OTTO PLÁŠEK ŽELEZNIČNÍ STAVBY...

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STAVEBNÍ

OTTO PLÁŠEK

ŽELEZNIČNÍ STAVBY I MODUL 3

VÝHYBKY A VÝHYBKOVÉ KONSTRUKCE

STUDIJNÍ OPORY PRO STUDIJNÍ PROGRAMY S KOMBINOVANOU FORMOU STUDIA

ŽELEZNIČNÍ KONSTRUKCE I · Modul 3

- 2 (74) -

© Otto Plášek, Brno 2007

Obsah

- 3 (74) -

OBSAH

Úvod....................................................................................................................5 Cíle 5 Požadované znalosti .......................................................................................5 Doba potřebná ke studiu .................................................................................5 Klíčová slova ..................................................................................................5

5 Výhybky a výhybkové konstrukce ..............................................................6 5.1 Rozdělení výhybek a výhybkových konstrukcí ....................................6 5.2 Transformace výhybky .......................................................................10 5.3 Konstrukční a materiálové uspořádání jednoduché výhybky .............12

5.3.1 Výměnová část výhybky.......................................................13 5.3.2 Opornice................................................................................13 5.3.3 Jazyky ...................................................................................14 5.3.4 Srdcovky ...............................................................................16 5.3.5 Výhybkové pražce ................................................................22 5.3.6 Kolejnice ve výhybkách........................................................23 5.3.7 Upevnění kolejnic ve výhybce..............................................24 5.3.8 25 5.3.9 Výměnové závěry .................................................................26

6 Soustavy výhybek .......................................................................................29 6.1 Značení výhybek .................................................................................29

a) Označení druhu konstrukce...................................................30 b) Soustava železničního svršku ....................................................30 c) Úhel odbočení nebo křížení........................................................30 d) Poloměr oblouku v konstrukci ...................................................31 e) Typ výhybek a výhybkových konstrukcí ...................................31 f) Žlabový pražec ...........................................................................31 g) Směr odbočení ...........................................................................31 h) Poloha stavěcího zařízení nebo spřáhla závěrů..........................32 i) Druh závěru.................................................................................32 j) Druh pražců.................................................................................32 k) Druh upevnění............................................................................32 i) Typ srdcovky ..............................................................................32 i) Vzdálenost os kolejí....................................................................34 n) Doplňující informace .................................................................34

6.2 Soustava poměrových výhybek UIC 60 a S 49...................................34 6.3 Soustava stupňových výhybek ............................................................40

7 Výhybkové sestavy......................................................................................42 7.1 Výhybková spojení .............................................................................42

8 Výhybky pro vysoké rychlosti ...................................................................48 8.1 Zásady konstrukce, směry vývoje .......................................................49

8.1.1 Geometrické uspořádání odbočné větve výhybky ................49


- 4 (74) -

8.1.2 Zlepšení kontaktní a jízdní geometrie .................................. 50 8.1.3 Snížení tuhosti jídní dráhy.................................................... 52 8.1.4 Ovládání výhybky ................................................................ 58 8.1.5 Technologie montáže a kladení výhybek ............................. 62 8.1.6 Dohlédací zařízení................................................................ 64 8.1.7 Nové materiály v konstrukci srdcovek................................. 64 8.1.8 Pohyblivé hroty srdcovek..................................................... 66

8.2 Konstrukční zásady pro výhybky podle technických specifikací interoperbility ..................................................................................... 66 8.2.1 Svislé síly ............................................................................. 66 8.2.2 Příčné síly ............................................................................. 67 8.2.3 Podélné síly .......................................................................... 67 8.2.4 Kolejnice .............................................................................. 67 8.2.5 Upevnění kolejnic ................................................................ 67 8.2.6 Kolejnicové podpory ............................................................ 68 8.2.7 Výměny a srdcovky.............................................................. 68

Závěr ................................................................................................................ 69 Shrnutí.......................................................................................................... 69 Studijní prameny.......................................................................................... 69

Seznam použité literatury ................................................................... 69 Seznam doplňkové studijní literatury................................................. 70 Odkazy na další studijní zdroje a prameny......................................... 70

Úvod

- 5 (74) -

Úvod

Cíle

Tento modul je zaměřen na výhybky a výhybkové konstrukce. Předmětem Vašeho studia bude jednak konstrukce výhybek a výhybkových konstrukcí, jednak kolejových rozvětvení. Naučíte se jakým způsobem se výhybky používají, jak je možné je upravit transformací. Zjistíte, že je nutné dodržovat pravidla pro sestavování výhybkových spojení tak, aby byla bezpečná a pohodlná pro cestující. V závěru se dozvíte další detaily, věnované používání výhybek pro vysoké rychlosti.

Požadované znalosti

Ke studiu budete nezbytně potřebovat dobré znalosti návrhu a posouzení kon-strukčního a geometrického uspořádání koleje. Probíraná látka je v podstatě rozšíření kapitol o konstrukci železničního svršku, její znalost je tedy nezbytná.

Doba potřebná ke studiu

Studium si rozdělte do čtyř bloků:

• Rozdělení výhybek a výhybkových konstrukcí

• Konstrukce výhybek a výhybkových konstrukcí

• Výhybkové sestavy

• Výhybky pro vysoké rychlosti

Předpokládáme, že látku každého bloku budete studovat vždy čtyři hodiny. U tohoto bloku budete procvičovat probranou látku minimálně, souhrnně pro-cvičíte látku po dokončení modulu 2 při vykreslování příčných řezů. Zbylý čas pak můžete věnovat studiu doporučené literatury. Celkem předpokládáme, že u tohoto modulu strávíte 9 hodin.

Klíčová slova

výhybky a výhybkové konstrukce, výměny, srdcovky, transformace výhybek


- 6 (74) -

5 Výhybky a výhybkové konstrukce

Výhybky a výhybkové konstrukce jsou kolejové konstrukce, které zajišťují nesení a vedení vozidla v libovolně zvoleném směru mezi různě se rozvětvují-cími nebo navzájem se křížícími kolejemi; V širším významu uvedený termín zahrnuje určité kolejové konstrukce s příbuznými částmi mající jiné funkce.

5.1 Rozdělení výhybek a výhybkových konstrukcí

Podle geometrického uspořádání se výhybky a výhybkové konstrukce dělí na

− normálněrozchodné (1435 mm)

− úzkorozchodné (760 mm)

dále na

− výhybky

− kolejové křižovatky – zařízení, které umožňuje jízdu vozidel po vzájemně se křížících kolejích

Obr. 1 Kolejová křižovatka

− jednoduché kolejové spojky

Obr. 2 Jednoduchá kolejová spojka

- 7 (74) -

− dvojité kolejové spojky

Obr. 3 Dvojitá kolejová spojka

− atypické konstrukce, např.:

kolejová splítka – zařízení, které umožňuje jízdu vozidel ze dvou kolejí, buď různých nebo stejných rozchodů, do společné-ho úseku koleje se čtyřmi kolejnicemi (a naopak)

Obr. 4 Kolejová splítka

Za atypické konstrukce se považují výhybky a výhybkové konstrukce, u nichž není platná typizovaná dokumentace. Jde zejména o:

− kolejové křižovatky, jejichž alespoň jedna větev je tvořena oblou-kem;

− kolejové křižovatky koleje normálního rozchodu s kolejí jiného roz-chodu nebo s kolejí dráhy tramvajové;

− křižovatkové výhybky s vnějšími jazyky včetně transformací v celé délce výhybky;

− splítky, v nichž dochází k propojení kolejových roštů obou kolejí;

− dvojité kolejové spojky poloviční, které na rozdíl od dvojité kolejo-vé spojky nemají jednu z přímých větví (sestávají z dvou výhybek v kombinaci, upraveného středu DKS a dalších kolejí);

− obloukové výhybky v složeném oblouku nebo v přechodnici.

Atypické konstrukce lze navrhovat jen se souhlasem SŽDC OP a na základě jím schválené dokumentace konstrukce.


- 8 (74) -

Výhybky se dělí na:

− jednoduché – zařízení, které umožňuje jízdu vozidel ze dvou kolejí do jedné společné koleje

v základním tvaru (diverging turnout)

Obr. 5 Jednoduchá výhybka

Výhybky jednoduché v základním tvaru jsou výhybky, u nichž jedna větev je tvořena přímou a druhá (odbočná) větev oblou-kem nebo obloukem a přímou (přímými), případně křivkou.

− obloukové (jednostranná, oboustranná,) (inside/outside curved tur-nout),

Výhybky obloukové jednostranné i oboustranné vznikají trans-formací z výhybek jednoduchých v základním tvaru s tečným uspořádáním jazyků. Obě jejich větve jsou tvořeny kružnicovým obloukem, složeným obloukem ze dvou kružnicových oblouků nebo kružnicovým obloukem a přímou před koncovým stykem.

− oboustranné

Obr. 6 Oboustranná výhybka nesymetrická

− symetrické (equal split turnout)

Obr. 7 Symetrická výhybka

Jde výhradně o výhybky tvaru SS49 1:5,7-230 a OT 10

- 9 (74) -

− dvojitá výhybka

Výhybky dvojité mají vedle přímé větve dvě větve odbočné, buď na jednu stranu (jednostranné), nebo na obě (oboustranné).

Obr. 8 Jednostranná dvojitá výhybka

− celé křižovatkové, s vnitřními/ vnějšími jazyky

Obr. 9 Celá křižovatková výhybka s vnitřními jazyky

Křižovatkové výhybky s vnějšími jazyky se považují v železničních tratích České republiky za atypické konstrukce.

Obr. 10 Celá křižovatková výhybka s vnějšími jazyky

− poloviční křižovatkové, s vnitřními/ vnějšími jazyky

Obr. 11 Poloviční křižovatková výhybka


- 10 (74) -

Podle způsobu popisu úhlu odbočení nebo křížení

− poměrové, u nichž je velikost úhlu odbočení nebo křížení udávána tangentou úhlu (poměrem).

− stupňové, u nichž je velikost úhlu odbočení nebo křížení udávána ve stupních. Nově se nevkládají a v koleji mohou být ponechány do vyčerpání jejich životnosti.

5.2 Transformace výhybky

Obr. 12 Vytyčovací schéma poměrové výhybky obloukové

Při transformaci se zachovává úhel odbočení a délka tečny kružnicového ob-louku výhybky v základním tvaru. Výhybku je možné transformovat, pokud má tečné uspořádání jazyků, vějířovité rozdělení pražců a oblouk odbočné vět-ve začíná v začátku výhybky. Potom platí: pro výhybky obloukové jednostran-né při výpočtu transformace podle úhlů platí:

2αtgrt ⋅=

(1) 21 ααα +=

(2)

2

;

22

21

1 ααtg

trtg

tr ==

(3) Při výpočtu transformace podle poloměrů pro výhybku obloukovou jed-nostrannou platí:

2

22

1 rrtrr

r−+⋅

=

(4)

rrtrr

r−−⋅

=1

21

2

(5)

- 11 (74) -

2,12,1 2

rtarctg⋅=α

(6) Pro výhybky obloukové jednostranné při výpočtu transformace podle úhlů pla-tí:

21 ααα += (7)

Ostatní vztahy jsou stejné jako pro obloukovou jednostrannou výhybku (1), (3). Při výpočtu transformace podle poloměrů pro výhybku obloukovou jed-nostrannou platí:

rrtrr

r−+⋅

=2

22

1

(8)

rrtrrr

−+⋅

=1

21

2

(9) kde

t............................................. je délka tečny kružnicového oblouku výhybky v základním tvaru (hodnoty a = c podle tab. 4)

r ............................................ je poloměr oblouku výhybky v základním tvaru r1,2 ......................................... jsou poloměry oblouků obloukové výhybky α............................................ je úhel odbočení výhybky v základním tvaru α1,2 ........................................ jsou vrcholové úhly větví obloukové výhybky Pokud je v odbočné větvi výhybky v základním tvaru vložena před koncový styk přímá, při transformaci v obou větvích:

- přímá srdcovka zůstává vždy přímá;

- prodloužení kolejnic navazujících na srdcovku z důvodu svařitel-nosti může být nahrazeno obloukem libovolného poloměru nebo může přímá zůstat (i různě v obou větvích) za podmínek obdobných jako u výhybek jednoduchých v základním tvaru;

- pro úpravu velikosti úhlu standardní výhybky platí obdobné pod-mínky, jako u výhybek jednoduchých v základním tvaru.

Kontrolní otázky Jak se dělí výhybky a výhybkové konstrukce? Jaký je rozdíl mezi výhybkou obloukovou oboustrannou a výhybkou oboustrannou?

Jaké jsou podmínky pro transformaci výhybky?


- 12 (74) -

5.3 Konstrukční a materiálové uspořádání jedno-duché výhybky

Jednoduchá výhybka odbočuje z hlavního přímého směru obloukem o polomě-ru r do směru odbočného do druhé koleje. Jednoduchá výhybka se skládá ze tří hlavních částí

Obr. 13 Konstrukční uspořádání výhybky

- z výměny, tj. z části, ve které se rozvětvuje jedna kolej ve dvě,

z hlediska konstrukce výhybky hovoříme o výměnové části

- ze srdcovky, ve které se protínají kolejnicové pásy obou směrů, konstrukčně je srdcovka umístěna v srdcovkové části výhybky

- z výhybkových kolejí, ležících mezi výměnou a srdcovkou, kon-strukčně je tvoří jedna nebo více středních částí výhybky

Podle směru, kterým se odchyluje odbočná větev výhybky od hlavního přímé-ho směru, pozorováno od výměny k srdcovce, rozeznáváme výhybku pravou a levou. Odbočná větev výhybky je odkloněna od hlavního přímého směru o úhel α, tento úhel se nazývá úhel odbočení. Úhel se u výhybek starší konstrukce udává ve stupních (6 st., 7 st.), u současných výhybek se udává poměrem 1:a (1:9, 1:12). Ve výhybkách se v obloucích rozšiřuje rozchod. Rozšíření rozcho-du stanoví příslušná správa dráhy. U ČD se rozšiřuje rozchod ve výhybkách pro poloměry menší než 190 m u soustavy UIC 60 a S 49 druhé generace, u výhybek soustavy R 65 a S 49 první generace pro poloměry menší než 215 m.

Průsečík pojízdné hrany vnějšího kolejnicového pásu odbočné větve a pojízdné hrany kolejnicového pásu přímé větve se nazývá matematický bod křížení (MBK), tvoří teoretický hrot srdcovky. Stavební délka výhybky je určena dél-kou mezi výměnovým stykem (kolejnicový styk na začátku výhybky) a stykem koncovým v hlavní přímé větvi.

- 13 (74) -

Obr. 14 Základní názvosloví

5.3.1 Výměnová část výhybky

Výměna se skládá z opornic, jazyků a spojovacích tyčí, kluzných stoliček, vý-měnových závěrů, jazykových opěrek a dalšího drobného kolejiva. U výhybek starší konstrukce lze nalézt podvlak jazyka a kořenové stoličky. Rozeznáváme opornici přímou a ohnutou a také dva jazyky: přímý a ohnutý. Má-li vozidlo jet v přímém směru, přiléhá přímý jazyk k ohnuté opornici a a spolu s přímou opornicí tvoří jízdní dráhu pro obě kola dvojkolí. Ohnutý jazyk odléhá od pří-mé opornice a vytváří kolejový žlábek. Při jízdě odbočným směrem se role opornic a jazyků vymění. Jazyky jsou ve výhybce upevněny v místě nazýva-ném kořen.

Obr. 15 Jazyka a opornice ve výměně

5.3.2 Opornice

Opornice jsou kolejnice obvyklého průřezu, avšak jiných délek a odlišného děrování. Část hlavy opornice v místě přiléhání jazyka je opracována ve sklonu 3:1 (původně u ČD 2,5:1) tak, aby jazyk nemusel být opracován do příliš ost-


- 14 (74) -

rého hrotu. Opornice je v neutrální ose děrována pro připevnění opornicových a jazykových opěrek. U výhybek současné konstrukce se používá upevnění opornice pomocí vnější pružné svěrky a pružné spony, vsunuté do kluzné sto-ličky. U takto upnutých opornic se opornicové opěrky nepoužívají. Kolejnice se ve výhybkách zpravidla upevňují bez úklonu. Před výhybkovými konstruk-cemi a za nimi se zřizuje přechod změny úklonu kolejnice pomocí podkladnic s odstupňovaným úklonem.

Obr. 16 Řezy opornicí a jazykem

5.3.3 Jazyky

Výškové opracování jazyků má zajistit plynulý přechod kola z opornice na jazyk. Pokud přechází kolo na jazyk v místě, kde je příliš úzký, dochází k nadměrnému ojíždění profilu jazyka. Pokud je jazyk opracován příliš daleko, dochází k poklesu kola, protže se valí po kružnici o menším poloměru styčné kružnice. Takové kolo po poklesu přejde na stoupající jazyk a vyvodí na kon-strukci srdcovky ráz. Začátek opracování jazyka byl posunut ze šířky jazyka 63 mm do šířky 55 mm

Obr. 17 Jazyk výhybky a jeho hoblování

Geometrické uspořádání ohnutého jazyka má zásadní vliv na jízdu vozidla ve výhybce. Důležitá je vzájemná poloha pojížděné hrany ohnutého jazyka a pří-mé opornice. Rozeznáváme především uspořádání sečné uspořádání jazyka a tečné uspořádání jazyka, pojížděná hrana přímé opornice je tečnou k pojížděné hraně ohnutého jazyka. Dalšími možnostmi je parabolické uspořádání jazyka, kde geometrie pojížděné hrany má proměnnou křivost a přímkové uspořádání jazyka.

Sečné uspořádání jazyků je charakteristické pro výhybky starší konstrukce. U současných výhybek běžné konstrukce se užívá tečného upořádání jazyka. Z konstrukčních důvodů je jazyk ukončen ve vzdálenosti 800 mm od toeretic-

- 15 (74) -

kého bodu dotyku, jinak by bylo nutno vyrábět velmi ostrý a tenký jazyk, který by se lámal. Jazyk je ukončen přímkovým zkosením na délku 150 mm. V tomto místě vzniká náběžný úhel a malé rozšíření rozchodu. Tečné uspořá-dání jazyka bylo různé u starších konstrukcí výhybek a je vysvětleno níže. Pa-rabolické uspořádání se volí u výhybek pro vysoké rychlosti jízdy odbočkou. Přímkové uspořádání jazyků se v současné době nepoužívá, v minulosti se po-užívalo pro výhybky průmyslových, důlních a lesních drah.

a) tečné s přímkovým zakončením a zavedením hrotu za pojížděnou hranu (PH) opornice - výhybky soustav UIC 60, S 49 2. generace;

- výhybky soustav R 65, S 49 1. generace (vyráběné od roku 1986).

3

200800t = 1000

t = 1000

R +

e/2

ZV ZJ

R +

e/2

PH opornice

PH jazyka

Obr. 18 – Tečné uspořádání jazyka s přímkovým zakončením a zavedením hro-

tu za pojížděnou hranu

b) tečné se skoseným hrotem - výhybky R 65, S 49 1. generace původního provedení (vyráběné do roku 1985 včetně), T 1:9-300

PH jazyka

PH opornice

R +

e/2

ZV

ZJR

+ e

/2

5

150

Obr. 19 – Tečné uspořádání jazyků se zkoseným hrotem

c) tečné s tečnovým (přímkovým) zakončením - výhybky soustav T s úhlem odbočení 5°, 4°, 3°06',

R +

e/2R

+ e

/2ZV ZJ PH opornice

PH jazyka

t

t

Obr. 20 – Tečné uspořádání jazyků s tečným přímkovým zakončením

d) sečné - výhybky soustav T, A s úhlem odbočení 6°, 7°, 8°30'.

ZV ZJ PH opornice

PH jazyka

R

R

m

Obr. 21 – Sečné uspořádání jazyků

kde


- 16 (74) -

PH ...................................... pojížděná hrana e ......................................... rozchod koleje ZJ ....................................... začátek jazyka ZV...................................... začátek výměny (výměnový styk) R ......................................... poloměr oblouku ve výhybce Jazyky jsou jednou z nejnamáhanějších součástí výhybky. Pro výrobu jazyků se zpravidla používá kvalitnější ocel. Jazyk je nižší než opornice a má obvykle zvonový průřez, vyznačující se větší ohybovou tuhostí v příčném směru. Jazyk se pohybuje volně v příčném směru po kluzných stoličkách, opatřených vrst-vou vhodného maziva pro snížení přestavného odporu. V kořeni jazyka, tj. v místě, kolem kterého se jazyk otáčí, je jazyk upevněn dvěma způsoby:

- čepově

- pérově

Čepové upevnění jazyka je starší konstrukce, v současné době se vyskytuje vyjímečně a v nedávné minulosti bylo běžné pro výhybky tramvajových drah. V současné době se užívají pérové jazyky, kdy jazyk se v oblasti pružně ohýbá. Používají se pérové svařované jazyky, které jsou složeny ze dvou částí. Jazy-ková kolejnice je na konci přelisována na normální příčný průřez kolejnice, se kterou je svařen. U výhybek starší konstrukce se v místě jazyka oslaboval prů-řez kolejnic hoblováním paty a u výhybek tvaru A se v důsledku oslabení prů-řezu kořen osazoval podvlaky. U výhybek současné konstrukce se průřez jazy-ka příčně neoslabuje a prohýbá se prakticky po celé délce.

Jazyk není upevněn tak jako kolejnice pomocí svěrek, ale volně leží na kluz-ných stoličkách. Kluzné stoličky jsou ocelové desky, jejichž kluzné plochy jsou pečlivě opracovány a opatřeny mazivem. V současné době se nahrazují mine-rální oleje ekologickými mazivy, která jsou bilogicky rozložitelné. U výhybek moderní konstrukce se snižuje přestavný odpor montáží válečkových stoliček, které při přestavování jazyk přizvednou a přesunou na válečcích. Současná konstrukce kluzných stoliček umožňuje montáž topných tyčí pro elektrický ohřev výhybek. Upravené kluzné stoličky umožňují vložení pryžových podlo-žek pod patu kolejnice.

5.3.4 Srdcovky

Srdcovka zprostředkovává křížení pojížděných hran kolejnic. Podle toho, po-kračuje-li oblouk v odbočné větvi průběžně přes srdcovku, jedná se o srdcovku obloukovou, v opačném případě o srdcovku přímou.

- 17 (74) -

Obr. 22 Geometrické uspořádání jednoduché srdcovky

Kříží-li se pojížděné hrany pod ostrým úhlem, jedná se o jednoduchou srdcov-ku, kříži-li se pod tupým úhlem, jedná se o srdcovku dvojitou.

Obr. 23 Jednoduchá srdcovka

Jednoduchá srdcovka má jeden srdcovkový klín a dvě křídlové kolejnice. Ge-ometrické uspořádání srdcovky je na Obr. 23. Kolo je při průjezdu srdcovkou v místě přerušení pojížděné hrany bez vedení.

Obr. 24 Průjezd kola srdcovkou

Dráha dvojkolí je zajištěna nuceným vedením druhého kola dvojkolí pomocí přídržnice. Přídržnice jsou umístěny u protilehlých kolejnic. Jako přídržnice se používá speciálně válcovaných profilů, upevněných závisle nebo nezávisle (současná konstrukční úprava) na pojížděné kolejnici.

Z konstrukčního hlediska se srdcovky dělí:

- montované srdcovky z válcovaných profilů;

- montované srdcovky s litými srdcovkovými klíny;

- montované srdcovky s litým středem srdcovky;


- 18 (74) -

- srdcovky lité;

- srdcovky s pohyblivými částmi.

Obr. 25 Přídržnice v jednoduché srdcovce

Obr. 26 Jednoduchá srdcovka

- 19 (74) -

Obr. 27 Jednoduchá srdcovka s pohyblivým hrotem

Dvojitá srdcovka se skládá ze dvou srdcovkových klínů, kolenové kolejnice a přídržnice. Používá se u kolejových křižovatek a v křižovatkových výhybkách.

Ke konstrukci přímo pojížděných částí výhybky se používají u ČD válcované profily z oceli UIC 900A (nezaměňovat s ocelí 95 ČSD-Vk) a odlitky se zvý-šenou odoloností proti otěru nebo výkovky o minimální pevnosti v tahu 1175 MPa. Všechny části se u výrobce defektoskopicky kontrolují.

Srdcovky typu VARIO byly postupně nahrazeny srdcovkami INSERT, celoli-tými manganovými srdcovkami. U celolitých manganových srdcovek se vy-


- 20 (74) -

skytly v omezeném počtu trhliny, dané technologií výroby a konstrukcí srd-covky. V poslední době se srdcovky na výhybkách pro hlavní koleje celostát-ních drah vybavují srdcovkami ze zkráceného monobloku z manganové nebo bainitické oceli. U výhybek v ostatních kolejích a na regionálních tratích se používají srdcovky s kovaným kaleným klínem a nadvýšenými překovanými kalenými křídlovými kolejnicemi. Přehled srdcovek je na Obr. 28 a Obr. 29.

Obr. 28 Konstrukce jednoduché srdcovky – starší typy

- 21 (74) -

Obr. 29 Konstrukce jednoduchých srdcovek


- 22 (74) -

Obr. 30 Dvojitá srdcovka

5.3.5 Výhybkové pražce

Ve výhybkách se používají pražce z tvrdých dřevin, ocelové a v současné době především z předpjatého betonu. Délka výhybkových pražců je odstupňována po 10 cm, vzdálenost pražců je přibližně 600 a 550 mm. U výhybek současné konstrukce jsou pražce vějířovitě uspořádány, pro levou i pravou výhybky se použije stejná sada pražců z předpjatého betonu.

Obr. 31 Výhybkové pražce VPS (ST.I.ARM) (převzato z www.zpsv.cz)

Výhybky s ocelovými pražci nesmějí být použity v kolejích se zabezpečovacím zařízením s kolejovými obvody, protože nezaručují izolované oddělení kolejni-cových pásů. Ocelové pražce se nesmí používat v kolejích se stejnosměrnou proudovou trakční soustavou, kde dochází ke zvýšené korozi ocelových dílů v souvislosti s výskytem bludných proudů. V nabídce výrobce DT Prostějov

- 23 (74) -

jsou ocelové výhybkové pražce se sponami PANDROL a se žebrovými pod-kladnicemi.

Obr. 32 – Ocelový pražec korýtkového tvaru s úklonem kolejnic 1:20

Obr. 33 – Ocelový pražec korýtkového tvaru s úklonem kolejnic 1:20

Obr. 34 Ocelové pražce pro výhybky – příčný řez (převzato z katalogu DT vý-hybkárna a mostárna)

5.3.6 Kolejnice ve výhybkách

Obr. 35 Výhybkové kolejnice soustavy S 49 (převzato z katalogu DT výhybkár-

na a mostárna)


- 24 (74) -

Obr. 36 Kolejnice soustavy UIC 60 ve výhybce (převzato z katalogu DT výhyb-

kárna a mostárna)

5.3.7 Upevnění kolejnic ve výhybce

Obr. 37 Pružné upevnění opornice v kluzných stoličkách typu Vossloh (převza-

to z katalogu DT Prostějov)

- 25 (74) -

Obr. 38 Pružné upevnění opornice v kluzných stoličkách typu Vossloh (převza-

to z katalogu DT výhybkárna a mostárna)

Obr. 39 Pružné upevnění kolejnice v místě přídržnice (převzato z katalogu DT

výhybkárna a mostárna)

5.3.8

Kontrolní otázky Jaký je zásadní rozdíl mezi jednoduchou a dvojitou srdcovkou? Najděte ge-ometricky odpovídající si části obou těchto srdcovek.

Jak se liší upevnění kolejnic ve výhybkách a v běžné koleji?


- 26 (74) -

5.3.9 Výměnové závěry

Výměnový závěr je zařízení, které zajišťuje dokonalé přitlačení jazyků k opornicím nebo správné vzdálení jazyka od opornice.

Obr. 8-40 Stavěcí zařízení výhybky

U výhybek se používají závěry

- hákové, u nichž je hák situován v horizontální rovině, závěr je velmi citlivý na podélné putování jazyka vůči opornici

Obr. 41 Hákový závěr

odlehlý jazyk

přilehlý jazyk

druhý závěr výhybky

první závěr výhybkypřestavník

spojovací tyč

nejužší žlábek

- 27 (74) -

- čelisťový závěr, hák je situován ve vertikální rovině kolmo k opornici, ve výsledných polohách je hák zajištěn pohyblivým pravítkem

Obr. 42 Čelisťový závěr

Obr. 43 Prototypový hák závěru pohyblivého hrotu srdcovky osazený tenzomet-

ry


- 28 (74) -

Obr. 44 Fáze přestavení čelisťového závěru

- rybinový závěr

U výhybek současné konstrukce se u ČD používají čelisťové závěry. Tyto zá-věry se současně s přestavníky u nejnovějších konstrukcí umisťují do žlabové-ho ocelového pražce. Žlabový pražec lze strojně podbíjet rovnocenně s ostatními pražci a je zaručena kvalita podbíjení. Výhybky se dále opatřují výměníkem, který pomocí závaží vahou spolupůsobí při přestavování a zajišťu-jí bezpečné přitlačení jazyka k opornici. Na horním konci výměníku se umisťu-jí výměnová návěstidla, která návěstí polohu výměny.

Tab. 1 – Prostor pro výměnové závěry výhybek

- 29 (74) -

6 Soustavy výhybek

6.1 Značení výhybek

Jednotlivé konstrukce (včetně konstrukcí starších soustav) železničních výhy-bek a příbuzné konstrukce se v technické dokumentaci, při objednávkách a v evidenci zkráceně označují takto:

a) označení druhu kon-strukce

b) soustava železničního svrš-ku

c) úhel odbočení nebo kří-žení

d) poloměr oblouku v kon-strukci

e) typ vý-hybky

f) žlabový pra-žec

g) směr odbo-čení

h) poloha stavěcího zaří-zení

i) druh závě-ru

j) druh praž-ců

k) druh upev-nění

l) typ srd-covky

m) vzdálenost os kolejí

n) doplňující in-formace

Obr. 45 – Schéma značení výhybek a výhybkových konstrukcí

Ve studiích a dokumentacích pro územní rozhodnutí (např. přípravných doku-mentacích) musí být vždy uvedeny údaje podle bodů a) až e), g), j) a podle potřeby další údaje nezbytné pro účel dokumentace.

V dokumentacích, které slouží pro zadání stavby, prací nebo objednávku mate-riálu, musí být vždy uvedeno úplné označení. Vybavení výhybek, které není vyjádřeno zkráceným označením, musí být zvlášť uvedeno (např. slovně nebo tabulkou).


- 30 (74) -

Do pasportní evidence se informace pod body j) – n) uvádějí podle příslušných kódovníků.

Jednotlivá pole mají tento význam:

a) Označení druhu konstrukce.

Pro jednotlivé druhy se uvádí:

J jednoduchá výhybka v základním tvaru,

O jednoduchá oboustranná výhybka (u stupňové soustavy),

Obl - j jednoduchá oblouková výhybka jednostranná,

- o jednoduchá oblouková výhybka oboustranná,

S jednoduchá symetrická výhybka,

D dvojitá výhybka,

C celá křižovatková výhybka,

B poloviční křižovatková výhybka,

K kolejová křižovatka,

DKS střední část dvojité kolejové spojky s jednoduchými srdcovkami s oddělenými přídržnicemi,

DKS I střední část dvojité kolejové spojky s jednoduchými srdcovkami s prodlouženými křídlovými kolejnicemi (dřívější variantní úprava vyráběná do roku 1987).

b) Soustava železničního svršku

- u výhybek soustav UIC 60 a S 49 2. generace se v označení soustavy výhybky uvede pouze číslo, tj. „60“ nebo „49“ (např. J60-1:9-300 nebo J49-1:9-300);

- u výhybek soustav R 65, S 49 1. generace, T, A a ostatních se uvede zkratka používaná pro železniční svršek (např. JR65-1:9-300 nebo JS49-1:9-300).

c) Úhel odbočení nebo křížení

- u výhybek, kolejových křižovatek a kolejových spojek se v soustavách UIC 60, R 65, S 49 úhel odbočení nebo křížení vyjádří poměrem (tangentou úhlu);

- u výhybek, kolejových křižovatek a kolejových spojek v soustavách T (kromě JT-1:9-300), A a ostatních se tento úhel uvede ve stupních;

- u středu dvojitých kolejových spojek úhel vyznačuje úhel odbočení (křížení) navazující výhybky;

- u křižovatkových výhybek s obloukovou srdcovkou (srdcovkami) se uvede zlomek, kde před lomítkem je úhel odbočení v části „a“ za lomítkem úhel odbočení v části „b“ (např. C60-1:11/9-300 nebo C60-1:9/9-300 nebo BS49-1:7,5/7,5-190).

- 31 (74) -

d) Poloměr oblouku v konstrukci

- u oboustranných a dvojitých výhybek stupňové soustavy, které nejsou transformovány, se poloměr v odbočné větvi neuvádí;

- u ostatních výhybek se vždy uvede poloměr oblouku výhybky v základním tvaru. Pokud je výhybka transformovaná, uvede se dále do závorky zlomek, kde v čitateli i jmenovateli jsou poloměry odbočných větví výhybky v metrech s přesností na tři desetinná místa (např. Obl-j60-1:12-500 (600,000/272,334)-I);

- u obloukových výhybek se poloměr větve vedoucí do koleje dopravně významnější podtrhne. U jednoduchých výhybek v základním tvaru, kde je hlavní směr veden odbočnou větví, se údaj o poloměru podtrhne;

- u křižovatek, které mají alespoň jednu větev v oblouku, se uvede poloměr oblouku těch větví, které jsou v oblouku (např. K60-1:11-500/500);

- u výhybek, u nichž alespoň jedna větev je celá nebo částečně v křivce (např. s klotoidou), stanoví se popis individuálně.

e) Typ výhybek a výhybkových konstrukcí

Uvádí se pouze v těch případech, kdy jednotlivé výhybky mají několik typů, které se odlišují od základního tvaru. Význam jednotlivých typů je u výhybek poměrové a stupňové soustavy rozdílný a je dán příslušnými vzorovými listy příslušné konstrukce:

- jednoduché výhybky poměrové soustavy se v tomto případě označují římskými číslicemi I, II;

- jednoduchá výhybka s pohyblivými částmi v srdcovce se označuje PHS (pohyblivé hroty ve dvojitých srdcovkách křižovatkových výhybek tvaru 1:11-300 jsou dány již úhlem odbočení výhybky a zvlášť se nevyznačují);

- jednoduché výhybky stupňové soustavy se označují římskými číslicemi I, II, III, IV;

- u výhybek, u nichž je proti základnímu tvaru upravena velikost úhlu odbočení (skutečný úhel odbočení neodpovídá poměru v označení výhybky, se uvede typ U (viz článek 8 – např. výhybka J60-1:11-300 s úhlem odbočení 5° 05´ se označí J60-1:11-300-U).

f) Žlabový pražec

Použití žlabového pražce ve výhybce se vyznačí malými písmeny “zl”, u příru-bového žlabového pražce se uvede „zlp“.

g) Směr odbočení

Uvádí se podle toho, zda výhybka odbočuje vlevo nebo vpravo od přímého směru nebo od oblouku s větším poloměrem. Označuje se “P” odbočení vpra-vo, “L” odbočení vlevo. U dvojitých kolejových spojek, křižovatkových výhy-bek a kolejových křižovatek se tento údaj neuvádí.

U dvojitých výhybek se směr odbočení vyznačuje dvěma písmeny v pořadí odpovídajícím sledu odbočujících větví. Křižovatková výhybka a kolejová kři-žovatka stupňové soustavy se označí jako levá (resp. pravá), pokud při pohledu


- 32 (74) -

proti hrotu jednoduché srdcovky je delší levá (resp. pravá) větev. U křižovat-kových výhybek s obloukovou srdcovkou (resp. srdcovkami) poměrové sou-stavy se uvede směr odbočení v srdcovce (resp. srdcovkách), tj. L, P, LL, LP, PP.

h) Poloha stavěcího zařízení nebo spřáhla závěrů

Vyznačuje se, zda přestavník nebo výměník je na levé či pravé straně výhybky při pohledu proti hrotu jazyka. Značí se: “p” přestavník, výměník vpravo, “l” přestavník, výměník vlevo. U křižovatkových výhybek se poloha přestavníku nebo výměníku posuzuje z pohledu proti hrotu jazyka výměny označené pís-menem “a”.

i) Druh závěru

ČZ - čelisťový závěr AŽD

HZ - hákový závěr

RZ - rybinový závěr

j) Druh pražců

Vyznačí se materiál použitých pražců:

“b” betonové pražce

“d” dřevěné pražce

“oc” ocelové pražce

k) Druh upevnění

K tuhé svěrky ŽS 4

KS pružné upevnění se svěrkami Skl 12

Ke pružné upevnění se sponami Pandrol

VT tuhé upevnění se svěrkami VT 2

RT tuhé upevnění převážně se svěrkami T nebo R.

i) Typ srdcovky

Srdcovky celolité:

ZPT monoblok – srdcovka z odlévané oceli s vysokým obsahem man-ganu, nezpevněná výbuchem

ZPTZ monoblok – srdcovka z odlévané oceli s vysokým obsahem manganu, zpevněná výbuchem

Srdcovky s částmi z odlévané oceli:

ZMM zkrácený monoblok – srdcovka z odlévané oceli s vysokým obsahem manganu, nezpevněná výbuchem

ZMMZ zkrácený monoblok – srdcovka z odlévané oceli s vysokým obsahem manganu, zpevněná výbuchem

Srdcovky svařované:

- 33 (74) -

SK srdcovka s kovaným tepelně zpracovaným klínem a nadvýšenými tepelně zpracovanými křídlovými kolejnicemi v oblasti přechodu kola z křídlové kolejnice na hrot klínu a naopak;

SK I srdcovka s kovaným hrotem klínu, s křídlovými kolejnicemi bez nadvýšení, s tepelně zpracovaným klínem a křídlovými kolejnicemi v oblasti přechodu kola z křídlové kolejnice na hrot klínu a naopak;

SPK srdcovka s hrotem klínu z plnoprofilové kolejnice s nadvýšenými překovanýmí zpracovanými křídlovými kolejnicemi, s tepelně zpracovaným klínem a křídlovými kolejnicemi v oblasti přechodu kola z křídlové kolejnice na hrot klínu a naopak;

SPK I srdcovka s hrotem klínu z plnoprofilové kolejnice, s křídlovými kolejnicemi bez nadvýšení, s tepelně zpracovaným klínem a křídlovými kolejnicemi v oblasti přechodu kola z křídlové kolejnice na hrot klínu a naopak;

DSK dvojitá srdcovka s kovanými tepelně zpracovanými klíny a s nadvýšenou tepelně zpracovanou kolenovou kolejnicí v oblasti přechodu kola z kolenové kolejnice na hrot klínu a naopak;

DSK I dvojitá srdcovka s kovanými tepelně zpracovanými klíny s nenadvýšenou kolenovou kolejnicí tepelně zpracovanou v oblasti přechodu kola z kolenové kolejnice na hrot klínu a naopak (např. u DKS49-1:9-190, C49(60)-1:9-190).

Srdcovky montované:

ZP montovaná srdcovka z kolejnic bez nadvýšení křídlových kolejnic

ZPN montovaná srdcovka z kolejnic s nadvýšenými křídlovými kolej-nicemi

DZP dvojitá srdcovka montovaná z kolejnic bez nadvýšení kolenové kolejnice

Srdcovka s pohyblivým hrotem (PHS)

Výběhové typy srdcovek, které se již nedodávají

ZMB zkrácený monoblok – srdcovka z odlévané bainitické oceli Lo8CrNiMo

VA (INSERT) srdcovka se střední částí z odlévané oceli s vysokým obsahem manganu, nezpevněná výbuchem. Křídlové kolejnice jsou s odlitkem spojen VP svorníky

VAZ (INSERT) srdcovka se střední částí z odlévané oceli s vysokým obsahem manganu, zpevněná výbuchem. Křídlové kolejnice jsou s odlitkem spojen VP svorníky

VR (VARIO) montovaná srdcovka s klínem svařeným s přípojnými kolejnicemi a nadvýšenými (navařenými) křídlovými kolejni-cemi spojenými VP svorníky


- 34 (74) -

VRB montovaná srdcovka (WBG Brandenburg) s klínem svařeným s přípojnými kolejnicemi a nadvýšenými křídlovými kolejni-cemi spojenými VP svorníky.

i) Vzdálenost os kolejí

Uvede se u dvojité kolejové spojky, 4,75 nebo 5,00 m.

n) Doplňující informace

JPH jazyky z materiálu HSH u výhybek soustavy UIC 60 (dodávané do roku 2001 včetně);

JPP jazyky a opornice s pojížděnými plochami zpevněnými tepelným zpracováním (perlitizováním, dodávané od roku 2002);

komb u výhybek a výhybkových konstrukcí použitých ve dvojité kolejové spojce;

K (1:40) u výhybek a výhybkových konstrukcí s kalibrovaným profilem hlavy kolejnic do tvaru K (1:40).

Příklad označení výhybky ve studiích a dokumentacích pro územní rozhodnutí:

J49-1:14-760-I,L,p,d značí jednoduchou výhybku soustavy S 49 2. generace v základním tvaru 1:14-760, hlavní směr je veden odbočnou větví výhybky, typu I (pro použití v kolejové spojce), levá, stavěcí zařízení vpravo, na dřevěných pražcích.

Obl-j60-1:12-500(760,000/301,244)-I,zlp,P,l,b,PHS značí jednostrannou obloukovou výhybku soustavy UIC 60, transformovanou ze základního tvaru 1:12-500 do oblouků o poloměru 760 m do koleje dopravně významnější a poloměru 301,244 m v odbočném směru, typu I, s přírubovým žlabovým pražcem, pravá, stavěcí zařízení vlevo, na betonových pražcích, s pohyblivým hrotem v srdcovce.

Příklad úplného označení výhybky:

J60-1:14-760-zlp,L,l,ČZ,b,KS,ZMM,JPP,K(1:40) značí jednoduchou výhybku soustavy UIC 60 v základním tvaru 1:14-760, s přírubovým žlabovým pražcem, levá, stavěcí zařízení vlevo, s čelisťovým závěrem, betonovými pražci, pružným upevněním pomocí svěrek, srdcovkou zkrácený monoblok z manganové oceli, tepelně zpracovanými jazyky a opornicí a kalibrovaným profilem hlavy kolejnice.

6.2 Soustava poměrových výhybek UIC 60 a S 49

V síti ČD je vloženo mnoho typů různých konstrukcí výhybek různých tvarů železničního svršku. Ty jsou postupně nahrazovány výhybkami poměrové sou-stavy výhybek, která je postupně zdokonalována. Původní výhybky poměrové soustavy byly konstruovány pro tvar S 49 a R 65 a dřevěné pražce. Kolejnicové styky byly podporované. Současné výhybkové konstrukce jsou označovány

- 35 (74) -

jako výhybky poměrové soustavy UIC 60 a S 49 druhé generace. Konstruová-ny jsou pro pražce z předpjatého betonu a kolejnicové styky jsou svařeny.

Výhybky poměrové soustavy mají tečné uspořádání jazyka se zkoseným hro-tem. Většina typů výhybky má obloukovou srdcovku. Výhybky starší stupňové soustavy mají sečné uspořádání jazyků a většina typů má přímou srdcovku. V tabulce je uveden přehled výhybek poměrové soustavy, užívaných u ČD.

Výhybky jednoduché v základním tvaru jsou výhybky, u nichž jedna větev je tvořena přímou a druhá (odbočná) větev obloukem nebo obloukem a přímou (přímými), případně křivkou.

Obr. 46 – Vytyčovací schéma poměrové výhybky jednoduché v základním tvaru


- 36 (74) -

Pokud je u poměrových výhybek v odbočné větvi vložena před koncový styk (styk v srdcovkové části) přímá, je jejím důvodem:

- přímá srdcovka (výhybky 1:11-300, 1:9-190, 1:7,5-150). Vyty-čovací schéma této výhybky nelze měnit;

- prodloužení kolejnic navazujících na srdcovku z důvodu svaři-telnosti (výhybky 1:18,5-1200-I, 1:12-500-I, 1:7,5-190-I, 1:12-500-PHS). V takovém případě lze přímou nahradit obloukem li-bovolného poloměru (shodného s poloměrem oblouku v odboč-né větvi výhybky nebo odlišného od něj), přičemž musí být do-drženy hodnoty náhlých změn křivosti a délek kružnicových ob-louků a přímých podle ČSN 73 6360-1 a ČSN EN 13803-2. Tato úprava na betonových pražcích vyvolává změnu polohy otvorů v podkladnicích, popřípadě i změnu těchto pražců;

- úprava velikosti úhlu standardní výhybky z důvodu dosažení potřebné mezipřímé (např. v kolejové spojce) nebo návaznosti na stávající stav ve zvlášť stísněných poměrech. U takových vý-hybek udávaný poměr není přesně roven tangentě úhlu odboče-ní. Tato úprava je použita např. v standardní výhybkách tvaru J60(49)1:18,5-1200-II a J601:14-760-I (platí i pro jednoduché kolejové spojky ze stupňových výhybek tvaru T 5°, 4°, 3°06'). Použití této úpravy na výhybkách jiných tvarů nebo pro jiný úhel je možné jen ve zvlášť zdůvodněných případech při dolo-žení technické reálnosti úpravy (případný zásah do srdcovky) a jen se souhlasem SŽDC OP, s ohledem na hospodárnost údržby je třeba se takovému řešení přednostně vyhýbat.

- 37 (74) -

Obr. 47 – Vytyčovací schéma křižovatkové výhybky


- 38 (74) -

Křižovatkové výhybky celé jsou výhybky, u nichž je kolejová křižovatka dopl-něna větvemi umožňujícími jízdu v obou odbočných větvích. Křižovatkové výhybky poloviční jsou výhybky, u nichž je jedna z odbočných větví křižovat-kové výhybky celé vypuštěna. Standardní křižovatkové výhybky celé a polo-viční jsou poměrové (tab. 5a) i stupňové (tab. 9a), jejich křížící se větve jsou přímé, mají přímou srdcovku a vnitřní jazyky.

Ve zdůvodněných případech je možné nahradit srdcovkovou část (jednu nebo obě) poměrové křižovatkové výhybky srdcovkovou částí jednoduché výhybky v základním tvaru shodného poloměru v odbočné větvi (např. srdcovková část výhybky 1:9-300 do křižovatkové výhybky 1:11-300). Taková křižovatková výhybka se označuje jako křižovatková výhybky s obloukovou srdcovkou (ob-loukovými srdcovkami). Pro tyto křižovatkové výhybky platí ustanovení slu-žební rukověti SR 103/6 (S) – 1, 2.

Podmínky pro úpravu velikosti úhlu odbočení jsou shodné, jako u výhybek jednoduchých v základním tvaru. Transformace křižovatkových výhybek je nepřípustná.


- 36 (74) -

Tvar výhybky α R [m] a [mm] b [mm] c [mm] d [mm] e [mm] L [mm]

J60-1:26,5-2500-PHS 2,401199g

(2°09´39,88“) 2 500 47 153 47 153 47 153 --- 84 705 94 306

J60-1:18,5-1200 1) J49-1:18,5-1200 1) 32 409 32 409 32 409 --- 64 818

J60-1:18,5-1200-I 2)

J49-1:18,5-1200-I 2)

3,437842g

(3o05’38,61“) 32 409 33 609 32 409 1 200 66 018

J60-1:18,5-1200-II 2+3)

J49-1:18,5-1200-II 2+3) 3,397257g

(3o03’27,11“) 32 026 33 992 32 026 1 966 66 018

JR65-1:18,5-1200 1) JS49-1:18,5-1200 1)

3,437842g (3 o05’38,61“)

1 200

32 409 32 409 32 409 ---

58 686

64 818

J60-1:14-760 J49-1:14-760 JR65-1:14-760 JS49-1:14-760

4,539574g

(4o05’08,22“) 27 108 27 108 27 108 --- 54 216

J60-1:14-760-I 3) J49-1:14-760-I 3)

4,265682g (3o50’20,82“)

760

25 471,5 28 744,5 25 471,5 3 271

46 704

54 216

J60-1:12-500 1) J49-1:12-500 1) JR65-1:12-500 1) JS49-1:12-500 1)

20 797 20 797 20 797 --- 41 594

J60-1:12-500-I 2)

J49-1:12-500-I 2) 20 797 21 997 20 797 1 200 42 794

J60-1:12-500-PHS

5,292935g (4o45’49,11“) 500

20 797 24 994 20 797 4 197

37 881

45 791

Tab. 1 – Soustava poměrových výhybek UIC 60 a S 49 druhé generace

- 37 (74) -

Pokračování tabulky 1

Tvar výhybky α R [m] a [mm] b [mm] c [mm] d [mm] e [mm] L [mm] J60-1:11-300 J49-1:11-300 JR65-1:11-300 JS49-1:11-300

5,771587g (5o11’39,94“)

300 13 608,5 20 000 13 608,5 6391,5 29 426 33 608,5

J60-1:9-300 J49-1:9-300 JR65-1:9-300 JS49-1:9-300 JT-1:9-300

7,044657g (6o20’24,69“)

300 16 615,5 16 615,5 16 615,5 --- 29 343 33 231

J60-1:9-190 J49-1:9-190 JR65-1:9-190 JS49-1:9-190

7,044657g (6o20’24,69“) 190 10 523 16 615 10 523 6 092 23 478

27 138

J60-1:7,5-190-I 2) J49-1:7,5-190-I 2) 16 009 3 398 28 620

JS49-1:7,5-190 1)

8,438492g (7o35’40,72“)

12 611 --- 25 222 JS49-1:7,5-190-I 2)

190 12 611

13 811

12 611

1 200

23 352

26 422

JS49-1:6,6-190 9,572941g (8o36’56,33“) 190 14 312 15 727 14 312 1 415 23 356 30 039

JS49-1:7,5-150 8,438491g (7o35 40,72“) 150 9 956 12 944 9 956 2 988 20 766 22 900

JS49-1:6-150 10,513686g (9o27’44,45“) 150 12 414,5 12 414,5 12 414,5 __ 20 748,5 24 829

SS49-1:5,7-230 11,056253g (9o57’02,26“) 230 9 992,5 9 992,5 9 992,5 __ 18 181,5 19 947

1) = koncový styk srdcovky nelze svařit 2) = možnost svaření koncového styku srdcovky 3) = vhodné použití do jednoduché kolejové spojky s ohledem na délku mezipřímé I, II, III = typy výhybek

37

Výhybky a výhybkové konstrukce

- 39 (74) -

Označení konstrukce

Úhel křížení

Poloměr oblouku v odbočné větvi

[m]

b

[mm]

c

[mm]

C(B)60 -1:11-300 C(B)49 -1:11-300

C(B)R65 -1:11-300 C(B)S49 -1:11-300

5,771587g (5°11’39,94“)

300 20 000 20 000

C(B)49 -1:9-190 C(B)S49 -1:9-190

7,044657g (6°20’24,69“)

190 16 615 16 615

CS49 -1:7,5-150 8,438492g (7°35’40,72“)

150 12 944 12 944

Tab. 2 – Křižovatkové výhybky

Označení konstrukce

Úhel křížení

Poloměr oblouku v odbočné větvi

[m]

b [mm]

c [mm]

KR65 -1:5,5 11,449829g

(10°18’17,45“) -- 11 028 11 028

KS49 -1:11 5,771588g

(5°11’39,94“) -- 20 000 20 000

KS49 -1:9 7,044657g

(6°20’24,69“) -- 16 615 16 615

KS49 -1:7,5 8,438493g

(7°35’40,72“) -- 12 944 12 944

KS49 -1:5,5 11,449829g

(10°18’17,45“) -- 11 028 11 028

KS49 -1:4,5 13,920898g

(12°31’43,71“) -- 8 967,5 8 967,5

Tab. 3 – Křižovatky


- 40 (74) -

m

b aa

s

c

Hodnoty s, a, b, c, m

označení konstrukce

úhel odbočení

α

poloměr v odbočné

větvi [m] s a b c m

DKS 60-1:11-300 1)

DKS 49-1:11-300

4 750 13 608,5 52 250 52 465 79 467

DKS R65-1:11-300

DKS S49-1:11-300

5,771589g

(5°11´39,94´´) 300

5 000 1) 13 608,5 55 000 55 227 82 217

DKS 49-1:9-190 4 750 10 523 42 750 43 013 63 796

DKS S49-1:9-190

7,044657g

(6°20´24,69´´) 190

5 000 1) 10 523 45 000 45 277 66 046 1) zatím není konstrukčně zpracováno

Tab. 4 – Dvojité kolejové spojky

6.3 Soustava stupňových výhybek

Tab. 5 – Jednoduché a oboustranné stupňové výhybky


- 41 (74) -

Tab. 6 – Oboustranné a křižovatkové výhybky stupňové soustavy

Kontrolní otázky Jaký je zásadní rozdíl výhybkami poměrové a stupňové soustavy?

Které výhybky poměrové soustavy je možné transformovat?

Je možné, aby byly výhybky stupňové soustavy transformované?


- 42 (74) -

7 Výhybkové sestavy

7.1 Výhybková spojení

Nejjednodušším výhybkovým spojením je odbočení do rovnoběžné koleje s průběžnou.

Obr. 48 – Odbočení do rovnoběžné koleje

a) vynesení ramen výhybky, b) vytyčovací schéma

Dvě přímé rovnoběžné koleje mohou být spojeny jednoduchou kolejovou spoj-kou, je-li použito levých jednoduchých výhybek, nazývá se spojka levou, je-li použito pravých výhybek, nazývá se pravou. Kolejové spojky se vkládají zpra-vidla na dvojokelejné trati ve stanicích před výhybkovým rozvětvením. Aby byla zajištěna spojení do všech kolejí, vkládají se zpravidla za sebou obě spoj-ky, levá i pravá. Kolejové spojky slouží k vjezdům vlaků ze sudé traťové kole-je do lichých staničních kolejí, k umožnění posunu a obsluze vleček a k přechodu na nesprávnou traťovou kolej.

Obr. 49 – Schéma jednoduché kolejové spojky


- 43 (74) -

Obr. 50 – Schémata jednoduchých kolejových spojek pro více kolejí

Obr. 51 – Konstrukční obměna jednoduché kolejové spojky

Vložení dvou jednoduchých spojek za sebou vyžaduje značnou délku přímých kolejí. Ve stísněných poměrech je možné sloučit obě spojky do jedné a vznikne dvojitá kolejová spojka. Střední část kolejové spojky je tvořena kolejovou kři-žovatkou. Spojení více rovnoběžných kolejí lze uskutečnit pomocí více jedno-duchých kolejových spojek. Toto spojení je možné zkrátit vložením křižovat-kové výhybky, která je ovšem dražší a náročnější na údržbu. Křižovatkové výhybky přitom nelze vkládat do hlavních kolejí ve stanici.

Obr. 52 – Náhrada jednoduché kolejové spojky dvojitou

Obr. 53 – Konstrukční úprava dvojité kolejové spojky


- 44 (74) -

Obr. 54 – Konstrukční úprava dvojité kolejové spojky s obměnou s křižovatkovými výhybkami

Obr. 55 Střední část dvojité kolejové spojky na montážním lešení u výrobce

Zhlavím se nazývají výhybková rozvětvení z jedné nebo více kolejí do více kolejí. Podle tvaru a funkce zhlaví jsou možná různá uspořádání zhlaví. Nej-jednodušší jsou zhlaví na začátku a konci malých stanic. Nejsložitější jsou zhlaví pro rozvětvení při vjezdu do velkých osobních nádraží, do nichž zaúsťu-je řada tratí a stromková zhlaví na spádovištích seřaďovacích stanic.

Matečná kolej, ve které jsou za sebou vloženy výhybky se stejným směrem odbočení, je určena pro spojení řady rovnoběžných kolejí. Podle uspořádání výhybek rozlišujeme matečnou kolej přímou nezkrácenou, ve které jsou vlože-ny jen jednoduché výhybky. Vložením obloukové výhybky oboustranné lze zvýšit úhel sklonu matečné koleje, tato matečná kolej se nazývá přímá zkráce-ná. Matečná kolej, u které výhybky navazují za sebou odbočnou větví, se na-zývá matečná kolej oblouková, s hlavní kolejí přímou nebo obloukovou.


- 45 (74) -

Obr. 56 – Matečná kolej přímá nezkrácená

Obr. 57 – Matečná kolej přímá zkrácená

Obr. 58 – Matečná kolej oblouková s hlavní kolejí v přímé

Obr. 59 – Matečná kolej oblouková s hlavní kolejí v oblouku

Nevýhodou matečných kolejí je skutečnost, že připojované koleje mají různě dlouhé užitečné délky kolejí. Tato nevýhoda se plně projeví pro svazky o mno-ha kolejích. Pro tyto případy byla vyvinuta stromková zhlaví, která vznikají postupným štěpením každého rozvětveného směru na další dva směry. Tato konstrukce se vyskytuje především v třídících nádražích, kde se používá na spádovištích pro rozvětvení do desítek kolejí. Ve stromkových zhlavích se uží-vají výhybky jednoduché, obloukové oboustranné symetrické a nesymetrické.


- 46 (74) -

Obr. 60 – Stromková zhlaví a) ve stanici b) symetrický kolejový svazek ve třídí-cím nádraží

Obr. 61 Zdvojené zhlaví pro současné jízdy

a) kolejové schéma s kolizním bodem b1), b2) užití jednoduchých výhybek c1), c2) užití křižovatkové výhybky d1), d2) užití křižovatky

Počet kolejí ve stanicích, počet výhybek a jejich uspořádání musí vyhovovat požadavkům provozu a nesmí omezovat propustnou výkonnost trati. Do hlav-ních kolejí se nesmí vkládat více výhybek, než je nezbytně nutné. Výhybkové zhlaví má být krátké s použitím pokud možno jednoduchých výhybek a má


- 47 (74) -

vyhovět požadované návrhové rychlosti. Výhybky mají být seskupeny tak, aby tvořily směrově plynulé kolejové cesty s co nejmenšími jízdními odpory. Zhla-ví má být navrženo tak, aby bylo ve zhlaví co nejméně oblouků opačných smě-rů. Konstrukce zhlaví má být taková, aby užitečné délky staničních kolejí byly co nejdelší.

Při velké intenzitě provozu, při rozsáhlém posunu apod. se konstruují staniční zhlaví pro současné jízdy vlaků nebo posunujících dílů. U velkých osobních nádraží se konstruují zhlaví pro více současných jízd pro více zaústěných tratí, pro současné přestavování souprav, přistavování a odstup hnacích vozidel apod.

Výhybky se číslují postupně od začátku ke konci trati v každé stanici zvlášť. Mají-li dvě výhybky stejné staničení, nižší číslo se zpravidla volí pro výhybku v koleji s nižším číslem. Výhybky v jednotlivých staničních kolejových skupi-nách se rozlišují stovkovou sérií a číslují se postupně od první výhybky ve spo-jovací koleji.

Obr. 62 – Číslování výhybek ve stanici a) na jednokolejné trati, b) na dvojko-lejné trati

Kontrolní otázky Jaký je zásadní rozdíl mezi zkrácenou a nezkrácenou matečnou kolejí?

Které výhybky typy výhybek poměrové soustavy jsou vhodné pro jednoduché kolejové spojky?


- 48 (74) -

8 Výhybky pro vysoké rychlosti

Vysokorychlostní železniční doprava odhaluje nové možnosti pro železniční správy a železniční průmysl. Rychlost a kvalita dopravy tvoří rozhodující ar-gumenty pro volbu dopravního prostředku. Potenciál železniční dopravy spočí-vá v rychlosti, pohodlí a sociální přístupnosti.

Moderní konstrukce železničních výhybek pro vysoké rychlosti zahrnuje po-hyblivé hroty srdcovek, asymetrické hroty jazyků, pružné upevnění opornice, zpevněné povrchy kolejnic, vysoce kvalitní odolné oceli, upevnění kolejnic s vibrace tlumícími podložkami, stavěcí zařízení integrované do pražců, bez-údržbové systémy kluzných stoliček, apod.

Výhybky všeobecně, ale pro vysoké rychlosti v odbočné větvi zvláště, se navr-hují s ohledem na následující parametry:

- maximální nevyrovnané příčné zrychlení [m.s-2]

- maximální časová změna příčného zrychlení [m.s-3]

- maximální vstupní a výstupní ráz [m.s-3]

Tradiční metody konstrukce výhybky neuvažují dynamickou odezvu vozidla. Pokud se uvažuje odezva vozidla podle kinematického modelu, jsou jeho účin-ky podceněny. Dále je třeba zásadně rozlišovat účinky:

- vozidel „klasických“ – dvounápravových

- vozidel podvozkových ať již nákladních nebo osobních včetně no-vých souprav pro vlaky TEE (EC, IC)

- vozidel s naklápěcími skříněmi (NS) mající diametricky odlišnou dynamickou odezvu na výhybkové konstrukce ať již v kladném či záporném smyslu.

Měřením bylo prokázáno, že v prostoru pro cestující působí až dvakrát větší hodnoty než podle kinematického modelu.

Obr. 63 – Porovnání kinematické a dynamické odezvy

Konstrukce výhybky musí zohlednit reálnou interakci mezi vozidlem a kolejí. Konstrukční práce zahrnují modelování dynamického chování vozidla s výpočtem příčných zrychlení a sil. Za optimální návrhové křivky směrového


- 49 (74) -

řešení odbočné větve se považují klotoidické přechodnice a kružnicové oblou-ky. Důležitým příspěvkem k redukci příčných sil ve výměně při přechodu z opornice na jazyk je optimalizace geometrie průjezdu dvojkolí v oblasti zko-sení hrotů jazyků.

Ve výhybkách pro rychlost v odbočení 130 km.h-1 se zpravidla používají pouze kružnicové oblouky a přímé. Od použití přechodnicových křivek bylo upuště-no. V běžné koleji zaručuje konstrukce koleje vodící a nosnou funkci bez pře-rušení v celé délce. Ve výměnách je tato funkce rozdělena na dvě kolejnice - opornici a jazyk, který je navíc uložen na kluzných stoličkách. Dalším poruše-ním jízdní geometrie je oblast pevné srdcovky, kde je žlábkem přerušena vodí-cí hrana, nosná funkce je rozdělena na křídlovou kolejnici a klín srdcovky a přídržnicí je vynucen pohyb dvojkolí. Proti běžné koleji proto vykazují výhyb-kové konstrukce tyto základní odlišnosti:

- je narušen setrvačný sinusový pohyb dvojkolí vycházející z jiných tolerancí geometrických parametrů koleje, její prostorové polohy, vlastních imperfekcí a jiné konicity

- dochází k náhlému k náhlým změnám horizontálních a vertikálních sil

Pořizovací náklady výhybek vztažené k ekvivalentní délce koleje jsou asi 300 %. Ze statistik DB A.G. vyplývá, že zatímco na výhybky připadá cca 9 % dél-ky všech kolejí, na údržbu připadá 40 % všech vydaných nákladů. Z celkových nákladů na údržbu připadalo 20 % na náklady spojené s dohledem, 20 % na kontrolu výhybek a 60 % na udržovací práce při uvedení do předepsaného sta-vu.

8.1 Zásady konstrukce, směry vývoje

8.1.1 Geometrické uspořádání odbočné větve výhybky

Směrové poměry v odbočné větvi u výhybek s rychlostí V > 100 km.h-1 se zlepší doplněním směrových oblouků v odbočné větvi výhybky o přechodnice. Tímto opatřením se sníží boční rázy z hodnot > 1,0 m.s-3 na hodnoty do 0,8 m.s-3, což přináší vyšší jízdní komfort a vyšší stabilitu prostorové polohy kole-je. Konstrukce jednoduché kolejové spojky s použitím výhybek s klotoidickými oblouky je na Obr. 64.


- 50 (74) -

Obr. 64 Konstrukce jednoduché kolejové spojky s použitím výhybek

s klotoidickými oblouky

8.1.2 Zlepšení kontaktní a jízdní geometrie

Základním předpokladem je zajištění nerušeného sinusového pohybu dvojkolí ve výhybce. Přechod z opornice na jazyk a z křídlové kolejnice na hrot jazyka je nutno optimalizovat z hlediska kinematiky pohybu dvojkolí viz. Obr. 11-3. Důležitým příspěvkem k redukci příčných sil ve výměně při přechodu z opornice na jazyk je speciální geometrie opornic a jazyků, v literatuře ozna-čovaná jako FAKOP (Fahrkinematische Optimierung) nebo KGO (Kinematic Gauge Optimization). Konstrukční oddálení opornice také umožňuje rychlý nárůst příčného průřezu jazykové kolejnice. Únosný průřez jazyka se ve srov-nání s klasickým uspořádáním posunuje k jeho hrotu.

a) b)

Obr. 65 – Porovnání jízdní geometrie a) výhybka bez systému FAKOP b) se

systémem FAKOP

Podstatným příspěvkem pro zlepšení kontaktní a jízdní geometrie je uložení kolejnic ve sklonu 1:20, resp. 1:40. Uložení kolejnice lze nahradit použitím kolejnic, jejichž profil je nesymetricky opracován tak, že simulují potřebný sklon.


- 51 (74) -

Obr. 66 – Graf měřícího vozu pro výhybku s konstrukčním uspořádáním jazyka a opornice FAKOP (zdroj [])

Dalším porušením jízdní geometrie je oblast pevné srdcovky. Bylo zjištěno, že při průjezdu dvojkolí srdcovkou [1] 1:18,5 při svislém uložení kolejnic dojde v průběhu přechodu z křídlové kolejnice na hrot v tloušťce 55 mm ke svislému poklesu 2 mm. Pokles kola probíhá po rampách ve sklonu 1:450 a na jejich lomu průjezd kola vyvolá značný ráz. Při uložení kolejnic ve sklonu 1:40 lze snížit pokles na hodnotu 1 mm a průjezd kola odpovídá pohybu po rampách ve sklonu 1:1000. Vznikající rázy lze utlumit prostřednictvím zpružněného upev-nění kolejnic s tuhostí do 30 MN.m-1.


- 52 (74) -

Schwerpunkt Anderung des Rades – Pokles težiště kola alte(neue) Geometrie, Schienenneigung – Původní (nová) geometrie, úklon kolejnic

Obr. 67 – Teoretický pokles kola při průjezdu srdcovkou výhybky DB 1:18,5-1200

8.1.3 Snížení tuhosti jídní dráhy

Při pojíždění výměnových částí výhybek běžné konstrukce vysokými rychlosti v relativně krátké době vznikají po jejich délce deformace výškové polohy [1]. Typický průběh výškových závad u DB A.G. je na Obr. 11-6. Oblast dlouhých výhybkových pražců je výše než krátké pražce ve výměně. V oblasti hrotu pevné srdcovky vznikají lokální poklesy.

Sollgradiente – Požadovaná výšková poloha x spojnice je u výhybky s pevnou srdcovkou

Obr. 68 – Charakteristické poklesy ve dvou výhybkách DB pojížděných vyso-kými rychlostmi

Tyto závady v podélné výšce koleje vyžadují provedení udržovacích prací. Trvanlivost opravy je malá a dochází k rychlému návratu k původnímu stavu. Při místním ohledání bylo zjištěno, že pražce nedoléhají na kolejové lože v celé délce ložné plochy a že pod ložnou plochou pod hlavami pražců jsou volné prostory. Závady tohoto typu byly pozorovány i v srdcovkách. Z pozorování a měření vyplynuly následující závěry:


- 53 (74) -

- je nutno snížit přenos vibrací vnášených do kolejového lože. Ve vy-soce zhutněném štěrku dochází ke kmitání zrn s amplitudou 0,1 mm, které vyvolává otěr materiálu až ulamování hran [3]

- svislá tuhost kolejové jízdní dráhy v hodnotách > 200 MN.m-1 je příliš vysoká, v oblasti srdcovek a výměnových částí může dojít k nevratnému přetvoření kolejového lože [1].

- zpružnění kolejové jízdní dráhy není možné uskutečnit prostřednic-tvím kolejového lože ze štěrku [1]

- podbíjení pražců v prostoru výškové závady vede zpravidla postu-pem času k návratu do původnímu stavu a často k rychlejšímu roz-voji vady [1]

- nelze opominout ani přemáhání pružného systému upevnění několi-kanásobnými zdvihy při manipulaci s výhybkou během pokládky a následného několikerého podbíjení vedoucího k destabilizaci systé-mu upevnění a celé konstrukce (nutno připomenout i požadavek na synchronizaci přizvedávání druhé větve výhybky při podbíjení)

Obr. 69 – Poklesy pražců, relativní pohyb pohyblivého hrotu srdcovky

Snížení tuhosti kolejové jízdní dráhy lze uskutečnit prostřednictvím zpružně-ného upevnění a zpružněných válečkových stoliček.


- 54 (74) -

Obr. 70 Pružné upevnění na žebrových podkladnicích pro výhybky DB

Je nutno zajistit dynamické oddělení kolejnice a pražce. Výsledky výpočtů [3] jsou v Tab. 1., předpokládané zatížení na nápravu 20 t (200 kN) při rychlosti 250 km.h-1. Volenými parametry při výpočtu byla tuhost koleje a tuhost upev-nění.

Tvar kolejnice UIC 60 AREA

136 Tuhost koleje [MN.m-1] 285 68 52,6 48 37 23,3

Tuhost upevnění [MN.m-1] 150 22,1 17,5 14 10 5

Délka ohyb. čáry [mm]

výpoč. 2600 4400 4700 4900 5300 6700

Pokles kolejnice [mm]

výpoč. 0,35 1,6 1,9 2,23 2,78 4,3

Max. zatížení podpo-ry [kN]

výpoč. 52,5 32,2 30,2 28,8 26,7 21,0

výpoč. 42,2 69,7 73,9 77,9 83,9 90,9 Max. napětí v kolejnici [MPa] měř. 46,2 66,2 69,3 71,0

x=0,3 85,5 20,4 15,7 14,4 11,1 7,0 x=0,5 142,5 34,0 26,2 24,0 18,5 11,6

Dynamická přirážka od x mm nerovnosti, kontakt kolo kolejni-ce [kN]

x=0,7 199,5 47,6 36,8 33,6 25,9 16,6

x=0,3 44,7 6,7 4,7 4,2 2,9 1,5 x=0,5 74,8 11,2 7,9 7,0 5,0 2,4

Dynamická přirážka u pražce [kN]

x=0,7 104,7 15,6 11,8 9,8 8,0 3,4

Tab. 7 – Výsledky výpočtů dynamických účinků při různé svislé tuhosti kolejové jízdní dráhy


- 55 (74) -

a) b)

Obr. 71 a) Výměnová část výhybky s pružnými bloky pod podkladnicemi b) Srdcovka s pohyblivým hrotem připravená pro montáž do výhybky s pružnými bloky pod podkladnicemi

Pro výhybky bylo vyvinuto sdružením BWG/WGB (Výhybkárna Butzbach/ Výhybkárna Brandenburg) zpružněné upevnění na žebrových podkladnicích viz Obr. 71, které jsou uloženy na speciálních podložkách z pryže. Systém upevnění splňuje tyto požadavky: tuhost upevnění se pohybuje kolem 25 MN.m-1, přitom tuhost podložky je zpočátku vyšší, v pracovní oblasti je výraz-ně nižší a při poklesu kolem 4 mm je opět tužší viz. Obr. 72.


- 56 (74) -

Obr. 72 – Pružnostní charakteristika pryžových bloků pod podkladnice

Tato charakteristika zaručí rovnoměrný pokles paty kolejnice. Nižší tuhost ulo-žení kolejnice vede k potlačení rozvoji vad geometrických parametrů koleje. Systém s pružnými podložkami pod podkladnicemi je použitelný jak pro kla-sický kolejový rošt, tak pro pevnou jízdní dráhu. Protože je v podstatě defino-ván pokles kolejnic, dochází k rozložení zatížení kolových sil na více pražců. To vede k také k nižšímu namáhá kolejového lože. Charakteristické poklesy kolejnice a pražce pro upevnění kolejnice v žebrové podkladnici a pro zpruž-něné upevnění jsou na Obr. 73.


- 57 (74) -

Obr. 73 – Vliv geometrie a tuhosti podložek na maximální síly na kontaktu kolo – kolejnice a pražec – kolejové lože

Použití zpružněného upevnění s definovaným průběhem tuhosti není účinné jen ve statické oblasti, ale také potlačuje dynamické extrémy. Pružné podložky pod podkladnicemi oddělují kmitání kolejnice a pražce v oblasti středních a vyso-kých frekvencích a přispívají ke snižování dynamického namáhání. U výše uvedených podložek dojde ve frekvenční oblasti v rozsahu nízkých frekvencích do 50 Hz pouze k 1,5 násobnému nárůstu tuhosti.

Obr. 74 – Vliv pružných podložek pod podkladnicí


- 58 (74) -

8.1.4 Ovládání výhybky

Podstatnými konstrukčními prvky, podmiňujícím kvalitní podbíjení výhybko-vých pražců, jsou vestavěné systémy ovládání výhybky do ocelových žlabo-vých pražců, viz. Obr. 75 a Obr. 76. V ideálním případě mají tyto ocelové pražce stejný průřez jako použité výhybkové betonové pražce. Systémy závěru musí zajišťovat horizontální i vertikální upevnění jazyka, jen tak mohou vznik-nout poměry podobné v běžné konstrukci koleje. Dalším požadavkem je rekti-fikace vertikální a horizontální polohy jazyka vůči opornici, pokud možno jed-noduchá bez nutnosti opracovat nebo vyměňovat součástky.

Obr. 75 – Pražec s integrovaným stavěcím a závěrovým zařízením

Obr. 76 – Žlabový pražec s integrovaným přestavníkem firmy Siemens

Zpružněné válečkové stoličky dynamicky oddělují jazyk od kluzných stoliček. Jazyk nemá přímý kontakt s kluznými stoličkami, ale je upevněn pomocí stoli-ček přímo k pražcům, čímž se tlumí vibrace, viz Obr. 77.


- 59 (74) -

Obr. 77 – Válečkové stoličky výrobce Weichenbau Brandenburg

U srdcovek s pohyblivými hroty se používá speciální přidržovač hrotu tak, aby nedocházelo k jeho volnému kmitání ve svislém směru, viz Obr. 78.

Obr. 78 – Přidržovač pohyblivého hrotu srdcovky

Při selhání některé z funkcí, dané např. lomem některého prvku je i nadále za-jištěno doléhání jazyků k opornici. Uspořádání přestavných prvků musí být takové, aby bezpečnou polohu jazyka zajišťovalo minimum závěrů, působících při přestavování, hledisko bezpečnosti je přitom prvořadé. Systém musí rozpo-znat provozně nejisté stavy, hlásit je a prostřednictvím zabezpečovacího zaří-zení umožnit projetí výhybky jen při zabezpečené jízdní dráze.

Kriteria pro návrh uspořádání stavěcího zařízení bylo podle [3] uvažována: maximální horizontální průhyb jazyka mezi závěry 3 mm, součinitel tření pro válečkové stoličky µ = 0,15, nejnepříznivější součinitel tření na kluzných sto-ličkách µ = 0,30, maximální vůle mezi jazykem a opornicí v zavřeném stavu v místě závěru 1 mm v nejnepříznivějším případě. Rozmístění závěrů stavěcího zařízení bylo navrženo tak, aby horizontální průhyb byl mezi všemi závěry přibližně stejný viz. Obr.11-17. Při praktických zkouškách se ukázalo, že pro-vozní tolerance 2,5 mm pro horizontální průhyb jazyka, sledovaná snímači


- 60 (74) -

polohy jazyka, je vzhledem k dynamickým příčným pohybům příliš úzká a bylo doporučeno její zvýšení cca o 1 mm.

Obr. 79 – Výhybka se závěrem HRS (H – zvedání, R – posun po válečku, - S –

zajištění)

Větší poloměry ve výhybkách vedou k prodlužování jazyků a ke zvyšování počtu stavěcích a zařízení závěrů. U konvenčních stavěcích zařízení s elektromechanickými přestavníky jsou tato zařízení spojena spojovacími ty-čemi, v některých případech zdvojenými. U některých sprav drah se používají výhybky s více přestavníky. Koncové polohy jazyků se sledují kontakty v přestavníku a snímači polohy jazyka, umístěnými mezi závěry. Spojovací tyče a zařízení pro sledování polohy jazyka jsou zařízení náročná na spotřebu času při montáži a vyžadují pro bezporuchový provoz relativně vysoké náklady na údržbu.

Uvedené nedostatky řeší užívané hydraulické systémy. V hydraulickém pře-stavném systému síly na jednotlivé závěry přenáší hydraulickou cestou. Před-nosti proti konvenčním systémům [7] spočívají v redukci potřebného místa, hmotnosti, počtu mechanických součástí a v potlačení závislosti na výkyvech teploty. Tím se podstatně usnadňuje zřízení, dohled a údržba včetně úspory času, což má pro vysoce zatížené trati velký význam.

Hydraulické stavěcí zařízení se skládá z elektrického přestavníku 1 a hydrau-lického válce 2, stavěcích hydraulických válců 3, spojených sériově do okruhu 4 a teplotním kompenzačním zásobníkem viz. Obr. 11-18. U takového systému se hydraulické válce pohybují současně a pohyb jazyku je přibližně synchronní po celé délce.


- 61 (74) -

Obr. 80 – Sytém ovládání výměny Hydrolink

Z hlediska spolehlivosti a zaručené funkčnosti výhybkových konstrukcí jsou významné bezúdržbové systémy kluzných stoliček a ovládacích prvků výhyb-kové konstrukce. Mazací proces lze odstranit použitím válečkových stoliček, kuličkových kluzných stoliček apod. nebo úpravou povrchu kluzných stoliček materiály s nízkým koeficientem tření (např. molybden).

Obr. 81 – Válečkový nadzvedávač jazyků EKOS – Z200 firmy Schreck – Mieves

Obr. 82 – Válečkový nadzvedávač jazyků ZRV1 integrovaný do žebrové pod-

kladnice s kluznou stoličkou firmy Schwihag


- 62 (74) -

Rozlišují se dvě konstrukční uspořádání: umístění válečkové stoličky v mezipražcovém prostoru, viz. Obr.11-19, nebo umístění válečkového (kulič-kového) zařízení integrací do kluzné stoličky, viz. Obr. 11-20. Varianta v mezipražcovém prostoru se jeví jako výhodnější pro dodatečné vystrojení výhybky.

8.1.5 Technologie montáže a kladení výhybek

Technologickým požadavkem zhotovitelů modernizací a rekonstrukcí výhyb-kových spojení je montáž výhybkových konstrukcí přímo u výrobce. V ideálním případě jsou výhybkové konstrukce ve smontovaném stavu dopra-veny na stavbu, kde jsou do konečné polohy kladeny přímo z přepravního pro-středku. Odpadá nežádoucí demontáž u výrobce a montáž výhybky na lešení na stavbě a s tím související požadavky na plochu. Snižují se náklady, doba vý-stavby a ekologická zátěž v okolí stavby. Snižují se nebo dokonce eliminují i napětí, která jsou jinak nežádoucí manipulací vnášena do konstrukce výhybky a ta pak zůstávají v kolejnicích jako nekvantifikovatelná což působí potíže při zřizování bezstykové koleje.

Z tohoto důvodu se řeší doprava smontovaných výhybkových dílů od výrobce na stavbu. Vzhledem k maximálním délkám pražců přes 4,0 m jsou při vodo-rovném ložení výhybkových dílů na plošinové vozy překračovány ložné míry. Tento problém je možné řešit dvojím způsobem: použitím dělených pražců, šikmým ložením dílů nebo kombinací obou postupů.

Postup s dělenými výhybkovými pražci je demonstrován na Obr. 83.

Obr. 83 – Schéma výhybky s dělenými pražci

Koncepce obnovy výhybky způsobem, kdy je výhybka smontována u výrobce a přepravena speciálním přepravním prostředkem (Obr. 11-22) na stavbu a vložena do koleje má své nepopiratelné přednosti a snižuje náklady na obnovu [8]. Příprava a montáž výhybek přímo ve výrobním závodě umožňuje využití kvalifikované pracovní síly, zvýšení kvality a produktivity práce.


- 63 (74) -

Obr. 84 – Vagón pro přepravu výhybek Matisa WTW

Odpadají doplňující činnosti, jako je zřizování a rušení ambulantních montáž-ních základen a vlastní rekonstrukci výhybky lze uskutečnit v podstatně kratší výluce. Postradatelnost montážních základen je již zmíněnou výhodou s tím, že:

- i ve stísněných podmínkách je možné provést obnovu výhybek bez zvyšování nákladů

- v hustě obydlených oblastech je obyvatelstvo méně zatěžováno sta-vebním hlukem

- odpadají přípravné demontážní práce (např. přestavníků) a jejich zpětná montáž na stavbě

- často nejsou nezbytné funkční zkoušky

- ulehčuje se stavební řízení

Při této koncepci obnovy výhybek se předpokládá doprava vyzískaných výhy-bek k výrobci, kde jsou demontovány a získaný svrškový materiál se třídí re-generuje. Demontáž na stavbě se omezuje na výhybkové styky, čímž se plní i hlavní cíle popisované koncepce:

- snížení potřebného počtu pracovníků

- redukce potenciálu nebezpečí vzniku úrazů

- snížení emisí hluku

- kratší obsazení koleje po dobu stavebních prací (kratší výluky)


- 64 (74) -

8.1.6 Dohlédací zařízení

U ÖBB se v tunelech a na jiných exponovaných místech používá výhybkový diagnostický systém, který přibližně jedenkrát za hodinu umožňuje elektronic-kou diagnózu výhybky [7]. Údaje, vztahující se k bezpečnosti provozu a po-třebné pro dohlédací činnost, jsou zjišťovány pomocí snímačů v kritických místech výhybky.

Obr. 85 – Snímané veličiny dohlédacího systému výhybek

Změřené hodnoty se zpracují a dálkově přenesou do dohlédacího střediska. Zjišťuje se:

- Vzdálenost pracovní hrany přídržnice od pojížděné hrany klínu srd-covky a opotřebení v oblasti srdcovky

- V oblasti teoretického hrotu srdcovky (matematického bodu křížení) se umisťuje snímač, který zaznamenává opotřebení přídržnice a oje-tí kolejnic v oblasti srdcovky

- Stav šroubových spojů v oblasti srdcovky

- Svěrná síla šroubů se měří pomocí snímačů síly, které jsou nalepeny pod hlavou šroubu. Při snížení síly nebo ustřižení šroubu následuje signalizace závady

8.1.7 Nové materiály v konstrukci srdcovek

V konstrukci srdcovek se u DB A.G. zkoušejí srdcovky z lité oceli s vysokým obsahem manganu [4]. Při předpovídání životnosti konstrukčních součástí se vychází z výsledků průkazných zkoušek. U srdcovek se používají krátkodobá dynamická měření vzájemného působení vozidla a jízdní dráhy, dlouhodobá geodetická sledování změn prostorové polohy koleje a měření opotřebení srd-covky. Pravidelným snímáním příčných řezů srdcovek a jejich počítačovým hodnocením z hlediska opotřebení a dokumentací údržbových prací byla for-


- 65 (74) -

mulována kritéria pro nasazení srdcovek z lité oceli s vysokým obsahem man-ganu. Pro průběh opotřebení je charakteristický strmý růst v počátečním stádiu, následován mírnějším nárůstem. Kvalita dotykové geometrie kolo kolejnice se posuzuje podle vývoje rozdílu křivosti mezi profilem kola a profilem klínu srdcovky – čím menší je rozdíl křivosti, tím menší se předpokládá namáhání. U srdcovek s pohyblivými hroty se litá manganová ocel používá na pevné části [5].

Podle [4] se předpokládá vývoj srdcovky ze širokopatních kolejnic s odděleným upevněním křídlových kolejnic a hrotu srdcovky. U tohoto kon-strukčního uspořádání jsou díly spřaženy v podélném směru a uvolněny ve svislém směru. Odděluje se dynamické namáhání křídlové kolejnice a hrotu srdcovky.

Obr. 86 – Srdcovka z kolejnic s odděleným upevněním klínu srdcovky a křídlo-

vých kolejnic

Transport Technology Center (TTCI) ve spolupráci s Oregon Graduate Institu-te vyhodnotily materiály vhodné pro výrobu srdcovek a vybraly z nich ty nej-lepší z hlediska působení svislých a vodorovných sil. Počáteční výběr a třídění materiálů vycházely z recenzí dostupné literatury a z výsledků testů materiálů na únavu a otěruvzdornost. Vybrané materiály byly vybrány ke zkouškám v laboratoři TTCI, simulujícím silný provoz.

Vyhodnocení srdcovkových materiálů bylo provedeno jak pro montované, tak pro lité srdcovky. TTCI hodnotilo:

- Hadfieldovu austenititickou manganovou ocel

- kolejnice s kalenou hlavou a kolejnice z perlitické oceli kalené lase-rem

- bainitické molybdenové oceli s obsahem 0,25 % uhlíku

- vysokopevnostní martensitické oceli s tvrdostí 450 – 500 jednotek dle Brinella

- oceli vysoce legované niklem s vysokou pevností v tahu

- ocelová litina, používaná pro srdcovky přejímající zatížení pro-střednictvím okolku

Nejvýhodnějším materiálem pro konvenční pevné srdcovky byly oceli z austenitické manganové oceli, bainitické a martenistické oceli.


- 66 (74) -

8.1.8 Pohyblivé hroty srdcovek

Pro vyšší nápravové hmotnosti a rychlosti 200 km.h-1 a vyšší se používají srd-covky s pohyblivými díly. Používají se tři základní typy takových srdcovek:

- srdcovka s pohyblivým hrotem, litý hrot tvoří s připojenými kolej-nicemi blok. Srdcovky s vyšším úhlem křížení mají v odbočné vět-vi dilatační zařízení ke kompenzaci délkové změny kolejnice po přestavení

- srdcovka s pohyblivým hrotem, kolejnice hlavní i odbočné větve jsou hoblovány do hrotu. Délková kompenzace je zajištěna posu-nem obou kolejnic vůči sobě, konstrukční úprava nevyžaduje dila-tační zařízení

- srdcovky s pohyblivými křídlovými kolejnicemi, vhodný typ pro výhybky s vyššími úhly odbočení a pro krátké výhybky v stísněných poměrech

8.2 Konstrukční zásady pro výhybky podle technic-kých specifikací interoperbility

Navržená konstrukce jízdní dráhy má být navržena vzhledem k zatížení od kolejové dopravy tak, aby:

- namáhání a deformace vyvolané jak vysokorychlostní dopravou, tak udržovacími pracemi splňovaly kritéria, na ně kladené. Návrhové modely pro takové konstrukce musí brát v potaz všechny provozní podmínky

- bylo dodržena spolehlivost jízdní dráhy a bezpečnost proti vykole-jení při působících dynamických účincích vyvolaných vysokorych-lostní dopravou. Konkrétní kriteria obsahují standardy evropských norem

Sledují se zejména:

- svislé zatížení na konstrukce

- příčné vodorovné zatížení

- podélné síly

TSI z hlediska konstrukce kolejové jízdní dráhy definují požadavky na:

- kolejnice

- upevnění kolejnic

- výměny a srdcovky

8.2.1 Svislé síly

Kolej, výměny a srdcovky musí být navrženy tak, aby přenášely nejméně ná-sledující svislé síly:


- 67 (74) -

- maximální hmotnost na nápravu pro hnací vozidlo nesmí přesáh-nout u novostaveb tratí pro vysoké rychlosti pro rychlost V > 250 km.h-1 17 t, pro V = 250 km.h-1 18 t.

- maximální hmotnost na nápravu u hnaného vozidla nesmí přesáh-nout 17 t

- u modernizovaných tratí vychází maximální hmotnost na nápravu z užívaných vozidel příslušnou správou dráhy. TSI definují tole-ranční mez, o kterou smí být překročena nominální hodnota, max.6 %.

- maximální dynamická síla nesmí přesáhnout následující meze: pro rychlost 200 < V ≤ 250 km.h-1 180 kN; pro rychlost 250 < V ≤ 300 km.h-1 170 kN; pro V > 300 km.h-1 160 kN.

8.2.2 Příčné síly

Kolej, výměny a srdcovky musí být navrženy tak, aby přenášely nejméně ná-sledující příčné síly:

- maximální celkové dynamická příčná síla, kterou působí dvojkolí na kolejový rošt

( )3

10max

PY +=∑ [kN], kde P je maximální statická síla na nápra-

vu v kN. Toto kritérium vychází ze příčné stability kolejového roš-tu.

- poměr kolové a vodící síly z kriteria proti vykolejení

8,0lim

=

QY

8.2.3 Podélné síly

Kolej, výměny a srdcovky musí být navrženy tak, aby přenášely podélné síly, odpovídající zrychlení (zpomalení) 2,5 m.s-2, společně se silami, daných roz-tažností kolejnicové oceli při teplotních změnách.

8.2.4 Kolejnice

- minimální hmotnost kolejnice je 53 kg.m-1

- kvalita materiálu kolejnic musí odpovídat standardům CEN

8.2.5 Upevnění kolejnic

- minimální podélný odpor proti posunu kolejnice v upevnění musí být větší než 9 kN, s výjimkou speciálních konstrukcí např. dilatač-ních zařízení

- odolnost vůči opakovanému zatížení má být nejméně taková, jak ji definují standardy CEN pro hlavní tratě

- na betonových pražcích nemá dynamická tuhost upevnění překročit hodnotu 600 MN.m-1


- 68 (74) -

- na pevné jízdní dráze nemá dynamická tuhost překročit hodnoty 150 MN.m-1

- minimální elektrický odpor má být alespoň 5 kΩ; některé zabezpe-čovací systémy vyžadují hodnoty vyšší

8.2.6 Kolejnicové podpory

- hmotnost pražců v klasickém kolejovém roštu má být alespoň 220 kg

- délka betonových pražců má být minimálně 2,25 m

8.2.7 Výměny a srdcovky

Pro výhybky a křížení platí v přiměřené míře zásady pro běžnou kolej. Zásady interoperability jsou:

- upevnění kolejnic ve výhybce musí odpovídat upevnění kolejnic v přilehlých úsecích

- musí být dodržena geometrická ustanovení pro rozměry a tolerance pro šířku žlábku, vzdálenost vedoucí hrany přídržnice od pojížděné hrany klínu srdcovky, vzdálenost vedoucí hrany přídržnice od ve-doucí hrany křídlové kolejnice

- pro každý typ výhybky a křížení musí výrobce definovat provozní podmínky, zejména: přípustnou rychlost v přímém a odbočném směru ve shodě s přípustnými hodnotami převýšení, nedostatku převýšení. Přípustná rychlost v přímém směru je výslednicí použi-tých konstrukčních prvků, zejména použitým typem srdcovky, sklo-nem kolejnic

Kontrolní otázky V kterém místě výhybky vznikají největší dynamické účinky a proč?

Jakým způsobem je možné předcházet vysokým dynamickým účinkům ve vý-hybkách?

Závěr

- 69 (74) -

Závěr

Shrnutí

Prostudovaly jste výhybky a výhybkové konstrukce, nyní byste měli být schopni navrhovat výhybková spojení. Nastudovali jset, proč ve výhybkách dochází ke vzniku velkého dynamického zatížení a prostudovali jste cesty, jak tomu předcházet. Měli byste rozumět problémům, spojeným s přestavováním výhybek.

V neposlední řadě jste se také seznámili s požadavy interoperability pro výhybky a výhybkové konstrukce. Jejich dodržení je podstatné z hlediska bezproblémového přechdou vlaků v rámci Evropy.

Studijní prameny

Seznam použité literatury

[1] KLIMEŠ, F. a kol.: Železniční stavitelství I. díl. SNTL, ALFA, 2. pře-pracovné vydání, Praha 1978

[2] LICHTBERGER, B., Handbuch Gleis. Unterbau, Oberbau, Instand-haltung, Wirtschaftlichkeit. Tetzlaff Verlag Hamburg 2003, 562 str. ISBN 3-87814-803-8

[3] NEJEZCHLEB, M. a kol.: Technická příručka stavbyvedoucího pro práce na železničním spodku. ÚVAR – Servis, a.s., Brno 2003

[4] TYC P., KUBÁT B., DOSTÁL K., HAVÍŘ B.: Železniční stavby. Pro-jektování železničních tratí. Železniční spodek a svršek, Dh-Press, Bra-tislava 1993, 253 str. ISBN 80-855545-05-5

[5] MAURER, T. Hochgeschwindigkeit auf Weichen und Schienenauszü-gen – Erfahrungen, Folgerungen, Entwicklungen. Eisenbahtechnische Rundschau, Juni 1995, vol. 44, no. 6, p. 440 – 445

[6] HÖHNE, H. Weichen in Hochleistungsstrecken. Der Eisenbahninge-nieur, Januar 1995, vol. 46, no. 1, p. 38 - 42

[7] SCHULZ, P, HÖHNE, H. Konstruktive Innovationen bei Weichen für den Hochgeschwindigkeitsverkehr. Der Eisenbahningenieur, Septem-ber 1999, vol. 50, no. 9, p. 12 – 17

[8] MAURER, T. Instandhaltungsarme Weichen – Weg und En-twicklungsstand bei der Deutschen Bahn. Der Eisenbahningenieur, September 1999, vol. 50, no. 9, p. 17 – 18

[9] GIROTTO, J.B. Les appareils de voie Tres Grande Vitesse. Le Rail, Juillet 2000, no. 19, p. 22

[10] JUDGE, T. Frog Research show promise. Railway Track & Struc-tures., May 2001, vol. no. 5

- 70 (74) -

[11] PAPACEK, F., PFLEGER, H. Wartungsarme Systeme zur Umstellung und Überwachung von Weiche. Signal + Draht, Dezember 2000, vol. 92, no. 12, p. 46 – 49

[12] WERNICK, F, PFIRTER, A.. Just-in-Time-Konzept für einen medernen Weichenumbau. Der Eisenbahningenieur, Januar 2001, vol. 52, no. 1, p. 23 – 25

[13] SPIEGEL, K. SCHÖN, W., ZOLL, A. Schleifen von Weichen in Scnell-fahrabschnitten. Der Eisenbahningenieur, März 2001, vol. 52, no. 3, p. 59 – 61

[14] FRANZ, J. Teil 2: Fahrbahnkonstruktionen. Der Eisenbahningenieur, September 1999, vol. 50, no. 9, p. 58 – 61

[15] Voie et grande Vitesse. Autriche. Les Appareils de Voie. Le Rail, De-cembre 1994, no. 48, p. 40

[16] Commission Decision of 30 May 2002 concerning the technical specifi-cation for interoperability relating to the infrastructure subsystem of the trans-European high-speed rail systém referred to in Article 6(1) of Council Directive 96/48/EC. Official Journal of the European Commu-nities. L 245/143 – L 245/279

[17] HEYDER, R. The New UIC Catalog of Rail Defects. Der Eisenbahnin-genieur, September 2001, vol. 52, no. 9, p. 102 – 108

[18] ESVELD, C. Modern Railway Track. Second Edition. MRT- Producti-on, Delft 2001.

[19] Official Journal of the European Communities. Commission Decision of 30 May 2002 concerning the technical specification for interoperabil-ity relating to the infrastructure subsystem of the trans-European high-speed rail systém referred to in Article 6(1) of Council Directive 96/48EC

Seznam doplňkové studijní literatury

[20] Plášek, O. Železniční stavby. Návody do cvičení. 2. doplněné vyd., Brno: CERM, s.r.o. Brno, 2003. 110 str. ISBN 80–7204–267–X

[21] Plášek, O., Zvěřina, P., Svoboda, R., Mockovčiak, M.: Železniční stav-by. Železniční spodek a svršek. 1. vyd., Brno: CERM, 2004. 291 str. ISBN 80-214-2621-7

Odkazy na další studijní zdroje a prameny

[22] www.fce.vutbr.cz/zel/plasek.o/0N5

Date post:	30-Jan-2020
Category:	Documents
Upload:	others
View:	10 times
Download:	1 times

OTTO PLÁŠEK ŽELEZNIČNÍ STAVBY...

Documents