice - Klínová podkladnice je ocelová deska s drážkou pro uložení paty kolejnice a s otvory pro upevňovadla (hřeby vrtule). Sklon horní ploch klínové podkladnice je u ČD 1:20. Dnes se u ČD již nepoužívá.
•
Rozponová podkladnice - Rozponová podkladnice umožňuje nepřímé upevnění kolejnice k pražci a byla používána u bývalých ČSD pro železniční svršek tvarů A, T,S 49 a R 65 na dřevěných i betonových pražcích. Na našich tratích se používalo upevnění pomocí rozponové podkladnice až do zavedení žebrové podkladnice. Dnes se již rozponová podkladnice nepoužívá.
•
Žebrová podkladnice - Předností žebrové podkladnice je dokonalé upevnění kolejnice, snadná montáž a používání u mnoha evropských železničních správ. U bývalých ČSD byla zavedena v roce 1973. S tuhými zvonovitými svěrkami se nyní doporučuje její použití jen v kolejích s nižším provozním zatížením. V kolejích s vyšším provozním zatížením se u žebrové podkladnice nahradila tuhá zvonovitá svěrka pružnou svěrkou firmy Vossloh Skl12.
20
7.3.2. Sestavy upevnění
21
7.4.
Kolejnicové podpory
Materiálem na výrobu pražců je výhradně dřevo, beton a ocel (pozn. ve vývoji jsou plastové podpory). Kolejnicové podpory nemusí být jenom pražce, jedná se i o betonové bloky, deskové pražce nebo betonové desky (například tramvajové tratě). Pražce spolu s kolejnicovými pásy vytvářejí kolejový rošt. U pražců jsou nejdůležitější horní (úložná) a spodní (ložní) plochy. 22
Na českém území se v současné době používají převážně pražce betonové příčné. V zahraničí na extrémně zatížených úsecích se lze setkat i s pevnou jízdní dráhou. Pražce se ukládají v kolmo na osu koleje, ve směrových obloucích radiálně. Rozdělení pražců se určuje podle počtu pražců na jeden kilometr koleje. V případě kolejnice S49 v bezstykové koleji je to 1840 pražců a v bezstykové konstrukci UIC60 je to 1667 pražců. Ocelové pražce se dnes používají hlavně ve výhybkách a nově jako tzv. Y pražce, které se stále testují.
7.5.
Kolejnicové styky
Každý kolejnicový styk umožňuje dilataci kolejnic. Dnes se v ČR zřizují styky pouze převislé, šířka dilatační spáry se řídí délkou kolejnice a její teplotou při montáži. Elektrovodný styk je nutné zřídit u elektrifikovaných tratí, na tratích s automatickým zabezpečovacím zařízením a na tratích s elektrickým vytápěním vozů. Pro zvýšení vodivosti se u styků zřizují tzv. propojky. Naopak na tratích s automatickým zabezpečovacím systémem existují tzv. elektrické kolejové obvody. V tomto případě je nutné tyto obvody oddělovat a to se děje prostřednictvím izolovaného styku (dnes nejčastěji izolovaný lepený styk). Dále se zřizují přechodové styky a to v případě přechodu z jednoho tvaru kolejnice na jiný (ve stanicích z koleje dopravní hlavní na předjízdnou a podobně).
23
Stykovaná kolej je nejstarším způsobem upevňování kolejnic. Vychází z volné dilatace kolejnic při teplotních změnách. Upevnění kolejnic musí být nedokonalé a pozice pražců ve štěrkovém loži taky. Stykované kolejnice se umísťují s ohledem na optimální přejezd kola přes styk a to se šířkou spáry dmax=20 mm. Pro dilataci kolejnic se v ČR uvažují teplotní změny kolejnicové oceli v rozsahu -30°C až 60°C. Bezstyková kolej vznikla potřebou vyloučení kolejnicových styků. U nás byl průkopníkem této teorie prof. Ing. Dr. Josef Vaverka, DrSc. Pro bezstykovou kolej jsou nutné dva základní předpoklady a to dokonalá konstrukce koleje schopna přenášet napětí vlivem teplotních změn a druhým existence dokonalých svarů. Z důvodů dodatečných napětí je nutné dodržovat upíancí teploty a ty jsou: •
V hlavních kolejích a v kolejích s otevřeným kolejovým ložem od +17°C do 23°C 24
•
V ostatních kolejích a v kolejích se zapuštěným kolejovým ložem od +10°C do +28°C
Montážními svary se svařují kolejnice do dlouhých pásů maximální délky 450 m, které jsou následně svařeny závěrnými svary za upínací teploty. Svařování probíhá odbavovacím stykovým svařováním, nebo alumunitermickým svařovaním. Dříve se svařovalo elektrickým obloukem a termitem (na obr, dnes ambulantní opravy).
Pro zvýšení odporu proti prokluzu se používají opěrky proti putování kolejnic, pro zvýšení příčného odporu pražců v obloucích o menších poloměrech se používají pražcové kotvy.
25
7.6.
Kolejové lože
Základní funkcí kolejového lože v železničním svršku je přenos zatížení z kolejového roštu na těleso železničního spodku, zajištění odporu koleje proti příčnému a podélnému posunu, zabezpečuje pružné uložení kolejového roštu, zajišťuje odvedení srážkové vody z koleje a chrání zemní pláň před promrzáním a umožňuje směrovou a výškovou úpravu polohy koleje. Tvar kolejového lože je určen předpisem S3. Nejmenší tloušťka kolejového lože t pod ložnou plochou pražce je: • • •
U celostátních a regionálních drah v hlavních a předjízdných kolejích s betonovými pražci 350 mm a v kolejích s dřevěnými pražci 300 mm U celostátních a regionálních drah v ostatních staničních kolejích s betonovými pražci 300 mm a s dřevěnými 250 mm. Na vlečkách a v koleji s betonovými pražci 250 mm a v koleji s dřevěnými pražci 200 mm.
V převýšení se upravuje tvar kolejového lože a to s ohledem na zvětšení příčného odporu koleje a to na vnější straně oblouku.
26
Základním materiálem je kamenivo frakce 31,5-63. Využívá se přírodní drcené kamenivo, případně umělé (struska). Přírodní materiály nesmí být zvětralé, nenamrzavé atp.
8. Výhybky Výhybka slouží k přejezdu z jedné koleje na druhou. Spojením více konstrukcí výhybek vzniká kolejové rozvětvění. Výhybky je možno dělit podle geometrie a to na:
27
•
Jednoduché – plynulý přejezd z jedné koleje na druhou
•
Křižovatkové – křížení dvou kolejí s možností plynulého přejezdu z jedné koleje na
•
druhou Kolejové křižovatky – křížení dvou kolejí bez možnosti odbočení z koleje
28
9. Dopravny a stanoviště Železniční trať se skládá z dopraven, stanovišť a širé trati.
29
Dopravny jsou místa na železniční trati určená k řízení sledu vlaků. Patří k nim: • • • • • • •
Stanice – s kolejovým rozvětvením Výhybny – s kolejovým rozvětvením Hlásky – bez kolejového rozvětvení Hradla – bez kolejového rozvětvení Oddílová návěstidla autobloku – bez kolejového rozvětvení Odbočky (v případě zapojení do zab. zařízení) – s kolejovým rozvětvením Zaústění vleček do širé trati – s kolejovým rozvětvením
Stanoviště jsou na trati pro osobní dopravu zastávky (bez kolejového rozvětvení) a pro nákladní dopravu nákladiště (s kolejovým rozvětvením).
9.1.
Stanice
Dopravna s kolejovým rozvětvením, která umožňuje předjíždění a křižování vlaků a dále podle svého druhu sestavování a rozpouštění vlaků, přechod celých vlaků nebo jednotlivých vozů na jinou trať nebo vlečku; odstavování a přistavování vozů, lokomotiva a vlaků; nástup a výstup cestujících; podej a výdej zavazadel a spěšnin; nakládku a vykládku celovozových zásilek a pošty a výměny čet.
9.1.1. Dělení stanic podle zapojení
9.1.2. Uspořádání stanic
30
9.1.3. Staniční koleje Hlavní kolej, tj kolej která do stanice vstupuje se označuje jako kolej 1, pokud se jedná o dvoukolejnou trať, tak kolej 1 bude kolej levá a nalevo od ní bude lichá skupina kolejí (3,5,7 atd), naopak pravá kolej bude označena jako 2 a napravo od ní bude sudá skupina. V případě třech hlavních kolejí se prostřední označí 0.
31
Ve stanici (resp. ve všech dopravnách) je možné rozlišovat koleje dopravní a manipulační. Dopravní koleje jsou hlavní a předjízdné. Jedině z dopravních kolejí smí vyjet vlak na širou trať. Manipulační koleje mohou být odstavné, výtažné, seřaďovací, čekací, spojovací, lokomotivní, objízdné, nakládací a vykládací, poštovní, správkové a další. Koleje hlavní se v dopravním schématu značí pomocí šipky, předjízdné pomocí dvojité šipky a lokomotivní pomocí trojité šipky. V případě že se ve stanici schází více se tratí, tak se jejich koleje rozliší čárkami, nebo kroužky. U staničních kolejí je pro železniční provoz velice důležitý pojem užitná délka. Je to délka té části koleje, kterou lze obsadit vozidly, aniž by zasahovala do sousední koleje. Obecně, pokud je stanice v režimu D3 bez světelných návěstidel, dá se říci, že užitná délka je vzdálenost námezník-námezník, případě stanic vybavených světelnou signalizací je tato délka zkrácena o místo izolovaného styku odjezdového návěstidla, případně pokud neexistují kolejové obvody tak je tato vzdálenost odjezdové návěstidlo-námezník. Pokud je kolej rozdělena na několik částí (výhybka, spojka apod.) označuje se užitná délka jednotlivých částí, ale i celé koleje. Ve stanicích je nutné zachovat jiné osové vzdálenosti než v širé trati. Základní vzdálenost mezi sousedními kolejemi je 5,00 m, v případě, že je mezi kolejemi úrovňové nástupiště, je tato vzdálenost 6,00 m. U ostrovních nástupišť je tato vzdálenost 10,00 m, a ve všech dalších případech (mimo předávací koleje sousedící se staniční a je mezi nimi plot, nebo osvětlení a podobně; 6,50 m) je tato vzdálenost 6,00 m.
9.1.4. Zarážedla Zarážedla ukončují kusou kolej a jsou to ochranná zařízení proti vyjetí vlaku z koleje. Rozeznáváme několik typů a to zarážedla zeminová, trámová, betonová a kolejová. Zarážedla nejsou určena k běžnému zastavování vozidel, dokáží pohltit pouze mírný náraz. Všechna zarážedla by měla být vybavena návěstí posun zakázán, v případě že se jedná o kolej dopravní, měla by být vybavena cestovým koncovým návěstidlem, případně návěstí stůj.
9.1.5. Návěstidla Ve stanicích jsou nejdůležitější návěstidla hlavní, tzn. vjezdová (na vjezdu do stanice) a odjezdová (na odjezdu z koleje). V případě delších nekrytých úseků se zřizují návěstidla cestová. Posun ve stanicích je řízen návěstidly seřaďovacími. Ve schématu se návěstidla značí počtem znaků (počet koleček) a výškou, snížená, normální a trpasličí.
9.1.6. Výhybková rozdělení a spojení Staniční zhlaví (a zhlaví dopraven) lze rozdělit takto: • • •
Konstruované pomocí nezkrácené matiční koleje - Ze zhlaví odbočuje šikmá (matiční) kolej, ze které odbočují další koleje. Konstruované pomocí zkrácené matiční koleje - Zhlaví se zkracuje pomocí umístění transformovaných oboustranných výhybek Stromkové - Z matiční koleje odbočuje jedna kolej, která se posléze dělí transformovanou obloukovou oboustrannou výhybkou na dvě koleje (zejména ve spádovištích)
32
Zhlaví lze upravit i pro tzv. současnou jízdu vlaků. Tato úprava vyžaduje tzv. zdvojení zhlaví což znamená, že se JKS vloží za výhybku zdvojeného zhlaví. Dva vlaky poté mohou odjíždět ze zhlaví stejným směrem.
9.1.7. Svršek ve stanicích Svršek se navrhuje stejně jako pro trať. Jediná změna je zřizování zapuštěného kolejového lože.
9.1.8. Spodek ve stanicích Rozdíl mezi spodkem ve stanici a v trati je hlavně v odvodnění, kde ve stanici se provádí prostřednictvím podélných trativodů. V případě konstrukce nástupišť se odvodnění provádí sklonem pláně směrem od konstrukce nástupiště (směrem k ose koleje).
9.1.9. Zařízení pro přepravu osob Ve všech stanicích určených pro odbavování cestujících a jejich zavazadel musí být navržena dostatečná infrastruktura pro cestující a jejich zavazadla. Tuto infrastrukturu zajišťují především výpravní budovy, které mají uspořádání takové, aby umožnili bezproblémový chod několika proudů cestujících. Výpravní budova také musí být umístěna tak, aby před ní bylo možné zřídit vhodné přednádraží (brána do města!). Výpravní budovy většinou slouží i k řízení dopravy a personálu obsluhy tratě. Z přednádraží je vhodné zřídit dostatečně kapacitní průchod do kolejiště. Dalším základním zařízením pro přepravu osob jsou nástupiště. Jedná se konstrukci spadající do železničního spodku. Je to zvýšená plocha u koleje, která je určená k pohodlnému nástupu cestujících do vozidel. Nástupištní hrana je obrys vyvýšené konstrukce, nástupní hrana je část nástupištní hrany určená k nástupu/výstupu. Nástupiště lze rozdělit dle: • 33
Přístupu
• •
- Mimoúrovňová (podchod, nebo nadchod) - Úrovňová (přecházení kolejí) Počtu nástupních hran - Jednostranná - Oboustranná Řešení a umístění - Ostrovní (mimoúrovňová oboustranná) - Poloostrovní (úrovňová oboustranná) - Jazyková (podél koleje, žst. Praha – Masarykovo nádraží) - Vnější (boční) jednostranné na krajní straně kolejiště u VB
S nástupišti úzce souvisí pojmy poloperonizace a peronizace. Na každé nástupiště musí vést alespoň jedna bezbariérová cesta. Délka nástupišť se standardně volí okolo 500 m, nicméně pokud chceme u jedné nástupní hrany odbavit více vlaků, opačné směry, zvolíme nástupiště delší. Nástupiště by se měla navrhovat v přímé, případně se připouští oblouky s poloměrem nejméně 600 m. Výška nástupní hrany je u mimoúrovňových nástupišť 550 mm a u úrovňových 200 mm.
34
9.1.10.
Zařízení pro nakládku a vykládku
Mechanizační zařízení musí splňovat požadavky multifunkčnosti (použitelné na několik druhů nákladů) a to i na úkor výkonu. Například jsou tato zařízení: • • •
Pro sypké hmoty: jeřáb s drapákem, lopatový nakladač, korečkový nakladač, násypka, zásobník, pneumatické zařízení, jímka Předměty: vysokozdvižný vozík, nebo různé jeřáby Tekutiny: čerpací zařízení
Nákladní obvody bývají standardně vybaveny tzv. volnou skládkou a většinou a rampou, případně skladištěm. Volná skládka spadá do tzv. dopravních ploch které zahrnují právě volnou skládku a další odstavné a manipulační plochy. Tyto konstrukce se provádějí ve výšce temena kolejnice. Naopak rampy se zřizují pro přímou nakládku, nebo vykládku. V podstatě se jedná o vyvýšenou volnou skládku. Rampy dělíme podle tvaru na čelní, boční, nebo jazykové.
35
Na následujícím obrázku jsou zobrazena různá uspořádání nákladového obvodu.
9.2.
Výhybny
Zvyšují propustnost trati, umožňují předjíždění, případně křižovaní vlaků.
36
9.3.
37
Řešení dalších případů
10. Použité informační zdroje CULEK, Bohumil. Základy dopravní techniky I: železniční doprava. 1. vyd. Pardubice: Univerzita Pardubice, 1996, 98 s. ISBN 80-719-4052-6. 2. ČSN 73 6360-1. Konstrukční a geometrické uspořádání koleje železničních drah a její prostorová poloha: Část 1: Projektování. Praha: Český normalizační institut, 2008. 3. KAUN, Miroslav. Dopravní stavby 10. 3. přeprac. vyd. Praha: ČVUT, 1998, 282 s. ISBN 80-0101707-9. 4. KREJČIŘÍKOVÁ, Hana a Martin LIDMILA. Železniční stavby 1. 1. vyd. V Praze: České vysoké učení technické, 2011, 154 s. ISBN 978-80-01-04693-7. 5. KUBÁT, Bohumil a Ondřej TREŠL. Stavby kolejové dopravy. Vyd. 1. Praha: České vysoké učení technické v Praze, 2008, 190 s. ISBN 978-80-01-03983-0. 6. Vysokorychlostní tratě [online]. 2011 [cit. 2012-06-04]. Dostupné z: http://vrt.fd.cvut.cz/ 7. ŠMEJDA, Aleš. Železniční spodek: Přednáška. Pardubice, 2010. 8. PLÁŠEK, Otto. Konstrukce železničního svršku: Základní konstrukční prvky. Kolejnice. In: PLÁŠEK. Otto Plasek ZEL FAST VUT [online]. 2009 [cit. 2012-06-05]. Dostupné z: http://www.fce.vutbr.cz/zel/plasek.o/studium/1_Uvod_Kolejnice.pdf 9. TÝFA, Lukáš. Ing. Lukáš Týfa, Ph.D. - ČVUT v Praze Fakulta dopravní [online]. 2011 [cit. 201206-05]. Dostupné z: http://www.fd.cvut.cz/personal/tyfal/ 10. 1.
38
