INTERNACIONALNI UNIVERZITET TRAVNIK

SAOBRAĆAJNI FAKULTET TRAVNIK

Studijska grupa: Građevinsko inženjerstvo

KONSTRUKTIVNI ELEMENTI PRUGE

SEMINARSKI RAD

Predmet: ŽELJEZNICE I 

Mentor:

mr. Ružica Popović

Predmetni profesor: Student:

prof.dr. Mirsad Kulović Sanjin Jahić br. ind. S-215-III/11

Travnik, april 2012.god.

1  

SADRŽAJ  

1. OPĆENITO O ŽELJEZNICAMA ........................................................ 2

1.1 Opšti dio i historijski razvoj željeznica ...................................... 2

1.2 Podjela željeznica .................................................................. 3

1.3 Slobodni i tovarni profil .......................................................... 4

1.4 Osovinski sklop i vijenac kotača ............................................... 5

2. ŽELJEZNIČKA PRUGA .................................................................. 7

2.1 Trasiranje i obilježavanje nove željezničke pruge ....................... 7

2.2 Određivanje broja kolosijeka ................................................... 9

2.3 Donji stroj – željeznički trup .................................................. 10

2.4 Gornji stroj – kolosijek .......................................................... 14  

   

2  

1. OPĆENITO O ŽELJEZNICAMA  

 

1.1 Opšti dio i historijski razvoj željeznica

Željeznice su prometna sredstva kod kojih su kotači vozila prisilno vođeni po metalnom putu. Prisilno vođenje vozila postiže se ispustom vijenca na obodu točka koji sprečava skretanje vozila s tačno određenog puta. Kod kretanja vozila po kolosijeku prisutni su vrlo mali otpori kotrljanja (10 puta manji nego otpor točkova na asfaltu), te smanjuje i potrebe za pogonskim materijalom ili električnom energijom. To sve čini da je transport željeznicom jako ekonomičan, pogotovo ako je transport masovan, na velikom odstojanju i ako je željeznička pruga bez velikih uspona.

Kolosijek željezničke pruge sastoji se od čeličnih šina na poprečnim drvenim ili armiranobetonskim (rijetko čeličnim) pragovima, sa zastorom od tucanika ili šljunka na izgrađenom zemljanom trupu.

U uporedbi sa ostalim prometnim sredstvima glavne prednosti željeznice su:

a) Temporalna sposobnost -prisilnost vođenja, vožnja „na slijepo“, vozi po signalima

b) Kvantitativna sposobnost -apsolutna sposobnost je da se jednom dvokolosječnom prugom može prevesti kao i na 20 autocesta -relativna sposobnost ograničena je za željeznicu, zapravo voz ne vozi u vremenskim razmacima već u prostornim, koji glasi: u jednom vremenskom razmaku zaštićenom obostrano glavnim signalima, smije se u isto vrijeme nalaziti samo jedan voz, a drugi voz može u taj razmak ući tek pošto je predhodni vlak taj razmak napustio -sposobnost prevoza teških tereta

c) Kvalitativna sposobnost -sigurnost, redovitost i tačnost, frekvencija prometne ponude, prilagodljivost, udobnost, brzina (u pogledu sigurnosti željeznice stoje na prvom mjestu, a takođe u pogledu redovitosti i tačnosti također zauzimaju vodeću poziciju)

d) Ekonomska sposobnost -zbog malih otpora i dugih vlakova potrebni su mali pogonski troškovi

e) Vojna sposobnost -sve se više smanjuje jer je dovoljno oštetiti 1m kolosijeka i voz ne vozi

f) Regionalna sposobnost -željeznice su znatno osjetljivije na uspone i krivine u odnosu na cestovni promet.

Od početka stvaranja željeznica (1825 god.) do danas ima već 150 godina, a željeznički kolosijek, osim ojačanja i produženja samih šina, za tako dugo vrijeme nije se u osnovi

3  

mnogo izmjenio dok je na drugoj strani kod šinskih vozila, a naročito kod vučnih sredstava postignuto veliko usavršavanje. Kod lokomotiva se od prvobitnih slabih parnih došlo do velikih i jakih dizel i električnih lokomotiva i ekspresnih motornih vozova.

Do drugog svjetskog rata računalo se da na svijetu ima oko 1 250 000 km željezničkih pruga. Od postanka željeznice pa do 1950 godine pretpostavlja se da je sagrađeno oko 1 411 000 km željezničkih pruga. Od tada pa do danas nove željeznice skoro se i ne grade u zapadnim zemljama (izuzev metroa i željeznica specijalnih sistema), ali se na Istoku i Jugu (Afrika) još uveliko grade klasične željezničke pruge, uglavnom normalnog kolosijeka.

Postoje razne vrste željezničkog kolosijeka, ali većinu pruga u svijetu čine pruge normalnog kolosijeka sa razmakom šina (od unutrašnje ivice glave jedne do ivice glave druge šine) od 1435 mm.

1.2 Podjela željeznica

Prema svrsi željeznice se dijele na:

A) Željeznice javnog prometa I.Željeznice dalekog prometa 1.Normalne željeznice (širina kolosijeka 1435mm) a) Glavne pruge - glavne pruge 1.reda -glavne pruge 2.reda b)Sporedne pruge (pruge 3.reda) 2. Uskotračne željeznice a) Glavne pruge b) Sporedne pruge II.Željeznice bliskog prometa 1.Brze gradske željeznice a)Nadzemne b)Podzemne 2.Cestovne željeznice (tramvaji) 3.Male željeznice (slične sporedim prugama)

B) Željeznice koje ne služe javnom prometu (normalne i uskotračne) I.Industrijski priključci II.Industrijske željeznice (šumske, rudarske, poljoprivredne) III.Željeznice najnižeg ranga (radni i provizorni kolosjeci)

4  

Pored pruga normalnog kolosijeka ima najviše pruga sa kolosijekom čiji je razmak širina veći od normalnog –široki kolosijek kao što je u SSSR-u i Finskoj od 1524 mm, dalje u Španiji i Južnoj Americi od 1676 mm, u Indiji od 1667 mm itd. Kod nas u bivšoj Jugoslaviji pored željezničkih pruga normalnog kolosijeka javnog saobraćaja, postoje još i pruge uskog kolosijeka od 760 mm, ali se od kraja II svjetskog rata pristupilo likvidaciji uskih pruga.

Standardne širine željezničkih kolosijeka po jugoslovenskom standardu (JUS P.010 – 1950 god.) jesu sljedeće:

1435mm – za javni željeznički saobraćaj i industrijske pruge

760 mm – za javni željeznički saobraćaj, industrijske, tramvajske i šumske pruge

900 mm – za rudarske kolosijeke

1000 mm – za tramvajske kolosijeke

600 mm – za rudarske kolosijeke, za šumarstvo, za radne kolosijeke kod gradilišta

500 mm – izuzetno u rudarstvu gdje je mali slobodan profil.

Po broju kolosijeka pruge se dijele na jednokolosječne i dvokolosječne (za svaki smjer poseban kolosijek). Dvokolosječne su po pravilu glavne pruge I reda, na kojima se obavlja veliki međunarodni i unutrašnji saobraćaj. Dvokolosječne mogu biti i pruge koje nemaju međunarodni značaj, ali koje imaju veliki unutrašnji saobraćaj. Glavne pruge I reda na Javnoj željeznici imaju najmanji poluprečnik krivine R=300m, glavne pruge II reda R=250m, a sporedne pruge normalnog kolosijeka do Rmin=200m. Danas međutim, prilikom izvođenja kapitalnog remonta na magistralnim prugama, gdje god je to moguće, izvode se rekonstrukcije sa R=500 i više metara.

1.3 Slobodni i tovarni profil

Širina kolosijeka je nužan uvjet ali nije i dovoljan za osiguravanje prometa vozila po kolosijeku. Zapravo, da bi se vozilima omogućio nesmetan prolaz na prugama npr. normalne širine kolosijeka, dimenzije vozila moraju biti unutar profila koji je propisala međunarodna željeznička unija (UIC).

Tovarni (krcajni) profil je ograničen prostor u poprečnom presjeku okomitom na uzdužnu os kolosijeka, a iz kojeg nakrcana željeznička vozila ne smiju izlaziti niti jednim svojim dijelom. Navedeno znači da iz navedenog profila ne smije ništa izlaziti vani. Navedeni profil kontroliše se odgovarajućim napravama.

Slobodni profil je ograničen prostor u poprečnom presjeku okomitom na uzdužnu os kolosijeka i ravninu kolosijeka položenu na gornje rubove voznih tračnica čija os prolazi sredinom kolosijeka. U njega ne smije ništa zadirati izvana (dijelovi uređaja i pružnih građevina, signali, naslage gradiva itd.)

5  

Slika 1. Presjek tovarnog i slobodnog profila

Slobodni profil je veći od tovarnog zbog:

-nepravilnosti na kolosijeku (na geometriji) -nepravilnostima u teretu -prolaza kroz krivine -sigurnosnih razloga -grešaka na vozilima

1.4 Osovinski sklop i vijenac kotača

Slika 2. Osovinski sklop (kolski slog)

6  

Kotač dio vozila koji svojim kotrljanjem po šinama omogućuje kretanje vozila prugom. Može biti izveden kao dvodijelni ili kao jednodijelni (monoblok).

Slika 3. Vijenac kotača (ovoj kotača)

Slika 4. Profil kotača

Dvodijelni kotač sastoji se od tijela i ovoja (bandaža). Na dvodijelnim je kotačima ovoj (bandaža) vanjski prstenasti dio preko kojeg se kotač oslanja na tračnicu. Ovoj se postavlja na tijelo u vrućem stanju da bi se nakon hlađenja ostvario čvrsti spoj. Poseban prsten na tijelu kotača štiti ovoj od ispadanja ako popuste veze (pri većim zagrijavanjima, npr. pri dugotrajnom kočenju). Dvodijelni kotač omogućava zamjenu ovoja kada se istroši (ušteda na materijalu jer se ne mora mijenjati čitav kotač).

Jednodijelni kotač sigurniji je u pogonu zbog manje opasnosti od pucanja. Kolni slog je sa jednodijelnim kotačima lakši.

7  

2. ŽELJEZNIČKA PRUGA

2.1 Trasiranje i obilježavanje nove željezničke pruge

Jedna od najvžnijih odluka koju treba donijeti kod izvođenja predradnji je izbor elemenata trasiranja tj. treba defnirati:

a)vrstu pruge b)najmanji poluprečnik krivina c)najveći nagib d)veličinu željezničke stanice

Od ovih će elemenata bitno ovisiti propusna sposobnost i kapacitet pruge, a od njih će ovisiti i troškovi građenja i troškovi eksploatacije Da bi se mogli ispravno odabrati elementi sa kojima treba prugu trasirati, mora se najprije definisati vrsta pruge, jer će se ti elementi razlikovati ovisno o tome da li će nova pruga biti normalne širine ili uskotračna, glavna ili sporedna, jednokolosiječna ili dvokolosiječna, da li će pogon biti dizel ili električni.

Vrednovanje (kategorizacija) pruga:

-prema značenju pruge u unutrašnjem i međunarodnom prometu -prema prometnom opterećenju -propisana je od željezničke uprave -usklađena je sa međunarodnim dogovorima -pravilnik o vrednovanju (kategorizaciji) pruga

Pruge sa naših prostora razvrstane su kao:

-magistralne (glavne i pomoćne) -ostale pruge

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)

8  

Kategorizacija pruga (prema dopuštenom opterećenju)

Slika 5. Tabela kategorizacije prema dopuštenom opterećenju

Kategorizacija pruga prema topografskim uslovima što je važno zbog uslova građenja i metode eksploatacije na:

–ravničarske pruge -pruge na brežuljkastom terenu -brdske pruge -planinske pruge

Kategorizacija pruge ovisi i o godišnjem bruto obimu prometa

Slika 6. Tabela kategorizacije prema bruto prometu

Prema godišnjem obimu prometa vidljivo je da i uskotračna pruga često može biti sposobna za veći obim prometa od 1 mil br.t/god. Kod malog prometnog obima prije svega treba odlučiti da li će se pruga trasirati kao normalne širine ili kao uskotračna.

Prednost uskotračnih pruga:

-niži građevinski troškovi -laganija vozila (manje osovinsko opterećenje) -manji profili vozila (tovarni i slobodni) -manji poluprečnici krivina -umjetne građevine (tuneli, vijadukti) su ili manje ili se mogu izbjeći

9  

Nedostatci uskotračnih pruga:

-manji su vagoni (manje korisnog prostora) -otežana konstrukcija lokomotiva što je širina kolosijeka uža -nemirnija vožnja (što je uža širina kolosijeka to je vožnja nemirnija) -manje brzine

Uporedba uskotračnih i pruga normalne širine kolosijeka:

Regionalna sposobnost (neovisnost od geografskih okolnosti) veća je kod uskotračnih pruga u odnosu na pruge normalne širine kolosijeka, jer se mogu bolje prilagoditi terenu.

Kvalitativna sposobnost neki vidovi (brzina i udobnost) manji kod uskotračnih pruga, ali ostali vidovi (sigurnost, redovitost, tačnost, frekvencija ponude) nisu ovisni od širine kolosijeka.

Kvantitativna sposobnost (prevoženje velikih količina) je manja kod uskotračnih pruga.

2.2 Određivanje broja kolosijeka

Broj kolosijeka ovisi o propusnoj i prijevoznoj sposobnosti pruge

• Propusna sposobnost pruge: broj pari vlakova u 24 sata • Prijevozna sposobnost pruge: količina bruto tona koja se može prevesti u 24 sata

Gornja granica prijevozne sposobnosti jednokolosiječne pruge je 45500 t/dan. Donja ekonomična granica dvokolosiječne pruge je ≥30000 t/dan.

Teretni promet se odvija ≈300 dana u godini, tako da se može izračunati kapacitet pruge za 1 godinu:

• Kapacitet jednokolosiječne pruge : 9.0-13.5 mil br.t/god (srednja vrijednost: 12 mil br.t/god)

• Opterećenje dvokolosiječnih pruga ne prelazi 100000 t/dan (30 mil br.t/god)

Gotovo se nikada ne gradi četverokolosiječna pruga već se:

• Razdvaja promet (radi se selekcija vozova) na -putnički i teretni promet -brze i spore vozove

• Na istim kolosijecima ne podnose se: -bliski i daleki promet -brzi putnički i spori teretni promet

Odluka o gradnji drugog kolosijeka nastupa tek onda kad se iscrpe sve mogućnosti za povećanje propusne i prijevozne moći (kapacitet) jednokolosiječne pruge.

10  

Mogućnost povećanja kapaciteta na jednokolosiječnoj pruzi:

-podjela pruge na prostorne razmake- APB (vozovi istih brzina voze u snopovima- paketno otpremanje) -povećanje osovinskog opterećenja (pojačanje gornjeg stroja) -izgradnja ukrsnica na najkraćim međustaničnim razmacima -oprema stanica dovoljnim brojem glavnih kolosijeka -izgradnja drugog kolosijeka na najkraćim mjestima

Kada je izgradnja drugog kolosijeka očigledna u daljnjoj budućnosti, tada se već kod izgradnje prvog kolosijeka pristupa određenim radovima:

-otkup zemljišta i za drugi kolosijek -izvođenje određenih radova na donjem stroju (upornjaci i stubovi mostova, zidovi, burobrani, tuneli) -ako će se drugi kolosijek graditi vrlo brzo nakon prvog kolosijeka, tada se čitav donji stoj izvodi za dvokolosiječnu prugu (sve osim gornjeg stroja)

Kod dvokolosiječnih pruga je u pravilu desna vožnja. Mjere za povećanje propusne i prijevozne sposobnosti:

-korištenje oba kolosijeka za isti smjer- Banalizacija kolosijeka -zahtjeva dispečerski sistem (upravljanje iz jednog centralnog mjesta) -CTC (Central Trafic Control) Primjer: dolazak brodova u luku i transport tereta vozovima u unutrašnjost, prijevoz putnika u dane vikenda (prema moru i povratak u veće gradove).

2.3 Donji stroj – željeznički trup

Donji stroj željezničke pruge samo se u dimenzijama poprečnog presjeka razlikuje od donjeg stroja modernog puta. U tablici slika 10. Prikazan je presjek planuma i iznijeti su podatci i dimenzije za sve normalne i uske kolosjeke. Sve što je rečeno u donjem stroju kod puteva važi i za željeznice. Međutim, kod željezničkih pruga u eksploataciji trup je zbog kolosječnih pragova i propustljivog zastora (tucanik ili šljunak) drugačije opterećen i izložen raskvašenju, nego što je zemljani trup kod puteva. Kod željezničkog trupa (nasipa) izvedenog od glinovitog materijala i kod lošeg održavanja mogu se stvoriti takozvane „šljunčane vreće“, koje ako se na vrijeme ne otklone, narastu velike, i mogu se izazvati odronjavanje dijela željezničkog trupa a time i katastrofu u saobraćaju. Te se šljunčane vreće stvaraju kao što je na slici 7. prikazano, od utiskivanja opterećenih pragova, šljunka ili tucanika u meki zemljani trup.

11  

Slika 7. Šljunčane vreće

Zadatak kolosiječnog zastora:

-elastično i ravnomjerno prenošenje opterećenja na planum donjeg stroja -sprečavanje uzdužnog i poprečnog pomicanja kolosijeka -osiguravanje pravilnog položaja kolosijeka po smjeru i visini -omogućavanje brzog i jednostavnog dotjerivanja kolosijeka u pravilan položaj -osiguravanje brzog oticanja vode iz kolosijeka

Kako se kolosijek popunjavanjem zastorng materijala izdiže i ispravlja, to se u gornjem dijelu željezničkog nasipa šljunčane vreće sve više povećavaju, pune vodom i raskvašuju glinoviti zemljani trup. Voda iz tog rezervoara izbija na kosinu, odvaljujući gornji dio nasipa, ostavlja željeznički kolosijek u vazduhu, te ukoliko bi se ovo pojavilo neprimjetno, izazvalo bi iskliznuće voza i katastrofu. Zato je potrebno da se kod izgradnje željezničkog trupa od glinovitih materijala gornji dio nasipa završi od šljunkovitog materijala- tamponskim slojem.

Slika 8. Poprečni presjek nasipa sa tamponskim slojem

Ako je već cio nasip izrađen od lošijeg materijala (glina) i željeznička pruga puštena u saobraćaj, da ne bi došlo do ovakve katastrofe, izvode se u nasipu na kraćim rastojanjima (5 – 10 m) poprečni drenažni rovovi (šlicevi) i ispune kamenom tj. vrši se tzv. „saniranje nasipa“.

12  

Slika 9. Saniranje glinovitih nasipa

Slika 10. Tablica- Presjeci i podatci za planum i zastor

I kod projektovanja vještačkih objekata na željezničkoj pruzi ima znatnih razlika od vještačkih objakata na putevima. Ovdje su mnogo veća opterećenja koncentrisanih tereta, i što je naročito karakteristično veliki udarni koeficijent.

13  

Slika 11. Tablica- Udarni koeficijent za metalne mostove

Pri računanju metalnih mostova uzima se udarni koeficijent za metalne mostove prma tablici, a za armirano betonske gredične mostove

Φ=1+ (ali ne manje od φ=1,15), a za lučne i svodne sisteme mostova

Φ=1+ ( 1+ , ),

gdje je: l – rasponi grede i luka, a f – strijele luka.

Kod elektrificiranih pruga željeznički kolosijek mora biti potpuno fiksiran što se u eksploataciji kontroliše sa postavljenim oznakama (markama) sa strane kolosijeka.

Slika 12. Stalna oznaka za kontrolu položaja osovine i nivelete pruge

Ove oznake postavljaju se i kod svih glavnih pruga bez obzira da li su elektrificirane ili ne, obično poslije remonta gornjeg stroja. Oznake sa zarezom stavljaju se na stubiće od starih šina, a zarezi se mogu staviti i na električne stubove, na metalne konstrukcije mostova i dr.

14  

2.4 Gornji stroj – kolosijek

Željeznički kolosijek se sastoji od šina (tračnica) sa sitnim priborom (vezice, pločice, vijci i ekseri), pragova i zastora (tucanika ili šljunka). Zadatak gornjeg stroja je da vodi vozilo te da preuzima sile koje na njega djeluju i da ih prenosi na donji stroj kolosijeka. Da bi se lakše definisali svi uticaji na gornji stroj te da se pravilno pretpostavi ponašanje pojedinih dijelova u konstrukciji, posebno šina, potrebno je prvo definisati sile koje djeluju na gornji stroj kolosijeka. Sile koje djeluju na gornji stroj uglavnom potiču od opterećenja vozila. Vozila se na kolosijeku mogu nalaziti u mirnom ili u pokretnom stanju.

Mirno opterećenje vozila djeluju na kolosijek samo sa vertikalnim silama. Veličina tih sila ovisi o konstrukciji i težini vozila, pogotovo lokomotiva. Horizontalne sile pojavljuju se samo promjene temperature, koja izaziva naprezanje u šini.

Pokretno opterećenje kada se u obzir uzimaju i dinamičke komponentetih 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. Veličina navedenih komponenti sila nije konstantna, već se mijenja ovisno o brzini vožnje, konstrukciji vozila i o stanju gornjeg stroja.

Šina (Tračnica) je element gornjeg stroja pruge koji nosi i vodi točkove željezničkih vozila te prenosi njihovo opterećenje na pragove ili neku drugu podlogu. Danas se sve šine izrađuju iz valjanog čelika. Proizvode se u željezarama uz upotrebu visokih peći.

Slika 13. Vinjolova šina sa klinastom pločicom i dvoglava šina sa šinskom stolicom

Ima vrlo mnogo šina, i one se upotrebljavaju prema važnosti pruge, težini vozila (osovinskom pritisku), veličini i brzini saobraćaja. Jačina šine određuje se prema njenoj visini H ili težini u kilogramima po dužnom metru g. Težina šina g u odnosu na osovinski pritisak A približno se računa po formuli g=kxA, gdje se uzima koeficijent K=2,2 – 2,8 za evropske šine, a 1.8 – 2,2 za američke, osovinski pritisak A uzima se u tonama. Po pravilniku o gornjem stroju pruga JŽ br. 314 za pruge normalnog kolosijeka treba da se ugrađuju (prilikom obnove – remonta gornjeg stroja) standardni tipovi šina i to „UIC 54E“, „49“ i „45“ za normalni kolosijek i „22“ za kolosijek uskih pruga. U tablici su prikazani poprečni presjeci tih šina i njihove karakteristike. Tip UIC „54E“ ugrađuje se samo u najglavnijim i najopterećenijim dijelovima na magistralnim linijama, a tip „49“ na svim glavnim prugama I i II reda.

15  

Slika 14. Tablica sa presjecima i karakteristikama tipova šina J.Ž.

Prilikom prijema šina u valjaonicama moraju se izvršiti mnoga potrebna ispitivanja: na kidanje, na savijanje, na pritisak, na udar itd. Kako je propisano od strane svake željezničke uprave.

Šine se u kolosijeku nastavljaju pomoću vezica i vijaka, a postavljaju na pragove preko pločica i vezuju pomoću tirfona. Pljosnate vezice se izrađuju sa rebrima (ranije su se izrađivale i ugaone) i upasuju se između glave i nožice šine na sastavima i pomoću vijaka koji ako se dobro pritegnu čine dobar spoj.

Kolosiječni pribor odosno zadatci kolosiječnog pribora jesu:

-pričvršćavanje šine na podlogu -smanjenje specifičnog opterećenja šine na podlogu -povezivanje šine sa šinom -učvršćavanje šine na podlogu te kruto ili elastično povezivanje pojedinih dijelova -sprečavanje putovanja šina -izoliranje pojedinih dijelova kolosijeka -povećanje stabilnosti kolosdijeka (bočne)

Pričvršćavanje šine na podlogu, s obzirom na podlogu dijele se na pričvrsni pribor na drvenoj podlozi; na betonskoj podlozi; na čeličnoj podlozi. A s obzirom na način pričvrščavanja na kruto i elastino pričvršćenje; i na direktno i indirektno pričvršćenje.

16  

Slika 15. Primjeri pričvršćavanja šine za podlogu

Slika 16. Šinski pribor za vezu: a)vijak, b)groverov prsten, c)ekser, d)tirfon

Nalijeganje željezničkih šina na pragove vrši se preko podložnih pločica. Postoje:

1. Ravne podložne ploče (ploče bez nagiba) -drveni pragovi (nagib – zatesavanjem praga) -betonski pragovi (nagib – oblikovanjem kalupa)

2. Klinaste podložne pločice (potreban nagib se dobije oblikovanjem ploče)

Šinama se daje nagib zbog koničnog oblika vijenaca točkova šinskih vozila (razlog centriranja vozila) pa se na taj način ostvaruje bolji prenos sila sa šine na podlogu.

17  

Slika 17. Prikaz podložne pločice

Uloga vezica je da se što manje osjete udari sastava šina i istovremeno omoguće dilataciju šina. Vezice se pritežu na zakošenim površinama glave i nožice šine, a vrat šine vezice ne smije dodirivati, već tu mora ostati malo prostora i ako se vezica na dodirnim površinama sa šinom malo izhaba, pritegnu se vijci i vezice se opet čvrsto priljube uz šinu i čine solidan spoj. Vezice se izrađuju od čelika manje čvrstoće nego šine, da bi se na dodiru one više habale a manje šine. Matice (navrtke) vijaka kod vezica dolaze uvijek sa unutrašnje strane šine, da bi ih nadzornik pruge imao lako u vidu. Čuvar pruge ide između šina sredinom i kontroliše ispravnost vijaka, koji uvijek moraju biti dobro pritegnuti. Da ne bi vijci od potresa popustili i oslabili vezu, umeće se između elastični prsten tzv. „groverov prsten“. On može biti običan ili dvostruki, a zadatak mu je da ublaži udare i potrese ka kolosijeku, koji bi inače olabavili pritegnutu maticu.

Slika 18. Presjek šine, vezice i podnožne pločice tipa „45“ i „49“

Mjesta povezivanja šina sa šinom (šinski sastavi) spadaju u najslabije tačke na kolosijeku. Način sastavljanja, vozni rub i površina kotrljanja predhodne šine podudaraju se sa voznim rubom i površinom kotrljanja sljedeće šine.

18  

Način riješavanja sastava šina:

Sastavi šina u odnosu na obadvije šine u kolosijeku:

Sastavi s obzirom na razmještaj pragova:

Promjenljivi prostor između čela šina u sastavu jeste dilatacioni razmak (dilataciona fuga). Šinski sastav sa dilatacionim razmakom naziva se dilataciona spojnica. Ova spojnica treba da bude takva, da u sastavu ne bude pritisak šine na šinu kada se one najviše izduže- za vrijeme najvećih ljetnih vrućina, već da se tada šine najviše dodiruju; naprotiv kad je najveća hladnoća, tada je i fuga najveća, a može najviše iznositi 20 mm.

19  

Slika 19. Podužni presjek lebdećeg sastava sa vezicom od 6 rupa

Usljed velikih uzdužnih sila u ljetnim periodima, postoje velike opasnosti od bočnog pomicanja (izbacivanja) kolosijeka (kolosijek u krivini, kolosijek ispred tunela, kolosijek koji prolazi usjekom i nasipom). Jedna od mjera osiguranja bočnog pomicanja kolosijeka je ugradnja kapa za povećanja poprečnog otpora kolosijeka.

Slika 20. Slika kape za osiguranje bočnog pomjeranja

Pragovi preuzimaju opterećenje od šina i prenose ga na podlogu, osiguravaju stalnu širinu kolosijeka te sudjeluju u krutosti i uzdužnom i poprečnom otporu kolosječne rešetke. Danas su na željezničkim prugama u primjeni uglavnom poprečni pragovi mada u praksi pored njih postoje jos i pojedinačni oslonci, uzdužni pragovi te specijalne AB ploče.

20  

Prednosti poprečnog praga pred ostalim su:

-ekonomičan je (jeftiniji u odnosu na ostala riješenja) -laka izvedba -tehnički dobar -jednostavno regulisanje širine kolosijeka i nagiba tračnice -jednostavno održavanje kolosijeka (izmjena praga bez zastoja prometa) -osigurava direktnu odvodnju

Podjela pragova prema materijalu izrade je:

-drveni pragovi -čelični pragovi -armirano betonski pragovi -kombinovani (kombinacija gore navedenih)

Drveni pragovi izrađuju se od hrastovog, bukovog i borovog drveta, a najviše su u upotrebi impregnirani bukovi pragovi jer se ovi najbolje impregnišu.

Poprečni presjek drvenog praga za glavne pruge I reda iznosi 16/26 sa zatupljenim gornjim ivicama dužine 260 cm. Za glavne pruge II reda poprečni presjek je 15/25 a dužina 250 cm. Za sporedne pruge normalnog kolosijeka III reda pragovi mogu biti presjeka 14/24 i dužine 230 cm, ali na sastavima moraju doći pragovi dužine 250 cm. Za uski kolosijek (760 cm) presjek praga iznosi 14/20 a dužina 160 cm.

Slika 21. Drveni pragovi sa poprečnim presjecima a)normalni kolosijek, b)uski kolosijek

Hrastov prag neimpregnisan može trajati 12-15 godina, impregnisan 20-25 godina, bukov prag neimpregnisan može da traje najviše do 10 godina, ali zato dobro impregnisan može da traje i do 30 godina, te se bukovi pragovi uvijek moraju impregnisati. Bukovina se inače dobro impregnira te je dobro pripremljen i pravilno impregnisan bukov prag najrentabilniji drveni prag.

Armiranobetonskih pragova ima od prenapregnutog i običnog betona. Iako su se ovi pragovi pojavili u većem obimu, već su se izmijenili mnogi njihovi oblici i sistemi. Međutim jos uvijek se sa njima vrši eksperimentisanje, te još nije nađeno najbolje riješenje problema vezivanja šine za prag i upotrebe betonskih pragova kod izolovanih šinskih polja.

21  

Slika 22. Prag od armiranog betona koji se primjenjuje na našim prostorima

Razmak pragova određen je prema redu i značaju pruge. Glavne pruge, kao i pruge sa većim nagibima i oštrijim krivinama imaju gušći raspored pragova. Razmak pragova se kreće od 60 do 80 cm. U oštrijim krivinama od R=300 i na nagibima većim od 10% jedne iste pruge smanjuje se razmak pragova do 60 cm.