Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
ZMĚNA PŘEDPISU S3 „ŽELEZNIČNÍ SVRŠEK“ Ing. Jan Čihák, Správa železniční dopravní cesty, státní organizace, Odbor provozuschopnosti železniční dopravní cesty, Praha 1. Vývoj předpisu S3 Předpis S3 „Železniční svršek“ je již více než čtvrtstoletí základním dokumentem definujícím zásady konstrukce železničního svršku. Jako předpis ČSD S3 byl vydán s účinností od 1.9.1980, kdy nahradil celou řadu předpisů do té doby upravujících problematiku železničního svršku. Toto vydání předpisu bylo postupně upravováno celkem 8 změnami a následně byl předpis s účinností od 1.1.2003 kompletně novelizován a vydán jako předpis ČD S3. K 1.7.2005 přešel předpis S3 z gesce odboru stavebního generálního ředitelství ČD do působnosti Odboru provozuschopnosti železniční dopravní cesty (SŽDC OP) ředitelství Správy železniční dopravní cesty, státní organizace (SŽDC) jako předpis SŽDC(ČD) S3. Původní předpis byl rozdělen na základní část a přílohy. Obsahoval nejen technická ustanovení, ale upravoval i otázky dohlédací činnosti a některé technologické zásady prací na železničním svršku. V průběhu přípravy novelizace předpisu S3 v letech 2001 a 2002 bylo pod vedením Ing. Josefa Koudelky a Doc. Ing. Milana Hřebačky, CSc. rozhodnuto, že předpis bude nadále upravovat výhradně technické otázky konstrukce železničního svršku a veškerá ustanovení týkající se technologie byla převedena do předpisu ČD S3/1 „Předpis pro práce na železniční svršku“. Ustanovení týkající se správcovské a dohlédací činnosti byla soustředěna v předpise ČD S2/3 „Organizace a provádění kontrol tratí Českých drah“. Celý předpis S3 byl rozdělen na 16 relativně samostatných částí, z nichž každá popisuje určitou ucelenou oblast. Do jednotlivých částí byla sloučena aktualizovaná a doplněná ustanovení jak základní části původního předpisu, tak jeho příloh. Do samostatného předpisu S3/2 „Bezstyková kolej“ byla vyčleněna problematika bezstykové koleje a do předpisu S3/3 „Železniční svršek úzkokolejových drah“ odchylná řešení platná pro rozchod koleje 760 mm. Přesto, že od začátku účinnosti novelizovaného předpisu S3 uplynuly teprve 4 roky, došlo v oblasti konstrukce železničního svršku k řadě technických změn vyvolaných zaváděním nových konstrukcí a vyhodnocováním poznatků z provozu. V současné době se rovněž již projekčně připravují rekonstrukce a modernizace některých úseků tratí, u kterých se počítá s výhledový zapojením do vysokorychlostní železniční sítě a diskutuje se o možnosti zvýšení traťové rychlosti na vhodných již modernizovaných úsecích do rychlost 180 km/h. Zároveň došlo v rámci transformace české železnice k řadě systémových změn, které mají přímý dopad na formulaci některých ustanovení předpisu. Všechny tyto skutečnosti by se do ustanovení předpisu S3 měly promítnout. Proto se členové skupiny pro železniční svršek oddělení stavebního SŽDC OP rozhodli zpracovat změnu 1 předpisu SŽDC(ČD) S3. 91
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
2. Způsob zpracování změny 1 V roce 2006 byla obnovena činnost pracovní skupiny pro železniční svršek, která se v obměněném složení reflektujícím současné smluvně organizační uspořádání SŽDC a ČD přípravou změny předpisu S3 nyní zabývá. Dílčí gescí jednotlivých částí předpisu byli pověřeni příslušní specialisté SŽDC OP (viz tab. 1), kteří, podle potřeby, vytvořili pro zpracování změny příslušné části předpisu vlastní neformální skupinku spolupracovníků. Na přípravě změny předpisu SŽDC(ČD) S3 se v současné době podílejí vedle specialistů SŽDC OP také zástupci Stavebních správ SŽDC, Odboru stavebního a provozu infrastruktury generálního ředitelství ČD, a.s., Technické ústředny Českých drah a v neposlední řadě Správ tratí SDC. Tab. 1 Dílčí gesce částí předpisu S3 Část
Gestor
Část
Gestor
První
Ing. Igielski
Devátá
Ing. Chlad
Druhá
pí Měšťáková
Desátá
Ing. Čihák
Třetí
Ing. Igielski
Jedenáctá
Ing. Hřídel
Čtvrtá
Ing. Kopsa
Dvanáctá
Ing. Teršel
Pátá
Ing. Čihák
Třináctá
Ing. Chlad
Šestá
Ing. Čihák
Čtrnáctá
Ing. Hřídel
Sedmá
Ing. Čihák
Patnáctá
Ing. Chlad
Osmá
Ing. Chlad
Šestnáctá
Ing. Igielski
V rámci změny 1 bude zachováno stávající členění předpisu i jeho technické zaměření. Nedojde také k žádným přesunům problematiky do nebo z jiného předpisu. Předpis S3 je v současné době předpisem SŽDC jako vlastníka dráhy, který je, na základě smluvních vztahů, závazný pro všechny provozovatele drah v majetku ČR (ČD, a.s., Viamont, OKD Doprava, Společnost přátel lokálky) a další smluvní partnery (zejména projektanty a zhotovitele). V celém textu předpisu proto budou nově formulována ustanovení definující povinnosti jednotlivých organizačních složek smluvních partnerů. Pro přehlednost budou většinou zachovány zavedené zkratky, ovšem jejich výklad bude odpovídajícím způsobem zobecněn (viz tab. 2).
92
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
Tab. 2 Výklad zkratek použitých ve změně 1 předpisu S3 pro označení jednotek zajišťujících správu železniční dopravní cesty Zkratka
Význam
SDC
Místně příslušná organizační jednotka provozovatele dráhy zajišťující správu dopravní cesty
ST
Správce trati
SMT
Správce mostů a tunelů
SBBH
Správce budov a bytového hospodářství
SEE
Správce energetiky a elektrotechniky
SSZT
Správce sdělovací a zabezpečovací techniky
3. Úpravy jednotlivých částí předpisu 3.1 Část první „Základní ustanovení“ V této části bude aktualizován rozsah znalostí. Přímo bude vypsán rozsah znalostí pro zaměstnance SŽDC a nově bude doplněno ustanovení, že provozovatel dráhy upraví rozsah znalostí pro své zaměstnance vlastním opatřením. Aktualizován bude seznam souvisejících norem, předpisů a další dokumentů. 3.2 Část druhá „Zařazení kolejí a výhybek do řádů“ V této části budou doplněna ustanovení pro výpočet provozního zatížení při rychlostech 160 – 200 km/h. 3.3 Část třetí „Zajištění prostorové polohy koleje“ V této části budou doplněna ustanovení umožňující využít pro zajištění prostorové polohy koleje kontinuálních geodetických metod založených na principu GPS. V zhledem k tomu, že doposud nejsou správcovské jednotky technikou pro takováto měření plně vybaveny a musejí si příslušné činnosti objednávat, bude ponechán i požadavek na zajišťování polohy koleje k zajišťovacím značkám, které by měly sloužit zejména pro běžnou dohlédací činnost a opravné práce. 3.4 Část čtvrtá „Kolejnice“ V této části budou provedeny úpravy odrážející aktuální stav ve výrobě kolejnic a reflektující zavedení příslušných evropských norem do soustavy ČSN (ČSN EN 13647-1 „Železniční aplikace - Kolej - Kolejnice - Vignolovy kolejnice o hmotnosti 46 kg/m a větší).
93
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
3.5 Část pátá „Kolejnicové podpory“ Do této části bude zapracován Výnos č. 2 k předpisu SŽDC(ČD) S3, který upravuje současné znění předpisu v návaznosti na vydání Obecných technických podmínek „Dřevěné kolejnicové podpory“ a ČSN EN 13145 „Železniční aplikace – Tratě – Dřevěné příčné a výhybkové pražce“. Část bude rozšířena o kapitolu „Ocelové pražce“, která bude upravovat použití pražců „Y“, popřípadě dalších typů ocelových pražců. 3.6 Část šestá „Spojovací a upevňovací součásti železničního svršku“ Tato část bude doplněna o podmínky funkčnosti nově zaváděných součástí upevnění kolejnic, zejména svěrek Skl 24 (viz obr. 1) a upevnění S15 pro pražce „Y“. Tab. 3 Podmínky funkčnosti pružné svěrky Skl 24 s podložkou Uls 6 a svěrkovým šroubem RS 0 M 22 s maticí (Obr. 8 a Tab. 8. změny 1 předpisu S3)
Způsob montáže
a) Zatáčečka s nastavitelným utahovacím momentem b) Momentový klíč (1)
Požadovaný stav po montáži Dosednutí středního ramene svěrky na žebro podkladnice 180 – 220 Nm Hodnota doporučená utahovacího momentu limitní max. 250 Nm Plochou měrkou (3)
Kontrola správnosti montáže
Poznámka
Momentovým klíčem (2) Závit svěrkového šroubu musí být před montáží ošetřen předepsaným mazacím prostředkem (5)
Poznámky (1) Montáž je možno provést i klíči běžně používanými pro ruční zatáčení matic nebo vrtulí. Ručními klíči se provede podstatná část utažení příslušného prvku a momentový klíč se použije v poslední fázi utahování k zajištění potřebné hodnoty utahovacího momentu. (2) Při kontrole skutečné velikosti utahovacího momentu je třeba nejdříve přesně označit polohu matice svěrkového šroubu nebo hlavy vrtule vůči vhodnému pevnému bodu nebo značce v okolí matice nebo vrtule.
94
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
Následně se částečně uvolní matice nebo vrtule o cca 1/2 otáčky a pomocí momentového klíče se zatočí zpět do původní polohy. V tomto okamžiku se zaznamená hodnota utahovacího momentu. (3) Dostatečné dotažení pružných svěrek Skl 24 a dvojitých pružných kroužků se kontroluje plochými měrkami ve tvaru plíšků o různých tloušťkách a šířce 5 mm. U pružné svěrky Skl 24 se kontroluje správnost montáže plochou měrkou tl. 1 mm: a) je-li možno měrku vsunout, svěrka je utažena nedostatečně, b) není-li možno měrku vsunout, svěrka je dotažena dostatečně. (5) Například MOGUL KORON L.
3.7 Část sedmá „Sestavy železničního svršku a jejich použití“ Z této části budou vypuštěny sestavy upevnění s distančními kroužky na betonových pražcích vzhledem k tomu, že se u tohoto typu upevnění projevilo ve větším rozsahu povolování vrtulí a nebyla nalezena přijatelná konstrukční úprava, která by uvedený problém spolehlivě řešila. Ponechána bude pouze sestava s ocelovými distančními kroužky na mostnice. Na místo svěrky Skl 12 bude do příslušných sestav zapracována nová svěrka Skl 24, která je navržena tak, že by již nemělo docházet k problémům v obloucích o malých poloměrech. Doplněna bude sestava upevnění S15 pro pražce „Y“ včetně tabulky možné úpravy rozchodu na tomto upevnění. Přepracována bude rovněž tabulka 15 „Použití materiálu železničního svršku“ (viz tab. 4). Tabulka bude uvedena do souladu se Směrnicí generálního ředitele (GŘ) SŽDC č. 28/2005 „Koncepce používání jednotlivých tvarů kolejnic a systémů upevnění v kolejích železničních drah ve vlastnictví ČR“, která v souladu s celoevropským trendem předpokládá přednostní používání bezpodkladnicového upevnění. Rovněž bude zohledněna Směrnice GŘ SŽDC č. 16/2005 „Zásady modernizace a optimalizace vybrané železniční sítě České republiky“, jejíž ustanovení se nově vztahují nejen na tranzitní železniční koridory, ale na všechny tratě zařazené do evropské konvenční železniční sítě (viz oznámení Ministerstva dopravy č. 111/2004 Sb.).
95
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
Tab. 4: Změny 1 Části sedmé předpisu S3 - Tabulka 15: Použití materiálu železničního svršku v železničních drahách ČR Úklon. Druh koleje
2)
Pražce
Kolejnice 2)
druh 1)
6)
úložné
délka [m]
Rozdělení Upevnění
2)
pražců
plochy
hlavní koleje na vybraných tratích
UIC 60
beton
2,6
1:40
W 14 nebo 6) FC
u
hlavní koleje na ostatních tratích
S 496)
beton3)
2,4 - 2,6
1:20
W 14
c, u
(mimo vybrané1) tratě)
S 49
Y7)
2,0
1:20
S 15
l c, u
užitý a regenerovaný materiál soustavy UIC 60, R 65 6) nebo S 49 s upevněním KS, Ke, K, W 14 nebo FC
předjízdné koleje na vybraných tratích1)
5)
s provozním zatížením4) v hlavních kolejích
UIC 60
větším než 29 mil.hrt.rok
-1
beton3)
2,6
1:40
W 14 nebo FC6)
užitý a regenerovaný materiál soustavy UIC 60 nebo R 65
u d, u
6)
s upevněním K, KS, Ke, W 14 nebo FC W 14, KS nebo K 2,4 - 2,6 S 49 beton3) 1:20 menším než 29 mil.hrt.rok-1 v zarážkových oblastech
ostatní staniční koleje
užitý a regenerovaný materiál soustavy S 49, UIC 60, R 65 6) s upevněním W 14, FC, KS nebo K S 49 dřevo 2,6 1:20 KS nebo K tvrdé S 49
ostatní
beton3)
2,4 - 2,6
1:20
W 14, KS nebo K
1:20 S 49 Y7) 2,0 S 15 užitý a regenerovaný materiál soustavy S 49 s upevněním W 14, KS nebo K
c, u c, d, u u
b, c, d, u k b, c
Poznámky k tabulce: 1) Vybrané tratě viz Směrnice GŘ SŽDC č. 16/2005 „Zásady modernizace a optimalizace vybrané železniční sítě České republiky”. 2) Není-li uvedeno jinak, je uvažován materiál nový nebo zánovní, u hlavních kolejí vybraných tratí pouze materiál nový. 3) Použití dřevěných pražců je možné, pokud to vyžadují místní poměry a provozní podmínky a dovolují to ostatní související předpisy (především předpis SŽDC(ČD) S 3/2). 4) Provozním zatížením v této tabulce se rozumí výsledné přepočtené provozní zatížení. 5) Předjízdnou kolejí se rozumí zpravidla nejbližší kolej ke koleji průběžné, která je stavebně uzpůsobena pro předjíždění a křižování vlaků. Pro každý směr se zpravidla uvažuje vždy jedna předjízdná kolej. 6) Použití příslušného tvaru kolejnice a typu upevnění je dáno souvisejícími koncepčními dokumenty SŽDC (Směrnice GŘ SŽDC č. 28/2005). 7) Ocelové pražce Y se použijí zpravidla v kolejích, kde je ze stavebnětechnických důvodů nutno zřídit kolejové lože redukovaného profilu (zejména při nedostatečné šířce pláně tělesa železničního spodku) nebo v úsecích, kde tato konstrukce umožní zřízení bezstykové koleje v poměrech, kdy to u jiného typu kolejového roštu není možné. Ocelové pražce Y je možno použít pouze v kolejích 5. a 6. řádu s rychlostí -1 -1 V ≤ 80 km.hod . V kolejích s rychlostí 80 < V ≤ 120 km.hod je možno použít ocelové pražce Y pouze se souhlasem SŽDC OP. Ocelové pražce není možno použít v kolejích se stejnosměrnou trakční proudovou -1 soustavou a v kolejích s rychlostí V > 120 km.hod .
96
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
3.8 Část osmá „Zvláštní konstrukce železničního svršku“ V této části budou upřesněna ustanovení týkající se železničního svršku na železničních přejezdech, přechodech a plochách pro pohyb nekolejových vozidel a osob v koleji. Zároveň bude doplněno ustanovení o používání dilatačních zařízení pro mosty s dilatující délkou větší než 400 m. Vzhledem k tomu, že u mostů s takovouto dilatující délkou je jejich spolupůsobení s kolejí za provozu problematické, není možno navrhování podobných konstrukcí běžně doporučit. 3.9 Část devátá „Výhybky, kolejové spojky a kolejové křižovatky“ Vedle aktualizace jednotlivých ustanovení podle současného stavu výroby a dodávek výhybek a výhybkových konstrukcí bude tato část rozšířena o ustanovení upravující správu a údržbu starších konstrukcí železničního svršku. Stávající znění této části předpisu platí pro soustavu S 49, R 65 a UIC 60. V síti železničních drah České republiky je však stále pojížděno značné množství výhybek a výhybkových konstrukcí starších soustav, zejména soustavy T a A (viz tab. 5). Tab. 5: Přehled výhybek normálního rozchodu podle soustav železničního svršku Celkem 22 598 ks 42 ks soustavy XA
2 222 ks soustavy A
24 ks Ostatní soustavy 2 077 ks soustavy R65 1 379 ks soustavy UIC60
4 624 ks soustavy T
12 230 ks Soustavy S49
3.10 Část desátá „Kolejové lože a jeho uspořádání“ V této části budou doplněna zejména ustanovení umožňující využití úspory kolejového lože při použití železničního svršku s ocelovými pražci „Y“, umožní-li to výklad nebo novelizace vyhlášky Ministerstva dopravy č. 177/1995 Sb.. 3.11 Část jedenáctá „Uspořádání stykované a bezstykové koleje“ V této části budou nově uvedena pouze ustanovení týkající se stykované koleje, neboť pro bezstykovou kolej platí samostatný předpis S3/2. Bude doplněno 97
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
rozdělení pražců pro železniční svršek s pražci „Y“. 3.12 Část dvanáctá „Železniční svršek na mostních objektech“ V této části bude zejména upřesněna tabulka 1 upravující největší přípustné dilatující délky nosných konstrukcí mostů pro zřízení bezstykové koleje. 3.13 Část třináctá „Úprava železničního svršku pro speciální zařízení dopravní cesty“ V této části budou doplněna ustanovení týkající se umisťování speciálních zařízení dopravní cesty, jejichž funkce vyžaduje, aby zasahovala do prostoru nezbytného pro údržbu a opravy železničního svršku. Budou aktualizovány a doplněny tabulky 1 a 2 a upřesněna některá další ustanovení. 3.14 Část čtrnáctá „Propojky, lanová propojení, ukolejnění a izolované styky kolejnic“ V této části předpisu budou doplněna a upřesněna zejména ustanovení o používání lepených izolovaných styků a o vodivých propojeních kolejnic v kolejích a výhybkách. 3.15 Část patnáctá „Vyzískaný materiál železničního svršku“ V této části budou aktualizována ustanovení o nákupu vyzískaného materiálu v návaznosti na příslušnou legislativu spojenou se vstupem České republiky do Evropské unie a s ohledem na dosavadní zkušenosti z praxe. Upraveny budou také některé parametry určující použitelnost vyzískaných součástí železničního svršku. 3.16 Část šestnáctá „Doplňující technické podmínky pro geometrické a prostorové upořádání kolejí“ V této části budou doplněna ustanovení pro koleje pojížděné rychlostí 160 – 200 km/h a provedeny úpravy související s novelizací ČSN 73 6360-2 a zaváděním příslušných evropských norem do soustavy ČSN (zejména EN 13803 „Železniční aplikace - kolej - Návrhové parametry směru koleje - kolej rozchodu 1435 mm a většího“). 4. Závěr Výše uvedený výčet úprav předpisu SŽDC(ČD) S3 „Železniční svršek“ není v žádném případě úplný. Jeho cílem je pouze upozornit na nejpodstatnější připravované změny. Rovněž je třeba upozornit na skutečnost, že změna 1 je stále ve fázi zpracování a v průběhu připomínkového a schvalovacího řízení může dojít k úpravám předložených návrhů. Vzhledem k rozsahu úprav předpisu se naskýtá otázka, zda by nebylo vhodné 98
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
namísto změny 1 opět zpracovat jeho celkovou novelizaci. I tato problematika je v rámci pracovní skupiny řešící úpravy předpisu diskutována a bude uzavřena až podle konečného rozsahu navržených zásahů do stávajícího textu. S novelizací předpisu by však byla s největší pravděpodobností spojena i nutnost změny jeho formátu z formátu A5 na A4, jak to předepisují příslušné regule pro zpracování vnitřních předpisů SŽDC (prozatímní předpis SŽDC N1 „Předpis pro tvorbu, schvalování a distribuci dokumentů vnitropodnikové legislativy). Praktičnost změny formátu by měla být rovněž dobře uvážena. Změna předpisu bude pravděpodobně vydána (ať už v jakékoli formální podobě) s platností od 1.1.2008. S ohledem na rozsah změn budou uspořádána samostatná školení, která by měla umožnit jeho co nejsnazší aplikaci v praxi.
99
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
PROVOZNÍ OVĚŘOVÁNÍ NOVÝCH KONSTRUKCÍ Ing. Matouš Vazač a kol., České dráhy, a.s., Technická ústředna Českých drah, Praha 1. Úvod Zamyslíme-li se společně nad otázkou „Proč vlastně provozně ověřujeme nové konstrukce a jaké poznatky nám to přináší?“, nabízí se logicky hned několik odpovědí. Obecně se jedná o proces zavedení nového výrobku na trh, tedy v našem konkrétním případě jde o vložení a zabudování nové konstrukce do železniční sítě České republiky. Základní pojmy (jako např. provozní ověřování, zkušební úsek, ověřovaný předmět, konstrukce, technologie…) a související legislativa je popsána v dokumentech uvedených pod tímto článkem. U konkrétního nového výrobku je vždy na prvním místě doložení a prověření jeho vlivu na bezpečnost provozu. Je více než nutné se na daný konkrétní nový prvek podívat z několika úhlů, které se pak pomyslně protnou v jednom bodě. Tím bodem je jedna z nejdůležitějších, nejsledovanějších a nejprověřovanějších vlastností výrobku, skrývající se pod výstižným názvem bezpečnost výrobku. Dalším aspektem jsou ekonomické přínosy, a to jak z hlediska prvotních nákladů, tj. pořizovací ceny, tak i z pohledu nákladovosti v celém průběhu doby životnosti nového výrobku. Co nám bude platné, když ušetříme na investičních prostředcích, když pak proděláme na opravách a údržbě. Není proto vhodné se ohlížet pouze na investiční náklady, ale za důležité považuji vzít v úvahu i budoucí náklady na opravné a udržovací práce. Zde na tomto místě si dovoluji vyslovit plnou podporu myšlenky „každý technik musí být tak trochu ekonom“ a dále ji rozvíjím o tvrzení, že „každý ekonom by měl být tak trochu technik“. Použitím a zavedením nového výrobku sice může leckdy dojít k navýšení investičních prostředků, ale to se pak následně může mnohonásobně vrátit při údržbě a zároveň i kvalitě a zvýšení bezpečnosti dopravní cesty. Ostatně vhodným využíváním nových konstrukcí nebo technologií lze v některých případech zvyšovat kvalitu dopravní cesty i bez zvyšování investiční náročnosti. Učme se být sami sobě dobrými hospodáři! A v neposlední řadě jsou to přínosy kvalitativní. Co si pod tímto vlastně lze všechno představit? Tak například: zvýšení návrhových parametrů staveb (zejména rychlosti), splnění zákonných požadavků na vliv dráhy na její okolí, zlepšení komfortu jízdy, prodloužení doby trvanlivosti výrobků vzhledem k předpokládané životnosti celých staveb, snížení technologické náročnosti údržby, prodloužení periody potřebné údržby a tím i snížení nákladů… A každý z Vás jistě doplní mnoho dalších. S vývojem nových materiálů, většími technickými možnostmi, rozvojem výpočetní techniky a nových úzce specializovaných měřicích přístrojů dochází k většímu získávání přesných informací a poznatků. Tyto získané údaje je potřeba pojmenovat, prověřit a hlavně využít.
100
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
2. Reálná čísla a skutečnosti Abych podpořil a doložil své úvahy konkrétními fakty, dovoluji si nabídnout několik čísel a skutečností. V současné době je v tratích ČR zřízeno řádově několik stovek zkušebních úseků s nejrůznějšími konstrukcemi, materiály a výrobky. V oblasti výhybek se jedná řádově o 140 zkušebních úseků, z toho cca 80 v aktivním sledování. Jde zejména o prototypy nových konstrukcí výhybek soustav UIC 60 a S 49 2. generace, výhybky zahraničních výrobců (německé WBG, rakouské VAE, francouzské Cogifer), kalibrovaný profil hlavy kolejnice v celé délce výhybky, čelisťové závěry (nejen na výhybkách soustav UIC 60 a S 49 2. generace, ale i tzv. „repase“ na R 65 a T), žlabové pražce (širší a užší varianta, přírubové), jazyky (různé výškové a boční opracování, zpevnění – perlitizace, jazyky HSH), zpružnění upevnění vnitřní strany opornice, pryžové podložky pod patu opornice, nadvýšení křídlových kolejnic, bezúdržbové kluzné stoličky, válečkové stoličky nadzvedávací různých výrobců a přídržnice s nižším náběžným úhlem. Nejdůležitější v oblasti provozního ověřování výhybek je v poslední době bezesporu problematika pevných srdcovek. Ve výhybkách a výhybkových konstrukcích v kolejích ČR leží přibližně 20 různých typů srdcovek, zkoušejí se a ověřují různé trajektorie přechodu kola z křídlové kolejnice na hrot klínu srdcovky a naopak, jsou použity různé materiály (ocel jakosti 900A, Lo8CrNiMo, Lo17MnCrNiMo, ocel s vysokým obsahem Mn) a prověřují se možnosti i případného povrchového zpevnění pojížděných kontaktních ploch (kalení, perlitizace, výbuch). Jedním ze sledovaných prvků v oblasti srdcovek je pohyblivý hrot srdcovky (PHS). Nejen že přispívá k lepšímu komfortu jízdy vlaků přes výhybku (tedy následně i k lepšímu komfortu cestujících), ale zásadně snižuje dynamické účinky při průjezdu kola srdcovkou. Od roku 1991 máme první takovouto PHS-ku od rakouského výrobce Voest Alpine vloženu v žst. Pardubice (tvaru 60-1:12-500 ve výhybce tvaru JR 65-1:12-500, v. č. 42). Musíme s potěšením konstatovat, že s touto konstrukcí nejsou žádné zásadní problémy a nebylo doposud zjištěno žádné výrazné opotřebení. První českou konstrukcí s pohyblivým hrotem srdcovky se stala v roce 2003 výhybka tvaru J60-1:12-500-PHS (žst. Vranovice, v. č. 5). Zkušební provoz byl již v roce 2005 úspěšně ukončen, vyhodnocen a tato konstrukce byla řádně schválena pro opakovanou výrobu.
101
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
Obr. 1: Provozní ověřování PHS tvaru 60-1:12-500, žst. Vranovice, v. č. 5, výrobce DT Na závěr problematiky výhybek a výhybkových konstrukcí bych rád zmínil štíhlou výhybku pro rychlost jízdy do přímého směru až 300 km.h-1 a do odbočky až 130 km.h-1. Jedná se o výhybku tvaru J60-1:26,5-2500 s PHS, která bude vložena jako výhybka č. 3 v žst. Poříčany. V oblasti běžné koleje je celkem sledováno řádově 50 zkušebních úseků. Sledují se především vlastnosti a opotřebení prvků upevnění W 14 od výrobce Vossloh (Hády – Adamov, Roztoklaty, Český Brod, Klučov, Moravany, Uhersko – Zámrsk, Choceň – Brandýs nad Orlicí, Hněvice – Roudnice nad Labem), W 14 NT od výrobce Vossloh (Hády – Adamov), E 14 od výrobce Vossloh (Záboří nad Labem, Řečany), DFF 300 od výrobce Vossloh (Dlouhá Třebová), Pandrol FC I (Hády – Adamov, Prosenice – Lipník nad Bečvou, Otrokovice – Napajedla), K Lock od výrobce Pandrol (Výheň), svěrek Skl 24 od výrobce Vossloh (Praha hl. n. – PrahaVyšehrad), distanční kroužky patentované firmou KŽV (Praha hl. n. – PrahaVyšehrad, Praha-Libeň – Praha-Holešovice, Kaplice – Velešín, Vlkaneč – Golčův Jeníkov, Výheň), podložky pod patu kolejnice výrobců Renogum-Nilos Most, Gumárny Zubří, Vossloh, Pandrol, ZGS Zlín, Rubena Náchod (Hradčany – Tišnov, Vlkaneč – Golčův Jeníkov, Vsetín – Jablůnka, vybrané úseky I. a II. koridoru), pražce „Y“ od výrobce ThyssenKrupp (Popelín – Počátky-Žirovnice), betonové pražce B 03 od výrobce ŽPSV (Vojkovice nad Ohří, Ústí nad Labem-sever), pevná jízdní dráha Rheda 2000 od firmy Rail One (dříve Pfleiderer) (Třebovice v Čechách – Rudoltice v Čechách). Připravuje se ověření podpražcových podložek USP (Červenka), od kterých se očekává především snížení rozpadu GPK nejen v běžné koleji, ale i ve výhybkách. 102
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
Obr. 2: Provozní ověřování pevné jízdní dráhy v úseku Třebovice v Čechách – Rudoltice v Čechách V oblasti železničního spodku z dříve sledovaných, vyhodnocených a uzavřených zkušebních úseků mohu uvést např.: antivibrační rohože Belar od výrobce BohemiaElast Hovorčovice (Horní Počaply), antivibrační rohože PHOENIX S 22-02 od výrobce PHOENIX Hamburg (Praha, železniční most Bělehradská), antivibrační rohož USM 700 od výrobce Pragoelast Praha (Starý Kolín), geomembrána Tefond HP od výrobce Tegola, Itálie (Děbolín – Ratmírov), nástupištní prefabrikáty L120 a L130 od výrobce ŽPSV (Hladké Životice), nástupištní prefabrikáty se sklopnou deskou od výrobce ŽPSV (Krasíkov). Ze živých zkušebních úseků jsou to především: antivibrační rohože od výrobce Renogum-Nilos Most (Ústí nad Labem) a popílkový stabilizát od výrobce Elektrárna Chvaletice (Smiřice).
103
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
Obr. 3: Provozní ověřování antivibračních rohoží AV 800, v Ústí nad Labem výrobce Renogum-Nilos Most 3. Kdo to všechno řeší? Na vlastním provozním ověřování se zpravidla podílí několik subjektů, které mají podle předem vzájemně dohodnutých a stanovených pravidel rozděleny své role a kompetence. Těmi jsou jak vlastník železniční infrastruktury (SŽDC – schvalovatel zkušebního úseku), tak pověřené odborné složky ČD (TÚČD, SDC ST …) a v neposlední řadě výrobce, dovozce, dodavatelé výrobků a konstrukcí, zhotovitelé a rovněž i další nezávislé organizace (např. vysoké školy, specializované laboratoře a firmy apod.). Pochopitelně ne jedinou, ale troufám si tvrdit, že jednou z nejdůležitějších pracovních činností oddělení železničního svršku a spodku TÚČD je právě aktivní účast v provozním ověřování nových konstrukcí. Činnost oddělení zahrnuje celou škálu aktivit počínaje posuzováním výkresové dokumentace ověřovaného prvku, přípravou na zahájení provozního ověřování, vlastním sledováním a vyhodnocováním zkušebního úseku, zpracováváním technické dokumentace a návrhem zapracování změn do souvisejících předpisů a normativů. Výsledkem provozního ověřování je v tom lepším případě schválení ověřovaného výrobku nebo konstrukce do běžného použití. Následuje zpracování, projednání a vzájemné odsouhlasení Technických podmínek dodacích jak ze strany výrobce, tak i SŽDC.
104
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
Následně pracovníci TÚČD – Oddělení jakosti materiálu (kontroloři jakosti) zajišťují dohled nad kvalitou výrobků přímo u výrobců a sledují dodržování dohodnutých a ve zkušebním úseku prověřených vlastností nového výrobku v podmínkách opakované výroby. Nesmíme zapomenout ani na ověření vhodné technologie při zřizování a následné údržbě. Tuto činnost zajišťují pracovníci TÚČD - Oddělení technologie a mechanizace. Jejich úkolem je, mimo jiné, i kontrola dodržování schválených technologií v provozu. Co by bylo platné vyrobení skvělého výrobku či konstrukce, když bychom pak jeho vlastnosti a přednosti popřeli či znehodnotili zvolením chybné nebo nevhodné technologie při jeho zabudování v železniční dopravní cestě. 4. Závěr Doufám, že se mi tímto kratičkým příspěvkem podařilo naznačit význam, rozsáhlost a potřebnost provozního ověřování nových výrobků železničního svršku a spodku. Pokud u Vás tento příspěvek vyvolal další otázky, polemiku a přinutil Vás k zamyšlení, tak plně splnil svůj účel. LITERATURA: [1] ČD GŘ DDC O13: Zásady pro provozní ověřování nových konstrukcí a technologií v oblasti železničního svršku, Praha, 07.12.1994 (č.j. 60 684/94-O13). [2] ČD GŘ DDC O13: Zásady pro zpracování a vydávání technické dokumentace v oblasti železničního svršku, Praha, 29.12.1994 (č.j. 60 690/94-O13). [3] ČD DDC O13: Systém schvalování, výrobků, materiálů a zařízení určených pro stavbu a udržování železničního svršku a spodku tratí Českých drah, Praha, 20.05.1996 (č.j. 56 432/96-O13 DDC). [4] DT a SŽDC: Standard pro odsouhlasování technické dokumentace, Prostějov a Praha, 12.10.2006.
105
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
APLIKACE NOVELIZOVANÉ ČSN 73 6360-2 V OBLASTI MĚŘENÍ A HODNOCENÍ GPK Ing. Petr Sychrovský, České dráhy, a.s., Technická ústředna Českých drah, Praha 1. Úvod V době probíhající etapy vydávání evropských norem v rámci Evropské komise pro normalizaci z oblasti železniční dopravy a železniční infrastruktury je činnost zaměřena rovněž do oblasti geometrických parametrů koleje (GPK), především na problematiku návrhových parametrů koleje, výhybkových konstrukcí, přejímek prací a kvality geometrie koleje. V minulém roce byla Správou železniční dopravní cesty, státní organizací a Českými drahami dráhy, a.s. realizována dočasná revize stávající ČSN 73 6360-2 (platnost od 1.3.2007) z těchto důvodů: •
nutnosti hodnocení stavu GPK pro větší rychlosti z důvodu vysokorychlostních zkoušek a projednání možnosti zavedení vyšších traťových rychlostí (minulá ČSN 73 6360-2 obsahovala ustanovení pouze do rychlosti 160 km/h);
•
nové metodiky hodnocení GPK měřicími vozy;
•
potřeby zvýšení úrovně hodnocení GPK ve vztahu k bezpečnosti provozu a komfortu jízdy, přiblížení platným a připravovaným evropským normativním dokumentům.
Ministerstvo dopravy České republiky i Český normalizační institut s tímto řešením souhlasily za předpokladu projednání úlevy z pravidel Evropské komise pro normalizaci pro revizi dosavadní národní normy, když související EN jsou rozpracovány. Dočasná revize ČSN 73 6360-2 (dále jen ČSN) respektuje současně platné dokumenty zejména vyhlášku UIC 518 (soulad EN a dokumentů UIC se sleduje) a dokumenty TSI s ověřenými a uznávanými hodnotami pro posuzování stavu koleje. Revize ČSN plně respektuje v současnosti schválené EN, zejména EN 13848-1.Tato norma obsahuje definice a charakteristiku měření a hodnocení základních veličin (rozchod, směr koleje, podélná výška, převýšení, zborcení), u relativních odchylek (podélná výška a směr koleje) rozsah vlnových délek, požadavky na rozsah a přesnost měření veličiny. Obsahuje dále seznam dalších doporučených parametrů pro hodnocení (křivost koleje, měření kolejnic - opotřebení hlavy kolejnice, příčný profil, vlnkovitost). Všechny tyto aktivity přinášejí nové požadavky na aplikaci přijatých závěrů na diagnostické systémy pro měření a hodnocení geometrických parametrů koleje, a to nejen u celosíťových prostředků, ale rovněž u menších měřicích prostředků a zapisovacích zařízení na traťových strojích. Hlavní zásady a změny v systému hodnocení jsou uvedeny v následujících bodech. 106
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
2. Rychlostní pásma Nově jsou zřízena rychlostní pásma označená: RP0
V ≤ 60 km/h
RP1
60 < V ≤ 80 km/h
RP2
80 < V ≤ 120 km/h
RP3
120 < V ≤ 160 km/h
RP4
160 < V ≤ 220 km/h
RP5
220 < V ≤ 300 km/h
Nové rozdělení rychlostních pásem (RP) v souladu s ČSN vyvolalo nutnost úpravy software na diagnostických prostředcích (zapisovacích zařízeních,…). Zároveň byly rovněž přepočteny statistické parametry pro nové soubory tratí v jednotlivých RP, což zajistí dodržení metodiky hodnocení parametrů GPK v úsekovém hodnocení 200 m a 1000 m. Pro změnu hranice rychlostního pásma RP1 a RP2 byla provedena analýza dopadů na hodnocení traťových úseků se současnou traťovou rychlostí 85 km/h a 90 km/h, jež touto změnou přešly do hodnocení souboru tratí v rychlostním pásmu RP2 (80 < V ≤ 120 km/h). 3. Hodnocení lokálních závad Lokální závady jsou nově hodnoceny ve třech hladinách (2 provozní odchylky a 1 mezní provozní odchylka). Provozní odchylka je definována jako odchylka od projektované nebo předepsané hodnoty geometrické veličiny na provozované trati. Je definovaná ve dvou stupních: AL – mez sledování (Alert Limit): pokud je stanovená hodnota překročena, je třeba stav GPK posoudit a vzít v úvahu při plánování udržovacích prací; IL – mez zásahu – opravy (Intervention Limit): pokud je stanovená hodnota překročena, je třeba provést udržovací práce tak, aby před příští kontrolou nedošlo k překročení mezní provozní odchylky. Mezní provozní odchylka je definována jako odchylka od projektované nebo předepsané hodnoty geometrické veličiny na provozované trati, která nesmí být překročena: IAL – mez bezodkladného zásahu (Immediate Action Limit): pokud dojde k překročení stanovené hodnoty, je nutné provést ihned opatření k zajištění bezpečnosti provozu;
107
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
Lokální závady jsou v souladu s ČSN hodnoceny ve třech hladinách u těchto parametrů koleje: Směr koleje
SK
ve vlnovém pásmu D1, D2
Podélná výška koleje VL, VP
ve vlnovém pásmu D1
Podélná výška v ose koleje
VK
ve vlnovém pásmu D2
Převýšení koleje
PKD
ve vlnovém pásmu provozních odchylek)
Rozchod koleje
RK
celkový rozchod
Zborcení koleje
ZK
počítané z celkového převýšení
Změna rozchodu
ZR
počítaná z celkového stanovené délce
Střední hodnota RK
RK100
střední hodnota celkového rozchodu koleje v délce 100 m
D1 (jen
při hodnocení
rozchodu
koleje
na
Nově jsou zavedena hodnocení parametrů směr koleje a výška koleje ve vlnovém pásmu D2 (25 – 70 m) pro rychlostní pásmo RP3 a vyšší. POZNÁMKA Měření relativních stavebních odchylek v podélné výšce a směru koleje ve skutečné geometrii se uskutečňuje u měřicích prostředků s využitím inerčního měřicího systému přímo. U měřicích prostředků s tětivovým měřicím systémem se využívá přepočet na skutečnou geometrii. U měřicích zařízení traťových strojů s tětivovým měřicím systémem vybavených potřebným softwarem se využívá přepočet na skutečnou geometrii ve vlnovém pásmu D1: 3 m < λ ≤ 25 m. 4. Zborcení koleje Zborcení koleje je nově hodnoceno na 13 měřičských základnách. U diagnostických prostředků typu měřicí vůz, měřicí drezína je jeho interpretace vyjádřena parametrem syntetického signálu zborcení koleje (ZKS). Algoritmus výpočtu syntetického signálu ZK má čtyři kroky: Výpočet 13 signálů zborcení na jednotlivých bázích v [mm/m]
ZK j (i ) =
PK (i − 3 j ) − PK (i + 3 j ) j *1,5 [m]
[mm / m]
kde i… je index vzorku v dráhové doméně, dráhový krok dx=0.25 m j… je index báze zborcení 1, 2, 3….13 j* 1.5 m = 1.5, 3.0, 4.5... 19.5 m, je posloupnost 13-ti bází zborcení 108
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
Následně je 13 bází zborcení přepočítáno tak, aby se dosáhlo vzájemné porovnatelnosti a možnosti stanovit v každém místě měřené koleje nejnepříznivější hodnotu zborcení koleje. Je použito jednoduché lineární normování na křivku mezí AL, a to podle vztahu: ZKni ( j ) = AL ∗
ZK j (i ) AL j
[mm / m]
kde AL... je relativní hodnota 100 pro všechna RP i… je index vzorku v dráhové doméně, dráhový krok dx=0.25 m j… je index báze zborcení 1, 2, 3…13 Výběr rozhodující báze se v každém vzorku provádí nalezením maxima ze třinácti hodnot normovaného zborcení s uvažováním dodatečné podmínky, že pokud má být rozhodující nejkratší báze 1.5 m, musí být maximum alespoň na dva metry. Výsledkem tohoto kroku je nalezení rozhodující báze v každém vzorku, které tvoří druhý výstupní signál celého algoritmu. Syntetický signál poskytuje relativní informaci, kde se hodnota nejhoršího zborcení nachází. Pro všechna RP jsou mezní přímky totožné s relativními hodnotami 100, 130 a se 160, tj.: AL=100, IL=130 a IAL=160 (obr. č. 1).
Obrázek č.1
109
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
Na grafickém výstupu měřicího vozu a měřicí drezíny je uvedena stopa průběhu signálu ZKS a stopa zobrazující délku základny, na které je ZKS vyhodnoceno. Uplatnění mezní hodnoty ZKS v hladině IAL je podmíněno délkou trvání závady více než 2 m. Velikost provozních hodnot ZK lze hodnotit v kratších úsecích podle potřeby ruční rozchodkou s vodováhou na 3 měřické základny ℓ = 2,0 m, 6,0 m a 12,0 m podle tabulky 12 ČSN. V tabulce je uvedeno rozpětí intervalu 2a, pro které platí hodnocení ZK na příslušné měřické základně. 5. Rozchod koleje Nově je vyhodnocován parametr změna rozchodu na délku 2 m. Nově je zaveden parametr střední hodnota rozchodu koleje, která se vztahuje ke středu úseku koleje o délce 100 m a je určena aritmetickým průměrem změřených hodnot rozchodu koleje v tomto úseku. Parametr je vyhodnocován jako lokální závada GPK, a to pouze pro provozní odchylky. 6. Stavební odchylky Ve skutečné geometrii jsou hodnoceny relativní stavební odchylky geometrických veličin: • pro RP0 až RP5 v podélné výšce koleje VL, VP a směru koleje SK jako odchylky ve vlnovém pásmu D1: 3 m < λ ≤ 25 m; • současně pro RP3 až RP5 v podélné výšce koleje VK a směru koleje SK jako odchylky VK a SK ve vlnovém pásmu D2: 25 m < λ ≤ 70 m. POZNÁMKA Měření relativních stavebních odchylek v podélné výšce a směru koleje ve skutečné geometrii se uskutečňuje u měřicích prostředků s využitím inerčního měřicího systému přímo. U měřicích prostředků s tětivovým měřicím systémem se využívá přepočet na skutečnou geometrii. U měřicích zařízení traťových strojů s tětivovým měřicím systémem vybavených potřebným softwarem se využívá přepočet na skutečnou geometrii ve vlnovém pásmu D1: 3 m < λ ≤ 25 m. Stavební odchylky v rozchodu k projektovaným hodnotám.
koleje
RK
se
posuzují
ve
vztahu
Stavební odchylky převýšení koleje ± PK se sledují jako odchylky od projektované hodnoty převýšení. Zborcení koleje se sleduje jako odchylková hodnota ZK, tj. rozdíl skutečné naměřené místní hodnoty a projektované hodnoty případně střední hodnoty vzájemného sklonu kolejnicových pásů zjištěného měřením vyjádřený v mm/m na měřické základně ℓ = 3 m. U měřicích prostředků s kontinuálním záznamem hodnoty převýšení lze hodnotit ZK jako rozdíl dynamických odchylek PKD ve vlnovém pásmu D1: 3 m < λ ≤ 25 m na měřické základně 3 m vyjádřený v mm/m s maximálním krokem 1 m.
110
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
U měřicích zařízení traťových strojů, které nejsou vybaveny softwarem pro přepočet na skutečnou geometrii, lze hodnotit ZK jako rozdíl odchylek převýšení od středních hodnot převýšení určených aritmetickým průměrem na délce úseku 16 m (symetricky situovaným vzhledem k hodnocenému místu) na měřické základně ℓ =3 m vyjádřený v mm/m s maximálním krokem 1 m. Stavební odchylky geometrických veličin RK, VK (VL,VP), SK, PK a ZK při přejímce prací se hodnotí při použití měřicích prostředků a měřicích zařízení traťových strojů s kontinuálním záznamem měřených veličin s maximálním krokem 1 m. Pro opravu výškové a směrové polohy koleje pro RP3 až RP5 je nutné přihlédnout k hodnocení SK a VK rovněž ve vlnovém pásmu D2: 25 m < λ ≤ 70 m. 6.1 Stavební odchylky – ruční měřicí prostředky V krátkých úsecích a v jiných odůvodněných případech (odstraňování lokálních závad) je možná kontrola dodržení mezních stavebních odchylek při přejímce prací ručními měřícími prostředky bez kontinuálního záznamu: • při kontrole stavebních odchylek RK se zjišťují odchylky od projektovaných hodnot RK s krokem měření 1 až 2 m; • při kontrole stavebních odchylek PK a ZK se zjišťují odchylky od projektovaných hodnot s krokem měření 10 m; • při kontrole stavebních odchylek VK se zjišťují odchylky výškového vzepětí na tětivě b = 10 m od teoretické hodnoty výškového vzepětí s krokem měření 5 m (měření nivelací). Mezní odchylky se použijí podle tabulky ČSN pro parametr VL i VP pro b = 10 m; • při kontrole stavebních odchylek SK se zjišťují odchylky od teoretického vzepětí ručním měřením vzepětí na délce symetrické tětivy b = 10 m (b = 20 m). Pro RP3 a vyšší při odstraňování lokálních závad zjištěných v parametru SK, VK, VL a VP, které překračují provozní a mezní provozní odchylky je nutné přejímku doložit kontrolou opět měřicím prostředkem nebo zařízením umožňujícím kontrolu VK a SK ve vlnovém pásmu D2. Pro rychlost větší než 160 km/h se využije vyhodnocení směru koleje a podélné výšky vždy podle měřicího prostředku s kontinuálním záznamem měřených veličin. 7. Aplikace systému na diagnostické vozy ČD TÚČD Praha Na základě ukončení návrhu ČSN byla zpracována novelizace služební rukověť SR 103/4(S) „Využívání měřicích vozů pro železniční svršek s kontinuálním měřením tratě pod zatížením“ (platnost od 1.4.2007). Vydáním této služební rukověti se ruší: − služební rukověti SR 103/4.1(S), schválená dne 24.2.2000 pod č.j 55 645/2000O13 a služební rukověť SR 103/4.2(S), schválená dne 23.2.2000 pod č.j. 55 646/2000-O13. Na základě požadavků ČSN byly upraveny výstupní sestavy hodnocení GPK 111
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
pro zajištění interpretace výsledků pro hodnocení parametrů GPK na vlnových délkách D1 a D2, hodnocení parametru ZK, hodnocení střední hodnoty rozchodů, atd. Příklad úpravy výstupní sestavy – grafu GPK měřicího vozu pro železniční svršek je uveden na obrázku č. 2.
Obrázek č. 2
7. Závěr Na základě již zmíněných důvodů pro novelizaci ČSN 73 6360-2 a dalších požadavků na měření a hodnocení GPK se podařilo v relativně krátké době zabezpečit novelizaci systému měření a hodnocení GPK se současně využívanými technickými prostředky. Hodnocení GPK měřicím vozem pro železniční svršek na vlnové délce D2 si na koridorových tratích vyžádá zvláštní režim měření, jenž zajistí dodržení podmínek pro objektivní měření a zpracování dat. Bližší informace k uvedené problematice je možno získat v dále uvedené literatuře.
112
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
LITERATURA: [1] ČSN 73 6360-2: 2007 „Konstrukční a geometrické uspořádání koleje železničních drah a její prostorová poloha, Část 2: Stavba a přejímka, provoz a údržba“ [2] ČD SR 103/4(S) „Využívání měřicích vozů pro železniční svršek s kontinuálním měřením tratě pod zatížením“ (2007) [3] Zavedení evropských norem pro návrh polohy a kvalitu geometrie koleje do soustavy ČSN, Ing. Vladimír Igielski, Železniční dopravní cesta 2006 – sborník přednášek (2006)
113
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
SANACE SESUVŮ NA TRATI BYLNICE – HORNÍ LIDEČ Ing. Květoslav Glos, České dráhy, a.s., Správa dopravní cesty Zlín, Správa tratí 1. Popis zájmové lokality 1.1 Charakteristika trati Celostátní trať Bylnice – Horní Lideč leží na severozápadních svazích Bílých Karpat. Byla postavena ve třicátých letech minulého století. Spojuje tratě Hranice na Moravě – Valašské Meziříčí – Horní Lideč – státní hranice a Staré Město – Vlárský průsmyk. 1.2 Geologická charakteristika oblasti Geologicky tato lokalita leží v Alpsko-himalájském systému, subsystému Karpaty, provincii Západní Karpaty, celku Bílé Karpaty. Podloží této oblasti bylo budováno terciérními paleogenními horninami charakteru magurského flyše, kde podloží je tvořeno střídáním jílovců a glaukonitických pískovců. 1.3 Rozsah sesuvů Zde uvádím svážlivá místa většího rozsahu, která byla sanována odbornými firmami vybranými na základě výběrových řízení v průběhu posledních pěti let. Výběru jednotlivých případů předcházela nivelace tělesa železničního spodku a sledování a vyhodnocování rychlosti rozpadu geometrické polohy koleje. Dle výsledků zjištění byla před realizací sanačních opatření kolej upravována do předepsaných parametrů podbitím s doplněním štěrku a případně zaváděno dočasné omezení traťové rychlosti. Prakticky bylo třeba svážlivá místa podbíjet cca 1x za půl roku až 1x týdně. Jednalo se o následující akce: Sanace sváženin v km 8,700 – 8,800 trati Bylnice - Horní Lideč Sanace sváženin v km 11,100 trati Bylnice - Horní Lideč Sanace sváženin v km 7,800 -7,500 trati Bylnice - Horní Lideč Sanace sváženin km 7,472 – 7,591 trati Bylnice - Horní Lideč
114
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
2. Popis jednotlivých sanačních zásahů 2.1 Sanace sváženin v km 8,700 – 8,800 trati Bylnice – Horní Lideč Tento sesuv leží v katastrálním území Valašské Klobouky. Trať je zde vedena po západním svahu údolí řeky Brumovky, do které jsou zaúsťovány její přítoky z lokalit za tratí. Násypové těleso dosahuje výšky vlevo trati až 15,0 m a vpravo trati 6,0 m, sklon tohoto náspového tělesa dosahuje na obou stranách 35°. Sklon původního terénu pod náspovým tělesem je cca 15°. Průzkumnými pracemi byly v zemním tělese ověřeny následující materiály: •
drážní štěrk znečištěný jemnozrnnou frakcí mocnosti až 1,7 m;
•
škvára černošedá, suchá, sypká a neulehlá na celou výšku náspu;
•
hlína jílovitá se štěrkem tuhá – ověřena místně v hloubce 1,0 – 1,7 m či 2,5 – 2,9 m.
Jako hlavní příčina deformací náspového tělesa byla geotechnickým průzkumem označena postupná degradace smykových a deformačních parametrů materiálů tělesa náspu, který je tvořen směsí škváry, štěrku a jílu v nepravidelném uložení. Sanační práce spočívaly v provedení zainjektovaných šikmých a svislých „hřebíků“. Po vybudování pracovní plošiny byly realizovány vrty průměru 109 mm, do kterých se osadila betonářská výztuž ø V 25 mm. Vrty byly provedeny vždy ve dvojici v osových vzdálenostech 2,0 m tak, že v jedné dvojici byl úklon vrtů od svislice 25° a 76° a v druhé dvojici 45° a svislý vrt. Injektáž se prováděla trubkou PVC profilu 32 mm injektážní směsí ze struskoportlandského cementu v poměru c : v = 2 : 1 – 2,5 : 1. Hřebíky jsou v horní části ukončeny železobetonovým spojovacím trámem profilu 60/60 cm a délky 80 m. Vrty byly realizovány v km 7,810 – 7,790. Sanace sesuvu byla provedena v roce 2002. Náklady na sanační opatření činily 6 365 tis. Kč bez DPH. 2.2 Sanace sváženin v km 11,100 trati Bylnice – Horní Lideč Umístění, parametry i složení zemního tělesa jsou podobné, jako u sváženiny v km 8,700 – 8,800. Výška náspu vlevo trati 12,0 m a vpravo max. 5,0 m. Sklon svahu náspu vlevo je 32o a vpravo 30o, sklon terénu pod násypovým tělesem cca 12o. Materiálové složení tělesa náspu: • drážní štěrk znečistěný jemnozrnnou frakcí mocnosti až 1,1 m; • škvára černošedá, suchá, sypká a neulehlá na téměř celou výšku náspu; • jíl písčitý tuhý až pevný ve spodní části náspu mocnosti 1,0 m na levé straně – 3,0 m na pravé straně náspového tělesa.
115
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
Hlavní příčina deformací náspového tělesa a způsob sanačních prací byl shodný se sváženinou v km 8,700 - 8,800. Vrty byly realizovány v km 11,140 – 11,195. Sanace sesuvu byla provedena v roce 2002. Náklady na sanační opatření činily 5 357 tis. Kč bez DPH.
PŘÍČNÝ ŘEZ 8 - km 11,180
PŘÍČNÝ ŘEZ 9 - km 11,195
Obr. 1: Příčné řezy v km 11,180 a 11,195 116
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
2.3 Sanace sváženin v km 7,800 – 7,500 trati Bylnice – Horní Lideč Tento sesuv leží v katastrálním území Brumov. Trať je zde vedena po západním svahu údolí řeky Brumovky, do které jsou zaúsťovány její přítoky z lokalit za tratí. Železniční těleso je vedeno částečně v jednostranném zářezu (vpravo) s výškou cca 7,5 m a sklonu cca 40o, násep výšky cca 8,0 m a sklonu svahu 31o (vpravo) a 27o (vlevo). Sklon původního terénu pod náspovým tělesem je cca 15o. Délka sesuvu rekognoskací v terénu byla určena o délce cca 100 m a šířce cca 60 m. Odlučná hrana nebyla zastižena. Deformací terénu v akumulační zóně došlo k poškození původní dřevěné opěrné stěny a převážně vertikálnímu pohybu sesuvu v oblasti této opěrné stěny. Akumulační oblast je zde ukončena dvěma akumulačními valy s převýšením do cca 2,0 m. Průzkumnými pracemi byly v zemním tělese ověřeny následující materiály: •
štěrk čistý, hrubozrnný v hloubce 0,0 – 0,2 m;
•
hlína štěrkovitá, hnědá, tuhé konzistence, poloostrohranná zrna štěrku do 8 cm v hloubce 0,2 – 0,6 m;
•
hlína štěrkovitá, hnědá, měkké až kašovité konzistence, poloostrohranná zrna štěrku do 15 cm v hloubce 0,6 – 1,0 m;
•
štěrk s příměsí jemnozrnné zeminy světle šedý, středně až hrubozrnný, zrna poloostrohranná do 8 cm, příměs jíl, písek, vlhký středně ulehlý v hloubce 1,0 – 1,7 m;
•
jíl písčitý tmavě hnědý, tuhé až měkké konzistence, (zrna štěrku do 10 cm) v hloubce 1,7 – 3,0 m;
•
jíl vysokoplastický, tmavě hnědý, tuhé konzistence v hloubce 3,0 – 6,0 m.
Stabilita svahu byla dle výsledků geotechnického průzkumu pravděpodobně narušena v důsledku dlouhodobého nasycení antropogenních a deluviálních sedimentů charakteru jílů a hlín vodou, kdy docházelo k degradaci až na měkkou konzistenci. Sanační práce spočívaly v provedení mikropilotových kotvených stěn v km trati 7,795 – 7,835 a v km 7,876 – 7,900 v celkové délce 64 m. Po zajištění pilotovací úrovně kotvenou stěnou z předem zaražených ocelových trubek spojených v horní úrovni profilem U 120 mm byla odtěžena část náspu pro pracovní plošinu. Následně byla provedena pažící konstrukce z mikropilot 89/10 mm délky 7 m, která je kotvena šikmými kotvami IBO průměru 25 mm, délky 8,0 m, provedenými technologií ISCHEBECK (vrtání souběžně s injektováním). Rozteč mikropilot je à 0,75 m a rozteč kotev je à 2,0 m, použita byla injektážní cementová směs CEM II/B 32,5R, míchání v poměru v : c = 1 : 1, ukončení kotev bylo dvěmi válcovanými nosníky profilu U 120 mm. Zhlaví mikropilot bylo provedeno z monolitického železobetonového prahu šířky 0,5 m a výšky 1,0 m. Dále byl zrekonstruován drážní příkop z lomového kamene v úseku km 7,472 – 7,910.
117
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
Sanace sesuvu byla provedena v roce 2005 – 2006. Náklady na sanační opatření činily 4 449 tis. Kč bez DPH.
Obr. 2: Příčný řez mikropilotovou kotvenou stěnou 2.4 Sanace sváženin v km 7,472 – 7,591 trati Bylnice – Horní Lideč Tento sesuv leží v katastrálním území Brumov. Trať je zde vedena po západním svahu údolí řeky Brumovky, do které jsou zaúsťovány její přítoky z lokalit za tratí. Náspové těleso dosahuje výšky 2,0 – 10,0 m, sklon tohoto náspového tělesa dosahuje 31o vpravo a 27o vlevo. Sklon původního terénu pod náspovým tělesem je cca 10-15o. Průzkumnými pracemi byly v zemním tělese ověřeny následující materiály: • štěrk čistý, hrubozrnný v hloubce 0,0 – 0,4 m; • drážní štěrk znečištěný jemnozrnnou frakcí v hloubce 0,4 – 1,6 m; • škvára s příměsí jemnozrnné zeminy černá, navlhlá a neulehlá v hloubce 1,6 – 2,0 m; • jíl štěrkovitý rezavý, měkký (zrna štěrku do 6 cm) v hloubce 2,0 – 6,3 m; • jíl středně plastický, šedý, měkký v hloubce 6,3 – 9,1 m. Stabilita svahu byla dle výsledků geotechnického průzkumu pravděpodobně 118
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
narušena v důsledku dlouhodobého nasycení antropogenních a deluviálních sedimentů charakteru jílů a hlín vodou, kdy docházelo k degradaci až na měkkou konzistenci. Tento stav byl zhoršen táním velkého množství sněhu na jaře roku 2006. Sanační práce spočívaly v konsolidačním zpevnění náspového tělesa a podloží pod kolejí pomocí štěrkových pilot (z důvodů přenosu a urychlení radiální konsolidace). Šlo o vyvrtání pilot průměru 400 mm vyplněných následně hutněným drceným kamenivem frakce 0/32 mm. Vetknutí těchto štěrkových tamponů bylo 1,0 m do rostlého terénu. Vrchní plocha pilot byla 0,85 m pod úložnou plochou pražců. Piloty byly rozmístěny ve dvou řadách ve vzdálenosti jednotlivých pilot 1,5 m a v osové vzdálenosti 1,5 m šachovnicově. Celkem bylo zřízeno 152 ks pilot. Drcené kamenivo v pilotách bylo plněno a hutněno po 0,7 m. Dále v úrovni 0,85 m pod úložnou plochou pražce byla položena geotextílie šířky 6,0 m, a na ni byla zřízena sendvičová konstrukce armované zeminové desky s geobuněčným výztužným systémem GEOWEB 200 (redukce napětí od přitížení, přenos zatížení na hlavy štěrkových pilot a urychlení axiální konsolidace). Sanace sesuvu byla provedena v roce 2006. Náklady na sanační opatření činily 6 098 tis. Kč bez DPH.
119
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
Obr. 3: Příčný řez sváženinou km 7,492
120
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
štěrkové piloty
Obr. 4: Výřez situace sváženiny km 7,472 – 7,591 3. Závěr Všechna výše popsaná sanační opatření jsou vzhledem k délce sanovaných úseků finančně poměrně náročná. Z těchto důvodů realizaci opravných prací musí předcházet sledování příčin vzniku svážlivých míst, zaměření úseků a podrobný geotechnický průzkum poškozených míst tratě. LITERATURA: [1] RNDr. Milena Šamalíková, CSc.: Geologie pro stavební inženýry, Gottwaldov, 1982 [2] Ústřední ústav geologický: Přehledná geologická mapa ČSSR, Praha, 1974 [3] Zprávy z geotechnických průzkumů jednotlivých staveb [4] Projektová dokumentace skutečného provedení jednotlivých staveb
121
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
Obr. 5: Vrtání kotev mikropilotové stěny
Obr. 6: Armování železobetonového prahu mikropilotové stěny
122
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
Obr. 7: Vrtání štěrkových pilot
Obr. 8: Rozprostření výztužného kompozitního systému GEOWEB 200
123
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
GEOBRUGG® SYSTÉM TECCO® G65/3 - STABILIZACE ZEMNÍCH I HORNINOVÝCH SVAHŮ, PRIMÁRNÍ OCHRANA VZNIKU MĚLKÝCH SESUVNÝCH DEFORMACÍ Ing. Zdeněk Jeřábek, CSc., INFRAM, a.s., Praha
V rámci ochrany infrastrukturních staveb zabezpečením stability přirozených či uměle vytvořených svahů (především zářezů apod.) si v současné době u nás získávají stále větší popularitu ekologicky šetrnější, příznivější a z hlediska životnosti trvanlivější způsoby řešení. Jedním z nich je stabilizace svahů prostřednictvím ocelových sítí. Špičku v tomto oboru (ale také v dalších oblastech, jako je ochrana staveb, majetku a životů lidí před lavinami, padajícími kameny, bahenními proudy) představují produkty švýcarské firmy Geobrugg® s níž navázala spolupráci společnost INFRAM, a.s. Podstatou systému Tecco® je obecně známý a běžně využívaný princip, kdy terén je stabilizován sítěmi z ocelových lan či ocelovými lany. Tuto standardní technologii však Geobrugg® po léta rozvíjel a optimalizoval až do dnešní podoby. Dnes systém Tecco® představuje ekonomicky výhodnější a funkčně dokonalejší alternativu ke klasickým sítím z ocelových lan, gravitačním hrázím (gabionovým stěnám), ukotveným konstrukcím nebo stěnám ze stříkaného betonu, a to zvláště díky možnosti předepnutí sítě. Systém Tecco® je však v rámci síťových ochranných prvků zcela výjimečný. Sestává ze čtyř základních prvků, které spolupracují a vytvářejí systém, nejedná se tedy pouze o kotvenou ocelovou síť. Systém Tecco® sestává z následujících prvků: -
speciální kosočtverečná síť (vhodnější k přenášení sil a tendenčních napětí) z ocelového drátu s vysokou tahovou pevností. Jeho povrch je extrémně tvrdý a odolný vůči mechanické zátěži, přitom drát samotný je dostatečně tuhý a nekřehne. Namísto pouhé pokládky či zavěšení se systém Tecco® předpíná (i přes ostré hrany svahu, aniž by došlo k poškození sítě) a tím maximalizuje svoji funkčnost. Terén se po očištění pokrývá sítí z ocelového drátu, která se předpíná stanovenou silou, většinou pomocí zemních nebo skalních kotev a speciálních roznášecích desek. Síť pak kopíruje morfologii terénu, čímž zabraňuje nejen sesuvům a deformacím, ale zároveň i opadu suti. I když je základem systému vysokopevnostní legovaný drát, je tvar oka konstruován tak, že se bez problémů přizpůsobí nejrůznějším tvarům povrchu. Navíc se rozteč kotev neřídí podle předem daného vzoru, ale je možné ji libovolně měnit v závislosti na statických vlastnostech terénu;
124
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
-
roznášecí desky Tecco® představují specifický prvek systému. Jsou podélného rombického tvaru z vysokopevnostní oceli na konci opatřené speciálními „zuby“, které slouží k lepšímu přenosu napětí a eliminace síly působící na kotevní prvek situovaný uprostřed desky. Ta je dále opatřena drážkami, kterými lze snadno vést případná napínací či kotvící lana. Roznášecí desky jsou navrženy pro předpínání silou až 50 kN;
-
zemní a skalní kotvy – v daném případě jsou použitelné všechny běžné druhy kotev (např. GEWI, TITAN, MINOVA apod.). Systém Tecco® je možné na svah předepnout pomocí jednoduchého mechanického nebo hydraulickým zařízení. Na povrch pak působí tlakové síly, které zabraňují sesuvu. To, co se na první pohled jeví jako paradox, má naprosto logický základ - protože předpětí sítě zvyšuje spolehlivost a účinnost celkového systému, může být rozteč kotev větší. Tato skutečnost přispívá ke snížení celkových nákladů;
-
stlačovací spojky Tecco® - ty spojují jednotlivé pásy sítě a zajišťují optimální přenos síly mezi nimi. Používají se také pro fixaci k okrajům sítě (možné je i použití okrajových lan).
Antikorozní úprava Specialitou systému Tecco® je jeho antikorozní úprava tzv. Gobrugg Supercoating®. Využívá kombinace výhod zinku a hliníku. Speciální povrchová vrstva oxidovaného hliníku s vysokou přilnavostí zaručuje velmi hladký a tvrdý (přitom dostatečně pružný) povrch drátu s výrazně nižším postupem oxidace, než je tomu u konkurenčních materiálů (testováno sprejováním roztokem NaCl (dle DIN 50021) a namáčením v roztoku kyseliny sírové (v souladu s DIN 50018) – imitace přírodních podmínek kyselého deště a solení komunikací). Žárové pozinkování systému společně s aplikací technologie Supercoating® zajišťují, že i za nepříznivých klimatických podmínek dosahuje životnost systému až 100 let - s čímž souvisí i jeho vysoká rentabilita (5 až 6 krát delší životnost radikálně snižuje vyšší počáteční náklady). Výhody Výhodami popisovaného systému je jeho použití v náročných podmínkách. Hlavní výhodou systému Tecco® je, že slouží k zajištění stability svahů elegantním způsobem, který je staticky a funkčně srovnatelný s masivními stavebními díly nebo konvenčními způsoby řešení (opěrné zdi, zemní hráze, rigidní konstrukce, stabilizační betonový nástřik apod.). Na rozdíl od nich se však stává nenápadnou součástí původní krajiny. Jelikož lze systém Tecco® díky svým vlastnostem předepnout i přes ostré hrany skal, může tak aktivně chránit před skalním řícením. Aktivní zakotvení systému není jediným faktorem, který zaručuje jeho bezpečnost. Dalším faktorem je přesné určení (výpočet) roztečí kotev a hloubky jejich ukotvení. Systém Tecco® je dimenzován pomocí programu Ruvolum® přesně na konkrétní podmínky daného terénu. Při výpočtu se bere v úvahu sklon svahu, geologické poměry místa, resp. mocnost nestabilní vrstvy, její mechanicko-fyzikální parametry, vlastnosti navržené sítě, kotev, míra předepnutí apod. Navíc je možné systém Tecco® kombinovat s doplňkovými opatřeními, jako je např. injektáž, ochrana
125
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
proti erozi či ozelenění. Vysoká pevnost sítě umožňuje montáž kotev ve větší rozteči, což společně se snadnou montáží spojovacích segmentů, značně usnadňuje zabudování systému a snižuje náklady. Součástí dodávky systému Tecco® je i názorná instruktáž k montáži. Jednou z dalších výhod systému Tecco® je jeho minimální zásah do původní krajiny navíc se zachováním původní konfigurace terénu (včetně stromů vyskytujících se v lokalitě). Doplňkem systému Tecco® je jeho vhodná kombinace s protierozní rohoží Tecmat®. Jedná se o extrudovaná monofilní vlákna z polypropylenu, která svou nepravidelnou strukturou připomínají „čínské nudle.“ Dostatečně otevřená struktura rohože (až 95 %) tvoří ideální základ pro kvalitní prostříkání hydroosevem a následné zatravnění sanovaných svahů. Svahy stabilizované systémem Tecco® se tak stávají součástí původní krajiny. Systém Tecco® je prakticky neviditelný, a to i v případě, že nedošlo k ozelenění svahu. Postup prací V případě sanace nestabilních svahů systémem Tecco® je nutno postupovat pečlivě od projektu až ke konečnému řešení - pečlivá příprava, dobrá stabilizace ... Přestože systém samotný je natolik spolehlivý a sám o sobě zárukou bezproblémové funkčnosti, je třeba jeho kvality podpořit zodpovědnou a profesionální přípravou tak, aby výsledek byl ekonomicky výhodný, staticky solidní a dlouhodobě sloužil. Podklady pro projekt • • • • •
topografický snímek projektové oblasti s vrstevnicemi a terénními profily; geologické poměry v základové půdě (vrstevnatost, směr a sklon vrstev, parametry smykové pevnosti, svahová/spodní voda); zmapování dřívějších geodynamických jevů (sesuvy atd.) a aktivních/potenciálních smykových ploch; definice rámcových podmínek (rozměry, zatížení, tolerovatelná zbytková rizika, specifika projektu a místa); zdokumentování míst s vysokou mírou ohrožení.
Projekt • stanovení měřicí základny pro zjištění povrchového a/nebo hloubkového jištění na základě topografických, geologických a hydrologických podmínek; • prokázání nosnosti (celého systému a částí systému) ve všech kritických místech, která vykazují nadstandardní míru ohrožení; • optimalizace opatření s ohledem na bezpečnost, charakter krajiny a náklady; • detailní návrh včetně průběhu stavby, režimu kontrol a následného osázení a ozelenění.
126
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
Výběrové řízení a realizace • definice jasných a kontrolovatelných specifikací prací; • hodnocení stavební firmy pověřené realizací stavby s ohledem na výkonnost a kvalitu doposud provedených prací; • stanovení garantované kvality a životnosti systému; • odborně-technický dozor/vedení stavby (geologicko-technický dohled, včasná reakce na změněné podmínky, kontrola kvality). Závěr Pokud se nezajímáme o sílu používané sítě (a její další mechanicko-fyzikální parametry) nebo pokud neuvažujeme a nepracujeme s maximálním možným napětím, které má síť zachytit, může to vést k selhání nedostatečně dimenzovaného prvku a tudíž k deformaci svahu.
Obr. 1: Stabilizace svahu dálnice A6 u Kaiserslauternu (SRN)
127
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
Obr. 2: Skalní zářez u města Anzenwil (Švýcarsko)
128
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
PŘESTAVBA ŽELEZNIČNÍHO UZLU PŘEROV Ing. Stanislav Vávra, MORAVIA CONSULT Olomouc a.s. 1. Úvod Význam železničního uzlu Přerov na síti tranzitních železničních koridorů vychází především z jeho polohy. Je jedním z důležitých železničních uzlů na II. tranzitním koridoru Břeclav – Přerov – Petrovice u Karviné a zároveň na rameni Přerov – Česká Třebová, která je přípojnou větví II. koridoru. Do železničního uzlu Přerov je dále zaústěna trať Brno – Přerov. V oblasti Transevropských sítí se podařilo na teritoriu ČR prosadit dva projekty. V projektu č. 23 jde o dokončení II. tranzitního železničního koridoru včetně interoperability, železničních uzlů a modernizace tratě Brno – Přerov. Na druhém domácím koridoru kromě splnění podmínek interoperability zbyly k rekonstrukci železniční uzly – především Přerov a Břeclav. Přestavba železničního uzlu Přerov vychází ze zpracované přípravné dokumentace stavby „Rekonstrukce žst. Přerov“, kterou v roce 2005 vypracovala společnost MORAVIA CONSULT Olomouc a.s. Rozsah přípravné dokumentace vychází ze schvalovacího a posuzovacího protokolu územně technické studie a ze zadávacích podmínek pro vypracování této dokumentace. Zadavatelem přípravné dokumentace byly Správa železniční dopravní cesty, státní organizace, Stavební správa Olomouc a České dráhy, a.s. V říjnu 2006 bylo vydáno na stavbu „Rekonstrukce žst. Přerov“ Stavebním úřadem Magistrátu města Přerov pravomocné územní rozhodnutí.
2. Stávající stav Z pohledu historie patří železniční uzel Přerov do Severní dráhy císaře Ferdinanda. Pravidelný provoz z Břeclavi do Přerova byl zahájen 1. září 1841.Velkou zásluhu o výstavbu přerovské stanice měl Ing. Negrelli. Stanice měla v roce zahájení provozu šest kolejí a staniční budovu. V průběhu 19. století byly postaveny tři nástupiště pro osobní dopravu a ke konci století byl vybudován podchod pro cestující a postaveno samostatné nákladní nádraží směrem na Břeclav – dnes pravé přednádraží. V letech 1889 - 1895 byla přestavěna původní výpravní budova v historizujícím slohu s novorenesančním a klasicistním tvarosloví - v roce 1996 byla prohlášena za kulturní památku. V letech 1999 - 2002 proběhla rekonstrukce fasády celého objektu a byla rehabilitována architektonická výzdoba hlavních prostor. Uzlová železniční stanice Přerov je rozdělena na osobní nádraží, pravé přednádraží, levé přednádraží a na zařízení v přepravním provozu. Její význam v osobní dopravě je především v zavádění rychlých regionálních spojů v rámci 129
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
Olomouckého kraje a ve vazbě na sousední kraje. V nákladní dopravě spočívají vlakotvorné a seřaďovací práce v přepracování zátěžových proudů na pravém přednádraží. Objem těchto prací včetně rozsahu tranzitní nákladní dopravy na II. koridoru a spojovací větvi závisí na obchodně-přepravních aktivitách. Do žst. Přerov zaúsťuje 16 železničních vleček. Součástí kolejiště je i DKV a DPOV a jsou zde vyčleněny koleje pro technickou a hygienickou údržbu osobních vozů. Maximální traťová rychlost je v úseku pravého přednádraží 100 km/h, v nerekonstruované části traťového úseku Přerov – Prosenice 110 km/h v nerekonstruovaných částech traťových úseků Přerov – Dluhonice a Dluhonice Prosenice) potom 100 km/h. Průjezd osobním nádražím žst. Přerov je z důvodu nepříznivých směrových poměrů možný pouze rychlostí 40 km/h, což platí i pro příjezd k nástupním hranám. Technický stav železničního svršku, zabezpečovacího zařízení a trakčního vedení je na hranici životnosti. V kolejišti v žst. Přerov nejsou dodrženy parametry pro osovou vzdálenost kolejí ve stanici min. 4,75 m, pro rychlost v dopravních kolejích 50 km/h, pro minimální poloměr oblouků 300 m v dopravních kolejích a pro min. šířku jazykových nástupišť 3,3 m.
3. Rozsah „ Rekonstrukce žst. Přerov“ Aby byla zajištěna návaznost na již modernizované úseky II. koridoru (Otrokovice - Přerov a Přerov – Hranice) včetně spojovací větve (traťový úsek Přerov – Olomouc), bylo nutno zařadit do dokumentace kolejové úpravy v jednotlivých dopravnách a traťových úsecích a navazujících stavebních objektech a provozních souborech, které byly vypuštěny z předcházejících modernizačních staveb. Na základě požadavku Magistrátu města Přerova byla do přípravné dokumentace zařazena protihluková opatření u spojkové koleje 2S, což si vynutí i částečnou úpravu železničního spodku a svršku, a to v místech, kde budou protihluková opatření realizována. Stavba je vymezena následujícím rozsahem: rekonstrukce hlavních kolejí a výhybek v hlavních kolejích v Přerově přednádraží od km 179,880 do km 182,500 (v km 179,880 navazuje na již realizované stavební práce v rámci stavby „Modernizace úseku tratě Otrokovice – Přerov“); rekonstrukce traťového úseku Přerov – Prosenice od km 184,240 do km 187,640 (v km 187,640 navazuje na již realizované stavební práce v rámci stavby „Modernizace úseku tratě Přerov – Hranice na Moravě“); rekonstrukce traťového úseku Přerov – Dluhonice od km 184,230 do km 188,050 včetně rekonstrukce výhybny Dluhonice (v km 188,050 navazuje na v současnosti realizované stavební práce v rámci stavby „Modernizace úseku tratě Přerov – Olomouc“); rekonstrukce koleje č. 1S Dluhonické spojky od km 0,000 do km 5,068 (v km 5,068 navazuje na již realizované stavební práce v rámci stavby „Modernizace úseku tratě Přerov – Hranice na Moravě“); rekonstrukce koleje č. 2S Dluhonické spojky od km 3,100 do km 4,300, tj. v délce navrhované protihlukové stěny; 130
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
rekonstrukce osobního nádraží v žst. Přerov včetně výstavby nového jižního podchodu. Rekonstrukce uzlu Přerov zahrnuje rekonstrukci hlavních a předjízdných kolejí, dvoukolejný průtah tranzitních vlaků v osobním nádraží mimo nástupištní hrany pro rychlost 80 km/hod., což si vyžádá nové umístění ostrovních nástupišť, rekonstrukci stávajícího podchodu a výstavbu nového jižního podchodu s jednoramenným schodištěm na nástupiště a s výtahy pro cestující se sníženou pohyblivostí. Tímto řešením budou odstraněny nepříznivé směrové poměry. Celkově jsou navržena tři ostrovní nástupiště, rozšířené nástupiště u výpravní budovy, které umožní nástup a výstup cestujících u nově navržených kusých kolejí č. 5 a 7. Výhledových devět nástupištních hran umožní v budoucnu zavést taktový jízdní řád osobní dopravy. V přednádraží dojde k drobným kolejovým úpravám, které umožní maximální rychlost 160 km/hod. Výhybna Dluhonice bude rekonstruována. Na olomouckém zhlaví je navržena úprava tak, aby do všech hlavních kolejí bylo možno vjíždět shodnou rychlostí 120 km/hod pro klasické soupravy a 130 km/hod pro jednotky s výkyvnými skříněmi. Tímto řešením se také zvýší traťové rychlosti do kolejí Dluhonické spojky. Veškeré zabezpečovací zařízení bude 3. kategorie. Stanice Přerov a výhybna Dluhonice budou zabezpečeny staničním zabezpečovacím zařízením typu elektronické stavědlo s ovládáním jednotlivých obslužných pracovišť umístěných v dopravní kanceláři nového ústředního stavědla, které bude vybaveno velkoplošnými zobrazovacími panely. Traťové úseky Přerov - Dluhonice, Přerov - Prosenice, Dluhonice - Prosenice budou zabezpečeny traťovým zabezpečovacím zařízením 3. kategorie typu elektronický autoblok. Ze směrů od Říkovic a Věžek bude provedena úvazka na stávající traťové zabezpečovací zařízení (elektronický autoblok a automatické hradlo směr Věžky). Dále bude modernizováno sdělovací zařízení včetně nových integrovaných telekomunikačních zařízení, rovněž bude vybudován nový systém dispečerské řídící techniky, elektrický ohřev výměn ve všech dopravních kolejích a nové trakční vedení. Významnou částí stavby je modernizace mostů a propustků. Jedná se jednak o objekty nad vodotečemi a o inundační zařízení, o nutnosti jejichž zachování nelze po povodních na Moravě v roce 1997 pochybovat. Dále se jedná o rekonstrukci železničních mostů nad silničními komunikacemi, u kterých nedochází ke zmenšení stávající světlé výška nebo šířky objektů. Samostatnou kapitolou zůstává rekonstrukce mostu v km 182,974, který převádí 5 kolejí přes řeku Bečvu a místní komunikaci. Z důvodu umístění kolejových spojek na mostě a nutného průběžného štěrkového lože byla navržena nová ocelová roštová mostovková konstrukce, která má nižší stavební výšku než stávající plnostěnná ocelová konstrukce a co nejméně zatěžuje stávající spodní stavbu. Staticky je řešena jako spojitý nosník o 5-ti polích. Pro umístění kolejových spojek v hlavních kolejích na mostě jsou navrženy dvě dvoukolejné mostovkové konstrukce, které vytvářejí společnou kolejovou vanu pro štěrkové lože dvou kolejí. U výtažné koleje je nosná konstrukce navržena jednokolejná. Nové nosné konstrukce budou uloženy na nových úložných prazích. Stávající části opěr a pilířů budou sanovány. Světlá šířka mostu zůstane nezměněná, dolní hrana mostní konstrukce bude 131
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
o 53 mm výše než stávající – tzn., že budou vylepšeny poměry pod mostem z hlediska hladiny stoleté vody. Hlavní stavební práce na mostě proběhnou v 5-ti hlavních stavebních postupech. Na mostě budou vyloučeny vždy dvě koleje, jedna pro zařízení staveniště a ve druhé se bude provádět rekonstrukce mostní konstrukce. Souběžně s přípravnou dokumentací stavby „Rekonstrukce žst. Přerov“ byla zpracována, v souladu se schváleným generelem dopravy města Přerova, přípravná dokumentace „Propojení Kojetínská – Štefánika Žst. Přerov, železniční most v km 182,747“ pro Magistrát města Přerova. Tato dokumentace řeší rekonstrukci železničního mostu, s místním názvem Mádrův podjezd, s parametry MS 9,0/50 pro výhledovou komunikaci II/150. Na základě vyhlášky č. 3/2006 města Přerova bylo toto komunikační propojení ulic Kojetínská – Štefánika zařazeno do veřejně prospěšných staveb Územního plánu sídelního útvaru Přerov. Z výše uvedeného důvodu bylo technické řešení Mádrova podjezdu (rekonstrukce mostu v km 182,747) zapracováno do všech příloh přípravné dokumentace „Rekonstrukce žst. Přerov“. Přípravná dokumentace stavby „Rekonstrukce žst. Přerov“ obsahuje, mimo jiné i hodnocení vlivu stavby na životní prostředí. Jeho součástí je hluková studie, která stanovila rozsah protihlukových opatření. Jsou navrženy tři protihlukové stěny v k.ú. Přerov-Předmostí, v k.ú. Dluhonice a v k.ú. Lověšice o celkové délce 3 053 m. Individuální protihluková opatření na 243 obytných domech spočívají převážně ve výměně oken obytných místností na fasádě přivrácené k trati čelně a bočně. Podle závěru zjišťovacího řízení nebude přípravná dokumentace sice dále posuzována podle Zákona č. 100/2001 Sb. (o posuzování vlivů na životní prostředí), ale bude nutno aktualizovat hlukovou studii při zpracování projektu stavby. V rámci zpracování přípravné dokumentace a v rámci územního řízení bylo navržené technické řešení koordinováno s probíhající stavbou „Modernizace úseku tratě Přerov – Olomouc, se stavbami dálkového ovládání zabezpečovacího zařízení a s ostatními souvisejícími stavbami mimo ČD, a.s. a SŽDC. Jedná se zejména o stavbu „Dálnice D1, Stavba 0136 Říkovice - Přerov“ ve stupni DÚR a také o investiční záměr „Silnice I/55 MÚK s ČD Přerov – Přemostí“. Celkové investiční náklady stavby „Rekonstrukce žst. Přerov“ dosahují částky cca 4,6 mld. Kč. S ohledem na vysoké investiční náklady bylo navrženo řešit rekonstrukci železničního uzlu Přerov ve dvou stavbách s tím, že každá stavba bude provozuschopná bez dalších provizorních opatření. První stavba zahrnuje rekonstrukci stanice Přerov a je ji možno rozdělit z hlediska stavebních postupů na : •
rekonstrukci mostu přes Bečvu v km 183,974;
•
rekonstrukci osobního nádraží a olomouckého zhlaví;
•
rekonstrukci zhlaví v hlavních kolejích v obvodu st. 9 a 11 na přednádraží;
•
rekonstrukci železničního mostu v km 182,747 (Mádrův podjezd) a na rekonstrukci břeclavského zhlaví osobního nádraží;
•
rekonstrukci zbývajících částí přednádraží v hlavních kolejích.
Druhá stavba zahrnuje rekonstrukci zbývajících a navazujících mezistaničních úseků včetně výhybny Dluhonice. 132
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
Veškerá technologická a časová návaznost bude promítnuta do stavebních postupů a bude dále rozpracována v jednotlivých projektech stavby včetně řešení dopravních opatření ve vlakové dopravě. LITERATURA: [1] MORAVIA CONSULT Olomouc a.s.: „Rekonstrukce žst. Přerov“, Olomouc, 2005
Přípravná
dokumentace
stavby
[2] SŽDC, SUDOP PRAHA a.s.: Sborník příspěvků 11. železniční konference Železnice 2006, Praha, 2006
133
HORNÍ MOŠTĚNICE z.
2 1
409 411 413 415 417 419 421 423 425 427 429 431 433 435 437 439
km 181,0 ST.11 305 307 309 311 313 315 317 319
ST.5
ŘS-SEE
305a ST.3
8b 2c 1a 4b
10b
7 11 a
43
13 15 17
3b 5 9 VNVK
km 183,0
ST.2
12a
18
26b 26a 26 24
36
38 32 28
VÝPRAVNÍ BUDOVA
8 6
16 14 12
22 20
24
24b 24a
42a 40a 40 36 34b
46 44
3
4a
10a
ST.1
2 1
48b
ZÁSOBOVACÍ SKLAD ČD
BEČVA VLEČKA KAZETO s.r.o.
5a
km 184,0
48a
3v
MJM LITOVEL a.s.
1 2
a .s
9a 43
9b 43
9d
443
6 29
ST.XVII
303a
104 102 101
ST.XIII 206c 206b 206a
ST.4
DKV
38a
40
RAMPA
IM
441
ST.10
91
km 182,0 303
238c
42e
52 50 48
60d 60c 60b 60a
PR
VLEČKA ČSKD INTRANS a.s.
439d
ST.12
402 401 403 405 407
S T.7
FILIALKA
238 236 234 232 230 228 226 224 222 220 218 216 214 212 210 208 206
270 268 266 264 262 260 258 256 254 252 250 248 246 244 242
288 286 284 282 280 278 276
58c 58b 58a
294 292
54
56
VLEČKA PRECHEZA a.s.
42c
CH3 CH1 CH2 CH4 CH6 CH8 CH10 CH12
E KA
407a
405a
km 180,0
403a
240c
ST.9
ŽST. PŘEROV SOUČASNÝ STAV
93
134 S
ST.6 ST.8 2 01 p 24 0 a 24 0 b
8b 23
T .X V
23
48 50 44 4642d
IV
4 2b
S T .X
0a c
29 24
62
30
2 S T 4d .V 16 b
29 0b CE FE K b 5p 3p
DE Z IN
30
POŠTA
LÁ B ÝV A
2 34 03a 3
BEČVA
1 2 1S 2S
1
2
1S
VLEČ KA M ORAV IA-ME TAL,P VLEČ řerov KA N AVOS a.s. Z ZN Pře rov
km 185,0
2S
Zlín 27.-29.3.2007 Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
.
EČ VL VLEČKA SEVEROMORAVSKÁ ENERGETIKA a.s.
VLEČKA DALKIA a.s.
11 b 11 19
8a
135
439d
ST.12
402 401 403 405 407
409 411 413 415 417 419 421 423 425 427 429 431 433 435 437 439
km 181,0 ST.11
319
9 11
43
13 15 17
5 7
32 28
VÝPRAVNÍ BUDOVA
4 2 1 3
8 6
12a 10
14a
24
24b 24a
2 1
ZÁSOBOVACÍ SKLAD ČD
ST.1
BEČVA
VLEČKA KAZETO s.r.o.
5a
km 184,0
48a
3v
MJM LITOVEL a.s.
1 2
a .s
ŘS-SEE
ST.5 DK-SÚ
km 183,0
26b 26a 26 24
36
38
42a 40a 40 36 34b
3
IM
9a 4 3
9b 4 3
9d
443
305 307 309 311 313 315 317
303 305a
38a
40
46 44
PR
441
ST.10
91
103
102
km 182,0 101
104
ST.XIII 206c b 06 206a 2
ST.4
DKV
42e
RAMPA
E KA
VLEČKA ČSKD INTRANS a.s.
407a
405a
km 180,0
238c
52 50 48
60d 60c 60b 60a
30
403a
S T .7
FILIÁLKA
238 236 234 232 230 228 226 224 222 220 218 216 214 212 210 208 206
270 268 266 264 262 260 258 256 254 252 250 248 246 244 242
288 286 284 282 280 278 276
294 292
b
HORNÍ MOŠTĚNICE z.
2 1
ST.9 240c
NAVRŽENÝ STAV
ŽST. PŘEROV 6 29
VLEČKA PRECHEZA a.s.
62
CH3 CH1 CH2 CH4 CH6 CH8 CH10 CH12
8a
93
56 54 58c 58b 58a 48 50 44 46 42d 42c
ST.6
ST.8 20 1p 2 40a 2 40b
8b 23
.X V
23
42b
IV
0a
ST
29 2 ST 4d .V
S T .X
24 c
2 90b C E FE K
30 5 p 3p
D E Z IN
2 34 03a 3
POŠTA
LÁ BÝVA 48 b
BEČVA
1 2 1S 2S
V LE Č
KA N AVO
1
2
1S
. ZZN
řerov Přero v
IA-ME TAL,P S a.s
V LE Č KA M ORAV
km 185,0
2S
Zlín 27.-29.3.2007 Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
.
EČ VL VLEČKA SEVEROMORAVSKÁ ENERGETIKA a.s.
VLEČKA DALKIA a.s.
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
136
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
SEZNAM REKLAM: ČD - Telematika a.s. Dopravní projektování, spol. s r. o. DT - Výhybkárna a strojírna, a.s. EDIKT a.s. GeoTec-GS, a.s. GJW Praha spol s r. o. Chládek a Tintěra, Pardubice a.s. INFRAM a.s. MIKO Havlíčkův Brod, spol. s r. o. OHL ŽS, a.s. PROKOP RAIL a.s. SaZ s.r.o. SGJW Hradec Králové spol. s r.o. Signal Projekt s.r.o. Stavby silnic a železnic, a.s. TOMI - REMONT a.s. Traťová strojní společnost, a.s. VHC Trade spol.s r.o. Viamont DSP a.s. Výzkumný Ústav Železniční, a.s.
137
Zlín 27.-29.3.2007
Konference „Železniční dopravní cesta 2007”
Žst Brodek u Přerova,
Konference „Železniční dopravní cesta 2007“ Zlín, 27.- 29.3. 2007 Sborník přednášek Za věcnou správnost odpovídají autoři jednotlivých příspěvků! Korektury:
pracovníci SŽDC - OP ŽDC a OKS a ČD, a.s. GŘ O13 a O26
Redakční a grafická úprava textu:
Ing. Jan Čihák a Jarmila Strnadová
Snímky na obálce: Ing. Ladislav Minář, KOLEJ CONSULT & servis, spol. s r.o. Ing. Petr Doseděl, České dráhy, a.s., SDC Zlín Vít Stanovský, České dráhy, a.s., ZC Praha Tisk a grafická úprava obálky: České dráhy, a.s., Zásobovací centrum Praha, provoz Tiskárna Olomouc, Nerudova 1, 772 58 Olomouc Náklad:
550 výtisků
Vydal:
Správa železniční dopravní cesty, státní organizace Ředitelství - Odbor provozuschopnosti ŽDC Prvního pluku 367/5, 186 00 Praha 8 - Karlín ISBN 978-80-239-8979-3