Infrastruktura kolei dużych prędkości w technicznych specyfikacjach interoperacyjności.pdf

(1573 KB) Pobierz
05infra.indd
technika
Włodzimierz Czyczuła
Infrastruktura kolei dużych prędkości
w technicznych specyfikacjach
interoperacyjności (TSI)
Szybki rozwój sieci kolei dużych prędkości w Europie, jaki
nastąpił na początku lat 90., zwrócił uwagę środowisk ko-
lejowych i instytucji unijnych na konieczność dokonania
standaryzacji technicznej stosowanych w budowie no-
wych linii rozwiązań technicznych w formie obowiązują-
cych na obszarze Unii aktów prawnych. W 1966 r. została
wydana dyrektywa 96/48/EC o interoperacyjności trans-
europejskiej sieci kolei dużych prędkości [1]. Postano-
wienia dyrektywy zobowiązały Komisję Europejską do
wprowadzenia szczegółowych technicznych specyfikacji
interoperacyjności (TSI) dla poszczególnych podsys-
temów. W odniesieniu do infrastruktury te wymagania
techniczne wprowadziła Komisja Europejska decyzją
2002/732 [2].
Porównując dopuszczalne statyczne obciążenia osi i naciski
dynamiczne widać, że maksymalny współczynnik dynamiczny
wynosi około 2.
3. Obciążenie poprzeczne Y
Dopuszczalne oddziaływanie poprzeczne zestawu na tor z uwa-
gi na przesunięcie trwałe (klasyczne kryterium Prud’home’a):
P o
Y 10 + — [kN]
gdzie:
P o – statyczny nacisk osi [kN].
Z uwagi na niebezpieczeństwo wykolejenia:
Y 0,8
P d
gdzie:
Y d , P d – poprzeczny i pionowy nacisk koła na szynę.
W artykule przedstawiono podstawowe charakterystyki techniczne
infrastruktury dla kolei dużych prędkości, wynikające z przyjętych
specyfikacji. Przeprowadzono także porównanie parametrów tech-
nicznych w odniesieniu do aktualnych przepisów polskich [3],
pracy [4], a także pracy [5], zwłaszcza w odniesieniu do wyma-
gań dotyczących sił podłużnych i dopuszczalnych pochyleń.
W zakresie dopuszczalnych obciążeń poprzecznych przyjęto
klasyczne kryterium torowe Prud’home’a (badania z 1962 r.),
a kryterium określające niebezpieczeństwo wykolejenia odnosi
się do kąta nachylenia obrzeża 60° i przy czasie oddziaływania
siły poprzecznej większym lub równym 50 ms.
Dopuszczalne obciążenia dróg kolejowych
(torów, rozjazdów i skrzyżowań)
1. Statyczne pionowe obciążenia osi pojazdów P o
Osi napędzanej:
v > 250 km/h P o 170 kN/oś,
v = 250 km/h P o 180 kN/oś,
v 200 km/h P o – należy określić na podstawie analizy
konstrukcji drogi kolejowej.
Osi nie napędzanej:
v 250 km/h P o 170 kN/oś,
v < 250 km/h P o – należy określić na podstawie analizy
konstrukcji drogi kolejowej.
Wymagania te przedstawiono za specyfikacją TSI [2], a wyni-
kają one z wielu badań prowadzonych głównie (lata 60. i 70.
ubiegłego wieku) we Francji i Japonii, a później także w Niem-
czech. Warto zauważyć, że w 1969 r., gdy analizowano prędkości
pociągów do 200 km/h, chodziło o naciski osi lokomotywy na
poziomie 220 kN [4].
4. Siły wzdłużne
W odniesieniu do sił wzdłużnych, w specyfikacji TSI [2] określo-
no, że tor musi być przystosowany do danych warunków termicz-
nych (maksymalna i minimalna temperatura szyn), a także prze-
nieść siły hamowania i rozpędzania pociągów z intensywnością
większą niż 2,5 m/s 2 lub siłę hamowania 360 kN/pociąg. Spe-
cjalne wymagania odnoszą się do obiektów inżynierskich, gdzie
należy spełnić postanowienia normy europejskiej ENV 1991-3.
5. Obciążenia obiektów inżynierskich
Specyfikacja techniczna dla infrastruktury kolejowej odwołuje się
do podstawowej normy ENV 1991-3. Dotyczy to także obciążeń
poziomych i pionowych.
6. Uniwersalne schematy pociągów interoperacyjnych
W specyfikacji technicznej [2], w aneksie 1, wprowadzono 10
układów pociągów (rys. 1), określając ponadto, że:
dopuszczalna masa całkowita pociągu nie może przekroczyć
10 MN;
długość pociągu nie może przekroczyć 400 m.
2. Dynamiczne obciążenia koła pojazdu P d
v [200; 250] km/h P d 180 kN,
v [250; 300] km/h P d 170 kN,
v > 300 km/h P d 160 kN.
5-6 /2005 73
3
654341799.091.png 654341799.102.png 654341799.113.png
technika
Pociąg A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10
Liczba wagonów pośrednich N 18 17 16 15 14 13 13 12 11 11
Długość pojazdu D [m] 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
Rozstaw osi w wózku d [ m] 2,0 3,5 2,0 3,0 2,0 2,0 2,0 2,5 2,0 2,0
Nacisk osiowy P [kN] 170 200 180 190 170 180 190 190 210 210
Schemat zestawienia poc.:
(1) Lokomotywa
(2) Wagony końcowe
(3) Wagony pośrednie
(1) (2) (3) (3) (3) (3) (3) (3) (3) (2) (1)
D
ND
D
P
P P P P P P P P
P
P
d
d
d
d
3 11 3
D
Rys. 1. Schematy interoperacyjnych pociągów dużych prędkości
Podstawowe parametry geometryczne toru
i linii kolejowej
1. Minimalna odległość między osiami torów
Na nowo projektowanych liniach minimalna odległość osi torów
powinna wynosić 4,5 m. Jednakże na liniach będących w budo-
wie dopuszcza się odległość:
4,0 m; gdy v 250 km/h,
4,2 m; gdy v [250; 300] km/h.
W przypadku linii modernizowanych łącznie dopuszcza się:
4,0 m; gdy v (230, 250) km/h,
<4,0 m; gdy v 230 km/h, określa się na podstawie analizy
skrajni kinematycznej danego typu taboru.
Należy zauważyć, że specyfikacje unijne są w tym względzie
znacznie łagodniejsze od sformułowań zawartych w rozporządze-
niu polskim [3], gdzie przy prędkości powyżej 160 km/h mini-
malny rozstaw osi torów wynosi 4,5 m bez żadnych wyjątków!
tach 60. ubiegłego wieku, wprowadzono na sieci Skinkansen
maksymalną przechyłkę 180 mm [4].
W specyfikacji technicznej [2] przyjęto następujące zasady,
obowiązujące zarówno w odniesieniu do linii nowo budowanych,
jak i modernizowanych oraz łącznic:
w procesie projektowania maksymalną wartość przechyłki
ustala się na 180 mm; w trakcie eksploatacji dopuszcza się
tolerancję ±20 mm, przy czym maksymalna przechyłka nie
może przekroczyć 190 mm;
dla linii przeznaczonych wyłącznie do ruchu pasażerskiego
maksymalna przechyłka może wynosić 200 mm.
4. Niedobór przechyłki h
Niedobór przechyłki odpowiada wartości niezrównoważonego
przyspieszenia odśrodkowego a n . W przypadku toru o szerokości
nominalnej 1435 mm, zależność tę wyraża formuła:
h
a n = —– [m/s 2 ]
153
gdzie: h [mm].
2. Maksymalne pochylenie niwelety toru
Rozróżniono dwa przypadki:
a) linie nowo projektowane:
– maksymalnie 35‰, ale na długości nie większej niż 6 km;
– średnie pochylenie na długości 10 km nie może przekra-
czać 25‰;
b) linie modernizowane, na których nie określono maksymalnego
pochylenia, stwierdzając, że:
– na ogół są one niższe niż 35‰;
– przyjęcie pochylenia maksymalnego powinno wynikać
z analizy możliwości trakcyjnych taboru, także nie dostoso-
wanego do ruchu z dużą prędkością.
Należy podkreślić, że polskie przepisy [3], w przypadku za-
stosowania toru bezstykowego (a tylko o takim może być mowa
w przypadku dużych prędkości), określają maksymalne pochyle-
nie niwelety na poziomie 12,5‰ (por. także analizy, przeprowa-
dzone w pracy [5], z których wynika, że można dopuścić znacznie
większe pochylenia).
W specyfikacji technicznej [1] wyróżniono trzy przypadki:
1) dla linii nowo budowanych w fazie projektowania, gdy:
v [250; 300] km/h h 100 mm,
v > 300 km/h h 80 mm;
2) przypadku linii modernizowanych do dużych prędkości i łącz-
nic, gdy:
v 160 km/h h 160 mm,
v [160; 200] km/h h 150 mm,
v [200; 230] km/h h 140 mm,
v [230; 250] km/h h 130 mm;
3) dla linii budowanych i modernizowanych do dużych prędkości
w przypadku specjalnych trudności, np. topograficznych,
gdy:
v 160 km/h h 180 mm,
v [160; 230] km/h h 165 mm,
v [239 ; 250] km/h h 150 mm,
v [250; 300] km/h h 130 mm (w przypadku toru
bez podsypki – 150 mm).
Podane wartości mogą być zwiększone w przypadku ruchu
pociągów z wychylnym nadwoziem. Każdorazowo, dopuszczalna
3. Maksymalna przechyłka na łukach kołowych
Maksymalna dopuszczalna przechyłka toru znacznie przekracza
150 mm, ustaloną w połowie XX w. [3, 4]; W Japonii, już w la-
74
5-6 /2005
654341799.124.png 654341799.001.png 654341799.012.png 654341799.023.png 654341799.034.png 654341799.045.png 654341799.046.png 654341799.047.png 654341799.048.png 654341799.049.png 654341799.050.png 654341799.051.png 654341799.052.png 654341799.053.png 654341799.054.png 654341799.055.png 654341799.056.png 654341799.057.png 654341799.058.png 654341799.059.png 654341799.060.png 654341799.061.png 654341799.062.png
technika
prędkość musi być zgodna z przepisami danego zarządcy infra-
struktury (zazwyczaj narodowego), z uwagi na oddziaływanie po-
ciągu na tor.
a) jeśli prędkość przekracza 280 km/h, to pochylenie po-
przeczne szyn powinno wynosić 1/20;
b) jeśli prędkość jest mniejsza lub równa 280 km/h, to po-
chylenie poprzeczne może wynosić 1/20 lub 1/40, z kon-
strukcyjną tolerancją 0,01;
c) można wprowadzić inne pochylenia poprzeczne szyn, ale
w tym przypadku zarządca infrastruktury musi wykazać, że
– modyfikując odpowiednio profil główki szyny i szerokość
toru – uzyska się system równoważny ze względu na ekwi-
walentną stożkowatość dla profilu kół, określonych w spe-
cyfikacji technicznej interoperacyjności taboru (por. p. 9);
d) w odniesieniu do rozjazdów i skrzyżowań dopuszcza się
stosowanie szyn bez pochylenia poprzecznego, ale tylko
wtedy, gdy prędkość nie przekracza 250 km/h, a liczba ta-
kich przypadków jest ograniczona;
2) linie modernizowane i łącznice:
a) w odniesieniu do toru należy stosować te same zasady, jak
dla linii nowo budowanych;
b) w odniesieniu do rozjazdów i skrzyżowań dopuszcza się
brak pochylenia poprzecznego, ale tylko wtedy, gdy liczba
takich przypadków jest ograniczona.
5. Minimalne promienie łuków kołowych R min
Wartości te określane są na podstawie przyjętej przechyłki i jej
niedoboru, tzn. z wyrażenia:
v max
R min = ——
s
gdzie:
v max – maksymalna prędkość pociągu [m/s],
g – przyspieszenie ziemskie [9,81 m/s 2 ],
a n – przyspieszenie nie zrównoważone [m/s 2 ],
h – przyjęta przechyłka na łuku [m],
s – szerokość toru [m] (przyjmuje się s = 1,5 m).
6. Zasady projektowania krzywych przejściowych
W specyfikacji technicznej [2] w ogóle nie ma o tym mowy. Zda-
niem autora należy tu przyjąć przepisy stosowane na liniach TGV,
gdzie przyjmuje się dopuszczalną prędkość podnoszenia koła na
rampie przechyłowej f dop = 28 mm/s. W polskich przepisach [3]
dopuszczalna prędkość podnoszenia koła na rampie przechyłowej
wynosi f dop = 28 m/s, a wyjątkowo 35 mm/s. Są to więc wartości
około razy mniejsze od wartości f dop stosowanej na liniach TGV.
9. Ekwiwalentna stożkowatość
To pojęcie wprowadzane jest zazwyczaj przy opisie pojazdów szy-
nowych. Dlatego – opisując wymagania dla infrastruktury – po-
przedzimy je wyjaśnieniem jego istoty.
Wychodząc z klasycznego równania ruchu poprzecznego poje-
dynczego zestawu kołowego, o obręczach stożkowych, poruszają-
cego się ze stałą prędkością postępową (w specyfikacji technicz-
nej [2] zamieszczono równanie różniczkowe ruchu zestawu),
otrzymujemy rozwiązanie w postaci fali sinusoidy o długości fali:
r · e
λ = 2 π ——
2 tg γ
gdzie:
r – promień koła w położeniu środkowym zestawu,
e – szerokość toru,
γ – kąt nachylenia powierzchni stożkowej koła zestawu.
7. Szerokość toru i tolerancje
Szerokość toru należy mierzyć na poziomie 14,5 mm (±0,5 mm)
poniżej poziomu główki szyny. Oznacza to, że nie będzie trzeba
zmieniać żadnych polskich przepisów, które zalecają pomiar sze-
rokości toru na poziomie 14 mm.
W specyfikacji technicznej [2] określono, że szerokość toru
określa się jako średnią wartość, mierzoną na odcinku 100 m.
Rozróżniono dwa przypadki:
1) linie specjalnie budowane dla dużych prędkości – nominalne
wartości szerokości toru i tolerancje przedstawiono w tab-
licy 1;
2) linie modernizowane i łącznice; w przypadku prędkości mak-
symalnej równej lub większej od 230 km/h należy przyjąć wy-
magania określone w tablicy 1, natomiast w przypadku mniej-
szych prędkości w specyfikacji technicznej [1] nie określa się
wymagań co do szerokości toru i tolerancji.
Należy zauważyć, że wprowadzona w [2] formuła została okre-
ślona przez Klingela w 1883 r. – w tym ujęciu długość fali kine-
matycznego wężykowania zestawu nie zależy od prędkości po-
stępowej taboru. Późniejsze badania (por. np. [4]) wykazały, że
długość fali λ zwiększa się wraz z prędkością. Wykazano również,
że – wraz z prędkością – zwieksza się także częstotliwość po-
przecznych drgań (wężykowania zestawu).
Jeśli profil koła nie jest stożkowy (a tylko z takimi przypadka-
mi mamy w praktyce do czynienia), to wprowadza się pojęcie
ekwiwalentnej stożkowatości tg γ e , określonej jako odpowiadają-
cą zestawowi o profilu stożkowym, który ma taką samą długość
fali kinematycznego wężykowania λ , jak rozważany zestaw koło-
wy, nie mający obręczy stożkowych.
Ekwiwalentną stożkowatość można również zdefiniować geo-
metrycznie (por. np. [4]):
r 1 – r 2
tg γ e = ——–
2 y
Tablica 1
Szerokość toru i tolerancje [2]
Maksymalna Wartość średnia [mm], mierzona na odcinku 100 m
prędkość pociągu nominalna
w trakcie eksploatacji
na odcinkach prostych na krzywych
i krzywych o promieniu o promieniu
[km/h]
R > 10 000 m R 10 000 m
230 < v 250 1435–1437 1433–1442 1433–1445
250 < v 280 1435–1437 1434–1440 1434–1443
v > 280 1435–1437 1434–1440 1434–1443
8. Pochylenie poprzeczne szyn
Wyróżniono dwa przypadki:
1) linie specjalnie budowane do dużych prędkości:
5-6 /2005 75
K
g · h
K = —— + a n
654341799.063.png 654341799.064.png 654341799.065.png
technika
gdzie:
r 1 , r 2 – chwilowe promienie kół zestawu kołowego w punktach
styku koła z szyną, przy wychyleniu poprzecznym zesta-
wu ( r 1 r 2 , tzn. większy promień odpowiada przemiesz-
czeniu zestawu na zewnątrz toru);
y – przemieszczenie poprzeczne zestawu kołowego.
W ujęciu geometrycznym łatwiej zrozumieć istotę analizowa-
nego pojęcia. Zauważmy bowiem, że – przy przemieszczeniu po-
przecznym zestawu kołowego – chwilowy styk koła z szyną (a za-
tem także chwilowe promienie kół w miejscach styku) może
istotnie się zmienić z uwagi na skomplikowany kształt geome-
tryczny szyny i koła taboru (także z uwagi na zużycie tej współ-
pracującej pary), zmienną szerokość toru i pochylenie poprzecz-
ne szyn.
Ekwiwalentną stożkowatość trudno zmierzyć – należy raczej
ją wyznaczyć na podstawie następujących danych: profilu koła,
szerokości toru i jej tolerancji, pochylenia poprzecznego szyn
i profilu główki szyny (por. p. 7 oraz 8).
Jak wielką wagę przywiązuje się do ekwiwalentnej stożkowa-
tości świadczy fakt, że w specyfikacji technicznej [2] podano jej
dopuszczalne wartości na etapie projektowania i w trakcie eksploa-
tacji. Wymagania te – w odniesieniu do linii nowo budowanych
i modernizowanych – przedstawiono w tablicach 2 i 3.
Jeśli pociąg ma zestawy kołowe, w których koła taboru mogą
wirować niezależnie, to ekwiwalentnej stożkowatości nie określa
się (niezależnie od prędkości pociągu)
Podstawowa długość peronu wynosi 400 m, choć wpisano
wyjątki dla wielu krajów.
11. Skrajnia
Specyfikacja techniczna [2] podaje jedynie kinematyczne skraj-
nie taboru GA, GB i GC. Na rysunku 2 pokazano jedynie górną
część skrajni taboru, gdzie te trzy skrajnie są zróżnicowane – dol-
na część jest taka sama dla wszystkich skrajni. W odniesieniu do
wymiarów pantografu i sieci trakcyjnej specyfikacja techniczna
[2] odwołuje się do specyfikacji dla podsystemu Energia [6].
Tablica 2
Dopuszczalne wartości ekwiwalentnej stożkowatości
dla linii budowanych specjalnie dla dużych prędkości
Maksymalna prędkość Maksymalna wartość Dopuszczalna wartość
pociągu [km/h] w fazie projektowania w trakcie eksploatacj
Rys. 2. Górna część skrajni kinematycznej taboru
Skrajni budowli nie określa się, natomiast wprowadzono na-
stępujące zapisy:
1) w przypadku linii specjalnie budowanych do dużych prędkości
należy stosować skrajnię taboru GC;
2) w przypadku linii modernizowanych i łącznic dopuszcza się
skrajnię GB;
3) skrajnia GA odnosi się jedynie do przypadków specjalnych,
dla konkretnych państw UE;
4) w Wielkiej Brytanii i Finlandii dopuszcza się narodowe skraj-
nie, dołączone do specyfikacji [2].
Należy zauważyć, że stosując którąkolwiek skrajnię: GA, GB,
czy też GC, w przypadku rozstawu osi torów 4,0 m, odległość
między mijającymi się pociągami wyniesie 710 mm, a przy roz-
stawie 4,5 m – aż 1210 mm.
230 < v 250
0,25
0,30
250 < v 280
0,20
0,25
v > 280
0,10
0,15
Tablica 3
Dopuszczalne wartości ekwiwalentnej stożkowatości
dla linii modernizowanych do dużych prędkości i łącznic
Maksymalna prędkość Maksymalna wartość Dopuszczalna wartość
pociągu [km/h] w fazie projektowania w trakcie eksploatacj
160 < v 200 0,30 0,40
200 < v 230 0,25 0,35
230 < v 250 0,25 0,30
Uwaga: gdy prędkość nie przekracza 160 km/h, to ekwiwalentnej stożkowa-
tości się nie określa.
12. Dopuszczalne odchyłki geometryczne toru
Specyfikacja techniczna [2] podaje następujące wymagania:
1) wichrowatość, mierzona na bazie 3 m, nie może przekraczać
5 mm/m, gdy prędkość pociągu przekracza 160 km/h oraz
7 mm/m, gdy prędkość jest mniejsza lub równa 160 km/h;
2) dopuszczalne odchyłki w szerokości toru określono w rozdzia-
le Podstawowe parametry geometryczne toru i linii kolejowej
niniejszego artykułu.
Nierówności w płaszczyźnie poziomej i pionowej nie są –
zdaniem autora – dopracowane. Nie podano, na jakiej bazie mie-
rzone są nierówności, gdyż sposób utrzymania toru, w tym meto-
dę oceny jego stanu, pozostawiono do opracowania zarządcom
infrastruktury (odpowiednio sporządzony dokument podlega za-
twierdzeniu przez upoważniony urząd UE).
10. Podstawowe wymagania dla peronów
Podstawowa wysokość peronu to 550 lub 760 mm, przy czym na
danej stacji wysokość peronów powinna być jednolita. To zróżni-
cowanie wynika z faktu, że na istniejących liniach dużych prędko-
ści występują obydwa wymiary. W specyfikacji [2] podano także
tolerancję wysokości: –30 mm/+0 oraz specyficzne przypadki
(wyjątki) dla poszczególnych krajów UE.
Biorąc pod uwagę potrzeby niepełnosprawnych pasażerów,
zróżnicowanie wysokości peronów wymaga wprowadzenia urzą-
dzeń, które pozwolą im pokonać istniejące bariery wysokości.
Urządzenia te (dźwigi, rampy, itd.) mogą być zastosowane zarów-
no w pojazdach, jak również stanowić specjalne wyposażenie in-
frastruktury.
76
5-6 /2005
654341799.066.png 654341799.067.png 654341799.068.png 654341799.069.png 654341799.070.png 654341799.071.png 654341799.072.png 654341799.073.png 654341799.074.png 654341799.075.png 654341799.076.png 654341799.077.png 654341799.078.png 654341799.079.png 654341799.080.png 654341799.081.png 654341799.082.png 654341799.083.png 654341799.084.png 654341799.085.png 654341799.086.png 654341799.087.png 654341799.088.png 654341799.089.png 654341799.090.png 654341799.092.png 654341799.093.png 654341799.094.png 654341799.095.png 654341799.096.png 654341799.097.png 654341799.098.png 654341799.099.png 654341799.100.png 654341799.101.png 654341799.103.png 654341799.104.png 654341799.105.png 654341799.106.png 654341799.107.png 654341799.108.png 654341799.109.png 654341799.110.png 654341799.111.png 654341799.112.png 654341799.114.png 654341799.115.png 654341799.116.png 654341799.117.png 654341799.118.png 654341799.119.png 654341799.120.png 654341799.121.png 654341799.122.png 654341799.123.png 654341799.125.png 654341799.126.png 654341799.127.png 654341799.128.png 654341799.129.png 654341799.130.png 654341799.131.png 654341799.132.png 654341799.133.png 654341799.134.png 654341799.002.png 654341799.003.png 654341799.004.png 654341799.005.png 654341799.006.png 654341799.007.png 654341799.008.png 654341799.009.png 654341799.010.png 654341799.011.png 654341799.013.png 654341799.014.png 654341799.015.png 654341799.016.png 654341799.017.png 654341799.018.png 654341799.019.png 654341799.020.png 654341799.021.png 654341799.022.png 654341799.024.png 654341799.025.png 654341799.026.png 654341799.027.png 654341799.028.png 654341799.029.png 654341799.030.png 654341799.031.png 654341799.032.png 654341799.033.png 654341799.035.png 654341799.036.png 654341799.037.png 654341799.038.png 654341799.039.png 654341799.040.png 654341799.041.png
technika
W tablicy 4 podano dopuszczalne wartości usterek toru
w płaszczyźnie poziomej i pionowej w trzech klasach: QN 1 –
w fazie projektowania, QN 2 – dopuszczalne w trakcie eksploata-
cji, QN 3 – graniczne, wymagające przeprowadzenia natychmia-
stowej naprawy lub ograniczenia prędkości.
Tablica 4
Dopuszczalne wartości nierówności poziomych
i pionowych
Lokalna, dopuszczalna Dopuszczalne wartości [mm]
prędkość pociągu nierówności poziome y nierówności pionowe z
[km/h]
QN 1 QN 2 QN 1 QN 2
Maksymalna wartość y i z (od wartości średniej do szczytowej)
v 80 12 14 12 16
80 < v 120 8 10
8 12
120 < v 160 6
8
6 10
Fot. 1. Konwencjonalna nawierzcnia kolejowa na linii TGV (v max = 300 km/h)
160 < v 200 5
7
5
9
200 < v 300 4
6
4
8
Odchylenie standardowe σ y i σ z
v 80 1,5 1,8 2,3 2,6
80 < v 120 1,2 1,5 1,8 2,1
120 < v 160 1,0 1,3 1,4 1,7
160 < v 200 0,8 1,1 1,2 1,5
200 < v 300 0,7 1,0 1,0 1,3
QN 1 – w fazie projektowania, QN 2 – w trakcie eksploatacji,
QN 3 = 1,3 × QN 2, QN 3 – wartości graniczne.
Jak już wspomniano, specyfikacja [2] nie precyzuje sposobu
pomiaru tych usterek toru. Znając jednakże możliwości zarządców
infrastruktury oraz porównując wartości, przedstawione w tabli-
cy 4, z wymaganiami polskimi i innych krajów, można dojść do
wniosku, że chodzi prawdopodobnie o pomiar nierówności drezy-
ną, na bazie rzędu 10 m.
Charakterystyki mechaniczne nawierzchni kolejowej
i inne wymagania dla elementów drogi kolejowej
1. Sztywność pionowa nawierzchni
Linie nowo budowane
a) dynamiczna sztywność systemu przytwierdzenia w przypadku
pokładów betonowych (fot. 1) nie może być większa niż
600 MN/m;
b) dynamiczna sztywność systemu przytwierdzenia w przypadku
nawierzchni bezpodsypkowej (płyta betonowa, fot. 2) nie mo-
że przekraczać 150 MN/m.
W odniesieniu do innych elementów konstrukcji nawierzchni
lub innych typów konstrukcji drogi kolejowej zarządca infrastruk-
tury, na podstawie środków technicznych musi wykazać, że dyna-
miczna sztywność pionowa całej konstrukcji drogi kolejowej jest
ekwiwalentem sztywności, określonej powyżej dla nawierzchni
bezpodsypkowej (tzn. nie może przekraczać 150 MN/m).
Linie modernizowane i łącznice – w tym przypadku wymagań
co do sztywności pionowej nie określa się; należy uwzględnić
fakt, że po tych liniach mogą poruszać się inne niż interoperacyj-
ne typy pociągów.
Fot. 2. Nawierzcnia bezpodsypkowa typu Rheda 2000 na linii Frankfurt –
Kolonia (v max = 300 km/h)
kowe wymagania w odniesieniu do odporności na obciążenia po-
przeczne w przypadku nawierzchni podsypkowych.
Dla linii nowo budowanych:
a) wszystkie elementy nawierzchni muszą spełniać wymagania,
określone w punktach 3–5;
b) w torach głównych należy układać podkłady betonowe, z wy-
jątkiem krótkich odcinków o długości do 10 m, przedzielo-
nych wstawkami o długości minimum 50 m;
c) liczba przytwierdzeń, przypadających na szynę o długości
1 km, nie może być mniejsza niż 1600.
Dopuszcza się stosowanie innych elementów nawierzchni
i innych typów konstrukcji nawierzchni. W tym przypadku zarząd-
ca infrastruktury na podstawie odpowiednich studiów tech-
nicznych musi wykazać, że opór poprzeczny nawierzchni jest
ekwiwalentem konstrukcji, określonej wymienionymi wymagania-
mi, a w szczególności, że konstrukcja spełnia przytoczone na po-
czątku artykułu kryterium Prud’home’a.
Dla linii modernizowanych, łącznic, torów stacyjnych i obsłu-
gowych – w tym przypadku wymagań specjalnych nie określa
się. Należy jednak mieć na uwadze fakt, że – oprócz zunifikowa-
nych pociągów dużych prędkości – mogą na tych torach poru-
szać się także inne pociągi.
2. Odporność drogi kolejowej, w tym rozjazdów
i skrzyżowań na obciążenia
Konstrukcja nawierzchni musi być przystosowana do obciążeń,
określanych w punkcie Dopuszczalne obciążenia dróg kolejowych
artykułu. Ponadto specyfikacja techniczna [2] wprowadza dodat-
5-6 /2005 77
654341799.042.png 654341799.043.png 654341799.044.png
Zgłoś jeśli naruszono regulamin