FAKULTA STAVEBNÍ
KATEDRA ŽELEZNIČNÍCH STAVEB
KONSTRUKCE ŽELEZNIČNÍ
TRATI
Požadavky
• Dlouhodobá stabilita geometrické polohy koleje,
-> odolnost proti deformacím (všech směrů),
-> odolnost proti vlivům provozního zatížení a povětrnosti,
+ ekonomické hledisko,
+ environmentální požadavky (omezení hluku a vibrací).
Požadavky
• Dlouhodobá stabilita geometrické polohy koleje:
-> dostatečná únosnost,
únosnost
-> co nejrychlejší odvod veškeré vody z konstrukce,
-> ochrana proti mrazu.
mrazu
Příčný řez
• Zobrazuje rovinu kolmou k ose trati,
• Pohled vždy ve směru rostoucího staničení.
Příčný řez
Kolejnice
Upevnění
Pražec
Kolejové lože
Pláň tělesa žel. spodku
Zemní pláň
Železniční svršek
Železniční spodek
Těleso žel. spodku
Stavby žel. spodku
Zařízení a dopravní plochy
Příčný řez
Pražcové podloží
Železniční svršek
Železniční spodek
Příčný řez
Kolejnice
Upevnění
Pražec
Kolejové lože
Pláň tělesa žel. spodku
Zemní pláň
Železniční svršek
Železniční spodek
Těleso žel. spodku
Stavby žel. spodku
Zařízení a dopravní plochy
Kolejnice
• Ocelový válcovaný nosník speciálního tvaru,
• Užívá se tzv. širokopatní kolejnice,
• Tvoří jízdní dráhu, vede vozidla, přenáší zatížení,
• Dnes tvary UIC 60 (60 E 1, 60 E 2) nebo S 49 (49 E 1),
• Liší se rozměry a hmotností,
• Rozchod „normální“ = 1435 mm.
Kolejnice
Hlava
Stojna
49 E 1
Pata
60 E 1
Upevnění
• Nelze libovolně kombinovat kolejnici, upevnění a pražec,
• Správný příklad:
- Kolejnice UIC 60,
- Upevnění pružné, bezpodkladnicové W14,
- Pražec B91 S/1.
Pražce (příčné)
• Zajištění vzájemné polohy kolejnicových pásů,
• Přenos zatížení do kolejového lože,
• Zejména betonové, někdy dřevěné nebo ocelové,
• Betonové prvky dl. cca 2400 – 2600 mm, výšky cca. 220
mm a šířky 250 – 300 mm.
Pražce (příčné)
Zdroj: ZPSV.cz
Kolejové lože
• Materiál: kamenivo fr. 32/63 mm,
• Přenáší zatížení do železničního spodku,
• Zajišťuje prostorovou polohu kolejového roštu, ale také
• Možnosti úpravy polohy koleje,
• Zajišťuje odvodnění,
• Funguje jako pružný prvek v konstrukci koleje.
Kolejové lože
Kolejové lože
• Tvar v přímé,
• Šířka koruny 1700 mm od osy koleje,
• Sklon svahů 1:1,25,
• Tloušťka t = 350 mm (betonový pražec),
300 mm (dřevěný pražec).
Kolejové lože
• Tvar v oblouku závisí na poloměru.
Kolejové lože
• Pro R < 600m rozšíření na vnější straně o 50 mm,
• Pro R < 470m navíc nadvýšení o 100 mm,
• Maximální celková tloušťka 900 mm.
Kolejové lože
Kolejové lože
Pláň tělesa železničního spodku
PTŽS vodorovná,
min. 400 mm
Minimální hodnota rozšíření PTŽS dle převýšení.
Pláň tělesa železničního spodku
PTŽS jednostranně skloněná,
min. 400 mm
Pláň tělesa železničního spodku
PTŽS oboustranně skloněná,
min. 400 mm
Těleso železničního spodku
Tvoří:
• zemní těleso,
• konstrukční vrstva(y),
• odvodnění.
Konstrukce pražcového podloží
Typ 2:
• Konstrukční vrstva ze štěrkodrti (obvykle),
• Tloušťka se určuje výpočtem,
• Minimální tloušťka musí být dodržena v oblasti roznosu
zatížení z pražce (viz následující obr.) .
Funkce:
• Zvýšení únosnosti,
• Ochrana ZP před účinky mrazu.
Konstrukce pražcového podloží
• Typ 2:
Konstrukce pražcového podloží
Typ 3:
• Jako typ 2 + navíc
• Uložen plošný prvek na ZP (geosyntetikum, AVR apod.),
• Funkce prvku: výztužná, separační, filtrační, kombinace
uvedených, antivibrační.
Funkce:
• Zvýšení únosnosti,
• Ochrana ZP před účinky mrazu,
• + funkce plošného prvku.
Konstrukce pražcového podloží
• Typ 3:
Konstrukce pražcového podloží
Konstrukce pražcového podloží
Typ 5:
• Konstrukční vrstva z asfaltové směsi (AB, OK),
• Tloušťka 2 x 40 až 60 mm,
• Uloženo na vyrovnávací vrstvě ŠD nebo ŠP,
• Zvětšení tloušťky kolejového lože o 50 mm,
• Sklon 3 % (jedno- nebo oboustranný),
• Lze použít i jiný nepropustný materiál.
Funkce:
• Ochrana ZP před srážkovou vodou,
• Zvýšení únosnosti.
Konstrukce pražcového podloží
• Typ 5:
Konstrukce pražcového podloží
Typ 6:
• Vrstva zlepšené zeminy/stabilizátu,
• Provádí se na místě nebo z dovezeného materiálu,
• Šířka min. 2,5 m od osy,
• Tloušťka vrstvy stabilizace min. 0,25 m,
• Tloušťka vrstvy zlepšené zeminy min. 0,3 m,
• Na povrchu konstrukční vrstva ze ŠD.
Funkce:
• Zvýšení únosnosti, zlepšení zpracovatelnosti materiálu
zemní pláně,
• Ochrana zemního tělesa proti mrazu a vodě.
Konstrukce pražcového podloží
• Typ 6 – na místě
Konstrukce pražcového podloží
• Typ 6 – z dovezeného materiálu
Konstrukce pražcového podloží
• :
Zemní těleso
• Ze zemin nebo skalních hornin,
• Tvar: násyp,
zářez,
odřez.
Zemní těleso v násypu
•
•
•
•
•
Sklon svahu dle použité zeminy,
Nutno zajistit únosnost podloží a ochranu x mrazu,
Pražcové podloží typ 2, 3 nebo 6,
Příkop u paty násypu, oddělen lavičkou.
Ochrana svahů násypu a příkopu vně koleje.
Zemní těleso v násypu
Založení na terénu se sklonem > 1:6
Zemní těleso v násypu
Výskyt nevhodných zemin
Obr.: Bc. Marek Pýcha
Zemní těleso v násypu
Výskyt nevhodných zemin
Obr.: Bc. Marek Pýcha
Zemní těleso v násypu
Konsolidační vrstva
Zemní těleso v násypu
• Konsolidační vrstva
Zemní těleso v zářezu
Zářez v zeminách:
• Pražcové podloží typ 2, 3 nebo 6,
• Sklon svahů dle zeminy, ve které je budován,
• Příkop obvykle po obou stranách (zpevněný!
zpevněný!),
zpevněný!
• Ochrana svahů vně příkopu.
Zemní těleso v zářezu
Zářez ve zvětrávajících horninách:
• Pražcové podloží typ 5,
• Sklon svahů cca 1:1,25,
• Důkladná ochrana povrchu svahů,
• Odvodnění monolitickým rigolem.
Lépe nahradit důkladnou
ochranou svahu
Zemní těleso
Zářez v nezvětrávajících horninách:
• Pražcové podloží typu 2 (vyrovnávací vrstva ŠD),
• Sklon svahů až 5:1,
• V případě nutnosti ochrana proti padání úlomků,
• Odvodnění betonovými monolitickými rigoly,
• U hlubokých zářezů lavička po max. 6 m.
Zemní těleso v zářezu
Zářez v nezvětrávajících horninách
Zemní těleso
• Odřez
Zemní těleso
Sklon svahů zemního tělesa:
•
•
•
•
Nesoudržné zeminy
Soudržné zeminy
Zvětrávající horniny
Nezvětrávající horniny
1:1,25 – 1:1,75
1:1,75 – 1:2,5
1:1,25
až 5:1
• Zářez hlubší než 6m resp. násyp vyšší než 6m:
nutnost změny sklonu svahu (přitížení paty svahu).
Zemní těleso
Zemní těleso
Ochrana svahů zemního tělesa
Vegetační ochrana
• rozprostření ornice tl. 0,10 až 0,15 m a osetí,
• hydroosev (postřik směsí vody, hnojiv, osiva, tmelící
emulze)
Technická ochrana
• geosyntetika, pohozy kamenem, hřebíkování.
Kombinovaná ochrana
• např. geosyntetikum + ornice a osetí / hydroosev,
• biodegradabilní rohože obsahující osivo (ochrana
zpočátku, pak živiny pro vegetaci),
• vegetační tvárnice.
Ochrana svahů zemního tělesa
Vegetační ochrana
Ochrana svahů zemního tělesa
Vegetační či kombinovaná
Ochrana svahů zemního tělesa
Ochrana svahů zemního tělesa
Ochrana svahů zemního tělesa
Ochrana svahů zemního tělesa
Na styku s vodní plochou
Ochrana svahů zemního tělesa
Na styku s vodní plochou
Ochrana svahů zemního tělesa
Na styku s vodní plochou
Ochrana skalních svahů
•
•
•
•
•
místní úpravy,
ochranné sítě a vegetační ochrana,
pláště ze stříkaného betonu a torkretové omítky,
obkladní zdi,
kotvení.
Ochrana skalních svahů
nezvětrávající horniny
Ochrana skalních svahů
• stříkaný beton
Obr.: vzorový list SŽDC Ž 5
Ochrana skalních svahů
• obkladní zdi (monolitické, prefa, kamenné)
Obr.: vzorový list SŽDC Ž 5
Odvodnění zářezu v horninách
• Odvodnění: betonový monolitický rigol,
• V úrovni zemní pláně spáry nebo ukončen + tvárnice.
Zářez v zeminách - příkopy
U PTŽS se sklonem 0,35 m
Zářez v zeminách – zpevněné příkopy
Zpevněné příkopy
Příkopové žlaby
• Výrazné snížení objemu zemních prací
• Nákladné -> pouze v odůvodněných případech
• Kolejové lože otevřené, částečně nebo úplně zapuštěné
Příkopové žlaby
1:n
1:n
štěrkopísek
geotextilie
min.2,35
min.2,35
beton tl. 0,1
Příkopové žlaby
Příkopové žlaby
Obvod dráhy
• Území určené pro umístění stavby dráhy,
• U novostaveb 1,5 m od hrany zářezu/násypu,
• V příkladu 5 řez navrhnout tak, aby se obvod dráhy vešel
do zadaného obrázku terénu.
Obvod dráhy
Průjezdný průřez
• Dodržení odstupu staveb a zařízení podél koleje od žel.
vozidel,
• Nesmí sem zasahovat žádné stavby ani zařízení,
• Upraven normou ČSN 73 6320,
• V převýšení nakloněn,
• U poloměrů R<250m se rozšiřuje,
• V ČR: Z-GC,
Z-GČD (rekonstrukce, stísněné poměry).
Průjezdný průřez ZZ-GC
Průjezdný průřez ZZ-GČD
Volný schůdný a manipulační prostor
• Mezi stavbami, pevnými zařízeními a kolejí,
• Pro bezpečný pohyb osob a manipulaci s materiálem,
• Zdola od stezky do výše 3,05m nad temenem přilehlé
kolejnice,
• Šířka 3,0 m (min. 2,5 m v trati),
• Rozšiřuje se u koleje s převýšením o 2,04.D [mm] na
vnitřní stranu,
• Hranice svislé a vodorovné.
Volný schůdný a manipulační prostor
Zajištění prostorové polohy koleje
Zajišťovací značky:
• Na stožáry TV (konzolové) ,
• Hřeby osazené do vodorovného povrchu,
• Vodorovná vzdálenost od osy koleje o = 3 až 10 m
• 50 mm nad temenem převýšeného kolejnicového pásu
(max. 300 mm),
• Mimo volný schůdný a manipulační prostor a stezku.
Zajištění prostorové polohy koleje
Zajištění prostorové polohy koleje
ZZ 27
7,950 00
o = 3,175
v = -170
KO
1,45
•
Označení značky TV = na stožáru TV, ZZ
mimo stožár TV,
•
Hodnota definitivního staničení [km],
•
Vodorovná vzdálenost osy koleje od
značky (záporná, je-li značka vlevo),
Výškový rozdíl NTK od značky [mm],
•
•
Vzdálenost k charakteristickému bodu s
vyznačením směru.
Popis složení konstrukce
Kóty šířkového uspořádání
Výškové kóty
Literatura a zdroje
• KREJČIŘÍKOVÁ, H., LIDMILA, M.: Železniční stavby 1. ČVUT, 2011.
ISBN 978-80-01-04693-7.
• KREJČIŘÍKOVÁ, H.: Železniční stavby 2. ČVUT, 2013. 978-80-0104889-4.
• Vzorové listy železničního spodku ČD Ž, SŽDC, s.o. Praha, 2009.
Děkuji za pozornost
Download

Cvičení 4 - Konstrukce železniční trati