Železniční svršek na mostech

Železniční svršek na mostech Otto Plášek Tato prezentace byla vytvořen pro studijní účely studentů 1. ročníku magisterského studia oboru Konstrukce a dopravní stavby na Fakultě stavební VUT v Brně a nesmí být použita k žádným jiným účelům. Železniční svršek na mostech

Železniční svršek na mostech Odchylky od pravidel pro železniční svršek v běžné koleji: soustavy svršku; upevnění kolejnic; délky kolejnic; kolejnicové styky; tvaru kolejové lože; bezstyková kolej; Odchylně od běžné koleje se na mostních konstrukcích používají pojistné popř. zajišťovací úhelníky. Platí ustanovení: předpisu SŽDC S3 Železniční svršek, díl 1; pro železniční svršek na mostních objektech trvalých i provizorních, u opěrných zdí a na objektech mostům podobným, např. pro kolejové váhy, točnice a přesuvny; navrhuje se a realizuje nový železniční svršek na mostních objektech a posuzuje se stávající železniční svršek. Železniční svršek na mostech

Nový železniční svršek Kolejnice: na mostech a mostních provizoriích se nesmějí použít kolejnice o menší hmotnosti na běžný metr než v přilehlých úsecích tratě; na mostních provizoriích se případně smí použít kolejnice o nižší hmotnosti v případě, že pro takové kolejnice je mostní provizorium konstruováno; přechodové kolejnicové styky a svary se umisťují nejméně 4 m od konce provizoria; podobně lze postupovat u objektů mostům podobných, jako jsou přesuvny, kolejové váhy apod. Při použití bezstykové koleje na mostních objektech s konstrukcemi na ložiscích musí být jakost kolejnic nejméně R60 (UIC 900 A, 95 ČSD-Vk).

Nový železniční svršek Upevnění kolejnic: na mostnice a pozednice se kolejnice upevňují pomocí žebrových podkladnic s úklonem úložné plochy a šířkou 00 mm (označení S 4M pro kolejnice S 49 a R 4M pro kolejnice UIC 60 a R 65); podkladnice se ukládají na polyetylénové podložky tl. mm podkladnice na polyetylénových podložkách se upevňují vrtulemi R 1 a R ;

Nový železniční svršek Upevnění: na ocelových konstrukcích s přímým uložením: kolejnice se ukládají na běžné žebrové podkladnice s úklonem úložné plochy; podkladnice se připevňují neposuvně; posuvné upevnění se používá na některých mostních provizoriích; u betonových konstrukcí s přímým uložením koleje: podkladnice lze uložit a přivařit na ocelové desky, zabudované do nosné konstrukce; na kolejových vahách a točnicích s přerušenou kolejnicí: kolejnice se upevňují kromě pomocí žebrových podkladnic s úklonem úložné plochy také prostřednictvím plochých žebrových podkladnic.

Nový železniční svršek Pražce, mostnice, pozednice a podélná dřeva Na mostních objektech s průběžným kolejovým ložem se používají dřevěné i betonové pražce. Materiál nosné konstrukce nebo žlabu pro kolejové lože nemá na druh použitých pražců vliv. Na mostních provizoriích se používají dřevěné pražce. Na mostech s otevřenou mostovkou se používají mostnice z tvrdého dřeva o rozměrech průřezu 40 60 x 40 60 mm. Pro mostnice platí TNŽ 73 661. Jako pozednici lze použít mostnici nebo ostrohranný dřevěný pražec o nejmenším rozměru 50 x 150 mm. Dřevěné pražce je nutné použít také ve výbězích pojistných úhelníků. Podélná dřeva se používají na ocelových konstrukcích.

Nový železniční svršek Kolejové lože Kolejové lože se na mostních objektech navrhuje jako průběžné buď otevřené, nebo ve žlabu. Otevřené kolejové lože se zřizuje na mostních objektech s přesypávkou a sřímsami v úrovni nebo pod úrovní pláně tělesa železničního spodku. Na konstrukcích bez přesypávky je kolejové lože vždy ve žlabu a vyplňuje celou jeho šířku. Výška kolejového lože nesmí být vlivem zaoblení lomu sklonu koleje zvětšena o více než 100 mm. Pro uspořádání kolejového lože u opěrných zdí platí stejná ustanovení jako pro kolejové lože mezi římsami mostního objektu.

Nový železniční svršek Kolejové lože Výška obrysu kolejového lože, měřená od spojnice úložných ploch pražce je bez ohledu na druh pražců 510 mm a to v celé šířce kolejového lože. Mezi obrysem kolejového lože a povrchem izolace dna žlabu musí zůstat rezerva v rozhodujícím místě 40 mm. Kolejové lože musí být 50 mm pod horní hranou římsy. Kolejové lože je k římse vodorovné nebo stoupá max. 1%.

Nový železniční svršek Kolejové lože Šířka kolejového lože je v přímé koleji 00 mm na obě strany od osy koleje. Mezi obrysem kolejového lože a povrchem izolace stěny žlabu nebo povrchem cizího zařízení musí být rezerva nejméně 60 mm. Průřez kolejového lože je v dolních rozích na výšku i šířku 100 m zkosen.

Nový železniční svršek Kolejové lože Ve směrovém oblouku se obrys kolejového lože rozšiřuje. na vnitřní stranu o hodnotu 0 / + 50 mm, na vnější straně oblouku se šířka obrysu zmenšuje o hodnotu 0 / (viz. ČSN 73 601); Kabelová chránička smí být umístěna pouze mimo obrys nutného kolejového lože. Nad chráničkou musí zůstat nejméně 50 mm tlustá vrstva štěrku.

Vana kolejového lože

Bezstyková kolej na mostech Na mostních objektech se dává přednost bezstykové koleji, vylučuje se zřízení běžného kolejnicového styku. Zřizuje se všude tam, kde je to možné, u objektů s otevřeným kolejovým ložem platí bez dalších omezení stejné zásady jako na zemním tělese. Stejně tak na mostních objektech se žlabem kolejového lože a s konstrukcemi výhradně bez ložisek (klenby, trubní objekty, rámy, oblouky s klouby, konstrukce s přesypávkou i bez). Pro zřízení bezstykové koleje na mostním objektu s konstrukcemi s ložisky jsou rozhodující dilatující délky nosných konstrukcí L T.

Bezstyková kolej na mostech Dilatační délky Nosná konstrukce má jednu nebo dvě dilatující délky: je-li pevné ložisko na konci nosné konstrukce, má konstrukce jednu dilatující délku; je-li pevné ložisko mezi pohyblivými ložisky, má konstrukce dvě dilatující délky.

Bezstyková kolej na mostech Největší přípustné dilatující délky L T nosných konstrukcí pro zřízení bezstykové koleje

Bezstyková kolej na mostech Na mostech se bezstyková kolej zřizuje a udržuje jako bezstyková kolej na zemním tělese. Na mostních objektech ve směrových obloucích se nezřizuje bezstyková kolej v případech, kdy by bylo nutné použít pražcové kotvy. Podmínky pro zřízení bezstykové koleje musí být splněny také nejméně 75 m před mostem a nejméně 75 za mostem. Nelze-li na mostech bezstylovou kolej zřídit, musí být použity tak dlouhé kolejnice, aby na mostech nebyl umístěn kolejnicový styk. Kolejnicový styk lze umístit výjimečně na mostě jen tam, kde je výška přesypávky větší než 1,00 m. V případě nutnosti u výhybkových spojení si lze vyžádat souhlas s umístěním kolejnicového styku na mostním objektu.

Bezstyková kolej na mostech Umístění kolejnicových styků a kolejnicových dilatačních zařízení na mostních objektech s konstrukcemi s ložisky Na mostních objektech s konstrukcemi s ložisky se svařené kolejnice v přechodech z konstrukce na opěru nebo na část mostu bez dilatujících konstrukcí přerušují buď kolejnicovými styky nebo dilatačním zařízením.

Přechod most zemní těleso

Kolejnicové velké dilatační zařízení

Kolejnicové velké dilatační zařízení

Bezstyková kolej na mostech Příklady přípustného sledu pohyblivých a pevných ložisek u více konstrukcí za sebou

Bezstyková kolej na mostech Jsou-li po sobě následující nosné konstrukce uloženy na pilíři na pevných ložiscích, kolejnice se zde nepřerušují. Totéž platí pro spojitou konstrukci se dvěma dilatujícími délkami. Jsou-li po sobě následující nosné konstrukce na pilíři uloženy tak, že jedna z nich je uložena na pohyblivých ložiscích a jedna na pevných, tak se přechod koleje z konstrukce na konstrukci upravuje takto: žádná z konstrukcí dilatující délku L T větší než 15,0 m, kolejnice se nad uložením nepřerušují; při větších dilatujících délkách do 30,0 m se přechody řeší individuálně; pro větší dilatující délky jak 30,0 m se použije kolejnicové dilatační zařízení umístěné na konstrukci s pevným ložiskem, část kolejnic mezi dilatujícím koncem konstrukce a kolenovou kolejnicí dilatačního zařízení je nutné uložit kluzně. Uložení dvou po sobě dilatujících nosných konstrukcí na pilíři na pohyblivých ložiscích je přípustné jen ve výjimečných případech.

Bezstyková kolej na mostech Posouzení bezstykové koleje na mostech výpočtem Posuzuje se, zda: síla v koleji při maximálním oteplení (mostu i kolejnic) je menší než polovina kritické síly pro vybočení; napětí v kolejnici vyhoví z hlediska únosnosti kolejnic pro maximální oteplení a ochlazení mostu i kolejnic; spára vzniklá po lomu kolejnice je menší než 50 mm. u mostů bez kolejového lože síla působící na upevnění kolejnic.

Bezstyková kolej na mostech Model bezstykové koleje na mostě

Bezstyková kolej na mostech diferenciální rovnice, zohledňující podélný odpor proti posunutí mezi kolejí a mostem d u dx d u dx b + rl EA r = 0; = EA α T l b = 0; Nb = ( EA) b ( α T ) b ( EA ) b dx b N EA << du dx ( EA) b du u, u b jsou posunutí koleje resp. mostu N, N b normálové síly v koleji, resp. v mostu r l =r(u b -u) podélný odpor jako funkce velikosti posunu EA, (EA) b tuhost koleje resp. mostu v podélném směru -α T, -(α T) b deformace od teplotního zatížení koleje, resp. mostu

Bezstyková kolej na mostech Model podélného odporu Podélný odpor r [N.m ] -1 r 0 (r = k.u) r l = k ( u u ) b 0 Posunutí u [m]

Bezstyková kolej na mostech Příklad pro most o jednom poli prostý nosník ( ) 0 0 0 3 3 3 1 1 1 1 = + = + = + u k u A E u u k u A E u k u A E Řešením soustavy diferenciálních rovnic je pro posunutí bezstykové koleje: ( ) ( ) ( ) x x m x x x x e C e B x u x T e C e B x u e C e B x u + = + + = + = 3 3 1 1 3 3 3 1 1 1 1 λ λ λ λ λ λ α Řešením soustavy diferenciálních rovnic je pro posunutí mostní konstrukce: ( ) x T x u m = 1 1 α EA k i λ i =

Bezstyková kolej na mostech Příklad pro most o jednom poli prostý nosník Pro dotčené mostní konstrukce platí okrajové podmínky pro řešení diferenciálních rovnic pro BK: Řešením soustavy diferenciálních rovnic je pro ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 0 0 0 0 0 3 3 1 1 = = = = u u l u u u u ( ) ( ) ( ) ( ) 0 0 0 3 1 N l N N N = = Řešením soustavy diferenciálních rovnic je pro posunutí mostní konstrukce: ( ) 0 0 1 = u ( ) 0 1 1 = l N Z uvedených okrajových podmínek vyplývá soustava rovnic: ( ) 0 0 : ) 1 1 1 = = C u ( ) ( ) 0 : 0 0 ) 1 1 = = C B B u u ( ) ( ) 1 3 3 3 : 0 ) 3 l T C B e C e B u l u m l l = + = α λ λ ( ) 0 0 : ) 4 3 3 = = B u ( ) ( ) 1 1 1 1 1 1 1 : 0 0 ) 5 T T T C B C B N N m + = + = α α α λ λ λ λ ( ) ( ) 1 3 3 3 3 3 3 : 0 ) 6 T T T C B e C e B N l N m l l = + = α α α λ λ λ λ λ λ

Bezstyková kolej na mostech

Příklady průběhu sil a posunutí v BK na mostě

Bezstyková kolej na mostech Parametry modelu a zatížení teplotou Teploty t [ C] t [ C] max. min. max. min. Most ocelový s ložem + 30-30 + 0-50 bez lože +35-35 + 5-55 ocelobetonový s ložem + 30-0 + 0-40 betonový s ložem i bez +30-15 + 0-35 Teploty max. min. max. min. Kolejnice Upínací dle S3/ + 17 + 3 + 43-53 teplota uvažovaná + 17 + 3 + 43-53 Most Při upínání + + 0 + 10

Bezstyková kolej na mostech Parametry modelu a zatížení teplotou Pražce [10 6 N.mm - ] k i Běžný stav Lom kolejnice Most s kolejovým ložem betonové 5 dřevěné 1 Bez kolejového lože centricky 7 10 plošně 8 Mimo most betonové 5 10 Most s kolejovým ložem α m [10-6 / C] Ocelový 6 Ocelobetonový 5 Betonový 5 Most bez kolejového ložem α m [10-6 / C] Ocelový 9 Ocelobetonový 6 Betonový 6

Pojistné úhelníky na mostech Na nově navrhovaných a přestavovaných mostech se na konstrukcích bez kolejového lože, pojížděných rychlostí větší než 30 km.h -1 umisťují mezi kolejnice pojistné úhelníky jako bezpečnostní zařízení při vykolejení vozidel, jde-li o most: se vzdáleností závěrných zdí větší než 0,0 m se vzdáleností závěrných zdí 15,0 až 0,0 m, je-li na něm kolej s poloměrem oblouku menším než 300 m

Pojistné úhelníky na mostech Vzdálenost mezi pojížděnou hranou kolejnice a pojistným úhelníkem je 180 mm. Horní hrana pojistného úhelníku je v rozmezí 16 mm pod až mm nad spojnicí temen kolejnice. V koleji s mostnicemi se používají tyto tvary pojistných úhelníků: u kolejnic UIC 60 a R 65: 00x00x14, 180x180x14 na ocelové podložce tl. 10 mm, 160x100x14 kratším ramenem na ocelové podložce tloušťky 30 mm u kolejnic tvaru S 49: 160x100x14 s kratším ramenem na mostnici Na konstrukcích s přímým uložením koleje se používají úhelníky 160x100x14, osazené na připevňující stoličky delším ramenem, osová vzdálenost stoliček je nejvíce 100 mm. Pojistné úhelníky včetně svého ukončení musí být prodlouženy do tratě nejméně o 10,0m od líce závěrné zdi.

Pojistné úhelníky na mostech Pojistné úhelníky se spojují šroubovými spoji nebo se svařují, nad dilatujícími konci nosných konstrukcí se však používají pouze šroubové spoje. Pojistné úhelníky se připevňují dvěma vrtulemi ke každé mostnici nebo pražci, u přímého uložení koleje se připevňují šrouby.

Zajišťovací úhelníky Zajišťovací úhelníky zajišťují polohu centricky uložených mostnic po délce nosné konstrukce, nejsou-li na konstrukci pojistné úhelníky. Mají rozměr 90x90x10 a umisťují se ve vzdálenosti 180 mm od pojížděné hrany kolejnice.

Stávající železniční svršek U stávajícího železničního svršku je možné do nejbližší rekonstrukce ponechat: starší typy kolejnic; klasické žebrové podkladnice šířky 150 mm a rozponové podkladnice T6 šířky 00 mm; u kolejnice S 49 lze použít pojistný úhelník 150.10.14 s kratším ramenem na ocelové podložce tloušťky 10 mm; vzdálenost pojistných úhelníků od pojížděné hrany kolejnice 160 až 00 mm, přitom horní hrana pojistného úhelníku smí být až 30 mm nad temenem kolejnice; ukončení pojistných úhelníků smí být provedeno pomocí dřevěného klínu.

Mostní provizoria Pro potřebu rychlé náhrady poškozených mostních konstrukcí byly pro železniční tratě vyvinuty mostní provizoria těchto typů: Inventární mostní provizoria jsou nejběžnějším typem u SŽDC pro krátkodobé zatímní železniční mosty. Jejich konstrukční a statické charakteristiky jsou uvedeny v evidenčním listě mostního provizoria. Mostní konstrukce jsou ve správě příslušné správy dopravní cesty. Konstrukce sestavené z dílců a materiálů určených původně pro vojenské účely se používají pro zatímní dlouhodobé mosty konstrukce sestavené z dílců a materiálů pro vojenské účely. Konstrukční a statické charakteristiky se prokazují výpočtem. Neinventární konstrukce se vyrábí pro dané případy a účely, provizorium se pro daný případ staticky a konstrukčně navrhuje a posuzuje.

Mostní provizoria Mostní provizoria byla v minulostni dimenzována na zatěžovací vlaky podle ČSN 73 0603 68

Inventární mostní provizoria Válcované nosníky VN 4,6 nebo 8 nosníků z válcovaných profilů IP, nosníky jsou výšky 600, 750 a 1000 mm a délky 1 až 6 m. Příčná ztužidla a systém vodorovných a svislých táhel. Kolej je uložena na pražcích nebo mostnicích, uložených na horních pásech nosníků, ke kterým je připevněny svislými šrouby a speciálními příchytkami. Maximální rychlost pojíždění je 30 km.h -1, maximální převýšení 30 mm se zřizuje nakloněním mostního provizoria. Dimenzován na bývalý zatěžovací vlak C.

Inventární mostní provizoria Válcované nosníky VN

Inventární mostní provizoria Samostatné nosníky SN Mostní provizoria jsou tvořena nosníky tvaru I trvale spojenými příčným a podélným ztužením s rozpětím od 8 do 15 m. I nosníky jsou buď válcované nebo nýtované. Kolej je uložena na pražcích nebo mostnicích, uložených na horních pásech nosníků. Maximální rychlost pojíždění je 50 km.h-1, převýšení až 60 mm se zřizuje nakloněním mostního provizoria. Zatižitelnost mostního provizoria se pro každé použití prokazuje statickým přepočtem.

Inventární mostní provizoria Dvojité nosníky Mostní provizorium je tvořeno dvěma páry nosníků tvaru I, spojena příčným a podélným ztužením. Jedná se o mostní provizorium se zapuštěnou mostovkou. Kolej je uložena na podélných dřevech, nebo na pražcích uložených na horních pásech nosníků. Výhodou je nezávislost směrové polohy koleje na poloze nosníků. Rozpětí provizoria se pohybuje od 8 do 15 m. Maximální rychlost pojíždění je 50 km.h -1, převýšení až 30 mm se zřizuje nakloněním mostního provizoria. Zatižitelnost mostního provizoria se pro každé použití prokazuje statickým přepočtem.

Inventární mostní provizoria Dvojité nosníky Tomek DNT Mostní provizorium má zapuštěnou mostovku s přímým uložením koleje, vyznačuje se malou konstrukční výškou. Konstrukce je tvořena ze čtyř párů nosníků z válcovaného profilu U s přivařenými zesilujícími pásnicemi. Délka provizoria je 4,7 m, rozpětí 4, m. Maximální rychlost pojíždění je 0 km.h -1. Je dimenzován na bývalý zatěžovací vlak C. Upravené mostní provizorium DNTu Má zvýšenou příčnou tuhost a je doplněno o úložné desky. Je určeno pro soustavu železničního svršku R 65 a S 49. Minimální poloměr koleje na provizoriu je 300 m. Maximální rychlost pojíždění je 0 km.h -1. Zatižitelnost 97 % zatěžovacího vlaku C.

Inventární mostní provizoria Dvojité nosníky Tomek DNT

Inventární mostní provizoria Dvojité nosníky Pěkný DN Mostní provizorium má zapuštěnou mostovku s přímým uložením koleje z dvojčitých svařovaných nosníků. Vzhledem k proměnné výšce nosníku se používají dva typy příčníkových stoliček. Délka provizoria je 6,5 m, rozpětí 6,0 m. Maximální rychlost pojíždění je 0 km.h -1. Je dimenzován na bývalý zatěžovací vlak C. Na základě statického výpočtu je možné v jednotlivém případě připustit i vyšší rychlost. V letech 1989 90 byla zpracována úprava ne provizorium DNPu, která řešila zvětšení vodorovné a příčné tuhosti a doplnění o úložné desky.

Inventární mostní provizoria Dvojité nosníky Pěkný DN

Inventární mostní provizoria Dvojité nosníky Dresden DND Je z dvojčitých nosníků obdélníkového uzavřeného průřezu se zapuštěnou mostovkou a přímým uložením. Provizoria jsou používána ve dvou variantách: pro rozpětí 4,00 m: dvojčitý nosník tvoří dva skříňové nosníky, uložené na plocho a příčníkové stoličky, konstrukce nemá vodorovné ztužení; pro rozpětí 7,80 m: konstrukci tvoří celkem 8 ks nosníků, uložených na výšku a příčníkové stoličky, které jsou zavěšeny mezi dolní pásnice a jsou společné pro dva kolejnicové pásy. Maximální rychlost pojíždění je 30 km.h -1. Zatižitelnost mostního provizoria je 100 % zatěžovacího vlaku C.

Inventární mostní provizoria Dvojité nosníky Faltus DNF (Škoda Faltus) Konstrukce je tvořena dvojčitými nosníky ve tvaru I, které jsou spojeny příčným a podélným ztužením. Každý nosník je sešroubován z U nosníků, vzájemným posunutím ve dvojici je možné měnit rozpětí od 13,50 do 15,75 m. Nosníky v páru jsou spojeny příčníkovými stoličkami, které tvoří zapuštěnou mostovku. Maximální rychlost pojíždění je 30 km.h -1.

Inventární mostní provizoria Dvojité nosníky Faltus DNF (Škoda Faltus)

Inventární mostní provizoria Komorové nosníky KN, KNO, KN Konstrukce jsou tvořeny komorovým nosníkem lichoběžníkového tvaru KN, případně je spodní pásnice odlehčena KNO. Ložiska jsou součástí soupravy. Používají se pro rozpětí 7,68 až 30,5 m. Mostní provizorium typu KN je tvořeno dvěma komorovými nosníky obdélníkového průřezu s přímým uložením koleje. Rozpětí je 4,0 a 7,0 m. Konstrukce se neosvědčila z důvodu malé příčné tuhosti.

Inventární mostní provizoria Komorové nosníky KN

Inventární mostní provizoria Komorové nosníky KN

Mostní provizoria z vojenského materiálu ŽM 16 Je tvořeno ocelovou, příhradovou rozebíratelnou konstrukcí s otevřenou mostovkou, kterou lze navrhnout jako horní, zapuštěnou nebo dolní podle způsobu umístění příčníků. Hlavní nosník je příhradový, přímopásový, tvořený kosočtvercovými elementy, nahoře a dole doplněný pásy. V závislosti na rozpětí se hlavní nosníky navrhují jednopatrové jednostěnné až třípatrové dvoustěnné, s pásy zesílenými nebo nezesílenými. Osová vzdálenost podélníků je 1700 mm, v případě dolní mostovky je vzdálenost nosné konstrukce od osy koleje 00 mm. Mostní konstrukce byla přepočtena na zatěžovací vlak B a C podle ČSN 73 60 53. Označení mostní konstrukce se provádí zkratkami, např. ŽM 16 3p 1sz 75 bm označuje most třípatrový jednostěnný se zesílenými pásy, rozpětí 75 m s horní mostovkou. Největší přípustná rozpětí jsou pro dané typy konstrukcí tabelizována. Mostní provizorium označené ŽM 16 M je modernizovanou verzí. Mostní konstrukce tohoto typu se používají většinou jako jednostěnné, jednopatrové pro rozpětí 48 m a dvoupatrové pro rozpětí 66 m.

Použitá a doporučená literatura [1] SŽDC s.o: Předpis S3 Železniční svršek. Schváleno generálním ředitelem SŽDC dne 3.6.008 pod č.j.: 9675/08-OP, účinnost od 1. října 008 [] ESVELD, C., Modern Railway Track. Second Edition. Delft, MRT Production, 001, nd ed. 654 p. ISBN 90-80034-3-3 [3] PLÁŠEK, O. Železniční stavby. Návody do cvičení..doplněné vyd., Brno: CERM, s.r.o. Brno, 003. 110 str. ISBN 80-704-67-X [4] FRÝBA, L.: Dynamika železničních mostů. 1.vyd., Academia, Praha 199. 38 str. ISBN 80-00-06-6 [5] KLIMEŠ, F.: Železniční stavitelství II. SNTL, ALFA,. přepracované vydání, Praha 1981, 31 str. Železniční svršek na mostech