Železniční trať
Železniční tratí se ve smyslu stavebně technickém rozumí dopravní cesta, po níž se uskutečňuje železniční doprava.
Skládá se z následujících částí:
- Železniční spodek
- Stavby železničního spodku
- Železniční pláň
- Železniční svršek
- Stavby a zařízení železničního svršku
Ad 1) Železniční spodek.
Ad 2) Stavby železničního spodku.
Jde o stavby, které železniční spodek buď nahrazují nebo ochraňují.
a) Mosty
Most slouží k překlenutí údolí, vodního toku nebo dopravní cesty (pozemní komunikace,
železnice).
b) Viadukty
Viadukt je stavba, která má obdobnou konstrukci jako most. Slouží jako náhrada náspu
tam, kde by byl násep těžko proveditelný.
c) Tunely
Tunel je umělé podzemní spojení terénem (náhrada výkopu). Jde o velmi nákladnou stavbu.
Tunel je ukončen portálem, uvnitř tunelu musí být po každých maximálně 50 m
vybudovány bezpečnostní výklenky. Kvůli odvodnění je nutný podélný sklon min. 2 ‰.
d) Propustky
Propustek slouží k převodu malých vodních toků nebo srážkových vod skrz těleso náspu.
e) Opěrné zdi
Opěrná zeď podpírá násep (případně odřez) – je pod úrovní železniční pláně.
Buduje se tam, kde není dostatek prostoru pro svah náspu (případně odřezu).
f) Zárubní zdi
Zárubní zeď nahrazuje svah výkopu (případně odřezu) – je nad úrovní železniční pláně.
Ad 3) Železniční pláň.
Železniční pláň tvoří přechod mezi žel. spodkem a svrškem.
Protože je při provozu velmi namáhána, musí mít velkou únosnost (3 – 6 kg/cm²).
Šířka pláně je min. 6 m (u jednokolejné tratě) a 10 m u dvoukolejné tratě.
Ad 4) Železniční svršek.
Železniční svršek je konstrukce, která tvoří jízdní dráhu pro pohybující se železniční vozidla.
Jeho hlavní funkcí je:
- bezpečné vedení vozidel
- přenos všech zatížení do žel. spodku.
Železniční svršek se skládá z:
- kolejového (štěrkového) lože
Jedná se o vrstvu štěrku (zrnění ~ 50 mm), která se klade na žel. pláň. Do kolejového lože
se zapouštějí pražce.
Úkolem kolejového lože je: - přenos tlaků vozidel z pražců na pláň
- zajištění směrového vedení koleje
- odvod srážkové vody
b) kolejového roštu
Kolejový rošt tvoří: - kolejnice
- upevňovadla (hřeby, šrouby, matice apod.)
- pražce
- kolejnice - zachycují všechny síly, které na kolej působí (svislé, podélné, příčné).
Tvar kolejnice prošel dlouhým vývojem, dnes se nejčastěji používají:
- širokopatní kolejnice
- žlábkové kolejnice ( u tramvajových drah)
Kolejnice má tyto části: - temeno
- hlava
- stojina
- pata
Rozchod koleje
Rozchod koleje je kolmá vnitřní vzdálenost mezi hlavami kolejnic, měřená 14 mm pod temeny kolejnic. Ve světě se používají 3 kategorie rozchodu:
- normální = 1435 mm, ve světě nejrozšířenější
- široký > 1435 mm, např. na některých tratích ve Španělsku (1674 mm),
v Portugalsku (1665 mm), v Rusku (1524 mm)
- úzký < 1435 mm, např. některé horské tratě ve Švýcarsku
V ČR stejně jako ve většině ostatních evropských států se používá rozchod normální. I přesto se vyskytují regionální tratě, které jsou úzkorozchodné, u nás je to trať Obrataň – Jindřichův Hradec – Nová Bystřice.
- upevňovadla – slouží k upevnění kolejnice k pražci.
Kolejnice je zakotvena v podkladnici a ta je připevněna k pražci (kovová destička pod
kolejnicí).
Používají se dva typy upevnění: - přímé (kolejnice – podkladnice – pražec)
- nepřímé (kolejnice – podkladnice, podkladnice –
pražec)
Nové tratě se budují s nepřímým upevněním.
- pražce – slouží k přenosu tlaků z kolejnice do štěrkového lože a k upevnění kolejnic.
Obvykle jsou používány pražce příčné. Používají se ale i jiné druhy, např. pražce podélné (nejčastěji v opravnách, protože umožňují přístup k podvozku vozidla) nebo pražce jako samostatné podpěry ve stanicích pražského metra. Z hlediska použitého materiálu rozeznáváme pražce dřevěné, železobetonové a ocelové. Každý materiál má své výhody a nevýhody, ale díky nízké ceně, dlouhé životnosti a velké pevnosti se dnes, při výstavbě nových tratí nebo při rekonstrukcích původních tratí, používají pražce betonové.
Ad 5) Stavby a zařízení železničního svršku.
a) Železniční přejezdy
chráněné
zabezpečené ►
Železniční přejezdy ► nechráněné
nezabezpečené
Jak ukazuje schéma, železniční přejezdy se dělí na zabezpečené a nezabezpečené. Z hlediska české legislativy ovšem nezabezpečené přejezdy neexistují. Každý přejezd je alespoň označen dopravní značkou a to již je způsob zabezpečení přejezdu. Proto jsou v ČR všechny přejezdy považovány za zabezpečené. Podle rozsahu zabezpečení se přejezdy dále dělí na chráněné (světelným signalizačním zařízením, závorami nebo kombinací závor a světelného signalizačního zařízení) a nechráněné (opatřené pouze dopravní značkou „výstražný kříž“).
Přejezdy umožňují úrovňové křižování žel. tratí s pozemními komunikacemi, ovšem z hlediska bezpečnosti a plynulosti dopravy jsou výhodnější mimoúrovňová křižování pomocí mostů, viaduktů, nadjezdů, podjezdů, apod. Ty jsou ale dražší a technicky náročnější.
b) Výhybky
Výhybka umožňuje přejezd vlaku z jedné koleje na druhou bez přerušení jízdy.
Výhybky dělíme:
- jednoduché - jsou základním typem, mají přímý a odbočný směr
- obloukové – oba směry jsou v oblouku
- křižovatkové – jsou složitější, ale jejich konstrukce vychází z jednoduchého typu (jedná
se o 4 spojené jednoduché výhybky)
c) Kolejové spojky, kolejové křižovatky, kolejové splítky
Kolejové spojky umožňují plynulý přejezd vozidel mezi rovnoběžnými kolejemi.
Jsou jednoduché a dvojité.
Kolejové křižovatky zajišťují úrovňové křížení dvou kolejí bez možnosti přejezdu
z jedné koleje na druhou.
Kolejové splítky jsou dvě rovnoběžné koleje, které z důvodu nedostatečného místa
zasahují do sebe svými průjezdnými průřezy.
d) Točny, přesuvny
Točny a přesuvny jsou zařízení, která umožňují přejezd vlaku z jedné koleje na
druhou s přerušením jízdy.
e) Trakční vedení
Slouží pro provoz elektrických lokomotiv a tyto tratě se označují za elektrifikované.
Výhody elektrické trakce:
- ekologicky šetrný provoz
- malá hlučnost vozidel
- vyšší účinnost elektromotoru
- velký výkon vozidel
- rychlé a snadné provozní ošetření
- 27 -
Nevýhody elektrické trakce:
- vysoké náklady na vybudování a údržbu
- závislost na dodávce el. energie
- větší zranitelnost trati při nehodách
Trakční soustavy v ČR:
- stejnosměrná 3000 V- je trakce používaná na elektrifikovaných tratích v severní
části ČR
- stejnosměrná 1500 V - je dnes již pouze na první elektrifikované trati z Tábora do
Bechyně
- střídavá 25000 V, 50 Hz - je trakce používaná na elektrifikovaných tratích v jižní
části ČR
- Výkolejky
Výkolejka je zařízení, které zabraňuje ujetí vozidel tím, že je vozidlo záměrně
vykolejeno.
f) Zarážedla
Zarážedlo je zařízení, jímž je ukončena kusá kolej (většinou betonová zeď opatřená
nárazníky.
Směrové poměry trati
Trať může být z hlediska směru vedena buď v přímém směru nebo v oblouku. Aby přechod koleje do oblouku nebyl náhlý, vkládá se mezi přímý směr a oblouk přechodnice, která má postupné zakřivení a vozidlo tak přejde do oblouku plynuleji.
Protože na vozidlo projíždějící obloukem působí odstředivá síla, provádí se pro její zmírnění naklopení trati. Tomuto naklopení říkáme převýšení a provádí se vyvýšením vnějšího kolejnicového pásu. Toto vyvýšení závisí na maximální traťové rychlosti a na poloměru oblouku. Pro výpočet převýšení platí následující vzoreček:
p = 8.v²/R
p … převýšení (mm)
v …. max. rychlost (km/h)
R … poloměr oblouku (m)
Kdybychom vnější kolejnici převýšili příliš, mohl by se pomalu jedoucí nebo dokonce zastavený vlak převrátit. Z toho důvodu se převýšení nedělá větší než 150 mm. Pro plynulý a pozvolný přechod z kolejnice nepřevýšené do kolejnice převýšené se používá vzestupnice.
- 28 -
Sklonové poměry trati
Z hlediska sklonu může být trať vedena buď vodorovně nebo ve sklonu (klesání, stoupání). V železniční dopravě se sklon udává v promilích, které značíme symbolem ‰. Pro plynulý přechod mezi přímou kolejí a kolejí ve sklonu nebo stoupání se používá přechodnice.
Pokud má trať sklon do 45 ‰, jde o trať adhezní. (adheze = přilnavost). Jestliže je sklon větší, může i za sucha docházet k prokluzu kol a proto takovou trať označujeme jako neadhezní. Řešením bývá doplnění koleje o jednu ozubenou kolejnici. Po takové trati jezdí vozidla doplněná ozubeným kolem, které do kolejnice zapadá a zamezuje se tak prokluzu.