Lakusic Zeljeznice Www.download-knjiga.info (1)

SVEUILITE U ZAGREBU

GRAEVINSKI FAKULTET Zagreb, 2005.

E LJ E Z N I C EPredavanja za studente

III godine Graevinskog fakulteta(nelektorirani rukopis)

Stjepan Lakui

ELJEZNICE

D:\My Documents\STJEPAN\Nastava\Zeljeznice_2007\Separati\Sadrzaj_2007.doc

Sadraj

I Openito o eljeznicama Povijesni razvoj eljeznica Podjela eljeznica Slobodni i tovarni profil Kotai i osovinski sklopovi eljeznika vozila (parne, elektrine i diesel lokomotive)

II Kategorizacija pruga Prema doputenom optereenju Prema obimu prometa, irini kolosijeka i broju kolosijeka

III Elementi pruge i voenje linije Elementi pruge u tlocrtu i nagibu Kolodvori Voenje linije

IV Sile u kolosijeku i proraun gornjeg ustroja Vertikalne sile Horizontalne sile Osnove prorauna gornjeg ustroja

V Elementi gornjeg ustroja Tranice Pragovi Kolosijeni pribor Kolosijeni zastor

VI Ureaji gornjeg ustroja Skretnice Okretnice i prenosnice

VII Ureenje kolosijeka u pravcu i krivini irina kolosijeka Visinski odnos tranica u pravcu Nadvienje kolosijeka u luku Proirenje kolosijeka Prijelazna rampa nadvienja Prijelazne krivine

VIII Zavarivanje tranica Elektrootporno zavarivanje Aluminotermijsko zavarivanje Dugi trak tranica

IX Kontrola kolosijeka i radovi na kolosijeku Kontrola geometrije kolosijeka Radovi na geometriji kolosijeka (odravanje po visini te ispravljanje smjera kolosijeka)

X Specijalne eljeznice Podjela specijalnih eljeznica iare ili visee eljeznice

1 1 2 3 4 5

8 8 9

10 10 13 18

20 20 21 23

25 25 27 32 34

36 36 39

41 41 41 42 43 44 45

46 46 46 47

48 48 50

54 54 55

ELJEZNICE 1

D:\My Documents\STJEPAN\Nastava\Zeljeznice_2007\Separati\1_Separat_2007.doc

Openito o eljeznicama eljeznice su prometna sredstva kod kojih su kotai vozila prisilno voeni po metalnom putu. Prisilno voenje vozila postie se ispustom vijenca na obodu kotaa koji spreava skretanje vozila s tono odreenog puta. Kod kretanja vozila po kolosijeku prisutni su vrlo mali otpori kotrljanja (10 puta manji nego otpor pneumatika na kolniku). U usporedbi sa ostalim prometnim sredstvima glavne prednosti eljeznice su: 1. Temporalna sposobnost

- (prisilnost voenja, vonja na slijepo, vozi po signalima). Dugi zaustavni putovi (esto dui i od 1 km) i oni onemoguuju kod veine eljeznica vonju na vid kako je to sluaj na cestama.

2. Kvantitativna sposobnost apsolutna sposobnost je da se jednom dvokolosjenom prugom moe prevesti kao i na 20 autocesta. relativna sposobnost ograniena je za eljeznicu, naime vlak ne vozi u vremenskim razmacima ve

u prostornim razmacima, koji glasi: u jednom prostornom razmaku zatienom obostrano glavnim signalima, smije se u isto vrijeme nalaziti samo jedan vlak, a drugi vlak moe u taj razmak ui tek poto je prethodni vlak taj razmak napustio

sposobnost prijevoza tekih tereta. 3. Kvalitativna sposobnost (sigurnost, redovitost i tonost, frekvencija prometne ponude, prilagodljivost,

udobnost, brzina) U pogledu sigurnosti eljeznice stoje na prvom mjestu. U pogledu redovitosti i tonosti takoer zauzimaju vodeu poziciju.

4. Ekonomska sposobnost - zbog malih otpora i dugih vlakova potrebni su mali pogonski trokovi. 5. Vojna sposobnost sve se vie smanjuje jer je dovoljno otetiti 1 m tranice i vlak ne vozi. 6. Regionalna sposobnost - eljeznice su znatno osjetljivije na uspone i krivine u odnosu na cestovni

promet. PROMETNA SREDSTVA Prometna sredstva su tehniki i organizacijski ureaji pomou kojih osobe, stvari i vijesti mijenjaju mjesta. Podjela prometnih sredstava prema mediju u kojem se promet odvija: Prometna sredstva na kopnu (cestovni promet, eljeznice) Prometna sredstva u vodi (unutarnja i morska plovidba) prometna sredstva u zraku (avionski promet) Tehniki ureaji: put, pogonska sila, vozilo i postaje. Organizacijski ureaji: pogon, promet i uprava. POVIJESNI RAZVOJ ELJEZNICE Prisilno voenje vozila prvi puta se primjenjuje u njemakim rudnicima sredinom 16. stoljea. Oko 1767. godine Reynolds izrauje platice iz lijevanog eljeza za zamjenu dotrajalih drvenih gredica. U poetku su tranice leale na pojedinanim osloncima. Nakon otkria parnog stroja (James Watt 1759. god.) poinje primjena parnog stroja na eljeznikom

vozilu. George Stephenson prvi uoava da je za razvoj eljeznica bitno ne samo prevozno sredstvo (vozilo) vei

i kolosijek po kojem se odvija promet. Prva eljeznica javnog pometa bila je otvorena 1825. godine u Engleskoj na relaciji: Stockton-

Darlington. Prva pruga na podruju Hrvatske izgraena je 1860. godine na relaciji: Kotoriba-akovec.

ELJEZNICE 2


PODJELA ELJEZNICA 1. PREMA SVRSI A. ELJEZNICE JAVNOG PROMETA I. eljeznice dalekog prometa 1. Normalne eljeznice (irina kolosijeka 1435 mm)

a) Glavne pruge Glavne pruge 1. reda Glavne pruge 2. reda

b) Sporedne pruge (pruge 3. reda)

2. Uskotrane eljeznice a) Glavne pruge b) Sporedne pruge

II. eljeznice bliskog prometa

1. Brze gradske eljeznice a) Nadzemne b) Podzemne

2. Cestovne eljeznice (tramvaji) 3. Male eljeznice (sline sporednim prugama)

B. ELJEZNICE KOJE NE SLUE JAVNOM PROMETU (normalne i uskotrane)

I. Industrijski prikljuci II. Industrijske eljeznice (umske, rudarske, poljoprivredne)

III. eljeznice najnieg ranga (radni i provizorni kolosijeci) 2. PREMA TEHNIKIM UREAJIMA A. ADHEZIIJSKE ELJEZNICE

1. Klasine na dvije tranice 2. Jednotranike eljeznice

- s kolosijekom dolje - visee

B. SPECIJALNE ELJEZNICE I. Zupaste eljeznice

1. iste zupaste eljeznice 2. Mjeovite zupaste

II. iare (ine eljeznice) 1. Stabilne iare (uspinjae) 2. Visee iare

a) s jednim uetom b) s dva ueta (pogonsko i nosivo ue)

3. PREMA IRINI KOLOSIJEKA IRINA KOLOSIJEKA - udaljenost izmeu unutranjih rubova tranica mjerenog 14 mm ispod vozne povrine kod pruga normalne irine kolosijeka, dok se kod uskotranih pruga irina kolosijeka mjeri na 12 (10) mm ispod vozne povrine. 1887. god. na internacionalnoj konferenciji u Bernu, irina kolosijeka od 1435 mm proglaena je NORMALNOM IRINOM KOLOSIJEKA. Sve eljeznice sa veom irinom zovemo irokotranim eljeznicama, a s uom irinom uskotranim eljeznicama. Rasprostranjenost pojedinih irina kolosijeka u svijetu: 1. Normalna irina kolosijeka ( = 1435 mm) - 70 % 2. irokotrane eljeznice ( > 1435 mm) - 15% 3. Uskotrane eljeznice ( < 1435 mm) - 15% irokotrane eljeznice: 1676 mm panjolska 1665 mm - Portugal 1600 mm - Irska 1524 (1820) mm Rusija 1448 mm - SAD

Uskotrane eljeznice: 1067 mm - Juna Afrika 1000 mm Jugoistona Azija (Vietnam, Thailand) 1000 mm - tramvajski promet (R=18 m) 760, 600, 380 mm

ELJEZNICE 3


SLOBODNI I TOVARNI PROFIL irina kolosijeka je nuan uvjet ali nije i dovoljan uvjet za osiguravanje prometovanje vozila po kolosijeku. Naime, da bi se vozilima omoguio nesmetan prolaz na prugama npr. normalne irine kolosijeka, dimenzije vozila moraju biti unutar profila koji je propisala meunarodna eljeznika unija (UIC). Tovarni (krcajni) profil je ogranien prostor u poprenom presjeku okomitom na uzdunu os kolosijekai ravninu kolosijeka poloenu na gornje rubove voznih tranica, ija os prolazi sredinom kolosijeka, a iz kojeg nakrcana eljeznika vozlia ne smiju izlaziti niti jednim svojim dijelom. Navedeno znai da iz navedenog profila ne smije nita izlaziti van. Navedeni profil kontrolira se odgovarajuim napravama. Slobodni profil je ogranien prostor u poprenom presjeku okomitom na uzdunu os kolosijeka i ravninu kolosijeka poloenu na gornje rubove voznih tranica ija os prolazi sredinom kolosijeka. U njega ne smije nita zadirati izvana (dijelovi ureaja i prunih graevina, signali, naslage gradiva itd.).

TOVARNI PROFIL Prema UIC C1

SLOBODNI PROFIL Prema UIC C1

c ogranienje slobodnog prostora za smjetaj perona d ogranienje slobodnog prostora za smjetaj ukrcajno istovarnih rampi 5800 mm visina za pantograf na postojeim prugama (iznimno i manje) 6200 mm visina za pantograf za nove pruge Slobodni profil je vei od tovarnog zbog: nepravilnosti na kolosijeku (na geometriji) nepravilnostima u teretu prolaza kroz krivine sigurnosnih razloga greaka na vozilima Meunarodne oznake: RIV - za teretne vagone RIC - za putnike vagone

G R T

ELJEZNICE 4


OSOVINSKI SKLOP (KOLSKI SLOG) I VIJENAC KOTAA Osovinski sklop (kolski slog)

Kota Dio vozila koji svojim kotrljanjem po tranicama omoguuje kretanje vozila prugom. Moe biti izveden kao dvodijelni ili kao jednodijelni (monoblok).

Vijenac kotaa (ovoj kotaa) Profil kotaa

Dvodijelni kota sastoji se od tijela i ovoja (bandaa). Na dvodijelnim je kotaima ovoj (bandaa) vanjski prstenasti dio preko kojeg se kota oslanja na tranicu. Ovoj se postavlja na tijelo u vruem stanju da bi se nakon hlaenja ostvario vrsti spoj. Poseban prsten na tijelu kotaa titi ovoj od ispadanja ako popuste veze (pri veim zagrijavanjima, npr. pri dugotrajnom koenju). Dvodijelni kota omoguava zamjenu ovoja kada se istroi (uteda na materijalu jer se ne mora mijenjati itavi kota). Jednodijelni kota sigurniji je u pogonu zbog manje opasnosti od pucanja. Kolni slog je sa jednodijelnim kotaima laki.

ELJEZNICE 5


OSNOVE VOENJA LINIJE Pod voenjem linije ili trasiranjem podrazumijevamo radove koji su potrebni da bi se gradnja jednog prometnog puta, u naem sluaju eljeznice, toliko pripremila da se moe poeti sa graditeljskom izvedbom. Ti su radovi opseni i raznoliki, a po karakteru su: geoloki, geografski, geodetski, gospodarski, graevno-tehniki, strojarsko-tehniki, pravni, prometno-ekonomski i organizacijski radovi. Elementi trasiranja: kategorija pruge broj kolosijeka irina kolosijeka doputeni usponi minimalni polumjeri krivina poloaj kolodvora na trasi vrsta pogona Odreivanje poloaja trase obuhvaa izradu varijantnih rjeenja. Varijante se usporeuju u cilju odabira one trase koja za isti kapacitet ima ukupno najnie investicijske i eksploatacijake trokove. Prethodna studija eljeznike pruge sadri: 1. Osnovne podatke (podaci o graenju i pogonu nove pruge) 2. Uzduni presjek trase u mjerilu 1: 25000/1000 3. Inenjersko-geoloki izvjetaj 4. Proraun trokova graenja te proraun rentabilnosti 5. Tehniki izvjetaj sa opisom varijantnih rjeenja. ELJEZNIKA VOZILA PARNE LOKOMOTIVE Preostale su samo na sporednim prugama i za turistike svrhe. Glavni konstruktivni dijelovi parne lokomotive su: parni kotao, parni stroj i vozno postolje (za smjetaj parnog kotla i stroja) Karakteristike parnih lokomotiva: a) Prosjean boravak lokomotiva u vonji iznosi 10 do 12 h/dan b) Kruto vezane osovine (ogranien prolaz kroz krivine) c) Toplinski stupanj korisnog uinka = 0.10 (10 % se iskoristi utroene energije) d) Izvor energije vue sa sobom ( 12 % teine vlaka otpada na ugljen i vodu) e) Postojanje klateih masa (klip, klipnjaa) potrebno ih je izjednaiti f) Nesimetrian pogon - potrebne okretnice (118 km/h 30 km/h)

0 5 10 15 20 25 30

Vremenski period [god]

Pros

jen

i god

inj

i tro

kov

i [n

.j./g

od]

Varijanta 1Varijanta 2 F2

F1

Vrednovanje varijantnih rjeenja

ELJEZNICE 6


Prednosti parnog pogona neovisna pogonska jedinica prednost u ratnim uvjetima uvoenje u promet broja lokomotiva po potrebi male poetne investicije

Nedostaci parnog pogona Pogonski nedostaci (predgrijavanje, okretanje, smrzavanje vode) Energetski nedostaci (kvalitetan ugljen) Loi uvjeti rada Ekoloki nedostaci (zagaivanje okoline)

ELEKTRINE LOKOMOTIVE 1835 (SAD), 1838 (Engleska), prvi pokuaji s elektrinim

lokomotivama izvor energije u obliku baterije galvanskih lanaka nalazi se na lokomotivi.

1879 (Njemaka) Siemens je odijelio izvor energije od lokomotive (na lokomotivi se nalazio samo elektrini motor, a spoj s izvorom energije (generator u elektrinoj centrali) izveden je pomou voznog voda. Koristila se istosmjerna struja niskog napona (500 do 600 V).

Trofazna izmjenina struja vieg napona (3700 V) Za pruge dalekog prometa istosmjerna struja niskog napona bila je neprikladna. Izmjenina struja moe se transformirati preko transformatora koji se nalazi u lokomotivi na napon najpogodniji za motore (oko 500 V). Na pokusnoj pruzi 1903. god. kod Berlina postignuta je brzina od 214 km/h. Sistem trofazne struje ima veliki nedostatak (potreba postojanja dva vozna voda iznad kolosijeka i treeg povratnog voda.

Monofazna izmjenina struja nie frekvencije Istraivanje monofazne izmjenine struje s uvoenjem samo jednog voznog voda u kojem napon moe biti znatno vii 15 kV. Monofazni motor zahtijeva nisku frekvenciju struje pa je bilo potrebno uobiajenu frekvenciju za rasvjetnu i industrijsku struju od 50 Hz smanjiti na 50/3 Hz (Europa) ili na 50/2 Hz (SAD). Smanjenje frekvencije je i glavni nedostatak navedenog sistema jer zahtijeva proizvodnju tzv. eljeznike struje. Najidealniji bi bio sistem monofazne izmjenine struje visokog napona (25 kV lagani i jeftini vozni vod, napojne stanice na velikim razmacima) uz mogunost koritenja struje industrijske frekvencije (50 Hz otpada proizvodnja eljeznike struje te upotreba napojnih stanica bez ispravljaa). Monofazna izmjenina struja industrijske frekvencije Prvi pokuaj je napravljen u Maarskoj (sa 15 kV) ali sa dosta kompliciranim izvedbama lokomotive sa ogranienom regulacijom brzine. Izmeu dva rata u Njemakoj je napravljen pokus sa tim sistemom (25 kV i 50 Hz). Ispitane su lokomotive raznih konstrukcija i ukupni ekonomski efekt u usporedbi sa 15 kV i 50/3 Hz je bio negativan. Veliki trokovi nabave i odravanja lokomotiva bili su znatno vei od utede u proizvodnji struje i stacionarnim ureajima (vozni vod, napojne stanice). Istraivanja u Francuskoj nad sistemom (25 kV i 50 Hz) pokazala su rezultate obrnute od Njemakih te su i preostali dio svoje mree elktrificirati navedenim sistemom.

Istosmjerna struja Konstrukcije lokomotiva sa veim brojem manjih motora (4 do 6) omoguuje da se napon istosmjerne struje (koja se ne da transformirati) moe smanjiti povezivanjem nekoliko motora u seriju, pri emu napon u voznom vodu moe biti vii (1500 3000 V). Primjena ivinog ispravljaa omoguuje upotrebu industrijske trofazne struje (50 Hz) koja se dalekovodom visokog napona dovodi do napojnih stanica uz prugu, gdje se transformira na napon voznog voda, a onda i ispravi u istosmjernu.

Sistem 3000 V (Poljska, Slovenija, Zagreb-Rijeka) Sistem 25 kV, 50 Hz (50 % eljeznikih uprava u Europi) Sistem 500 do 800 V (cestovne eljeznice)

ELJEZNICE 7


Prednosti elektrinog pogona 1. ENERGETSKE PREDNOSTI

koritenje razliitih energetskih izvora (hidro, termo i NE centrale) toplinski stupanj korisnog uinka = 0.25 ako je elektrina energija iz termoelektrana,

odnosno = 0.50 ako je elektrina energija iz hidrocentrala mogunost koritenja i vrlo slabih goriva racionalnija potronja energije mogunost proizvodnje sporednih produkata (ulja, pepeli itd.)

2. POGONSKE PREDNOSTI snaga po jedinici mase vea je nego kod parnih lokomotiva (vee brzine i vee vune sile) nemaju prostor za smjetaj goriva koji ini oko 10 do 12% mase vlaka mogunost veih brzina ime se poveava propusna i prijevozna sposobnost pruge nema predloenja kao kod parnih lokomotiva tako da su uvijek spremne za pogon otpada potreba okretanja lokomotiva na okretaljkama u pogonu su 20 do 22 h/dan

3. PERSONALNE PREDNOSTI - smanjen broj osoblja - skraeno vrijeme rada osoblja lokomotive - povoljni uvjeti rada

4. PREDNOST U OBLIKOVANJU POGONA - mogunost viestrukog zaposjedanja lokomotive - dvostruko vei broj prevaljenih km/dan od parnih - potreban manji broj mjesta u lokomotivskim remizama - mogunost svladavanja veih uspona

Nedostaci elektrinog pogona 1. OVISNOST O IZVORU ELEKTRINE ENERGIJE

osjetljivost na kvarove u elektrinoj centrali, kontaktnoj mrei, napojnoj stanici. oblikovanje voznog reda ovisno je o proizvodnji elektrine energije.

2. NEDOVOLJNA PREGLEDNOST U VONJI oteano praenje signala na otvorenoj pruzi u lukovima.

3. VELIKE POETNE INVESTICIJE izgradnja energetskog sustava: elektrine centrale, dalekovodi, napojne stanice, kontaktna mrea,

nabava skupih lokomotiva DIESEL LOKOMOTIVA Male diesel lokomotive primjenjivale su se u industriji, rudarstvu i graevinarstvu na uskim kolosijecima, a u javnom prometu primjenjuje se u veem opsegu tek poslije II svjetskog rata. U Hrvatskoj diesel lokomotive zamjenjuju parne na svim glavnim prugama I i II reda koje su dosta optereene te na prugama gdje uvoenje elektrinih lokomotiva ne dolazi u obzir bez veih rekonstrukcija i investicija u pruna postrojenja.

Prednosti diesel pogona - toplinski stupanj korisnog uinka = 0.26 (74 % gubitaka) - uvijek spremne za vonju (nema predgrijavanja) - jednostavan transport i manipulacija tekueg goriva - ugodniji prostori za radno osoblje - nisu ovisne o izvoru energije (vie lokomotiva u vonji) - vrlo velika primjena kod manevra i u industriji

Nedostaci diesel pogona - tekue gorivo je skuplje (uvoz nafte) - ekonomino polje rada kod velikog broja okretaja - kompliciran i skup prijenosni mehanizam lokomotive - visoka cijena lokomotiva te skupo odravanje

ELJEZNICE 8


Konstrukcije diesel-lokomotiva: DIESEL-ELEKTRINE LOKOMOTIVE (SAD) - primjena elektrinih prijenosnih mehanizama. Dieselski motor pokree generator koji proizvodi elektrinu energiju, a ona pokree elektromotor koji je izvor vune sile. Elektrini prijenosni mehanizam omoguuje i spajanje vie lokomotiva u seriju. DIESEL-HIDRAULIKE LOKOMOTIVE (Njemaka) da bi se smanjila teina lokomotive (izbacivanje generatora kojeg ima diesel-elektrina), pitanje prijenosa rijeeno je primjenom hidraulikog prijenosnog mehanizma. Diesel motor pokree hidraulinu turbinu koja proizvodi vunu silu. DIESEL-MEHANIKE (''ISTE DIESEL LOKOMOTIVE'') izvor vune sile je dieselski motor koji pokree mehaniki prijenosni mehanizam. IZBOR ELEMENATA TRASIRANJA

Jedna od najvanijih odluka koju treba donijeti kod izvoenja predradnji je izbor elemenata trasiranja, tj. treba definirati: a) vrstu pruge b) najmanji polumjer krivina c) najvei nagib d) veliinu kolodvora Od ovih e elemenata bitno ovisiti propusna sposobnost i kapacitet pruge, a od njih e ovisiti i trokovi graenja i trokovi eksploatacije. Da bi se mogli ispravno odabrati elementi sa kojima treba prugu trasirati, mora se najprije definirati VRSTA PRUGE, jer e se ti elementi razlikovati ovisno o tome da li e nova pruga biti normalne irine ili uskotrana, glavna ili sporedna, jednokolosijena ili dvokolosijena, da li e pogon biti diesel ili elektrini. Vrednovanje (kategorizacija) pruga: prema znaenju pruge u unutranjem i meunarodnom prometu prema prometnom optereenju propisana je od eljeznike uprave usklaena je s meunarodnim dogovorima H - Pravilnik o vrednovanju (kategorizaciji) pruga UIC - Objave: 700, 701 i 702 Pruge u sastavu H razvrstane su kao: magistralne (glavne i pomone); imaju vee znaenje s gledita:

- opsega prijevoza - povezivanja vanijih gospodarskih centara - slue u meunarodnom tranzitnom prometu

ostale Magistralne su pruge normalnog kolosijeka: I reda (> 25000 t/dan) II reda (od 6000 do 25000 t/dan) Ostale pruge smatraju se prugama normalnog kolosijeka: III reda (< 6000 t/dan)

ELJEZNICE 9


Kategorizacija pruga (prema doputenom optereenju)

Najvee doputeno optereenje KATEGORIJA PRUGE P [kN] p [kN/m]

A 120 35 A 140 40 A 160 48 B1 180 50 B2 180 64 C2 200 64 C3 220 72 C4 225 80

P [kN] doputeno optereenje po osovini p [kN/m] doputeno optereenje po dunom metru teretnih vagona Kategorizacija pruga (prema topografskim uvjetima) Vano zbog uvjeta graenja i metoda eksploatacije ravniarske pruge pruge na breuljkastom terenu brdske pruge planinske pruge Kategorija pruge ovisi o godinjem bruto obimu prometa

IRINA KOLOSIJEKA KATEGORIJA PRUGE Godinji obim prometa u oba smjera

1435 mm Normalna irina kolosijeka

glavna pruga I reda glavna pruga II reda

sporedna pruga

> 6 mil. br.t/god. 3 - 6 mil. br.t/god. 1 3 mil. br.t/god.

< 1435 mm Uskotrane pruge

glavna pruga sporedna pruga

> 1 mil. br.t/god. < 1 mil. br.t/god.

Prema godinjem obimu prometa vidljivo je da i uskotrana pruga esto moe biti sposobna za vei obim prometa od 1 mil. br.t/god.. Kod malog prometnog obima prije svega trebati odluiti da li e se pruga trasirati kao normalne irine ili kao uskotrana. Prednost uskotranih pruga: nii graevinski trokovi laganija vozila (manje osovinsko optereenje) manji profili vozila (tovarni i slobodni) manji polumjeri krivina umjetne graevine (tuneli, vijadukti) su ili manje ili

se mogu izbjei

Nedostaci uskotranih pruga: manji su vagoni (manje korisnog prostora) oteana konstrukcija lokomotiva to je irina

kolosijeka ua nemirnija vonja (to je ua irina kolosijek to je

vonja nemirnija) manje brzine

Usporedba uskotranih i pruga normalne irine kolosijeka: Regionalna sposobnost (neovisnost od geografskih okolnosti) vea je kod uskotranih pruga u odnosu na pruge normalne irine kolosijeka, jer se mogu bolje prilagoditi terenu. Kvalitativna sposobnost, neki vidovi (brzina i udobnost) manji kod uskotranih pruga, no ostali vidovi (sigurnost, redovitost, tonost, frekvencija ponude) nisu ovisni od irine kolosijeka. Kvantitativna sposobnost (prevoenje velikih koliina) je manja kod uskotranih pruga.

ELJEZNICE 10


Ako se i donese odluka o graenju uskotrane pruge, treba jo odluiti i koju irinu kolosijeka treba odabrati: irine < 600 mm (mala irina za javni promet - provizorni i radni kolosijeci) irina od 600 mm (takoer mala irina za javni promet male brzine) irine od 750 i 760 mm (zadovoljava potrebe javnog prometa malog prometnog obima do 60 km/h) irine od 1000 mm i 1067 mm (pogodne i za veoma jaki promet - mogue su brzine i do 100 km/h) Odreivanje broja kolosijeka Broj kolosijeka ovisi o propusnoj i prijevoznoj sposobnosti pruge propusna sposobnost pruge: broj pari vlakova u 24 sata prijevozna sposobnost pruge: koliina bruto tona koja se moe prevesti u 24 sata Gornja granica prijevozne sposobnosti jednokolosijene pruge: 45500 t/dan Donja ekonomina granica dvokolosijene pruge: 30000 t/dan Teretni promet se odvija 300 dana u godini, tako da se moe izraunati kapacitet pruge za 1 godinu: Kapacitet jednokolosijene pruge: 9.0 - 13.5 mil.br.t/god. (srednja vrijednost: 12 mil.br.t/god) Optereenje dvokolosijenih pruga ne prelazi 100000 t/dan (30 mil.br.t/god) Gotovo nikada se ne gradi etverokolosjena pruga ve se: razdvaja promet (radi se selekcija vlakova) na: - putniki i teretni promet - brze i spore vlakove na istim kolosijecima ne podnose se: - bliski i daleki promet - brzi putniki i spori teretni promet Odluka o gradnji drugog kolosijeka nastupa tek onda kad se iscrpe sve mogunosti za poveanje propusne i prijevozne moi (kapacitet) jednokolosijene pruge. Mogunosti poveanja kapaciteta na jednokolosijenoj pruzi: podjela pruge na prostorne razmake - APB (vlakovi istih brzina voze u snopovima-paketno otpremanje) poveanje osovinskog optereenja (pojaanje gornjeg ustroja) izgradnja ukrsnica na najkritinijim meustaninim razmacima oprema kolodvora dovoljnim brojem glavnih kolosijeka izgradnja drugog kolosijeka na najkritinijim mjestima Kada je izgradnja drugog kolosijeka oigledna u daljnjoj budunosti, tada se ve kod izgradnje prvog kolosijeka pristupa odreenim radovima: otkup zemljita i za drugi kolosijek izvoenje odreenih radova na donjem ustroju (upornjaci i stupovi mostova, zidovi, burobrani, tuneli) ako e se drugi kolosijek graditi vrlo brzo nakon prvog kolosijeka, tada se itav donji ustroj izvodi za

dvokolosijenu prugu (sve osim gornjeg ustroja) Kod dvokolosijenih pruga je u pravilu desna vonja. Mjere za poveanje propusne i prijevozne sposobnosti: - koritenje oba kolosijeka za isti smjer - BANALIZACIJA KOLOSIJEKA - zahtijeva dispeerski sustav (upravljanje iz jednog centralnog mjesta) - CTC (Central Trafic Control) Primjer: dolazak brodova u luku i transport tereta vlakovima u unutranjost, prijevoz putnika u dane vikenda (prema moru i povratak u vee gradove).

ELJEZNICE 11


Elementi tlocrta pruge (KRIVINE) Oblikovanje i ureenje kolosijeka u krivini Razliite prepreke nas spreavaju da se trasa vodi u pravcu. Odstupanja od pravca na jednu ili na drugu stranu ostvaruje se izvoenjem krunih krivina. Krivine malih polumjera imaju slijedee nedostatke: ograniava se brzina vonje poveava se istroenje kotaa i tranica poveavaju se trokovi odravanja poveavaju se otpori kretanju vlaka (otpori od krivina) poveava se broj stupova kontaktne mree Minimalni polumjer ovisi od: odnosu najmanjih i najveih brzina na pruzi vrsti vue (vezano za konstrukciju vozila) vrste tereta (putniki ili teretni promet) Vozila za glavne pruge moraju biti tako konstruirana da bez problema prolaze kroz krivine Rmin = 180 m. Veliina minimalnog polumjera: Rmin 300 m (brdovita podruja) PRIMJER: Sadanja pruga Zagreb - Rijeka: Rmin = 275 m Budua pruga Zagreb-Rijeka (Nizinska pruga), u projektu je predvien Rmin = 3000 m Elementi uzdunog presjeka (NAGIBI) Granini uspon uspon na kojem lokomotiva moe vui jo samu sebe, bez ijednog vagona omoguava usporedbu pojedinih tipova lokomotiva kree se od 130 150 Linija jednakog otpora naprezanje lokomotive na itavom potezu

uspona jednoliko vuna sila i brzina su konstantne na

itavom potezu konstantan otpor kretanju vlaka na cijeloj

dionici dijelovi trase koji se nalaze u krivini imaju

manji nagib za veliinu otpora od krivine Mjerodavni uspon Najvei uspon koji lokomotiva nije u stanju svladati naletom na duljem potezu pruge ve ga mora svladati

snagom stroja mjerodavan je za dimenzioniranje teretnih vlakova imj imax (imax = 25 )

A

B

AB

ELJEZNICE 12


Smanjenje uspona u tunelima U duim tunelima nagib pruge potrebno je smanjiti zbog: poveanog otpora zraka u tunelima nepovoljnijih uvjeta nego na otvorenoj pruzi (smanjeno trenje izmeu kotaa i tranice) Smanjenje koeficijenta trenja u tunelima nastaje zbog: - kondenzacije vodene pare na tranicama u hladnim tunelima kod strujanja toplog vanjskog zraka - nedostatak prirodnog ienja tranica kiom i snijegom Zaobljenje preloma nivelete Ako na prelomu nivelete algebarska razlika nagiba prelazi 2 potrebno je prelom nivelete zaobliti, da bi se izbjegla nepotrebna optereenja kolosijeka i vozila te eventualna iskliznua (troosovinska vozila). Najmanja veliina polumjera vertikalnog zaobljenja iznosi 2000 m. Polumjer vertikalnog zaobljenja moe biti: a) = V2 [m] b) = 0.5 V2 [m] u tekim uvjetima c) = 0.4 V2 [m] Austrija d) = 25 V + 1000 [m] Brman e) = 20 V + 550 [m] DB V [km/h] maksimalna brzina vlakova; Na prijelomu nivelete postoji opasnost od kidanja vlaka (u konveksnoj krivini) ili do izdizanja lakih srednjih kola (u konkavnoj krivini). Da bi se izbjegli ovakvi sluajevi, izmeu dva nagiba suprotnog smjera, veih ili jednakih 5 , umee se odsjeak u horizontali ili blago nagnuti odsjeak (do 3 ) duine d 500 m za konkavne krivine, odnosno d 300 m za konveksne krivine.

konveksna krivina

konkavna krivina

d 300

i5 i5 i3

i5

d 500

i5 i3

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

18000

20000

0 50 100 150 200 250 300

Brzina [km/h]

Polu

mje

r ver

tikal

ne za

kriv

ljeno

sti

[m]

V2 0.4 V20.5 V2

min=2000

ELJEZNICE 13


KOLODVORI Kolodvor je osnovna jedinica u eljeznikom prometu, vee prometno mjesto prometno-transportne slube na pruzi u kojemu se obavljaju prometne i pogonske operacije. Spadaju u skupinu tehnikih ureaja prometnih sredstava (put, pogonska sila, vozila, postaje). Kolodvori su mjesta na kojima se vozila redovito zaustavljaju, bilo iz prometnih ili pogonskih potreba.

Prometne operacije: ukrcavanje, iskrcavanje i otprema putnika utovar, istovar i otprema robe

Pogonske operacije: sastavljanje i rastavljanje vlakova usklaivanje reda vonje pregled, ienje i odravanje vozila

POSTAJA je manje prometno mjesto na pruzi, do tri prolazna kolosijeka na jednokolosijenoj pruzi odnosno do etiri prolazna kolosijeka na dvokolosijenoj pruzi. KOLODVOR je vee prometno mjesto na pruzi. Mora imati: odreen broj kolosijeka, signalno-sigurnosne ureaje, sredstva veze te postrojenja za lokalni putniki i teretni promet. Kod velikih kolodvora u velikim gradovima postoji potreba odjeljivanja prometnih i pogonskih ureaja u zasebne kolodvore. No, kod veine malih i srednjih kolodvora, oni slue i prometu i pogonu. PODJELA KOLODVORA 1) Prema poloaju u mrei a) Poetni ili zavrni kolodvor b) Meukolodvor

c) Prikljuni kolodvor d) Razdjelni kolodvor

e) Dodirni f) Ukrsni kolodvor a b glavna pruga a b c d sporedna pruga

a b a d

c b c d

c d 2) Prema tlocrtnom obliku a) eoni kolodvori b) Prolazni kolodvori c) kombinacija a) i b)

A z a b

a b

c

a

b

c

a b

c d

a b

c d

ELJEZNICE 14


3) Prema svrsi a) Kolodvori koji slue prometu putniki kolodvori koji slue samo za prometne operacije u putnikom prometu teretni kolodvori koji slue teretnom prometu (utovar i istovar vagona itd.) b) Kolodvori koji slue pogonu poslovni kolodvori na kojima se obavljaju sve pogonske operacije vezane za putnike kompozicije

(opremanje, snabdijevanje vlakova za vonju). ranirni kolodvori (za sastavljanje i rastavljanje teretnih vlakova) lokomotivski kolodvori (za prihvaanje lokomotiva koje su dole sa vonje te osposobljavanje

lokomotiva za slijedeu vonju. eljeznike radionice, slue za popravak i odravanje eljeznikih vozila. c) Kolodvori koji slue i pogonu i prometu Mali i srednji kolodvori u kojima se vre i prometne i pogonske operacije. d) Luki kolodvori Ovi kolodvori se mogu svrstati u teretne kolodvore. U njima su prisutni pretovari izmeu eljeznikih i pomorskih vozila. Gustoa postaja (meustanini razmaci) Za odreivanje najpovoljnijeg meupostajnog razmaka mjerodavne su slijedee smjernice:

Brze gradske eljeznice: 600 1500 m eljeznice dalekog prometa u predgraima velikih gradova:

1500 3000 m

Glavne pruge: 5 8 km

20 50 km - za putnike vlakove - za brze vlakove

Danas je tendencija da se eljeznica treba baviti preteno linijskim prometom (masovni promet izmeu velikih vorita), dok se cestovni promet treba baviti plonim prometom (dovoz i odvoz tereta do veih eljeznikih vorita). KOLOSIJECI Na eljeznici se sve operacije zbivaju na kolosijecima i zbog toga su oni najvaniji elementi, a ispravno rijeena kolosjena slika kolodvora predstavlja najvaniji zadatak projektanata. Kolosijeke dijelimo na glavne i sporedne. GLAVNI KOLOSIJECI su oni kolosijeci koji slue za prijem i otpremu cijelih vlakova, kada voze po voznom redu, a ija je vonja zatiena glavnim signalima. U smjeru vonje glavni kolosijeci su prostorni odsjeci, jer se na jednom glavnom kolosijeku moe nalaziti samo jedan vlak. U glavne kolosijeke spadaju: glavni prolazni kolosijeci i preticajni kolosijeci. Svi ostali kolosijeci su sporedni. Glavni prolazni kolosijeci su kolosijeci koji tvore nastavak otvorene pruge kroz kolodvor. U kolodvoru takove kolosijeke treba projektirati tako da vlakovi koji njima prolaze ne moraju smanjivati brzinu ni u sluaju nezaustavljanja. Pravilo je da se projektiraju u pravcu, ako je to mogue, ili u krivini to veeg polumjera. Sa glavnih prolaznih kolosijeka na ostale, glavne ili sporedne kolosijeke dolazi se preko skretnica. Sporedni kolosijeci su svi oni kolosijeci koji nisu zatieni glavnim signalima i koji ne primaju itave vlakove. U sporedne kolosijeke spadaju: postavni, tovarni, manevarski, lokomotivski itd.

ELJEZNICE 15


SIGNALI Signali mogu biti stalni (nepokretni) i povremeni, koji se postavljaju po potrebi. Stalni su signali nepokretni ureaji koji se fiksno ugrauju sa desne strane pokraj kolosijeka na udaljenosti 2.50 m od osi pruge u smjeru vonje i uvijek su optiki. Povremeni signali postavljaju se po potrebi, u sluaju da se neto popravlja na pruzi. Nakon popravka pruge oni se uklanjaju. Postoje dvije vrste optikih signala: a) Likovni signali - obavijest dostavljaju (signaliziraju pojedine signalne pojmove) promjenom svog lika. b) Svjetlosni signali signaliziraju pojedine signalne pojmove promjenom boje svjetla. Likovni signali slue po danu, a svjetlosni i po danu i po noi. Stalne signale dijelimo na glavne i na predsignale. Glavni signali obavjetavaju vozno osoblje da li je vonja slobodna u daljnjem odsjeku kolosijeka i eventualno uvjete vonje (sa istom ili smanjenom brzinom). Glavni signali zatiuju prugu u odsjecima i omoguavaju vonju u prostornim razmacima. Kod eljeznica su zaustavni putovi vrlo dugi, to zavisi i od brzine vlakova (kreu se od 1000 do 1200 m). Strojovoa mora poeti koiti na poetku zaustavnog puta, pa se na tom mjestu mora nalaziti predsignal, koji obavjetava vozno osoblje kakav poloaj glavnog signala moe da oekuje. Glavni signali mogu biti dvopojmovni i tropojmovni. Dvopojmovni signali signaliziraju samo dva signalna pojma SLOBODNO ili STOJ. Tropojmovni signali signaliziraju tri signalna pojma STOJ ili SLOBODNO ili SLOBODNO SA SMANJENJEM BRZINE. Glavni signali mogu se nalaziti na kolodvorima i na otvorenoj pruzi. Ako se nalaze na kolodvorima mogu biti ulazni ili izlazni, ve prema tome da li zatiuju ulaz ili izlaz na ili sa kolodvora. Ako se nalaze na otvorenoj pruzi oni mogu biti prostorni signali (zatiuju odreeni prostorni razmak) ili mogu biti zatitni signali (zatiuju razne ureaje). Zatitni signali postavljaju se na udaljenosti 80 do 100 m ispred ugroene toke. Ugroene toke su ona mjesta na kolosijeku na kojima bi moglo doi do udesa ukoliko se ne bi potivali eljezniki propisi. Ugroene toke mogu biti: a) Pokretni most b) Poetak skretnice c) Meik krine skretnice d) Granica razvrstavanja ili manevre Udaljenost predsignala od glavnih signala odreena je duinom zaustavnog puta. Svi glavni signali dobivaju predsignale. Kod nas su predsignali uvijek dvopojmovni, bez obzira da li stoje ispred dvo ili tropojmovnog glavnog ulaznog signala. Ako glavni signal oznauje STOJ, onda predsignal oznauje OPREZ (narandasta boja). Ako je glavni signal postavljen na SLOBODNO onda je i predsignal postavljen na SLOBODNO.

80 - 100 m ugroena toka 80 - 100 m ugroena toka

ugroena toka

80 - 100 m

ugroena toka

80 - 100 m

duljina najdueg vlaka

80 - 100 mugroena toka

zaustavni put

ELJEZNICE 16


OPREMA KOLODVORA za putniki promet Da bi kolodvori mogli zadovoljiti tehnikim i prometnim zahtjevima, oni moraju biti opremljeni potrebnom opremom. Opremu u putnikom prometu dobivaju glavni kolosijeci, a u nju spadaju: a) Peroni b) Pristupi peronima c) Prijemne zgrade d) Kolodvorski predprostor (trg) a) Peroni Glavni kolosijeci koji slue za primanje putnikih vlakova moraju biti opremljeni peronima. Peroni su pjeake staze izmeu kolosijeka ili uz kolosijek koji omoguavaju siguran pristup, ulazak putnika u vlak i njihov izlazak. Duljina perona ovisna je o duljini vlakova koji se u kolodvoru zaustavljaju, a irina mora biti dostatna za sigurno kretanje putnika. Prema konstrukciji perone dijelimo na: nasuti peroni zidani peroni Prema visini perone dijelimo na: niske perone srednje perone visoke perone Niski peroni Srednji peroni Visoki peroni

38 cm GRT 38 cmGRT

NASUTI ZIDANI

min 4.75 m

76 cm GRT

min 6.0 m

GRT 110 cm

min 9.0 m

1 : 20

Stanina zgrada

5 : 15 : 1

1 : 205 : 1 5 : 1 1 : 20

5 : 15 : 1

1 : 20 1 : 20 1 : 20

ELJEZNICE 17


b) Pristupi peronima Pristup na perone u razini tranica moe se tolerirati samo kod skromnijih prometnih prilika (mala frekvencija putnikog prometa). Kod veeg broja putnika i kod gueg slijeda vlakova potrebno je izvesti pristup izvan razine tranica, pothodnicima ili nathodnicima. Kod pristupa u razini tranica, peroni su redovito nasuti, niski, ali im tada visina iznad GRT-a smije biti najvie 25 cm. Kod pristupa iznad razine tranica, peroni su uvijek zidani. Rjeenje pristupa s pothodnicima je redovito povoljnije od rjeenja s nathodnicima, jer je visina dizanja manja (manji broj stepenica). Pothodnici se uvijek primjenjuju kada je kolodvor ili u nasipu ili u visini terena, a podzemna voda nije visoka. Kod nathodnika visina iznad GRT-a do donjeg ruba konstrukcije mora iznositi hmin = 6 m (zbog elektrinih vodova). Nasipani peroni su uglavnom nepokriveni, dok su zidani redovito pokriveni. c) Prijemna zgrada Kretanje od ulaska u zgradu pa do vlaka mora biti to krae. Putnici ve pri ulazu u prijemnu zgradu trebaju uoiti smjer kojim treba da se kreu, odnosno mora biti omoguena laka orijentacija. Prilikom prolaza kroz zgradu putnik treba da proe u loginom slijedu sva ona mjesta koja su potrebna za otpremu: informacije, kupovanje vozne karte, predaja prtljage, garderoba itd. d) Kolodvorski pretprostor - trg Za kolodvorski pretprostor je od iznimne vanosti da je dobro uklopljen u gradski promet. Nasuprot kolodvorskog pretprostora redovito se odvija i prolazni cestovni promet koji sa kolodvorskim prometom ne mora imati nita zajedniko. Pod kolodvorskim prometom podrazumijevamo dolazak i odlazak putnika, bilo kao pjeaka, bilo u javnom prometnom sredstvu (tramvaj, autobus) ili u individualnim vozilima (automobili, bicikli itd.). Cilj je prolazni tranzitni cestovni promet odvojiti od kolodvorskog prometa, te ga po mogunosti udaljiti od prijemne zgrade. Na kolodvorskom pretprostoru treba predvidjeti povrine za parkiranje cestovnih vozila, te omoguiti pristup kamionima do odreenih zgrada (robna skladita i sl.). 2) OPREMA KOLODVORA ZA TERETNI PROMET robno skladite koji slui za uskladitenje robe na sigurnom i

zatienom mjestu zbog eventualne mogunosti otuenja ili oteenja. Gradi se neposredno uz tovarni kolosijek, na podignutom nivou, 1.1 m iznad GRT-a.

tovarna ili pretovarna rampu koja nam omoguava laki utovar i istovar odreene vrste robe. Pomou njih se izjednaavaju visinske razlike izmeu poda vagona i cestovnih vozila.

tovarni profil je ureaj izraen od drvenog ili elinog okvira koji slui za kontrolu granica tovarenja na otvorenim vagonima (kontrola gabarita).

kolska mosna vaga slui za vaganje vagonskih poiljaka. slobodno stovarite na kojemu se odlae roba koju odmah nakon prispijea nismo u mogunosti

otpremiti (ugljen, drvena graa itd.). posebni ureaji koji slue za prebacivanje i manipulaciju sa robom (dizalice, pokretne trake itd.).

ELJEZNICE 18


VOENJE LINIJE (TRASIRANJE) Pod voenjem linije podrazumijeva se definiranje trase po smjeru i visini. Vano je da su situacija (tlocrtni prikaz trase) i uzduni presjek trase meusobno usklaeni. Kako bi se osigurala usklaenost elemenata trase, situaciju i uzduni presjek treba rjeavati zajedniki. Ovo je preduvjet da e projektirana pruga osiguravati sigurno i udobno putovanje. Najpovoljnija je ona trasa za koju e biti najmanji trokovi graenja, odravanja i eksploatacije. Vee prilagoavanje trase konfiguraciji terena u situaciji i uzdunom presjeku, smanjuje trokove graenja. Ako se promatraju trokovi eksploatacije tada su povoljnije trase s veim polumjerima krivina i manjim uzdunim nagibima, ali se tada poveavaju trokovi graenja. Na izbor elemenata trase, pored inenjersko-geolokih, geografskih i ekolokih utjecaja, veliku ulogu ima i prometno optereenje. Veliina prometnog optereenja ima utjecaj na kategoriju pruge (glavne pruge I reda, II reda) te utjecaj na tehnike parametre (broj kolosijeka, irina kolosijeka, mjerodavni nagibi, vrsta vue, slobodni profili, maksimalna brzina, propusna sposobnost pruge, poloaj kolodvora na trasi itd.). Za grubu orijentaciju, granica izmeu jednokolosjene i dvokolosjene pruge je izmeu 9 i 13.5 miliona bruto tona na godinu, ako se promatra propusna sposobnost ili kapacitet pruge. Prijevozna sposobnost jednokolosjene moderne pruge iznosi 70 do 80 vlakova na dan, a dvokolosjene pruge od 220 do 250 vlakova na dan. Ovisno o geomorfolokim karakteristikama terena u primjeni su slijedei naini voenja trase: umjetno razvijanje slobodno voenje. UMJETNO RAZVIJANJE TRASE Umjetno razvijanje trase primjenjuje se u tekim terenskim uvjetima, obino u brdovitim predjelima, gdje su velike visinske razlike na kratkim razdaljinama i gdje je potrebno provesti trasu sa znatno manjim usponima nego to je nagib terena. Umjetno razvijanje trase u cilju dobivanja potrebne duljine za penjanje vri se pomou: povratnica, serpentina (zavojnica), petlja i puastog razvoja. 1. Povratnice Nain pogona kod povratnica je razliit. U jednom sluaju vlak mora biti izmjenino i vuen i guran, pa je lokomotiva jedanput na elu, a drugi put na kraju vlaka i tada je u eonim postajama potreban samo jedan slijepi kolosijek. U drugom sluaju lokomotiva je uvijek na elu vlaka. Tada je na postajama potreban jo jedan obilazni kolosijek, da bi lokomotiva opet mogla doi na elo vlaka. Na ovakav nain bile su izgraene neke uskotrane pruge. 2. Serpentine (zavojnice) Umjetno razvijanje trase bez povratnica zahtijeva zavojito oblikovanje trase. Kod zavojnica (serpentina) skretni kut je 180. Razlikujemo dva mogua sluaja. b) Dvostruke zavojnice na padini Dvostruka zavojnica nastaje kada na povratnici zamijenimo eone kolodvore sa krivinama. Ovakvo rjeenje zahtijeva krivine malog polumjera ili primjenu zaokretnih tunela. b) Serpentine (zavojnice) u sporednoj dolini Zavojnica u sporednoj dolini predstavlja najjednostavniji sluaj umjetnog razvijanja trase. Trasa skree otrom krivinom iz glavne doline u sporednu, gdje se po mogunosti uspinje to je mogue vie na padini te na najpovoljnijem mjestu zaokree za 180 i prelazi na drugu stranu sporedne doline, gdje se uspinje po padini u suprotnom smislu od vodotoka i opet izlazi zavojem u glavnu dolinu. Ovakav nain oblikovanja trase se esto primjenjuje kod brdskih pruga nieg ranga.

ELJEZNICE 19


a) b) 3. Petlje Petlja predstavlja umjetni razvoj linije gdje pruga zaokree za 360. Kod ovakvog razvoja trase, dvije toke pruge moraju se nalaziti jedna iznad druge. Razlikujemo dvije mogunosti. a) Otvorene petlje Gornji kolosijek prelazi preko donjeg pomou vijadukta.

b) Zatvorena petlja Razvoj trase primjenom zatvorenih (tunelskih) petlji.

4. Puasti razvoj trase Kod eljeznica koje se uspinju na pojedine gorske vrhove (uglavnom se radi o turistikim trasama eljeznike pruge) moe se primijeniti i puasti razvoj trase. Za eljeznice dalekog prometa, koje prelaze vododijelnice, ovakvo rjeenje puastog razvoja trase ne dolazi u obzir.

SLOBODNO VOENJE TRASE

Trasiranje pruga opisano u poglavlju ispred danas ne bi zadovoljavalo potrebe eljeznikog prijevoza. Konkurentnost eljeznice, posebice u putnikom prometu, zahtijeva takove elemente trasiranja koji bi u usporedbi s cestovnim prometom omoguavali i do 35% vee brzine prometovanja nego na autocestama. Nove pruge danas se grade za brzine 250 do 300 km/h s elementima trase koji se teko prilagoavaju konfiguraciji terena. Cijena gradnje pruge za velike brzine ovisi od odabranih elemenata pruge te o konfiguraciji terena kroz koji pruga prolazi. Prosjena cijena izgradnje jednog kilometra dvokolosijene pruge za velike brzine kree se oko 25 miliona US $, dok u nekim sluajevima moe narasti i do 60 miliona US $ (Brennerska transverzala brzine prometovanja iznose 250 km/h). Olakotna okolnost kod trasiranja pruge je sluaj kda se trasa vodi na dijelovima gdje je prirodan pad terena manji od mjerodavnog nagiba na trasi. Niveleta slobodno voene trase moe biti izlomljena i sa suprotnim padovima uz uvjet da oni budu manji od pada koenja. Svi nagibi vei od pada koenja nazivaju se tetnim nagibima jer se troi vei mehaniki rad za kretanje para vlakova, nego po horizontalnom putu iste duljine. Ovaj nain voenja trase primjenjuje se u irokim rijenim dolinama i du vododijelnica, prilagoavajui tako niveletu terenu u cilju dobivanja minimalnih zemljanih radova.

PRESJEK A - B

B

A1

3

2

3

2

1

PRESJEK A - B

BA

iikiik

iik iik

ELJEZNICE 20


GORNJI USTROJ KOLOSIJEKA U gornji ustroj ubrajamo: tranice, pragove, privrsni pribor i zastor kolosijeka. Zadatak gornjeg ustroja je da vodi vozilo te da preuzima sile koje na njega djeluju i da ih prenosi na donji ustroj kolosijeka Da bi se lake definirali svi utjecaji na gornji ustroj te da se pravilno pretpostavi ponaanje pojedinih dijelova u konstrukciji, posebno tranica, potrebno je prvo definirati sile koje djeluju na gornji ustroj kolosijeka. Sile koje djeluju na gornji ustroj uglavnom potjeu od optereenja vozila. Vozila se na kolosijeku mogu nalaziti u mirnom ili u pokretnom stanju. Mirno optereenje vozila djeluju na kolosijek samo sa vertikalnim silama. Veliina tih sila ovisi o konstrukciji i teini vozila, poglavito lokomotiva. Horizontalne sile pojavljuju se samo od promjene temperature, koja izaziva naprezanja u tranici. Pokretno optereenje kada se u obzir uzimaju i dinamike komponente tih sila (sile su prisutne u svim smjerovima). Sile se rastavljaju na dvije horizontalne komponente (paralelno sa osi kolosijeka i okomito na os kolosijeka) i jednu vertikalnu komponentu. Veliina navedenih komponenti sila nije konstantna, ve se mijenja ovisno o brzini vonje, konstrukciji vozila i o stanju gornjeg ustroja. Vertikalne sile (sile koje djeluju okomito na ravninu kolosijeka) a) Sile uslijed savijanja tranica Pod utjecajem optereenja, tranica se utiskuje u pragove, pragovi u zastor, a zastor u donji ustroj. Uslijed optereenja, tranica dobiva progib (savija se) i to najvie na mjestu kontakta sa kotaem. Uslijed navedenog optereenja tranica dobiva oblik valovite elastine linije, koja se neprestano mijenja s gibanjem kotaa, a veliina progiba ovisi od optereenja kotaa te od konstrukcije kolosijeka (razmak pragova, tip tranice). b) Neuravnoteene mase Na poveanje optereenja kotaa utjee i konstrukcija i rad parnih lokomotiva. Naime, uslijed gibanja vode u kotlu, uslijed naglog koenja dolazi do poveanja optereenja pojedinih osovina dok se istovremeno druge osovine rastereuju. c) Sile vjetra Sila vjetra takoer moe izazvati dodatne, prvenstveno vertikalne sile. Utjecaj vjetra na eljeznika vozila ublauje se izgradnjom dodatnih objekata uz prugu tzv. burobrana, kako ne bi dolo do prevrtanja vagona (praznih vagona). d) diskontinuitet kolosijeka Uslijed puknua tranica ili na mjestima sastava tranica, prilikom prelaska kotaa sa jedne tranice (koja je upala) na drugu, prisutne su i vertikalne sile. Kod ove vrste naleta sudjeluju uglavnom samo osovine, dok je utjecaj sanduka ublaen pomou opruga na osovinama. e) Plosnata mjesta (flache stelle) Plosnato mjesto na kotau sa strelicom s prouzrokuje dodatni moment savijanja Ms koji u velikoj

mjeri ovisi o oprugama vozila. Ispitivanjima je ustanovljeno da raste proporcionalno sa s . Moe se uoiti da Ms raste linearno od V=0 do V=30 km/h, gdje faktor n dostie vrijednost n=1. Daljnjim porastom brzine smanjuje se vrijednost Ms, te kod V=60 km/h poprima vrijednost 0.85 Ms. Poveanjem brzine iznad

aa a

G G

2a

ELJEZNICE 21


60 km/h, Ms ponovno raste, te kod brzine V=100 km/h opet dolazi na vrijednost n=1. Mnoenjem dodatnog momenta Ms dobivenog ovisno od veliine s, sa odgovarajuom veliinom faktora n kojeg dobijemo ovisno od brzine V, traeni dodatni moment Msv za zadanu brzinu iznosi: Ms n = Msv.

f) Utjecaj centrifugalne sile u krivinama (nadvienje kolosijeka) Nepravilno nadvienje kolosijeka u krivini moe izazvati poveanje optereenja jedne tranice i to: vanjske tranice - ako je nadvienje raunato za

manju brzinu nego sa kojom vlak prolazi. unutarnje tranice kada vlak prolazi sa manjom

brzinom od raunske. Kod ovoga sluaja neponiteno bono ubrzanje ima negativan predznak.

p - neponiteno bono ubrzanje (m/s2) S - osni razmak tranica (1500 mm) c - centrifugalno ubrzanje (m/s2) g - gravitacija (9.81 m/s2) h - nadvienje kolosijeka (mm) T - teite vozila

Horizontalne sile (sile u ravnini kolosijeka) a) sinusoidalno gibanje vozila Zbog unjastog oblika kotaa on se giba po valovitoj liniji, a samim time i cijelo vozilo se giba po valovitoj liniji. U trenutku kada kota jedne osovine nalijee na tranicu, drugi kota je maksimalno odmaknut od svoje tranice.. Kut pod kojim kota nalijee na tranicu nazivamo kut naleta. Veliina kuta naleta utjee i na veliinu bone horizontalne sile, koja se sastoji od dvije komponente: jedne u smjeru osi kolosijeka i druge okomite na os kolosijeka. Komponenta sile koja djeluje okomito na os kolosijeka izaziva savijanje tranice te izbacivanje i pomicanje kolosijeka u stranu. Vei kut naleta implicira i veu silu koja djeluje okomito na os kolosijeka, dok kod malog kuta naleta dolazi do poveanja sile u smjeru kolosijeka. Veliina kuta naleta, a samim time i veliina sila u smjeru osi kolosijeka i okomito na smjer kolosijeka, ovisi o veliini razmaka izmeu vijenca kotaa i tranica. Taj se razmak poveava troenjem vijenca kotaa i troenjem glave tranice 6-58 mm (do doputenih granica). Ako se promatra kretanje teita vozila, ono ima oblik sinusoidalnog gibanja vozila. Kod vijugavog kretanja vozila moemo promatrati dva sluaja, stabilno i nestabilno vijuganje. Stabilno vijuganje ostvaruje se onda kada se kota, prije nego to vijenac kotaa udari u tranicu, poinje kretati na drugu stranu, dok kod nestabilnog vijuganja, kota ide na drugu stranu tek nakon udara vijenca kotaa u tranicu.

s

p

c

r

T

g

h

0

2

4

6

8

10

0 100 200 300 400 500 600 700 800Moment savijanja [tcm]

strel

ica

[mm

]

G = 5 tG = 7.5 tG = 10 t

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Brzina [km/h]

n

0.85

ELJEZNICE 22


b) pokretanje, koenje Kod pokretanja i koenja vlaka nastaju sile u smjeru osi kolosijeka. Kod pokretanja vlaka sile djeluju suprotno od smjera kretanja vlaka, dok kod koenja, sile imaju smjer smjera vonje vlaka. c) sastavi tranica Prilikom prelaska kotaa sa jedne tranice (koja je upala) na drugu, koja je via, nastaje osim vertikalne sile i horizontalna sila u smjeru vonje. d) Sile od djelovanja vjetra e) savijanje tranica pod optereenjem U horizontalnom smjeru djeluje i sila koja nastaje uslijed savijanja tranice pod optereenjem, i to na onom dijelu tranice koji se uspinje, jer se kotai ne kotrljaju po najvioj toci savijanja, nego idu pred njom. Sve sile koje djeluju u smjeru osi kolosijeka, mogu izazvati putovanje tranica ili putovanje cijelog kolosijeka u smjeru njegove osi. Navedenom putovanju odupire se trenje izmeu tranice i podloge te trenje izmeu pragova i zastora. Putovanje tranica moe biti dvojako: - obadvije tranice putuju u istome smjeru i istom brzinom. - obadvije tranice putuju u istom smjeru, ali razliitim brzinama ili da jedna tranica putuje u jednom, a

druga u drugom smjeru. f) promjena temperature Promjene temperature uzrokuju znatne horizontalne sile. Kod poveanja temperature tranice se rasteu, dok se kod smanjenja temperature tranice steu. Istezanje i stezanje tranica proporcionalno je duini tranice i promjeni temperature, pa uz pretpostavku slobodnog istezanja, vrijedi izraz:

tt = AA A - promjena duine tranice (skraenje ili produenje)

t - promjena temperature u C A - duina tranice [m] - koeficijent toplinskog istezanja tranikog elika za 1 C Istezanje tapa uslijed djelovanja sila u smjeru njegove uzdune osi prema Hookovom zakonu glasi:

- naprezanje tapa izloenog naprezanju [N/cm2] E= AA E - modul elastinosti materijala tapa [N/cm2]

Ako se djelovanje ovih dviju sila izjednai mora vrijediti: tAA = Iz navedene jednakosti dobijemo izraz, = E t. Ako je E = 2.1 107 [N/cm2] (modul elastinosti tranikog elika) i = 0.0000115, tada se dobije veliina naprezanja u iznosu od = 241.5 t [N/cm2]. Prema tome kod promjene temperature za 1 C mijenja se naprezanje za 241.5 N/cm2 presjeka tranice. Drugim rijeima, za svaki stupanj temperature za koji se tranica ne moe vie istezati, jer su se dilatacije potpuno zatvorile, ili za koji se vie na moe stezati, jer je dilatacija dola do najvee mjere, dobivamo naprezanje od 241.5 N/cm2. Sila u tranici (tlana ili vlana) ovisi o povrini presjeka tranice koja je ugraena u kolosijek.

ELJEZNICE 23


Proraun gornjeg ustroja po Winkler-u Prvi proraun gornjeg ustroja dao je Winkler 1875. godine. Proraun je temeljio na nekoliko pretpostavki: Tranicu promatra kao kontinuirani nosa bez teine s vrstim osloncima (pragovima) rasporeenim na jednakim meusobnim razmacima a, a nosa je optereen prema shemi, gdje je vidljivo da je optereenje kotaa u svakom drugom polju. Ovakvom shemom optereenja dobiva se najvei moment: M = 0.189 G a [Ncm]

WM

st = [N/cm2] 12000 [N/cm2] G optereenje po kotau [N] a razmak pragova [cm] W moment otpora tranice [cm3] Da bi se dobilo dinamiko naprezanje u tranici uslijed pokretnog optereenja, Winkler je upotrijebio dinamiki koeficijent .

2VaG0.0000007I

I

= ; I moment tromosti tranice [cm4]; V brzina [km/h]

Iz navedenog izraza za koeficijent , moe se vidjeti da je za V=0, =1. stdin = 13000 [N/cm2]

Proraun dinamikog koeficijenta primjenjiv je za brzine 30 do 40 km/h, kakve su i prevladavale u vrijeme Winklera. Ako se u proraun uvedu brzine koje prevladavaju na dananjim prugama (V = 200 km/h) vrijednost dinamikog koeficijenta poprima vrijednost = , to je besmisleno, jer pri takovim brzinama ipak nije dolo do razaranja kolosijeka. V.M.E. (Udruenje srednjoeuropskih eljeznica) odredilo je empirijskim postupkom dinamiki koeficijent :

30000V1

2+= . Navedeni izraz za brzine do 120 km/h daje vrlo dobre rezultate.

Njemake eljeznice (DB) koriste izraz Schramma za proraun koeficijenta :

7

3

5

2

10V5.1

10V4.51 += ( za V 300 km/h)

a a a a a a a

1.88 a

0.38a0.38a 0.5a2 a 1.88 a 2 a

0.5a

2 a 2 aG G G G G

utjecajna linija

1,0

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

0 25 50 75 100 125 150 175 200

Brzina [km/h]

Din

ami

ki k

oefic

ijent

V.M.E.

Schramm

ELJEZNICE 24


Prigovori Winklerovom proraunu: a) Leajevi nisu vrsti i nepomini ve poputaju pod optereenjem. b) Razmak osovina nije konstantan, niti je rasporeen prema shemi optereenja koju je da Winkler. c) Veliina optereenja kotaa nije konstantna, ve se optereenja mogu meusobno znatno razlikovati i

time utjecati na veliinu momenta savijanja. Proraun gornjeg ustroja po Zimmermann-u Karakteristike prorauna: uzima u obzir elastinost podloge tranicu promatra kao uzduni nosa bez teine (vodi rauna o istroenosti tranice) tranica je optereena ravnomjerno podijeljenim optereenjem p [N/mm2]. tlak koji nastaje u zastoru proporcionalan je upadanju praga uvodi pojam KOEFICIJENT PODLOGE - c [N/cm3] uvodi u proraun kvalitetu pragova (trulost pragova) Doputena naprezanja dana su u ovisnosti od brzine vonje. Proraun gornjeg ustroja po Jaehn-u Karakteristike prorauna: uzima u obzir koeficijent podloge razmatra se optereenje prema shemi za konkretno vozilo definira se optereenje svake osovine te razmaci osovina uzima u obzir razmak pragova Koeficijent podloge Oznaava silu koja je potrebna da se povrina od 1 cm2 utisne za 1 cm dubine u podlogu. Vrijednost koeficijenta podloge iznosi od 50 do 300 N/cm3. Male vrijednosti koeficijenta podloge oznaavaju slabiju kvalitetu zastornog materijala.

ELJEZNICE 25


TRANICE Tranica je element gornjeg ustroja pruge koji nosi i vodi kotae eljeznikih vozila te prenosi njihovo optereenje na pragove ili neku drugu podlogu. Danas se sve tranice izrauju iz valjanog elika. Proizvode se u eljezarama uz upotrebu visokih pei. Prema UIC propisima za izradu tranica koriste se elici dobiveni slijedeim postupcima:

POSTUPAK PROIZVODNJE ELIKA SIMBOL ZA POSTUPAK PROIZVODNJE TOMASOV postupak T SIEMENS-MARTINOV postupak ELEKTRO postupak Postupak PROPUHIVANJA KISIKOM

eljezna ruda iz rudnika transportira se do eljezare i njenih visokih pei, gdje se zagrijava do tekueg stanja uz dodatak staroga eljeza koji oplemenjuje proizvedeni elik. Kod samoga taljenja u visokim peima, dolazi do oslobaanja tetnih primjesa (fosfor, sumpor) i vri se dodavanje silicija, mangana i sl. za oplemenjivanje eline mase. ARA - zagrijana elina masa dobivena jednim od gore navedenih postupaka KOKILE - posebni konini kalupi u koje se izlijeva zagrijana elina masa INGOT - djelomino ohlaena masa koja se vadi iz kalupa (3 do 3.5 t) BLOOM dobiva se postupkom kontinuiranog lijevanja Veliina kokile odreuje se prema buduoj namjeni ingota odnosno bloom-a, tj. ovisi o tome koji e se tip tranice valjati. Npr. kokila za ingote iz kojih e se izvaljati tranica S 49 ima dimenzije 6565 cm u tlocrtu, visine 220 cm i gornjeg presjeka oko 6060 cm. elik se lijeva u kokile uglavnom na dva naina, lijevanjem odozgo i lijevanjem odozdo. Kod prvog naina lijevanja prisutne su neistoe po itavom presjeku i koristi se kad se ide odmah na valjanje. Kod drugog naina lijevanja, neistoa se zadri samo na gornjem dijelu ingota. Ingoti odnosno bloomovi vade se iz kalupa i otpremaju u posebne pei gdje se izjednaava temperatura cijeloga bloka na optimalnu temperaturu valjanja (1150 do 1250C) nakon ega slijedi postupak valjanja. Viekratnim prolazom uarenog elika izmeu dva ili tri valjka, dobiva se konani oblik tranice. Ureaji za valjanje: DUO UREAJ TRIO UREAJ

Nakon prolaska kroz glatke, blok prolazi kroz posebno profilirane valjke pomou kojih se dobiva konaan oblik tranice. Kod posljednjeg prolaza kroz valjke, tranice na vratu dobivaju oznaku, koja je ispupena i koja sadrava:

a b

bc

a b

b c

stol

za p

odiz

anje

i sp

uta

nje

ELJEZNICE 26


A) oznaku tvornice koja je izradila tranicu B) mjesec i godinu valjanja tranice C) tip tranice D) postupak dobivanja elika E) kvalitetu materijala F) smjer valjanja Nakon valjanja na vratu tranice se utisne broj are iz koje potjee elik tranice Broj prolaza elinog bloka kroz valjke ovisi o profilu tranice koju je potrebno izvaljati 2/3 od ukupnog broja prolaza, blok prolazi kroz glatke valjke (oko 3 min) 1/3 od ukupnog broja prolaza, blok kroz profilirane valjke (oko 5 min) Nakon zavrenog valjanja temperatura tranice je pala sa poetnih 1150 C na 900 C, tranice se hlade

ali pod takovim uvjetima da se zadri ravnost tranica. PODJELA TRANICA PREMA KVALITETI MATERIJALA Kvaliteta tranica definira se njihovom zateznom (vlanom) vrstoom [N/mm2]. Zatezna vrstoa znaajna je za kvalitetu tranice u pogledu njenog istroenja (visinski i bono) za vrijeme eksploatacije. Danas se proizvode tranice slijedee kvalitete:

KVALITETA MINIMALNA ZATEZNA VRSTOA OZNAKA a) Normalna kvaliteta 680 [N/mm2] b) Kvaliteta otporna na troenje 880 [N/mm2] c) Specijalna (posebna) kvaliteta 1080 - 1400 [N/mm2]

Pod kvalitetom tranice, kako je naprijed navedeno, podrazumijeva se jedinstvena kvaliteta u cijelom presjeku tranice. Istraivanja vezana za kvalitetu tranice, danas se usmjeravaju na poboljanje samo glave tranice, gdje je istroenje i najizraenije. Na ovaj nain proizvode se tranice ija glava ima zateznu vrstou i do 1400 N/mm2. PODJELA TRANICA PREMA OBLIKU ad1) Kranska tranica Kranske tranice kontinuirano lee na podlozi. UIC ne daje propise za kranske tranice. ad2) ljebasta tranica (PHOENIX) Tranica sa glavom u obliku lijeba kojim prolazi vijenac kotaa vozila. Najee se primjenjuje na tramvajskim prugama (na mjestima gdje cestovni i tramvajski promet koriste istu prometnu povrinu). Sastoji se od glave, vodilice, vrata i noice tranice. ad3) VIGNOLOV-a tranica Tranica koja se najvie primjenjuje na eljeznikim prugama u svijetu.

ad4) Konstruktivni profili tranica (tranice za izradu skretnica i krialita) ad1) ad2) ad3)

80

140

35 80

70 350 mm

180

180

113

d

g

h

n

ELJEZNICE 27


PODJELA TRANICA PREMA TIPU Tip tranice je propisani (normirani) oblik i veliina poprenog presjeka. PODJELA VIGNOLOVIH TRANICA PREMA TIPU Tip tranice oznaava linijsku masu tranice na m. U svijetu se primjenjuje veliki broj razliitih tipova tranica. Na prugama H standardni su tipovi tranica S 49 (49 E1) i UIC 60 (60 E1) Izbor tipa tranice za neku novu prugu vri se od ve standardiziranih tranica (rijetko se zahtijeva

potpuno novi profil tranice).

TIP TRANICE h [mm]

g [mm]

n [mm]

d [mm]

POVRINA PRESJEKA [cm2]

LINIJSKA MASA [kg/m]

35 125 58 110 12 45.20 35.48 S 49 49 E1 149 67 125 14 62.97 49.43

UIC 60 60 E1 172 72 150 16.5 76.86 60.34

ISPITIVANJE TRANICA Proizvoa tranica organizira kontrolu i ispitivanje tranica za vrijeme proizvodnje i nakon zavrene proizvodnje. Kontrola i ispitivanje tranica obavlja se prema ugovoru o nabavci ili prema standardu i to po tono odreenim postupcima. a) Ispitivanje kemijskog sastava b) Ispitivanje na udar c) Kontrola minimalne zatezne (vlane) vrstoe d) Ispitivanje tvrdoe (po Brinell-u) e) Kontrola makrostrukture f) Kontrola vanjskog izgleda g) Kontrola oblika, mjera i mase. Preuzete tranice u valjaonici se oznaavaju igom i otpremaju na odredite. Odluka koji tip i koju kvalitetu tranice upotrijebiti, ovisi o tome koje optereenje e biti prisutno na

kolosijeku te da li tranicu ugraujemo u pravcu ili u krivini. ODLUKA O IZBORU TIPA I KVALITETE TRANICE: ugradnja tranice u luk (otporne na troenje) ugradnja tranice u pravcu (jai tip tranice) PRAGOVI Preuzimaju optereenje od tranica i prenose ga na podlogu Osiguravaju stalnu irinu kolosijeka Sudjeluju u krutosti te uzdunom i poprenom otporu kolosijene reetke Ispravnije bi bilo govoriti o podlozi za tranice. Mogui naini oslanjanja tranice na podlogu 1. Pojedinani oslonci 2. Uzduni pragovi 3. Specijalne AB ploe 4. Popreni pragovi

ELJEZNICE 28


ad1) POJEDINANI OSLONCI primjenjivani su kod prvih kolosijeka u rudnicima nije osigurana irina kolosijeka (spojnice) ad2) UZDUNI PRAGOVI kod kolosijeka koji iznad podunih jama nije osigurana irina kolosijeka (spojnice) oteana odvodnja ad3) SPECIJALNE AB PLOE konstrukcija gornjeg ustroja bez zastora vrlo mala optereenja na planum ( 4 N/cm2) Elastinost kolosijeka postie se ugraivanjem elastinih podloki izmeu tranice i podlone ploe esta primjena na onim mjestima gdje imamo nemogunost osiguravanja gabarita vozila sa klasinom

kolosijenom konstrukcijom Postoje dvije vrste: a) specijalne ploe koje se polau na pripremljenu podlogu; b) na betonsku plou

polau se specijalni pragovi koji se kasnije zabetoniraju Zahtjevi koji se postavljaju na ovakve konstrukcije, prema UIC su: dovoljna trajnost kolosijeka mogunost osiguranja irine kolosijeka u granicama 1 mm mali trokovi odravanja da konstrukcija posjeduje dovoljan otpor na uzduno pomicanje tranica osiguravanje elastinosti kolosijeka u okomitom smjeru na ravninu kolosijeka mogunost reguliranja tranica u vertikalnom i horizontalnom smjeru. ad4) POPRENI PRAGOVI Danas su na eljeznikim prugama u primjeni uglavnom popreni pragovi (90 %). Prednosti poprenog praga pred ostalima su: 1. Ekonomian je (jeftiniji u odnosu na ostala rjeenja) 2. Laka izvedba 3. Tehniki dobar 4. Jednostavno reguliranje irine kolosijeka i nagiba tranice 5. Jednostavno odravanje kolosijeka (izmjena praga bez zastoja prometa) 6. Bolje osiguravanje visinskog odnosa tranica u krivini i u pravcu 7. Zajedno sa tranicama tvori krutu reetku 8. Izmjena dotrajalih pragova je laka, jeftina, jednostavna i brza 9. Osigurava direktnu odvodnju 10. Pojaanje kolosijeka je vrlo (poguenje pragova)

ELJEZNICE 29


Podjela pragova prema materijalu izrade 1. Drveni pragovi 2. elini pragovi 3. Armirano betonski pragovi 4. Kombinirani (kombinacija gore navedenih) ad1) DRVENI PRAGOVI Prednosti drvenog praga u odnosu na ostale: jednostavna i laka obrada privrenje tranice na prag se lako ostvaruje elastino prenoenje optereenja na podlogu te priguuje vibracije lako se vri podbijanje slab je vodi elektriciteta (pogodan za pruge opremljene sa SS ureajima) Nedostaci drvenog praga: nedostatna koliina kvalitetnog drveta za izradu pragova mogunost truljenja (skrauje se vijek trajanja) kod kolosijeka sa malim polumjerima slabi veza tranica-prag Zahtjevi koji se postavljaju na drvo koje se koristi za izradu pragova: otporan na gnjeenje otporan na mehanika razaranja otporan na cijepanje i pucanje otporan na truljenje

Drvo koje se upotrebljava za izradu pragova: 1. hrast (lunjak, kitnjak) 2. bukva 3. bor (bijeli i crni) 4. cer

Nazivi pragova ovisno o mjestima ugradnje: pragovi skretnika graa (presjeka kao i normalni pragovi, duina 260 do 440 cm) mosna graa (dimenzija 24/30, 22/28, duine 1.7 do 3.6 m),

Popreni presjeci drvenih pragova otrobridni pragovi tupobridni pragovi

Prag samac 2616260 cm Prag dvojac prag etverac Elementi koji utjeu na trajnost drvenih pragova Vrsta drveta iz kojeg je prag izraen Postupak kod sjee (od kraja 11 mjeseca do poetka 4 mjeseca) Nain obrade )tesanjem ili piljenjem) Postupak impregnacije Sredstvo impregnacije Nain privrenja tranica za prag Kolosijeni zastor Vrsta vue (parna, elektrina) Optereenje Mjesto ugradnje (pravac, krivina)

EKSPLOATACIJSKI UVJETI

ELJEZNICE 30


TRAJNOST PRAGOVA (prosjek trajanja [god]) PRAGOVI NEIMPREGNIRANI IMPREGNIRANI HRASTOVI 11 18 BUKOVI 2.5 20 BOROVI 5 16

IMPREGNACIJA je postupak kojim se produljuje vijek trajanja drvenih pragova. Obavlja se utiskivanjem antiseptikih sredstava pod tlakom. Ta sredstva spreavaju razvoj gljivica i trulei u unutranjosti drveta. Uspjeh impregnacije ovisi o slijedeim elementima: 1. Kvaliteta drveta (sjea drveta u zimskom periodu, zdrava stabla) 2. Prosuenost drveta (prije impregnacije vitlanje, max. 22 % vlage) 3. metoda impregnacije 4. sredstvo impregnacije SREDSTVA IMPREGNACIJE (ANTISEPTICI): sredstva topiva u vodi (cinkklorid, Volmanove soli) sredstva netopiva u vodi (kreozot produkt destilacije nafte) METODE IMPREGNACIJE 1. IMPREGNACIJA U OPERACIONOM CILINDRU

1.1. Metoda pune impregnacije 1.2. Metoda tedljivosti 1.3. Dvostruka metoda tedljivosti 1.4. Kombinirana metoda

Postupak impregnacije: otpremanje prosuenih pragova u operacioni cilindar (komore) hermetiko zatvaranje cilindra vaganje pragova prije i poslije postupka impregnacije ponovno prosuivanje pragova prije ugradnje u kolosijek. tlak 8 do 10 bara (utiskivanje impregnacijskog sredstva) stvaranje vakuma i isputanje impregnacijskog sredstva iz cilindra trajanje 4 do 8 sati (u zavisnosti od metode) 2. IMPREGNACIJA IZVAN OPERACIONOG CILINDRA nain produivanja vijeka pragova difuzijom. Kod nekoritenih pragova povrina se premae antiseptikom pastom koja s vremenom prodire u prag

difuzijom. Kod pragova koji su ve ugraeni u kolosijek, u blizini uvrenja izbue se rupe 13.5 mm u koje se

stavljaju patrone sa antiseptikim sredstvom topivim u vodi. Pod utjecajem vlage antiseptik se rastvara i postepeno prodire u prag

Potrebno je izvriti i zatitu pragova od pucanja po duini. Pukotina sa ela se stegne posebnom napravom i nakon toga se ugradi modanik. Obavijanje praga elinom trakom (uvrenje pomou avla) Specijalna metalna traka sa kopom elo praga se stegne vijcima 14 mm (primjena veih podlonih ploica

ELJEZNICE 31


ad2) ELINI PRAGOVI Poetkom ovoga stoljea u Njemakoj je bilo ugraeno vie od 80 % elinih pragova. Nedostaci elinih pragova: Oteana elektrina izolacija kod elektrine vue Zahtijevaju kvalitetan zastorni materijal Vonja preko kolosijeka sa elinim pragovima je buna Dosta su kruti, nemaju elastinih svojstava kao drveni prag, malog su otpora na sile u ravnini kolosijeka

okomite na os kolosijeka Odravanje geometrije kolosijeka kod ovih pragova je oteano. Prednosti elinih pragova: Lagani su (laki su i od AB pragova i od drvenih pragova) Transport je dosta lagan (pragovi se uklapaju jedan u drugi) Regeneracija pragova je jednostavna (oteeni dijelovi se uklone rezanjem te varenjem se zamijene

ispravnim) Privrenje tranice ostvareno je na dva naina: Oslanjanje tranice izravno na prag, te njeno privrenje pomou pribora koji je ugraen u otvore na

pragu. Oslanjanje tranice na eline podlone ploice, koje su zavarene na prag, te privrenje tranice na

eline ploice na adekvatan nain. Oblici elinih pragova: AD3) ARMIRANO BETONSKI PRAGOVI Podjela prema obliku: - Jednodijelni popreni - Dvodijelni popreni - Uzduni - Prednapregnute montane ploe

Podjela prema nainu armiranja: - Pragovi s klasinom armaturom - Pragovi s prednapregnutom armaturom a) KLASINO PREDNAPINJANJE, prvo se napne armatura i

nakon toga se izbetonira prag b) KABLOVSKO PREDNAPINJANJE (kablovi se mogu

ponovno prednapinjati) Prednosti betonskog praga: 1. Otporan na atmosferilije 2. Velika vrstoa (kod veine MB 60) 3. Oblikovanje po elji 4. Otpornost na poar 5. Teina (stabilnija kolosijena reetka)

Nedostaci betonskog praga: 1. Osjetljiv je na udarce 2. Osjetljiv je na agresivne vode 3. Zahtijeva strojno polaganje (teina praga) 4. Oteano odravanje 5. Zahtijeva kvalitetan zastorni materijal (od

eruptivne stijene)

1:20 1:20

Dimenzija elinih pragova (2710250 cm).

ELJEZNICE 32


KOLOSIJENI PRIBOR Zadaci kolosijenog pribora: 1. Privrenje tranice na podlogu 2. Smanjenje specifinog optereenja tranice na podlogu 3. Povezivanje tranice sa tranicom 4. Uvrenje tranice na podlogu te kruto ili elastino povezivanje pojedinih dijelova 5. Spreavanje putovanja tranica 6. Izoliranje pojedinih dijelova kolosijeka 7. Poveanje stabilnosti kolosijeka (bone) AD1) PRIVRENJE TRANICE NA PODLOGU S obzirom na podlogu: privrsni pribor na drvenoj podlozi, na betonskoj podlozi na elinoj podlozi

S obzirom na nain privrenja: kruto i elastino privrenje direktno i indirektno privrenje.

DIREKTNO KRUTO PRIVRENJE DIREKTNO ELASTINO PRIVRENJE INDIREKTNO KRUTO PRIVRENJE INDIREKTNO ELASTINO PRIVRENJE

AD2) SMANJENJE SPECIFINOG OPTEREENJA TRANICE NA PODLOGU irina noice tranica kree se do 150 mm, pa je specifino optereenje tranice na podlogu veliko zbog relativno uske noice tranice. Smanjenje optereenja ostvaruje se stavljanjem eline podlone ploe izmeu noice tranice i praga. Dimenzija ploa ovisi o tome koji tip tranice koristimo. Ako imamo velika osovinska optereenja ili pragove od mekog drveta tada je primjena podlonih ploa neophodna. Podlone ploe RAVNE podlone ploe (ploe bez nagiba) drveni pragovi (nagib zatesavanjem praga) betonski pragovi (nagib oblikovanjem kalupa) KLINASTE podlone ploe Potreban nagib se dobije oblikovanjem ploe. Tranicama se daje nagib zbog koninog oblika vijenaca kotaa tranikih vozila (razlog centriranja vozila) pa se na taj nain ostvaruje bolji prenos sila sa tranice na podlogu.

1:20 1:20

ELJEZNICE 33


AD3) POVEZIVANJE TRANICE SA TRANICOM Mjesta povezivanja tranice sa tranicom (traniki sastavi) spadaju u najslabije toke na kolosijeku. Nain sastavljanja - vozni rub i povrina kotrljanja prethodne tranice podudaraju se sa voznim rubom i povrinom kotrljanja slijedee tranice. NAIN RJEAVANJA SASTAVA TRANICA:

KOSI SASTAV STEPENASTI SASTAV NORMALNI SASTAV SASTAVI TRANICA U ODNOSU NA OBADVIJE TRANICE U KOLOSIJEKU:

NASPRAMNI SASTAV Nenaspramni sastav SASTAVI S OBZIROM NA RAZMJETAJ PRAGOVA:

PODUPRTI SASTAV Visei sastav AD4) UVRENJE TRANICE NA PODLOGU Za navedene potrebe koriste se: - traniki avli (elastini i kruti), tirfoni, vijci - privrsne ploice, elastine kope - podlone ploe, elastini prstenasti podloak (jednostruki,

dvostruki i trostruki) - umetci (topolovi, gumeni, plastini) (podtrniki podloci) AD5) SPREAVANJE PUTOVANJA TRANICA Da bi se sprijeilo putovanje tranica, pored kvalitetno izvedenog privrenja tranice za prag, primjenjuju se i sprave protiv putovanja tranica. Zadatak im je da prihvate noicu tranice (rijetko drugi dio tranice) svojim gornjim dijelom, a svojim donjim dijelom se upiru u podlonu plou ili u prag. Osigurana tranica moe putovati samo onda ako bi ispred sebe gurala i pragove koji se upiru u zastor. Ugrauju se u hladnom ili u uarenom stanju ovisno o vrsti sprave.

ELJEZNICE 34


Tranica

Vijak

Vezica

Izolirajuimaterijal

AD6) IZOLIRANJE POJEDINIH DIJELOVA KOLOSIJEKA Izolirani sastavi koriste se kod SS (signalno sigurnosnih) postrojenja. Svrha im je da kod pruga sa elektrinim sigurnosnim ureajima, gdje se jedna tranica koristi za provoenje struje, izolira odreeni pruni odsjek od ostalog dijela. Izolacija se napravi tako da se tek kod prolaza kotaa zatvori strujni krug i na taj nain se aktiviraju odreeni ureaji. Naini izoliranja: sastav sa drvenim gredicama ili sa drvenim vezicama sastav sa izoliranim metalnim vezicama ili sa plastinim

vezicama LIJEPLJENI IZOLIRANI SASTAV (epoksi smole), duina 3.0 do

3.6 m, primjena kod DTT. AD7) POVEANJE STABILNOSTI KOLOSIJEKA (BONE) Uslijed velikih uzdunih tlanih sila u ljetnim periodima, postoje velike opasnosti od bonog pomicanja (izbacivanja) kolosijeka (kolosijek u krivini, kolosijek ispred tunela, kolosijek koji prolazi usjekom i nasipom). Jedna od mjera osiguranja bonog pomicanja kolosijeka je ugradnja kapa za poveanja poprenog otpora kolosijeka. KOLOSIJENI ZASTOR Zadatak kolosijenog zastora: a) Elastino i ravnomjerno prenoenje optereenja na planum donjeg ustroja b) Spreavanje uzdunog i poprenog pomicanja kolosijeka c) osiguranje pravilnog poloaja kolosijeka po smjeru i visini. d) Omoguavanje brzog i jednostavnog dotjerivanja kolosijeka u pravilan poloaj. e) Osiguravanje brzog otjecanja vode iz kolosijeka. Rasprostiranje optereenja u zastoru prema Bruning-u 1) Kolosijeni zastor mora imati dovoljne dimenzije (irinu i debljinu) 2) Kolosijeni zastor mora biti izveden iz kvalitetnog materijala 3) Mora leati na planumu koji ima nagib 3 5 % Bruning (Brojning)

tg2aH = [cm]

Schubert H = a b + 20 [cm] - kut rasprostiranja optereenja (30 80)

aa

b b b

H

ELJEZNICE 35


a 2.30 2.60 m l1 3.80 m, kod novogradnje i rekonstrukcije 4.0 m b 2.70 3.30 m l2 4.0 m, kod novogradnje i rekonstrukcije 4.75 m c 4.5 5.7 m d 0.30 0.45 m (mjereno od gornje povrine praga) k 0.20 0.40 m

d 80 cm (H) d 60 cm (pojedine eljeznike uprave)

Zahtjevi koje stijena od koje se dobiva zastorni materijal mora zadovoljiti: tvrdoa i ilavost ne smije upijati vodu otpornost na smrzavanje otpornost na udarce

TUCANIK ILI TUENAC najbolji zastorni materijal dobiva se drobljenjem eruptivne stijene najpogodnije stijene (bazalt, gabro, granit, diabaz itd.) sedimentne stijene, vapnenci (u nedostatku eruptivnih) tucanik mora biti otrobridan, veliine zrna 3 6 cm, kut rasprostiranja optereenja 30.

DROBLJENAC, dobiva se drobljenjem valutica. Primjenjuje se u onim eljeznikim upravama koje ne raspolau sa tucanikim materijalom ili se primjenjuje iz ekonomskih razloga. Kut rasprostiranja optereenja 45.

LJUNAK, dobiva se vaenjem iz rijenih korita ili kopanjem. ljunak dobiven kopanjem ima bolje karakteristike od onoga dobivenog vaenjem. Pijesak ije su veliine zrna ispod 1 mm nije poeljan u ljunku. Kut rasprostiranja optereenja 50.

PIJESAK Primjenjivao se u podrujima bogatim ovim

materijalom (Rusija, Afrika) Nosivost zastora od pijeska:

300 N/cm2 nosivosti (sprijeeni boni pomaci) 10 N/cm2 nosivosti (omogueno izmicanje pijeska)

LJAKA dobiva se iz visokih pei koristila se u zemljama s visoko razvijenom tekom

industrijom Primjena joj je bila kod sanacije kolosijeka

a b

k k

c 4% 4% d

ab

k k

c4%d

a

b/2

k

4% 4%

d

c/2

a

b/2k

c/2

l2 kod paralelenih pruga

l1 kod dvokolosijenih pruga

ELJEZNICE 36


UREAJI ELJEZNIKOG GORNJEG USTROJA SKRETNICE Skretnice su ureaji eljeznikog gornjeg ustroja koji omoguavaju vonju po kolosijeku te prijelaz eljeznikih vozila i cijelih vlakova s jednoga kolosijeka na drugi. Prema osnovnoj namjeni i konstrukciji skretnice se dijele na:

1) Jednostruke

2) Dvostruke

3) Krine

4) Kombinirane

KRIITA su ureaji gornjeg ustroja koji omoguavaju krianje dvaju kolosijeka, ali ne i prijelaz eljeznikih vozila s jednog kolosijeka na drugi.

ad1) Jednostruka skretnica Pomou ovih skretnica se uspostavlja izravna veza izmeu dva kolosijeka. Jednostruke skretnice mogu biti: Proste skretnice jednostrane dvostrane simetrine Proste lune skretnice jednostrane lune dvostrane lune simetrine lune

ad2) Dvostruka skretnica Pomou ovih skretnica se uspostavlja izravna veza izmeu tri kolosijeka. Postoji vie razliitih konstrukcija dvostrukih skretnica ovisno o poloaju kolosijeka koje povezuju i raspoloivom prostoru. Mogu biti: jednostrane dvostrane simetrine jednostrane lune dvostrane lune simetrine lune ad3) Krina skretnica Skretnica koja je nastala iz kriita je krina skretnica, jer je uz krianje dvaju kolosijeka omoguen i prelazak eljeznikih vozila i cijelih vlakova s jednog kolosijeka na drugi. Prema konstrukciji krine skretnice dijele se na: proste, dvojne i splet skretnice.

ad4) Kombinirana skretnica Skretnica koja povezuje kolosijeke razliitih irina sa zbijenim ili upletenim kolosijekom, odnosno meusobno povezuje dva zbijena ili upletena kolosijeka.

Zbijeni kolosijek (4 tranice) Upleteni kolosijek (3 tranice)

1435 mm 760 mm

1435

600

1435

760

ELJEZNICE 37


Glavne karakteristike skretnice:

I PREVODNIKI UREAJ II MEUTRANICE (SREDNJI DIO) III SRCITE Tranice: 1 Glavne nalijene tranice Geometrijske karakteristike skretnice: 2 Prijevodnice A Poetak skretnice 3 Meutranice B,C Krajevi skretnice 4 Vozne tranice srcita S Matematska toka skretnice 5 Krilne tranice 6 Vodilice 7 iljak srca Kada se projektira izvedbeni projekt skretnice, tada ju prikazujemo sa svim detaljima. No, za proraun elemenata skretnice, koristimo tzv. kosturnu sliku skretnice, tj. crtaju se samo vozni rubovi tranica skretnice. Ako se izvode nacrti kolodvora i planovi iskolenja tada se skretnice prikazuju samo shemama. Navedene sheme predstavljaju zamiljenu os kolosijeka u pravcu i tangentu na os kolosijeka za vonju u odvojak.

KUT ODVAJANJA SKRETNICE Veliina kuta odvajanja se kod nas izraava u stupnjevima ili tangesom kuta (npr. 6, 7, 1 : 9, 1 : 12, 1 : 14). Veliina kuta kree se od 3 (R = 3000 m) do 11 (R = 150 m). R RADIJUS (POLUMJER) SKRETNICE Radijus skretnice moe zavravati na kraju skretnice (toka C) ili prije srca skretnice. Ako zavrava prije srca skretnice onda govorimo o prostoj skretnici, a ako zavrava na kraju, tada govorimo o prostoj lunoj skretnici ili prostoj skretnici sa srcem u luku. Veliina radijusa kree se od 150 m do 3000 m. Standardni radijusi skretnica: 180, 200, 215, 300, 500, 760, 1200, 3000 m. Na H-a radijus se oznaava u osi kolosijeka. Kod ulaznih i izlaznih skretnica nastoji se barem primijeniti radijus 300 do 500 m. OZNAAVANJE SKRETNICE

VRSTA SKRETNICE TIP TRANICE RADIJUS KUT ODVAJANJA

PS 49E1 200 - 6 lijeva PL 60E1 300 1 : 9 desna

A B

C

R (luna) R1 (prosta)

R1

R

S1 2

3

4

4

7

6

6

5

I II III

KOLOSIJEK ZA VONJU U PRAVAC

ELJEZNICE 38


PREVODNIKI UREAJ Prevodniki ureaj sastoji se iz dviju prijevodnica, dviju glavnih nalijenih tranica, kliznih jastuia, spojnih i poteznih motki te postavnog ureaja. Prebacivanjme tega na postavnom ureaju pomiu se prevodnice i priljubljuju na jednu ili na dru