DIPLOMOVÁ PRÁCE. Studie vedení vysokorychlostní trati. Ing. Tomáš Fliegel, Ph.D. Lukáš Týfa. Vedoucí diplomové práce: Diplomant:

Vedoucí diplomové práce:

Ing. Tomáš Fliegel, Ph.D.

Diplomant:

Lukáš Týfa

České vysoké učení technické v Praze

DIPLOMOVÁ PRÁCE Studie vedení vysokorychlostní trati

Plzeň – SRN Souhrnná technická zpráva

FAKULTA DOPRAVNÍ

Datum:

listopad 2001

Počet stran:

67 + 23

Měřítko: Číslo přílohy:

11

Diplomová práce VRT Plzeň - SRN

0. SEZNAMY

0. SEZNAMY 0.1 Obsah 0.

SEZNAMY..................................................................................................................................................... 2 0.1 0.2 0.3 0.4

OBSAH ..................................................................................................................................................... 2 POUŽITÉ ZKRATKY ................................................................................................................................... 4 VYSVĚTLENÍ ZÁKLADNÍCH POJMŮ ........................................................................................................... 5 SEZNAM TABULEK ................................................................................................................................... 5

1.

ÚVOD............................................................................................................................................................. 6

2.

KONCEPCE VYSOKORYCHLOSTNÍCH TRATÍ.................................................................................. 7 2.1 FILOZOFIE VÝSTAVBY VYSOKORYCHLOSTNÍCH TRATÍ ............................................................................. 7 2.2 VYSOKORYCHLOSTNÍ TRATĚ VE SVĚTĚ .................................................................................................... 9 2.2.1 Japonsko.......................................................................................................................................... 9 2.2.2 Francie .......................................................................................................................................... 10 2.2.3 Spolková republika Německo ........................................................................................................ 11 2.2.4 Ostatní státy .................................................................................................................................. 11 2.3 VYSOKORYCHLOSTNÍ ŽELEZNIČNÍ DOPRAVA V ČESKÉ REPUBLICE......................................................... 13 2.3.1 Vývoj.............................................................................................................................................. 13 2.3.2 Mezinárodní souvislosti sítě vysokorychlostních tratí v České republice...................................... 14 2.3.3 Trasy vysokorychlostních tratí v České republice ......................................................................... 17

3.

PROVOZ NA VRT A VOZOVÝ PARK................................................................................................... 19

4.

TECHNICKÉ ŘEŠENÍ VRT ..................................................................................................................... 20 4.1 KONSTRUKČNÍ A GEOMETRICKÉ USPOŘÁDÁNÍ KOLEJE ........................................................................... 20 4.1.1 Rozchod koleje .............................................................................................................................. 20 4.1.2 Převýšení a směrové oblouky ........................................................................................................ 21 4.1.3 Vzestupnice a přechodnice ............................................................................................................ 23 4.1.4 Sklonové poměry ........................................................................................................................... 27 4.2 PROSTOROVÉ USPOŘÁDÁNÍ TRATI .......................................................................................................... 29 4.2.1 Průjezdný průřez ........................................................................................................................... 29 4.2.2 Počet kolejí, jejich vzájemné vzdálenosti a křížení s dopravními cestami..................................... 30 4.3 ŽELEZNIČNÍ SVRŠEK............................................................................................................................... 30 4.4 ŽELEZNIČNÍ SPODEK .............................................................................................................................. 32 4.4.1 Těleso železničního spodku ........................................................................................................... 32 4.4.2 Mostní objekty ............................................................................................................................... 33 4.4.3 Tunely............................................................................................................................................ 35 4.5 DOPRAVNY NA VYSOKORYCHLOSTNÍ TRATI ........................................................................................... 37 4.5.1 Výhybny......................................................................................................................................... 38 4.5.2 Kolejová propojení v širé trati ...................................................................................................... 42 4.6 TRAKCE ................................................................................................................................................. 42 4.7 ZABEZPEČOVACÍ A SDĚLOVACÍ ZAŘÍZENÍ ............................................................................................... 44 4.7.1 Systém ERTMS / ETCS.................................................................................................................. 44 4.7.2 Automatické vedení vlaku.............................................................................................................. 46 4.7.3 Zabezpečovací zařízení v dopravnách........................................................................................... 48 4.7.4 Sdělovací zařízení.......................................................................................................................... 48 4.7.5 Řídící systém.................................................................................................................................. 49

5.

LEGISLATIVA........................................................................................................................................... 50 5.1 5.2

VZTAH PRÁVNÍCH PRAMENŮ K VYSOKORYCHLOSTNÍM TRATÍM ............................................................. 50 OCHRANA ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ .......................................................................................................... 51

Souhrnná technická zpráva

-2-


0. SEZNAMY

5.2.1 Posuzování vlivů na životní prostředí ........................................................................................... 51 5.2.2 Územní systémy ekologické stability ............................................................................................. 52 5.2.3 Obecná ochrana životního prostředí............................................................................................. 52 5.2.4 Ochrana přírody a krajiny ............................................................................................................ 52 5.2.5 Ochrana vody ................................................................................................................................ 53 5.2.6 Ochrana zemědělské půdy a lesů................................................................................................... 54 5.2.7 Hluk a vibrace ............................................................................................................................... 55 5.3 OCHRANA NEROSTNÉHO BOHATSTVÍ ..................................................................................................... 56 5.4 OCHRANA KULTURNÍCH PAMÁTEK ......................................................................................................... 56 6.

POPIS NAVRŽENÝCH TRAS VRT PLZEŇ – SRN .............................................................................. 58 6.1 NAPOJENÍ VRT NA STÁVAJÍCÍ SÍŤ A SPOLEČNÝ ÚSEK VARIANT .............................................................. 58 6.2 VARIANTA SEVER ................................................................................................................................ 59 6.3 VARIANTA JIH....................................................................................................................................... 61 6.4 POROVNÁNÍ VARIANT ............................................................................................................................ 62 6.5 STRUČNÁ GEOLOGICKÁ SITUACE ÚZEMÍ................................................................................................. 63 6.5.1 Varianta SEVER............................................................................................................................ 64 6.5.2 Varianta JIH.................................................................................................................................. 64

7.

KOMENTÁŘ K VÝKRESOVÝM PŘÍLOHÁM ..................................................................................... 65 7.1 7.2 7.3

8.

PŘEHLEDNÁ SITUACE OBOU VARIANT A GEOLOGICKÁ MAPA DOTČENÉHO ÚZEMÍ .................................. 65 SITUACE JEDNOTLIVÝCH VARIANT TRASY A PODÉLNÉ ŘEZY .................................................................. 65 VZOROVÝ PŘÍČNÝ ŘEZ ........................................................................................................................... 66

ZÁVĚR......................................................................................................................................................... 67

Příloha A

Directive 96/48/EC Appendix I

Příloha B

Síť TEN – předpokládaný rozsah v roce 2010

Příloha C

Panevropská dopravní síť

Příloha D

Síť železničních tratí pro vysoké rychlosti na území ČR

Příloha E

Přehled vysokorychlostních tratí ve světě

Příloha F

UIC 703 Trasovací parametry koleje pro tratě s provozem rychlých osobních vlaků – překlad vybraných částí

Příloha G

Přehled technických parametrů VRT z různých pramenů

Příloha H

Přehled technických parametrů VRT použitých v této diplomové práci

Příloha I

Grafy porovnání křivosti a změn křivosti přechodnicových křivek

Příloha J

Směrové poměry obou variant tras vedení VRT

Příloha K

Výškové poměry obou variant tras vedení VRT

Příloha L

Výpočet traťových odporů

Poznámka: V této souhrnné technické zprávě není uveden soupis použité literatury. Ten lze nalézt v příloze Zadání diplomové práce a její formální náležitosti, protože některé informační prameny byly použity pouze k ostatním přílohám.


-3-


0. SEZNAMY

0.2 Použité zkratky AGC

Accord Europeén sur les grandes lignes internationales des chemin de fer – Evropská dohoda o hlavních mezinárodních železničních tazích AGTC Evropská dohoda o nejdůležitějších trasách mezinárodní kombinované dopravy a souvisejících objektech ATO Automatic Train Operation – automatické řízení vlaku AVE Alta velocided Espanõla AVV automatické vedení vlaku ČD České dráhy, státní organizace DB Deutsche Bahn – Německá dráha EHK/OSN Evropská hospodářská komise Organizace spojených národů ERTMS European Rail Traffic Management System - Evropský systém řízení železničního provozu ETCS European Train Control System – Evropský systém kontroly vlaku EU European Union – Evropská unie GVD grafikon vlakové dopravy KVx koncový bod výhybky číslo x PAN Pan-European Networks – Panevropská dopravní síť RBC Radio Block Central – radiobloková centrála SNCF Sociéte nationale des chemins de fer Français – Národní společnost francouzských železnic SRN Spolková republika Německo TEM Trans-European Motorway – projekt EHK/OSN Transevropské dálnice TEN Trans-European Network – Transevropská dopravní síť TER Trans-European Railway – projekt EHK/OSN Transevropské železnice TINA Transport Infrastructure Needs Assessment – Proces optimalizace potřeb rozsahu dopravní infrastruktury TGV Train à grande vitesse – vysokorychlostní tratě ve Francii UIC Union internationale des chemins de fer – Mezinárodní železniční unie VRT vysokorychlostní trať VVN velmi vysoké napětí ZVx bod začátku výhybky číslo x


-4-


0. SEZNAMY

0.3 Vysvětlení základních pojmů biotop cestovní doba

- stanoviště, v němž žije určitý organismus nebo společenstvo - časový interval mezi odjezdem z vybraného místa a příjezdem do stanoveného místa určitým dopravním prostředkem cestovní rychlost - podíl délky trasy mezi vybranými místy a cestovní dobou ujetou určitým dopravním prostředkem na dané trase interoperabilita - schopnost zařízení pocházejícího od různých výrobců spolu komunikovat jízdní doba - čas, po který je určitý dopravní prostředek v pohybu (to znamená, že se nezapočítávají stání) jízdní rychlost - podíl ujeté vzdálenosti určitého dopravního prostředku a jeho jízdní doby na dané ujeté vzdálenosti niveleta koleje - prostorová křivka, která je průsečnicí roviny osy koleje a roviny úložných ploch kolejnicových podpor pod nepřevýšeným kolejnicovým pasem normální rozchod- rozchod koleje o hodnotě 1 435 mm odometr - zařízení určující ujetou vzdálenost průjezdný průřez - obrys obrazce v rovině kolmé k ose koleje, který vymezuje umístění vně ležících předmětů, a jehož svislá osa prochází osou koleje přechodnice - křivka proměnné křivosti, která vytváří plynulý směrový přechod mezi úseky koleje s rozdílnou křivostí (buď mezi přímou a směrovým obloukem, nebo mezi dvěma směrovými oblouky) přepravní výkon - součin ujeté vzdálenosti dopravního prostředku a hmotnosti jím přepraveného zboží, nebo počtu přepravených osob převýšení - svislá vzdálenost mezi kolejnicovými pasy stejné koleje rozchod koleje - vzdálenost pojížděných hran kolejnicových pasů stejné koleje, měřená v rovině příčného řezu koleje v určité vzdálenosti pod temeny hlav kolejnic podle jejich typu traťová rychlost - maximálně dovolená rychlost jízdy drážního vozidla po určitém úseku trati, jsou na ni navrhovány všechny prvky trati; na VRT je to zároveň jízdní rychlost vysokorychlostních osobních vlaků vzestupnice - křivka, která vytváří plynulý výškový přechod mezi úseky koleje s rozdílným převýšením životní prostředí - ta část světa, s níž je člověk ve vzájemném působení

0.4 Seznam tabulek tab. 1 – Porovnání přechodnic............................................................................................................................... 25 tab. 2 – Přehled mostů........................................................................................................................................... 34 tab. 3 – Přehled tunelů........................................................................................................................................... 36 tab. 4 – Přehled výhyben....................................................................................................................................... 38 tab. 5 – Parametry použitých jednoduchých výhybek........................................................................................... 39 tab. 6 – Přehled kolejí ve výhybně – typ I............................................................................................................. 39 tab. 7 – Tabulka výhybek pro výhybnu typu I ...................................................................................................... 40 tab. 8 – Přehled kolejí ve výhybně – typ II ........................................................................................................... 41 tab. 9 – Tabulka výhybek pro výhybnu typu II ..................................................................................................... 41 tab. 10 – Tabulka výhybek pro kolejové propojení v širé trati – varianta A ......................................................... 42 tab. 11 – Porovnání variant vedení tras VRT ........................................................................................................ 63


-5-


1. ÚVOD

1. ÚVOD S rozvojem techniky, technologií a obchodu v druhé polovině minulého století došlo v tzv. vyspělých státech světa k rychle se zvětšující poptávce po dopravě, a to nejen po její kapacitě, ale také kvalitě. Tento trend pokračuje až do současnosti a lze předpokládat, že se nebude měnit ani v budoucnosti. Je způsoben jednak vysokou specializací jednotlivých výrobních závodů a zároveň snahou firem poskytovat komplexní služby, jednak obecně prudkým rozmachem světového obchodu a ekonomiky a v neposlední řadě také zvyšováním nároků na kvalitu a možnosti trávení volného času obyvatel tzv. moderní společnosti. Souhrnně můžeme tento proces nazvat globalizací v pravém a nehanlivém slova smyslu (týkající se celého světa).

„Globalizace znamená, že všichni jsme závislí na těch ostatních. Vzdálenosti dnes znamenají málo.“ Zygmunt Bauman - sociolog

Uvedeným požadavkům se nejlépe a hlavně nejrychleji přizpůsobila letecká a především automobilová doprava. Jedním z důvodů je povaha dopravní cesty uvedených druhů doprav a možnosti vstupu na ni. Železniční doprava se soustředila zejména na přepravu hromadných substrátů a v přepravě osob prožívala recesi. Tímto vývojem ale nejvíce trpělo a trpí i nadále životní prostředí. Dalšími doprovodnými negativními jevy jsou zejména kongesce a následky dopravních nehod. Zvrat nastal až teprve tehdy, když v železniční dopravě došlo ke zvýšení cestovní rychlosti, čímž se zkrátila cestovní doba, a zlepšení kvality, především stanovení pevného času přepravy. Renezanci železniční dopravy napomohl také rozvoj kombinované nákladní dopravy (přeprava kontejnerů). Popsané změny se dosáhlo změnou legislativy a technologie železniční dopravy, mezinárodní spoluprací, moderním vozovým parkem a hlavně zvýšením traťové rychlosti. Větší traťové rychlosti lze dosáhnout buď modernizací stávajících tratí s případným použitím vlakových jednotek s naklápěcími skříněmi, nebo výstavbou nových vysokorychlostních tratí (VRT). Právě druhou variantou řešení se zabývám ve své diplomové práci. Zásady projektování vysokorychlostních tratí aplikuji při spojení Plzně se Spolkovou republikou Německo. Zároveň tato diplomová práce uvádí a zdůvodňuje parametry obecně použitelné pro projektování VRT v České republice, protože v našem státě zatím neexistuje žádný obecně závazný dokument, který by se touto problematikou zabýval.


-6-


2. KONCEPCE VYSOKORYCHLOSTNÍCH TRATÍ

2. KONCEPCE VYSOKORYCHLOSTNÍCH TRATÍ 2.1 Filozofie výstavby vysokorychlostních tratí Abych ujasnil oblast, kterou se budu dále ve své diplomové práci zabývat, vymezím nejprve pojem VRT. Všeobecně platí definice z Direktivy Evropské unie č. 96/48/EC, příloha I (celé znění v angličtině viz Příloha A této technické zprávy), podle níž je nově budovaná vysokorychlostní trať taková železniční trať, která je vystavěna na traťovou rychlost nejméně 250 km/h. Podrobnější parametry VRT jsou pak uvedeny v dalších kapitolách. Upozorňuji dále, že VRT, o kterých se budu dále zmiňovat, zahrnujeme do tzv. konvenčních dopravních systémů, to znamená, že jejich základní parametry jsou zahrnuty v obecně závazných normách a předpisech. Mezi známé nekonvenční systémy patří například německý systém TRANSRAPID, který je založen na bezkontaktním pohybu vozidla, které je poháněno lineárními motory a je nadnášeno ve vzdálenosti několika centimetrů nad pevnou jízdní dráhou magnetickým polem. Hlavní výhodou je rychlost až 500 km/h při nízké spotřebě energie, naopak zásadní nevýhodou je právě nekompatibilita se stávající dopravní sítí. Základní požadavky na VRT, které nejsou uvedeny v žádné normě, ale vycházejí z předpokladu, že má-li mít výstavba VRT smysl, musí být využívána vlaky dopravců: 1) Trasa VRT má spojovat aglomerace s několika miliony obyvatel, aby byla zajištěna dostatečná hybnost velkého počtu lidí, a tak dostatečná poptávka. 2) Musí se využít jedné z hlavních předností VRT s klasickou konstrukcí vozidel, kterou je plná kompatibilita s klasickou železniční sítí o stejném rozchodu. To znamená vhodně mezi sebou oba systémy propojovat, aby se využilo jejich předností. Další výhoda, která s tím souvisí, je možnost etapovitého uvádění jednotlivých úseků VRT do provozu. 3) Uvážlivě rozhodnout, zda bude VRT sloužit pro dopravu osobní, nebo smíšenou. Budou-li VRT využívat i nákladní vlaky, bude sice lépe vytížená, ale přináší to větší investiční i provozní výdaje, problémy s GVD a napojováním VRT na klasickou žel. síť.


-7-



4) Vhodně zvolit rychlost vlaků s ohledem na to, aby při smíšeném provozu rozdíl mezi rychlostmi nákladních a osobních vlaků nebyl příliš velký, aby traťová rychlost nebyla rychlostech velmi rychle roste odpor

vzduchu,

což

přináší

vysokou energetickou náročnost a zároveň nízké časové přínosy), ani příliš nízká (dostatečná schopnost konkurence

automobilové

a

letecké dopravě). Platí přibližný

cestovní doba [h]

ani hodně vysoká (při vysokých 5

automobil vlak

4

letadlo 3 2 1 0 0

100

200

400

500

600

700

800

vzdálenost [km]

empirický předpoklad, že rychlost osobního vlaku na VRT by se

300

obr. 1 - Cestovní doby a ujeté vzdálenosti dopravních prostředků

měla pohybovat mezi dvojnásobkem rychlosti osobního automobilu a polovinou rychlosti letadla. Vezmeme cestovní rychlost osobního automobilu mezi dvěma aglomeracemi rovnu 100 km/h s tím, že můžeme odjet odkudkoli, rychlost letadla 800 km/h s tím, že cesta na letiště a odbavení budou trvat 2 h, a cesta na žel. stanici a odbavení budou trvat půl hodiny. Pak nám vyjde požadovaná cestovní rychlost vlaku (200 ÷ 400) km/h a optimální vzdálenost pro cestování vlakem po síti VRT přibližně (100 ÷ 700) km (viz obr. 1). Z uvedeného vyplývá, že služební cesta (tedy tam a zpět) do místa vzdáleného do 500 km je uskutečnitelná vlakem, využívajícím převážně VRT, v jednom dni. 5) Co se týče dopravní technologie, jízdní řád všech vlaků musí být pevně daný, u osobních vlaků musí být navíc intervalový (taktový) tak, aby cestující nebo přepravce snadno věděl čas příjezdu a odjezdu vlaků. 6) Aby bylo možno konkurovat osobní letecké dopravě, musí mít vlaky provozované na VRT náležitý komfort a možnost využití různých doplňkových služeb během cesty (občerstvení, poslech rozhlasu, připojení počítače na mezinárodní počítačovou síť, pořádání obchodních jednání atd.). Zároveň musí existovat síť nočních vlaků s komfortními lůžky. Za samozřejmost musíme považovat klimatizaci a čisté hygienické prostředí. Nesmíme opomenout ani využití osobních vlaků pro rychlou a spolehlivou přepravu pošty, cestovních zavazadel a spěšnin. Koncepce výstavby VRT může být v zásadě dvojí: 1) Výstavba nové samostatné sítě VRT, vhodně propojené se stávající železniční sítí.


-8-



2) Úseky stávající železniční trati, na nichž ani po rekonstrukci nelze dosáhnout uspokojivých jízdních parametrů (zejména rychlosti), nahradit rozsáhlými přeložkami s parametry VRT. Pro svoji diplomovou práci předpokládám, že zpracovaný úsek spojení Plzně se SRN bude součástí samostatné světové sítě VRT. Mezi hlavní výhody existence VRT a provozu na ni oproti dopravě silniční a letecké patří: 1) neprodukování žádných exhalací (elektrická trakce na VRT) 2) nižší zábor půdy pro stejnou přepravní kapacitu (VRT se dvěma kolejemi je široká zhruba 15 m, dálnice o šesti pruzích přibližně 60 m) 3) vyšší bezpečnost, plynulost a spolehlivost provozu (zabezpečovací zařízení, netvoření kongescí, zanedbatelná závislost na počasí) 4) nižší energetická náročnost přepočtená na jednoho cestujícího (zhruba 4x oproti letadlu, 2x proti osobnímu automobilu) 5) možnost využití času stráveného cestováním některými prospěšnými činnostmi Je nutno také připomenout, že kladným důsledkem napojení určitého místa na síť VRT je jeho hospodářský rozvoj, a tím také zvýšení životní úrovně tam žijících obyvatel.

2.2 Vysokorychlostní tratě ve světě Výstavba VRT vykazuje u jednotlivých železničních správ určité odlišnosti, které jsou dány různým historickým vývojem. Postupně se vyvinuly tři hlavní odlišné přístupy k výstavbě, vozovému parku, provozu a zabezpečení jízdy vlaků na VRT, které jsou reprezentovány velmocemi v oblasti železniční vysokorychlostní dopravy a které následně stručně představím. Neexistuje zatím ucelená mezinárodní síť VRT, jedná se spíše o národní systémy, světová síť VRT se připravuje. 2.2.1

Japonsko Japonsko je průkopnickou zemí v oblasti výstavby VRT. Koncepce VRT v Japonsku

vznikla ke konci 30. let minulého století. Trasa byla navržena na rychlost 250 km/h, což v té době bylo velmi vysoké číslo. Již začaté práce na nové trase mezi Tokiem a Osakou byly kvůli druhé světové válce zastaveny. Práce opět započaly v roce 1958 a trasa byla uvedena do provozu 1. října 1964 v době konání olympijských her v Tokiu.


-9-



Položené koleje jsou standardního evropského rozchodu 1 435 mm a ne podle japonského standardu 1 064 mm, železniční svršek je deskový. Všechny vlaky využívají elektrickou trakci, šířka jejich vozů je 3,38 m, max. délka činí 400 m a kapacita přesahuje 1 300 míst. Postupné zavádění nových vlaků mezi roky 1992 a 1999 mělo za následek zvýšení rychlosti, která se podle trati a použitých vlaků pohybuje v rozmezí (240 ÷ 300) km/h. V současnosti činí celková délka japonských VRT 2 175 km. Z Tokia vedou VRT do Hakaty (ostrov Kjúšú), Nagana, Niigaty (západ ostrova Honšú), Yamagaty, Morioka a Akity (sever ostrova Honšú). Probíhá výstavba na ostrově Kjúšú z Yatsushira do Kagoshima a na ostrově Honšú z Morioka do Aomori. Další rozšíření sítě se předpokládá nejdelším železničním tunelem světa (již postavený Seikanský tunel – celková délka 53,9 km) na sever na ostrov Hokaido a propojením a rozšířením tratí na ostrově Kjúšú. 2.2.2

Francie Ve světle úspěchu první japonské VRT se roku 1966 SNCF pustily do návrhu nových

tratí určených pro VRT, označovaných jako TGV. Nová trať, pojmenovaná jako TGV-SE, vedoucí z Paříže do Lyonu v délce 410 km, to znamená o 90 km kratší než stávající trať, byla otevřena ve dvou etapách v září roku 1981 a roku 1983. Tratě jsou elektrifikovány střídavým jednofázovým napětím 25 kV / 50 Hz. VRT jsou určeny pouze pro osobní dopravu, v nočních hodinách pak tyto tratě využívají také speciální poštovní vlaky. Železniční svršek je klasické konstrukce – upevnění NABLA na blokových pražcích ve štěrkovém loži. Tratě mají výjimečný podélný sklon až 35 ‰, kterým se značně snížily investiční výdaje, ale který si také vyžádal konstrukci speciálních vlakových jednotek. Po trati TGV-SE následovala trať TGV-A (Atlantique) z Paříže na západ do Le Mans a Tours (první část otevřena r. 1989), TGV-N (Nord - sever) z Paříže do Lille a Calais, kde ústí do Eurotunelu pod kanálem La Manche (otevřen r. 1994), TGV-I (Interconnectin), propojující předchozí trasy východním obchvatem Paříže a prodloužení TGV-SE z Lyonu do Valencie. 10.6.2001 pak byl otevřen poslední úsek VRT ve Francii – část TGV-RA (RhoneAlpes) navazující z Valencie do Marseille. U Avignonu je připravena odbočka směrem na Nimes, kde bude později navazovat na španělskou vysokorychlostní trať Barcelona – Valencie. Dokončují se také práce na trati TGV-E (Est), propojující Paříž se Štrasburkem a odbočkami do SRN a Lucemburska. Připravuje se také spojení Lyonu s italským Turínem tunelem, který by protínal Alpy v délce 56 km, čímž by překonal japonský Seikanský tunel (v nedávné době byl tento projekt podpořen mezistátní dohodou).


- 10 -


2.2.3


Spolková republika Německo V SRN realizuje společnost DB projekt zvyšování rychlosti na železničních tratí

jednak systémem rekonstrukce stávajících tratí (tratě ASB – Ausbaustrecken) na rychlost 200 km/h a jednak výstavbou nových VRT (tratě NBS – Neubaustrecken). Hlavním rozdílem systému VRT v Německu oproti jiným státům je smíšený provoz, který je většinou rozdělený během dne (v noci VRT využívají převážně nákladní vlaky, přes den pak vlaky osobní), až na trať Kolín n.R. – Frankfurt n.M., jež je určena výhradně pro osobní dopravu. V létě roku 1991 byly uvedeny do provozu první tratě NBS Hannover – Wűrzburg (327 km) a Mannheim – Stuttgart (100 km). V roce 1998 byla zprovozněna trať mezi Hannoverem a Berlínem (263 km), jež je zvláštní jednak výstavbou pevné jízdní dráhy systémem RHEDA na 90 km trati a jednak použitím výhybek s odbočnou větví ve tvaru přechodnice klotoidy. Na VRT Kolín n.R. – Frankfurt n.M. (177 km) by měl být v současnosti zahájen zkušební provoz vlaky ICE 3. Tato trať je, jak již bylo uvedeno, pouze pro osobní dopravu, je na ní povolena maximální rychlost 300 km/h a nejvyšší podélný sklon 40 ‰. Její plné uvedení do provozu se předpokládá příští rok. Ve stavbě je VRT z Norimberku přes Ingolstadt do Mnichova (171 km), jejíž dokončení se předpokládá na konci roku 2005. V plánu jsou tratě Karlsruhe – Offenburg, Kolín n.R. – Aachen a Manheim – Saarbrűcken. Poslední dvě spojení navazují na budovanou francouzskou trať TGV-E a měla by být hotova rovněž do konce roku 2005. 2.2.4

Ostatní státy U španělské železniční správy byla zahájena stavba první VRT v roce 1986 a r. 1992

byla uvedena do provozu – je to trať z Madridu do Sevilly (471 km). Roku 1997 začala společnost GIF s výstavbou VRT Madrid – Barcelona, jejíž postupné uvádění do provozu se uvažuje v letech 2002 až 2004. Tato trať je projektována na rychlost 350 km/h. Všechny VRT ve Španělsku, označované jako AVE, jsou určeny pro smíšený provoz a mají na rozdíl od ostatních španělských tratí normální rozchod. Připravuje se rovněž prodloužení trati z Barcelony na francouzskou hranici a napojení na síť TGV. V Itálii byla v roce 1970 zahájena výstavba první VRT zvané Direttissima mezi Římem a Florencií a z důvodu finančních problémů byla uvedena do provozu postupně až mezi lety 1976 a 1992. Její traťová rychlost činí 250 km/h a trakce je stejnosměrná o napětí 3 kV. Dlouhodobý plán výstavby zahrnuje dvě tratě ve tvaru písmene „T“, kterými jsou


- 11 -



Miláno – Boloňa – Florencie – Řím – Neapol a Turín – Miláno – Verona – Benátky s odbočkou do Janova a Padovy. Ty jsou navrženy na rychlost 300 km/h a jednofázovou střídavou elektrickou trakci 25 kV. Železniční svršek je klasické konstrukce, tratě jsou určeny pro smíšenou dopravu. Na nyní provozované VRT jsou použity jednotky s naklápěcími skříněmi. Trasa Boloňa – Neapol bude uvedena do provozu v letech 2003 až 2007, výstavba pokračování do Milána byla zahájena v loňském roce. Ve Velké Británii by se mělo realizovat spojení VRT z Eurotunelu do Londýna. V Nizozemí a Belgii dochází především k výstavbě VRT v návaznosti na trasu TGV-N pro spojení Paříž / Londýn – Brusel – Kolín n.R. – Frankfurt n.M. V Polsku byla vybudována VRT pro rychlost 200 km/h mezi Zawierze a Idzikowicemi (250 km). V budoucnu se předpokládá spojení Berlína s Moskvou. V Rusku byla v roce 1984 dokončena rekonstrukce trati Moskva – Petrohrad na rychlost 200 km/h. Plánuje se její modernizace na rychlost 300 km/h a výstavba nové VRT vedoucí na jih Ruska. Pro oblast Skandinávie je charakteristický odvěký problém překonání moře mezi Jutským a Skandinávským poloostrovem. 2.6.1997 byl uveden do provozu komplex spojení Velký Belt, spojující Jutský poloostrov a Kodaň (ostrov Sjaelland) a skládající se ze tří staveb (dva paralelní tunely dlouhé 8 km, Západní most a Východní most). 1.7.2000 pak byl předán do užívání další soubor staveb zvaný Øresundská spojka, který nahrazuje trajekty mezi švédským Malmö a ostrovem Sjaelland a je opět kombinací mostu a tunelu. Ve Švýcarsku se připravuje stavba dvou nových Gothardských tunelů, které mají zajistit nové vysokokapacitní železniční spojení mezi Německem, Itálií a Švýcarskem tak, aby bylo co nejvíce chráněno životní prostředí. Z neevropských zemí (mimo již zmiňované Japonsko) se VRT týkají dalších asijských zemí a Austrálie. V Jižní Koreji byl v roce 1997 dokončen úsek Chonan - Taejon, celá trať Soul – Pusan byla dostavěna v loňském roce. V roce 2006 se má začít s výstavbou úseku Soul – Čolla, výhledově se počítá se spojením s KLDR a s Čínou. O VRT rovněž vážně uvažuje

Tchajwan

a

Čína.

Čína

se

však

spíše

v současnosti

přiklání

k

nekonvenčnímu systému TRANSRAPID. Z důvodu pořádání letních olympijských her v roce 2000 v Sydney vybudovala Austrálie vysokorychlostní spojení mezi Sydney a hlavním městem Canberrou.


- 12 -



2.3 Vysokorychlostní železniční doprava v České republice 2.3.1

Vývoj První studie vedení VRT v tehdejším Československu byly zpracovány na počátku

sedmdesátých let minulého století, ale jejich výsledky se nikdo vážně nezabýval, protože v té době bylo potřeba v železniční dopravě řešit jiné problémy, kterými byla především přetíženost hlavních tratí nákladní dopravou. Tehdy byla již vypracována dohoda AGC. Z této dohody vyšla koncepce, která předpokládala další kapacity na směrech hlavních mezinárodních tahů. Začátkem roku 1989 přijala Vláda ČSSR tuto koncepci a začaly práce na koncepční studii VRT v Československu. Souběžně ale byly také zahájeny práce na studii modernizace stávajících železničních tratí zařazených do dohody AGC. Tato studie předpokládala provedení modernizace až po uvolnění kapacit těchto tratí tím, že expresní osobní a nákladní doprava bude převedena na nově vybudované VRT. V roce 1990 však v důsledku politických a následně hospodářských změn nejen v Československu, ale vůbec v celé východní a střední Evropě došlo k poklesu přepravních výkonů po železnici. Zároveň nastal prudký růst cen veškerého zboží a práce a komplikace při jednání se sousedními státy. Tato situace vedla k zadání nové studie s názvem Koordinace VRT s modernizací stávajících tratí. Výsledkem všech prací na toto téma a mezinárodních jednání byl výběr takové varianty řešení, při kterém byla hlavním kritériem ekonomická náročnost projektu. Z toho vyplývá, že po vyhodnocení všech zpracovaných studií bylo rozhodnuto o upřednostnění modernizace, případně optimalizace stávajících tratí, které byly zařazeny do čtyř tzv. tranzitních železničních koridorů Českých drah, označených I. ÷ IV. Zahájení výstavby VRT bylo tehdy odsunuto přibližně na rok 2005. Avšak v důsledku rozdělení Československa a dalšího poklesu přepravních výkonů na železnici bylo nutno koncepční studii aktualizovat. Proto byla na konci roku 1995 firmou SUDOP Praha, a.s., dopracována studie Územně-technické podklady - Koridory VRT v ČR podle zákona č. 50/1976 Sb., ve znění pozdějších předpisů, o územním plánování a stavebním řádu (stavební zákon), objednaná a nakonec odsouhlasená Ministerstvem dopravy a spojů ČR a Ministerstvem hospodářství ČR. Ta vychází z předpokladu napojení VRT v ČR na západoevropskou vysokorychlostní železniční síť, přičemž po území ČR by měly být VRT vedeny co nejkratším směrem se zapojením Prahy, Brna a Ostravy. Výsledkem této studie je návrh tras, sloužící pro


- 13 -



zabezpečení územní ochrany těchto koridorů a stanovení podmínek, za kterých bude výstavba VRT rentabilní. Od roku 1995 se však, alespoň pokud je mi známo, VRT nikdo vážně nezabýval. V Dopravní politice České republiky z roku 1998, Koncepci rozvoje dopravy a spojů České republiky z roku 2000 i v Návrhu rozvoje dopravních sítí do roku 2010 se uvádí, že budování vysokorychlostních tratí jako součástí celoevropské sítě není do roku 2010 reálné, ale je zabezpečováno územní ochranou jednotlivých koridorů v územních plánech velkých územních celků. Hlavní nevýhodou naší situace je, že dopravní infrastruktura (a nejen ta) je nesmírně zanedbaná jak co se týče rozvoje, tak údržby. Je tedy pochopitelné, že pro nedostatek finančních prostředků se dává přednost uvedení alespoň nejdůležitějších železničních tratí do stavu srovnatelného s vyspělými státy. Musíme však vážně počítat už v současnosti v naší dopravní síti s VRT. 2.3.2

Mezinárodní souvislosti sítě vysokorychlostních tratí v České republice Trasy vedení VRT v ČR musí být vzhledem k poloze a velikosti našeho státu a

procesu sjednocování Evropy nutně koordinovány nejen se sousedními, ale vůbec se všemi evropskými státy – síť izolovaná pouze v našem státě nemá opodstatnění. Hlavní přepravní proudy, ať již osob nebo zboží, směřují přes ČR ve směru sever – jih (Skandinávie ↔ SRN, Polsko ↔ ČR ↔ Rakousko, Maďarsko ↔ Itálie, Balkán) a západ – východ (Francie, SRN ↔ Polsko, Slovensko ↔ Ukrajina, Rusko). Pokud železniční síť nebude v těchto směrech na evropské úrovni, logicky nás přestanou dopravci využívat a nastane oslabení dopravy a následně i celého hospodářství. Koordinace vedení tras VRT vychází proto z mezinárodních dohod a projektů, které zpracovávají nadnárodní organizace. Jedná se zejména o dohody AGC a AGTC a projekty EHK/OSN a EU. Dohoda AGC V důvodové zprávě k usnesení Vlády ČSSR k přijetí Dohody AGC se uvádí, že koncepci VRT na území tehdejšího Československa se předpokládá realizovat po roce 1995 a představuje výstavbu VRT na trase Praha – Pardubice – Olomouc – Ostrava – Žilina s odbočením do Brna a Bratislavy s traťovou rychlostí 250 km/h. V dalším výhledu se uvažovalo s rozšířením ve směru sever – jih i západ – východ. ČR pak tuto dohodu převzalo do svého právního řádu.


- 14 -



V příloze I této dohody je uveden seznam tratí, které spadají do sítě vymezené touto dohodou. Poslední doplněk této přílohy vstoupil v platnost 15.11.2000 a jedním z iniciátorů byla i Vláda ČR. Přes území ČR vedou následující tratě: E 55

(Bad Schandau –) Děčín – Praha

E 551 Praha – Horní Dvořiště (–Summerau) E 61

(Bad Schandau –) Děčín – Praha – Kolín – Č. Třebová – Brno – Břeclav (– Bratislava)

E 65

(Zebrzydovice –) Petrovice u Karviné – Ostrava – Břeclav (– Bernhardstahl)

E 40

(Schirnding–) Cheb – Plzeň – Praha – Kolín – Ostrava (– Žilina) V příloze II této dohody jsou uvedeny parametry objektů infrastruktury na

nejdůležitějších mezinárodních železničních tratích. Pro nové trati pro osobní a nákladní dopravu je stanoveno: dvě koleje na trati, průjezdný průřez UIC C1, min. osová vzdálenost kolejí v trati 4,2 m, nápravové zatížení UIC D4, max. podélný sklon 12,5 ‰, min. délka nástupišť 400 m, min. délka předjízdných kolejí 750 m, vyloučení úrovňového křížení s pozemními komunikacemi. Dohoda AGTC Dne 1.2.1991 byla v Ženevě sjednána dohoda AGTC, Československo tuto dohodu podepsalo 30.9.1991 a účinnosti nabyla 1.1.1993. ČR pak tuto dohodu převzala do svého právního řádu. Síť VRT je v nákladní přepravě určena zejména pro kombinovanou dopravu. Do sítě vyhrazené dohodou AGTC (příloha I) na území ČR náleží síť podle dohody AGC plus doplňková síť tvořená trasami: C 59

(Miedzylesie -) Lichkov – Česká Třebová

C 65

(Zawidow -) Frýdlant – Turnov – Praha Požadované technické parametry na nové tratě jsou totožné s údaji v dohodě AGC,

vyjma min. traťové rychlosti (120 km/h) a max. podélného sklonu (18,5 ‰). Hmotnost nákladního vlaku má činit 1 500 tun. Projekty EHK/OSN Projekty řízené EHK/OSN a určené výhradně pro státy střední a východní Evropy nesou označení TER a TEM. Projekt TER má zajistit rozvoj železniční sítě těchto států tak, aby se dostaly na úroveň srovnatelnou se státy západní Evropy. V současnosti probíhá koordinace těchto projektů s projekty vyplývajícími z dohod AGC a AGTC a s projekty EU. Tyto projekty jsou zaměřeny především na zlepšení parametrů stávajících tratí, a nejsou tudíž


- 15 -



z pohledu VRT tak zajímavé. Trasy hlavní a vedlejší sítě jsou totožné s tratěmi podle dohod AGC a AGTC. Projekty EU Počátkem 90. let minulého století byla ve státech EU dokončena tvorba základní koncepce transevropských sítí TEN všech druhů doprav včetně železniční, která je průběžně aktualizována (viz Příloha B - Síť TEN – předpokládaný rozsah v roce 2010). Tato síť umožní po výstavbě nových vysokorychlostních tratí a dokončení modernizace stávajících vybraných tratí rychlá spojení významných center v zemích EU. Po změně politických poměrů v zemích střední a východní Evropy jsou požadována tato rychlá a kvalitní spojení rovněž mezi obdobnými centry v těchto zemích a vzájemně mezi těmito centry a centy ve státech EU. Řešením této problematiky se zabývaly postupně tři panevropské dopravní konference (v roce 1991 v Praze, roku 1994 na Krétě a v r. 1997 v Helsinkách). Výsledkem je stanovení tras deseti panevropských multimodálních dopravních koridorů (PAN) v zemích kandidujících na členství v EU, z nichž dvě (IV. a větev VI. koridoru) procházejí územím ČR (viz Příloha C). Je snahou ČR prodloužit na své území X. koridor z rakouského Lince do Prahy. Je nutno upozornit, že větev II. českého železničního koridoru z České Třebové do Přerova není v této síti zahrnuta. Těchto deset koridorů prochází v trasách nejdůležitějších dopravních spojení, přičemž bylo potřeba rozšířit tyto koridory tak, aby byly vytvořena rozšířená transevropská dopravní síť TEN-Tr. Proto byl z iniciativy Evropské komise zřízen v roce 1996 sekretariát TINA se sídlem ve Vídni, jehož posláním je vytvořit z panevropských koridorů, které jsou pokládány za síť základní, síť TINA a začlenit ji do již existující sítě TEN. Pro vytvoření sítě TINA bylo nutné kromě páteřních tratí definovat ještě tratě doplňkové. Dosud definované páteřní tratě (tratě panevropských koridorů) jsou zároveň i tratěmi obsaženými v dohodě AGC. UIC Pro úplnost je nutno ještě dodat, že projekty VRT se pochopitelně zabývá také UIC, přesněji její Divize pro vysoké rychlosti. Výsledkem její práce jsou jednak železniční sítě pro vysoké rychlosti a jednak Vyhlášky UIC, které sjednocují technické parametry tratí. V současnosti dochází k určitému překrývání Vyhlášek UIC a Směrnic EU. Síť VRT v ČR navržená UIC je ve své podstatě totožná s plánem schváleným v ČR.


- 16 -


2.3.3


Trasy vysokorychlostních tratí v České republice Síť VRT v ČR (viz Příloha D) vychází z tras panevropských dopravních koridorů –

vede v hlavních trasách mezinárodních přepravních proudů a zároveň spojuje nejvýznamnější místa v ČR. Místa, ve kterých by měly zastavovat osobní vysokorychlostní vlaky, můžeme v ČR rozdělit do tří úrovní podle důležitosti: •

Praha – hlavní město ČR, nejvýznamnější cíl a zdroj cestujících v mezinárodním i vnitrostátním pohledu, křižovatka VRT. VRT budou na okrajích města napojeny na stávající (zmodernizovanou) železniční síť a všechny vlaky budou projíždět městem, tak aby cesta cestujících ze stanice VRT k jejich cíli / do stanice VRT z jejich výchozího místa byla co nejkratší. Nákladní a vnitrostátní osobní vlaky budou po průjezdu městem buď pokračovat po síti VRT, nebo po klasické železniční síti. Napojení VRT se uvažuje ze severu do Vysočan, z východu do Běchovic a od západu v Hlubočepech. Předpokládá se, že všechny osobní vlaky budou v Praze zastavovat.

•

Brno, Ostrava, Plzeň – po Praze nejvýznamnější místa z dopravního hlediska. Rovněž těmito městy budou projíždět vlaky po klasické železniční síti. U Brna se uvažuje s variantou výstavby nového terminálu pro osobní dopravu na okraji Brna. Budou existovat osobní vysokorychlostní vlaky, které nebudou v těchto městech zastavovat.

•

Ústí nad Labem, Olomouc/Přerov, Havlíčkův Brod/Jihlava – V těchto lokalitách se předpokládá výstavba jednoduché stanice na VRT mimo města s vybudováním terminálu na přestup na vlaky využívající klasickou železniční síť, případně jiný druh dopravy. Dvě dvouměstí jsou uvedena proto, že stanice bude situována někde mezi uvedenými městy, protože obě města jsou zhruba stejně významná. Některé vlaky budou tyto stanice projíždět bez zastavení. Na vhodných místech bude síť VRT propojena s klasickou železniční sítí pro přejezdy

nákladních a osobních vnitrostátních vlaků; předpokládá se napojení na Lovosice, Kolín, Havlíčkův Brod, Přerov. V současnosti se jeví jako nejdůležitější důvod výstavby VRT v ČR spojení Prahy s Evropou. Podle poptávky by měl být prioritní směr Drážďany – Praha - Brno – Vídeň, ale v době předpokládané realizace VRT bude již modernizován I. vnitrostátní železniční koridor na rychlost až 160 km/h ve stejné trase, a tak jeho potřeba může poklesnout. Na přední místo se tak může dostat právě spojení Praha – Plzeň – SRN, protože zde půjde stávající modernizací, resp. optimalizací zvednout traťová rychlost pouze do 120 km/h. Navíc, pokud dojde ke spojení Paříže a Norimberku, bude chybět právě už jen napojení na Prahu. Souhrnná technická zpráva

- 17 -


Dalším

důvodem

upřednostnění


výstavby

v některých

oblastech

v ČR

je

předpokládaný nárůst příměstské osobní železniční dopravy (intervaly až 15 min), a tudíž naplnění kapacity tratí v okolí velkých aglomerací. Ve vedení VRT v ČR jsou ve dvou úsecích dvě varianty vedení tras: spojení Prahy s Brnem buď blíže k Pardubicím, nebo téměř přímo na Havlíčkův Brod a Jihlavu a napojení Plzně na síť VRT v SRN buď přes Domažlice do Mnichova, nebo přes Rozvadov do Norimberku. Druhou variantnost vedení tras v podstatě dodržuji i ve své diplomové práci. Z hlediska dopravního provozu se dává přednost variantě Plzeň – Norimberk, pokud bude existovat spojení dále do Paříže po VRT. Co se týče etapizace výstavby, pokud by došlo k upřednostnění vazby Berlín – Vídeň, pravděpodobně by se začal jako první stavět úsek Kolín – Brno, který by se vhodně začlenil do stávající sítě, v případě spojení se SRN by to byl pravděpodobně úsek Praha – Plzeň. Trasa Varšava – Vídeň závisí na úzké spolupráci především s Polskem.


- 18 -


3. PROVOZ NA VRT A VOZOVÝ PARK

3. PROVOZ NA VRT A VOZOVÝ PARK Charakter provozu na VRT a z toho plynoucí složení a parametry vozového parku jsou vstupními údaji pro technické řešení VRT. Jedná se především o nejvyšší jízdní rychlost jednotlivých druhů vlaků, jejich dopravní hmotnost a charakter provozu. Pro tuto studii předpokládám následující tři druhy vlaků, využívajících VRT: 1) Vysokorychlostní elektrické jednotky, jejichž maximální jízdní rychlost bude 300 km/h, budou konstruované pro tři proudové soustavy (střídavou 15 kV/162/3 Hz, střídavou 25 kV/50 Hz, stejnosměrnou 3 kV), jejich dopravní hmotnost by se měla pohybovat v rozmezí (400 ÷ 500) tun, výkon kolem 8 MW a budou složeny pravděpodobně z devíti až deseti vložených vozů a dvou čelních vozidel. Dá se těžko odpověď na otázku, zda budou tyto jednotky vybaveny naklápěcími skříněmi. Parametry VRT jsou navrženy pro vozidla bez naklápěcích skříní, jejich využití je možné při jízdě po stávající síti tratí, případně jako rezerva pro vyšší rychlost v budoucnosti. Tyto elektrické jednotky by byly v provozu zhruba od 4:00 do 23:00 každý den v taktovém jízdním řádu o intervalu nejvýše 1 h. V provedení s menším počtem vozů se speciální lůžkovou úpravou by pak Evropu křižovaly noční expresy. 2) Dálkové osobní vlaky tažené lokomotivou, případně elektrické jednotky, jejichž maximální jízdní rychlost bude (160 ÷ 250) km/h, budou konstruované pro tolik proudových soustav, kolik jich budou využívat, jejich dopravní hmotnost by se měla pohybovat v rozmezí (500 ÷ 600) tun, výkon bude kolem 5 MW a počet vozů bez hnacího vozidla bude osm až jedenáct. Pokud se bude jednat o vlak tažený lokomotivou, nebude naklápěcí systém realizovatelný, bude-li to elektrická jednotka, bude vybavena naklápěcím systémem. Tyto vlaky budou využívat VRT pouze pro část své cesty tak, aby se zvýšila jejich cestovní rychlost, a jejich jízdní řád nebude intervalový. 3) Nákladní vlaky, jejichž maximální jízdní rychlost bude 160 km/h, budou konstruované pro tolik proudových soustav, kolik jich budou využívat, jejich dopravní hmotnost by se měla pohybovat v rozmezí (800 ÷ 1 000) tun. Bude se jednat o vlak tažený lokomotivou a počet vozů bude odpovídat jeho hmotnosti. Uvažuje se především s přepravou poštovních a kusových zásilek, kontejnerů a výměnných nástaveb. Tyto ucelené vlaky budou zapojeny do logistického řetězce zajišťujícího přepravu tzv. z domu do domu s tím, že budou především využívat tzv. nočního skoku. Přes den se pak v menší míře bude jednat o přímé odesilatelské vlaky.


- 19 -


4. TECHNICKÉ ŘEŠENÍ VRT

4. TECHNICKÉ ŘEŠENÍ VRT Aby byly sítě VRT jednotlivých států mezi sebou plně kompatibilní, snaží se především evropské státy o sjednocení hlavních technických parametrů, které vycházejí z mezinárodních dohod a předpisů mezinárodních organizací (viz kapitola 2.3.2). Jak jsem již naznačil v úvodu, neexistuje v ČR závazný dokument, zabývající se projektováním VRT. Některé obecné údaje poskytuje ČSN 73 6301, ve které je však pro traťové rychlosti nad 160 km/h doporučen (nikoli pevně určen) odkaz na vyhlášky UIC. Všechny vstupní parametry jsou tedy kompromisy mezi hodnotami, které požadují různé zdroje údajů s ohledem na požadovanou kvalitu, zejména pak vyhláška UIC 703 a vypracovaný materiál ÚTP Koridory VRT v ČR. V následujících kapitolách budou popsány jednotlivé technické parametry a odůvodnění jejich použití. V přílohách této technické zprávy je umístěna tabulka porovnávající technické parametry VRT podle různých informačních pramenů (viz Příloha G) a pak souhrnný přehled návrhových parametrů použitých pro tuto diplomovou práci (viz Příloha H).

4.1 Konstrukční a geometrické uspořádání koleje Kolej, tvořená dvěma paralelními kolejnicovými pasy upevněnými na kolejnicových podporách, se skládá z vodorovných, stoupajících, nebo klesajících (z hlediska výškového řešení) vodorovných, nebo zakřivených (přechodnice, kružnicové oblouky) úseků (z pohledu směrového řešení). 4.1.1

Rozchod koleje VRT mají normální rozchod, tedy 1 435 mm. To je jedna ze základních podmínek plné

kompatibility s tratěmi klasické železniční sítě. Proto všechny státy (výjimkou je Rusko) budují své VRT právě s tímto rozchodem, i když jejich klasická železniční síť má rozchod jiný (Španělsko, Japonsko). S rozšířením rozchodu se vzhledem k poloměrům směrových oblouků, které jsou mnohem větší než 275 m (viz ČSN 73 6360-1), neuvažuje.


- 20 -


4.1.2


Převýšení a směrové oblouky V přímé koleji je převýšení nulové. K odstranění nebo alespoň snížení účinků

odstředivé síly při jízdě kolejového vozidla směrovým obloukem se v něm převýšení zřizuje. Uvažujeme, že převýšení představuje zvýšení vnějšího kolejnicového pasu vůči vnitřnímu, čímž nebudou problémy s tvarem pláně tělesa železničního spodku při zachování minimální tloušťky té části železničního svršku, která přenáší silové účinky jízdy vozidla do zemní pláně. Jestliže bychom uvažovali VRT výhradně pro osobní dopravu (všechny vlaky by jezdily traťovou rychlostí), mohli bychom používat převýšení teoretické, které by zcela vykompenzovalo účinky odstředivé síly. Pro náš případ smíšené dopravy, a tedy rozdílných rychlostí vlaků, působí na železniční vozidla příčné nevyrovnané zrychlení an: an =

v2 p ⋅ g − r S

kde: an v r p g S

Eq. 1

- nevyrovnané příčné zrychlení [m/s2] - rychlost projíždějícího vozidla [m/s] - poloměr směrového kružnicového oblouku [m] - převýšení [mm] - normální tíhové zrychlení [m/s2]: g = 9,81 m/s2 - vzdálenost styčných kružnic kolo – kolejnice v koleji [mm]: S = 1 500 mm

Z rovnice Eq. 1 můžeme vyjádřit převýšení a poté dosadit za g a S a převést rychlost z m/s na km/h: p=

 S  v2 V2  − a n  = 11,8 −I g r r 

Eq. 2

kde: V - rychlost projíždějícího vozidla [km/h] I - nedostatek převýšení [mm], I > 0 Jestliže I < 0, pak konečnou rovnici Eq. 2 formálně upravíme na: p = 11,8

V2 +E r

Eq. 3

kde: E - přebytek převýšení [mm], E > 0 Z rovnice Eq. 2 plyne, že lze psát rovnost: I=

S ⋅ a n = 153 ⋅ a n g


Eq. 4

- 21 -



Podle rovnice Eq. 2 můžeme tedy spočítat převýšení pro vybraný směrový oblouk. Jestliže chceme zjistit nejmenší projektovatelný poloměr směrového oblouku, musíme splnit současně tři podmínky: nesmíme překročit nejvyšší dovolené převýšení (při náhlém zastavení vlaku na koleji s převýšením nesmí dojít k pohybu nákladu nebo pádu osob), kladné nevyrovnané příčné zrychlení (nedostatek převýšení) působící na nejrychleji jedoucí vlak a záporné nevyrovnané příčné zrychlení (přebytek převýšení) působící na nejpomaleji jedoucí vlak. Nejmenší projektovatelný poloměr směrového oblouku tedy získáme položením rovnosti pravých stran rovnic Eq. 2 a Eq. 3 s příslušnými rychlostmi a mezními hodnotami nedostatku a přebytku převýšení. Poté se přesvědčíme, zda se převýšení, vypočtené pro daný poloměr směrového oblouku, nachází pod svojí maximální hodnotou: Vos2 Vn2 11,8 − I = 11,8 +E r r rmin =

(

11,8 Vos2 − Vn2 I max + E max

Eq. 5

)

Eq. 6

Dosadíme do výrazu následující hodnoty: Vos Vn Imax Emax

- rychlost osobního vlaku [km/h]: Vos = 300 km/h - rychlost nákladního vlaku [km/h]: Vn = 160 km/h - maximální dovolený nedostatek převýšení pro osobní vlaky [mm]: Imax = 75 mm - maximální dovolený přebytek převýšení pro nákladní vlaky [mm]: Emax = 63 mm

Výsledkem je pak hodnota: rmin = 5 507 m = 5 600 m. Dosazením do výrazu Eq. 2 nebo Eq. 3 nám vyjde převýšení p = 118 mm, což je pod nejvyšší přípustnou hodnotou pmax = 150 mm. Protože se budeme snažit vytvořit určitou rezervu s ohledem na budoucí změnu vstupních hodnot (kvalita, rychlost jízdy), byla přijata vypočtená hodnota jako poloměr výjimečný a pro tuto studii jsme stanovil jako nejmenší doporučený poloměr směrového oblouku hodnotu 6 500 m. ČSN 73 6301 doporučuje nejmenší hodnotu poloměru směrového oblouku r = 0,1·V2, která by však pro traťovou rychlost 300 km/h vyšla 9 000 m, což by značně komplikovalo trasování VRT a prodražovalo pak výstavbu. Tento doporučený poloměr směrového oblouku je totožný s hodnotou uvedenou ve studii ÚTP Koridory VRT v ČR. Nejmenší délka kružnicového oblouku v metrech musí mít nejmenší hodnotu ½·V, což pro rychlost 300 km/h činí 150 m. Totéž platí i pro minimální délku přímé části tratě mezi Souhrnná technická zpráva

- 22 -



směrovými oblouky. Důvodem tohoto omezení je snaha o minimalizaci příčného vlnění kolejového vozidla. Perioda vlny je přibližně 0,65 s, a protože toto vlnění má značný útlum, je výchylka po třech kmitech zanedbatelná. Ze součinu 3·v·0,65 m/s a převodu na km/h pak vychází výše uvedená hodnota. Kružnicový oblouk bez přechodnice a bez vzestupnice lze napojit na kolej v přímé pouze tehdy, když poloměr oblouku činí více jak 0,25·V2. Tato hodnota byla určena empiricky. 4.1.3

Vzestupnice a přechodnice Vzestupnice a přechodnice tvoří spolu jednu prostorovou křivku, pro kterou musí

platit, že změna převýšení ve vzestupnici je úměrná změně křivosti přechodnice – koeficient úměrnosti je součin převýšení směrového oblouku a jeho poloměru. Z tohoto důvodu stačí, když se budeme zabývat pouze výběrem vhodné přechodnice. Zároveň také musí platit, že délka přechodnice a délka vzestupnice v tečně je totožná. Pokud nebudeme chtít vymýšlet novou křivku, nabízejí se nám v podstatě následující: x3 1) kubická parabola užívaná u ČD: y = γ 6⋅r ⋅l

Eq. 7

2) klotoida užívaná zejména v silničním stavitelství a u městských drah: A 2 = l o ⋅ r

Eq. 8

x4 x5 − 3) podle Blosse normovaná pro použití na železnici i v ČR: y = 4 ⋅ l 2 ⋅ r 10 ⋅ l 3 ⋅ r

Eq. 9

4) podle Kleina, kterou užívají některé zahraniční žel. správy: y=

x3 l  l 2π ⋅ x  − ⋅ sin x−  2 l  6 ⋅ r ⋅ l 4π ⋅ r  2π

Eq. 10

kde: x - vzdálenost libovolného bodu přechodnice od začátku přechodnice v tečně [m] y - kolmá vzdálenost bodu přechodnice od tečny ve vzdálenosti x od začátku přechodnice [m] r - poloměr směrového oblouku [m] l - délka přechodnice v tečně totožná s délkou vzestupnice ve vodorovném průmětu [m] lo - délka přechodnice v ose koleje [m] A- parametr přechodnice tvaru klotoidy [m] Pokud budeme výše uvedené přechodnice porovnávat, budou pro nás důležitá především dvě hlediska:

• Pro co nejklidnější jízdu vozidla do směrového oblouku je rozhodující začátek zakřivení jeho dráhy. Mírné vzrůstání křivosti přechodnicové křivky má umožnit rychlý útlum


- 23 -



kmitání vozidla a na přechodu do kružnicového oblouku se má zakřivená dráha zvolna blížit křivosti kruhového oblouku, aby nedošlo k novému rozkmitání z uklidněné polohy vozidla. Proto je rozhodující průběh křivosti přechodové křivky, resp. jeho změna, a to především na začátku a na konci přechodnice.

• Pro přechodnicovou křivku musí platit, že její tečna musí být totožná v bodě začátku přechodnice s přímou a v bodě konce přechodnice / začátku kružnicového oblouku s tečnou kružnicového oblouku. Z této základní podmínky jsou odvozovány explicitní rovnice y = f(x) přechodnicových křivek, avšak během tohoto procesu se uchylujeme k určitým zjednodušením a nepřesnostem, které jsou pro rychlosti do 120 km/h zanedbatelné, ale pro rychlosti na VRT již nabývají na významu. Pro poloměr křivosti jakékoli křivky v jejím kterémkoli bodě platí vztah:

rx

(1 + y ′ ) =

3 2 2

Eq. 11

y ′′

kde: y` - první totální derivace funkce y = f(x) podle x v bodě x y`` - druhá totální derivace funkce y = f(x) podle x v bodě x rx - poloměr křivosti křivky v bodě o souřadnicích [x,y] [m] Protože platí, že křivost je převrácená hodnota poloměru, a jestliže vezmeme v úvahu, že hodnota y` je směrnice tečny ke křivce a pro naše poměry je zanedbatelná, tím spíše její druhá mocnina, platí vztah:

ρ x = y ′′

Eq. 12

kde: ρx - křivost křivky v bodě [x,y] [m-1] Pro změnu křivosti platí, že to je první totální derivace křivosti podle x, tedy třetí totální derivace funkce y = f(x) podle x v bodě x. U klotoidy, jejíž vyjádření je parametrické a výsledné funkce pravoúhlých souřadnic x, y jsou v závislosti na délce oblouku, jsou křivost a změna křivosti určeny ze základní podmínky, že křivost roste úměrně s délkou oblouku, kde koeficient úměrnosti je převrácená hodnota součinu poloměru kružnicového oblouku a délky přechodnice v ose koleje. Porovnání křivosti a změny křivosti uvedených přechodnicových křivek pro zvolený případ, který se v této diplomové práci vyskytuje nejčastěji – poloměr kružnicového oblouku 6 500 m a délka přechodnice v tečně 198 m, viz Příloha I (poznámka: křivky pro přechodnici tvaru kubické paraboly a tvaru klotoidy jsou totožné).


- 24 -



Co se týče totožnosti tečen na začátku a konci přechodnice s přímou nebo kružnicovým obloukem, musíme konstatovat, že všechny jmenované křivky kromě klotoidy jsou odvozeny z rovnice Eq. 11, kterou zjednodušíme na vztah Eq. 12, čímž se dopouštíme chyby. Tato nepřesnost je částečně eliminována opravným součinitelem u rovnice pro kubickou parabolu. druh přechodnice kubická parabola

klotoida podle Blosse podle Kleina

výhody

nevýhody

- zavedená v ČR přímo na železnici - jednoduchý předpis, snadná údržba - opravný součinitel - není odvozena z rovnice pro poloměr křivosti - jednoduchý předpis, snadná údržba - zavedená v ČR - normově upravena v ČR - pozvolný nárůst/pokles křivosti - nejpozvolnější nárůst/pokles křivosti

- odvozena z rovnice pro poloměr křivosti - konstantní změna křivosti - konstantní změna křivosti

- odvozena z rovnice pro poloměr křivosti a nemá opravný součinitel - odvozena z rovnice pro poloměr křivosti a nemá opravný součinitel - není v ČR nijak zavedena - komplikovaný předpis

tab. 1 – Porovnání přechodnic

Na základě rekapitulace výhod a nevýhod jednotlivých přechodnicových křivek, provedené v tab. 1, byla stanovena jako přechodnice pro tuto diplomovou práci na VRT křivka podle Blosse, protože má dobrý nárůst křivosti a zároveň je v ČR již normově upravena. Nevylučuje to však do budoucna při projektování stavby VRT použití ani křivky podle Kleina se zapojením korekce do rovnice, ani případně zcela nového druhu přechodnice. Přechodnice a vzestupnice podle Blosse Na základě vztahu mezi přechodnicí a jí odpovídající vzestupnicí (viz začátek této kapitoly) lze odvodit z rovnice Eq. 9 vztah pro vzestupnici podle Blosse:  3x 2 2 x 3  p x = p 2 − 3  l   l

Eq. 13

kde: px - převýšení ve vzdálenosti x metrů od začátku vzestupnice v tečně [m] p - převýšení v kružnicovém oblouku [m] l - délka vzestupnice / přechodnice [m]


- 25 -



Totální derivací výrazu Eq. 13 podle x v bodě x získáme okamžitý sklon vzestupnice v jakékoli vzdálenosti x od jejího začátku. Další totální derivací podle x v bodě x a položením derivace rovnou nule zjistíme, že maximální sklon (ověříme další derivací) se nachází v polovině délky vzestupnice, kde má hodnotu:

1 3 p = ⋅ n 2 l

Eq. 14

kde: n - maximální součinitel sklonu vzestupnice [1] Délku vzestupnice podle nejvyššího možného sklonu vzestupnice pak můžeme spočítat vyjádřením délky z Eq. 14:

l = 1,5 ⋅ n ⋅ p

Eq. 15

Druhou podmínkou, kterou musíme splnit při výpočtu délky přechodnice / vzestupnice, je nepřekročení maximální časové změny převýšení dp [m/s] ve vzestupnici, pro kterou platí: dx 1  dp   dp  d p ,max =  x  =  x  ⋅ = ⋅v  dt  max  dx  max dt n

Eq. 16

Pokud dosadíme za výraz 1/n z rovnice Eq. 15, převedeme rychlost z m/s na km/h a vyjádříme délku, získáme vztah: l=

1,5 ⋅ p ⋅ V 3,6 ⋅ d p

Eq. 17

Další požadavek, který musíme dodržet při výpočtu délky přechodnice / vzestupnice, je nepřekročení maximální časové změny příčného zrychlení da [m/s3] v přechodnici, pro které platí:

dx  da   da  d a ,max =  n  =  n  ⋅  dt  max  dx  max dt

Eq. 18

Největší změna příčného zrychlení je v místě největšího sklonu vzestupnice {an = f(p)}, tedy v polovině délky vzestupnice/přechodnice. Proto po vyjádření délky s použitím vztahu Eq. 4 získáme výraz:

l=

1,5 ⋅ an ⋅ V 1,5 ⋅ I ⋅V = 3,6 ⋅ d a 550,8 ⋅ d a


Eq. 19

- 26 -



Poslední podmínkou, kterou musíme splnit při výpočtu délky přechodnice / vzestupnice, je to, aby v polovině délky přechodnice byla její souřadnice y rovna alespoň 10 mm, aby byla možná údržba směrových křivek. Do rovnice Eq. 9 dosadíme x = l/2 a y = 0,01 m a vyjádříme délku křivky v metrech: Eq. 20

l = 0,9 ⋅ r

Protože musíme vyhovět všem požadavkům současně, bude délka vzestupnice / přechodnice největší z hodnot vypočtených podle výrazů Eq. 15, Eq. 17, Eq. 19 a Eq. 20. Do rovnic dosadíme následující mezní hodnoty, určené tak, jak je stanoveno na začátku kapitoly 4 (v kulatých závorkách jsou uvedeny výjimečné hodnoty): • n - sklon vzestupnice: n = 5·V (4·V) • dp - časová změna převýšení: dp = 56 (70) mm/s = 0,056 (0,070) m/s • da - časová změna příčného zrychlení: da = 0,33 (0,60) m/s3 Základní parametry přechodnice podle Blosse jsou dány následujícími vztahy: • úhel směrnice tečny v koncovém bodě přechodnice λ: tg λ =

lp 2r

• souřadnice oddálení koncového bodu přechodnice k: k = 0,15 ⋅

l 2p

Eq. 21 Eq. 22

2r

• odsazení kružnicového oblouku m: m = k – r·(1 – cos λ)

Eq. 23

• souřadnice středu kružnicového oblouku xs: xs = lp – r·sin λ

Eq. 24

Základní parametry směrových oblouků jak pro osu tratě, tak pro každou kolej zvlášť – viz Příloha J (poznámka: výpočet všech parametrů je proveden s přesností na zobrazený počet desetinných míst). 4.1.4

Sklonové poměry

Po poloměru směrového oblouku je hned druhým nejdůležitějším parametrem trati její maximální podélný sklon. V normě UIC 703 a dohodě AGC je uvedena maximální hodnota 12,5 ‰, v ČSN 73 6301 a studii pana Janovského je to 12 ‰, maximálně 18 ‰ a ve studii ÚTP Koridory VRT v ČR je to 12,5 ‰, výjimečně 18 ‰. Z těchto pramenů byl stanoven maximální podélný sklon trati 12,5 ‰, výjimečně až 18 ‰. Tyto hodnoty by mohly být

problémem pouze pro nákladní vlaky, neboť pro osobní vlakové jednotky je například v SRN stavěna VRT s podélným sklonem 40 ‰, ale předpokládáme do doby výstavby VRT další rozvoj hnacích vozidel, a tím i možnost zvýšení jejich výkonu. Ve variantě SEVER trasy Souhrnná technická zpráva

- 27 -



VRT v této diplomové práci nebylo nutno přikročit k výjimečným hodnotám, u varianty JIH ano z důvodu složité konfigurace terénu. Ověřit hodnotu 18 ‰ můžeme z přibližné pohybové rovnice vlaku, kdy tažná síla lokomotivy nákladního vlaku musí překonat všechny odpory během jízdy při nejnepříznivější kombinaci (neuvažuji odpor ze zrychlení, protože rozjezd vlaku předpokládám ve výhybnách v podélném sklonu do 6 ‰): Eq. 25

Ft = FG ⋅ o + Ovz Ft = g ⋅ (mv + n ⋅ mn ) ⋅ (or + o s + oT + o z ) + C ⋅ S ⋅

ρ ⋅ v2 2

Eq. 26

Jestliže z rovnice Eq. 26 vyjádříme mv, získáme následující vztah a dosadíme do něj níže uvedené hodnoty:

ρ ⋅v   0,6 Ft − g ⋅ n ⋅ mn  + s + oT + o z  − C ⋅ S ⋅ 2   r mv =  0,6  g ⋅ + s + oT + o z   r  kde: Ft FG o Ovz g mv n mn or os oT oz C S ρ v r s

2

Eq. 27

- tažná síla lokomotivy [N]: Ft = 260 kN - celková tíhová síla vlaku [N] - celkový specifický odpor [1] - celkový odpor vzduchu [N] - normální tíhové zrychlení [m/s2]: g = 9,81 m/s2 - hmotnost všech vozů nákladního vlaku [kg] - počet náprav lokomotivy [1]: n = 4 - hmotnost lokomotivy na nápravu [kg]: mn = 22,5 t = 22 500 kg - specifický odpor směrového oblouku [1] - specifický odpor ze stoupání [1] - specifický odpor z tunelu [1]: oT = 2 ‰ = 0,002 - základní specifický odpor [1]: oz = 2 ‰ = 0,002 - součinitel aerodynamického odporu [1]: C = 0,18 - obsah příčného řezu vozidlem [m2]: S = 8 m2 - hustota vzduchu [kg/m3]: ρ = 1,3 kg/m3 - jízdní rychlost nákladních vlaků [m/s]: v = 160 km/h = 44,44 m/s - minimální poloměr směrového oblouku [m]: r = 6 500 m - maximální podélný sklon [1]: s = 18 ‰ = 0,018

Výsledkem tohoto výpočtu je přibližná hmotnost tažených nákladních vozů 1 100 tun, což je pro potřeby VRT zcela postačující.


- 28 -



Délka traťového úseku v jednom sklonu má být z důvodu plynulosti jízdy alespoň 4·V, tedy pro náš případ 4·300 m = 1 200 m, bez započtení úseků se zaoblením lomu nivelety. Podélné sklony na sebe navazující a mající opačnou orientaci nesmějí být v absolutní hodnotě větší než 5 ‰. Tato omezení jsou z důvodu plynulé a bezpečné jízdy vlaků, zejména v místech lomu nivelety. Lom nivelety (změna podélného sklonu) se nesmí nacházet na mostech, ve výhybnách, kolejových spojkách v širé trati, v přechodnicích a jen výjimečně může být ve směrových kružnicových obloucích. Důvodem je výstavba a údržba těchto úseků. Hlavní lomy nivelety se zaoblují výškovými oblouky. Byl zvolen všude využívaný oblouk tvaru kvadratické paraboly se svislou osou. Oblouk je určen poloměrem výškového zaoblení (je to poloměr oskulační kružnice ve vrcholu paraboly), jehož nejmenší hodnota se zjistí tak, že vertikální kvazistatické zrychlení oblouku nesmí překročit stanovenou mez. Platí následující vztah (odstředivé zrychlení ve svislé rovině): av =

v2 V2 = rv 12,96 ⋅ rv

Eq. 28

kde: av - vertikální kvazistatické zrychlení [m/s2] rv - poloměr výškového zaoblení [m] Po vyjádření poloměru z Eq. 28 a dosazení nejvyšší přípustné hodnoty av = 0,20 m/s2 (výjimečně 0,30 m/s2) dostaneme výsledek rv,min = 36 km (výjimečně 27 km). Základní parametry výškového řešení jsou přehledně zpracovány pro obě varianty v tabulkách – viz Příloha K (poznámka: výpočet všech parametrů je proveden s přesností na zobrazený počet desetinných míst).

4.2 Prostorové uspořádání trati 4.2.1

Průjezdný průřez

Průjezdné průřezy kolejí vycházejí ze vztažných obrysů kinematických obrysů železničních vozidel, které jsou dány vyhláškami UIC. Ve všech dokumentech se jednotně požaduje na VRT průjezdný průřez UIC C1. Ten nejvýše zasahuje do šířky na každou stranu od osy koleje do vzdálenosti 1 575 mm. Minimální výška trolejového vedení nad temenem kolejnice je 4,8 m.


- 29 -


4.2.2


Počet kolejí, jejich vzájemné vzdálenosti a křížení s dopravními cestami

Vzhledem k požadovaným technologickým parametrům VRT bude celá trať dvoukolejná. Propojení (nikoli napojení) se stávající železniční sítí může být jednokolejné. Osová vzdálenost obou kolejí bude ve všech úsecích trati 4,7 m. Ke zvětšení v obloucích nebude docházet, neboť poloměry směrových oblouků jsou větší než 250 m. Všechny dokumenty požadují nejméně 4,2 m, ale vzhledem ke snížení aerodynamického odporu při míjení protijedoucích vlaků, je lepší osovou vzdálenost zvětšit. Hodnotu 4,7 m navíc používá na svých tratí i DB. Z důvodu vysoké traťové rychlosti musí být všechna křížení s dopravními cestami (ostatní železniční tratě, pozemní komunikace) řešena výhradně jako mimoúrovňová.

4.3 Železniční svršek Na VRT navrhuji železniční svršek klasické konstrukce, tedy ze štěrkového kolejového lože a kolejový rošt z kolejnic a jejich podpor. Pro VRT jsou vyhovující současné typy kolejnic tvaru UIC60, a proto předpokládám právě jejich použití. Dva kolejnicové pasy budou pomocí bezpodkladnicového přímého pružného upevnění spojeny s příčnými pražci z předpjatého železobetonu délky 2,6 m. Příčný sklon kolejnic vzhledem k pražci je uvažován ve všech úsecích tratě v poměru 1 : 40 stejně jako na v současnosti modernizovaných tratích ČD. Rozdělení pražců uvažuji „u“, to znamená 1 667 kusů pražců na 1 km koleje. Pražce budou uloženy v kolejovém loži ze štěrku frakce 32/63 o tloušťce 0,35 m pod pražcem. Kolej bude řešena jako bezstyková (kolejnicové pasy budou svařeny v tak dlouhé kusy, jak jen to dovolí stavební postupy, umístění výhybek a izolované styky pro zabezpečovací zařízení). Protože však jsou použity směrové oblouky o poloměrech více jak 600 m, nebude v obloucích s převýšením štěrkové kolejové lože nadvýšené ani rozšířené. Uzavřené kolejové lože bude ve výhybnách a kolejových spojkách v širé trati, aby byl možný lepší pohyb pracovníků údržby a kontroly; bude vždy začínat 5 m před první výhybkou a končit 5 m za poslední výhybkou. Dosypání do uzavřeného kolejového lože bude provedeno ze štěrkodrti frakce 0/32. Záměrně v popisu železničního svršku neuvádím konkrétní výrobní typy jeho jednotlivých částí, neboť určitě v době tvorby projektu stavby VRT, což bude nejdříve za deset let, budou vyvinuty typy nové. V současnosti bych doporučil buď upevnění Vossloh Souhrnná technická zpráva

- 30 -



obr. 2 – deskový svršek typu RHEDA

Skl 14 na pražcích B91S/1, nebo upevnění PANDROL FASTCLIP na pražcích B91S/5. První varianta je použita ve vzorovém příčném řezu. Zcela bych ani nezavrhl použití zapomenutých ryze českých pražců U94/1, i když mají o 30 kg vyšší hmotnost než pražce B91S. Popsaná konstrukce železničního svršku je ve své podstatě shodná se svrškem používaným v současnosti na modernizovaných tratích sítě Českých drah, protože teoreticky i experimentálně bylo prokázáno, že tzv. klasická konstrukce železničního svršku je vhodná i pro mnohem vyšší traťové rychlosti, než je 160 km/h – nejvyšší rychlost na koridorových tratích v ČR (viz rychlostní rekord 515,3 km/h dosažený v roce 1990 ve Francii). Rovněž nejvyšší dovolené nápravové tlaky jsou shodné s parametry modernizovaných tratí, tedy třída zatížení UIC D4 (to znamená max. 22,5 t na nápravu a 8 t na metr délky vozidla). Zvažoval jsem také jiné typy konstrukcí žel. svršku, například svršek deskový (viz v Německu používaný typ RHEDA – obr. 2), kterému dávají některé žel. správy přednost, protože v důsledku rovnoměrné tuhosti vytváří předpoklady pro zachování stálých deformačních charakteristik, potřebných pro stabilitu koleje při velmi vysoké rychlosti. I přes tuto výhodu jsem zůstal u klasické konstrukce žel. svršku, i když v době realizace projektu stavby VRT v ČR mohou být již výhody této konstrukce doceněny. Především je nutno ověřit, zda bude počáteční vysoká investice menší než během životnosti deskové konstrukce prováděná údržba klasické konstrukce svršku. Při této příležitosti je také nutno upozornit, že výstavba deskové konstrukce klade vysoké nároky na firmy provádějící výstavbu, protože deskovou konstrukci nelze prakticky téměř opravit – při jakékoli závadě je nutno konstrukci rozbourat a postavit znovu.


- 31 -



Rovněž můžeme brát při rozhodování o typu železničního svršku v úvahu kupříkladu typ kolejového roštu používaného na francouzských tratích, kterým je použití blokových pražců jako kolejnicových podpor a upevnění NABLA. Z výše uvedeného vyplývá, že konečné rozhodnutí o přesném složení železničního svršku, jednotlivých typech jeho částí a požadavků na ně kladených je třeba učinit až těsně před zahájením projektu stavby podle aktuálních zkušeností a znalostí u nás a především v zahraničí. Popisy výhybek jsou uvedeny v souvislosti s dopravnami (viz kapitola 4.5.1).

4.4 Železniční spodek Železniční spodek pro tuto studii rozdělím pouze na těleso železniční spodku a stavby železničního spodku (mosty, tunely). Vzhledem ke stupni prováděné dokumentace není možno popisovat jednotlivé úseky VRT ani každý objekt železničního spodku, a tak následuje pouze obecný popis zásad pro návrh železničního spodku na kterékoli VRT. Na začátku je však nutno zdůraznit, že VRT musí být po celé své délce bezpodmínečně ze všech stran oplocena tak, aby se zabránilo jak vstupu osob, tak zvířat do trati. Z důvodu bezpečnosti se musí také stále u tohoto oplocení provádět kontrola a údržba. 4.4.1

Těleso železničního spodku

Pláň tělesa železničního spodku na VRT je navržena v oboustranném příčném sklonu 5 %. V přímé a v oblouku nebo přechodnici s převýšením do 30 mm je vzdálenost od osy koleje k nejbližšímu konci pláně tělesa železničního spodku 3,2 m. Při převýšení v rozmezí (31 ÷ 79) mm se pláň u vnější koleje směrového oblouku rozšiřuje o 0,1 m, při větším převýšení pak prodloužení pláně činí 0,2 m. Celková šířka pláně tělesa železničního spodku je tak (11,1 ÷ 11,3) m. Maximální výška náspu a hloubka zářezu byla stanovena na 15 m - tato hodnota poskytuje ještě určitou rezervu. Pokud bude vycházet násep vyšší, bude zřízen most; jestliže bude zářez vycházet hlubší, bude vystavěn tunel. Sklony svahů náspů a zářezů 1:n se navrhují podle druhu materiálu, ze kterých jsou tvořeny. Přesné hodnoty součinitele n budou pro konkrétní úseky stanoveny podle geotechnických průzkumů. Pro zjednodušení budeme předpokládat základní hodnotu n pro zeminu nesoudržnou, nenamrzavou 1,25 ÷ 1,75, pro


- 32 -



zeminu soudržnou, namrzavou pak 1,75 ÷ 2,00. Z důvodu sjednocení předpokládám zjednodušeně hodnotu n rovnu 1,75. Podle hrubého geologického přehledu lokality studie lze předpokládat spíše zeminy nesoudržné, nenamrzavé. Svahy v zeminách budu sklonově odstupňovány po 5 m výšky tak, že sklon svahu se bude postupně zmírňovat a součinitel n se pro další stupeň zvětší o hodnotu 0,25 ÷ 0,50. Ostatní parametry tvaru tělesa železničního spodku předpokládejme shodné jako pro výstavbu běžné železniční trati. Z hlediska únosnosti tělesa železničního spodku jsou rozhodující minimální požadované hodnoty modulu přetvárnosti zemní pláně Eo, jehož hodnota je 60 MPa, a modulu přetvárnosti pláně tělesa železničního spodku Epl, který činí 100 MPa. Uvedené hodnoty jsou uznávány v ČR a používají se například i u DB. Pro dosažení požadované únosnosti nebo k oddělení kolejového lože a soudržné, namrzavé zeminy zemního tělesa budou použity konstrukční vrstvy tělesa železničního spodku. Předpokládám použití především konstrukční vrstvy ze štěrkopísku nebo štěrkodrti spočívající na zemní pláni, případně doplněné v přechodu mezi zemním tělesem a konstrukční vrstvou geosyntetickým plošným výrobkem (geotextilie, geomřížka, geomembrána a další). Geosyntetické materiály se budou pravděpodobně také využívat v tělese vysokých náspů. Svahy zemního tělesa musí být ochráněny před nepříznivými vlivy počasí. 4.4.2

Mostní objekty

Mezi mostní objekty řadíme mosty, propustky (kolmá světlost líců objektu je menší, nebo rovna 2 m) a lávky. S ohledem na stupeň této dokumentace, a tedy i měřítko map, zcela opomíjím lávky a zejména propustky – jejich řešení předpokládám až při podrobnějším řešení vedení tras VRT. Zmíním se i o řešení mostů na ostatních dopravních cestách, které se budou s VRT mimoúrovňově křížit. Protože není v možnostech této diplomové práce studovat každý navržený most zvlášť, podávám pouze obecný pohled na mosty VRT – podrobný návrh každého mostu bude opět předmětem až dalšího stupně projektové dokumentace. Přehled umístění a délky mostů, navržených v této studii – viz tab. 2. Předpokládám, že mosty VRT se budou řešit přednostně jako dvoukolejné, zejména z důvodu nižších investičních nákladů. Navrhují se vždy bez spáry v desce mezi kolejemi, neboť tak dobře vyhovují velmi přísným požadavkům na tuhost konstrukce. Jednokolejné konstrukce se navrhují pouze na jednokolejných propojeních VRT s klasickou železniční sítí. Prostorové uspořádání na mostech VRT je dáno zejména šířkou kolejového lože,

která činí 9,1 m, volná šířka mezi zábradlím nebo protihlukovými stěnami je pak 13,7 m.


- 33 -



Minimální vzdálenost trakčního stožáru od osy koleje je 2,8 m. Šířka obslužného chodníku je nejméně 1,2 m. Uvedené šířkové hodnoty je pochopitelně třeba přizpůsobit koleji v oblouku. Jedinou odlišností pro most jednokolejný je zkrácení všech kót zahrnujících vzdálenost mezi kolejemi právě o tuto vzdálenost. Na rozdíl od současného stavu v ČR, v zahraniční neexistuje zvláštní mostní průjezdný průřez (MPP) – průjezdný průřez na mostech se neliší od poměrů v ostatních úsecích širé trati. Rovněž pro podjezdy varianta SEVER uvažujeme stejné parametry jako ve zbylých úsecích, jen je poř. staničení nutno přihlédnout k výšce troleje, výšce její nosné sestavy a izolační vzdálenosti. Železniční svršek na mostech uvažujeme zásadně stejný

jako v přilehlých úsecích trati, tedy uložení kolejnic na pražcích z předpjatého železobetonu v kolejovém loži bez pojistných úhelníků a kolejové lože z drceného kameniva frakce 32/63. Kolej na mostě je přednostně vždy bezstyková, teprve přesáhne-

č. střed [km] 1 4,120 2 22,100 3 30,030 4 32,690 5 35,971 6 41,711 7 47,452 8 55,999 celkem průměr trasy [m/km]

délka [m] 30 12 12 924 12 776 244 5 2 015

36

li dilatující délka nosné konstrukce předepsané hodnoty, navrhuje se v koleji dilatační zařízení, které je vždy doplněno dilatačním zařízením v kolejovém loži. Konstrukční typy mostů se odvíjí především od jejich

rozpětí. Pro malá rozpětí (zhruba do 45 m) doporučuji hlavní nosnou konstrukci železobetonovou deskovou nebo trámovou s žebrovým průřezem. Nejběžnější hlavní nosnou konstrukcí mostů pro velká rozpětí na VRT bude pravděpodobně trámová komorová nebo dvoutrámová. Je nejrozšířenějším typem mostní konstrukce na vysokorychlostních tratích jak v SRN, tak i ve Francii. Je velmi vhodná především pro dlouhé údolní mosty. Při její realizaci lze uplatnit technologii vysouvání, výsuvné skruže i letmé betonáže. Lze ji navrhnout jako prosté nosníky pro rozpětí do zhruba 55 m i jako spojité nosníky pro rozpětí do přibližně

varianta JIH poř. staničení č. střed [km] 1 4,120 2 8,489 3 9,431 4 11,526 5 11,979 6 14,474 7 18,258 8 19,882 9 24,882 10 32,973 11 36,939 12 40,273 13 49,056 14 49,222 celkem průměr trasy [m/km]

délka [m] 30 14 14 114 12 12 318 657 346 889 279 12 14 10 2 721

49

tab. 2 – Přehled mostů

65 m. Komorová trámová konstrukce řeší optimálně požadavky statické, konstrukční, architektonické i požadavky revize a údržby, kladené na železniční mosty na VRT. Konečné rozhodnutí o typu mostu se provede pro každý konkrétní most na VRT zvlášť. Z dalších typů upozorňuji na dvoukloubové rámové konstrukce, trámové konstrukce se vzpěradlovými rámy nebo trámové konstrukce se železobetonovým obloukem. Jedná se o


- 34 -



konstrukce pro větší rozpětí (od zhruba 60 m). Základem je vždy komorová trámová konstrukce. Základními technologiemi, které se při výstavbě betonových mostů pro VRT

například ve Francii a SRN uplatňují, jsou betonování na pevné skruži, překládané a výsuvné skruže, vysouvání, letmá betonáž. Do budoucna se dá předpokládat ještě další rozvoj mostního stavitelství, a tím i modernější technologie. Mezi hlavní výhody konstrukcí z betonu patří nízké náklady na údržbu, velká tuhost konstrukcí zajišťující vysoký jízdní komfort a velmi malá přetvoření vlivem teplotních změn vzhledem k tepelné setrvačnosti masivních konstrukcí. Spřažené ocelobetonové mosty patří do další významné skupiny mostů. Všechny

typy spřažených ocelobetonových konstrukcí umožňují poměrně rychlou a nenáročnou výstavbu mostních objektů v široké škále rozpětí jako konstrukce prostě uložené i spojité. V rozsahu menších a středních rozpětí si spřažené konstrukce konkurují s betonovými, které jsou považovány za cenově výhodnější. Výhody se pak plně uplatní při větších rozpětích. Lze předpokládat podle současného světového trendu, že ocelové mosty najdou na VRT menší uplatnění, a to především z důvodu vysoké ceny a nižší tuhosti oproti mostům betonovým a spřaženým. Budou-li použity, půjde většinou o speciální případy, kdy betonovou ani spřaženou konstrukci použít nelze. Při návrhu mostů je nutno brát také velký ohled na jejich architektonické řešení. Mosty na VRT se budou řadit mezi velmi rozměrné objekty s významným nejen estetickým zásahem do krajiny. Avšak při dobrém návrhu naopak most na člověka neznalého historie místa působí dojmem, že si krajinu bez mostu nedokáže představit. Rovněž je nutno při návrzích mostů pamatovat na vyšší hladinu intenzity hluku vydávanou jízdou vlaku, zvláště v úzkých údolích a v blízkosti obydlených území. Účinně lze však čelit hluku od jízdy vlaku protihlukovými stěnami umístěnými v místě zábradlí, to znamená 4,5 m od osy koleje. 4.4.3

Tunely

Opět není v možnostech této práce se zmiňovat o každém tunelu samostatně, a tak uvádím pouze obecné zásady jejich výstavby. Přehled umístění a délky tunelů, navržených v této studii – viz tab. 3. Konstrukce tunelového průřezu musí respektovat prostorové parametry dané průjezdnými průřezy, požadavky na umístění dalších souběžných zařízení a vystrojení tratě včetně požadavků na aerodynamické poměry. Navíc je nutno počítat s prostorem kolem


- 35 -


ostění,

kterého

se

využije


pro

případné

sanace varianta SEVER

tunelového ostění v době životnosti konstrukce, která se uvažuje 100 let. Vzhledem k uvažovaným technologiím výstavby tunelů a jejich dalším předpokládaným rozvojem v budoucnosti upřednostňuji tunely jednoho profilu pro obě koleje VRT. Výhodou je zachování stále osové

poř. staničení [km] č. začátek konec 1 0,362 1,092 2 26,475 27,851 3 34,753 35,177 4 36,676 39,772 5 48,409 50,830 celkem

délka [m] 730 1 376 424 3 096 2 421 8 047

průměr trasy [m/km]

142

vzdálenosti kolejí, lepší aerodynamické poměry a menší varianta JIH plocha tunelového průřezu. Nevýhodou jsou naopak složitější postupy při opravě a údržbě. U dvoukolejných tunelů předpokládám přibližně světlý tunelový průřez o ploše 82 - 95 m2, přičemž plocha výrubu s vícevýlomy je (100 ÷ 145) m2. Obdobně jako u jiných železničních správ se

poř. staničení [km] č. začátek konec 1 0,362 1,092 2 30,141 30,532 3 33,802 33,955 4 40,921 41,624 5 49,878 55,967 celkem

délka [m] 730 391 153 703 6 089 8 066

průměr trasy [m/km]

144

uvažuje s návrhem stejného železničního svršku v

tab. 3 – Přehled tunelů

tunelech jako v ostatních úsecích trati. Toto řešení je upřednostňováno z důvodů zachování jednotnosti typu svršku na širé trati a na inženýrských objektech, výrazné tlumící schopnosti hluku a vibrací a v neposlední řadě i z důvodu snadné údržby. Při výběru metody výstavby tunelu se vychází z výsledků geotechnického průzkumu v místě vedení tunelu. Podle výstavby můžeme tunely rozdělit buď na hloubené, nebo ražené. Protože v této studii byla kritériem pro návrh tunelu hloubka zářezu pod určenou mezí, budu se dále zabývat pouze tunely raženými. Hloubené tunely se případně navrhnou z důvodu zmenšení negativních dopadů na životní prostředí. Rozpojování hornin při rubání je možno v současnosti realizovat buď pomocí trhavin, nebo tunelovacích strojů (TBM). Jak plyne ze zevrubné geologické situace dotčeného území, lze předpokládat během výstavby obou variant trasy často horniny o vysoké třídě rozpojitelnosti, a proto se první možnost bude zřejmě hojně využívat. Pro ražené tunely se budou nejpravděpodobněji využívat níže popsané metody. Nová rakouská tunelovací metoda (NATM), která využívá nosnou schopnost horninového masivu k zajištění stability výrubu. Výhodou NATM je možnost rozložení jednotlivých pracovišť v poměrně velké délce tunelu. Tím dochází ke zvýšeni rychlosti ražení. NATM byla původně typická pro horniny s dobou samonosnosti alespoň několik


- 36 -



hodin. Postupně se její využití rozšiřuje i do mnohem obtížnějších podmínek. Metoda klade značné požadavky vybavení pro sledování a vyhodnocování deformací horninového masivu. Z technického principu ražení tunelů plnoprofilovými stroji vyplývá, že mohou razit jenom tunely kruhových profilů. To značně omezuje jejich využití při budování železničních tunelů, kde je tento profil neefektivní. O jejich nasazení lze tedy uvažovat pouze u dlouhých tunelů (zhruba nad 1 500 m). V porovnání s ostatními metodami je nasazení štítů pro ražení tunelů efektivní v horninách s minimální nebo nulovou dobou samonosnosti. Při štítování se zvyšuje bezpečnost práce a minimalizuje nebezpečí závalu, výrazně snadnější je též montáž ostění. Nevýhodou je nemožnost nahrazení jinou efektivnější metodou během výstavby, i když by to geologické podmínky dovolovaly. Tunely budou vybaveny záchrannými výklenky a zřídí se v nich elektrická instalace pro osvětlení a připojení drobné mechanizace. K požadavkům na konstrukce tunelových portálů na běžných železničních tratí přistupuje u VRT ještě snaha o redukci aerodynamických jevů, které vznikají při vjezdu vlakových souprav rychlostí až 300 km/h do tunelu. Konstrukce portálu vyhovující těmto požadavkům spočívá ve vytažení tubusu tunelového ostění z terénu a jeho zkosení pod úhlem zhruba 30°. Toto řešení je možno doplnit o nálevkovitou úpravu tubusu tunelu v oblasti portálu.

4.5 Dopravny na vysokorychlostní trati Dopravna je místo na trati, kde se řídí sled vlaků. Na VRT připadají v úvahu stanice, výhybny, kolejová propojení v širé trati a odbočky. Stanice budou řešeny buď jako výhybny s nástupišti pro nástup a výstup cestujících (osobní stanice), nebo jako odbočné stanice pro spojení s klasickou železniční sítí bez možnosti nástupu a výstupu cestujících. Na trasách uvažovaných v této diplomové práci nejsou navrženy žádné stanice, a proto se o nich dále nebudu zmiňovat. Odbočkami můžeme nazvat napojení VRT na stávající železniční síť tak, aby vlaky mohly ve velkých aglomeracích zajet co nejblíže do centra měst (v této studii do Plzně).


- 37 -


4.5.1


Výhybny

Výhybna je dopravna s kolejovým rozvětvením, na VRT určená pro vzájemné předjíždění vlaků, přejíždění vlaků mezi traťovými kolejemi a také odstavování traťových mechanizmů, určených k opravě a údržbě VRT. Z tohoto důvodu jsou navrženy dva typy výhyben (označených I a II), které se vzájemně střídají a vzdálenosti mezi výhybnami jsou požadovány přibližně 30 km. Všechny výhybny by měly být varianta SEVER situovány

v

přímé,

výjimečně

název

typ

v oblouku

o

nejnižším

poloměru

Nedražice Železná

I II

1,5násobku minimálního směrového

oblouku, čehož však nebylo v této varianta JIH studii

využito.

Nejvyšší

přípustný

podélný sklon pro výhybnu typu I je 6 ‰, typu II pak 2 ‰ (odstavování

název

typ

Neuměř Draženov

I II

staničení [km] podélný ZV1 ZV12 / ZV16 sklon [‰] 23,000 000 24,716 429 +6,00 53,600 000 55,393 564 0,00

staničení [km] podélný ZV1 ZV12 / ZV16 sklon [‰] 22,100 000 23,816 429 -2,43 44,135 436 45,929 000 -0,48

tab. 4 – Přehled výhyben

traťových mechanizmů – zabránění jejich samovolnému rozjetí). Do žádné části výhybny nesmí zasahovat zaoblení vrcholového lomu nivelety ani přechodnice; zároveň musí být mezi výměnovým stykem výhybky a přechodnicí vzdálenost alespoň c = V/4 = 300/4 m = 75 m. Délka v ose trati mezi začátky krajních výhybek výhyben je 1 716,429 m (typ I), nebo 1 793,564 m (typ II). Přehled výhyben, navržených v této diplomové práci – viz tab. 4. Osová vzdálenost mezi hlavními dopravními kolejemi je stejná jako v širé trati, a tak není třeba navrhovat žádný přechod vzdálenosti os kolejí. Nepředpokládá se totiž žádný pohyb osob ani manipulace s nákladem v prostoru výhybny, a tudíž není důvod k zvětšení osové vzdálenosti. Osová vzdálenost mezi ostatními kolejemi je navržena na 5,0 m s ohledem na dodržení nejmenších hodnot mezipřímých. Námezníky u výhybek byly umístěny tam, kde byla nejblíže bodu odbočení osová vzdálenost kolejí 3,750 m. Protože na VRT nepředpokládáme umístění návěstidel, je užitečná délka koleje určena jako vzdálenost mezi námezníky. Nejmenší užitečná délka dopravních kolejí je stanovena na 700 m (v souladu se zadáním diplomové práce), manipulačních kusých kolejí pak 150 m a 250 m. U všech výhybek na VRT předpokládám s uložením kolejnic na betonových pražcích v příčném úklonu stejně jako v širé trati, tedy 1 : 40. Z tohoto důvodu není počítáno s krátkými pražci před a za výhybkou. Při jízdě mezi traťovými kolejemi nebo do předjízdných a manipulačních kolejí výhyben je povolen (dle typu použité výhybky) vyšší


- 38 -



nedostatek převýšení (viz tab. 5). Všechny navržené jednoduché výhybky mají tečné geometrické uspořádání ohnutého jazyka a délky všech větví jednoho typu výhybky jsou shodné – výhybkový oblouk začíná ve výměnovém styku a končí v koncovém styku odbočné větve výhybky. Popis jednoduchých výhybek, použitých v této studii – viz tab. 5. tvar výhybky

rychlost v odbočné větvi [km/h]

úhel odbočení [°]

J60-1:9-300 J60-1:18,5-1 200 J60-1:26,85-2 500

50 100 130

6,340 192 3,094 058 2,132 935

poloměr délka délka každé nedostatek výhybkového společných větve převýšení oblouku [m] pražců [m] výhybky [m] [mm]

300 1 200 2 500

3,640 9,621 23,700

16 615,5 32 409,0 46 539,0

98,3 98,3 80,0

tab. 5 – Parametry použitých jednoduchých výhybek

Popis výhybny – typ I

Tento typ výhybny je určen pouze pro vzájemné předjíždění vlaků nebo přejíždění vlaků mezi traťovými kolejemi. Výhybna je složena na svých obou koncích z oboustranných jednoduchých kolejových spojek z výhybek J60-1:26,85-2 500, které umožňují rychlost jízdy v odbočných větvích 130 km/h. Důvodem navržení oboustranných jednoduchých kolejových spojek na obou zhlavích výhybny (nikoli jedné jednoduché kolejové spojky na každém zhlaví ve vzájemné zrcadlové orientaci) je možnost předjetí vlaku, který zastaví v hlavní dopravní koleji, vlakem po zbývající hlavní dopravní koleji v případě, kdy bude předjízdná kolej obsazena jiným vlakem (porucha apod.) nebo na ní bude prováděna údržba. Kolejové spojky zároveň umožňují využít toho, že obě traťové koleje budou banalizované, a tak budou moci vlaky využívat libovolnou traťovou kolej, i když základní stav bude pravostranný provoz. Bude se tak dít zejména v případě opravy jedné z traťových kolejí, nebo při případném převládajícím provozu v jednom směru. Přímá mezi výhybkami v kolejové

číslo koleje

spojce činí 33,204 m, což je nad nejmenší hodnotou

V/4 = 130/4 m = 32,5 m.

Délka

této mezipřímé je také důvodem použití

1 2 3 4

druh koleje

rychlost [km/h]

užitečná délka [m]

dopravní hlavní 300 700 dopravní hlavní 300 700 dopravní předjízdná 100 700 dopravní předjízdná 100 700 tab. 6 – Přehled kolejí ve výhybně – typ I

výhybek J60-1:26,85-2 500 a nikoli J60-1:26,5-2 500, protože pro osovou vzdálenost kolejí 4,7 m by pro druhou jmenovanou výhybku činila délka mezipřímé pouze 30,333 m. Údaje o jednotlivých kolejích ve výhybně jsou v tab. 6 a tabulka výhybek – viz tab. 7. Následuje popis plzeňského zhlaví výhybny; druhé zhlaví je řešeno stejně, jen je otočeno o


- 39 -



180° tak, aby byla celková délka výhybny co nejmenší a zároveň byla dodržena minimální užitečná délka dopravních kolejí. Začátky výhybek č. 2 a 3 jsou od sebe vzdáleny 6 m, protože sice nepředpokládáme současné využití obou jednoduchých kolejových spojek jedním vlakem (nevkládáme minimální mezipřímou), ale z důvodu lepší údržby a oprav. Mezipřímá o délce 23,7 m mezi KV3 a ZV4 je určena na společné betonové pražce výhybky J60-1:26,85-2 500. Protože nebyl k dispozici potřebný údaj, tato vzdálenost byla odhadnuta tak, že to bude délka od konce výhybky k místu, kam se do její odbočné i koncové větve dají vložit příčné pražce o délce 2,6 m, které předpokládáme jako standardní v koleji. Mezi ZV5 a ZV6 je vložena mezipřímá z důvodu průjezdu vlaku kolejovou spojkou do předjízdné koleje o délce V/4 = 100/4 m = 25 m. V předjízdných kolejích jsou umístěny směrové oblouky o poloměru 1 180 m, což pro

číslo výhybky

popis

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

J60-1:26,85-2500-Lp-b J60-1:26,85-2500-Lp-b J60-1:26,85-2500-Pl-b J60-1:18,5-1200-Ll-b J60-1:26,85-2500-Pl-b J60-1:18,5-1200-Pp-b J60-1:18,5-1200-Pp-b J60-1:26,85-2500-Pl-b J60-1:18,5-1200-Ll-b J60-1:26,85-2500-Pl-b J60-1:26,85-2500-Lp-b J60-1:26,85-2500-Lp-b

tab. 7 – Tabulka výhybek pro výhybnu typu I

rychlost 100 km/h představuje nedostatek převýšení 100 mm, povolený v souladu s výběrem výhybek. Délka oblouku je více jak V/2 = 100/2 m = 50 m. Mezipřímá mezi každým obloukem a výhybkou je delší než nejméně potřebných 25 m. Popis výhybny – typ II

Tento typ výhybny je určen pro vzájemné předjíždění vlaků, přejíždění vlaků mezi traťovými kolejemi a také odstavování traťových mechanizmů, určených k opravě a údržbě VRT. Tento typ výhybny je odvozen od typu I – je pouze doplněn o manipulační kolej č. 5, která vede souběžně s kolejí č. 3 a která je prodloužena na obou stranách kusými manipulačními kolejemi č. 5a a č. 5b o různé užitečné délce v souladu se zadáním a se zakončením zarážedly. Napojení koleje č. 5 na kolej č. 3 bylo možno vybrat ze tří možností: • vložení výhybky J60-1:18,5-1200 odbočnou větví do oblouku v koleji č. 3 a přímou větví pokračovat do koleje č. 5 • vložení nějaké výhybky místo oblouku v koleji č. 3 a její transformace tak, aby pokračování do koleje č. 3 byl oblouk o poloměru 1 180 m


- 40 -



• vytvoření jednoduché kolejové spojky na rychlost 50 km/h a její vložení do přímé části koleje č. 3 Z hlediska minimalizace investičních nákladů

(co

nejkratší

výhybna,

co

nejlevnější výhybky) byla vybrána možnost druhá.

Pro

požadavek

transformaci oboustranné

výhybky

byl

transformace,

hodnota jednoho z poloměrů 1 180 m a

číslo koleje 1 2 3 4 5 5a 5b

druh koleje

rychlost [km/h]

užitečná délka [m]

dopravní hlavní 300 778 dopravní hlavní 300 778 dopravní předjízdná 100 700 dopravní předjízdná 100 778 manipulační odstavná 50 638 manipulační odstavná 50 250 manipulační odstavná 50 150 tab. 8 – Přehled kolejí ve výhybně – typ II

zároveň možnost napojení do rovnoběžně

vedoucí koleje č. 5 na rychlost 50 km/h. Jediná výhybka, která vyhověla všem požadavkům (většina nevyhověla pro malý úhel odbočení do koleje č. 5, čímž nebylo možno použít oblouk r5 a napojit kolej na výhybku J60-1:9-300), byla J60-1:9-300. Rovněž

z požadavku

na

co

nejmenší

investiční

náklady

byla

výhybka

Obl-o-60-1:9-300(1180,000/402,585) vložena do koleje č. 3 ihned za nejmenší mezipřímou o délce 25 m, čímž bylo nutno sice vytvořit další oblouk v koleji č. 3 o poloměru 1 180 m, ale byla při osové vzdálenosti mezi kolejemi č.3 a č. 5, která je 5,0 m, dodržena minimální mezipřímá mezi transformovanou výhybkou a obloukem před výhybkou J60-1:9-300 v koleji č. 5 (protisměrné oblouky), která je 6,0 m. Délka oblouku r5 je sice menší než

číslo výhybky

popis

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

J60-1:26,85-2500-Lp-b J60-1:26,85-2500-Lp-b J60-1:26,85-2500-Pl-b J60-1:18,5-1200-Ll-b Obl-o-60-1:9-300(1180,000/402,585)-Ll-b J60-1:26,85-2500-Pl-b J60-1:18,5-1200-Pp-b J60-1:9-300-Lp-b J60-1:9-300-Pl-b Obl-o-60-1:9-300(1180,000/402,585)-Pp-b J60-1:18,5-1200-Pp-b J60-1:26,85-2500-Pl-b J60-1:18,5-1200-Ll-b J60-1:26,85-2500-Pl-b J60-1:26,85-2500-Lp-b J60-1:26,85-2500-Lp-b

požadovaných 15 m, ale napojuje se na stejnosměrný oblouk o stejném poloměru ve výhybce J60-1:9-300, a tak dohromady dají potřebnou délku. Na obou zhlavích je napojení koleje č.5 na

kolej

č. 3

řešeno

stejně,

pouze

zrcadlově převráceně. Údaje o jednotlivých kolejích ve výhybně jsou v tab. 8 a tabulka výhybek – viz tab. 9. Výpočtem i graficky jsem ověřil, že umístění oboustranných jednoduchých kolejových spojek ve stejné

tab. 9 – Tabulka výhybek pro výhybnu typu II

poloze na obě zhlaví by délku výhybny v ose tratě nezkrátilo.


- 41 -


4.5.2


Kolejová propojení v širé trati

Kolejová propojení v širé trati jsou navrhována mezi výhybnami a jsou určena pro přejíždění vlaků mezi traťovými kolejemi především z důvodu vyloučení provozu na určité části jedné koleje z důvodu údržby. Aby tímto omezením byla propustnost VRT snížena co nejméně, navrhují se právě kolejová propojení v širé trati, a to ve vzdálenosti zhruba 7 km mezi sebou (v souladu se zadáním), nebo mezi výhybnou a kolejovým propojení v širé trati. Rychlost průjezdu přes spojku do druhé koleje je omezena na 130 km/h. Z hlediska podélného sklonu neplatí pro kolejová propojení v širé trati žádná omezení, jinak jsou na ně kladeny stejné požadavky jako na výhybny. Rovněž

kolejové

řešení

je

totožné

s oboustrannými

jednoduchými kolejovými spojkami ve výhybně. Aby byla délka obou traťových kolejí mezi kolejovými propojeními v širé trati totožná, jsou navrženy dvě varianty kolejového propojení v širé trati (označené A a B), které se liší od sebe

číslo výhybky

popis

1 J60-1:26,85-2500-Lp-b 2 J60-1:26,85-2500-Lp-b 3 J60-1:26,85-2500-Pl-b 4 J60-1:26,85-2500-Pl-b tab. 10 – Tabulka výhybek pro kolejové propojení v širé trati – varianta A

pouze tím, že jsou osově převrácené podle osy trati. Přehled výhybek použitých pro kolejové propojení v širé trati – varianta A je v tab. 10; pro variantu B platí stejná tabulka výhybek, jen u každé výhybky je opačný směr odbočení a opačná poloha výměníku.

4.6 Trakce Zdrojem tažné a brzdné síly pro lokomotivy a vlakové jednotky používající VRT je elektrický motor - trakce je tedy závislá elektrická. Celý úsek tratě bude elektrifikován střídavou jednofázovou trakční proudovou soustavou 25 kV/50 Hz, která je použita v jihozápadní a jižní části České republiky a jejíž použití se jeví o něco výhodnější než vybudování stejnosměrné proudové soustavy o napětí 3 kV. Elektrická energie pro trolejové vedení bude odebírána z energetické soustavy ČR velmi vysokého napětí (110 kV, 220 kV nebo 400 kV) v závislosti především na požadovaném

odebíraném

jalovém

výkonu

a

dalších

kvalitativních

ukazatelích

(nerovnoměrnost odběru). Ze zkušeností v zahraničí vyplývá předpokládaná hodnota instalovaného výkonu (1 ÷ 2) MVA/km trati. Z toho plyne předpoklad výstavby trakční transformoven v průměrné vzdálenosti zhruba 30 km, pokud budou obsahovat dva trakční transformátory každý o


- 42 -



instalovaném výkonu 20 MVA. Trolejové vedení je jednoduché řetězovkové s, nebo bez přídavného lana, podle potřeby je na společných podpěrách vedeno zesilovací vedení. U každé trakční transformovny a spínací stanice je v trolejovém vedení neutrální pole. Napájecí systém jednofázové trakční proudové soustavy 25 kV/50 Hz lze řešit jednak v závislosti na provedení cesty elektrické energie z napájecích stanic k trakční transformovně jako systém 1x25 kV nebo 2x25 kV a jednak podle toho, jestli každá trakční transformovna představuje jedno odběrné místo, nebo je několik napájecích stanic připojeno na průběžné napájecí vedení VVN ve správě provozovatele VRT. Napájecí systém 1x25 kV/50 Hz, kdy každá trakční napájecí stanice představuje jedno odběrné místo, tvoří: napájecí vedení VVN (ve výjimečných případech může být trakční transformovna součástí rozvodny energetické společnosti, potom napájecí vedení odpadá), trakční transformovny VVN(110)/1x27 kV/50 Hz, spínací stanice 1x27 kV/50 Hz, trakční vedení 1x25 kV/50 Hz. Přívodní vedení trakčního vedení je jednopólové, zpětné vedení je tvořeno uzemněnou kolejnicí. Napájecí systém 1x25 kV/50 Hz, kdy je několik trakčních transformoven napájeno z vedení VVN provozovatele VRT vedeného podél trati, tvoří: napájecí vedení VVN vedeného podél VRT (oba konce vedení jsou zaústěny do rozvoden energetických společností), trakční transformovny VVN(110)/1x27 kV/50 Hz (jednodušší schéma než v předchozím případě), spínací stanice 1x27 kV/50 Hz, trakční vedení 1x25 kV/50 Hz. Přívodní vedení trakčního vedení je jednopólové, zpětné vedení je tvořeno uzemněnou kolejnicí, není vedeno zesilovací vedení. Podstatou napájecího systému 2x25 kV/50 Hz, kdy každá trakční napájecí stanice představuje jedno odběrné místo, je to, že elektrická energie se přivádí co nejblíže k místu spotřeby s napětím 50 kV dvoupólovým vedením, kdy jeden pól představuje trolejové vedení a druhý pól je realizován samostatným vodičem (napáječ), vedeným izolovaně na trakčních podpěrách. Teprve potom se transformuje pomocí autotransformátorů na napětí 25 kV mezi trolejovým vedením a kolejí. Sekundární vinutí trakčního transformátoru (50 kV) má zpravidla vyvedený střed, který je uzemněn a spojen s kolejnicemi. Tento sytém tvoří: napájecí

vedení

VVN,

trakční

transformovny

VVN(110) / 1x27 kV / 50 Hz,

autotransformátorové stanice, spínací stanice trolejového vedení 1x27 kV/50 Hz, trakční vedení 1x25 kV/50 Hz. Přívodní vedení trakčního vedení je dvoupólové, zpětné vedení je tvořeno uzemněnou kolejnicí.


- 43 -



4.7 Zabezpečovací a sdělovací zařízení Pro VRT musí být navrženo a vybudováno nové zabezpečovací zařízení pro jízdu železničních vozidel, sdělovací zařízení umožňující komunikaci mezi lokomotivní a vlakovou četou, údržbou na trati a řídícím centrem, zařízení detekující mimořádnosti na trati i ve vlacích (požár apod.) a řídící centrum, ovládající provoz na síti VRT. 4.7.1

Systém ERTMS / ETCS

Projekt ETCS, sledující cíl interoperability v oblasti vlakových zabezpečovacích systémů, byl z podnětu a za řízení UIC zahájen v roce 1991 a posléze celý projekt pro jeho závažnost zahrnula do svých vlastních plánů EU jako významnou součást vlastního projektu ERTMS. Podle možných provozních vztahů mezi traťovou a mobilní částí systému lze definovat tři aplikační úrovně. Jednotlivé úrovně se pak liší technickými prostředky, kterými je vybavena traťová část, cestou, kterou se informace z tratě dostávají na vozidlo, a místem zpracování té které funkce (trať/vozidlo). Pro použití na VRT připadá v úvahu pouze úroveň třetí, a proto je její popis podrobnější. Aplikační úroveň l

Úroveň l je určena jako doplněk klasického staničního a traťového zabezpečovacího zařízení, které zajišťuje detekci vlaku a další funkce obvyklými prostředky. Navíc je trať doplněna bodovými přenosovými zařízeními - balízami (nebo skupinami balíz), které vlaku předávají všechny relevantní informace. Balízy jsou zároveň využity jako referenční bod k předávaným vzdálenostním informacím, k orientaci směru jízdy a ke korekci odometru. Časově proměnné informace (povolení k jízdě atd.) jsou předávány prostřednictvím přepínatelných balíz, které jsou přes kabel a rozhraní připojeny ke klasickému zabezpečovacímu zařízení (podle výhodnosti k návěstidlu nebo stavědlu). Neproměnné informace mohou být přenášeny nepřepínatelnými balízami. V případě potřeby sdělit zprávu z vlaku na trať (aplikace to však nevyžaduje) je možné použít balízu obousměrnou. Aplikační úroveň 2

Zařízení této úrovně je také v principu určeno k aplikaci na tratích s klasickým staničním a traťovým zabezpečovacím zařízením. Informace jsou však zásadně předávány na vozidlo prostřednictvím rádia, a tak odpadá dodatečná kabelizace k přepínatelným balízám a problémy s aktualizací informace při změně návěstidla před blížícím se nebo stojícím vlakem. Souhrnná technická zpráva

- 44 -



Balízy slouží pouze jako referenční bod pro předávaní vzdálenostních informací na vlak, k orientaci směru jízdy a případně ke korekci odometru. Vnější návěstidla nejsou již v této úrovni potřebná. Aplikační úroveň 3

Tato úroveň je určena pro realizaci radiobloku. Pokud bude vlak vybaven prostředkem pro bezpečnou detekci celistvosti vlaku, muže vlak sám bezpečně hlásit (prostřednictvím rádia) svou polohu, čímž odpadá potřeba klasických zařízení pro detekci vozidel. Lze pak prostřednictvím RBC realizovat i takovou funkci jako je pohyblivý blok, přičemž na trati zůstává pouze nepřepínatelná balíza. Ta nadále plní úlohu při lokalizační funkci vlaku a slouží jako referenční traťový bod, případně poskytuje směrovou orientaci a možnost korekce odometru. Nadstavba STM je určena pro vlaky vybavené mobilním zařízením ERTMS / ETCS a pohybující se po tratích vybavených národním vlakovým zabezpečovacím systémem s kontrolou rychlosti. Informace jsou přenášeny komunikačním kanálem příslušným k národnímu systému. Nepředpokládá se využití přenosových prostředků ERTMS/ETCS. Prostředkem, který umožňuje tyto informace na vlaku využít, je speciální modul STM, který je přidán k jádru mobilní části ERTMS/ETCS. Z povahy požadovaných funkcí je systém rozdělen na následující části: 1) traťovou část, umístěnou fixně na vhodných místech podél tratí, která je dále složena z: • balíz Eurobalise, které zprostředkovávají přenos potřebných informací (fixních i proměnných) v určitých bodech trati do vlaku – v této úrovni slouží zejména pro určení přesné polohy vlaku • RBC • pevných zařízení radiové sítě GSM-R Hlavní funkce traťové části: ¾ registrace všech vlaků uvnitř oblasti RBC ¾ sledování polohy všech vlaků v oblasti ¾ příprava, zablokování a vybavení jízdní cesty na základě informací z vlaků ¾ adresné vydávání povolení k jízdě konkrétnímu vlaku ¾ adresný přenos povolení k jízdě a popisu tratě na konkrétní vlak ¾ předávání vlaků na hranicích oblastí různých RBC


- 45 -



2) mobilní část, umístěnou na hnacích vozidlech, která je dále složena z: • vlastního palubního zařízení ERTMS/ETCS, které řídí jízdu vlaku v závislosti na informacích vyměňovaných s traťovou částí • zařízení pro čtení informací z Eurobalízy (BTM) • rozhraní k strojvedoucímu (MMI), rozhraní k vlaku (TIU) • palubní části radiového systému GSM-R • systému poskytujícího informaci o celistvosti vlaku • odometru • speciálního přenosového modulu STM pro existující národní systém vlakového zabezpečovače • záznamníku událostí JRU, určeného pro záznam všech událostí důležitých pro objasnění případně vzniklé kritické nebo krizové situace; záznamník zachycuje nejméně posledních 24 hodin hnacího vozidla ve službě a záznam lze pomocí externího zařízení přehrát, vyhodnotit a tak určit např. příčinu nehody; zařízení není určeno pro diagnostické účely údržby Hlavní funkce palubního zařízení: ¾ vlak čte balízy a odesílá svou polohu relativně vůči posledně detekované balíze do

RBC ¾ vlak sleduje svoji celistvost (externím systémem) a předává tuto informaci RBC ¾ vlak přijímá povolení k jízdě a popis tratě (relativně k balíze) pomocí Eurorádia ¾ výběr nejvíce omezujícího statického rychlostního profilu pro úsek před vlakem ¾ výpočet dynamického rychlostního profilu podle charakteristik vlaku a popisu tratě ¾ porovnání aktuální rychlosti vlaku s dovolenou rychlostí a zapnutí brzd v případě

nutnosti ¾ zobrazení informací užitečných pro strojvedoucího 4.7.2

Automatické vedení vlaku

Systém AVV je určen pro automatizaci řízení kolejových vozidel na železničních tratích. V současnosti se zkouší v České republice na síti Českých drah. Lze předpokládat, že na podobném principu by mohl pracovat i systém na VRT; nehledě k tomu, že


- 46 -



vysokorychlostní vlaky budou muset být schopny se pohybovat i po úsecích stávajících (samozřejmě patřičně modernizovaných) železničních tratí. Zařízení je součástí vyššího systému řízení jízdy hnacích (a řídicích) vozidel označeného CRV&AVV (centrální regulátor vozidla a automatické vedení vlaku). Zařízení je navázáno na liniový vlakový zabezpečovač. Popis jednotlivých částí systému Funkční část tvoří řídicí počítač, snímače traťových informačních bodů, zadávací

klávesnice, displej na stanovišti strojvedoucího a zařízení, které ovládá zařízení vozidla podle příkazů počítače (ovládání brzd apod.). Jádro řídícího počítače tvoří centrální regulátor vozidla (CRV), jehož úkolem je zajistit řízení vozidla v režimu Automatická regulace rychlosti, kdy je vozidlo řízeno tak, aby dodržovalo (v režimu Jízda) resp. pouze nepřekračovalo (v režimu Výběh) nastavenou požadovanou rychlost. Tuto základní funkci je systém AVV schopen plnit na každém vozidle, na němž je instalován, a na každé trati, přičemž trať v tomto případě nemusí být vybavena žádným s AVV spolupracujícím zařízením. CRV je vnitřně členěn na centrální řídicí člen (CŘČ) a regulátor rychlosti (RR). Požadovaná rychlost může být zadávána buď přímo strojvedoucím, nebo zařízením pro automatické cílové brzdění. Regulátor cílového brzdění (RCB) a optimalizátor jízdy vlaku (OJV) jsou vrcholovými částmi systému. Takto úplný systém (CRV&AVV) je schopen zajistit automatické řízení vlaku tak, že především zajišťuje respektování traťové rychlosti, samočinné cílové brzdění a respektování návěstních znaků a samočinné zadávání výběhu v okamžiku, kdy je možné nejbližšího místa zastavení dosáhnout jízdní strategií výběh - brzda v předepsaném čase. Uvedený způsob jízdy vede k minimální spotřebě energie pro trakční účely při vysoké přesnosti zastavení. Traťovou část tvoří systém adresných traťových informačních bodů, rozmístěných

podle určitých zásad v kolejišti. Adresná informace je kódována v zabezpečeném kódu a je přenášena na vozidlo pomocí stejnosměrného magnetického pole. Datová část, tzv. Route Map, obsahuje popisy tratí a data z jízdních řádů vlaků a je

uložena v mobilní části zařízení (v paměťovém poli řídicího počítače). Soubor CRV&AVV poskytuje mimo funkce ručního řízení vozidel ještě funkci řízení vozidla s automatickou regulací rychlosti jízdy (základní režim řízení vozidla) a funkci automatického cílového brzdění a vedení vlaku.


- 47 -



Vztah mezi zařízením ERTMS/ETCS a AVV

Zařízení ERTMS/ETCS je koncipováno jako zabezpečovač s kontrolou rychlosti vlaku. To znamená, že rychlost vlaku neřídí, nýbrž hlídá překročení ještě dovolené rychlosti tím, že na toto nebezpečí nejdříve akusticky či opticky upozorní strojvedoucího. Při následném překročení této ještě dovolené rychlosti zasahuje zavedením „provozního“ účinku brzd (předem stanoveným stupněm) a v povážlivějším případě, když shledá, že zavedený provozní brzdicí účinek není dostatečný, zavede urgentní brzdění (rychločinné brzdění). AVV může spolupracovat se zařízením ERTMS/ETCS těmito způsoby: • Zařízení AVV jakožto zařízení ve funkční úrovni označované v zahraničí jako ATO doplňuje funkci ERTMS/ETCS tím, že řídí jízdu vlaku, tj. reguluje rychlost vlaku tak, aby nedocházelo k zásahům zařízení ERTMS/ETCS jakožto zabezpečovače. • V případě, že by byla trať vybavena balízami, příslušná vozidla náležitou mobilní částí ERTMS/ETCS a každá balíza by nesla svůj místně adresný znak (což se předpokládá), zařízení AVV je schopné přes definované rozhraní přejímat z ERTMS/ETCS pro svou činnost potřebné informace. Potom by AVV nepotřebovalo své traťové informační body. • Na druhé straně zařízení AVV může pro ETCS poskytovat informace ze svého propracovaného a vyzkoušeného systému popisu tratě tzv. Route Map. 4.7.3

Zabezpečovací zařízení v dopravnách

Ve stanicích, výhybnách, kolejových propojeních v širé trati a v napojeních na stávající železniční síť budou vybudována elektronická stavědla na takové technické úrovni, aby byla schopna s maximální možnou spolehlivostí a bezpečností rychle provádět přestavování výhybek, plně spolupracovat s traťovým zabezpečovacím zařízením a přesně se řídit pokyny řídícího centra. 4.7.4

Sdělovací zařízení

Sdělovací zařízení na VRT bude provedeno výhradně rádiovým sdělovacím zařízením. GSM-R je radiotelefonní síť se specifickými funkcemi pro komunikaci informačních, řídicích a zabezpečovacích systémů v železničním provozu. Vznikla jako nástroj k dosažení vzájemné slučitelnosti mezi národními rádiovými sítěmi evropských železnic, sloužícími pro hlasovou i datovou komunikaci vlaku s řídicími místy na trati. Od běžně používané sítě veřejných provozovatelů GSM se liší kmitočtovým pásmem, které je pro její potřebu vyhrazeno v sousedství pásem veřejných sítí a řadou funkcí, mezi něž patří například Souhrnná technická zpráva

- 48 -



přednostní spojení naléhavých zpráv (prioritní úrovně zpráv), adresování mobilních radiostanic i řídicích pracovišť funkčními čísly a adresování závislé na poloze, vysoký stupeň nepřerušovaného pokrytí trati signálem základnových radiostanic a další. Podél celé VRT je navrženo položení dálkového optického kabelu, který bude zajišťovat distribuci signálu mezi základnovými radiostanicemi GSM-R, rozmístěnými podél trati, a spojení s řídícím centrem. Pro tunely, jejichž délka je větší než zhruba 300 m, bude třeba dělat zvláštní opatření pro pokrytí signálem uvnitř tunelu. Nesmí se podcenit budování a provoz zařízení, které bude indikovat výjimečné situace na VRT. Patří sem především hlášení požáru ve všech objektech sloužících VRT, neoprávněného vstupu do neveřejných prostor na VRT, měření mechanického napětí v kolejnicích, indikátory horkoběžnosti ložisek náprav vlaků, výpadky napájení systémů zajišťujících provoz na VRT, technický stav některých inženýrských objektů na VRT atd. Údaje od těchto sdělovacích zařízení budou přenášena do řídícího centra, které je bude vyhodnocovat. 4.7.5

Řídicí systém

Pro VRT se předpokládá použití decentralizovaného počítačového automatizovaného systému dispečerského řízení, který bude společný pro řízení vlakové dopravy vlakovým dispečerem i pro řízení pevných elektrických trakčních zařízení elektrodispečerem. Bude zřízeno jedno dispečerské centrum pro řízení určité části sítě VRT, kde budou řídící počítače. Podřízené stanice řídícího sytému budou umístěny ve všech pevných objektech podél VRT, které budou vybaveny energetickým, zabezpečovacím nebo sdělovacím zařízením. Všechny počítače budou připojeny na kruhovou síť tvořenou optickými kabely, která zajišťuje spolehlivý přenos informací i v případě přerušení kabelu v jednom místě nebo v případě výpadku některé podřízené stanice. Řídicí i podřízené počítače budou vysílat i přijímat data ze sítě z obou směrů. Důležitou podmínkou je prostorové oddělení vedení kruhové sítě. Pro jednotlivá řídicí centra se navrhuje nasazení dvou řídicích počítačů, z nichž jeden bude aktivní a druhý bude pracovat v režimu horké zálohy, tedy všechny přicházející informace budou současně zpracovány v obou počítačích. V případě výpadku aktivního počítače přebírá druhý počítač okamžitě další zpracování a hlásí poruchu.


- 49 -


5. LEGISLATIVA

5. LEGISLATIVA 5.1 Vztah právních pramenů k vysokorychlostním tratím Základní pramen práva v ČR, který upravuje oblast železniční dopravy, je zákon č. 266/1994 Sb., o dráhách, ve znění pozdějších předpisů. Tento zákon (§ 1, odst. 1) upravuje podmínky pro stavbu drah a stavby na nich, provozování dráhy, provozování drážní dopravy a výkon státní správy ve věcech drah. VRT je podle uvedeného zákona dráhou celostátní (§ 3, odst. 1), protože slouží mezinárodní a celostátní veřejné železniční dopravě. Pro svůj zvláštní charakter by měla být VRT nejlépe zařazena do samostatné kategorie. Zákon speciálně pamatuje při stanovení ochranného pásma dráhy na VRT, neboť u dráhy celostátní, vybudované pro rychlost větší než 160 km/h (§ 8, odst. 1), činí ochranné pásmo této dráhy 100 m od osy krajní koleje, nejméně však 30 m od hranic obvodu dráhy. Provádění činností nebezpečných pro dráhu v jejím ochranném pásmu musí schválit drážní správní úřad (§ 9, odst. 1). Ve výjimečných případech mohou provozovatelé dráhy a drážní dopravy vstupovat na nemovitosti, ležící v ochranném pásmu, a využívat jich (§ 9, odst. 2, 3). Dále zákon reguluje provozování dráhy na základě úředního povolení a drážní dopravu na základě licence. Je zatím předčasné usuzovat, kdo bude investorem, majitelem dráhy, provozovatelem VRT a provozovatelem drážní dopravy – dopravcem. Investorem bude nejspíše stát ČR s mezinárodními dotacemi od EU a možná i se soukromou obchodní společností. Je hodně pravděpodobné, že provozovatelem dráhy bude jiná společnost, než ty, které budou provozovat klasickou železniční síť. Dopravci na VRT budou pravděpodobně různé evropské dopravní společnosti včetně českých. Pro veřejnou drážní dopravu musí existovat přepravní řád, který bude muset být přizpůsoben provozu na VRT; rovněž tak i smluvní přepravní podmínky dopravců. VRT nebude rozhodně sloužit pro dopravní obsluhu regionů. Drážní vozidla hnací a tažená s rychlostí nad 160 km/h musí mít technickou způsobilost prokázanou shodou se schváleným typem a ještě ověřenou drážním správním úřadem (§ 43, odst. 1).


- 50 -


5. LEGISLATIVA

V hlavě druhé jsou sice uvedeny podmínky pro řízení drážních vozidel, ale nejspíše by tam také měla být zahrnuta pravidla pro osoby, provádějící dispečerské řízení vlakové dopravy z řídícího centra VRT. Nižšími právními předpisy, podřízenými zákonu o dráhách, jsou jeho prováděcí vyhlášky vydané Ministerstvem dopravy a spojů ČR, které budou muset být přizpůsobeny odlišnostem VRT od klasických železničních tratí a dopravy na nich. Jedná se především o dopravní řád drah, stavební a technický řád drah a přepravní řády veřejné osobní a nákladní drážní dopravy.

5.2 Ochrana životního prostředí VRT jsou liniovou stavbou, která výrazně ovlivňuje životní prostředí a negativně do něj zasahuje, především tzv. bariérovým efektem, hlukem a vibracemi. Za rozhodnutím o stavbě a provozu VRT musí být závěr, že přínos z této činnosti bude pro lidstvo tak velký, že z dlouhodobého hlediska je ochotno negativní důsledky této činnosti akceptovat. Z tohoto důvodu musí být nepříznivé dopady na životní prostředí co nejmenší. Stavební i provozní činnost v souvislosti s VRT ve vztahu k životnímu prostředí je limitována zejména právními předpisy. Jedná se jednak o obecné zásady posouzení vlivů na životní prostředí a jednak o dodržení všech ochranných pásem chráněných území. 5.2.1

Posuzování vlivů na životní prostředí

Od 1.1.2002 vejde v účinnost zákon č. 100/2001 Sb., o posuzování vlivů na životní prostředí a o změně některých souvisejících zákonů (zákon o posuzování vlivů na životní prostředí). Podle § 4, odst. 1 a přílohy č. 1 patří položka č. 9.1 – Novostavby železničních tratí delších než 1 km, což je náš případ, mezi záměry kategorie I, které podléhají posouzení vždy. Posuzování zahrnuje zjištění, popis, posouzení a vyhodnocení předpokládaných přímých i nepřímých vlivů provedení i neprovedení záměru na životní prostředí. Hodnotí se vlivy při přípravě, provádění, provozování i ukončení záměru; posuzuje se běžné provozování i možnost havárie. Posuzování zahrnuje i návrh opatření k předcházení nebo minimalizaci negativních vlivů záměru na životní prostředí. Investor zašle oznámení záměru v našem případě orgánu Plzeňského kraje, zajistí zpracování dokumentace a na základě posudku vydá orgán tohoto kraje stanovisko, které je


- 51 -


5. LEGISLATIVA

podkladem pro další rozhodnutí nebo opatření podle dalších zákonů, zejména zákona stavebního (stavební řízení). 5.2.2

Územní systémy ekologické stability

Krajinný systém je tvořen soustavou biotopů, které jsou prostorově uspořádány v územním systému ekologické stability. Jeho ochrana je povinností všech vlastníků a uživatelů pozemků tvořících jeho základ a jeho vytvoření je veřejným zájmem. Územní systémy ekologické stability tvoří síť ekologicky stabilních území. Síť je složena z biocenter (plocha s možností trvalého života) a biokoridorů (pás území umožňující migraci). Podle významu územních systémů ekologické stability je dělíme na nadregionální (více států), regionální (v rámci jednoho státu) a lokální. Územní systémy ekologické stability musí být zahrnuty do územně-plánovací dokumentace. Podrobnosti stanoví Ministerstvo životního prostředí ČR obecně závazným právním předpisem. Odkaz na ochranu systému ekologické stability se nachází i v zákoně o ochraně přírody a krajiny. 5.2.3

Obecná ochrana životního prostředí

Obecné zásady ochrany životního prostředí v ČR vymezuje zákon č. 17/1992 Sb., o životním prostředí, ve znění pozdějších předpisů. Tento zákon vychází z principu zachování trvale udržitelného rozvoje, což je takový rozvoj, který současným i budoucím generacím zachovává možnost uspokojovat jejich základní životní potřeby a přitom nesnižuje rozmanitost přírody a zachovává přirozené funkce ekosystémů (§ 6). Ve vztahu nejen k VRT musí platit, že území nesmí být zatěžováno lidskou činností nad míru únosného zatížení (§ 11) a projektování a stavbu VRT je možno provádět jen po zhodnocení jejich vlivů na životní prostředí a zatížení území (§ 17, odst. 2) – viz kap. 5.2.1. 5.2.4

Ochrana přírody a krajiny

Základní zásady ochrany přírody a krajiny v ČR upravuje zákon č. 114/1992 Sb., o ochraně přírody a krajiny, ve znění pozdějších předpisů, jehož účelem je přispět k udržení a obnově přírodní rovnováhy v krajině, k ochraně rozmanitosti forem života, přírodních hodnot a krás a k šetrnému hospodaření s přírodními zdroji (§ 1). Podle tohoto zákona jsou chráněni volně žijící živočichové, planě rostoucí rostliny a jejich společenstva, nerosty, horniny, paleontologické nálezy a geologické celky, ekologické systémy a krajinné celky (§ 2, odst. 1).


- 52 -


5. LEGISLATIVA

Této studie vedení tras VRT v se týká obecně ochrana: • dřevin (§ 8), k jejichž kácení je nezbytné povolení orgánu ochrany přírody • paleontologických nálezů (§ 11) • krajinného rázu (§ 12), pro který platí, že při povolování staveb, jimiž by se mohl snížit nebo změnit krajinný ráz, je nezbytný souhlas orgánu ochrany přírody K ochraně krajinného rázu s významnými soustředěnými estetickými a přírodními hodnotami, který není jinak zvláště chráněn podle tohoto zákona, může orgán ochrany přírody zřídit obecně závazným právním předpisem přírodní park a stanovit omezení takového využití území. V této studii varianta SEVER prochází jižním okrajem přírodního parku č. 424 Valcha v tunelu a obě varianty procházejí před koncem úseku přírodním parkem č. 427 Český les. Varianta JIH prochází přírodním parkem Český les tunelem v celé délce, varianta SEVER částečně. Území přírodovědecky či esteticky velmi významná nebo jedinečná se vyhlašují za zvláště chráněná. Kategorie zvláště chráněných území jsou národní parky, chráněné krajinné oblasti, národní přírodní rezervace, přírodní rezervace, národní přírodní památky a přírodní památky. Z dostupných informačních pramenů není známo, že by trasy VRT, navržené v této diplomové práci, procházely některým zvláště chráněným územím nebo jejich ochrannými pásmy. Mimořádně významné stromy, jejich skupiny a stromořadí lze vyhlásit rozhodnutím orgánů ochrany přírody za památné stromy, pro něž platí zvláštní ochrana, včetně zřízení ochranného pásma. Protože vlastní předmět ochrany (stromy) i jejich ochranná pásma jsou v řádu několika metrů, neprovedl jsem v tomto směru s ohledem na stupeň dokumentace podrobnou analýzu. Při podrobnějším stupni projektu pak není většinou velkým problém případně posunout trasu o několik metrů. 5.2.5

Ochrana vody

Od 1.1.2002 vejde v účinnost zákon č. 254/2001 Sb., o vodách a o změně některých zákonů (vodní zákon). VRT se týká ochrana vod jednak během provozu a jednak během výstavby, resp. umístění stavby. První části se týká konstrukce drážních vozidel a pevných zařízení na trati (zejména transformátory) tak, aby z nich neunikaly do okolí vodě škodlivé látky, a zabezpečení přepravovaných nákladů proti úniku jejich obsahu do prostředí. Druhé části se týká ochrana vodních zdrojů a ochrana vodních děl.


- 53 -


5. LEGISLATIVA

K ochraně vydatnosti, jakosti a zdravotní nezávadnosti zdrojů podzemních nebo povrchových vod využívaných nebo využitelných pro zásobování pitnou vodou s průměrným odběrem více než 10 000 m3 za rok stanoví vodoprávní úřad ochranná pásma a ve svém rozhodnutí uvede činnosti, které nelze v těchto ochranných pásmech provádět. Pro VRT z toho plyne především zvláštní režim pro zemní práce a zároveň zvláštní stavební úpravy a objekty na železničním spodku tak, aby v případě dopravní nehody nedošlo v žádném případě k úniku vodě škodlivých látek do zdrojů pitné vody. Z dostupných informačních pramenů (Vyhláška č. 137/1999 Sb. Ministerstva životního prostředí ČR, kterou se stanoví seznam vodárenských nádrží a zásady pro stanovení a změny ochranných pásem vodních zdrojů – prováděcí předpis k ještě platícímu zákonu o vodách) není známo, že by trasy VRT, navržené v této diplomové práci, procházely ochrannými pásmy vodárenských nádrží. Při návrhu inženýrských objektů, kterými se vyřeší křížení VRT s vodními toky, je rovněž nutno chránit vodní toky a jejich koryta podle tohoto zákona. Vodoprávní úřad může na návrh vlastníka vodního díla v zájmu jeho ochrany rozhodnutím stanovit ochranná pásma podél něho a zakázat nebo omezit na nich podle povahy vodního díla umísťování a provádění některých staveb nebo činností. Z dostupných informačních pramenů není známo, že by trasy VRT, navržené v této diplomové práci, procházely ochrannými pásmy vodních děl. 5.2.6

Ochrana zemědělské půdy a lesů

Ochranu zemědělské půdy v ČR upravuje zákon č. 334/1992 Sb., o ochraně zemědělského půdního fondu, ve znění pozdějších předpisů. Zemědělský půdní fond tvoří pozemky zemědělsky obhospodařované a půda, která byla a má být nadále zemědělsky obhospodařována, ale dočasně obdělávána není (§ 2, odst. 2). Pro nezemědělské účely je nutno použít především nezemědělskou půdu (§ 4). Návrh na schválení zadání stavby, v němž se předpokládá odnětí zemědělského půdního fondu, musí být doložen souhlasem orgánů ochrany zemědělského půdního fondu, s výjimkou případů, kdy takového souhlasu není třeba (§ 7, odst. 2). Ochranou lesů se v ČR zabývá zákon č. 289/1995 Sb., o lesích a o změně a doplnění některých zákonů (lesní zákon), ve znění pozdějších předpisů. V § 3 tohoto zákona jsou definovány pozemky určené k plnění funkcí lesa. Podle převažující funkce se lesy rozdělují na lesy ochranné, zvláštního určení a hospodářské (§ 6).


- 54 -


5. LEGISLATIVA

Při využití pozemků určených k plnění funkcí lesa k jiným účelům musí být zejména přednostně použity pozemky méně významné z hlediska plnění funkcí lesa a musí být zajištěno, aby použití pozemků co nejméně narušovalo hospodaření v lese a plnění jeho funkcí (§ 13, odst. 2). Při provádění stavební činnosti je třeba dbát na to, aby na pozemcích s lesními porosty docházelo k co nejmenším škodám (§ 13, odst. 3). Zpracovatelé dokumentací staveb jsou povinni dbát zachování lesa a při stavebním řízení, které se dotýká pozemků určených k plnění funkcí lesa, rozhodne orgán státní správy jen se souhlasem příslušného orgánu státní správy lesů, který může svůj souhlas vázat na splnění podmínek; tohoto souhlasu je třeba i k dotčení pozemků do vzdálenosti 50 m od okraje lesa (§ 14, odst. 2). 5.2.7

Hluk a vibrace

Vibrace a především hluk patří vedle bariérového efektu a záboru půdy k jedněm z mála velmi negativních účinků VRT na životní prostředí. Vlivem provozu vznikají vibrace v pásmu (30 ÷ 200) Hz, které způsobují zpětně vyzářený hluk v budovách, jenž nazýváme hluk šířící se zemí, kdežto v pásmu (2 ÷ 80) Hz jsou to vibrace šířící se zemí. Dominantním zdrojem hluku šířícího se vzduchem při jízdě vozidla po železniční trati je „hluk valení“. Tvrzení, že při vysokých rychlostech nad 200 km/h se stává dominantní aerodynamický hluk, se měřením neprokázalo. Je však dokázáno, že 80% akustické energie je vyzářeno ve výši do jednoho metru nad kolejnicí. Omezení nebo snížení hlukových emisí je nejúčinnější u zdroje. Z tohoto důvodu by nejrůznější protihluková opatření měla být aplikována především na vozidlo a trať. V současné praxi jsou bohužel na klasických železničních

tratích

nejvíce

používány

stavby

protihlukových

bariér,

které

jsou

nejnákladnějším řešením a často i málo efektivním. Mezi současná protihluková a protivibrační opatření aplikovaná na vozidlo patří optimalizace tvaru kola (osová symetrie kola, co nejmenší průměr kola, co nejtlustší disk kola), protihlukové absorbéry na kolech (nejlépe laditelné) a stínící kryty na kola (málo účinné). Protihlukovými opatřeními aplikovanými na trati jsou pružné kolejnicové podložky a kolejnicové absorbéry. Mezi protihluková opatření použitá mezi tratí a příjemcem hluku náleží protihlukové bariéry a opatření na budovách (izolace zdí a oken). Jako protivibrační opatření působí tloušťka štěrkové lože, tuhost kolejnicových podložek, kontinuálně podepřená kolej, vzdálenost mezi pražci, odpružené kolejnicové podpory, kolejnicové podpory s vnitřním tlumením, rohože pod štěrkovým ložem, deskový typ svršku a ztužení půdy.


- 55 -


5. LEGISLATIVA

Aplikace jednotlivých opatření bude závislá na konkrétních místních podmínkách a technickém rozvoji protihlukových a protivibračních opatření.

5.3 Ochrana nerostného bohatství Ochrana nerostného bohatství a jeho hospodárné využívání v ČR je upraveno zákonem č. 44/1988 Sb., o ochraně a využití nerostného bohatství (horní zákon), ve znění pozdějších předpisů. Nerostné bohatství tvoří ložiska vyhrazených nerostů - § 5 (nahromadění nerostů vyjmenovaných v zákoně), která jednotlivě představují výhradní ložiska. Zásoby výhradního ložiska se klasifikují na vyhledané a prozkoumané; bilanční (využitelné v současnosti) a nebilanční; vázané (jejich vytěžení by ohrozilo ostatní zájmy) a volné - § 14, odst. 2. Ochrana výhradního ložiska proti znemožnění nebo ztížení jeho dobývání se zajišťuje stanovením chráněného ložiskového území (§ 16, odst. 1). V něm se nesmějí zřizovat stavby a zařízení, které nesouvisí s dobýváním výhradního ložiska, pokud k tomu nebyl dán souhlas Ministerstva životního prostředí ČR po projednání s obvodním báňským úřadem (§ 18, odst. 1; § 19, odst. 1). Pro těžbu nerostného bohatství určí příslušný obvodní báňský úřad dobývací prostor pro získávání výhradního ložiska. V dobývacím prostoru je zakázána jakákoli činnost, která by mohla omezit dobývání výhradního nerostu. Podle dostupných, zejména mapových podkladů, není známo, že by trasy VRT, navržené v této diplomové práci, procházely dobývacím prostorem, i když u obce Zbůch procházejí obě trasy VRT v jeho těsné blízkosti. Z vyhrazených nerostů připadají v uvedené lokalitě v úvahu černé uhlí (okolí Plzně) a kaolín (severozápadně od Plzně). Podrobnější průzkum však přesahuje rámec této práce a bude předmětem podkladů pro podrobnější projektovou dokumentaci.

5.4 Ochrana kulturních památek Právním nástrojem v oblasti ochrany kulturních památek je především zákon č. 20/1987 Sb., o státní památkové péči, ve znění pozdějších předpisů. Za kulturní památky podle tohoto zákona prohlašuje Ministerstvo kultury ČR věci, které jsou významnými doklady historického vývoje, životního způsobu a prostředí společnosti od nejstarších dob do současnosti jako projevy tvůrčích schopností a práce člověka nebo které mají přímý vztah k významným osobnostem nebo historickým událostem (§ 2, odst. 1). Souhrnná technická zpráva

- 56 -


5. LEGISLATIVA

Kulturní památky, které tvoří nejvýznamnější součást kulturního bohatství národa, jsou prohlášeny za národní kulturní památky. Území, jehož charakter a prostředí určuje soubor nemovitých kulturních památek, popřípadě archeologických nálezů, je prohlášeno jako celek za památkovou rezervaci. Území sídelního útvaru nebo jeho části s menším podílem kulturních památek, historické prostředí nebo část krajinného celku, které vykazují významné kulturní hodnoty, je prohlášeno za památkovou zónu. U všech uvedených souborů kulturních památek jsou stanoveny podmínky jejich ochrany. Nikdo nesmí svojí činností způsobovat nepříznivé změny kulturní památky, jejího prostředí nebo jejího společenského uplatnění. Vyžaduje-li to ochrana nemovité kulturní památky nebo jejího prostředí, je pro tuto kulturní památku vymezeno ochranné pásmo, kde lze omezit nebo zakázat určité činnosti (§ 17, odst. 1). Z dostupných informačních pramenů není známo, že by trasy VRT, navržené v této diplomové práci, procházely ochrannými pásmy kulturních památek nebo v jejich těsné blízkosti; pouze je třeba při případné realizaci varianty JIH brát ohled na folklórní kulturní památky Chodska. Při stavbě VRT může dojít k archeologickému nálezu, kterým je věc nebo soubor věcí, jež je dokladem nebo pozůstatkem života člověka a jeho činností od počátku jeho vývoje do novověku a zachovala se zpravidla pod zemí. O takovémto archeologickém nálezu musí být učiněno oznámení Archeologickému ústavu Akademie věd ČR, nebo nejbližšímu muzeu.


- 57 -


6. POPIS NAVRŽENÝCH TRAS VRT PLZEŇ – SRN

6. POPIS NAVRŽENÝCH TRAS VRT PLZEŇ – SRN 6.1 Napojení VRT na stávající síť a společný úsek variant Napojení VRT z Plzně do SRN je pro obě vyprojektované varianty tras totožné a je navrženo ve dvou variantách na jednom místě - u obce Nová Hospoda mezi Plzní a Vejprnicemi – ve směrovém oblouku stávající trati tak, že VRT vede přímo. První varianta vlastně ani napojením na stávající síť není, neboť VRT se pouze přimyká k jednokolejné železniční trati č. 180 Plzeň – Česká Kubice a jde souběžně (dvě koleje) s ní do stanice Plzeň-Jižní Předměstí, kde se spojí s tratí č. 170 Beroun – Cheb a bude pokračovat do hlavního nádraží v Plzni. Tato varianta předpokládá sice rozšíření železničního koridoru (pásu) o další dvě koleje až do intravilánu Plzně, což bude náročné na zábor pozemků, ale na druhou stranu železniční trať č. 180 neomezuje propustnost VRT. Druhá varianta předpokládá v úseku od napojení VRT na stávající žel. síť do stanice Plzeň-Jižní Předměstí rozšíření pouze o jednu kolej – kolej č. 2 VRT bude směrově totožná s kolejí trati č. 180. Samozřejmě dojde k plné rekonstrukci této koleje na parametry VRT vyjma rychlosti. Železniční trať č. 180 se z VRT oddělí pravostrannou výhybkou z koleje č. 2 a bude na ní zřízena odvratná kolej. Z důvodu menšího ovlivňování VRT tratí č. 180 se předpokládá vložení jednoduché kolejové spojky mezi koleje č. 1 a č. 2. Rychlost v odbočných větvích navržených výhybek bude určena podle podmínek pokračování VRT do centra Plzně a podle parametrů žel. tratě č. 180. Z uvedeného popisu vyplývá, že je upřednostňována varianta první, pokud se najde dostatek prostoru. Způsob napojení VRT na stávající železniční síť i zaústění do Plzně je v souladu se schváleným územním plánem města Plzně. K lepšímu využití VRT i pro vlaky vnitrostátní rychlé osobní a nákladní dopravy by bylo vhodné navrhnout propojení VRT se stávající železniční sítí ještě před tím, než VRT opustí území ČR. Tento návrh není sice zahrnut v situaci variant ani rozpočtech, ale jako vhodné místo se jeví: Pro variantu SEVER u Stráže u Tachova, kde by po opuštění tunelu z VRT pravostranným obloukem pokračovala spojka do žel. trati č. 184 Domažlice – Planá u Mariánských Lázní. Pro variantu JIH z přímého úseku VRT opět pravostranným obloukem do trati č. 182 Staňkov – Poběžovice u obce Semošice a zároveň před posledním směrovým


- 58 -



obloukem VRT levostranným obloukem do navržené přeložky žel. trati č. 184 u obce Trhanov. Z napojení VRT na stávající žel. síť u Nové Hospody pokračují obě varianty VRT v levostranném oblouku do 730 m dlouhého tunelu. Ani kdyby bylo použito nejvyššího podélného sklonu, hloubka zářezu by neklesla pod stanovenou mez, a tak by stejně nebylo možné se tunelu vyhnout. Po opuštění tunelu vede VRT po přímé jihovýchodně od Vejprnic většinou v zářezu až pod silniční nadjezd v km 2,801. Dále ponejvíce v náspu přemosťuje dálnici D5 Praha – Rozvadov a nachází se v druhém směrovém oblouku – pravostranném, jehož parametry jsou již odlišné pro každou variantu. Dálnice D5 nebyla v mapách, které jsem získal od Katastrálního úřadu v Plzni a použil je jako podklad situace, ještě zanesena, a tak jsem ji dodatečně přibližně zakreslil podle jiných mapových podkladů.

6.2 Varianta SEVER V pravostanném oblouku č. 2 se VRT kříží se silnicí, kterou navrhuji zrušit, neboť spojení mezi Tlučnou a Líní je možno bez větší zajížďky uskutečnit přes Úherce a Zbůch. Ke konci tohoto směrového oblouku přemosťuje silnice č. II/180 VRT, a to v km 8,434. Následuje přímá, kde bude nutno na stávající železniční trati č. 180 vybudovat most, kterým klasická jednokolejná žel. trať překlene VRT. Před tímto mostem je ve VRT navrženo kolejové propojení v širé trati – varianta A. Levostranný směrový oblouk č. 3 má poloměr 10 000 m a nachází se v něm silniční nadjezd (km 13,678). V další přímé se VRT křižuje se dvěma silnicemi. První z nich opět navrhuji zrušit, protože jet automobilem mezi Bítovem a Vsí Touškov a lze přes Lochousice. Druhé křížení se provede silničním nadjezdem na silnici č. I/21. V km 16,000 je začátek výhybky č. 1 druhého kolejového propojení v širé trati – varianta B. Dále již je VRT vedena v přímé do výhybny Nedražice vpravo od stejnojmenné obce, přičemž ještě před výhybnou přechází VRT po mostě přes silnici. Až k výhybně vede VRT v mírném zářezu, nebo náspu ve stoupání do 12,50 ‰. Zhruba uprostřed výhybny Nedražice se nacházejí dvě silnice v těsné blízkosti Knína. Obě křížení opět ruším a silnice navrhuji spojit po nové silnici. Cestovat automobilem z Knínu do Kostelce jde přes Skapce a poté nadjezdem přes VRT v km 25,228. Následuje čtvrtý směrový oblouk a v něm začíná tunel dlouhý 1 376 m, kterým musíme překonat sice nevýrazný hřeben, ale za ním následuje široké mělké údolí, a tak je toto řešení v daných


- 59 -



podmínkách jediné možné. Po pravé straně VRT míjí obec Telice a mostem se mimoúrovňově křižuje se silnicí z ní vedoucí. V dalším přímém úseku je navrženo kolejové propojení v širé trati – varianta A a poté následuje 924 m dlouhý most přes hluboké údolí Mezholezského potoka. Abychom nemuseli stavět další mimoúrovňové křížení se silnicí, navrhuji její přeložku pod předchozí most. Hned následující křížení se silnicí doporučuji zrušit bez náhrady. VRT dále prochází krátkým tunelem kopcem Buček a po levé straně míjí obec Racov, kde se kříží se třemi silnicemi. Z důvodu úspory inženýrských objektů jsem vyprojektoval křížení mostem pouze s prostřední silnicí, zbylé dvě ruším a jejich napojení do Racova řeším souběžně s VRT vedoucí novou silnicí. Protože ruším křížení u obce Darmyšl, pozbývá významu i první křížení za tunelem, a proto lze případně upustit i od části nové silnice. V pátém směrovém oblouku následuje portál přes tři kilometry dlouhého tunelu, kterým podcházíme dva kopcovité útvary. Oběma tunelům by bylo možno se vyhnout zvýšením nivelety v uvedeném úseku, avšak na obou stranách by se neúměrně prodloužily již tak dlouhé mosty, a proto jsem volil právě toto řešení. Po výjezdu z tunelu se dostáváme do kolejového propojení v širé trati – varianta B a podjíždíme silniční most v km 40,000. Ve stálém mírném stoupání se dostáváme po 776 m dlouhém mostě přes široké údolí Pavlíkovského potoka do pravostranného směrového oblouku č. 6 o poloměru 8 000 m. V následující přímé překonává křižující se silnice VRT nadjezdem v km 45,469. Další křižující silnici zase ruším, protože existuje objízdná trasa mezi Třemešnou a Pavlíkovem přes Dubec. V km 46,500 je pak navrženo kolejové propojení v širé trati – varianta A. Potom překonává VRT úzké a hluboké údolí Bezděkovského potoka a železniční tratě č. 184 mostem dlouhým 244 m a po krátkém úseku prochází masivem Českého lesa pod Kamenným vrchem tunelem o délce 2 421 m. Po opuštění tunelu se VRT ubírá posledním, sedmým směrovým obloukem, v němž se také nachází nadjezd silnice č. II/198. V posledním přímém úseku VRT je situována výhybna Železná. V oblasti jejích spojek je ve výkresech zakreslen most přes Nivní potok, protože se jeví natolik široký, že propustek by pro něj pravděpodobně nestačil. Trasa VRT ve variantě SEVER končí staničením 56,661 069 na státní hranici se SRN, kde je kóta nivelety totožná s kótou terénu. Poslední směrový oblouk a poslední úsek konstantního sklonu je možno při dalším stupni projektování upravit podle navazujícího úseku VRT v SRN.


- 60 -



6.3 Varianta JIH Před pravostanným obloukem č. 2 se VRT kříží se silnicí, kterou navrhuji zrušit, neboť spojení mezi Tlučnou a Líní je možno bez větší zajížďky uskutečnit přes Úherce a Zbůch. V přímé za obloukem se nachází první kolejové propojení v širé trati – varianta A. Za tímto propojením přemosťuje silnice č. II/180 VRT, a to v km 8,489. Následuje přímá, ve které se nachází most přes železniční trať č. 180 a zároveň vlečku do Dolu Obránců míru. Pokud by byla vlečka zrušena, nebo změněno její zaústění do trati, bylo by možné most zkrátit. V km 11,526 se nachází most přes okraj rybníka na Zálužském potoku. Přes rybník je VRT vedena proto, že se trať musí přímo dostat mezi rybníky u dolu u Zbůchu a u Hradce. Po tomto mostě následuje most přes silnici do Huříkovic a silniční nadjezd v km 12,736. Ve čtrnáctém kilometru je umístěn začátek výhybky č. 1 kolejového propojení v širé – varianta B. Dále jsou navrženy na trase dva silniční nadjezdy a následuje levostranný směrový oblouk. Potud vede VRT většinou pozvolným stoupáním střídavě zářezem a po náspu. U obce Hradec je ve směrovém oblouku navržen most přes hluboké údolí, dále silniční nadjezd v km 18,719 a další most délky 657 m přes hluboké a široké údolí Touškovského potoka. Po krátké přímé v zářezu je situována výhybna Neuměř vlevo od stejnojmenné obce. Vpravo od Kvíčovic křižuje VRT dvě silnice. Abychom ušetřili mostní objekty, navrhuji druhé křížení zrušit a nahradit ho novým úsekem silnice tak, aby bylo umožněno spojení Štichova a Kvíčovic. VRT pak přemosťuje hluboké údolí potoka Chuchla mostem délky 346 m. V zářezu se potom VRT dostává do pravostranného směrového oblouku, kde ji přechází silniční nadjezd v km 27,109. Většinou v náspu VRT ústí do krátkého tunelu u obce Pulice pod vrcholem Volkův Kříž. Za portálem tunelu je navrženo kolejové propojení v širé trati – varianta A. Následně přemosťuje VRT údolí řeky Radbuzy a železniční trati č. 182. Aby zaoblení lomu nivelety v km 32,244 111 nezasahovalo do mostu, bylo využito výjimečné hodnoty poloměru zaoblení lomu nivelety 27 000 m. Kvůli úspoře délky mostu doporučuji vyřešit křížení se silnicí č. I/28 přeložkou pod navrženým mostem, která se může zároveň stát i obchvatem Semošic. VRT poté stoupá dalším krátkým tunelem a zářezem, ve kterém se změní sklon nivelety a klesáním v zářezu se VRT dostane až k dalšímu údolí. Toto údolí Lazeckého potoka překoná 279 m dlouhým mostem. V další části přímé je vyprojektováno kolejové propojení v širé trati – varianta B. Po ní následuje levostranný


- 61 -



směrový oblouk o poloměru 10 000 m a po krátkém přímém úseku tunelem podjíždíme vrchol Borek a VRT se pak nachází ve výhybně Draženov. Protože VRT v tomto úseku křižuje tři silnice, navrhuji vybudovat souběžnou přeložku silnice č. I/26 s odbočkou přes nadjezd do obce Draženov. Nadjezd se nachází v místě kolejových spojek na zhlaví, a bude tedy překonávat pouze dvě koleje stejně jako v širé trati. Po přímém úseku pokračuje trať do pravostranného směrového oblouku, kde se nachází niveleta koleje v nejvyšší výšce náspu. Z tohoto důvodu je navržena přeložka železniční trati č. 184 tak, aby přes ni mohl být navržen most. Před tímto mostem se nachází ještě most přes silnici č. II/198. Již v tomto směrovém oblouku zaústí VRT do tunelu, který podchází hřeben Českého lesa. V tomto tunelu je navrženo kolejové propojení v širé trati – varianta A. Podélný sklon posledního úseku konstantního sklonu a vrcholový úhel posledního směrového oblouku je možno změnit podle vedení trasy VRT v SRN. Tato trasa VRT končí staničením v km 55,966 590.

6.4 Porovnání variant Pokud budeme chtít v tomto případě co nejobjektivněji rozhodnout, která z navržených variant vedení trasy VRT je nejvýhodnější, musíme vycházet zásadně z relativních hodnot, protože navržené trasy nespojují dvě pevně daná místa, ale pouze z jednoho pevně zvoleného bodu (Plzeň) překonávají území ČR směrem do SRN, kde však přesně nevíme, jaká bude trasa tamní VRT. Proto všechny číselné hodnoty vztahuji na jednotku délky VRT. Rozhodnutí bude provedeno podle následujících kritérií: • minimalizace investičních nákladů – investiční náklady převezmu jako souhrnnou hodnotu z rozpočtu (v tomto kritériu je již zahrnuta snaha o minimální délku tunelů a mostů) • minimalizace provozních nákladů – provozní náklady v této studii reprezentují pouze traťové odpory (viz Příloha L – poznámka: odpor ze stoupání je vždy uváděn kladný, protože výpočet je proveden pro oba směry a musíme uvažovat vždy nejnepříznivější možnost), z nichž se odvíjí spotřeba trakční energie • minimalizace negativních dopadů na životní prostředí – rozdíly mezi oběma variantami jsou pouze slovně popsány • ostatní nespočitatelné rozdíly mezi variantami – ty představuje nejvyšší podélný sklon použitý v té které variantě trasy VRT


- 62 -



Porovnání variant navržených tras VRT v této diplomové práci s konkrétními údaji je provedeno v tab. 11. kritérium

varianta SEVER

varianta JIH

měrné investiční náklady [Kč/m]

500 678

497 520

měrný traťový odpor [‰]

5,65

6,50

negativní dopady na životní prostředí nejvyšší podélný sklon [‰]

prochází cca 6 km přírodním prochází přírodním parkem Český les mimo tunel parkem Český les v tunelu 12,50

16,06

tab. 11 – Porovnání variant vedení tras VRT

Odpověď na otázku výběru nejvhodnější varianty však nechávám otevřenou, protože rozhodujícím faktorem bude pokračování trasy VRT v SRN, tedy napojení buď na Mnichov, nebo Norimberk. Podle zvolených kritérií nejsou mezi oběma variantami velké rozdíly (vždy dvě ze čtyř položek jsou pro každou variantu výhodnější), záleží tedy na tom, kterému hledisku přiložíme větší váhu. Přesto se však jeví varianta SEVER o něco výhodnější (měrné investiční náklady obou variant jsou srovnatelné, ale měrný traťový odpor je nižší). Konečné rozhodnutí ale bude pochopitelně závislé také na ostatních faktorech, jimž v této práci sice nepřikládám žádnou váhu, ale mohou při dalším stupni projektování některou variantu zcela znevýhodnit (např. výkup pozemků, další ekologické překážky, nevhodné horninové podloží).

6.5 Stručná geologická situace území Z geologického pohledu náleží celé Čechy do velkého celku Český masív. Ten byl nejvíce formován hercynským vrásněním již v prvohorách, a proto je velice stabilní. Od té doby je převážně souší a byl vystaven vnějším geologickým činitelům, které formovaly povrch Čech až do dnešní podoby. Region západně až jihozápadně od Plzně, kterým by měly procházet obě navržené varianty VRT, můžeme zařadit z hlediska spodní stavby Českého masívu do oblasti středočeské a moldanubické, které odděluje Český křemenný val. V oblasti středočeské je to jednotka domažlické krystalinikum (svory, svorové ruly, amfibolity) a v oblasti moldanubické je to moldanubikum Českého lesa (převážně přeměněné horniny – ruly a hlubinné vyvřeliny – žuly). Je nutno upozornit, že přechod mezi oblastmi je tektonický! Vody ve vymezeném území se projevují kyselostní a uhličitanovou agresivitou. V krystaliniku se setkáváme s následky fosilního zvětrávání a s pády kamenů na strmých


- 63 -



skalních stěnách. Horniny krystalinika poskytují dobrou a prakticky nestlačitelnou základovou půdu. V moldanubiku můžeme objevit intenzivní chemické zvětrávání – rozložení hornin na jílovitou zeminu. Svahové pohyby nejsou příliš časté. Podzemní stavby v krystaliniku se razí většinou ve zdravých, nezvětralých skalních horninách. Území západně od Plzně pokrývá plzeňská pánev v limnické oblasti středočeské. Nalezneme zde slepence, pískovce, prachovce a jílovce a také tu jsou ve spodní části uhelné sloje. Uplatňují se zde svahové pohyby, lze očekávat síranově agresivní vodu. Základové půdy na vyvřelinách jsou únosné a nestlačitelné, těžení hornin se většinou neobejde bez trhacích prací. Geologický přehled území s vyznačením tras VRT je v grafické příloze této diplomové práce. 6.5.1

Varianta SEVER

Společný začátek tras obou variant VRT vychází z míst spodního šedého souvrství a pokračuje dále přes permo-karbonskou pánev s relikty sedimentů. Přibližně v 18. kilometru se nachází výrazný tektonický zlom a od něj až k obci Zhoř prochází VRT metamorfovaným proteozoikem s pevnými horninami (břidlice). Následně VRT překonává kladrubský žulový masív a přibližně od km 33,000 protíná domažlické krystalinikum (svory, ruly) s ostrovem amfibolitů uprostřed. Pak prochází jižním okrajem borského žulového masívu až do km 45,000 a po krátkém úseku amfibolitů protíná VRT Český křemenný val, který je západním okrajem Mariánsko-lázeňského příkopu a který vytváří významnou tektonickou zónu. Přes moldanubikum a jižní okraj rozvadovského masívu se dostáváme na státní hranici se SRN. 6.5.2

Varianta JIH

Počátek trasy až zhruba do 17. kilometru, kde se nachází výrazný tektonický zlom, je geologicky přibližně totožný s variantou SEVER. Mezi Stodem a Horšovským Týnem prochází VRT skrze metamorfované proteozoikum s pevnými horninami, jehož vrstevnatost je směrově shodná s trasou VRT. Uprostřed proteozoika VRT protíná ostrovy sedimentů. Do Klenčí pod Čerchovem vede VRT domažlickým krystalinikem s převážně přeměněnými horninami, které je přerušeno Českým křemenným valem a ostrovem nezpevněných sedimentů s opět významnou tektonickou zónou. Přes moldanubikum se dostáváme na státní hranici se SRN.


- 64 -


7. KOMENTÁŘ K VÝKRESOVÝM PŘÍLOHÁM

7. KOMENTÁŘ K VÝKRESOVÝM PŘÍLOHÁM Všechny výkresy v této diplomové práci jsou orientovány tak, aby staničení VRT ve výkresech postupovalo vždy zleva doprava, čímž je možno bez problémů prohlížet všechny výkresové podklady najednou a snadno se v nich orientovat, ale důsledkem je otočení názvů v podkladních mapách zhruba o 180°.

7.1 Přehledná situace obou variant a geologická mapa dotčeného území Obě mapové přílohy s vyznačením tras vedení VRT jsou pouze koordinační, a tudíž vedení tras nemusí naprosto přesně souhlasit se samostatnými situacemi jednotlivých variant. Je to způsobeno neodpovídajícími si podkladními mapami a chybami při digitalizaci a následném skládání map. Vzhledem k měřítku obou výkresů a potřebě přehlednosti v nich nejsou zakresleny mostní objekty, kolejová propojení v širé trati a v geologické mapě ani výhybny.

7.2 Situace jednotlivých variant trasy a podélné řezy Z důvodu měřítka 1 : 25 000 je v situaci jednotlivých variant i v jim příslušných podélných řezech zakreslena osa os traťových kolejí a jí příslušná niveleta. Proto také u směrových oblouků nejsou zakresleny přechodnice, jsou pouze tabelárně zpracovány v příloze této souhrnné technické zprávy (Příloha J - Směrové poměry obou variant tras vedení VRT), protože pro každou kolej mohou vycházet odlišně. Rovněž kvůli přehlednosti nejsou v podélném řezu zakresleny začátky a konce zaoblení lomu nivelety a jsou také tabelárně zpracovány v příloze této souhrnné technické zprávy (Příloha K - Výškové poměry obou variant tras vedení VRT). Ze stejného důvodu je zvolen rozdílný interval staničení v situaci jednotlivých variant a podélných řezech – v situaci by staničení po 1 km značně zhoršovalo přehlednost. U sklonovníků v situaci je výšková kóta kótou nivelety v místě lomu nivelety (nikoli kótou výškového polygonu); v podélném řezu je výšková kóta v lomu nivelety (trojúhelník postavený na vrcholu) kótou výškového polygonu, kóta nivelety je pak zapsána v příslušné svislé čáře spojující srovnávací rovinu s niveletou.


- 65 -


7. KOMENTÁŘ K VÝKRESOVÝM PŘÍLOHÁM

Co se týče zobrazení staveb železničního spodku, jsou v situacích variant a podélných řezech vyznačeny tunely, jejichž umístění vyplývá z vysokého náspu; mosty, kterými se mimoúrovňově VRT kříží s pozemními komunikacemi nebo železničními tratěmi, překonává řeky, široké potoky nebo vodní plochy nebo takové mosty, jejichž umístění vyplývá z hlubokého zářezu, a silniční nadjezdy, kterými pozemní komunikace překonávají VRT. Řešení křížení VRT s ostatními vodotečemi není vzhledem k měřítku map možné – propustky budou navrhovány až v podrobnější projektové dokumentaci.

7.3 Vzorový příčný řez Ve vzorovém příčném řezu není brán ohled na druh zeminy podloží zemního tělesa železničního spodku ani druh zeminy ve vlastním zemním tělese. Z tohoto důvodu není navržena konsolidační vrstva, ochranná vrstva ani konstrukční vrstva. Rovněž velikost sklonu svahů je pevně dána jako průměrná hodnota 1 : 1,75. Tyto části železničního spodku budou navrženy až po výsledcích podrobného geologickém průzkumu.


- 66 -


8. ZÁVĚR

8. ZÁVĚR Cílem této diplomové práce bylo vypracovat studii vysokorychlostní trati pro smíšenou dopravu, spojující Plzeň se Spolkovou republikou Německo, zdůvodnit její vedení a zároveň zpracovat všeobecně platné zásady pro návrh VRT v České republice. Trasa VRT byla navržena ve dvou variantách tak, aby bylo možné napojení Plzně jak na německý Norimberk, tak Mnichov podle výstavby VRT v SRN. Ačkoliv téma této diplomové práce se může někomu jevit jako neaktuální, protože v současnosti se státní investor, železniční projektové i stavební firmy zabývají modernizací, nebo optimalizací stávající železniční sítě v ČR, je třeba, abychom byli připraveni na okamžik, kdy se evropská vysokorychlostní železniční síť bude zhušťovat a okraje této sítě se budou přibližovat k našim státním hranicím. Pak bude třeba včas zareagovat a zapojit také naši republiku do této sítě, protože pokud promarníme správný čas, začnou se VRT budovat okolo našeho státu a následně dojde k úpadku dopravy a tím i celého hospodářství u nás. Musíme mít na paměti heslo, že kdo je připraven, nemůže být překvapen. Je pro mě poněkud zarážející, jaký důraz zejména v nejvyšších politických kruzích se klade na výstavbu dálniční sítě v ČR, kdy dálnice tvoří dopravní síť nejrychlejších a nejpohodlnějších pozemních komunikací, ale ekvivalentní síť pro kolejovou dopravu, kterou jsou vysokorychlostní tratě, zatím všichni považují za utopii. Čím je to způsobeno, když každý druh dopravy má své místo pro splnění určitých přepravních požadavků? Kromě různých neobjektivních zájmů to je zcela jistě nespravedlivým zvýhodněním silniční dopravy tím, že neplatí všechny náklady, které způsobuje a které jsou mnohem vyšší než u dopravy železniční. Proto je základním předpokladem pro vyrovnání podmínek tzv. plná internalizace externích nákladů u všech druhů dopravy, která by zohlednila především menší negativní dopady železniční dopravy na životní prostředí a větší bezpečnost. Další důležitou podmínkou pro rozvoj celé železniční dopravy, a tedy i VRT, je uplatňování logistiky při přepravě zboží a osob, integrovaných osobních systémů a kombinované nákladní dopravy. Doufám tedy, že za několik málo let dojde ke změně podmínek a celý dopravní systém bude fungovat tak, že při co nejnižších nákladech bude co nejlépe plnit většinu požadavků přepravce a přitom jeho negativní důsledky budou co nejnižší. A jedním z páteřních dopravních systémů bude právě sjednocená světová síť vysokorychlostních tratí, v nichž budou zastoupeny VRT i na území ČR. Souhrnná technická zpráva

- 67 -


Příloha A

Council Directive 96/48/EC of 23 July 1996 on the interoperability of the trans-European high-speed rail system

APPENDIX I THE TRANS-EUROPEAN HIGH-SPEED RAIL SYSTEM 1. Infrastructure (a) The infrastructure of the trans-European high-speed rail system shall be that on the lines of the trans-European transport network identified in the framework of the guidelines referred to in Article 129c of the Treaty: - those specially built for high-speed travel, - those specially upgraded for high-speed travel. They may include connecting lines, in particular junctions of new lines or lines upgraded for high speed with town centre stations located on them, on which speeds must take account of local conditions. (b) High-speed lines shall comprise: - specially built high-speed lines equipped for speeds generally equal to or greater than 250 km/h, - specially upgraded high-speed lines equipped for speeds of the order of 200 km/h, - specially upgraded high-speed lines which have special features as a result of topographical, relief or town-planning constraints, on which the speed must be adapted to each case. 2. Rolling stock The high-speed advanced-technology trains shall be designed in such a way as to guarantee safe, uninterrupted travel: - at a speed of at least 250 km/h on the lines specially built for high speed, while enabling speeds of over 300 km/h to be reached in appropriate circumstances; - at a speed of the order of 200 km/h on existing lines which have been or are to be specially upgraded; - at the highest possible speed on other lines. 3. Compatibility of infrastructure and rolling stock High-speed train services presuppose excellent compatibility between the characteristics of the infrastructure and those of the rolling stock. Performance levels, safety, quality of service and cost depend upon that compatibility.

Diplomová práce VRT Plzeň – SRN

Příloha F

Norma UIC 703 - Trasovací parametry koleje pro tratě s provozem rychlých osobních vlaků (Layout characteristic for lines used by fast passanger trains) (zkrácený volný překlad)

Definice veličin Vmax Vmin r l p I E S g s aq ai av dop

- maximální rychlost osobních vlaků (traťová rychlost) na daném úseku koleje [km/h] - rychlost nejpomalejších (nákladních) vlaků na daném úseku koleje [km/h] - poloměr směrového kružnicového oblouku [m] - délka přechodnice/vzestupnice [m] - skutečné převýšení [mm] - nedostatek převýšení [mm] - přebytek převýšení [mm] - vzdálenost styčných kružnic dvojkolí: S = 1 500mm - normální tíhové zrychlení: g = 9,81m/s2 - koeficient odpružení vozu [1] - nevyrovnané příčné zrychlení [m/s2] - kvazistatické (přibližně neměnné) příčné zrychlení uvnitř vozu [m/s2] - kvazistatické (přibližně neměnné) svislé zrychlení na vzestupnici [m/s2] - doporučená hodnota (dolní index veličiny)

Stanovení nedostatku převýšení a příčného zrychlení 2 Vmax I = 11,8 −p r 2 Vmax g⋅p I − = aq = 12,96 ⋅ r 153 S

musí platit: I ≤ I dop musí platit: aq ≤ aq, dop

Doporučené hodnoty nedostatku převýšení a příčného zrychlení se určí podle: 1) namáhání trati a bezpečnosti provozu, které závisí na: opotřebení kolejnic typu koleje stavu koleje druhu trakce a přenosu hnací síly na hnacích vozech geometrické poloze koleje údržbě vozů hmotnosti na nápravu a odpružení vozů 2) ekonomických aspektech údržby koleje 3) komfortu jízdy: ai = (1 + s)aq

musí platit: ai > aq

ai ∈ <1 ; 1,5> m/s2

Rozsah hodnot nedostatku převýšení by měl být stanoven podle proměnlivosti odpružení vozů užívaného vozového parku. Většina moderních vozů s plným nákladem má koeficient odpružení s přibližně 0,4. U vozů se speciální konstrukcí se velikost tohoto koeficientu může snížit na 0,20 až 0,25.

- F1 -


Příloha F

Přebytek převýšení 2 Vmin E>0 E = p − 11,8 r Přebytek převýšení E má za následek ojetí vnitřních stran kolejnic v důsledku jízdy pomalých vlaků, zvláště nákladních, které mají větší nápravový tlak.

Skutečné převýšení Skutečné převýšení přesahující 160mm může způsobit posun nákladu a snížení pohodlí cestujících v případě, kdy v daném místě vlak neočekávaně zastaví.

Důležité související vztahy: časová změna nedostatku převýšení:

časová změna příčného zrychlení:

dI Vmax = ⋅I dt 3,6 ⋅ l

da q dt

=

Vmax ⋅ aq 3,6 ⋅ l

časová změna příčného zrychlení uvnitř vozu:

časová změna převýšení:

musí platit:

musí platit:

dI  dI  ≤  dt  dt  dop  da q ≤  dt  dt

da q

  [m/s3]  dop

dai da = (1 + s ) ⋅ i dt dt

dp p ⋅ Vmax = 3,6 ⋅ l dt

musí platit:

Zaoblení lomu nivelety poloměr zaoblení nivelety: rv ≥ 2 000 m 2 Vmax av = musí platit: av ≤ av, dop 12,96 ⋅ rv

- F2 -

[mm/s]

[m/s3] dp  dp  ≤  dt  dt  dop

[mm/s]


Příloha F

Hodnoty převýšení a růstu převýšení Parametry VRT

osobní + nákladní I 80 - 120

[km/h]

pouze osobní IV 250 - 300

III ≤ 250

II 120 - 200 FS

žel. správa Dop.

Max. Výjm. Dop.

Max. Výjm. Dop.

DB

Max.

Dop.

SNCF

Max.

Dop.

Max.

kolej bez speciálních nároků (širá trať bez spojek) I

[ mm ]

aq

[ m/s ]

2

80

100

130

100

120

150

121

-

40

60

50

100

0,53

0,67

0,86

0,67

0,80

1,00

0,81

-

0,27

0,40

0,33

0,67

hlavní kolej v obloukových výhybkách a kříženích I

[ mm ] 2

aq

[ m/s ]

E

[ mm ]

p

[ mm ]

60

80

120

60

80

100

-

-

-

-

50

100

0,40

0,53

0,80

0,40

0,53

0,67

-

-

-

-

0,33

0,67

50

70

90

-

110

85

180

-

bez omezení 90 110 100 50 70 kolej bez speciálních nároků (širá trať bez spojek)

dl/dt

[ mm/s ]

daq/dt

[ m/s ]

3

70

150 160 120 150 160 125 65 ř ě ř p echodnice s konstantní zm nou k ivosti 25

70

90

25

70

-

36

-

13

-

30

75

0,17

0,47

0,60

0,17

0,47

-

0,24

-

0,08

-

0,20

0,50

přechodnice s proměnnou změnou křivosti dl/dt daq/dt

[ mm/s ] 3

[ m/s ]

50

90

-

50

90

-

-

-

-

-

-

-

0,33

0,60

-

0,33

0,60

-

-

-

-

-

-

-

38

-

20

-

50

60

lineární vzestupnice dp/dt

[ mm/s ]

28

46

55

28

35

50

nelineární vzestupnice dp/dt

[ mm/s ]

56

70

-

56

70

-

-

-

-

-

-

-

-

0,16

0,24

0,20

-

0,45

0,60

bez omezení av

2

[ m/s ]

0,20

0,30

0,40

0,20

0,30

- F3 -


Příloha G

Porovnání parametrů trasování vysokorychlostních tratí se smíšeným provozem poř. č.

název parametru

označení měr. veličiny jedn.

Zdroj hodnot parametrů - dle informačních pramenů (Příloha č.1) [42] [45] [13]

[48]

1. Rozchod koleje: 1.1 rozchod koleje 1.2 rozšíření rozchodu v obloucích

mm 1435 ne

dtto

dtto

dtto

2. Směrové poměry: 2.1 min. poloměr směrového oblouku

r min

2.2 výpočet převýšení

p

mm

p = 11,8 ⋅

p min p max V os Vn I max E max a n,os,max a n,n,max

mm mm km/h km/h mm mm m/s2 m/s2

20 150 250 160 100

2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11

min. převýšení max. převýšení max. rychlost osobních vlaků (traťová) rychlost nákladních vlaků max. nedostatek převýšení (osobní vlaky) max. přebytek převýšení (nákladní vlaky) max. nevyrovnané příčné zrychlení osobních vlaků max. nevyrovnané příčné zrychlení nákladních vlaků druh vzestupnice

m

2.12 délka vzestupnice

l vz

m

2.13 koeficient k

k

1

2.14 druh přechodnice 2.15 délka přechodnice s převýšením (lvz>0) 2.16 délka přechodnice bez převýšení (lvz<0)

6000

V2 −I r

lineární max(k·V·p·0,001; 0,7√r; 8·V·I·0,001) 10

lp

m m

lp =

dtto

p=C⋅

dtto 300 120 - 160 65 - 75 54 - 63 0,425 - 0,490 -0,353 - -0,41 sinusoida,parabola

65 (85) {125} max. 250

19,7 (21,7) 150 250 - 300 (RP 7)

Klein, Bloss dtto

3

V 8⋅r

- G1 -

40 (60) {121} 80 (100) 50 (70) {100} 60 (80) 0,27 (0,40) {0,81} 0,52 (0,65) lineární

 V  l p = 21 ⋅ r  3

  

lineární,Bloss max(k·V·p·0,001;√r)

dtto

lvz

V2 r

dtto

k·V·p·0,001

kubická parabola lp

optimálně 9000 (7943; 5967; 4778)

7000 (6500)

12 (9) s konstantní změnou křivosti

lineární,Bloss

Diplomová práce VRT Plzeň - SRN poř. č. 2.17 2.18 2.19 2.20 2.21 2.22 2.23

název parametru podmínka pro vynechání vzestupnice podmínka pro vynechání přechodnice minimální délka kružnicového oblouku minimální délka mezipřímé maximální časová změna převýšení (ekvival. 2.13) max. časová změna nevyrov.příč.zrychl. (ekv. 2.15) součinitel C (podle poměru 2.6/2.5 a 2.7/2.8 )

Příloha G Zdroj hodnot parametrů - dle informačních pramenů (Příloha č.1) [42] [45] [13] p
označení měr. veličiny jedn. p
m m mm/s m/s3 -

r > 0,25·V2 (r > 0,139·V2) V/4 V/2

V/2 (V/4) V/2 (V/4) 20 {38} 0,08 {0,24}

[48]

V (V/2) V (V/2) 36 (47) 0,12 (0,30) 5,9 nebo 6,5

3. Sklonové poměry: 3.1 maximální podélný sklon 3.2 druh zakružovacího oblouku 3.3 minimální poloměr oskulační kružnice (vypuklý)

s max r v,min

12,5(16,0) kvadratická parabola km 0,4·V2 = 25

3.4 doporučený poloměr oskulační kružnice (vypuklý)

r v,dop

km 30

3.5 3.6 3.7 3.8

r v,min r v,dop

km km m %

minimální poloměr oskulační kružnice (vydutý) doporučený poloměr oskulační kružnice (vydutý) min. délka mezi tečnami zakružovacího oblouku maximální spolu sousedící podélné sklony

‰

3.9 nemožnost lomu nivelety 3.10 max.svislé zrychl.při zaoblení vzestup.(ekv.3.3-3.6)

av

0,4·V2 = 25 30 200 [1000·V/rv] ±5 mosty, přechodnice, (kruž.oblouky)

12,5 (18,0)

12,0 (18,0) kvadratická parabola 0,4·V2 (0,25·V2)

16 [0,3·V2 = 27] 36 [přechodnice, oblouk:0,5·V2=45] 14 22,5 bez tečen: 4·V=1200

m/s2

0,6·V2 0,4·V2 (0,25·V2) 0,6·V2 bez tečen: 5·V (4·V)

0,20 {0,16 (0,24)}

4. Výhybny 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9

vzdálenost mezi výhybnami maximální podélný sklon ve výhybně minimální poloměr směrového oblouku ve výhybně počet předjízdných kolejí počet manipulačních kolejí rychlost v předjízdných kolejích rychlost v manipulačních kolejích rychlost ve spojkách užitečná délka předjízdných kolejí

km ‰ m 1 1 km/h km/h km/h m

25 0 přímá (∞) 2 2 100 50 130 700 - G2 -

30(střídání 2 typů:I.,II.) 6 (I.), 2 (II.) 1,5·rmin dtto 0 (I.), 5 (II.) dtto dtto dtto 500

30

Diplomová práce VRT Plzeň - SRN poř. č.

název parametru

Příloha G Zdroj hodnot parametrů - dle informačních pramenů (Příloha č.1) [42] [45] [13]


4.10 užitečná délka manipulačních kolejí 4.11 osová vzdálenost hlavních kolejí 4.12 osová vzdálenost předjízdná↔hlavní kolej

m m m

250 5 5

[48]

150 4,7 8,1

5. Oboustranné kolejové spojky v širé trati 5.1 vzdálenost mezi spojkami 5.2 rychlost v odbočných větvích výhybek 5.3 minimální poloměr směrového oblouku spojky

km 7 km/h 130 m přímá (∞)

25 (1 mezi výhybnami) dtto přímá (∞) (1,5·rmin)

10 140 - 160

6. Železniční svršek 6.1 třída zatížení 6.2 druh kolejnic 6.3 upevnění 6.4 druh upevnění 6.5 pražce 6.6 tloušťka štěrkového lože pod pražcem 6.7 variantní typ svršku

UIC D4 (22,5 t/náprava,8 t/m) UIC 60 bezpodkladnicové přužné svěrky FAST CLIP FC1501 B91S/5 cm 30 tunely: deskový (RHEDA)

dtto dtto dtto pružné délky 2,6m 35

7. Železniční spodek 7.1 7.2 7.3 7.4

maximální výška násypu maximální hloubka zářezu příčný sklon pláně železničního spodku tunely

m m %

20 20 5 (oboustranný) 1 trouba pro 2 koleje

dtto

8. Další parametry 8.1 8.2 8.3 8.4

osová vzdálenost kolejí v širé trati trakce průjezdný průřez počet kolejí v širé trati

m

4,7 el.: ~25 kV, 50Hz 2

dtto dtto UIC C1 dtto

dtto

dtto

žel. správa: DB {FS}

Poznámky: ( ) - výjimečné hodnoty, [ ] - způsob výpočtu hodnoty

- G3 -


Příloha H

Základní parametry vysokorychlostních tratí se smíšeným provozem pro tuto diplomovou práci poř. č.

název parametru


Diplomová práce velikost parametru

1. Rozchod koleje: 1.1 rozchod koleje 1.2 rozšíření rozchodu v obloucích

mm 1435 ne

2. Směrové poměry: 2.1 min. poloměr směrového oblouku

r min

2.2 výpočet převýšení

p

mm

p = 11,8 ⋅

p min p max V os Vn I max E max a n,os,max a n,n,max

mm mm km/h km/h mm mm m/s2 m/s2

m

6500 (5600)

V2 −I r

2.12 délka vzestupnice

l vz

m

2.13 koeficient k 2.14 druh přechodnice 2.15 délka přechodnice s převýšením (l vz>0)

k

1

lp

m

20 150 300 160 75 63 0,49 -0,41 Bloss max(1,5·k·V·p·0,001; 0,9√r; 8(4,5)·V·I·0,001; 7,5(6)·V·p·0,001) 5 (4) Bloss lvz

2.16

délka přechodnice bez převýšení (l vz=0) - pouze kubická lp parabola

m

lp =

2.17 2.18 2.19 2.20

podmínka pro vynechání vzestupnice podmínka pro vynechání přechodnice minimální délka kružnicového oblouku minimální délka mezipřímé

2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11

min. převýšení max. převýšení max. rychlost osobních vlaků (traťová) rychlost nákladních vlaků max. nedostatek převýšení (osobní vlaky) max. přebytek převýšení (nákladní vlaky) max. nevyrovnané příčné zrychlení osobních vlaků max. nevyrovnané příčné zrychlení nákladních vlaků druh vzestupnice

V3 8⋅ r

 V3  l p = 21 ⋅ r 

p 0,25·V2 V/2 V/2

lo lm

m m

3.1 maximální podélný sklon 3.2 druh zakružovacího oblouku 3.3 minimální poloměr oskulační kružnice

s max

‰

r v,min

3.4 minimální poloměr oskulační kružnice v oblouku 3.7 minimální délka úseku konstantního podélného sklonu 3.8 maximální spolu sousedící podélné sklony

r v,min

km 0,4·V2 = 36 (0,3·V2 = 27) km 0,5·V2=45 m bez tečen: 4·V=1200 ‰ ±5 mosty, přechodnice, (kruž.oblouky)

3. Sklonové poměry:

3.9 nemožnost lomu nivelety

12,5(18,0) kvadratická parabola

4. Výhybny 4.1 4.2 4.3 4.4

vzdálenost mezi výhybnami maximální podélný sklon ve výhybně minimální poloměr směrového oblouku ve výhybně počet předjízdných kolejí

- H1 -

km ‰ m 1

30 (střídání 2 typů: I.,II.) 6 (I.), 2 (II.) přímá (∞) (1,5·rmin) 2

  


poř. č. 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 4.11 4.12 4.13

Příloha H

název parametru počet manipulačních kolejí rychlost v předjízdných kolejích rychlost v manipulačních kolejích rychlost ve spojkách min. užitečná délka dopravních kolejí užitečná délka manipulačních kolejí osová vzdálenost hlavních kolejí osová vzdálenost předjízdná↔hlavní kolej osová vzdálenost předjízdná↔manipulační

označení měr. veličiny jedn. 1 km/h km/h km/h m m m m m

Diplomová práce velikost parametru 0 (I.), 3 (II.) 100 50 130 700 150, 250 4,7 5 5

5. Kolejové propojení v širé trati 5.1 vzdálenost mezi spojkami 5.2 rychlost v odbočných větvích výhybek 5.3 minimální poloměr směrového oblouku spojky

km 7 km/h 130 m přímá (∞) (1,5·rmin)

6. Železniční svršek UIC D4 (22,5 t/náprava, 8 t/m) UIC 60 bezpodkladnicové dl. 2,6m cm 35

6.1 třída zatížení 6.2 6.3 6.4 6.5

druh kolejnic upevnění pražce tloušťka štěrkového lože pod pražcem

7. Železniční spodek 7.1 maximální výška násypu 7.2 maximální hloubka zářezu 7.3 příčný sklon pláně železničního spodku

m m %

15 15 5 (oboustranný)

m

4,7 el.: ~25 kV, 50Hz UIC C1 2

8. Prostorové uspořádání a trakce 8.1 8.2 8.3 8.4

osová vzdálenost kolejí v širé trati trakce průjezdný průřez počet kolejí v širé trati

Poznámky: ( ) - výjimečné hodnoty

- H2 -

DIPLOMOVÁ PRÁCE. Studie vedení vysokorychlostní trati. Ing. Tomáš Fliegel, Ph.D. Lukáš Týfa. Vedoucí diplomové práce: Diplomant:

Recommend Documents