Provoz speciálních drah Speciální dráhy dělíme na: • lanové dráhy; • ozubnicové dráhy; • pozemní lanovky. Tento typ dopravního řešení se používá těch případech, kdy klasická dráha (máme na mysli železniční) nemůže provádět své výkony s běžnými vozidly. Adhezní provoz drah může spolehlivě realizovat dopravu do určitých hodnot sklonu dopravní cesty. Tento sklon je dán bezpečným přenosem potřebných tažných a brzdných sil ve styku kolo kolejnice. Přibližné rozdělení použití jednotlivých druhů drah je na obrázku Obr. S.0 [Antonický, 1984] s vyjádřením mezních sklonů použití.
Obr. S.0: Použití jednotlivých drah. 1) lanová, 2) pozemní lanová, 3) ozubnicová, 4) adhezní
Do skupiny speciálních vozidel dále řadíme nehodové pomocné prostředky a prostředky pro stavbu a údržbu tratí (pracovní stroje, pokládací jeřáby, prohlídkové motorové vozy apod.).
Lanové dráhy První lanovka v Československu byla postavena v Janských lázních v Krkonoších roku 1928 Chrudimskými strojírnami Františka Wiesnera. Délka trati 3,2 km, devět podpěr 17 – 37 m vysokých, dvěma silnými Z – lany, dvěma tažnými a přítažnými lany. Měla dvě kabiny pro 30 osob. Od roku 1953 se vyrábí také sedačky jedno a dvoumístné, roku 1973 třímístné. V dnešní době nejsou vzácností šesti a dokonce osmimístné sedačky. Rozdělení lanových drah a.) dle druhu přepravy
- osobní - nákladní
b.) dle způsobu provozu - oběžné
- kyvadlové
- s pevným uchycením vozů na dopravním laně
- s odpojitelným uchycením c.) dle počtu lan
- jednolanové systémy - dvoulanové - vícelanové
d.) dle použitých vozů (osobní )
- sedačkové (dvou, čtyř, šesti, osmisedačkové) - kabinkové (čtyř – třicetimístné) - kabinové (až 230 – místné)
Kyvadlový provoz je přerušovaný, tzn., že se vůz pohybuje vždy tam i zpět po témže nosném laně, tažen nekonečným tažným lanem, uchyceným na běhounu kabiny. Ve stanicích se pohon zastavuje. Dopravní rychlost se v dnešní době pohybuje až do 12ms-1.
Oběžný systém je tvořen dopravním lanem, napnutým mezi poháněcím a vratným kotoučem, a jednotlivé vozy se na toto lano upevňují. Dle způsobu uchycování vozů na dopravní lano rozlišujeme systémy pevného a odpojitelného uchycení na dopravní lano.
Pevné uchycení na dopravní lano se převážně používá u otevřených vozů (sedačky, vleky), kdy se vystupuje a nastupuje za jmenovité dopravní rychlosti. Poznámka: pevné systémy podle druhu vozů mají ohraničenu max. dopravní rychlost – mezi 2,3 – 2,5 ms-1. Lyžařské vleky jsou s pevným uchycením jsou taktéž variantou lanových drah pevného uchycení. Výhodou pevných systémů je jejich jednoduchost. Nevýhodou v porovnání s odpojitelnými systémy téže dopravní kapacity je nížší dopravní rychlost, což způsobuje větší zatížení tratě (potřebujeme více vozů, abychom docílili stejný interval nástupu pro příslušnou kapacitu). Další nevýhodou je delší doba jízdy.
Při odpojitelném uchycení se vozy automaticky připojují na odbíhající dopravní lano. Tyto systémy mají max. dopravní rychlost až 6 ms-1. Nastupování a vystupování ve stanicích se děje při pomalé rychlosti (cca 0,3 ms-1), kdy je vůz odpojen a pohybuje se po koleji, tažen dopravníkem.
Podpěry Trati kabinkových, tak i sedačkových drah mohou být sestaveny buďto z příhradových, nebo plnostěnných (trubkových) konstrukcí, na kterých je upevněn příčný nosník, na němž jsou posuvně namontovány kladkové baterie. Výšky podpěr i jejich konstrukce závisí na provozních podmínkách, použitých vozech, profilu svahu a také na jednotlivých výrobcích, kteří se v dnešní době snaží vyrábět typizované konstrukce, které jsou vyráběny v délkových řadách.
Velké kabinové dráhy jsou velmi často bez podpěr, musejí-li být podpěry použity, jedná se o velmi komplikované a extrémně vysoké příhradové konstrukce. Naproti tomu u lyžařských vleků jsou používány výhradně profilové konstrukce, výrobci délkově „odstupňovány“ po půlmetrech.
a)
b)
c)
d)
Obr. S.1: Podpěry lanových drah. a), b) – příhradová konstrukce, c), d) – plnostěnná konstrukce
Stanice Každá lanová dráha musí mít nejméně dvě stanice. Hnací a vratnou, může být jedna či více mezistanic. Můžeme je rozdělit také na horní, průjezdní, spodní, nástupní, výstupní nebo nakládací, vykládací, apod. Dvojice stanic uspořádány musí plnit následující funkce: • pohánět lano (pohon, záložní pohon); • udržovat lana-jak nosná, tak dopravní předepjatá na konstantní napětí, aby nedocházelo na kolech k prokluzu a aby průvěsy odpovídaly profilu tratě (napínání); • bezpečně kdykoli zabrzdit celou lanovou dráhu (provozní brzda, hlavní-havarijní brzda); • umožnit pohodlné a bezpečné nastupování/vystupování nebo nakládání/vykládání (dopravníky u odpojitelných systémů); • umožnit kotvení nosných lan (botky u velkých pendlujících kabin); To, zda bude napínána spodní, nebo vrchní stanice, poháněcí nebo vratná, vyplývá z toho, jaké jsou možnosti v dané lokalitě. Napínání lana může být buďto pomocí závaží, nebo hydraulickými válci.
a)
b) Obr. S.2: Napínání lan. a) závažím, b) hydraulicky
Tažná, dopravní a nosná lana Používají se pouze lana souběžné konstrukce (stoupání vinutí jednotlivých drátů v pramenech je stejné, jako vinutí pramenů v laně). Vždy šestiramenné s polypropylenovou duší, počet drátů závisí na konstrukci. Hlavní druhy jsou vyobrazeny níže.
Obr. S.3: Tažná a dopravní lana. Nosná lana se používají uzavřené konstrukce (Z lana). Duše je z ocelových drátů, mnohem větší únosnost, nevýhodou je velmi špatná ohebnost.
Obr. S.4: Uzavřené lano.
Ozubnicové dráhy Pro překonání nepříznivých sklonových poměrů trati při zachování výhod použití železničních vozidel je vhodné použít přenos hnací síly pomocí odvalování ozubeného kola po ozubeném hřebeni. Ozubnicová dráha je železnice, kde k přenosu tažné síly neslouží (pouze) adheze, ale tato je přenášena prostřednictvím ozubeného kola zabírajícího do ozubeného hřebene upevněného v ose koleje. První ozubnicová dráha byla postavena v USA roku 1858 a vedla na Mount Washington. Používají se dvě základní konstrukce ozubnicových drah: • s průběžným ozubnicovým hřebenem, kde hřeben je po celé délce trati a pouze tento je využíván k realizaci hnací síly (např. trať Štrba – Štrbské Pleso, dalším známým příkladem jsou lokomotivy MULA pro tažení lodí ve zdymadlech Panamského průplavu), kde dvojkolí vozidel jsou pouze běžná – přenášejí pouze svislé síly; • s děleným ozubnicovým hřebenem, kde ozubnicový pohon se používá pouze pro překování rozhodujících stoupání/spádů a na zbylých úsecích se využívá adhezního pohonu hnacího vozidla (např. Tanvald – Harrachov). Ozubnicové systémy jsou: •
s vertikálním záběrem zubů: o March; – hřeben tvoří dva L profily, mezi které jsou namontovány jednotlivé zuby kruhového průřezu; o Riggenbach – hřeben tvoří dva U profily, mezi které jsou namontovány jednotlivé zuby lichoběžníkového průřezu;
o Abt - ozubnici tvoří jeden, dva nebo tři pásy ozubených lamel. Vícelamelová ozubnice má výhodu v plynulejším záběru a zjednodušení výhybek; o Strub - ozubnice je tvořena kolejnicí, v jejíž hlavě jsou vyfrézovány zuby. Vozidlo bylo opatřeno háky zasahujícími pod hlavu této kolejnice a bránícími vyšplhání kola na zuby. •
s horizontálním záběrem zubů: o Locher – ozubnice je se dvěma vodorovně umístěnými hřebeny. Tento systém zabraňuje vyšplhání ozubeného kola, neboť všechny síly působí v rovině koleje.
a)
b)
c)
d)
e)
Obr. S.5: Systémy ozubnic. a) March, b) Riggenbach, c) Abt, d) Strub, e) Locher
Pozemní lanová dráha Pozemní lanová dráha je dráha, jejíž vozy jsou tahané lanem po jízdní dráze, tvořené kolejnicemi, uloženými obvykle na běžném dráhovém tělese, přičemž těžiště vozů je nad jízdní dráhou Pozemní lanová dráha (pozemní lanovka) je šikmá kolejová dráha, jejíž vozidla jsou poháněna pomocí tažných lan. Slouží k dopravě, je-li třeba překonat velké stoupání. Lanová dráha má vždy nejméně dvě stanice, horní a dolní. Některé lanové dráhy mohou mít po cestě i další stanice. Na pozemní lanovce bývají obvykle dva vozy pohybující se po kolejích každý v opačném směru. Trať může být buď v celé délce dvojkolejná, nebo ve většině délky jednokolejná a k vyhnutí je uprostřed délky výhybna s dvěma Abtovými výhybkami. Jako pohon byla v počátcích použita vodní převaha, pak dieselový motor, elektřina. Dráha je obvykle tvořená jednou kolejí, ve středě s tzv. Abtovou výhybnou, sklony zpravidla větší než u ozubnicových drah.
. Zdroje: ANTONICKÝ, S.: Provoz kolejových vozidel. Bratislava. Alfa. 1984 NOHEL, F.: Visuté lanové dráhy. ID VŠB-TU Ostrava. Semestrální práce. 2004 HONS, J.: Horské dráhy světa. Praha: Nakladatelství dopravy a spojů, 1985. 333 s. WIKIPEDIA: Ozubnicová dráha. [on line] http://cs.wikipedia.org/wiki/Ozubnicov%C3%A1_dr%C3%A1ha [cit. 20090104] PLÁŠEK, O.: Ozubnicové a lanové dráhy. Brno: VUT v Brně [on line] http://www.fce.vutbr.cz/zel/plasek.o/0N5/11-Ozubnicove_a_lanove_drahy.pdf [cit. 20090104]
