Politechnika Pozna ska
Instytut In ynierii L dowej
Zakład Dróg Kolejowych
PROJEKT WST PNY ODCINKA LINII KOLEJOWEJ
(skrót informacji)
LITERATURA
1.
Rozporz dzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 10 wrze nia 1998 r.
w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiada budowle kolejowe i ich
usytuowanie.
2.
T. Basiewicz, L. Rudzi ski, M. Jacyna: Linie Kolejowe. OWPW, Warszawa 1994.
3.
J. Cie lakowski: Stacje Kolejowe. WKiŁ, Warszawa 1992.
4.
J. Sysak: Drogi kolejowe, PWN, Warszawa 1982.
5.
A. Oczykowski, K. Towpik: Projektowanie Dróg elaznych, Wydawnictwo Politechniki
Warszawskiej, Warszawa 1976.
TRASOWANIE LINII KOLEJOWEJ
Techniczne punkty stałe
Trasowanie nale y rozpocz od ustalenia dla ka dego wariantu tzw. technicznych punktów
stałych. S to punkty przez które trasa musi przechodzi : stacje, przekroczenia rzek i wi kszych
jarów, skrzy owania z wa niejszymi drogami, kolejami i kanałami eglugi, przekroczenia
wododziałów. W projekcie punktami stałymi s punkty A i B. Jednoczesnie nale y zwróci
uwag na miejsca przez które trasa nie mo e przebiega - rezerwaty przyrody, miejscowo ci,
lotniska i l dowiska, a tak e przez które nie powinna przebiega : bagna, jeziora, ródła wody
pitnej.
Trasowanie linii kolejowej na mapie
Przy trasowaniu linii kolejowej na mapie wykre lamy najpierw lini o zadanym pochyleniu.
W tym celu posługujemy si tzw. „krokiem traserskim”, czyli długo ci , na której mo liwe jest
pokonanie danej ró nicy wysoko ci przy okre lonym pochyleniu. Najcz ciej jako ró nic
wysoko ci przyjmuje si pionow ró nic poziomic, odpowiadaj c danej mapie oraz
pochylenie miarodajne zmniejszone o 1-2‰, ze wzgl du na dodatkowe opory w łukach
i mniejsze pochylenie równi stacyjnych.
UKŁAD GEOMETRYCZNY TORÓW
Kategoria linii
0
1
2
3
Maksymalne pr dko ci poci gów
pasa ersakich
p
V
[km/h]
120-160
80-120
60-80
≤60
Maksymalne pr dko ci poci gów
towarowych
t
V
[km/h]
80-120
60-80
50-60
≤50
Minimalne promienie łuków poziomych R
[m] w terenie nizinnym
1 400
1 200
600
400
Zalecane promienie łuków poziomych R [m]
w terenie nizinnym
4 000
1 400
1 200
600
Pochylenia miarodajne i
m
[‰]
6
6
10
20
Minimalne promienie łuków pionowych R
[m]
15 000*
10 000**
10 000
5 000
2 000
Minimalna długo wstawki prostej toru
min
l
(bez przechyłki i normalnej szeroko ci)
pomi dzy łukami kołowymi
8
1,
V
l
max
min
=
lecz 30m
5
,
2
V
l
max
min
=
lecz 30m
30m
10m
Długo toru w łuku kołowym
min
l
5
2,
V
l
max
min
=
lecz 30m
30m
10m
Projekt wst pny odcinka linii kolejowej – skrót informacji
- 2 -
gdzie:
max
V
[km/h] - pr dko maksymalna,
* dla maksymalnej pr dko ci od 141 do 160 km,
** dla maksymalnej pr dko ci do 140 km/h.
PRZEBIEG TRASY W PLANIE
Przechyłka h [mm] - podniesienie szyny toku zewn trznego nad szyn toku wewn trznego
w łuku. Zwykle stosuje si prostoliniow ramp przechyłkow o równaniu:
l
x
h
h
x
⋅
=
gdzie: l - długo krzywej przej ciowej [m]; h - wielko przechyłki na łuku [mm]; x - odci ta
w dowolnym punkcie krzywej przej ciowej,
Warto przechyłki zasadniczej oblicza si ze wzoru:
t
t
dop
p
a
g
s
R
V
,
h
a
g
s
R
V
,
⋅
+
⋅
≤
≤
⋅
−
⋅
2
2
8
11
8
11
gdzie: R - promie łuku kołowego [m], a
dop
- dopuszczalne niezrównowa one przy pieszenie
od rodkowe [m/s
2
] (tabela 3.9), a
t
- dopuszczalne niezrównowa one przy pieszenie
do rodkowe [m/s
2
] (tabela 3.10), V
p
- pr dko poci gów pasa erskich [km/h], V
t
- pr dko
poci gów towarowych [km/h], g - przy pieszenie ziemskie [m/s
2
], s - osiowy rozstaw szyn [m].
Zakres dopuszczalnych warto ci przechyłki w wielu przypadkach jest szeroki. Dlatego przy
wyznaczaniu przechyłki mo na posłu y si wzorem na przechyłk zasadnicz :
R
V
h
p
2
8
⋅
=
, gdzie
p
V [km/h] – pr dko poci gów pasa erskich; R [m] – promie łuku (wynik
zaokr gla si do pełnych 5mm).
Stosuje si przechyłki w zakresie
mm
h
mm
150
20
≤
≤
.
Rys. Rampa przechyłkowa w przekroju podłu nym
Krzywe przej ciowe
Jako krzywe przej ciowe zasadniczo stosuje si parabole 3-go stopnia o równaniu:
l
R
x
y
⋅
⋅
=
6
3
.
Dla paraboli 3-go stopnia minimalna długo krzywej przej ciowej jest uzale niona od:
− pr dko ci podnoszenia koła
dop
f
min
f
,
h
V
l
⋅
⋅
=
6
3
− dopuszczalnego przyrostu przyspieszenia niezrównowa onego na długo ci krzywej
przej ciowej
5
0,
dop
=
ψ
[m/s3]:
dop
dop
min
,
V
a
l
ψ
⋅
⋅
=
ψ
6
3
przy czym gdy
m
l 20
<
i
mm
h 0
=
- nie trzeba stosowa krzywej przej ciowej
Projekt wst pny odcinka linii kolejowej – skrót informacji
- 3 -
Rys.Fragment linii z krzyw przej ciow
Odsuni cie łuku:
R
l
=
n
2
⋅
24
Długo kołowej cz ci
łuku:
180
α
⋅
⋅
π
=
R
S
Długo stycznej:
α
⋅
=
2
tg
R
T
gdzie:
α
[°] - k t zwrotu;
R [m] - promie łuku
Kilometracja
Po wyznaczeniu przechyłki, długo ci krzywej przej ciowej i parametrów łuku poziomego
nale y okre li poło enie charakterystycznych punktów linii kolejowej w skali długo ci
mierzonej od pocz tku linii – wykona kilometracj . Kilometruj c lini kolejow nale y
okre li poło enie pocz tku i ko ca trasy oraz charakterystycznych punktów krzywych
przej ciowych i łuków (pocz tek, rodek i koniec). Nale y wykona sprawdzenie poprawno ci
oblicze dla ka dego wierzchołka trasy.
Przykładowa kilometracja w zał czniku nr 1.
PRZEBIEG TRASY W PROFILU
Dziennik niwelacji
Prowadzi on do wykonania przekroju podłu nego terenu, po którym b dzie przebiega
projektowana linia.
Poni ej: przykładowy dziennik niwelacji.
Pikieta
Rz dna
Opis punktu
0+000,00
0+025,00
16,25
17,50
pocz tek trasy
warstwica
Odczytuje si nast puj ce punkty:
- pocz tek i koniec trasy
- kilometry i hektometry,
- przeci cie warstwic z osi trasy,
- punkty charakterystyczne łuku (PKP, KKP/PŁK, KŁK/KKP, PKP),
- przeci cia si osi trasy z drogami, ciekami, liniami kolejowymi, itp.
Niweleta drogi kolejowej
Niweleta drogi kolejowej - linia przeci cia płaszczyzny pionowej z praw górn kraw dzi
korony drogi kolejowej. Niweleta składa si z odcinków: poziomych, le cych na pochyleniu
(wzniesienia i spadki) oraz z załomów profilu podłu nego. Pochylenie odcinka linii kolejowej
jest ograniczone wielko ci pochylenia miarodajnego.
Pochylenie miarodajne
Pochylenie miarodajne - pochylenie, po którym mo e równomiernie porusza si poci g
o okre lonym ci arze i z ustalon pr dko ci . Pochylenie to okre la si jako sum pochylenia
rzeczywistego na odcinku prostym
0
i i oporu poci gu na łuku
k
i :
Projekt wst pny odcinka linii kolejowej – skrót informacji
- 4 -
k
m
i
i
i
+
=
0
, gdzie:
R
i
k
690
=
[‰ ].
Zasady projektowania niwelety
a)
Nale y mie na uwadze:
− mo liwie dokładne wpisywanie si w teren,
− ze wzgl du na za nie anie: projektowanie nasypów o wysoko ci HN < 0,6m oraz
wykopów o gł boko ci HW < 1,0m,
− zbilansowanie robót ziemnych.
b)
W przekopach linie kolejow nale y projektowa na jednostronnym spadku lub w załomie
wypukłym. Nie wolno projektowa w przekopie załomów wkl słych (niemo liwe
odwodnienie). Profil podłu ny odcinków linii kolejowej poło onej w wykopie powinien
mie pochylenie nie mniejsze od redniego pochylenia podłu nego dna rowów (
≥3‰ ;
w warunkach szczególnie trudnych:
≥1‰ ) ze wzgl du na ograniczenia robót ziemnych.
c)
Długo odcinków o jednostajnym pochyleniu nie powinna by mniejsza od długo ci
najdłu szego poci gu towarowego, przewidzianego do kursowania na danej linii, lub od
długo ci najdłu szego poci gu osobowego, je eli linia przeznaczone jest wył cznie dla
ruchu osobowego. Minimalne długo ci odcinków wspomnianych wy ej wynosz :
− 800m dla linii magistralnych i pierwszorz dnych,
− 650m dla linii drugorz dnych
− 550m dla linii znaczenia miejscowego.
d)
Odległo ta mo e by skrócona do 1/3 długo ci poci gu m.in. w przypadku:
− przy łagodzeniu załomów załomów (garby, wkl ni cia) profilu podłu nego wstawkami
o pochyleniu po rednim,
− przy zmniejszaniu pochylenia miarodajnego w łukach.
e)
Przypadki stosowania wstawki o pochyleniu po rednim:
− Odcinki profilu podłu nego o pochyleniach odwrotnego kierunku, wi kszych od 2,5‰
ka dy, nale y rozdziela odcinkiem poziomym lub odcinkiem o pochyleniu mniejszym
od 2,5‰ .
− Wstawk nale y równie stosowa w przypadku, gdy algebraiczna ró nica s siednich
pochyle przekracza warto :
- dla linii magistralnych i pierwszorz dnych: 5‰ ,
- dla linii drugorz dnych i linii znaczenia miejscowego:
2
m
i
[‰ ],
Łuki pionowe
W przypadku gdy algebraiczna ró nica pochyle 2,5‰ nale y złom profilu zaokr gli łukiem
pionowym.
Długo stycznej łuku:
n
R
t
⋅
=
2
,
gdzie:
2
1
i
i
n
+
=
(dla pochyle odwrotnych),
2
1
i
i
n
−
=
(dla pochyle jednakowych)
Wielko strzałki łuku:
2
8
n
R
f
⋅
=
W przypadku, gdy
mm
f
8
<
nie nale y stosowa zaokr glenia załomu profilu podłu nego.
Łuki pionowe nie mog by wykonywane na długo ci krzywych przej ciowych. Odległo
ko ca lub pocz tku łuku pionowego od ko ca lub pocz tku krzywej przej ciowej, mostu lub
wiaduktu powinna wynosi co najmniej 6 m.
Profil podłu ny
Projektowanie profilu podłu nego linii kolejowej sprowadza si do wrysowania niwelety na
wcze niej wykre lonym profilu podłu nym terenu, zdj tym wzdłu trasy kolejowej, zgodnie
z zało eniami projektu linii dotycz cymi przede wszystkim ustalonych pochyle miarodajnych,
promieni łuków i rozmieszczenia punktów eksploatacyjnych na projektowanej linii kolejowej.
Projekt wst pny odcinka linii kolejowej – skrót informacji
- 5 -
Normalny profil podłu ny sporz dza si w skali poziomej 1:10000 i pionowej 1:500. Stan
istniej cy rysuje si kolorem czarnym. Projektowana cz
profilu (nowe elementy) rysuje si
kolorem czerwonym. Nasypy oznacza si kolorem czerwonym a wykopy ółtym. Za rz dne
niwelety przyjmuje si rz dne kraw dzi torowiska. Na profilach podłu nych stosuje si
oznaczenia według zał cznika 2.
ODWODNIENIE DROGI KOLEJOWEJ
Rowy odwadniaj ce:
- boczne (w przekopach):h = 0,5 m; pochylenie skarp wynosi 1:1,5,
- górne - zadanie odprowadzenie wód powierzchniowych: skarpy i dno powinny by
nieprzepuszczalne,
- ochronne: przy nasypach; zadanie: ochrona przed zawilgoceniem podstawy nasypu przez
wody opadowe; szeroko ławy
≥ 1,0m; pochylenie skarp 1:1,5.
Rowy boczne i ochronne: minimalny spadek podłu ny
min
i
= 3‰ (do 200 m 1‰ w terenie
równinnym). Rowy górne:
min
i
= 0,3
÷0,5%.
Zabezpieczanie skarp i den rowów przed rozmyciem - w zale no ci od pochylenia:
-
i
≤3% - darnina,
-
i=3
÷4% - faszyna,
-
i=4
÷6% - brukowanie na sucho,
-
i=6
÷8% - brukowanie na mchu,
-
i=8
÷15% - brukowanie na podsypce z wypełnieniem spoin,
-
i
≥15% - kaskady (stopnie wodospadowe); wys. stopnia ≤ 0,3m; odległo mi dzy stopniami
≥ 10,0m; pochylenie i ≤ 3%; szeroko progu 0,5m.
PROJEKTOWANIE MAŁYCH STACJI
Stacja powinna znale si na odcinku prostym, najlepiej w terenie płaskim (minimalizacja
robót ziemnych). Długo równi stacyjnej: 900-1200m; pochylenie: 0 ÷ 0,5‰ (wyj tkowo:
2,8‰ ).
Układy torów małych stacji:
− podłu ny - dworzec i tory ładunkowe po tej samej stronie torów głównych (np. w przypadku
braku dogodnego dojazdu do stacji)
− poprzeczny - dworzec i urz dzenia ładunkowe umieszcza si po przeciwnych stronach torów
głównych (np. na liniach dwutorowych, przy du ym obrocie towarów).
Tory główne dodatkowe
Tory główne dodatkowe na małej stacji dwutorowej mog by umieszczone:
− po jednej stronie torów głównych zasadniczych (układ liniowy) rys. 4a,
− po obu stronach torów głównych zasadniczych (układ kierunkowy) rys. 4b.
U yteczna długo torów stacyjnych
U yteczna długo torów stacyjnych - mierzona mi dzy skrajnymi punktami, poza którymi nie
mo e sta tabor kolejowy. Długo ta nie mo e by mniejsza od długo ci poci gów
korzystaj cych z tych torów. Minimalna długo u yteczna torów dla poci gów towarowych
100-osiowych - 550m, 120-osiowych - 650m, 150-osiowych - 800m, dla poci gów pasa erskich
dalekobie nych - 420m, dla podmiejskich jednostek elektrycznych - 200m.
Minimalny rozstaw torów
(w nawiasach podano warto ci dla V
≥ 160 km/h):
-
4,20 (4,50) m dla torów szlakowych i głównych,
-
4,75 (5,60) m gdy na mi dzytorzu przewidziano stałe sygnały, słupy sieci o wietleniowej
lub energetycznej.
-
4,90 (5,80) m gdy na mi dzytorzu planuje si ustawi konstrukcje wsporcze sieci trakcyjnej
Projekt wst pny odcinka linii kolejowej – skrót informacji
- 6 -
-
6,00 (9,70) m pod budow peronu jednokraw dziowego bez zabudowy
-
9,00 (10,40) m pod budow peronu dwukraw dziowego z doj ciem od czoła
-
10,70 (13,00) m pod budow peronu dwukraw dziowego z doj ciem dwupoziomowym
Rozjazdy
-
w torach głównych powinny by układane rozjazdy i skrzy owania torów o skosach 1:9 lub
wi kszych,
-
w torach bocznych mo na wyj tkowo stosowa rozjazdy o skosach wi kszych, lecz
najwy ej 1:4,8,
-
w torach głównych nie stosuje si rozjazdów krzy owych,
-
mi dzy rozjazdami powinny by układane wstawki proste; ich długo zale y od rodzaju
toru,
Perony
-
niskie – h = 0,30 m, kraw d 1,60 m od osi toru,
-
wysokie – h = 0,76; 0,86; 0,96 m, kraw d 1,725 m od osi toru.
Spadki poprzeczne peronów: 1
÷ 3%; w obszarze 1-metrowego pasa bezpiecze stwa - spadek
1%; perony dwustronne - spadki w dwie strony.
Przej cia przez tory kolejowe
-
przej cia niestrze one powinny mie zapewnion dobra widoczno w obie strony.
Powinny by one zabezpieczone labiryntami o szeroko ci minimum 1,6 m.
-
przej cia przez wi cej ni 3 tory kolejowe, na których V
max
> 15 km/h powinny by
zabezpieczone zaporami
-
szeroko przej cia przez tory nie powinna by mniejsza ni 2,40 m
-
szeroko przej cia ró nopoziomowego powinna by nie mniejsza ni 3,00 m, tunele nie
mog by ni sze ni 2,40 m
-
zaleca si przyjmowa szeroko stopnia 0,30 m, wysoko 0,15 m
-
na terenie stacji przej cia przez tory V
max
>140 km/h powinny by wielopoziomowe; poza
stacj przej cia i przejazdy jednopoziomowe przez tory V
max
≥ 120 musza by
zabezpieczone.
Place ładunkowe
Min. szeroko placów ładunkowych = 12 m; kraw d w poziomie główki szyny, w odległo ci
1,60 m od osi toru; przy ko cu placu- p tla o rednicy ok. 20 m.
Projekt wst pny odcinka linii kolejowej – skrót informacji
- 7 -
ZAŁ CZNIK NR 1
Przykładowa kilometracja trasy
Dane wst pne:
V
p
= 60 km/h; V
t
= 50 km/h;
A
(90.500, 76.625); B (95.400, 75.975); W
1
(91.850, 76.900); W
2
(92.325, 76.240)
R
= 600 m; a
dop
= 0.8 m/s
2
; a
t
= 0.6 m/s
2
Wyniki oblicze
• Odległo ci mi dzy punktami [km]:
AW
1
= 1.37772; W
1
W
2
= 0.81316; W
2
B
= 3.08640; AW
2
= 1.86517; W
1
B
= 3.66853
• K ty zwrotu trasy [
o
]:
α
1
= 65.77;
α
2
= 49.33
• Styczne łuków [m]:
T
1
= 387.94; T
2
= 275.54
• Długo ci łuków:
S
1
= 688.76; S
2
= 516.60
• Zakres dopuszczalnej przechyłki [mm]
Obliczony : -51.6 h 162.5
Wg przepisów: 20 h 150
Dopuszczalny zakres przechyłki 20 h 150
• Przechyłka zasadnicza [mm]:
h
1
= 50; h
2
= 50
• Długo krzywej przej ciowej [m]:
l
min
f
(1)
= 30.00; l
min
(1)
= 26.67; l
(1)
= 30.00
l
min
f
(2)
= 30.00; l
min
(2)
= 26.67; l
(2)
= 30.00
• Długo łuku zredukowanego [m]:
S
1
' = 658.76; S
2
' = 486.60
Projekt wst pny odcinka linii kolejowej – skrót informacji
- 8 -
A = PT
0.00
+AW
1
+ 1 377.72
W
1
1 377.72
- (T
1
+ l
1
/2)
- 402.94
PKP
974.78
+ l
1
+ 30.00
PŁK
1 004.78
+ S
1
’/2
+ 329.38
ŁK
1 334.16
+ S
1
’/2
+ 329.38
KŁK
1 663.54
+ l
1
+ 30.00
PKP
1 693.54
- (T
1
+ l
1
/2)
- 402.94
W
1
'
1 290.60
+W
1
W
2
813.16
W
2
2 103.76
- (T
2
+ l
2
/2)
- 290.54
PKP
1 813.22
+ l
2
+ 30.00
PŁK
1 843.22
+ S
1
’/2
+ 243.30
ŁK
2 086.52
+ S
1
’/2
+ 243.30
KŁK
2 329.82
+ l
2
+ 30.00
PKP
2 359.82
- (T
1
+ l
1
/2)
- 290.54
W
2
'
2 069.28
+W
2
B
3 086.40
B = KT
5 155.68
Sprawdzenie:
2(T
1
+l
1
/2)-(S
1
'+2l
1
)
87.12
W
1
-W
1
'
87.12
2(T
2
+l
2
/2)-(S
2
'+2l
2
)
34.48
W
2
-W
2
'
34.48
Projekt wst pny odcinka linii kolejowej – skrót informacji
- 9 -
ZAŁ CZNIK NR 2
Stacja bez
wodoci gu
Stacja
z wodoci giem
Stacja
z lokomo-
tywowni
Stacja
z obrotnic
Stacja
z trójk tem
obrotowym
Mijanka
Przystanek
Ł adowania
Posterunek
odst powy
elektro-
mechaniczny
Posterunek
odst powy
telegraficzny
Przejazd
niestrze ony
Przejazd
strze ony
obsługiwany
na miejscu
Przejazd
strze ony
obsługiwany
z odległo ci
Przejazd
zamykany
r cznie
kluczem
Przejazd z
sygnalizacj
samoczynn
Granica
pa stwa
Wiadukt
kolejowy
Wiadukt
drogowy
Most kratowy z
jazd gór
Most kratowy z
jazd dołem
Most belkowy
z jazd gór
Most belkowy
z jazd dołem
Kilometr
projektowany
Kilometr
istniej cy
Tunel
Przepust
ramowy
Przepust
sklepiony
Przepust
rurowy
Rys. Znaki konwencjonalne do profilu podłu nego.