Wykład z przedmiotu

INŻYNIERIA KOMUNIKACYJNA

BLOK TEMATYCZNY: PODSTAWY DRÓG SZYNOWYCH

OGÓLNE ZASADY KSZTAŁTOWANIA

UKŁADU GEOMETRYCZNEGO TRASY W

DROGACH SZYNOWYCH

dr inż. Wojciech Oleksiewicz

mgr inż. Stanisław Żurawski

Warszawa, styczeń 2011 r.

Politechnika Warszawska - Instytut Dróg i Mostów

Zakład Inżynierii Komunikacyjnej

WSTĘP – POJĘCIA PODSTAWOWE

PODSTAWOWA CECHA SYSTEMOWA TRANSPORTU SZYNOWEGO

DROGA PROWADZI POJAZD

UKSZTAŁTOWANIE TRASY DROGI SZYNOWEJ NARZUCA

WARUNKI JAZDY

PODSTAWOWY PARAMETR OKREŚLAJACY WARUNKI JAZDY

=

NIEZRÓWNOWAŻONE PRZYSPIESZENIE ODŚRODKOWE

KOLEJ

METRO

TRAMWAJ

SYSTEM TRANSPORTU SZYNOWEGO

WSTĘP – POJĘCIA PODSTAWOWE

TOR

ZESPÓŁ DWÓCH TOKÓW SZYNOWYCH

PRZYSTOSOWANYCH POD WZGLĘDEM KONSTRUKCJI I UKŁADU

GEOMETRYCZNEGO DO PROWADZENIA RUCHU POJAZDÓW SZYNOWYCH

PODSTAWOWY PARAMETR

SZEROKOŚĆ TORU

ODLEGŁOŚĆ MIERZONA POMIĘDZY

WEWNĘTRZNYMI POWIERZCHNIAMI

GŁÓWEK SZYN W ODLEGŁOŚCI

14 MM

PONIŻEJ POZIOMU GŁÓWEK SZYN (PGS)

S = 1435 MM

1435 mm

1435 mm

1435 mm

PGS

NIEZRÓWNOWAZONE PRZYSPIESZENIE ODŚRODKOWE

NIEZRÓWNOWAŻONE PRZYSPIESZENIE

ODŚRODKOWE

ZALEŻY OD WZAJEMNYCH RELACJI POMIĘDZY

PRĘDKOŚCIĄ JAZDY (v) I POZIOMĄ KRZYWIZNĄ

TORU (1/R)

Wartości dopuszczalne przyspieszenia

niezrównoważonego przyjmowane są w granicach

od 0,5 do 1,0 m/s2 i wynikają z badań oraz analiz

oddziaływania na pasażerów.

Dopuszczalne wartości przyspieszenia

niezrównoważonego a

pas

są przyjmowane w

granicach 0,3 – 1,0 m/s

2

a = v

2

/ R

[m/ s

2]

PRZECHYŁKA TORU

PRZECHYŁKA TORU

RÓŻNICA WYSOKOŚCI TOKÓW SZYNOWYCH

WPROWADZANA NA ŁUKU POZIOMYM W CELU

ZRÓWNOWAZENIA PRZESPIESZENIA ODSRODKOWEGO

SPOSÓB WYKONANIA PRZECHYŁKI TORU ZALEZY OD

KONSTRUKCJI NAWIERZCHNI

PODSYPKOWEJ

BEZPODSYPKOWEJ

PRZECHYŁKA TORU

ROZKŁAD PRZYSPIESZEŃ DZIAŁAJĄCYCH NA POJAZD

PODCZAS JAZDY PO ŁUKU Z PRZECHYŁKĄ

PRZECHYŁKA TORU

PRZECHYŁKA

W TORZE KOLEJOWYM

W ruchu kolejowym określone

są dwie prędkości maksymalne

– dla pociągów pasażerskich i

dla pociągów towarowych.

Przechyłka musi więc być

dostosowana do bardziej

złożonego ruchu - szybszych i

lżejszych pociągów

pasażerskich oraz cięższych i

wolniejszych pociągów

towarowych.

PRZECHYŁKA TORU

OBLICZANIE PRZECHYŁKI W TORZE KOLEJOWYM

gdzie:
v

max

i v

t

– prędkości maksymalne odpowiednio dla pociągów pasażerskich i

towarowych [km/h], R – promień łuku poziomego [m], s – rozstaw szyn w
torze [m], g – przyspieszenie ziemskie [m/s

2

], a

dop

i a

t

– dopuszczalne

niezrównoważone przyspieszenie odpowiednio dla pociągów pasażerskich i
towarowych w [m/s

2

].

TABOR Z WYCHYLNYM PUDŁEM

• System pasywny
• System aktywny

•

Zwiększenie do 30% prędkości pociągów na istniejących układach torowych.

•

Utrzymanie przyspieszenia bocznego działającego na pasażera na poziomie
dopuszczalnym.

•

Wychylenie nadwozia jest równoważne wprowadzeniu dodatkowej przechyłki –
dla 3° i 8° odpowiednio o 78 mm i 210 mm

.

RAMPA PRZECHYŁKOWA

RAMPA PRZECHYŁKOWA

KRZYWE PRZEJŚCIOWE

KRZYWA PRZEJŚCIOWA – ŁAGODZI PRZEJŚCIE Z PROSTEJ

W ŁUK = ZMNIEJSZA PRZYROST PRZYSPIESZENIA

NIEZRÓWNOWAŻONEGO

PARABOLA TRZECIEGO

STOPNIA

Y = x

3

/6 R L

PRZECHYŁKA TORU

PRZECHYŁKA W TORZE TRAMWAJOWYM

W torach wspólnych z jezdnią
na odcinkach prostych
występuje przechyłka dostosowana
do pochylenia poprzecznego jezdni
(h

max

= 15 mm)

W torach na odcinkach w łukach poziomych
stosuje się przechyłkę o wartościach
przyjętych według tablic zależnie od
prędkości i promienia łuku
(h

max

= 150 mm)

PRZECHYŁKA TORU

PRZECHYŁKA W TORZE TRAMWAJOWYM

Długość rampy przechyłkowej
wynika ze stałego pochylenia
podłużnego rampy (1:300)

Krzywa przejściowa jest obligatoryjna w
łukach o promieniach R > 100 m.
Kształt krzywej – łuki kołowe
o promieniach stopniowo malejących
R <50 m ÷ 150 m>
i kącie środkowym stanowiącym
wielokrotność 1,5°.

Przykład
PROSTA R=∞
Łuk przejściowy R=50m/6°/dł. 5,236 m
Łuk przejściowy R=100m/3°/dł. 5,236 m
ŁUK ZASADNICZY R=35 m

PRZECHYŁKA TORU

PRZECHYŁKA W TORZE METRA

Wartość przechyłki oblicza się według wzoru

gdzie:
h – wartość przechyłki w torze w [mm]
v – prędkość jazdy pociągu w [km/h]
R – promień łuku w [m]
a

n

– dop. przyspieszenie niezrównoważone

- w warunkach normalnych a

n

= 0 [m/s

2

]

- w warunkach trudnych a

n

= 0,3 [m/s

2

]

- w warunkach b. trudnych a

n

= 0,5 [m/s

2

]

n

a

R

v

h

153

8

,

11

2





NIWELETA TRASY

NIWELETA TRASY

TORY TRAMWAJOWE

TORY W METRZE

Maksymalne wartości pochylenia podłużnego
na odcinkach prostych:
• tory szlakowe w tunelu – do 40%o (45%o)
• tory stacyjne w tunelu – do 3%o (5%o)

Maksymalne wartości pochylenia podłużnego
na odcinkach w łukach:

• dla R = 150 m – do 10%o
• dla R = 200 m – do 20%o
• dla R = 300 m – do 30%o

Minimalna długość toru o jednakowym
pochyleniu :

• docelowa długość pociągu metra
• 50 m (w szczególnych przypadkach)

Łuki pionowe przy różnicy algebraicznej
sąsiednich pochyleń ≥ 2%o:

• na szlaku R = 5000 m
• na podejściach do stacji R = 3000 m

Maksymalne wartości pochylenia podłużnego:
• tory szlakowe – do 40/60/80%o
• tory przy przystankach – do 25%o

Długość torów o jednakowym pochyleniu :
• max. 200/300/400 m dla pochyleń

80/60/40%o

• min. 50 m

Łuki pionowe przy różnicy algebraicznej
sąsiednich pochyleń ≥ 6%o:

• promień R od 2000 m do 5000 m

ROZSTAW TORÓW – SKRAJNIA BUDOWLI

SKRAJNIA BUDOWLI

TRAMWAJOWEJ

=

kontur przestrzeni nie

zabudowanej, poza który nie

może przekraczać w stronę

osi toru żadna część budowli.

Na łukach wymiary skrajni

budowli są zwiększane

=

poszerzenie skrajni budowli

zależne jest od promienia łuku,

aby zapewnić przestrzeń na

dodatkowe wychylenia

wagonu.

ROZSTAW TORÓW – SKRAJNIA BUDOWLI

ROZSTAW TORÓW NA LINII I STACJI KOLEJOWEJ

Rozstaw torów

=

odległość między osiami tych torów

Minimalny rozstaw torów = 3,75 m

ROZSTAW TORÓW – SKRAJNIA BUDOWLI

Międzytorze niezabudowane.

Minimalny rozstaw torów

2,90 m

Międzytorze zabudowane ,

ogrodzenie.

Minimalny rozstaw torów

3,50 m

Międzytorze zabudowane ,

słupy trakcyjne.

Minimalny rozstaw torów

3,90 m

Na łukach rozstawy torów są zwiększane zależnie od promieni łuków.

Rozstaw torów

=

odległość między osiami tych torów

ROZSTAW TORÓW – SKRAJNIA BUDOWLI

KONIEC