pobierz

Infrastruktura transportu
kolejowego
Wykład 3
Zasady kształtowania geometrii linii kolejowych.
Sieć kolejowa. Klasyfikacja i funkcje punktów
eksploatacyjnych sieci.
Trasowanie linii kolejowej
Trasowanie
Wyznaczanie przebiegu trasy na mapie, polegające na
połączeniu wcześniej określonych punktów –
początkowego i końcowego, z uwzględnieniem rzeźby
terenu i w miarę możliwości z wyrównaniem robót
ziemnych, tj. takim zaprojektowaniem niwelety, aby suma
mas ziemnych z przekopów nie odbiegała znacząco od
sumy mas ziemnych potrzebnych do budowy nasypów.
Trasę linii kolejowej projektuje się w planie i w profilu
podłużnym.
Niweleta – linia łącząca punkty wysokościowe
wyznaczające projektowany profil drogi kolejowej
Trasowanie linii kolejowej
Trasę linii wytycza się na mapie sytuacyjno-wysokościowej,
analizując topografię terenu, charakter zagospodarowania
przestrzennego, warunki gruntowo-wodne, ograniczenia
ekologiczne.
Trasowanie linii kolejowej
Trasa linii w planie:


odwzorowuje przebieg linii w terenie, zrzutowany na
płaszczyznę poziomą,
określa
– w przypadku linii jednotorowej – położenie osi toru,
– w przypadku linii dwutorowej – położenie osi
międzytorza.
Przekroje normalne (poprzeczne) podtorza i nawierzchni
Profil podłużny
Profil podłużny jest pionowym przekrojem linii kolejowej
wzdłuż osi,
zawierającym
wszystkie
szczegóły
wysokościowe
i sytuacyjne
usytuowane
na tej linii
kolejowej.
Profil podłużny
Profil podłużny
odwzorowuje przebieg linii kolejowej w terenie,
zrzutowany wzdłuż wyprostowanej krawędzi torowiska
na płaszczyznę pionową i odniesiony do poziomu terenu,
 określa
– niweletę projektowanej linii kolejowej, przy czym jako
rzędne niwelety przyjmuje się rzędne prawej krawędzi
torowiska (w kierunku wzrastającego kilometrażu linii)
– przekrój terenu powierzchnią pionową wzdłuż osi trasy,
przy czym rzędne terenu uzyskuje się z planu
warstwicowego.
Rzędne terenu i niwelety odmierza się od przyjętego
poziomu porównawczego.

Profil podłużny
Trasa linii kolejowej przebiega po nasypie lub w przekopie.
Celowe jest prowadzenie linii po niewielkich nasypach
(wys. około 1 m) oraz unikanie płytkich przekopów (poniżej
1 m), które utrudniają odwodnienie i sprzyjają zasypywaniu
toru śniegiem.
Geometria linii kolejowej
w planie
Elementy linii kolejowej w planie:
odcinki proste
poziome łuki kołowe
 krzywe przejściowe (odcinki łączące proste z łukami)
Poziomy łuk kołowy


R – promień łuku [m]
α – kąt zwrotu trasy [°]
α
T = Rtg – długości stycznych
𝟐
łączących wierzchołek
łuku (W) z początkiem
(PK) i końcem łuku (KK)
K=
𝑹πα
𝟏𝟖𝟎°
– długość łuku
Poziome łuki kołowe
Minimalne promienie łuku (Dz. U. RP nr 151)
Uwaga: Na nowo budowanych liniach, gdzie przewidywany jest
ruch z prędkościami ponad 160 km/h, minimalny promień łuku
wynosi 4 000 m, a na liniach modernizowanych wynosi 2 000 m.
Układ toru w łuku poziomym
Przechyłka – różnica wysokości
szyny zewnętrznej względem
szyny wewnętrznej w łuku, mająca
na celu:
 wyrównanie lub zmniejszenie
różnic nacisków kół na szyny
 zmniejszenie siły bocznej
działającej na pasażerów
podczas ruchu pojazdu
szynowego w łuku
Układ toru w łuku poziomym
Wartość przechyłki zależy od prędkości pociągów na
określonym odcinku linii kolejowej i promienia łuku.
Maksymalna przechyłka w Polsce wynosi 180 mm. Nie
stosuje się przechyłki mniejszej niż 20 mm.
Skutek niedoboru lub nadmiaru
przechyłki – przyspieszenie
niezrównoważone
h – przechyłka wymagana,
aby w pełni zrównoważyć
boczną siłę odśrodkową
Niedobór przechyłki
Krzywe przejściowe
Krzywe przejściowe
stosuje się przed wejściem trasy w łuk i bezpośrednio za
łukiem trasy, aby zapobiec nagłemu wystąpieniu lub
zniknięciu siły odśrodkowej przy przejeździe pojazdu.
W Polsce najczęściej stosowana
jest parabola trzeciego stopnia.
Najczęściej na długości krzywej
przejściowej wykonuje się
dodatkowo tzw. rampę
przechyłkową, tj. odcinek toru,
na którym przechyłka rośnie
liniowo od zera do wartości
zadanej na łuku.
Rampa przechyłkowa
Rampa przechyłkowa
jest stosowana w celu
zmniejszenia wielkości
niezrównoważonego
przyspieszenia powstającego
przy poruszaniu się pojazdu
po torze z krzywizną.
Dzięki stopniowemu zwiększaniu krzywizny na krzywej
przejściowej i rosnącej przechyłce wjazd pociągu na łuk
kołowy odbywa się płynnie, co zapewnia wymaganą
„spokojność” jazdy.
Długość krzywej przejściowej jest tym większa, im większe
są prędkości pociągów.
Geometria linii kolejowej
w profilu podłużnym
Elementy niwelety linii kolejowej :



odcinki poziome
odcinki pochylone (wzniesienia lub spadki)
łuki pionowe (wpisane w załomy niwelety)
Załomy niwelety
miejsca zmian pochyleń
Geometria linii kolejowej
w profilu podłużnym
Pochylenie odcinka
niwelety
i=
∆𝒉
𝒍
[‰]
Pochylenia
maksymalne
Geometria linii kolejowej
w profilu podłużnym
Minimalne promienie łuków pionowych
Sieć kolejowa
układ połączonych ze sobą linii kolejowych, stacji i terminali
kolejowych oraz wszystkich rodzajów stałego wyposażenia
niezbędnego do zapewnienia bezpiecznej i ciągłej eksploatacji
kolejowego systemu transportowego
Sieć kolejowa w Polsce
PKP PLK S.A.:




ponad 19 tys. km linii
kolejowych
średnie zagęszczenie
6,5 km toru/100 km2
ok. 1 600 stacji
kolejowych
ponad 14 500 skrzyżowań
z drogami kołowymi
i przejść dla pieszych
Składniki zagregowane:
linie kolejowe + węzły kolejowe
Warszawski węzeł kolejowy
Podział sieci na składniki
Składniki
elementarne
tory szlakowe, tory główne na
stacjach i tory boczne, węzły torowe
(rozgałęzienia, skrzyżowania,
połączenia torów)
Składniki
podstawowe
posterunki ruchu, grupy torów
o pojedynczych funkcjach
technologicznych
Składniki
główne
szlaki ze stacjami pośrednimi, stacje
węzłowe, posterunki odgałęźne, układy
stacji specjalnych (np. stacje rozrządowe)
Składniki
zagregowane
linie kolejowe + usytuowane na nich
węzły kolejowe
Podział sieci na składniki
Składniki maksymalnie zagregowane: ciągi przewozowe
Przykład
Paneuropejskie
korytarze
transportowe
Linia kolejowa
Ma swój własny: kilometraż, numer oraz nazwę np.
„Linia nr 1 Warszawa Centralna – Katowice”
Słupek hektometrowy
Posterunki ruchu dzielą linię na mniejsze elementy: odcinki,
szlaki i odstępy
Schematyczny podział linii na odcinki, szlaki i odstępy
Elementy linii kolejowej
Odcinek
Szlak
– część linii kolejowej, na którą składają się
dwa lub więcej kolejnych szlaków
–
część linii kolejowej między dwoma sąsiednimi
posterunkami zapowiadawczymi lub między
ostatnim posterunkiem zapowiadawczym
i końcowym punktem linii
Odstęp – część linii kolejowej między
kolejnymi posterunkami
typu następczego,
np. między posterunkiem
zapowiadawczym
i najbliższym semaforem
odstępowym blokady
samoczynnej
Semafor odstępowy
Punkty eksploatacyjne sieci
Regulują ruch pociągów,
zapewniają bezpieczeństwo ruchu
i odpowiednią przepustowość
Umożliwiają dostęp do
środków transportu kolejowego
Posterunki
ruchu
Następcze
Regulują
wjazd
pociągu na
bocznicę
Pomocnicze
Zabezpieczają ruch
np. w miejscu
skrzyżowania
w jednym
poziomie, splotu
torów itp.
Punkty ekspedycyjne
(handlowe)
Osłonne
Przystanki
osobowe
Tory odgałęziające się od
toru głównego na szlaku,
przeznaczone do
załadunku i wyładunku
wagonów towarowych
Ładownie
Bocznice
Tory odgałęziające się od
toru głównego na stacji
lub szlaku, stanowiące
połączenie z punktem
handlowym lub służące
do postoju pociągu,
w tym zabiegów
utrzymaniowych
Posterunki następcze
Umożliwiają dodatkowo zmiany
kolejności jazdy pociągów
wyprawianych na tor szlakowy do
niego przyległy
Zapowiadawcze
Stacje
Posterunki
odgałęźne
Regulują ruch pociągów
na przyległym odstępie
lub szlaku
(cel: zachowanie
bezpiecznego odstępu
między kolejnymi
pociągami)
Posterunki
następcze
Odstępowe
Obsługiwane
Bocznicowe
Samoczynne
ruchem zawiaduje semafory z samoczynną
dyżurny ruchu
blokadą liniową
Posterunki zapowiadawcze
Stacja kolejowa – układ torowy wraz z urządzeniami
łączności i sterowania ruchem kolejowym, w obrębie
którego oprócz toru głównego zasadniczego znajduje się co
najmniej jeden tor główny dodatkowy, pociągi mogą
rozpoczynać i kończyć swój bieg, krzyżować się i
wyprzedzać, jak również zmieniać skład lub kierunek jazdy

stacja węzłowa – stacja , z której
wybiegają co najmniej trzy szlaki
(możliwy jest wyjazd w co najmniej
trzech kierunkach)

węzeł kolejowy – zespół stacji
i posterunków ruchu sąsiadujących
ze sobą, którego granice ustala
zarządca infrastruktury.
Stacja węzłowa w Tczewie
Posterunki zapowiadawcze
Mijanka – stacja kolejowa o ograniczonym zakresie
działania, której układ torowy umożliwia jedynie
krzyżowanie i wyprzedzanie pociągów
Posterunek odgałęźny – posterunek zapowiadawczy
biorący udział w prowadzeniu ruchu wszystkich pociągów
kursujących na przyległych szlakach (odstępach),
zlokalizowany poza stacją:
w miejscu odgałęzienia linii
lub łącznicy (tor łączący dwie linie
kolejowe poza stacją węzłową)
 przy przejściu ze szlaku
jednotorowego w dwutorowy
i odwrotnie,
 w miejscu połączenia torów
głównych na szlaku

Rodzaje stacji kolejowych
W zależności od położenia:

Stacje pośrednie
‒ umiejscowione między stacjami węzłowymi ,
krańcowymi lub między stacją węzłową i krańcową
‒ mają najczęściej układ torów przechodni

Stacje krańcowe
‒ umiejscowione na początku lub na końcu linii
kolejowej
‒ mają najczęściej układ torów czołowy
Rodzaje stacji kolejowych
W zależności od rodzaju obsługiwanych przewozów:



Stacje osobowe
‒ obsługa pasażerów (odprawa podróżnych, wymiana
pasażerów, itp.), przesyłek pocztowych i bagażowych
‒ obsługa ruchu pociągów pasażerskich
Stacje towarowe
‒ obsługa ładunków (odprawa i odbiór przesyłek
towarowych)
‒ obsługa ruchu pociągów towarowych
Stacje osobowo-towarowe
‒ spełniają funkcje stacji osobowych i towarowych
Rodzaje stacji kolejowych
W zależności od specjalizacji pracy stacji:



Stacje postojowe
‒ obsługa składu pociągów pasażerskich
Stacje ładunkowe (terminale) i przeładunkowe
‒ wykonywanie prac załadunkowych i wyładunkowych
z wagonów kolejowych na pojazdy drogowe, statki,
magazyny i odwrotnie
‒ przeładunek z wagonów na wagony np. w związku ze
zmianą szerokości toru
Stacje rozrządowe i manewrowe
‒ zmiany w składach wagonów (sortowanie, wymiana
grup wagonów, zestawianie składów pociągów)
‒ praca manewrowa na torach stacyjnych (przestawianie
pociągu z toru na tor, cofanie i podciąganie –
z wyjątkiem wjazdu i wyjazdu pociągu)
Rodzaje stacji kolejowych
W zależności od wielkości obsługiwanego rejonu:
Stacje małe
‒ obsługa ruchu pasażerskiego i towarowego mniejszych
miejscowości (do 20 tys. mieszkańców) na odcinkach
linii między stacjami węzłowymi
 Stacje średnie
‒ obsługa ruchu pasażerskiego i towarowego
z wyodrębnieniem torów dla obu rodzajów ruchu
w miastach od 20 do 100 tys. mieszkańców
 Stacje duże
‒ obsługa ruchu pasażerskiego i/lub towarowego na
wyspecjalizowanych grupach torów lub oddzielnych
stacjach w miastach powyżej 100 tys. mieszkańców
