VŠB Technická univerzita Ostrava Fakulta stavební Katedra geotechniky a podzemních staveb

VŠB Technická univerzita Ostrava Fakulta stavební Katedra geotechniky a podzemních staveb Seizmická odezva tramvajové dopravy v zastavěné oblasti Seismic Response of the Tramway in Build-up Areas Student: Vedoucí bakalářské práce: Jan Řehák Ing. Martin Stolárik, Ph.D. Ostrava 2014

Prohlášení studenta Prohlašuji, ţe jsem celou bakalářskou práci včetně příloh vypracoval samostatně pod vedením vedoucího bakalářské práce a uvedl jsem všechny pouţité podklady a literaturu. V Ostravě. podpis studenta

Prohlašuji, ţe byl jsem seznámen s tím, ţe na moji bakalářskou práci se plně vztahuje zákon č. 121/2000 Sb. autorský zákon, zejména 35 uţití díla v rámci občanských a náboţenských obřadů, v rámci školních představení a uţití díla školního a 60 školní dílo. beru na vědomí, ţe Vysoká škola báňská Technická univerzita Ostrava (dále jen VŠB - TUO) má právo nevýdělečně ke své vnitřní potřebě bakalářskou práci uţít ( 35 odst. 3). souhlasím s tím, ţe jeden výtisk bakalářské práce bude uloţen v Ústřední knihovně VŠB - TUO k prezenčnímu nahlédnutí. Souhlasím s tím, ţe údaje o bakalářské práci budou zveřejněny v informačním systému VŠB -TUO. bylo sjednáno, ţe s VŠB-TUO, v případě zájmu z její strany, uzavřu licenční smlouvu s oprávněním uţít dílo v rozsahu 12 odst. 4 autorského zákona. bylo sjednáno, ţe uţít své dílo bakalářskou práci nebo poskytnout licenci k jejímu vyuţití mohu jen se souhlasem VŠB-TUO, která je oprávněna v takovém případě odemne poţadovat přiměřený příspěvek na úhradu nákladů, které byly VŠB TUO navytvoření díla vynaloţeny (aţ do jejich skutečné výše). beru na vědomí, ţe odevzdáním své práce souhlasím se zveřejněním své práce podle zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a o změně a doplněnídalších zákonů (zákono vysokých školách), ve znění pozdějších předpisů, bez ohledu na výsledek její obhajoby V Ostravě

Anotace Práce se zabývá útlumem rychlosti kmitání se vzrůstající vzdáleností od různých typů projíţdějících tramvajových vozů. V této práci byla problematika řešena na základě měření in-situ v profilu kolmém k tramvajové trati v městské části Mariánské Hory a Hulváky ve městě Ostrava. K měření byly pouţívány digitální záznamové aparatury a třísloţkové senzory. Při zpracování dat byly vytvořeny útlumové křivky pro jednotlivé typy tramvajových vozů. Na základě dat získaných z databáze geofondu byl vytvořen 3D model inţenýrsko-geologických vrtů v blízké oblasti provedeného měření. Klíčová slova: Útlum rychlosti kmitání, tramvajová doprava, seizmické měření. Annotation This thesis deals with the decline of velocity with increasing distance from the different types of passing trams. The issue is addressed by in-situ measuring profile perpendicular to the tram line in the part of town Marianske Hory and Hulváky in Ostrava. The digital recording devices and sensors were used for measurements. The attenuation curves were created for each type of tram cars in data processing. The 3d model engineering-geological wells in the near field was created with data obtained from the Geofond database. Keywords: Attenuation oscillation speed, tram traffic, seismic measurements.

OBSAH OBSAH... 6 SEZNAM POUŢITÉHO ZANČENÍ... 7 1 ÚVOD... 8 2 TRAMVAJOVÁ DOPRAVA V OSTRAVĚ... 9 2.1 HISTORIE... 9 2.2 SOUČASNOST... 10 3 VOZOVÝ PARK... 12 4 MĚŘÍCÍ APARATURA... 19 4.1 GAIA 2T... 19 4.2 VIGEO2... 20 5 PROVEDENÁ MĚŘENÍ A JEJICH VYHODNOCENÍ... 21 5.1 GEOLOGIE ZÁJMOVÉ OBLASTI... 21 5.2 PROVEDENÁ SEIZMICKÁ MĚŘENÍ... 23 5.3 VYHODNOCENÍ... 25 6 ZÁVĚR... 35 7 SEZNAM POUŢITÉ LITERATURY:... 36 8 SEZNAM OBRÁZKŮ OBSAŢENÝCH V TEXTU... 38 9 SEZNAM TABULEK OBSAŢENÝCH V TEXTU... 39 10 SEZNAM GRAFŮ OBSAŢENÝCH V TEXTU... 40 6

SEZNAM POUŽITÉHO ZANČENÍ ČKD Českomoravská Kolben Daněk ČSN Česká technická norma DPO Dopravní podnik Ostrava a.s. MV Motorový vůz R 2 TW Team UTC VV Koeficient determinace Sdruţení firem Pragoimex, Krnovské opravny a strojírny a VKV Praha Coordinated Universal Time Vlečný vůz v ef Efektivní rychlost kmitání mm.s -1 y Rovnice spojnice trandů 7

1 ÚVOD Bez prostředků hromadné dopravy by dnešní města nemohla efektivně existovat. Městská hromadná doprava je hlavním typem dopravy ve městech. Neodmyslitelnou součástí dopravy ve městech nejen v České republice je tramvajová doprava. Tento druh dopravy se obecně povaţuje za jeden z nejekologičtějších typů městské dopravy s uváţením rychlosti a mnoţství přepravených osob. Kaţdý typ dopravy sebou při provozu přináší specifické negativní vlivy. U tramvajové dopravy jsou z těchto vlivů nejvýraznější projevy hluku a vibrací. Vibrace, které jsou generovány projíţdějící tramvajovou dopravou, obecně spadají do problematiky technické seizmicity [2, 4]. Před těmito neţádoucími vlivy občany chrání Nařízení vlády č. 272/2011 Sb., O ochraně zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací [3]. Předkládaná bakalářská práce se věnuje seizmickému zatíţení vznikajícímu od tramvajové dopravy. V práci je shrnuta stručná historie i současný stav tramvajové dopravy ve městě Ostrava. Dále je zpracován přehled jednotlivých typů tramvajových vozů, které jsou v Ostravě běţně v provozu a základní parametry těchto vozů. Stručně je popsána měřící aparatura, kterou byla provedena experimentální seizmická měření. Stěţejní kapitola se věnuje lokalitě, kde bylo realizováno samotné seizmické měření, měřením samotným a jeho vyhodnocení. V závěru práce jsou shrnuty základní získané poznatky ze seizmického měření. 8

2 TRAMVAJOVÁ DOPRAVA V OSTRAVĚ 2.1 HISTORIE Okolí města Moravská Ostrava a město samotné byly na sklonku 19. století jednou z největších průmyslových oblastí Evropy. Při vzrůstajícím počtu obyvatel pracujících v okolních dolech, hutích a strojírenských závodech začínala být současná doprava nedostatečná. První projekt na vybudování parní dráhy od dnešního hlavního nádraţí k hotelu Palace se objevil jiţ v roce 1882. Ačkoliv nebyl realizován, myšlenka nezapadla a nakonec se jí ujala Brněnská společnost místních drah, provozující parní tramvaj v Brně. Zahájení provozu první parní tramvaje na trase Vítkovice - Moravská Ostrava Přívoz připadlo na den císařových narozenin, 18. srpna 1894. Od začátku provozu si tramvajová síť udrţela stálý rozchod kolejnic 1435mm, stejně jako ţeleznice. V roce 1896 byla zprovozněna odbočka z nádraţí Moravská Ostrava město, která se nacházela zhruba v místech naproti dnešnímu hotelu Palace, přes náměstí k Říšskému (Sýkorovu) mostu (Obr. 1). Budování tratí pokračovalo v roce 1899, kdy byla zprovozněna trať do obce Lhotka, od roku 1901 známé pod názvem Mariánské Hory. Obr. 1: Tramvajová trať na dnešním Masarykově náměstí r. 1941 [6] 9

Po postavení první elektrárny v Ostravě v roce 1897 byly zahájeny přípravy na elektrifikaci parní tramvaje, jejíţ kapacita přestávala stačit stále se zvyšujícím nárokům. První elektrické tramvaje se v ulicích města objevily 1. května 1901 (Obr. 2). 15 elektrických vozů dodala vagónka v polském Sanoku. V roce 1907 pak byla mariánskohorská trať prodlouţena do Svinova a navíc bylo zprovozněno spojení Mariánských Hor s Vítkovicemi. Tak byl poloţen základ tramvajové sítě v Ostravě, který přetrval do dnešních dnů.[8] 2.2 SOUČASNOST Obr. 2: Vůz číslo 1 na Vítkovické trati [10] Mezníkem, který postavil městskou dopravu před nové úkoly, se stal listopad 1989. Bylo zapotřebí zkvalitnit hospodaření dopravního podniku a vyrovnat se s konkurencí, kterou představovala rozšiřující se individuální doprava ve městě. Nárůst počtu osobních automobilů měl za následek postupný úbytek cestujících. Dopravní podnik nasadil do vozů nové elektronické znehodnocovače, zavedl zónový tarif a přestupní časové jízdenky. O nové cestující se také postaral vznik Ostravského dopravního integrovaného systému, který sjednotil dopravní tarify s příměstskými autobusovými linkami. Vozy postupně dostávají nový modro-bílý nátěr. Provoz MHD byl váţně narušen povodní v létě 1997. Základní komunikační systém města byl rozvrácen, dodávky elektrické energie byly přerušeny. Voda napáchala jen na majetku Dopravního podniku Ostrava a.s. (dále jen DPO ) milionové škody. Některé části města byly zasaţeny nesmírně tvrdě, došlo i ke ztrátám na lidských ţivotech. Provoz MHD byl vzhledem ke zničeným silnicím a mostům plně obnoven aţ po mnoha týdnech. 10

Velké změny probíhají v tramvajové dopravě. Starší vozy jsou průběţně modernizovány, aby odpovídaly náročným poţadavkům cestujících na pohodlnou a příjemnou jízdu. Důleţitým mezníkem je zprovoznění tramvajové trati podél ulice Místecké na přelomu tisíciletí. Zásadním přelomem je zavádění nízkopodlaţních tramvají, trolejbusů a autobusů do provozu. Tento trend, probíhající na celém světě, je důleţitým faktorem zvyšujícím přitaţlivost MHD. Do nového tisíciletí vstupuje ostravská městská hromadná doprava jako nepostradatelná veřejná sluţba, která jiţ dnes snese srovnání s vyspělejšími částmi Evropy. [8] Obr. 3: Schéma tramvajové sítě [9] V roce 2014 vyuţívá DPO tramvajovou síť v celkové délce 65.7 km (Obr. 3). Na této síti provozuje šestnáct tramvajových linek o celkové délce 239.3 km. Ostravská tramvajová síť je tak třetí největší v zemi (po Praze a Brně). [7] 11

3 VOZOVÝ PARK V současné době dopravní podnik vlastní 13 typů tramvajových vozů. Celkový počet vozů je 273, 87 z nich je bezbariérových. Tyto vozy se mezi sebou liší zejména v základních parametrech, kterými jsou: rozměry, hmotnost, maximální rychlost nebo počet míst k sezení. Jednotlivé typy vozů jsou proto na tramvajové linky nasazovány dle potřeby. Mezi nejstarší vozy patří vůz typu Tatra T3 (dále jen T3 ) vyráběný podnikem ČKD Praha (dále jen ČKD ). Těchto čtyřnápravových tramvají se mezi léty 1962 a 1989 vyrobilo přes 14 tisíc. První tramvaje tohoto typu pořídil dopravní podnik v roce 1965. Tento typ jednosměrné tramvaje patří v Ostravě mezi nejrozšířenější a za svá léta se dočkal mnoha úprav a modernizací, od drobných aţ pro komplexní přestavbu na nový typ tramvaje T3R.E (Obr. 3). Obr. 4: Vůz T3 [11] Jedním z prvních typů jednosměrné článkové tramvaje je Tatra K2 (dále jen K2 ) vyráběná v letech 1967 aţ 1983 podnikem ČKD. Tato tramvaj vychází ze standardního vozu T3. Těchto vozů bylo vyrobeno celkem 569 a je první sériově vyráběnou kloubovou tramvají v Československu. Tento typ tramvaje časem prošel mnoţstvím oprav a modernizací (Obr. 4). 12

Obr. 5: Vůz K2 [11] Dalším typem tramvajového vozu je Tatra KT8D5 (dále jen KT8D5 ) vyráběn podnikem ČKD. Jde o tříčlánkovou tramvaj vyráběnou v letech 1986 aţ 1993 vhodnou i pro provoz na rychlodráhách. Celkem bylo vyrobeno 199 kusů této obousměrné tramvaje. V Ostravě se tyto vozy postupně zrekonstruovaly pro jednosměrný provoz (Obr. 5). Obr. 6: Vůz KT8D5 [11] 13

V roce 1994 přibylo do ostravského vozového parku prvních 10 jednosměrných tramvají typu Tatra T6A5 (dále jen T6A5 ) vyráběných podnikem ČKD. Konstrukce této tramvaje vycházela z typu KT8D5 a byla vyvinuta jako náhrada typu T3. V následujících třech letech byl početní stav navýšen na 38 vozů. Celkem bylo v letech 1991 aţ 1998 vyrobeno 296 těchto vozů (Obr. 6). Obr. 7: Vůz T6A5 [11] První nízkopodlaţní tramvají v Ostravě se stal vůz Inekon LTM 10.08, vyráběný podnikem Škoda, známý pod označením Astra (dále jen ASTRA ). Tento jednosměrný průchozí vůz se do provozu zařadil v roce 1998. Jedná se o tříčlánkovou tramvaj s nízkopodlaţním středovým článkem, který tvoří 50% celé tramvaje. Během let 1999 aţ 2001 bylo uvedeno do provozu dalších 12 vozů (Obr. 7). 14

Obr. 8: Vůz ASTRA [11] Tramvaje typu Inekon 01 Trio (dále jen TRIO ), vyrobené firmou Inekon Trams a.s., rozšířili počet nízkopodlaţních vozidel. Vůz Trio je jednosměrná, částečně nízkopodlaţní tramvaj sestavená ze tří článků. V současné době jezdí 9 vozů těchto tramvají (Obr. 8). Obr. 9: Vůz TRIO [11] 15

Vozy Vario LFR.E (dále jen VARIO ) byly do pravidelného provozu zařazeny v roce 2005, a v současné době jich na ostravských tratích jezdí 41 vozů. Jedná se o typ jednosměrné nízkopodlaţní tramvaje se sníţenou středovou částí (Obr. 9). Obr. 10: Vůz VARIO [11] Vůz Vario LF3 (dále jen LF3 ) je verzí konstrukční řady Vario, která je koncipována jako stavebnicová s co nejvíce univerzálními prvky. Tato tramvaj byla vyvinuta firmami, které spolupracují v rámci Aliance TW Team. Jedná se o tříčlánkovou nízkopodlaţní tramvaj poprvé předvedenou v roce 2006. Nízkopodlaţní část tvoří 50% podlahy vozu. Celkem se vyrobily dva kusy tohoto vozu. Úpravou tohoto vozu vznik v roce 2008 typ Vario LF3/2 (dále jen LF3/2 ) koncipovaný pro obousměrný provoz (Obr. 10). 16

Obr. 11: Vůz LF3/2 [11] Tramvaje VarioLF2 (dále jen LF2 ) jsou dodávány od roku 2006 jako nové vozy, nebo jako rekonstrukce starších vozů K2 s pouţitím nových vozových skříní. Tramvaj se skládá ze dvou částí navzájem spojenými kloubem, který je kryt přechodovým měchem. Ostravský dopravní podnik má k dispozici tři soupravy LF2. Díky nové konstrukci podvozku, která vedla ke sníţení vysokopodlaţní části vozu, byl vytvořen prototyp tramvaje Vario LF2 plus (dále jen LF2+ ). Tento typ je prozatím jediným vozidlem svého typu (Obr. 11). Nízkopodlaţní část zabírá 43% vozu a vysokopodlaţní část byla ve srovnání s vozem LF2 sníţena o 210 mm. Obr. 12: Vůz LF2+ [11] 17

Vlečný vůz s typovým označením VV60LF (dále jen VV60LF ) je částečně nízkopodlaţní (vlečný vůz se 60% nízké podlahy anglicky low floor). Díky umístění sedaček nad podvozky na vyvýšených podestách byla zachována celá průchozí část vozu nízkopodlaţní (Obr. 12). Vlečný vůz je určen pro vyuţití s vozy T3 nebo VARIO. Spřaţenje s jedním nebo se dvěma motorovými vozy v kombinacích MV+VV, MV+MV+VV, nebo MV+VV+MV. [11] Obr. 13: Vůz VV60LF [11] Tab. 1: Přehled tramvajových vozů Označení Počet náprav Rozměry skříně Váha Max rychlost Počet míst k d/š/v (m) (kg) (km/hod) sezení/stání T3 4 14,000/2,500/3,059 16 300 65 31/72 K2 6 20,400/2,500/3,050 21 800 65 49/108 KT8D5 8 30,300/2,480/3,550 38 500 65 63/157 T6A5 4 14,700/2,500/3,165 19 500 65 30/85 ASTRA 4 19,790/2,460/3,460 24 200 70 41/113 TRIO 4 20,130/2,460/3,460 26 000 70 41/158 VARIO 4 15,100/2,500/3,058 21 200 65 33/60 LF3 8 30,100/2,500/3,085 38 000 65 61/168 LF2 6 22,600/2,480/3,185 31 500 65 46/94 LF3/2 8 31,200/2,480/3,085 41 500 65 54/175 LF2+ 6 23,700/2,480/3,185 30 000 65 52/91 VV60LF 4 10,360/2,500/3,200 8 500 70 30/48 18

4 MĚŘÍCÍ APARATURA 4.1 GAIA 2T Gaia 2T je autonomní tříkanálová seizmická stanice s dynamickým rozsahem 138db p-p, synchronizací pomocí systému GPS a záznamem dat na CompactFlash disky, umoţňující posílání SMS zpráv. Je určena pro terénní měření při krátkodobých i dlouhodobých seizmických experimentech. Pro nastavení parametrů a kontrolu činnosti slouţí program SeisTools2. Stanice má tři analogové vstupní kanály. Signál ze snímače je přiveden přes konektor SENSOR. Vstupní kanály jsou vybaveny dvoustupňovou ochranou proti přepětí. Časová základna je odvozena od vysoce stabilního, teplotně kompenzovaného oscilátoru 20 MHz s maximální chybou 1 ppm v rozsahu teplot -40 aţ +85 C. Kaţdá stanice je dále kalibrována při teplotách 5, 25, 45 C, pro dosaţení typické stability pod 0.2 ppm v rozsahu 0 aţ 50 C. V závislosti na vnitřní teplotě je oscilátor kaţdou sekundu dolaďován. Pro dosaţení dlouhodobé vysoké přesnosti je oscilátor synchronizován přijímačem GPS. GPS přijímač je externí, připojený ke stanici pomocí sériové linky RS 422. Délka vedení mezi přijímačem a stanicí můţe být aţ 1 km. Komunikace s GPS přijímačem pouţívá binární formát Motorola. Naměřená data se ukládají na CompactFlash disky. Ukládání dat je souborově orientované. Je moţné volit mezi třemi reţimy ukládání dat. Kontinuální reţim ukládá data v souborech nastavené délky, ve spouštěném reţimu, třetí moţností je záznam v časových oknech. Lze zadat aţ sto časových intervalů, ve kterých dojde k zápisu dat. Data se ukládají do adresáře, který nese jméno stanice, a do podadresáře aktuálního roku. Naměřená data jsou v reálném čase také dostupná po sériové lince. Pro tento výstup dat pouţívá stanice svůj vlastní datový formát. Pro komunikaci s okolím má stanice celkem tři sériové linky. Dvě RS 232 pro připojení počítače a nastavování parametrů stanice. První pro přenos dat v reálném čase, upgrade firmware a připojení rozšiřujících modulů. Druhá slouţí pro připojení GSM modemu a jednu RS 422 pro připojení GPS přijímače a proti standardní RS 422 je rozšířena o signál PPS a napájení GPS. Napájení stanice je přizpůsobeno poţadavku pouţití běţných 12-ti voltových akumulátorů a nutnosti napájet ze stanice i snímač. Druhou moţností napájení je připojení externího zdroje. Stanice automaticky přepíná napájení mezi interním a externím zdrojem. [5] 19

Obr. 14: Aparatura Gaia 2T s připojeným senzorem ViGeo2 4.2 VIGEO2 ViGeo2 je aktivní, třísloţkový, krátkoperiodický, rychlostní seizmometr pro terénní i staniční pouţití (Obr. 13). Seizmometr obsahuje tři mechanické kmitavé systémy (snímače) s vlastní frekvencí 2 Hz a frekvenční rozsah je od 2 Hz do 200 Hz. Frekvenční charakteristika senzoru ViGeo2 je na obrázku 14. Obr. 15: Frekvenční charakteristika senzoru ViGeo2 (Vistec, Praha) 20

5 PROVEDENÁ MĚŘENÍ A JEJICH VYHODNOCENÍ Měření byla provedena v Ostravském městském obvodu Mariánské Hory a Hulváky. Všechna měření probíhala na tramvajové trati vedoucí po ulici 28. října mezi tramvajovými zastávkami Hulváky a Prostorná. Dvoukolejová tramvajová trať je vedená po pozemní komunikaci v její středové části (Obr. 16). Na tramvajovou trať z obou stran přiléhají jízdní pruhy pro silniční dopravu. Komunikace je z obou stran opatřena chodníky pro pěší. Obr. 16: Vzorový řez tramvajovým pásem 5.1 GEOLOGIE ZÁJMOVÉ OBLASTI V místě se nachází kvartérní naváté, splachové a říční nezpevněné sedimenty, tvořené převáţně sprašovou hlínou, pískem a štěrkem (Obr. 19). V oblasti je lokalizována řada inţenýrsko-geologických vrtů (Obr. 17) databáze České geologické sluţby Geofondu. Z této databáze Geofondu byl získán výpis z posudku GFP054924 pořízeného v roce 1986 a posudku GFP110522 z roku 2004. Celkem bylo zpracováno 11 vrtů, jejichţ hloubka se pohybovala v rozmezí 6-21 metrů. Hladina podzemní vody se nachází na horizontu 214.2 metrů nad mořem. Na základě těchto posudků byl v programu Voxler vytvořen 3D model (Obr. 18). V okolí místa měření se nachází naváţka o mocnosti vrstvy 0.4-1.2 metrů, dále vrstva hlíny lokální příměsí jílu o mocnosti 1.6-5 metrů a vrstva štěrku písčitého aţ písčitojílovitého o mocnosti aţ 8 metrů. [12] 21

Obr. 17: Letecký snímek s vyznačenými inženýrsko-geologickými vrty Obr. 18: Model inženýrsko-geologických vrtů 22

Obr. 19: Geologická mapa [12] 5.2 PROVEDENÁ SEIZMICKÁ MĚŘENÍ První měření proběhlo 24. 2. 2014 v odpoledních hodinách. Účelem tohoto měření bylo seznámeníse s měřící aparaturou a programem SWIP. Bylo měřeno s jednou aparaturou Gaia2 a s třísloţkovým senzorem ustaveným na chodníku ve vzdálenosti 5.2 m od bliţší koleje (směr Poruba). Při tomto měření bylo zaznamenáno 36 tramvajových souprav jedoucích v obou směrech. Byl zaznamenáván čas průjezdu (v UTC), směr jízdy, číslo linky a číslo vozu. Podle zaznamenaného čísla vozu byly zpětně určeny typy vozů a maximální amplitudy jednotlivých sloţek rychlosti kmitání. Druhé měření bylo realizováno 26. 3. 2014 v dopoledních hodinách. Před samotným měřením byl vytyčen profil kolmý k tramvajové lince a ustaveny senzory ve vzdálenostech 5.5 aţ 16 metrů od koleje ve směru na Porubu, resp. 8.5 aţ 19 metrů od koleje ve směru na centrum. Jednotlivé senzory měly mezi sebou rozestupy 1.5, 3, 6 a 12 metrů. Při tomto měření byl zaznamenán čas průjezdu na stopkách a posléze byl přičten UTC čas, ve kterém byly stopky spuštěny. Dále byly zaznamenány směry, čísla linek a čísla vozů. Při tomto měření bylo registrováno celkem 97 tramvajových souprav. Ve směru na Porubu projelo 49 souprav a ve směru na centrum 48 souprav. 23

Obr. 20: Vlnový záznam druhého měření Obr. 21: Projíždějící souprava vozů T3 a záznamové aparatury Obr. 22: Vlnový záznam projíždějící tramvaje T3 z předcházejícího obrázku 21 24

Maximální amplituda rychlosti kmitání [mm.s -1 ] 5.3 VYHODNOCENÍ Naměřené hodnoty rychlosti kmitání byly vyhodnoceny v amplitudové oblasti (Obr. 21). Na daném obrázku jsou v pořadí shora dolů zobrazeny jednotlivé na sebe navzájem kolmé sloţky v pořadí vertikální (SHZ), dále sloţka horizontální radiální (SHN) a sloţka horizontální transverzální (SHE). Svislá i vodorovná osa je u všech tří sloţek ve stejném amplitudovém a časovém měřítku. Program pro zpracování neumoţňuje přímé zobrazení hodnot amplitud kmitání ve fyzikálních jednotkách [mm.s -1 ]. Svislé osy jsou zde zobrazeny v kvantovacích úrovních [cnt a jejich násobky kcnt, Mcnt]. (1) Pro kaţdou tramvaj byl vypracován samostatný graf s maximálními hodnotami sloţek rychlosti kmitání. Hodnoty získané od projíţdějících souprav ve směru na centrum jsou zachyceny v grafech 1 9, resp. ve směru na Porubu grafy 10-18. Následně byla těmito grafy proloţená exponenciální spojnice trendů, zobrazení rovnice a vypočtená hodnota regrese. Empirická závislost vzdálenosti a maximální amplitudy rychlosti kmitání - tramvaj typ ASTRA 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 y = 2,091e -0,19x R² = 0,800 y = 1,206e -0,188x R² = 0,7375 y = 0,7998e -0,148x R² = 0,9352 8 10 12 14 16 18 20 Vzdálenost od dynamického zatížení [m] Složka vertikální Složka horizontální radiální Složka horizontální transverzální Graf 1: Empirická závislost vzdálenosti od dynamického zatížení a maximální amplitudy rychlosti kmitání pro vůz ASTRA ve směru centrum 25

Maximální amplituda rychlosti kmitání [mm.s -1 ] Maximální amplituda rychlosti kmitání [mm.s -1 ] Empirická závislost vzdálenosti a maximální amplitudy rychlosti kmitání - tramvaj typ K2 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 y = 2,563e -0,16x R² = 0,813 y = 1,239e -0,15x R² = 0,705 y = 1,076e -0,1x R² = 0,638 8 10 12 14 16 18 20 Vzdálenost od dynamického zatížení [m] Složka vertikální Složka horizontální radiální Složka horizontální transverzální Graf 2: Empirická závislost vzdálenosti od dynamického zatížení a maximální amplitudy rychlosti kmitání pro vůz K2 ve směru centrum Empirická závislost vzdálenosti a maximální amplitudy rychlosti kmitání - tramvaj typ KT8D5 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 y = 2,062e -0,17x R² = 0,845 y = 0,9021e -0,148x R² = 0,7155 y = 0,8328e -0,106x R² = 0,6665 8 10 12 14 16 18 20 Vzdálenost od dynamického zatížení [m] Složka vertikální Složka horizontální radiální Složka horizontální transverzální Graf 3: Empirická závislost vzdálenosti od dynamického zatížení a maximální amplitudy rychlosti kmitání pro vůz KT8D5 ve směru centrum 26

Maximální amplituda rychlosti kmitání [mm.s -1 ] Maximální amplituda rychlosti kmitání [mm.s -1 ] Empirická závislost vzdálenosti a maximální amplitudy rychlosti kmitání - tramvaj typ T3 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 y = 1,677e -0,18x R² = 0,753 y = 0,7159e -0,142x R² = 0,5016 y = 0,7373e -0,132x R² = 0,8558 8 10 12 14 16 18 20 Vzdálenost od dynamického zatížení [m] Složka vertikální Složka horizontální radiální Složka horizontální transverzální Graf 4: Empirická závislost vzdálenosti od dynamického zatížení a maximální amplitudy rychlosti kmitání pro vůz T3 ve směru centrum Empirická závislost vzdálenosti a maximální amplitudy rychlosti kmitání - tramvaj typ T6A5 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 y = 2,160e -0,20x R² = 0,972 y = 0,4419e -0,128x R² = 0,735 y = 0,67e -0,131x R² = 0,9821 8 10 12 14 16 18 20 Vzdálenost od dynamického zatížení [m] Složka vertikální Složka horizontální radiální Složka horizontální transverzální Graf 5: Empirická závislost vzdálenosti od dynamického zatížení a maximální amplitudy rychlosti kmitání pro vůz T6A5 ve směru centrum 27

Maximální amplituda rychlosti kmitání [mm.s -1 ] Maximální amplituda rychlosti kmitání [mm.s -1 ] Empirická závislost vzdálenosti a maximální amplitudy rychlosti kmitání - tramvaj typ TRIO 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 y = 2,360e -0,20x R² = 0,815 y = 0,9465e -0,174x R² = 0,7226 y = 0,7644e -0,133x R² = 0,8852 8 10 12 14 16 18 20 Vzdálenost od dynamického zatížení [m] Složka vertikální Složka horizontální radiální Složka horizontální transverzální Graf 6: Empirická závislost vzdálenosti od dynamického zatížení a maximální amplitudy rychlosti kmitání pro vůz TRIO ve směru centrum Empirická závislost vzdálenosti a maximální amplitudy rychlosti kmitání - tramvaj typ LF2+ 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 y = 1,539e -0,14x R² = 0,799 y = 0,8769e -0,162x R² = 0,8306 y = 0,7008e -0,104x R² = 0,9476 8 10 12 14 16 18 20 Vzdálenost od dynamického zatížení [m] Složka vertikální Složka horizontální radiální Složka horizontální transverzální Graf 7: Empirická závislost vzdálenosti od dynamického zatížení a maximální amplitudy rychlosti kmitání pro vůz LF2+ ve směru centrum 28

Maximální amplituda rychlosti kmitání [mm.s -1 ] Maximální amplituda rychlosti kmitání [mm.s -1 ] Empirická závislost vzdálenosti a maximální amplitudy rychlosti kmitání - tramvaj typ LF2 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 y = 1,403e -0,16x R² = 0,856 y = 1,1223e -0,183x R² = 0,6873 y = 0,6483e -0,123x R² = 0,9714 8 10 12 14 16 18 20 Vzdálenost od dynamického zatížení [m] Složka vertikální Složka horizontální radiální Složka horizontální transverzální Graf 8: Empirická závislost vzdálenosti od dynamického zatížení a maximální amplitudy rychlosti kmitání pro vůz LF2 ve směru centrum Empirická závislost vzdálenosti a maximální amplitudy rychlosti kmitání - tramvaj typ VARIO 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 y = 1,473e -0,17x R² = 0,715 y = 0,6274e -0,136x R² = 0,5186 y = 0,5907e -0,109x R² = 0,6399 8 10 12 14 16 18 20 Vzdálenost od dynamického zatížení [m] Složka vertikální Složka horizontální radiální Složka horizontální transverzální Graf 9: Empirická závislost vzdálenosti od dynamického zatížení a maximální amplitudy rychlosti kmitání pro vůz VARIO ve směru centrum 29

Maximální amplituda rychlosti kmitání [mm.s -1 ] Maximální amplituda rychlosti kmitání [mm.s -1 ] Empirická závislost vzdálenosti a maximální amplitudy rychlosti kmitání - tramvaj typ ASTRA 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 y = 7,553e -0,24x R² = 0,915 y = 12,927e -0,2782x R 2 = 0,9098 y = 3,2846e -0,1248x R 2 = 0,8576 1,0 0,5 0,0 5 7 9 11 13 15 17 Vzdálenost od dynamického zatížení [m] Složka vertikální Složka horizontální radiální Složka horizontální transverzální Graf 10: Empirická závislost vzdálenosti od dynamického zatížení a maximální amplitudy rychlosti kmitání pro vůz ASTRA ve směru Poruba Empirická závislost vzdálenosti a maximální amplitudy rychlosti kmitání - tramvaj typ K2 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 y = 6,105e -0,21x R² = 0,908 y = 2,674e -0,18x R² = 0,810 y = 1,991e -0,09x R² = 0,812 1,0 0,5 0,0 5 7 9 11 13 15 17 Vzdálenost od dynamického zatížení [m] Složka vertikální Složka horizontální radiální Složka horizontální transverzální Graf 11: Empirická závislost vzdálenosti od dynamického zatížení a maximální amplitudy rychlosti kmitání pro vůz K2 ve směru Poruba 30

Maximální amplituda rychlosti kmitání [mm.s -1 ] Maximální amplituda rychlosti kmitání [mm.s -1 ] Empirická závislost vzdálenosti a maximální amplitudy rychlosti kmitání - tramvaj typ KT8D5 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 y = 5,013e -0,21x R² = 0,872 y = 2,484e -0,20x R² = 0,773 y = 1,698e -0,10x R² = 0,853 1,0 0,5 0,0 5 7 9 11 13 15 17 Vzdálenost od dynamického zatížení [m] Složka vertikální Složka horizontální radiální Složka horizontální transverzální Graf 12: Empirická závislost vzdálenosti od dynamického zatížení a maximální amplitudy rychlosti kmitání pro vůz KT85D ve směru Poruba Empirická závislost vzdálenosti a maximální amplitudy rychlosti kmitání - tramvaj typ T3 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 y = 4,527e -0,21x R² = 0,870 y = 2,656e -0,22x R² = 0,844 y = 1,544e -0,10x R² = 0,840 1,0 0,5 0,0 5 7 9 11 13 15 17 Vzdálenost od dynamického zatížení [m] Složka vertikální Složka horizontální radiální Složka horizontální transverzální Graf 13: Empirická závislost vzdálenosti od dynamického zatížení a maximální amplitudy rychlosti kmitání pro vůz T3 ve směru Poruba 31

Maximální amplituda rychlosti kmitání [mm.s -1 ] Maximální amplituda rychlosti kmitání [mm.s -1 ] Empirická závislost vzdálenosti a maximální amplitudy rychlosti kmitání - tramvaj typ TRIO 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 y = 7,083e -0,23x R² = 0,869 y = 5,7379e -0,274x R² = 0,8977 y = 2,156e -0,116x R² = 0,8622 1,0 0,5 0,0 5 7 9 11 13 15 17 Vzdálenost od dynamického zatížení [m] Složka vertikální Složka horizontální radiální Složka horizontální transverzální Graf 14: Empirická závislost vzdálenosti od dynamického zatížení a maximální amplitudy rychlosti kmitání pro vůz TRIO ve směru Poruba Empirická závislost vzdálenosti a maximální amplitudy rychlosti kmitání - tramvaj typ LF2+ 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 y = 5,104e -0,21x R² = 0,885 y = 4,8548e -0,267x R² = 0,9253 y = 2,1047e -0,116x R² = 0,9366 0,5 0,0 5 7 9 11 13 15 17 Vzdálenost od dynamického zatížení [m] Složka vertikální Složka horizontální radiální Složka horizontální transverzální Graf 15: Empirická závislost vzdálenosti od dynamického zatížení a maximální amplitudy rychlosti kmitání pro vůz LF2+ ve směru Poruba 32

Maximální amplituda rychlosti kmitání [mm.s -1 ] Maximální amplituda rychlosti kmitání [mm.s -1 ] Empirická závislost vzdálenosti a maximální amplitudy rychlosti kmitání - tramvaj typ LF2 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 y = 4,407e -0,18x R² = 0,688 y = 4,9696e -0,246x R² = 0,8591 y = 2,0921e -0,129x R² = 0,8829 1,0 0,5 0,0 5 7 9 11 13 15 17 Vzdálenost od dynamického zatížení [m] Složka vertikální Složka horizontální radiální Složka horizontální transverzální Graf 16: Empirická závislost vzdálenosti od dynamického zatížení a maximální amplitudy rychlosti kmitání pro vůz LF2 ve směru Poruba Empirická závislost vzdálenosti a maximální amplitudy rychlosti kmitání - tramvaj typ LF3 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 y = 4,690e -0,19x R² = 0,935 y = 3,2317e -0,209x R² = 0,7702 y = 1,7867e -0,115x R² = 0,9831 1,0 0,5 0,0 5 7 9 11 13 15 17 Vzdálenost od dynamického zatížení [m] Složka vertikální Složka horizontální radiální Složka horizontální transverzální Graf 17: Empirická závislost vzdálenosti od dynamického zatížení a maximální amplitudy rychlosti kmitání pro vůz LF3 ve směru Poruba 33

Maximální amplituda rychlosti kmitání [mm.s -1 ] Empirická závislost vzdálenosti a maximální amplitudy rychlosti kmitání - tramvaj typ VARIO 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 y = 3,637e -0,18x R² = 0,820 y = 2,277e -0,2x R² = 0,797 y = 1,445e -0,10x R² = 0,815 1,0 0,5 0,0 5 7 9 11 13 15 17 Vzdálenost od dynamického zatížení [m] Složka vertikální Složka horizontální radiální Složka horizontální transverzální Graf 18: Empirická závislost vzdálenosti od dynamického zatížení a maximální amplitudy rychlosti kmitání pro vůz VARIO ve směru Poruba 34

6 ZÁVĚR Bakalářská práce byla zaměřená na studium seizmické odezvy podloţí od projíţdějící tramvajové dopravy v zastavěné oblasti. Cílem této práce bylo provést experimentální měření in-situ na profilu kolmém k tramvajové trati a následné vyhodnocení naměřených dat. Na vybrané lokalitě byla provedena dvě nezávislá experimentální měření. Cílem prvního měření bylo seznámení se s měřící aparaturou, přenosem dat a následné práci s daty. Výsledkem druhého měření bylo určení útlumu, tj. závislosti maximálních hodnot rychlosti kmitání na vzdálenosti od zdroje, a to pro kaţdý typ tramvajového vozu. Veškeré naměřené hodnoty byly zpracovány v amplitudové oblasti. Během druhého měření bylo zaznamenáno celkem 97 projíţdějících tramvajových souprav v obou směrech. Největší četnost měly soupravy s vozy VARIO, T3, KT8D5 a K2. Během měření naopak nebyl zaznamenán jediný průjezd vozů typu LF3/2 a VV60LF. V tabulce 2 jsou uvedeny nejvyšší naměřené hodnoty rychlosti kmitání ze stanice ustavené v místě teoretické stavební čáry. Tato čára byla stanovena překlopením vzdálenosti mezi skutečnou stavební čárou a středem vozovky podle podélné osy komunikace. Maximální celková naměřená hodnota rychlosti kmitání z druhého měření byla 3.576 mm.s -1, a to od tramvaje TRIO pro stanici ustavenou ve vzdálenosti 5.5 metrů od kraje tramvajového pásu, tj. nejmenší měřená vzdálenost. Toto odpovídalo ustavení druhého senzoru v profilu ve vzdálenosti 7 metrů od kraje tramvajového pásu. Tab. 2 Maximální amplitudy rychlosti kmitání naměřené v místě teoretické stavební čáry Čas Typ Vyhodnocený jev SHZ SHN SHE 10:05:51 K2 1. 1.189 0.465 1.457 09:44:15 K2 2. 0.957 0.507 1.413 11:01:56 KT8D5 3. 0.879 0.551 1.380 09:45:59 LF2+ 4. 0.852 0.599 1.326 10:46:13 K2 5. 0.820 0.420 1.126 09:57:16 VARIO 6. 0.694 0.459 1.067 Získané hodnoty rychlosti kmitání by mohly dále slouţit po přepočtu na efektivní hodnoty k porovnání s mezními hodnotami rychlosti kmitání dle ČSN 73 0040 [1], která se zabývá zatíţením stavebních objektů technickou seismicitou. Toto zhodnocení na základě dané normy však nebylo předmětem řešení bakalářské práce. 35

7 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY: Použitá literatura: [1] ČSN 73 0040. Zatížení stavebních objektů technickou seizmicitou a jejich odezva. Praha: Český normalizační institut, 1996. [2] KALÁB, Zdeněk. Seizmická měření v geotechnice: monografie. Vyd. 1. Ostrava: Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava, 2008, 125 s. ISBN 978-80- 248-1796-5. [3] Nařízení vlády č. 272/2011 Sb., O ochraně zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací [online], 2011, Dostupné z: http://www.tzb-info.cz/pravnipredpisy/narizeni-c-272-2011-sb-o-ochrane-zdravi-pred-nepriznivymi-ucinkyhluku-a-vibraci [4] STOLÁRIK, Martin a Roman MAREK. Dynamická odezva tramvajové dopravy na městský kolektor. Geotechnika: ČASOPIS PRO ZAKLÁDÁNÍ STAVEB, MECHANIKU ZEMIN A INŢENÝRSKOU GEOLOGII. 2011, 14., č. 3, s. 6. DOI: 1211-913X. [5] Uţivatelská příručka seismické měřící aparatury Gaia 2T, Vistec 2006 36

Použité webové zdroje: [6] 5. Trochu z historie. Foto Labutak [online]. 2014 [cit. 2014-04-29]. Dostupné z: http://labutak.webgarden.cz/temata/5-trochu-z-historie [7] Data-čísla. DOPRAVNÍ PODNIK OSTRAVA [online]. 2013 [cit. 2014-02-12]. Dostupné z: http://www.dpo.cz/aktuality/info-prirucky/396-data-cisla.html [8] Historie. DOPRAVNÍ PODNIK OSTRAVA [online]. 2013 [cit. 2014-02-12]. Dostupné z: http://www.dpo.cz/historie-mhd.html [9] Schéma linek sítě. DOPRAVNÍ PODNIK OSTRAVA [online]. 2013 [cit. 2014-02- 12]. Dostupné z: http://www.dpo.cz/jizdni-rady/schema-site-linek.html [10] ŠTALMACH, Darek. První trasu pro elektrickou tramvaj budovali v Ostravě pouhý rok. In: Idnes.cz [online]. 2014 [cit. 2014-04-29]. Dostupné z: http://ostrava.idnes.cz/stavba-tramvajove-trasy-ostrava-do9-/ostravazpravy.aspx?c=a130503_1924524_ostrava-zpravy_mav [11] Tramvaje. DOPRAVNÍ PODNIK OSTRAVA [online]. 2013 [cit. 2014-02-12]. Dostupné z: http://www.dpo.cz/o-spolecnosti/vozy/tramvaje.html [12] Zjednodušená geologická mapa 1:50 000: Česká geologická sluţba. BOKR, Pavel. Česká geologická sluţba [online]. 2014 [cit. 2014-04-29]. Dostupné z: http://www.geology.cz/app/ciselniky/lokalizace/show_map.php?mapa=g50zj&y=4 73349&x=1102375&s=1 37

8 SEZNAM OBRÁZKŮ OBSAŽENÝCH V TEXTU Obr. 1: Tramvajová trať na dnešním Masarykově náměstí r. 1941 Obr. 2: Vůz číslo 1 na Vítkovické trati Obr. 3: Schéma tramvajové sítě Obr. 4: Vůz T3 Obr. 5: Vůz K2 Obr. 6: VůzKT8D5 Obr. 7: VůzT6A5 Obr. 8: Vůz ASTRA Obr. 9: Vůz TRIO Obr. 10: Vůz VARIO Obr. 11: Vůz LF3/2 Obr. 12: Vůz LF2+ Obr. 13: Vůz VV60LF Obr. 14: Aparatura Gaia 2T s připojeným senzorem ViGeo2 Obr. 15: Frekvenční charakteristika senzoru ViGeo2 Obr. 16: Řez tramvajovým pásem Obr. 17: Letecký snímek s vyznačenými inţenýrsko-geologickými vrty Obr. 18: Model inţenýrsko-geologických vrtů Obr. 19: Geologická mapa Obr. 20: Vlnový záznam druhého měření Obr. 21: Projíţdějící souprava vozů T3 a záznamové aparatury Obr. 22: Záznamem projíţdějící tramvaje z obrázku 20 38

9 SEZNAM TABULEK OBSAŽENÝCH V TEXTU Tab. 1: Přehled tramvajových vozů Tab. 2: Maximální amplitudy rychlosti kmitání naměřené v místě teoretické stavební čáry 39

10 SEZNAM GRAFŮ OBSAŽENÝCH V TEXTU Graf 1: Empirická závislost vzdálenosti od dynamického zatíţení a maximální amplitudy rychlosti kmitání pro vůz ASTRA ve směru centrum Graf 2: Empirická závislost vzdálenosti od dynamického zatíţení a maximální amplitudy rychlosti kmitání pro vůz K2 ve směru centrum Graf 3: Empirická závislost vzdálenosti od dynamického zatíţení a maximální amplitudy rychlosti kmitání pro vůz KT8D5 ve směru centrum Graf 4: Empirická závislost vzdálenosti od dynamického zatíţení a maximální amplitudy rychlosti kmitání pro vůz T3 ve směru centrum Graf 5: Empirická závislost vzdálenosti od dynamického zatíţení a maximální amplitudy rychlosti kmitání pro vůz T6A5 ve směru centrum Graf 6: Empirická závislost vzdálenosti od dynamického zatíţení a maximální amplitudy rychlosti kmitání pro vůz TRIO ve směru centrum Graf 7: Empirická závislost vzdálenosti od dynamického zatíţení a maximální amplitudy rychlosti kmitání pro vůz LF2+ ve směru centrum Graf 8: Empirická závislost vzdálenosti od dynamického zatíţení a maximální amplitudy rychlosti kmitání pro vůz LF2 ve směru centrum Graf 9: Empirická závislost vzdálenosti od dynamického zatíţení a maximální amplitudy rychlosti kmitání pro vůz VARIO ve směru centrum Graf 10: Empirická závislost vzdálenosti od dynamického zatíţení a maximální amplitudy rychlosti kmitání pro vůz ASTRA ve směru Poruba Graf 11: Empirická závislost vzdálenosti od dynamického zatíţení a maximální amplitudy rychlosti kmitání pro vůz K2 ve směru Poruba Graf 12: Empirická závislost vzdálenosti od dynamického zatíţení a maximální amplitudy rychlosti kmitání pro vůz KT85D ve směru Poruba Graf 13: Empirická závislost vzdálenosti od dynamického zatíţení a maximální amplitudy rychlosti kmitání pro vůz T3 ve směru Poruba Graf 14: Empirická závislost vzdálenosti od dynamického zatíţení a maximální amplitudy rychlosti kmitání pro vůz TRIO ve směru Poruba Graf 15: Empirická závislost vzdálenosti od dynamického zatíţení a maximální amplitudy rychlosti kmitání pro vůz LF2+ ve směru Poruba Graf 16: Empirická závislost vzdálenosti od dynamického zatíţení a maximální amplitudy rychlosti kmitání pro vůz LF2 ve směru Poruba Graf 17: Empirická závislost vzdálenosti od dynamického zatíţení a maximální amplitudy rychlosti kmitání pro vůz LF3 ve směru Poruba Graf 18: Empirická závislost vzdálenosti od dynamického zatíţení a maximální amplitudy rychlosti kmitání pro vůz VARIO ve směru Poruba 40