Profil drogi kolejowej

Wykonanie profilu podłużnego projektowanej drogi kolejowej wymaga

zaprojektowania niwelety – linii łączącej rzędne wysokości korony

projektowanych budowli lub projektowane rzędne główki szyny w profilu

podłużnym.

Projektowana niweleta drogi kolejowej składa się z odcinków o różnym

pochyleniu oraz kołowych łuków pionowych.

Miejsca, w których następuje zmiana kierunku pochylenia niwelety

nazywa się punktami załomu niwelety.

Maksymalne pochylenie podłużne torów linii kolejowych na nie może być

większe od pochylenia miarodajnego:

Na długościach łuków pochylenie miarodajne powinno być zmniejszone

o wielkość odpowiadającą oporowi ruchu na łuku:

Na stacjach gdzie przewidziany jest postój wagonów bez pojazdu

trakcyjnego, tory powinny być ułożone poziome lub w pochyleniu do

0,5 (2,8) ‰. Przystanki osobowe mogą być usytuowane na pochyleniu

nie większym niż 2,8 (6,0) ‰.

i

R

=

690

R

i

Ł

=

i

m

−

i

R

Długość odcinków o stałym pochyleniu nie powinna być mniejsza od

długości najdłuższego pociągu kursującego po danym torze

(0, 1 - 800 m, 2 - 650 m, 3 - 550 m).

W trudnych warunkach terenowych, na krótkich odcinkach o długości 1/3

najdłuższego pociągu, możliwe jest przekroczenie pochylenia

miarodajnego o 20 %.

W tunelach o długości ponad 250 m pochylenie podłużne nie może

przekraczać 70 % pochylenia miarodajnego.

Długość odcinków o stałym pochyleniu może być zredukowana do 1/3

długości najdłuższego pociągu przy:

●

łagodzeniu załomów profilu podłużnego odcinkami o pochyleniu

pośrednim,

●

podejściach do dwupoziomowych skrzyżowań torów przed stacjami

węzłowymi oraz w torach węzłów kolejowych, łącznic i czasowych

objazdów,

●

w przebudowywanych torach stacyjnych, w których podczas

przebudowy dokonuje się okresowych zmian profilu podłużnego.

Załomy niwelety są to punkty w których następuje zmiana kierunku pochylenia.

W zależności od wartości sąsiednich pochyleń wyróżnia się załomy, w których następuje:

●

przejście pomiędzy poziomem a pochyleniem o określonej wartości,

●

przejście pomiędzy pochyleniami tego samego kierunku lecz różnych wartości,

●

przejście pomiędzy pochyleniami odwrotnego kierunku (załomy wypukłe lub wklęsłe).

W punktach załomu niwelety wyznacza się algebraiczne różnice sąsiednich pochyleń n

Algebraiczna różnica sąsiednich pochyleń n nie może przekraczać:

●

5 ‰ w torach linii magistralnych i pierwszorzędnych,

●

połowy pochylenia miarodajnego w torach linii drugorzędnych

i znaczenia miejscowego.

W przypadku, gdy różnica pochyleń jest większa od dopuszczalnej,

należy wykonać pochylenia pośrednie.

Pochylenia podłużne odwrotnego kierunku większe od 2,5 ‰ powinny

być złagodzone wstawką przejściową o pochyleniu do 2,5 ‰.

Przykład:

Obliczyć różnicę pochyleń, jak na rys., w załomie niwelety drogi

kolejowej znaczenia miejscowego oraz sprawdzić konieczność

zastosowania wstawki o pochyleniu pośrednim.

Sprawdzenie warunków stosowania wstawki o pochyleniu pośrednim:

wstawka nie jest wymagana

oraz konieczne jest zastosowanie

wstawki o pochyleniu pośrednim.

Pochylenie wstawki nie może przekraczać 2,5 ‰. Przyjęto wstawkę

o pochyleniu 0,1 ‰ i długości 184 m.

n=i

1

−

i

2

=

2,8−−3,0=5,8 

n=5,8n

dop

=

i

m

2

=

20 

2

=

10 

i

1

=

2,8 2,5 

i

2

=

3,0 2,5 

Załomy profilu podłużnego o algebraicznej różnicy sąsiednich pochyleń n

większej od 2,5 ‰ powinny być zaokrąglane kołowymi łukami pionowymi.

Zalecane minimalne wielkości promieni łuków pionowych:

Zaokrąglenia załomu profilu podłużnego łukiem pionowym nie wykonuje

się, gdy strzałka projektowanego łuku pionowego obliczona z poniższego

wzoru jest mniejsza od 8 mm:

Długość stycznej łuku pionowego wyznacza się ze wzoru:

Początki łuków pionowych powinny być oddalone minimum 6 m od

początków ramp przechyłkowych oraz od końców belek głównych

mostów i wiaduktów, na których tor ułożony jest bez podsypki.
Łuki pionowe można stosować na mostach i wiaduktach, jeżeli

w projekcie konstrukcji obiektu uwzględniono dodatkowe obciążenia

spowodowane istnieniem załomu profilu podłużnego.

f =

R⋅n

2

8

t=

R⋅n

2

Przykład

Dla układu pochyleń niwelety, jak na rys., magistralnej linii kolejowej

sprawdzić konieczność zastosowania łuków pionowych.

Należy sprawdzić konieczność stosowania łuków pionowych

Należy zastosować łuki pionowe

n

1

=

2,8−−0,1=2,9 2,5 

n

2

=

3,0−0,1=2,9 2,5

f =

10000⋅2,9

2

8000

=

10,51 mm8 mm

t=

10000⋅2,9

2000

=

14,5 m

Kształtowanie geometrii trasy

w profilu – projekt niwelety

Projektowanie profilu podłużnego linii kolejowej sprowadza się do

wrysowania niwelety na wcześniej wykreślonym profilu podłużnym

terenu, zdjętym wzdłuż trasy kolejowej, zgodnie z założeniami projektu

linii dotyczącymi przede wszystkim ustalonych pochyleń miarodajnych,

promieni łuków i rozmieszczenia punktów eksploatacyjnych na

projektowanej linii kolejowej.
Skróconymi profilami podłużnymi można posługiwać się do wstępnego

zaprojektowania niwelety np. przy analizie i wyborze właściwego

wariantu.
Na normalnym profilu podłużnym projektuje się niweletę dla wybranego

i ostatecznie zatwierdzonego przebiegu trasy.

Skrócony profil podłużny kreśli się w skali poziomej 1:50 000 lub

1:25 000 i pionowej 1:1 000, oznaczając zarys terenu, maksymalne

różnice poziomów terenu i projektowanej niwelety przy mostach,

wiaduktach, przepustach, na osiach stacji i innych ważniejszych

punktach.
Normalny profil podłużny sporządza się w skali poziomej 1:10 000

i pionowej 1:500.
Stan istniejący rysuje się kolorem czarnym. Projektowana część profilu

(nowe elementy) rysuje się kolorem czerwonym.
Nasypy oznacza się kolorem czerwonym a wykopy żółtym.
Za rzędne niwelety przyjmuje się rzędne krawędzi torowiska.
Na profilach podłużnych stosuje się konwencjonalne oznaczenia

Projektując niweletę drogi należy:

●

dążyć do uzyskania optymalnego jej położenia stosując ogólnie obowiązującą zasadę
projektowania maksymalnie długich odcinków o jednostajnym pochyleniu podłużnym,

●

minimalizować różnicę dwóch sąsiednich pochyleń,

●

unikać nadmiernych robót ziemnych i minimalizować ilości obiektów inżynierskich
przystosowując profil linii do rzeźby terenu,

●

brać pod uwagę pracę taboru potrzebną do pokonywania pochyleń. Zaleca się by nie
stosować pochyleń szkodliwych, nie stosować odwrotnych spadków przy stałym
podnoszeniu się terenu,

●

ze względu na zaśnieżenie unikać projektowania niskich nasypów (o wysokości
mniejszej niż 0,6 m) i płytkich przekopów (o głębokości mniejszej niż 1,0 m),

●

w długich przekopach linię kolejową projektować na jednostronnym spadku
o pochyleniu nie mniejszym od średniego pochylenia podłużnego dna rowów (≥ 3 ‰,
w szczególnie trudnych warunkach ≥ 1 ‰) w celu zapewnienia ścieku wody w rowach
bocznych (ze względu na problemy z odprowadzeniem wody niedopuszczalne jest
projektowane w przekopach załomów wklęsłych),

●

w przypadku wystąpienia długich i wysokich nasypów oraz długich i głębokich
przekopów (o wysokości / głębokości ponad 20 m), po przeprowadzeniu analizy
kosztów, rozważyć możliwość zastąpienia nasypu wiaduktem, a przekopu tunelem,

●

projektując niweletę równi stacyjnych uwzględnić możliwość rozwoju stacji.