Kapitola I. Historie a současnost železničních staveb (ČÁST 2)

1.5.6        Zkrácené kolejnice v obloucích([5] S3 př.č.18)

U stykované koleje je nejběžnější způsob uspořádání styků v koleji vstřícný. V kružnicovém oblouku, kde vnější kolejnicový pás je delší než vnitřní, se pro dosažení vstřícnosti styků vkládají do vnitřních kolejnicových pásů zkrácené kolejnice. V ČR se používá zkrácených kolejnic, které jsou odstupňovány po 50mm. Nejmenší délka zkrácené kolejnice je 24,80 m. Dovolená nevstřícnost ve styku je 25 mm (na obr 3.10 označena symbolem „d“).

Obr. 1.28.Do vnitřních kolejnicových pásů se vkládají zkrácené kolejnice

Zkrácené kolejnice pro vnitřní kolejové pásy v obloucích musí být zřetelně označeny pomocí otvorů o průměru max.15mm vyvrtanými v neutrální ose  ve stojině kolejnice ve vzdálenosti 0,5 až 0,6 m od konce kolejnice, dále pak barevným značením na čele kolejnice. Zkrácení o 50mm je značeno jedním otvorem, 100mm dvěma otvory atd.

Pro kružnicový oblouk určitého poloměru a délky je třeba stanovit pro objednávku materiálu a montáž kolejnicových pásů sled kolejnic ve vnitřním pásu, určit množství a druh zkrácených kolejnic podle předpisu (SŽDC - S3 příl.18).

Obr. 1.29.Grafické řešení sledu kolejnic ve vnitřním kol. pásu lin. přechodnice viz. [5] (S3 příl.18)

Délky kolejnic používané v ČR:

  • S 49 a UIC 60 mají základní délku 25 m
  • R 65 – 20 a 25 m
  • T – 25 a 30 m
  • Zkrácené kolejnice pro směrové oblouky
  • Nejkratší kolejnice                   – 12,5 m
  • Prozatímní nejkratší kolejnice –    3,0 m na tratích v RP1, 5 m v RP2 a 7,5 v RP3
  • Pro bezstykovou kolej             –  36,0 m a 75,0 m
  • Pro koridory                             –  25,0 m, 36,0 m a 75,0 m nevrtané
  • Různé délky kolejnic se použijí dle daných podmínek :
  • u přejezdů, na mostech, v tunelech, v přípojných kolejových polích výhybkových konstrukcí, na přechodu z nové koleje na starou, u koleje s vystřídanými kolejnicovými styky a u užitých kolejnic.

1.6       Spojování kolejnic

Kolejnicové styky   

Kolejnicový styk musí umožnit spojení dvou kolejnic tak, aby bylo zaručeno dokonalé spojení kolejnic a spojek, plynulost pojížděné hrany kolejnic a dostatečná únosnost kolejnicového pásu.

Konstrukce kolejnicového styku se skládá se spojek, kterými jsou kolejnice spojeny pomocí spojkových šroubů. Spojky se vkládají mezi spodní část hlavy a horní část paty kolejnice.

Obr. 1.30 Kolejnicový styk s plochými spojkami

Obr. 1.31 Pohyb kola přes kolejnicový styk a namáhání spojky
a)    uvolněnými spojkovými šrouby
b)    s utaženými spojkovými šrouby

Stykem je narušena konstantní tuhost kolejnicového pásu, který v oblasti styku při zatížení kolem železničního vozidla má větší průhyb.

Další funkce kolejnicových styků

Dilatační styk – každý kolejnicový styk umožňuje dilataci kolejnic

Přechodný styk – obvykle převislý styk s atypickými spojkami, které spojují kolejnice různých tvarů. Častěji se však v praxi používá aluminotermického svaru, nebo přechodové kolejnice zhotovené odtavovacím stykovým svařováním (dílenským) kolejnic obou tvarů tak, aby pojížděná hrana byla plynulá a temena hlav obou svařovaných kolejnic byla ve stejné výšce.

Elektrovodný styk– na elektrizovaných tratích, na tratích s automatickým zabezpečovacím zařízením a na neelektrizovaných tratích s elektrickým vytápěním vozů je třeba, aby kolejnicový dilatační styk byl elektrovodný. Proto je nutné, aby kolejnicové pásy měly v celé délce minimální elektrický odpor. Pro zvýšení vodivosti se používají kolejnicové propojky.

Obr. 1.32 Kolejnicové propojky pro zvýšení vodivosti - elektrovodný styk

Vodivá propojení kolejnic v kolejích a výhybkách :

Pro vodivá propojení kolejnic a kolejnicových částí výhybek podle čl. 13 části 14 předpisu [5] SŽDC - S3 se používají propojky a lanová propojení s vodiči z měděných nebo ocelových lan, případně z ocelových drátů.

V současné době se upouští od systému navařování měděného lana (viz. Obr. 1.32) a používají se výhradně mechanicky upevňovaná propojení dle předpisu [5] SŽDC - S3, viz například Obr. 1.33.

Obr. 1.33 Schéma kolíkových propojek

Obr. 1.34 Ukázka konstrukce izolovaných styků

Izolovaný styk kolej s kolejovými obvody s automatickým zabezpečovacím zařízením je dělena do izolovaných proudových kolejových obvodů. K realizaci oddělených izolovaných proudových kolejových obvodů se používá izolovaných kolejových styků.

Dříve se užívalo různých konstrukcí – např. spojky z lisovaného vrstveného dřeva, „korýtka“, polyamidové spolky (JZD Klecany). Dnes se používají lepené izolované styky LIS.  LIS se vyrábí jako prefabrikované v délkách 3,5 až 4,5m (obr. 1.34).

1.7       Bezstyková kolej

Snaha o vyloučení kolejnicových styků vedla k myšlence zavést bezstykovou kolej s průběžně svařenými kolejnicovými pásy.

Již ve třicátých letech 20. století se začala propracovávat teorie bezstykové koleje. U nás se touto teorií zabýval a později propracoval ve svých vědeckých pracech prof. Ing. Dr. Josef Vaverka, DrSc. První úsek bezstykové koleje byl u nás zřízen v roce 1954.

Pro realizaci bezstykové koleje jsou rozhodující nejen teoretické základy, ale i dva nutné předpoklady:

  • dokonalá konstrukce koleje, která je schopna přenášet napětí vlivem teplotních změn
  • existence technologie sváření, při které vzniknou dokonalé svary kolejnic

Zřízením bezstykové koleje se podstatně zvyšuje bezpečnost a kvalita jízdy vlaků (odpadnou rázy na stycích), zmenší se počet provozních závad zabezpečovacího zařízení (prasklé kolejnicové propojky), prodlužuje se životnost koleje a obručí kol (snížení nákladů na údržbu).

údržbu).

1.7.1        Teoretické základy

Odstraněním dilatačních spár a pevným upnutím kolejnice k podporám se zabrání změnám délky kolejnic při změně teploty.

Při konstrukci dilatačního styku kolejnic v stykované koleji bylo třeba zabránit vzniku napětí vyvolaných účinky teplotních změn. Aby mohla volně položená, nezatížená kolejnice délky l měnit svou délku, tzn. dilatovat (zůstávala bez napětí), musí při tepelné změně ± t oC změnit svou délku o hodnotu:

Dalším růstem teploty může kolejnice dilatovat, avšak jen tehdy, bude-li překonán odpor proti posunutí mezi kolejnicí a upevňovadly. Kolejnice na koncích bezstykové koleje může dilatovat. Dilatace je znemožněna od místa, kde hodnota podélného odporu proti dilataci dosáhne hodnoty největší síly Fmax, vyvolané v koleji teplotními změnami. Z toho vyplývá, že bezstyková kolej má dva dilatující „dýchající“ konce o délce ld a  střední nedilatující část o délce ln , která je pod plným napětím.

Obr. 1.35.Schéma znázorňující napětí v bezstykové koleji

  • odpor proti posunutí pražců v kolejovém loži
  • odpor proti posunutí kolejnice v upevnění
  • odpor vzniklý třením ve spojkách (udávaná silou 50 až 200kN)

Příčný odpor v koleji:

Při velkých teplotních rozdílech vzrůstají ve střední části bezstykové koleje podélné osové síly v kolejnicových pásech (např. v BK s kolejnicemi S49 při teplotním rozdílu 50oC působí celková osová síla 1,638.106 N). Tyto síly mohou při spolupůsobení zejména provozních vlivů způsobit směrovou deformaci koleje „vybočení koleje“.

Směrové deformaci brání pevné upnutí kolejnice k pražcům a příčný odpor proti posunu koleje. Příčný odpor proti posunu koleje můžeme rozdělit na :

  • tření ložné plochy pražců o štěrk
  • tření bočných ploch pražců o štěrk
  • odpor štěrku za hlavami pražců

Velikost odporu ovlivňuje:

  • hmotnost kolejového roštu,
  • koeficient vnitřního tření pražců o štěrk
  • hmotnost a koeficient vnitřního tření štěrku za hlavami pražců

 

1.7.2         Stabilita bezstykové koleje

Vybočení koleje může nastat jak v přímé, tak častěji v oblouku, zejména v obloucích o malých poloměrech. Proto jsou stanoveny podmínky pro zřizování BK - viz [6] (S3/2) :

Při zřizování a udržování BK musí být dodrženy podmínky pro:

a)      konstrukci železničního svršku kolejí a výhybek podle předpisu [5]S 3

b)      kvalifikované řízení a kontrolu prací,

c)      kvalifikovaný dozor objednatele a dohled    správce dopravní cesty při realizaci a přejímání prací,

d)     dokladování a evidenci údajů o zřizování a udržování BK, stanovených předpisem [6]  S3/2.

Bezstyková kolej se smí zřídit, pokud konstrukce železničního svršku v dostatečné míře zajišťuje potřebnou rámovou tuhost a stabilitu.

  • BK se nesmí zřizovat na neúnosném železničním spodku, v úsecích se silně znečištěným a zbahnělým kolejovým ložem, v úsecích ohrožených svážením nebo poklesy půdy, a dále v kolejích se škvárovým nebo pískovým kolejovým ložem.
  • Na poddolovaném území s doznívajícími účinky důlní činnosti a nárůstem relativních poklesů nepřesahujícím 200 mm za rok je dovoleno zřizovat BK při dodržení podmínek uvedených v kapitole II. části C SŽDC S3/2.
  • Pro zřizování BK na mostních objektech s otevřeným kolejovým ložem platí bez dalšího omezení stejné zásady jako pro BK na zemním tělese.
  • Při zřizování BK na mostních objektech s kolejovým ložem ve žlabu a s konstrukcemi výhradně bez ložisek (klenby, trubní objekty, rámy, oblouky s klouby apod., konstrukce s přesypávkou i bez přesypávky) platí stejné zásady jako pro BK na zemním tělese. Úpravu kolejového lože na starších objektech je nutno řešit projektovou dokumentací.
  • Bezstyková kolej se smí zřizovat z kolejnic tvaru S 49, T, UIC 60 a R 65. Pro zřizování BK z nových kolejnic musí být použity neděrované kolejnice ve smyslu TKP staveb SŽDC.
  • Bezstyková kolej se zpravidla zřizuje z kolejnic stejného tvaru.

 

1.8       Svařování kolejnic

Svařování aluminotermické

Fe2O3 + 2Al = Al2O3 + 2Fe + 3,55 MJ.kg-1 směsi

Obr. 1.6.Schéma znázorňující napětí v bezstykové koleji

Celý postup zhotovení svaru včetně přípravných a dokončovacích prací probíhá následně :

  • připraví se kolejnicový styk, tj. konce kolejnic se správně výškově a směrově urovnají, očistí se a nastaví se 10 až 13 mm spáry,
  • na styk se nasadí formy,
  • konce kolejnic se předehřejí na teplotu 900 °C hořáky s propan-butanovou směsí s kyslíkem,
  • připraví se reakční kelímek, tj. osadí se nad styk a naplní se tavnou dávkou,
  • termitová směs se zapálí a tavenina se odpíchne,
  • svar se za červeného žáru opracuje, tj. odstraní se forma, odsekají se nálitky a vyková se správný tvar hlavy kolejnice,
  • nasadí se pec vytápěná propan-butanem a svar s vysokým obsahem uhlíku se řízeným způsobem ochladí,
  • svar se jemně opracuje bruskou.

Svařování stykové odtavením

Speciální odporové svářečky s výkonností 6 až 12 svarů za hodinu s výkonem 250 až 500 kVA .

Po dosažení svarné teploty předehřátím se proud vypne a čela kolejnic se vzájemně přitlačí silou 200 až 400 kN. Svary vykazují vysokou kvalitu.

Obr. 1.37 Detailní pohled na odporové svářečky

Obr. 1.38 Speciální odporové svářečky - „obojživelná“ Vrútky 2007



Obr. 1.39 Odporová svářečka firmy Plasser & Theurer APT 600 zdroj (http://www.plassertheurer.at/)

1.9       Opotřebení kolejnic

Jednotlivé části kolejnic se opotřebovávají charakteristickým způsobem provozem a korozí. Provozem se nejvíce opotřebovává hlava kolejnice, tvar ojíždění závisí na směrových poměrech trati, velikost na intenzitě provozu. V přímých úsecích se ojíždí hlava kolejnice rovnoměrně výškově viz obr. 1.40 a) s jevem „přetékání materiálu a převalky“, které se odlupují v dlouhých třískách. V obloucích dochází kromě ojetí výškového ještě k ojetí bočnímu viz obr. 1.40 b).

Obr. 1.40 Opotřebení kolejnic

Doba životnosti kolejnice bez regenerace se stanovuje s ohledem na množství projeté zátěže. Je závislá na tvaru kolejnice a na použití bezstykové koleje. V běžných podmínkách se pohybuje mezi 500 až 700 mil. hrt projeté zátěže.

1.10      Přechod z jednoho tvaru kolejnic na jiný tvar

K přechodu z jednoho tvaru kolejnic na jiný tvar lze použít speciálních přechodových spojek, doporučeno je však použití přechodové kolejnice zhotovené odtavovacím stykovým svařováním (dílenským) kolejnic obou tvarů tak, aby pojížděná hrana byla plynulá a temena hlav obou svařovaných kolejnic byla ve stejné výšce.

Obr. 1.41 Ukázka konstrukce přechodové kolejnice

K přechodu z jednoho tvaru kolejnic na jiný tvar v hlavních a předjízdných kolejích je nutno použít přechodové kolejnice zhotovené odtavovacím stykovým svařováním. V ostatních kolejích je možno v místě přechodu zhotovit přechodový svar termitovým svařováním podle podmínek uvedených v předpise [5] S-3/5. Přechodové svary je možno použít v hlavních a předjízdných kolejích pouze po dobu stavby.

Přechodové kolejnice, vkládané do hlavní koleje, musí být dlouhé nejméně 12,5m, v ostatních kolejích 10m. Ve staničním zhlaví musí být délka přechodových kolejnic nejméně 4m. Vzdálenost přechodového svaru od bližšího konce přechodové kolejnice musí být nejméně 1,5m a při vložení přechodové kolejnice do oblouku o poloměru menším než 300m nejméně 3m.

1.11  Upevnění kolejnic na podpory

Kolejnice se upevňují na své podpory pomocí upevňovadel, která zajišťují stálou polohu kolejnice, mají zamezit jejich klopení a posuny po podpoře v podélném i příčném směru, a tak zajišťovat stálý rozchod koleje.

  • Konstrukce upevnění závisí na materiálu a na uspořádání podpory.
  • Upevnění musí umožnit tuhé a zároveň pružné připevnění
  • Systém upevnění musí zaručit nejen stálost rozchodu koleje, ale i  jeho změny bez narušení podkladů.

Pro širokopatní kolejnice byly vyvinuty tyto skupiny upevnění :

Obr. 1.42 a)
Schéma namáhání upevňovadel při přímém upevnění kolejnice na klínové podkladnice vrtulemi

Obr. 1.42 b)
Schéma namáhání upevňovadel
při nepřímém upevnění

1.11.1        Upevňovadla

Obr. 1.45.Ukázka upevnění hřeby

Při použití jednoduchých klínových podkladnic byla kolejnice uložena na ukloněné ploše podkladnice a uchycena hřeby nebo vrtulemi přes otvory v podkladnici přímo do pražce. Sama podkladnice uchycena k pražci nijak nebyla.

1.11.2         Podkladnice 

 

Rozdělení podkladnic podle profilu :

 

Původně byly podkladnice do běžné koleje vyráběny pouze s klínovým profilem zajišťujícím úklon kolejnice 1:20. Tento typ podkladnic byl použit například na betonových pražcích tvaru SB6 a dodnes je používán na dřevěných pražcích a mostnicích. U betonových pražců tvaru SB8 a pražců SB8P vyráběných v ČR do roku 2008 je upraven tvar horní - tedy úložné - plochy pražce tak, že již přímo plocha betonu v oblasti pod podkladnicí je v úklonu 1:20. Na těchto pražcích se používají ploché žebrové podkladnice bez úklonu o tloušťce 15 mm.

Typy podkladnic :

Obr. 1.46 Rozponová podkladnice
(byla používána pro žel. svršek Ev. A, T, S49 a R65. )

Výhodou rozponových podkladnic je nepřímé upevnění kolejnice k pražci, možnost změny rozchodu a možnost jednotného předvrtání dřevěných pražců ještě před impregnací.

Nevýhodou rozponových podkladnic je pak četnost prvků, údržba.

Obr. 1.47 Ukázka rozponové podkladnice ploché na betonovém pražci
 

Žebrová pokladnice

Upevnění typu „K“ je základním a zcela běžným upevněním, které používá většina evropských železničních správ. U nás bylo upevnění typu „K“ zaváděno Německou říšskou dráhou na tratích v oblasti odstoupených po Mnichovské dohodě již v období druhé světové války. Tehdejší ČSD toto upevnění při pozdějších rekonstrukcích na některých úsecích nahradily opět rozponovým upevněním.

Obr. 1.48  Pohled na konstrukci upevnění kolejnice na žebrovou podkladnici

Hlavním výrobcem žebrových podkladnic v České republice jsou Třinecké železárny. V převážné míře se používají podkladnice vyráběné válcováním. V některých případech se využívají podkladnice vyráběné odléváním. Technologie odlévání umožňuje vyrobit podkladnice složitějších tvarů a z kvalitnějšího materiálu, které se uplatňují zvláště ve výhybkách. Část produkce odlévaných podkladnic zajišťuje i ČKD Kutná Hora.

Svěrky ŽS se vyrábějí rovněž technologií válcování v Třineckých železárnách. Dodavatelem vrtulí, šroubů a matic pro železniční svršek je Šroubárna Kyjov. Pružné kroužky vyrábí v Česku Šroubárna Turnov.

Žebrová podkladnice s tuhými zvonovitými svěrkami se nyní doporučuje její použití jen v kolejích s nižším provozním zatížením, zatím co v kolejích s vyšším provozním zatížením  se u žebrové podkladnice nahradila tuhá zvonovitá svěrka adaptérem se sponou firmy Pandrol, nebo pružnou svěrkou firmy Vossloh Skl12 (dále se používají pružné svěrky Skl14 pro bezpodkladnicové upevnění.

Obr. 1.51 Upevnění firmy Vossloh

Po roce 1918 bylo zahájeno postupné sjednocování používaných soustav železničního svršku,  jehož hlavním smyslem byla a je :

  • možnost efektivní údržby, snížení výrobních nákladů,
  • dosažení maximální možné mechanizace traťových prací a
  • snížení množství zásob náhradních součástí.

 

1.11.3         Bezpodkladnicová upevnění

V bezpodkladnicovém upevnění označovaném jako W 14 na pražcích B 91S se používají pružné svěrky Skl 14. Sestavu upevnění tvoří plastové úhlové vodicí vložky, pružná podložka pod patu kolejnice a pružné svěrky upevněné vrtulemi R 1 s plochou ocelovou podložkou Uls 7 přímo v pražci. Úložná plocha pražce v oblasti pod kolejnicí je v úklonu 1:40.

Obr. 1.52 Upevnění W 14 v předmontážní poloze (bez kolejnice) na pražci B 91S/1

Obr. 1.53 Upevnění Pandrol FC I

Kvalita a vlastnosti železničního svršku klasické konstrukce je dána interakcí upevňovacího systému, kvalitou materiálů a provedených prací a v neposlední řadě zabezpečenou a vhodnou údržbou štěrkového lože. Pružnost kolejového roštu je dosahována zvoleným typem upevnění. V dnešní době se jedná především o bezpodkladnicové upevnění s elastickými vložkami pod patou kolejnice, případně doplněné o podpražcové podložky. Z dlouhodobého hlediska např. 80 let, mají-li zůstat zachovány všechny původní parametry, musí proběhnout během této doby několikrát pravidelná údržba a korekce geometrických parametrů koleje, 2-3x výměna materiálu štěrkového lože, kolejnic a systému upevnění. Celý systém vyžaduje častou a náročnou inspekční činnost s využitím vysoké míry lidské činnosti. Systém je ve své podstatě složitý, průměrně s 98ks komponentů na běžný metr délky.

Působením dynamických sil od železničního provozu se tuhé prvky upevnění postupně uvolňují. Pro zajištění spolehlivé funkce upevnění je nutná častá a pravidelná údržba. Proto se již od padesátých let minulého století většina evropských železnic zabývá vývojem pružných prvků pro upevnění kolejnic.

Pružné upevnění, tak jak je tento pojem definován a používán u SŽDC, je upevnění, kdy je pata kolejnice trvale přitlačována pružným elementem, a to i pod zatížením při průjezdu vlaku. Tímto pružným prvkem může být pružný hřeb, svěrka nebo spona, ať už z kruhové nebo ploché oceli různých tvarů, s různým způsobem uchycení a předepnutí.

První pružné upevnění u nás vynalezl Prof. Ing. Emil Mašík z VUT Brno podrobněji. Jak je uvedeno v [I], již v roce 1910 rakouský patentový úřad zapsal jeho objev a od té doby rakouské i některé jiné zahraniční dráhy používaly k upevnění kolejnic tzv. Mašíkův plíšek nebo Mašíkovo pružné pero proti putování. Tento prototyp dnešních pružných svěrek se vyráběl z ocelového plechu tloušťky 2,5 mm o rozvinutých rozměrech 70x70 mm. Patu kolejnice přitlačoval silou 3 až 4 kN.

S pokračujícím zvyšováním rychlostí a souběžným nárůstem hmotnosti na nápravu došlo k výraznému zvýšení namáhání konstrukce koleje. Bylo třeba zajistit přenesení a utlumení statických i dynamických sil od železničních vozidel a přitom používat co možná nejjednodušší, provozně spolehlivý, dostatečně únosný a finančně dostupný železniční svršek. Nároky na funkční vlastnosti upevnění kolejnic dále zvýšilo zavedení bezstykové koleje jako základní konstrukce většiny tratí.

Moderní konstrukce železničního svršku pro vyšší rychlosti a hmotnosti na nápravu vyžadují jednoznačně tzv. pružné upevnění s pružnými svěrkami či sponami, které nahrazují  upevnění s tuhými svěrkami (jejich posledním typem byla svěrka ŽS 4). Úspora ocelového.

Materiálu a z ní plynoucí zlevnění upevňovacích systémů vedla rovněž k zavedení  bezpodkladnicového  upevnění kolejnic. Po určité období vedle sebe existovaly na železniční síti ČR dva systémy pružného bezpodkladnicového upevnění – Vossloh a Pandrol – reprezentované především systémem W 14 a FC (Fastclip). Upevnění Pandrol FC bylo použito rovněž při modernizaci části II. železničního koridoru mezi Břeclaví a Přerovem. V současné době je pro modernizace a rekonstrukce tratí na území ČR unifikován systém Vossloh W 14.

Při rozhodování o další orientaci vývoje upevnění u tehdejších ČSD zvítězilo před několika lety šroubové upevnění typu VOSSLOH. Dnes se používají svěrky Skl 24 (které nahradily svěrky Skl 12) a Skl 14. Tyto svěrky přitlačují patu kolejnice silou cca 1,1 t. Tato síla plně vyhovuje potřebám zajištění stability bezstykové koleje. U šroubových typů pružného upevnění (svěrky VOSSLOH Skl 24 a Skl 14) napětí svěrky rovněž zabraňuje povolování svěrkových šroubů, respektive vrtulí.

Velmi rychlý vývoj u společnosti Pandrol, který je spojen s podstatnými tvarovými a rozměrovými úpravami kotevních prvků zabudovaných do betonových pražců, vede k nutnosti nákladných úprav tvarovacích desek do pražcových forem, které se v ČR ve spojení s dalšími faktory (nejistým a početně malým množstvím požadovaných pražců) jeví jako neekonomické. Pružné upevnění  společnosti Pandrol se používají rovněž pro tramvajovou jízdní dráhu. Příkladem je např. DP Ostrava, kde bylo před časem při obnově trati na ulici Opavská použito spony Pandrol „e“ s adaptérem viz. Obr. 1.50.

Použití pružného upevnění ovlivňuje i spolehlivost železničního svršku ve smyslu zachování projektovaných parametrů po dobu životnosti konstrukce viz. Obr. 1.56.

Obr. 1.54.  Zvýšení spolehlivosti a životnosti trati aplikací pružného upevnění

1.12       Kolejnicové podpory - pražce

Kolejnicovými podporami se rozumí příčné pražce, betonové bloky, deskové pražce a betonové desky.  V klasické konstrukci koleje, která je nejvíce rozšířená, tvoří kolejnicové podpory příčné pražce.

Příčné pražce můžeme obecně dělit na :

  • Pražce (+výhybkové pražce)
  • Mostnice

Obr. 1.55 Pražce a mostnice musí mít výše zobrazený jmenovitý průřez

podle materiálu pak:

  • Dřevěné
  • Betonové
  • Ocelové

Obr. 1.56 Názvy základních částí příčných pražců

1.12.1        Dřevěné pražce

Prvními pražci u nás byly kamenné bloky použité na koněspřežné dráze České Budějovice - Linec, o které se píše v první části tohoto článku. Později se začaly používat pražce dřevěné ve formě podélných dřevěných trámů souvisle podpírajících kolejnici a nebo pražců příčných v té podobě, jak je známe dnes. Dřevěné pražce donedávna nejlépe splňovaly požadavky na ně kladené jako jsou:

  • snadná výroba
  • dokonalé připevnění kolejnice
  • snadný způsob připevnění kolejnice na pražec
  • dostatečná pevnost, pružnost a měkká jízda
  • dostatečně velká dosedací plocha na pražec
  • dostatečný odpor proti podélným a příčným posunům v kolejovém loži
  • dostatečná funkční schopnost upevňovadel
  • přiměřené pořizovací a udržovací náklady
  • dostatečná doba životnosti

Obr. 1.57 Výhybkové pražce dřevěné, impregnované

Obr. 1.58  Tvary dřevěných pražců

Pražce i mostnice se vyrábějí čtyřstranně řezané. Příčné pražce musí mít jmenovitý obdélníkový průřez tvaru E1 nebo E2 podle ČSN EN 13145.

Dřevěné pražce příčné, výhybkové a mostnice vyrobené z listnatých dřevin se musí zajistit na obou čelech proti vzniku a rozšiřování trhlin. Dřevěné pražce a mostnice z jehličnatých dřevin není nutné proti čelním trhlinám zajišťovat. Ochrana dřevěných pražců a mostnic proti tvorbě čelních trhlin se zabezpečuje:

a)      protištěpnými plnými destičkami,

b)      dutými destičkami,

c)      ocelovou páskou,

d)     jiným vhodným způsobem



Obr. 1.59  Ukázka dřevěného pražce

Dřevěné pražce a mostnice se musí impregnovat postupy stanovenými TPD, a to impregnačním olejem, který splňuje podmínky hygienické a podmínky ochrany životního prostředí a vyhovuje ustanovením OTP a ČSN EN 13145.

Všechny impregnované pražce a mostnice musí být označeny identifikační značkou impregnačního závodu podle obr. 3.35 Impregnované dřevěné pražce a mostnice označuje impregnační závod speciálními hřeby s vhodnou protikorozní úpravou (např. pozinkováním). Tvar hlavy hřebu určuje druh dřeviny, značky na hlavě označovacího hřebu identifikují rok impregnace a impregnační závod, popř. další údaje, s velikostí písma min. 5 mm a dostatečnou hloubkou ražby. Jiné označení impregnovaných dřevěných podpor podléhá schválení SŽDC OP a musí být uvedeno v TPD.

U pražců příčných je značka umístěna uprostřed pražce na horní ploše. U pražců výhybkových a mostnic je značka umístěna na horní ploše max. do vzdálenosti 200 mm od čela.

Obr. 1.60     Značka umístěna na pražci 

A) Způsob impregnace (nepovinná značka)
B) Symbol impregnačního závodu
C) Rok impregnace (poslední dvojčíslí)

Všechny impregnované pražce a mostnice musí být označeny identifikační značkou impregnačního závodu podle obr. 1.62. Impregnované dřevěné pražce a mostnice označuje impregnační závod speciálními hřeby s vhodnou protikorozní úpravou (např. pozinkováním). Tvar hlavy hřebu určuje druh dřeviny, značky na hlavě označovacího hřebu identifikují rok impregnace a impregnační závod, popř. další údaje, s velikostí písma min. 5 mm a dostatečnou hloubkou ražby. Jiné označení impregnovaných dřevěných podpor podléhá schválení SŽDC OP a musí být uvedeno v TPD.

U pražců příčných je značka umístěna uprostřed pražce na horní ploše. U pražců výhybkových a mostnic je značka umístěna na horní ploše max. do vzdálenosti 200 mm od čela. Jakost pražců a mostnic určených do kolejí a výhybek železničních drah ČR musí být ověřena ve výrobním závodě podle ustanovení příslušných TPD.

Pražec, spolu s namontovaným upevněním, musí vykazovat minimální hodnotu elektrického odporu      Rp = 1MWpři měření stejnosměrnou metodou     Zp = 10kW při měření střídavou metodou

1.12.2         Betonové pražce

Dnes nejvíce používané betonové pražce nahrazují dřevěné i ocelové pražce nejen z důvodu nedostatku vhodného tvrdého dřeva pro výrobu pražců a elektrické vodivosti pražců ocelových, ale také díky své vyšší hmotnosti a delší životnosti.

Obr. 1.61 Betonový pražec B91

S betonovými pražci byly prováděny pokusy již na přelomu 19. a 20. století. Pražce se však tehdy neosvědčily. Až vzrůstající kvalita železobetonu ve druhé polovině 20. století umožnila zvýšit jejich životnost a díky relativně nízké ceně se začaly železobetonové pražce hromadně nasazovat. Od poloviny 90. let minulého století se postupně začínají používat železobetonové pražce i ve výhybkách. Tam se však prosazují pomalu, protože je to technologicky náročné. Ve výhybce je každý pražec jiný a je třeba pro každý pražec samostatně přizpůsobit formu, výztuže i umístění upevňovacích prvků kolejnic.

Betonové pražce zaváděné do výroby po roce 1990 jsou dimenzovány pro rychlost 160km/h a pro nápravovou sílu 250kN.

Betonové pražce musí být rovněž označeny.  Ve střední části pražce je uveden:

  • typ pražce
  • výrobce
  • rok výroby
  • typ hmoždinky
  • a číslo formy pražce

Obr. 1.62 Označení pražce ve střední části (pražec SB 5P)

Obr. 1.63 Krátké betonové výhybkové pražce uložené mezi pražci B 91S/1

1.12.3        Ocelové pražce

Obr. 1.64 Profil korýtkových ocelových pražců

Ocelové pražce nebyly příliš oblíbené, a to především kvůli své ceně. Vyznačují se také vyšší hlučností. Ve větší míře se uplatnily na průmyslových dráhách a v Německu. Pro svou vodivost nemohly bývat tyto pražce použity v kolejích s kolejovými obvody. Výhodou je naopak Výhodou ocelových pražců je jejich velká hmotnost, větší trvanlivost a velká stálost jejich polohy v koleji, malé výrobní tolerance.

Obr. 1.65 Ocelové pražce v roce 1946

Obr. 1.66  Korýtkové ocelové pražce

Obr. 1.67 Příklad ocelových pražců v současné době požívaných v zahraničí

Problém vodivosti pražce versus kolejové obvody a zvýšené hlučnosti řeší vlastnosti upevňovadel firmy Pandrol FastClip

Po roce 2000 nastává určitá renezance použití ocelových pražců a to ve formě tzv. pražců „Y“, které se používají především v Německu. V Česku byly poprvé instalovány v roce 2004 na úseku o délce 0,5 km mezi stanicemi Popelín a Počátky-Žirovnice. Tyto pražce jsou kratší, takže mohou být použity i v užším zemním tělese a šetří se tím objem materiálu i zemních prací.

Obr. 1.68  Ocelové pražce Y od českého výrobce v ŽST Rozsochatec

Obr. 1.69 Ocelové pražce Y – základní názvosloví
 

Ve srovnání s konvenčním příčným pražcem se ocelový pr.“Y“ vyznačuje těmito parametry:

  • Vidlicový tvar Y
  • Tři kolejnicová upevnění na pražci
  • Dvojité podepření kolejnice

Obr. 1.70 Ocelové pražce Y od zahraničního výrobce


Obr. 1.71 Ocelové pražce Y na tramvajové trati Liberec – Jablonec nad N. pro úzký a normální rozchod

Rozdělení pražců v koleji

Pražce se v přímé koleji ukládají kolmo k ose koleje, v obloucích radiálně. Vzdálenosti pražců musí po novostavbě, rekonstrukci a opravě železničního svršku odpovídat stanovenému rozdělení pražců s dovolenou odchylkou ± 30 mm.

There are currently no posts in this category.