Bezstyková kolej. Teorie a zřizování. Registrační číslo: CZ.1.07/2.3.00/ Název projektu: Věda pro život, život pro vědu

Transkript

1 Bezstyková kolej Teorie a zřizování

2 Bezstyková kolej Zřizování a opravy Ing. Richard Svoboda, Ph.D. Vysoké učení technické v Brně Fakulta stavební Ústav železničních konstrukcí a staveb

3 Montáž pražcových kotev

4 Pražcové kotvy Po úpravě GPK Vykopat KL mezi kolejnicemi, ponechat prostor pro podbíjení Zasunout kotvu Utáhnout

5 Svařování kolejnic Upravuje předpis S 3/5 Lze provádět v rozsahu teplot -3 C až 40 C Montážní svary - svařování kolejnic do dlouhých kolejnicových pásů

6 Svařování kolejnic Za závěrné svary se považují svary pro vzájemné svaření dlouhých kolejnicových pásů svary pro vevaření výhybky do bezstykové koleje, poslední svar při vevaření kolejnicové vložky nebo LIS do bezstykové koleje poslední svary v kolejové spojce poslední svary při svařování jednotlivě svařených výhybek do skupiny

7 Svařování kolejnic Aluminotermické svařování (svařování termitem) - AT Odtavovací stykové svařování (stykové svařování s odtavením) - S

8 AT svařování Chemická reakce hliníku s kyslíkem Fe O Al Al O 2Fe 850kJ Odlévání do suché pískové formy Standardní spára 24 mm (20-26 mm v závislosti na teplotě) Pro opravy spára až 75 mm

9 AT svařování - postup Vyrovnání konců kolejnic Nasazení formy, utěsnění a upevnění Předehřev konců kolejnic (cca 1000 C, cca 8 min) Nasazení tavného kelímku Zapálení dávky (cca C) Odpich, vtečení oceli do formy Řízené chladnutí Odstranění formy, přebroušení kolejnice

10 AT svařování - postup

11

12

13

14

15

16 AT svařování - postup Krátké filmy

17 S svařování Bez přídavného materiálu Nahřívání konců kolejnic průchodem el. proudu Stlačování kolejnic velkými silami Na stabilních svařovnách Mobilní

18 S svařování - postup Uvolnění kolejnice, přiblížení Obroušení kontaktních ploch (na stojinách) Nasazení svařovací hlavice Svařování se seříznutím návarků Odstranění hlavice, přebroušení

19 S svařování - postup El. oblouk Předehřívání El. oblouk Stlačení Ohřev El. proud Posunutí Tlak Kontaktní tlak Stlačení čas [s] T

20

21

22

23 S svařování - postup Krátký film

24 Svařování el. obloukem Svařovací spára mm. Obloukem se svařují jen kolejnice stejného tvaru. Kolejnice v kolejích 5. a 6. řádu s rychlostí menší než 80 km.h -1, Nové kolejnice smějí být svařovány (bez omezení řádu koleje) jen v obtížně přístupných místech, kde nelze použít standardní technologii svařování.

25 Svařování - obecně Svařování kolejnic není dovoleno za nepříznivých povětrnostních podmínek bez zakrytí pracovního místa, při sněhové pokrývce místa svařování a při teplotách kolejnic nižších než je dovoleno technologickým postupem svařování. Svary s nálitkem, výronkem nebo návarkem pod patou kolejnice musí být vždy umístěny v mezipražcovém prostoru. Tato podmínka neplatí pro S svary, pokud je výronek obroušen do profilu kolejnice.

26 Zřizování BK

27 Zřizování BK - definice Oblouky o malém poloměru jsou směrové oblouky o poloměru R 500 m včetně částí přechodnic až do místa s křivostí odpovídající poloměru R = 500 m Dovolená upínací teplota je stanovené rozmezí teplot kolejnic nebo teplot odpovídajících uměle vyvolané změně délky kolejnicových pásů, při níž smějí být kolejnicové pásy svařeny závěrnými svary a upnuty bez nutnosti dodatečných úprav napětí.

28 Podmínky zřizování Konstrukce železničního svršku Kvalifikované řízení prací Kvalifikovaný dohled Dokladování údajů o zřízení a opravách BK Železniční svršek musí vykazovat dostatečnou rámovou tuhost a stabilitu

29 Podmínky zřizování Kolej/výhybky musí být ve stanovené poloze Kolejové lože v předepsaném profilu Musí být osazené pražcové kotvy Závěrné svary až po písemném potvrzení TDI Poloha koleje před zřízením a po zřízení BK musí být stejná (± 10 mm) Dovolená upínací teplota C (měří se s přesností 0,1 C) Teplota kolejnic obvykle dosahuje hodnot -30 C až +60 C.

30 Podmínky zřizování Max. délka kolejnic 450 m bez podkladnic, v přímé na podkladnicích 300 m v obloucích na podkladnicích 250 m v obloucích R 400m Levý i pravý kolejnicový pás se upíná při stejné teplotě. Max. rozdíl upínací teploty 3 C

31 Zřizování BK Teplota C Uvolnění celé délky kolejnice Umožnění volné dilatace Svaření závěrného svaru (kolejnice v délce cca 20 m na úložných plochách kolejnicových podpor) Uložení kolejnice na úložné plochy Upnutí

32

33

34 Zřizování BK Teplota C Uvolnění celé délky kolejnice Umožnění volné dilatace Napínání / ohřev Svaření závěrného svaru Uložení kolejnice na úložné plochy Upnutí

35 Napínání kolejnic Při teplotách vyšších než -3 C (v obloucích R < 400 m +10 C) Kotvení 5 pražců na 1 C a jeden kol. pás Rovnoměrné napínání (značka v polovině) Závěrné svary při napínání je možné upínat kolejnici při svařování je nutné ponechat napínání min. 20 min po svaření

36 Napínání kolejnic oboustranné napínání kotevní úsek X Y kotevní úsek L (max 450 m) jednostranné napínání kotevní úsek kotevní úsek L (max 450 m)

37

38

39

40 Prokluz Prokluz je posunutí průřezu kolejnice na konci dlouhého kolejnicového pásu upnutého ke kolejnicovým podkladům při dovolené upínací teplotě vůči zvolené pevné značce. Prokluz je vždy ve smyslu zkrácení upnutého pásu.

41 Prokluz

42 Ohřívání kolejnic Při teplotách vyšších než -3 C (v obloucích malých poloměrů +10 C) Kotvení 5 pražců na 1 C a jeden kol. pás Rovnoměrné ohřívání (značka v polovině) Závěrné svary při ohřevu je možné upínat kolejnici při svařování je nutné ponechat napínání min. 20 min po svaření Max. 150 metrů (dle počasí)

43 Ohřívání kolejnic

44 Zřizování BK Teplota C

45 Koncová spára

46 Řezání kolejnic Pro svařování musejí být konce kolejnic děleny v souladu se schváleným technologickým postupem svařování. Pro svařování elektrickým obloukem musejí být kolejnice děleny jen pilou nebo rozbroušením. Pro AT svary a S svary (budou-li kolejnice hned svařeny) mohou být děleny i řezáním kyslíkem, přitom musí být dodržena rovinnost a kolmost plochy řezu čela kolejnice.

47 Zřizování BK ve výhybkách

48 BK ve výhybkách Mohou být vevařeny, ale nesmí být přivařeny v hlavním dopravním směru kolejnice nejméně 75 m; ve vedlejším dopravním směru kolejnice nejméně 25 m u výhybek s čelisťovými závěry 50 m u výhybek s hákovými závěry Jednotlivě nebo ve skupinách (do vzdálenosti 150 m) Pořadí svarů je předepsané (od srdcovky k výměnovému a koncovému styku a nakonec jazyky - vždy v přilehlé poloze)

49 BK ve výhybkách

50 DUT ve výhybkách Jednotlivé výhybky -3 až +40 C úhel odbočení 1:11 a větší +10 až +28 C úhel odbočení 1:12 až 1:18,5 +15 až +25 C úhel odbočení 1:26,5 a menší celá výhybka v rozmezí 6 C Vevařené výhybky a výhybky ve skupinách +15 až +25 C rozdíl ve skupině ne větší 6 C Přilehlé úseky BK +17 až +23 C rozdíl výhybky a úseku ne větší 6 C

51 BK ve výhybkách - postup Uvolnění kolejnic a uvolnění napětí poklepem Neuvolňuje se srdcovka Nenapíná se, neohřívá se

52 Oprava vybočení BK

53 Vybočení BK Bez trvalé deformace kolejnic v obou kolejnicových pásech se uvolní napětí vyříznutím části kolejnice za neustálého poklepávání na kolejnici nekovovým předmětem; přitom musí být upevňovadla uvolněna v celé délce vybočení a na každou stranu od vybočeného úseku v délce nejméně 50 m; kolejnice se odřezává tak dlouho, dokud dochází k uzavírání spáry kolej se směrově upraví po úpravě dilatačních spár se vzniklé styky upraví jako při předběžné opravě lomu kolejnice KL se doplní do předepsaného profilu BK se obnoví svařením tak, aby bylo dosaženo dovolené upínací teploty

54 Vybočení BK S trvalou deformací kolejnic kolejnice se v délce trvalé deformace vyříznou kolej se směrově upraví a uvolní se upevňovadla v celé délce vybočení a na každou stranu od vybočeného úseku v délce nejméně 50 m vloží se kolejnice odpovídající délky po úpravě dilatačních spár se vzniklé styky upraví jako při předběžné opravě lomu kolejnice, kolej se v opravovaném úseku směrově a výškově upraví kolejové lože se doplní do předepsaného profilu BK se obnoví svařením tak, aby bylo dosaženo dovolené upínací teploty

55 Vybočení BK Po opravě vybočení a nejméně ještě následující den se opravený úsek musí při vysokých denních teplotách sledovat. Po dobu konsolidace se při vysokých denních teplotách omezí nejvyšší dovolená rychlost na 50 km.h -1.

56 Oprava lomu kolejnice

57 Lom kolejnice Po zjištění lomu kolejnice se musí zajistit řádná držebnost upevňovadel v délce alespoň 30 m na každou stranu. V kolejích, v nichž kolejnice slouží pro vedení: signálního proudu kolejových obvodů železničního zabezpečovacího zařízení zpětného trakčního proudu (až 25 kv!!) zpětného proudu při ústředním zásobování vozových souprav elektrickou energií musí být při přerušení kolejnicového pásu (lom nebo řez kolejnice) zajištěno náhradní vodivé propojení

58 Lom kolejnice Lomy a jiné nepřípustné vady kolejnic v bezstykové koleji se opraví: nouzovou opravou předběžnou opravou definitivní opravou

59 Nouzová oprava Nouzová oprava má co nejrychleji umožnit provoz. Nouzově se opraví Kolej, pokud není možná předběžná nebo definitivní oprava. Rychlost dle délky kolejnicové vložky, nejvýše však 80 km.h -1. Nouzová oprava musí být nahrazena předběžnou nebo definitivní opravou lomu nejdéle do 3 dnů.

60 Nouzová oprava Nouzová oprava při lomové spáře o velikosti do 30 mm Lom se zajistí dvěma kolejnicovými spojkami, sevřenými dvěma třmeny. Nouzová oprava při lomové spáře větší než 30 mm Poškozené místo se vyřízne a nahradí kolejnicovou vložkou. Vzdálenost mezi oběma řezy se musí rovnat délce kolejnicové vložky, zvětšené o velikost obou dilatačních spár. Zřídí se kolejnicové styky s kolejnicovými spojkami, spojkovými šrouby a třmeny.

61 Předběžná oprava Předběžná oprava lomu při lomové spáře o velikosti do 30 mm Po vyvrtání otvorů pro spojkové šrouby se kolejnice sespojkují kolejnicovými spojkami a spojkovými šrouby. Předběžná oprava lomu při lomové spáře větší než 30 mm Poškozené místo se vyřízne a nahradí kolejnicovou vložkou. Vzdálenost mezi oběma řezy se musí rovnat délce kolejnicové vložky zvětšené o velikost obou dilatačních spár. Zřídí se kolejnicové styky s kolejnicovými spojkami a spojkovými šrouby.

62 Definitivní oprava Definitivní opravou se obnoví bezstyková kolej svařením v nejkratší možné době, nejpozději však před obdobím vysokých letních nebo nízkých zimních teplot tak, aby bylo dosaženo dovolené upínací teploty. Styky se svaří postupně. Před svařením závěrného svaru je nutno dosáhnout původní upínací teploty a původní délky kolejnice; přitom je nutno přilehlé kolejnicové pásy uvolnit v potřebné délce v závislosti na teplotě kolejnic a velikosti spáry nebo v délce 50 m na každou stranu (v celkové délce 100 m).

63 Definitivní oprava Lom nebo vadu lze definitivně opravit závěrným aluminotermickým svarem se širokou svařovací spárou (až 75 mm) při splnění následujících podmínek: při odříznutí lomových ploch nebo vyříznutí vady není vyjmuta větší délka kolejnice, než je předepsaná svařovací spára, nově vzniklé konce kolejnic jsou neporušené a nevykazují trhliny ani jiné nepřípustné vady, vzdálenost osy otvoru pro spojkový šroub od čela kolejnice nesmí být menší než 100 mm.

64 Délka BK Při definitivní opravě vady nebo lomu musí být zachována původní délka kolejnice. Při opravách se proto doporučuje ještě před dělením kolejnice vyznačit po obou stranách vady nebo lomu značky ve vzdálenosti měřené na celé metry.

65 Kolejnicové vložky Kolejnicová vložka pro nouzovou nebo předběžnou opravu musí mít vrtané otvory pro spojkové šrouby a konce dělené pilou nebo rozbroušením pro definitivní opravu v kolejích RP2 a vyššího musí být nevrtaná s konci dělenými podle podmínek stanovených technologickým postupem svařování v kolejích RP0 a RP1 se připouštějí jen vzdálenější otvory od čela kolejnicové vložky

66 Kolejnicové vložky délky při nouzové opravě V 60 km.h -1 (RP0) 3 m 60 km.h -1 < V 80 km.h -1 (RP1) 5 m V > 80 km.h -1 není nouzová oprava povolena, sníží se rychlost při předběžné opravě V 60 km.h -1 (RP0) 3 m 60 km.h -1 < V 80 km.h -1 (RP1) 5 m 80 km.h -1 < V 120 km.h -1 (RP2) 7,5 m V > 120 km.h -1 se vloží kolejnice základní délky pro stykovanou kolej nebo se sníží rychlost.

67 Kolejnicové vložky délky při definitivní opravě V 120 km.h -1 2 m, s výjimkou oblouků R 400 m, v nichž musí být použita kolejnicová vložka o délce nejméně 5 m V > 120 km.h m, s výjimkou LIS, u nichž se připouští min. 3,4 m

68 Údržba BK

69 Údržba BK Nejlépe v období, při kterém nedochází k výkyvům teplot během dne a teploty se přibližují upínací teplotě. Práce se rozdělují: a) na práce snižující stabilitu koleje, tj.: čištění kolejového lože, směrová a výšková úprava koleje a výhybek, výměna pražců, b) na ostatní práce, při nichž ke snížení stability koleje prakticky nedochází.

70 Údržba BK Přípustné teploty kolejnic pro práce snižující stabilitu koleje jsou: max. o 10 C nad upínací teplotu, nejvýše však +33 C, v obloucích o malém poloměru max. o 10 C pod upínací teplotu a o 5 C nad upínací teplotu. V dýchajících koncích BK práce jen při dovolené upínací teplotě. Jinak musí být upravena upínací teplota při nejbližší vhodné teplotě kolejnic

71 Údržba BK Po pracích snižujících stabilitu konsolidační doba snížení rychlosti

72 Údržba BK Pokud směrový posun koleje vyvolá změnu upínací teploty mimo dovolenou upínací teplotu, musí být upravena upínací teplota rozřezáním kolejnicových pásů, uvolněním napětí a opětovným zřízením bezstykové koleje. Změna upínací teploty v závislosti na směrovém posunu koleje v oblouku se určí podle přílohy 2

73 Dohled na BK V obvodu každého Správce trati se měří a zapisuje teplota kolejnic. Teplota se měří celoročně v pracovních dnech vždy ve 13 hod středoevropského času (ve 14 hod středoevropského letního času). Při předpokládané teplotě kolejnic vyšší než +40 C zavede Správce trati v hlavních kolejích kontrolní jízdy, případně obchůzky. V zimním období při náhlém poklesu teplot rozhodne Správce trati podle místních poměrů o zavedení mimořádných obchůzek nebo kontrolních jízd v hlavních kolejích bez kolejových obvodů zabezpečovacího zařízení.

74 Dokumentace BK O BK musí být evidovány, průběžně aktualizovány a archivovány údaje o zřizování, stavu a změnách bezstykové koleje. Pro koleje s bezstykovou kolejí musí být zpracován: Nákresný přehled BK pro hlavní koleje a průběžné staniční koleje včetně vložených výhybek, Psaný přehled BK pro ostatní staniční koleje včetně vložených výhybek a pro kolejové spojky. Podkladem pro zpracování a vedení této dokumentace je Schéma zřizování BK - opravy vad a lomů kolejnic v BK a Deník svařování kolejnic v kolejích a výhybkách.

75 Dokumentace BK Do Nákresného a psaného přehledu BK se zaznamenávají údaje o údržbě a opravách, které mohou ovlivnit upínací teplotu nebo stabilitu koleje, především: výměna kolejnic, zřízení LIS a A-LIS, zřízení klasického izolovaného styku kolejnic, vložení kolejnicového dilatačního zařízení apod., lomy kolejnic a způsob opravy, opravy po vybočení koleje, úpravy upínací teploty, údržba a opravy železničního svršku (např. úprava směrového a výškového uspořádání kolejí a výhybek, čištění a výměna kolejového lože, souvislá výměna pražců a ostatních částí železničního svršku).

76 Bezstyková kolej Zřizování a opravy Ing. Richard Svoboda, Ph.D. Vysoké učení technické v Brně Fakulta stavební Ústav železničních konstrukcí a staveb svoboda.r@fce.vutbr.cz Tel.: