DROGI SZYNOWE cz. 9
DROGI SZYNOWE cz. 9
Poł
ą
czenia łuków i wstawki proste
Podział połączeń torów
O połączeniach łuków kołowych można mówić wówczas, gdy znajdują się one
w takiej odległości od siebie, że dzieli je kilkudziesięciometrowy odcinek zwany
wstawką prostą, lub gdy można je połączyć jedną krzywą przejściową.
Łuki kołowe można łączyć w pewnych przypadkach tylko wstawkami prostymi
lub nawet bez wstawek, najczęściej zaś łączy się je krzywymi przejściowymi.
Połączenie bez krzywych przejściowych jest możliwe, gdy przyrost
przyspieszenia
Ψ
nie przekracza wartości dopuszczalnej
Ψ
d
.
przyspieszenia
Ψ
nie przekracza wartości dopuszczalnej
Ψ
d
.
W przypadku łuków o przeciwnie skierowanych krzywiznach w obliczeniu
wartości
Ψ
przyjmuje się sumę, a w przypadku krzywizn o jednakowym
kierunku – różnicę niezrównoważonych przyspieszeń występujących na
łączonych łukach.
)
(
6
,
3
)
(
2
1
w
b
a
a
v
+
±
=
ψ
Najmniejsza długość toru prostego miedzy łukami kołowymi lub krzywymi
przejściowymi na liniach magistralnych i pierwszorzędnych powinna spełniać
warunek
Gdzie k = 1,8 w warunkach normalnych i k = 2,5 w warunkach trudnych.
k
v
w
max
min
=
W torach głównych linii drugorzędnych
w
min
= 30 m, a w pozostałych
w
min
= 10 m.
Połączenia łuków krzywymi przejściowymi
Połączenie łuków jednostronnych za pomocą jednej krzywej przejściowej KS
Krzywa przejściowa między stykającymi się łukami jednostronnymi
Krzywe przejściowe między łukami dwustronnymi (odwrotnymi) przesuniętymi
Krzywe przejściowe między łukami dwustronnymi (odwrotnymi) nie
przesuniętymi w części środkowej
Wstawki proste między łukami
Zmiana przyspieszenia na drodze b + w
Przy układaniu rozjazdów w torach głównych zasadniczych wstawka
miedzy rozjazdami nie powinna być krótsza niż 15 m z wyjątkiem
rozjazdów w podwójnych połączeniach torów.
Przy projektowaniu nowych linii oraz w sprzyjających warunkach na
liniach modernizowanych należałoby wprowadzać takie wstawki, aby
czas przejazdu przez nie wynosił 2 s.
Zalecenie to wynika stąd, że średnia częstotliwość wahań nadwozia
Zalecenie to wynika stąd, że średnia częstotliwość wahań nadwozia
wagonu waha się w granicach 0,8 – 2,5 Hz, liczba zaś tych wahań do chwili
ich zaniku wynosi 2 – 3; chodzi o to, żeby zanik drgań nastapił przed
wjazdem wagonu w drugi łuk.
Wiążą się z tym obowiązujące zasady stosowania wstawek prostych w
torach stacyjnych.
Układ 1
•
w torach głównych zasadniczych
w
min
= 15,00 m
•
w torach głównych dodatkowych, jeśli rozjazd nr 2 ma poszerzenie w styku
przediglicowym
w
min
= 6,00 m
•
w torach stacyjnych lub gdy rozjazd nr 2 nie ma poszerzenia w styku
przediglicowym
w
min
= 0
Układ 2
•
dla rozjazdów z iglicami stycznymi do opornicy (wszystkie rozjazdy typu
UIC60 i S49 oraz typ S42-300-1:9
w
min
= 0
•
dla rozjazdów z iglicami przecinającymi opornicę w torach głównych
zasadniczych
w
min
= 15,00 m
•
dla rozjazdów z iglicami przecinającymi opornicę w pozostałych torach (przy
czym powinien być spełniony warunek
w
min
= v/6 [m])
w
min
= 6,0 m
Układ 3
•
w torach głównych zasadniczych (przy spełnieniu warunku
w
min
= v/6 [m])
w
min
= 15,00 m
•
w pozostałych torach (przy spełnieniu warunku
w
min
= v/6 [m])
w
min
= 6,0 m
Układ 4
•
jeśli rozjazd nr 2 nie ma poszerzenia w styku przediglicowym lub oba
rozjazdy mają iglice styczne i krzyżownice łukowe
w
min
= 0
•
w torach bocznych, niezależnie od typu rozjazdów
w
min
= 0
•
w torach głównych dodatkowych, jeżeli rozjazd nr 1 ma krzyżownicę prostą,
a rozjazd nr 2 - poszerzenie w styku przediglicowym
w
min
= 6,00 m
Układ 5
•
we wszystkich torach
w
min
= v/6 [m] i nie mniej niż 6,00 m
Układ 6
•
jeżeli rozjazd ma iglice przecinające opornice
w
min
= v/6 [m] i nie mniej ni
ż
6,00 m
•
jeżeli rozjazd ma iglice styczne, a promień R jest nie mniejszy niż promień
rozjazdu
w
min
= 0
Poszerzenia międzytorzy
Poszerzenia międzytorzy, czyli inaczej zwiększanie rozstawu torów,
wykonuje się w przypadku budowy peronów dwukrawędziowych
(wyspowych), w celu uzyskania dłuższej wstawki prostej pojedynczych
połączeniach torów, ustawienia konstrukcji wsporczych sieci trakcyjnej na
międzytorzu itp.
Przy projektowaniu międzytorzy stosuje się nieco mniejsze wartości
Przy projektowaniu międzytorzy stosuje się nieco mniejsze wartości
niezrównoważonych przyspieszeń i ich przyrostów niż w innych układach.
W większości przypadków, spotykanych na istniejących liniach, poszerzenia
międzytorzy przed peronami dwukrawędziowymi były wykonywane za
pomocą dwóch łuków kołowych przedzielonych wstawka prostą.
Poszerzenie międzytorza wykonane za pomocą łuków o promieniu R i
wstawki prostej w
Taki układ nie nadaje się do dużych prędkości pociągów; jego wady to:
•
pomijanie krzywych przejściowych,
•
pomijanie obliczeń przyrostu przyspieszenia.
Poszerzenia międzytorza łukami kołowymi z przechyłką
Poszerzenie międzytorza wykonane za pomocą łuków kołowych i
krzywych przejściowych
Poszerzenie międzytorza z czterema krzywymi przejściowymi bez
przechyłki
Poszerzenie międzytorza wykonane za pomocą czterech krzywych
przejściowych bez przechyłki
Zwiększenie rozstawu torów w łukach za pomocą krzywych
przejściowych
Krytyczne ustawienie wagonów w łukach
Wychylenia wagonów w łukach
Poszerzenie międzytorza w łuku przy zastosowaniu wydłużonej krzywej
przejściowej w torze wewnętrznym
Modele przesunięć torów w studiach wykonalności
modernizacji linii kolejowych
W opracowanych studiach wykonalności modernizacji linii kolejowych
najczęściej zachodzi potrzeba wydłużania krzywych przejściowych.
Mniejsza jest liczba przypadków wydłużania krzywych przejściowych z
jednoczesnym zwiększaniem promieni łuków.
jednoczesnym zwiększaniem promieni łuków.
Do rzadkich przypadków należy konieczność zwiększania promieni z
pozostawieniem długości krzywych przejściowych bez zmian.
Zmiany układu toru w przyjętym przypadku ogólnym mogą przybierać
postać jednego z trzech wariantów.
Wariant 1 charakteryzuje się tym, że nowa krzywa przejściowa nie
zachodzi na krzywa dotychczasową, tj. x
A
> x
K
.
W tym przypadku występują cztery strefy obliczeń wymagajacych
oddzielnych modeli, tj. strefy 0K, KA, AB i x > x
B
.
.
Wariant 2, w którym koniec nowej krzywej przejściowej leży dalej niż
koniec krzywej dotychczasowej, charakteryzują duże zmiany długości
krzywych przejściowych i stosunkowo mniejsze zmiany promieni łuków.
Występują tutaj cztery strefy obliczeń: 0A, AB, BK i x > x
K
.
.
Cechą wariantu 3 są mniejsze niż w wariancie 2 różnice długości
krzywych przejściowych.
Występują cztery strefy obliczeń: 0A, AK, KB i x > x
B
.
.
Schemat układu istniejącego i projektowanego
Wymienione strefy wymagają zastosowania sześciu modeli obliczeń.
LM
– przesunięcie nowej krzywej 0K względem osi odciętych,
RM
– przesunięcie łuku R
m
względem osi odciętych,
RM-L
– przesunięcie łuku R
m
względem istniejącej krzywej AB,
LM-L
– przesunięcie krzywej 0K względem krzywej AB,
LM-R
– przesunięcie krzywej 0K względem istniejącego łuku R,
RM-R
– przesunięcie łuku R
m
względem łuku R.
Znaczenie powierzchni przesunięć toru
Powierzchnia przesunięć toru jest polem ograniczonym osią toru
dotychczasowego i toru przesuniętego, łącznie z powierzchnią
ewentualnego klina, tj. wolnej przestrzeni miedzy podtorzem
dotychczasowym i nowym.
Znajomość powierzchni przesunięć umożliwia porównywanie zmian różnych
układów geometrycznych toru na modernizowanej linii kolejowej.
Znając położenie zewnętrznej linii powierzchni przesunięć, wymiary
typowego przekroju poprzecznego projektowanego podtorza i rzędne terenu
można określić dokładnie przebieg dolnej krawędzi tego przekroju w
przypadku nasypów i górnej w przypadku przekopów.
Przebieg tej linii wskazuje na ewentualną konieczność zmian granic
własności.
Fragment bryły przesunięć toru w nasypie położonym w terenie o
pochyleniu 1:m; 1 – oś istniejącego toru, 2 – oś toru po przesunięciu, p –
odległość dolnej krawędzi bryły przesunięć od granicy własności
Przy projektowaniu rozróżnia się następujące pojęcia:
Układy połączeń torów na stacjach
Układy geometryczne toru na stacjach kolejowych projektuje się po
opracowaniu procesu technologicznego stacji i jej układu
dostosowanego do potrzeb ruchowych.
•
długość budowlana toru, mierzona między rozjazdami ograniczającymi ten
tor,
tor,
•
długość ogólna toru, która jest długością budowlaną zwiększona o długość
rozjazdów leżących w tym torze,
•
długość użyteczna toru, którą stanowi część długości budowlanej, na której
powinien zmieścić się podczas postoju określony pociąg lub grupa wagonów,
•
długość rzeczywista toru, tj. długość użyteczna toru zwiększona o długości
toru niezbędne dla urządzeń sterowania ruchem.
Zasady określania długości użytecznej torów stacyjnych
Długość użyteczną torów dla pociągów towarowych określa się,
przyjmując tzw. osie obliczeniowe i umowną długość lokomotywy.
Na jedną oś obliczeniową przypada 5 m, a na jedną lokomotywę – 25 m.
Dla wagonów towarowych czteroosiowych przyjmuje się trzy osie
Dla wagonów towarowych czteroosiowych przyjmuje się trzy osie
obliczeniowe.
Dla 100 osi
l = 25 + 25 + 100 * 5 = 550 m
Dla 120 osi
l = 25 + 25 + 120 * 5 = 650 m
Dla 150 osi
l = 25 + 25 + 150 * 5 = 800 m
Długość użyteczną torów dla pociągów pasażerskich dalekobieżnych
oblicza się, uwzględniając liczbę wagonów.
Na jeden wagon przypada 24,5 m, a na jedną lokomotywę – 25 m.
Pociąg międzynarodowy – 16 wagonów
l = 25 + 16 * 24,5 = 420 m
l = 25 + 16 * 24,5 = 420 m
Pociąg dalekobieżny krajowy 12 wagonów
l = 25 + 12 * 24,5 = 320 m
Pociąg lokalny – 8 wagonów
l = 25 + 8 * 24,5 = 220 m
Długość użyteczną torów do postoju pociągów pasażerskich podmiejskich
(zespoły trakcyjne) przyjmuje się równą 200 m.
Długość użyteczna żeberka ochronnego nie powinna być mniejsza niż 50
m, a przeznaczonego do zatrzymania pociągu jadącego z dużą prędkością
– nie mniejsza niż 150 m.
Długość użyteczną należy powiększać o 10 – 15 m na nieprecyzyjne
Długość użyteczną należy powiększać o 10 – 15 m na nieprecyzyjne
zatrzymanie pociągu.
Rozstaw torów na stacjach
Rozstaw torów stacyjnych zależy od ich przeznaczenia oraz warunków pracy
przewidzianych na międzytorzach. Odległości urządzeń stałych od osi
torów powinny umożliwić zastosowanie oczyszczarek tłucznia.
Odległości między osiami torów:
•
tory stacyjne główne zasadnicze
≥
4,50 m (dop. 4,00 m)
•
tory, między którymi mają być ustawione semafory, tarcze zaporowe lub
manewrowe, latarnie
≥
4,75 m (zal. 5,00 m)
•
tory, między którymi mają być ustawione słupy trakcyjne
≥
4,90 m (zal. 5,00 m)
•
tory, między którymi mają być umieszczone ciągi drenarskie ze
studzienkami o średnicy 0,8 m
5,10 m (zal. 5,30 m)
•
tory, na których ma się odbywać naprawa lub obrządzanie wagonów
≥
5,50 m (zal. 6,00 m)
•
tory wyciągowe i tory główne zasadnicze / inne stacyjne
6,00 m / 4,75 m (zal. 7,50 m / 6,00 m)
•
tory, między którymi projektowana jest droga kołowa
szerokość drogi + 2*3,0 m (zalecane dodanie 1,50 lub 2,00 m dla
urządzeń pomocniczych)
•
tory do bezpośredniego przeładunku
≥
3,50 m (zal. 3,50m)
•
tory przy peronach jednokrawędziowych
≥
6,00 m (zal. 9,00 m)
•
tory do bezpośredniego przeładunku
≥
3,50 m (zal. 3,50m)
•
pozostałe tory
≥
4,50 m (zal. 5,00m)
•
tory przy peronach dwukrawędziowych, dojście w poziomie
≥
9,00 m (zal. 10,00 – 13,00 m)
•
tory przy peronach dwukrawędziowych, dojście kładką lub tunelem
≥
10,70 m (zal. 12,50 – 16,00 m)
Układy jednostkowe i ich systematyka
Liczba możliwych typów połączeń torów na stacjach jest stosunkowo
duża. Każde z wyodrębnionych połączeń można nazwać układem
jednostkowym.
Połączenie układów jednostkowych umożliwia zaprojektowanie
dowolnego układu całej stacji. Zatem i projekt dowolnej stacji można
dekomponować na układy jednostkowe.
dekomponować na układy jednostkowe.
Systematyka układów jednostkowych:
•
rozgałęzienia torów,
•
połączenia torów,
•
zmiany rozstawu torów,
•
drogi zwrotnicowe.
Przykładowa dekompozycja układu geometrycznego głowicy stacji na
układy jednostkowe
Na pierwszy rzut oka można tu wyróżnić trzy układy jednostkowe:
•
połączenie torów prostych nierównoległych (2.1.2),
•
rozgałęzienie torów rozjazdem zwyczajnym w torze prostym z
łukiem kołowym (1.1.1.1),
•
podwójne połączenie torów równoległych (2.2.1).
Żaden z tych układów nie jest określony jednoznacznie w stosunku do
Żaden z tych układów nie jest określony jednoznacznie w stosunku do
obiektu stałego, jakim jest peron dwukrawędziowy 1. Rozpoczynanie
obliczeń od któregokolwiek z tych układów byłoby więc niewskazane.
Jednostkowym układem wyjściowym powinien być natomiast układ
zmiany rozstawu torów na odcinkach prostych z zachowaniem ich
równoległości (3.1.1) – przejście z toru 3 (równoległego do torów 1 i 2) na
tor 5.
Wybrane układy
Pojedyncze połączenie torów prostych równoległych rozjazdami o równych
skosach (układ 2.1.1.1)
Pojedyncze połączenie torów prostych nierównoległych (układ 2.1.2)
Rozgałęzienie torów prostych równoległych rozjazdem zwyczajnym i łukiem
kołowym (układ 1.1.1.1)
Zmiana rozstawu torów na odcinkach prostych z zachowaniem ich
równoległości (układ 3.1.1)
Wstawka prosta na łuku
Układy geometryczne dróg zwrotnicowych
Prosta droga zwrotnicowa
Skrócona droga zwrotnicowa
Droga zwrotnicowa o poczwórnym odchyleniu toru rdzennego
Droga zwrotnicowa tzw. wachlarzowa o torach rozgałęziających się od toru
pierwszego
Droga zwrotnicowa o torach rozgałęziających się od jednego toru prostego