CZ407U1 - Jízdní dráha pro kolejová vozidla - Google Patents

Description

(54) Jízdní dráha pro kolejová vozidla (11) (13)

5(51) u

E01B E01 B

2/00

3/00

CZ 407 U

-1Jízdní dráha pro kolejová vozidla

Oblast techniky

Technické řešení se týká uspořádání jízdní dráhy pro kolejová vozidla, zejména dráhy pro vozidla městské hromadné dopravy .

Dosavadní stav techniky

Dříve se kolejnice ukládaly přímo na štěrkový nebo jiný podklad bez jakéhokoli upevňování k tomuto podkladu (tak zvané ukládání na boso), přičemž prostor mezi kolejnicemi a vně se vyplňoval vrstvami konstrukce vozovky, štěrkem, zeminou a podobně. Dosud se toto uspořádání dráhy používá u provizorních staveb. Jeho nevýhodou je nízká stabilita polohy koleje, daná jednak nedostatečnou únosností úložné plochy, na níž přímo spočívají paty kolejnic (nejčastěji zhutněný štěrk), a jednak nedostatečným odporem vlastní kolejové konstrukce proti příčným posunům, kterým brání pouze tření paty kolejnice o úložnou vrstvu, doplněné případně o tuhost vodorovných vrstev konstrukce vozovky. Přenos bočních sil z kolejové konstrukce do dostatečně tuhých vrstev konstrukce vozovky (pokud jsou použity) zde ovšem není nijak konstrukčně zajištěn. Při zvýšených nápravových tlacích a rychlostech jízdy, charakteristických v současném provozu, je tato konstrukce nevyhovující.

Jízdní dráha pro kolejová vozidla je v současné době zpravidla konstruována ze stojinových kolejnic, kdy každá kolejnice je v pravidelných vzdálenostech různými způsoby kotvena k úložné nosné vrstvě, tvořené příčnými nebo podélnými pražci, souvislou podkladní deskou a podobně. Ukládání a upevňování kolejnic na pražcový rošt snižuje nároky na údržbu a pravidelné opravy geometrické polohy koleje, neodstraňuje je však bezezbytku, je nákladnější a technologicky náročnější .

Jedním z dalších velmi rozšířených uspořádání je konstrukce dráhy z blokových kolejnic, uložených a upevněných do předem

-2vytvořených žlabů v prefabrikovaných betonových panelech. Uložení a upevnění kolejnice na souvislou podkladní desku z prefabrikovaných dílců zajišťuje relativně stabilní geometrickou polohu koleje. Potíže zde činí upevňování kolejnic k desce, které se neobejde bez dodatečného osazování upevňovacích prvků do přesné polohy a vyžaduje nezřídka přesné vrtání otvorů do betonu a jiné technologicky náročné operace. Použití prefabrikovaných panelů s předem osazenými kotevními prvky, například ocelovými třmeny pro přivaření podkladnic, zvyšuje nároky na výrobní tolerance panelů a na přesnost jejich uložení v trati a omezuje využitelnost systému. Uchycování upevňovacích prvků do předem vytvořených příčných drážek lichoběžníkového průřezu v povrchu betonového panelu tyto nevýhody do jisté míry odstraňuje, dosud užívané a zkoušené sestavy upevnění však nedávají potřebné záruky jejich dlouhodobé funkčnosti (dochází k uvolňování matic).

Společnou nevýhodou konstrukcí, u nichž je kolejnice v pravidelných vzdálenostech přímo kotvena k podkladu, je skutečnost, že každé upevnění sestává z několika prvků s nutností následné údržby. To zvyšuje technologickou náročnost _a náklady na stavbu a údržbu dráhy. U zakrytých konstrukcí je navíc problém začlenění upevňovacích prvků do krytu a jejich ochrana a údržba se komplikuje. Nutnost přesného a dostatečně pevného osazování velkého množství kotevních prvků do úložné nosné vrstvy zvyšuje nároky na materiál této vrstvy. Používaná upevnění také zpravidla brání zvedání kolejnice ve svislém směru, což vede kromě namáhání některých prvků konstrukce k přenosu chvění kolejnice do prvků konstrukce a zvyšuje hlučnost dráhy.

Konstrukce dráhy, ve kterých jsou kolejnice uloženy a upevněny do předem připraveného žlabu v povrchu souvislé podkladní desky (nejčastěji prefabrikovaného betonového dílce), mají obdobné nevýhody jako ty konstrukce, u nichž je kolejnice na podkladní desce jen uložena a uchycena bodově. Jsou to zejména zvýšené nároky na přesnost ukládání panelů a omezení využitelnosti systému jen na širou dráhu. Výraznou

3nevýhodou ukládání kolejnic do předem připraveného žlabu v prefabrikovaných betonových dílcích, jejichž horní povrch je ve výši obrusné vrstvy vozovky, je přenos chvění z kolejnice do betonového dílce a jeho vyzařování z horního povrchu dílce do okolí, které se projevuje zvýšenou hlučností dráhy. Společnou nevýhodou všech konstrukcí, u nichž je kolejnice uložena v betonových dílcích, je nutnost počítat při dimenzování těchto prvků i s jejich nejnepříznivějším podepřením při uložení na podkladu. To vede k návrhu masivních a nákladných prvků, jejichž tuhost zůstává většinou nevyužita. Nerovnoměrné podepření prvků (zejména dílců) rovněž podporuje jejich rozechvívání a tím hlučnost dráhy.

Podstata technického řešení

Nevýhody dosavadního stavu techniky do značné míry odstraňuje uspořádání jízdní dráhy se zapuštěnými, pružně uloženými kolejnicovými prvky, navzájem spojenými příčnými rozchodnicemi podle tohoto technického řešení. Jeho podstata spočívá v tom, že kolejnicové prvky jsou usazeny na úložné nosné vrstvě tak, že mezi patou každého kolejnicového prvku a úložnou nosnou vrstvou je pružný pás, po j-síres? stranách jsou uspořádány boční ochranné vložky, opatřené zajištovacími prostředky proti jejich vysunutí, přesahující přes boky paty kolejnicového prvku. Z vnější strany k boční ochranné vložce přiléhá v celé její výšce příložná tvárnice, jejíž délka je rovna nejvýše vzdálenosti sousedících rozchodnic. U volné strany příložné tvárnice, odvrácené od kolejnicového prvku, je upravena fixační vrstva.

Na příložné tvárnici může spočívat nástavná tvárnice, jejíž horní strana je v úrovni temene kolejnicového prvku. Je zajištěna proti posunutí pomocí soustavy tvarového výstupku a drážky vytvořených na styčných plochách obou tvárnic a přesahuje přes příložnou tvárnici příčně směrem ke kolejnicovému prvku, čímž vytváří zajištovací prostředek, tvořený opěrnou plochou pro horní část boční ochranné vložky. Mezera mezi přivrácenou stranou nástavné tvárnice a hlavou kolejni

-4cového prvku, uzavírající vnitřní dutinu mezi touto nástavnou tvárnicí a stojinou kolejnicového prvku, je opatřena těsnicím prvkem. Ve vnitřní dutině může být tlumicí výplň. Na boku nástavné tvárnice, přivráceném ke kolejnicovému prvku, může být vytvořen podélný vodorovný výstupek pro uložení těsnicího prvku.

Příložné a nástavné tvárnice mohou být spojeny svislými zapuštěnými svorníky. Příložné tvárnice mohou být spojeny s fixační vrstvou vodorovnými trny.

Zajišťovací prostředek proti vysunutí bočních ochranných vložek může být tvořen směrem dolů otevřeným vybráním v příložné tvárnici na straně přivrácené ke kolejnicovému prvku. Dvě souběžné příložné tvárnice mohou být spolu s mezilehlou fixační vrstvou vytvořeny vcelku. Fixační vrstva může být spojena s úložnou nosnou vrstvou pomocí svislých trnů.

Horní část bočních ochranných vložek svým zahnutím může překrývat patu kolejnicového prvku.

Uspořádání jízdní dráhy podle tohoto technického řešení zajišťuje dlouhodobě stabilní polohu vlastní kolejové konstrukce. Ve svislém směru je to dáno jejím uložením na stmelenou nosnou úložnou vrstvu o dostatečné tuhosti (např. mezerovitý beton) s roznosem zatížení a tlumením dynamických účinků pružnými podkladními pásy. V příčném směru je konstrukce zajištěna příložnými tvárnicemi s bočními vložkami a navazující fixační vrstvou.

Na rozdíl od konstrukcí, kde kolejnicové prvky jsou přímo přikotveny k úložné nosné vrstvě (pražcům, deskám), není u uspořádání podle technického řešení použito žádných drobných upevňovacích prvků, přesto stabilita vlastní kolejové konstrukce zůstává zajištěna. Stupeň zajištění proti bočním posunům lze v závislosti na zatížení v daném úseku dráhy volit úpravami a hmotnostmi fixačních vrstev, jejich dalším zatěžováním (vrstvami vozovky a podobně), případně (např. v obloucích o malém poloměru) i jejich kotvením k úložné nosné vrstvě, nenáročným na použitou technologii a přesnost osazení kotevních prvků. To dovoluje použít pro úložnou nos-5nou vrstvu materiály o výrazně nižší tuhosti, např. prostý mezerovitý beton nižší třídy namísto železového nebo předpjatého betonu. Důsledkem je i menší náchylnost úložné nosné vrstvy k rozechvívání a tím snížení hlučnosti dráhy a šíření vibrací do základů okolních budov.

Uspořádání jízdní drády podle technického řešení dále umožňuje volné zdvihání kolejnicových prvků. Tento pohyb, vznikající přirozeně při průjezdu kolejových vozidel, se tak nepřenáší do ostatních částí konstrukce, které se tak zbytečně nenamáhají, nerozechvívají a neopotřebovávají, jako je tomu v případě přímého přikotvení kolejnicových prvků k úložné nosné vrstvě. Tím se rovněž omezuje hlučnost konstrukce a šíření vibrací. Další výhodou uspořádání jízdní dráhy podle technického řešení je, na rozdíl od uspořádání, kdy kolejnice jsou uloženy a upevněny do žlabu v povrchu souvislé podkladní desky (např. prefabrikovaného dílce), jeho využitelnost ve všech atypických konstrukcích stejně jako v širé trati. Sestava příložných a nástavných tvárnic podél kolejnicových pásů může kromě své přídržně funkce sloužit také k vytvoření průběžné hlukové ochrany vrstvou sypkého nebo kašovitého materiálu, omezující šíření hluku ze chvění kolejnicových prvků. Výhodou takovéto ochrany oproti stávajícím např. pryžovým bokovnicím je její těsné přilnutí k povrchu kolejnicového prvku a součástkám kolejnicového styku a dalším k němu upevněným.

Snadno snímátelné nástavné tvárnice umožňují jednoduchý přístup k vlastní kolejové konstrukci i když je začleněna do vozovky. Po sejmutí nástavných tvárnic je rovněž možná výměna opotřebených kolejnicových prvků bez dalšího narušení vrstev vozovky. Stavebnicový charakter konstrukce bez půdorysně rozměrných tuhých prvků (velkoplošných panelů) usnadňuje přístup do jejího podloží při opravách inženýrských sítí a jiných poruch.

-6Přehled obrázků na výkresech

Technické řešení bude blíže vysvětleno pomocí výkresů, kde na obr.l je v axonometrickém pohledu základní sestava konstrukce jízdní dráhy s příložnými tvárnicemi a navazujícími fixačními vrstvami, nástavnými tvárnicemi, dále pružnými pásy pod patami kolejnicových prvků, s bočními ochrannými vložkami podél těchto pat a protihlukovou ochranou kolejnicových pásů. Na obr.la jeve svislém řezu detail uložení kolejnicového prvku podle obr.l.

Na obr.2 je ve svislém příčném řezu dráha s fixační vrstvou betonovanou na místě a vozovkou z betonových prefabrikovaných dílců.

Na obr.3 je další provedení jízdní dráhy ve svislém příčném řezu s fixační vrstvou z betonových prefabrikovaných dílců a dlážděnou vozovkou.

Na obr.4 je jiné provedení dráhy ve svislém příčném řezu s fixační vrstvou betonovanou na místě a spojenou s příložnými tvárnicemi i úložnou nosnou vrstvou pomocí ocelových trnů. Nástavné tvárnice zde nedosahují do úrovně temene kolejnice a jsou s přídržnými tvárnicei vytvořeny jako integrovaný prefabrikovaný dílec. Konstrukce je do úrovně temen kolejnic zasypána zeminou a zatravněna.

Na obr.5 je ve svislém příčném řezu opět další provedení jízdní dráhy, u které jsou přídržné tvárnice na straně bližší k ose koleje a fixační vrstva mezi nimi vytvořeny jako jeden prefabrikovaný dílec. Konstrukce je do úrovně temen kolejnic zasypána štěrkem.

Příklady provedeni technického řešeni

Kolejová konstrukce jízdní dráhy na obr.l a la ze stojanových žlábkových ocelových kolejnicových prvků 1, navzájem spojených příčnými ocelovými rozchodnicemi 2, je uložena na rovinném povrchu úložné nosné vrstvy 3. z mezerovitého drenážního betonu, pokryté v celé ploše technickou geotextilií

4. Pod patami kolejnicových prvků 1 jsou vloženy pryžové pružné pásy 5 pro zlepšení roznosu svislého zatížení a tlu-7mení dynamických účinků dráhy. Podél každého kolejnicového prvku 1 jsou z obou stran průběžně nakladeny betonové příložné tvárnice 6, zamezující bočním posunům kolejnicového prvku Γ. Příložné tvárnice 6 mohou mít různou délku, v tomto případě odpovídá vzdálenosti sousedících rozchodnic 2. Mezi boky paty kolejnicového prvku 1 a příložné tvárnice 6 jsou vloženy boční ochranné vložky 7 z tvrzené pryže nebo plastu, sloužící k roznosu bočních sil, tlumení dynamických účinků a ochraně boku příložné tvárnice 6 proti mechanickému poškození (otěr, rozbití povrchu). Boční ochranné vložky 7 jsou po stranách pružného pásu 5 a přesahují přes boky paty kolejnicového prvku1 tak, žejsou zajištěny proti vysunutí. Na obr.1 a la jsou na svém horním okraji opatřeny podélným vodorovným výběžkem 8, přesahujícím patu kolejnicového prvku

1. Poloha příložných tvárnic 6 je v příčném směru zajištěna, navazující fixační vrstvou 9 z mezerovítého betonu, zhotovenou betonováním na místě. Fixační vrstva 9 je upravena u volné strany příložné tvárnice 6, odvrácené od kolejnicového prvku 1..

Na horním povrchu příložné tvárnice 6 spočívá betonová nástavná tvárnice 10, která přečnívá přes příložnou tvárnici 6 na straně přivrácené ke kolejnicovému prvku 1 tak, že překrývá v celé šířce boční ochrannou vložku 7 a přesahuje až nad okraj paty kolejnicového prvku 1. Horní strana nástavné tvárnice 10 je v úrovni temene kolejnicového prvku 1. Nástavná tvárnice 10 je zajištěna proti posunutí pomocí soustavy tvarového (lichoběžníkového) výstupku 15 a drážky 16 vytvořených na styčných plochách obou tvárnic 6, 10. Mezi bokem nástavné tvárnice 10 a stojinou kolejnicového prvku 1 je mezera o šířce přesahující největší příčný rozměr součástek 11 kolejnicového styku. Mezi horní hranou nástavné tvárnice 10 a hlavou kolejnicového prvku 1 je rovněž mezera, jejíž šířka je menší než šířka hlavy kolejnicového prvku 1. Touto mezerou se do volného prostoru mezi bokem nástavné tvárnice 10 a stojinou kolejnicového prvku 1 nasype tlumicí výplň 12, například drcená pryž, vytvářející hlukovou ochraTmtwnimn

-3nu. Poté se mezera mezi přivrácenou stranou nástavné tvárnice 10 a hlavou kolejnicového prvku 1, uzavírající vnitřní dutinu mezi touto nástavnou tvárnicí 10 a stojinou kolejnicového prvku l, opatří těsnicím pryžovým prvkem 13 tyčového tvaru. Na boku nástavné tvárnice 10, přivráceném ke kolejnicovému prvku 1, je vytvořen podélný vodorovný výstupek 14 pro uložení uvedeného těsnicího prvku 13.. Horní strana výstupku 14, který zabraňuje zatlačování těsnicího prvku 13 do tlumicí výplně 12. je pod úrovní hlavy kolejnicového prvku 1. V exponovaných místech se konstrukce jízdní dráhy doplňuje o spojovací prvky, vyznačené na obr.la čárkovaně. Jsou to svislé zapuštěné ocelové svorníky 17, spojující příložné a nástavné tvárnice 6 a 10. Dále to jsou vodorovné ocelové trny 18, které pevně spojují příložné tvárnice 6 s navazující fixační vrstvou 9..

Uspořádání jízdní dráhy na obr.2 je obdobné jako na obr.l, konstrukce je však zakryta a zatížena vozovkou z betonových dílců 19., uložených na horním povrchu fixační vrstvy 9. v maltovém lůžku 20. Svislé spáry mezi betonovými dílci 19 a nástavnými tvárnicemi 10 jsou vyplněny živičnou zálivkou

21. Podobné uspořádání jízdní dráhy je vyobrazeno na obr.3. Fixační vrstva 9 mezi kolejnicovými prvky 1 je zde vytvořena z betonových prefabrikovaných panelů 22, svislé spáry mezi těmito panely 22 a pří ložnými tvárnicemi 6 jsou vyplněny tuhou cementovou zálivkou 23,. Konstrukce je zakryta a zatížena vozovkou z kamenných dlažebních kostek 24., uložených na horním povrchu fixační vrstvy 9 v maltovém lůžku 20. Svislé spáry mezi sousedními dlažebními kostkami 24 a dále mezi dlažebními kostkami 24 a nástavnými tvárnicemi 10 jsou vyplněny živičnou zálivkou 21.

Na obr.4 je vyobrazeno další provedení jízdní dráhy, kde nástavné tvárnice 10 jsou s příložnými tvárnicemi 6 vytvořeny jako jediný integrovaný prefabrikovaný dílec, jehož horní strana nedosahuje do úrovně temen kolejnicového prvku 1. Konstrukce je zakryta vrstvou zeminy 25 a zatravněna. Vrstva zeminy 25 je od fixační vrstvy 9 oddělena vrstvou 26 těch-9nické geotextilie. Vzhledem k nižší objemové hmotnosti vrstvy zeminy 25 je fixační vrstva 9 kotvena k úložné nosné vrstvě 3 svislými ocelovými trny 27. Zajištovací prostředek proti vysunutí bočních ochranných vložek 7 je zde tvořen směrem dolů otevřeným vybráním v příložné tvárnici 6 na straně přivrácené ke kolejnicovému prvku 1.

Konstrukce jízdní dráhy na obr.5 je modifikací základního provedení podle obr.l. Dvě souběžné příložné tvárnice 6 jsou zde spolu s mezilehlou fixační vrstvou 9 vytvořeny vcelku jako jeden prefabrikovaný dílec. Konstrukce je zakryta a zatížena vrstvou štěrku 28.

Jízdní dráha pro kolejová vozidla je určena zejména pro městskou dopravu, stavby tramvajových tratí se sníženou hlučností a vibracemi i tratí pro libovolná jiná kolejová vozidla s výjimkou tratí s jedinou kolejnicí.

Claims (9)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Jízdní dráha pro kolejová vozidla, zejména městské dopravy, se zapuštěnými pružné uloženými kolejnicovými prvky, navzájem spojenými příčnými rozchodnicemi, vyznačující se tím, že kolejnicové prvky (1) jsou usazeny na úložné nosné vrstvě (3) tak, že mezi patou každého kolejnicového prvku (1) a úložnou nosnou vrstvou (3) je pružný pás (5), po jefeoestranácli^jsou uspořádány boční ochranné vložky (7), opatřené zajištovacxmi prostředky proti jejich vysunutí, přesahující přes boky paty kolejnicového prvku (1), kde z vnější strany k boční ochranné vložce (7) přiléhá v celé její výšce příložná tvárnice (6), jejíž délka je rovna nejvýše vzdálenosti sousedících rozchodnic (2), přičemž u volné strany příložné tvárnice (6), odvrácené od kolejnicového prvku (1), je upravena fixační vrstva (9).
2. 2. Jízdní dráha podle bodu l, vyznačující se tím, že na příložné tvárnici (6) spočívá nástavná tvárnice (10), jejíž horní strana je v úrovni temene kolejnicového prvku (1), která je zajištěna proti posunutí pomocí soustavy tvarového výstupku a drážky vytvořených na styčných plochách obou tvárnic (6, 10) a která přesahuje přes příložnou tvárnici (6) příčné směrem ke kolejnicovému prvku (1), čímž vytváří zajištovací prostředek, tvořený opěrnou plochou pro horní část boční ochranné vložky (7), přičemž mezera mezi přivrácenou stranou nástavné tvárnice (10) a hlavou kolejnicového prvku (1), uzavírající vnitřní dutinu mezi touto nástavnou tvárnicí (10) a stojinou kolejnicového prvku (1), je opatřena těsnicím prvkem (13).
3. 3. Jízdní dráha podle bodu 2, vyznačující se tím, vnitřní dutině je tlumicí výplň (12).

   že ve

   -114. Jízdní dráha podle bodu 2 nebo 3, vyznačující se tím, že na boku nástavné tvárnice (10), přivráceném ke kolejnicovému prvku (1), je vytvořen podélný vodorovný výstupek (14) pro uložení těsnicího prvku (13).
4. 5. Jízdní dráha podle některého z bodů 2 až 4, vyznačující se tím, že příložné a nástavné tvárnice (6, 10) jsou spojeny svislými zapuštěnými svorníky (17).
5. 6. Jízdní dráha podle některého z bodů l až 5, vyznačující se tím, že příložné tvárnice (6) jsou spojeny s fixační vrstvou (9) vodorovnými trny (18).
6. 7. Jízdní dráha podle bodu 1, vyznačující se tím, že zajištovací prostředek je tvořen směrem dolů otevřeným vybráním v příložné tvárnici (6) na straně přivrácené ke kolejnicovému prvku (1).
7. 8. Jízdní dráha podle některého z bodů 1 až vyznačující se tím, že dvě souběžné příložné tvárnice (6) jsou spolu s mezilehlou fixační vrstvou (9) vytvořeny vcelku.

   ... ?
8. 9. Jízdní draha podle některého z bodu 1 až 2, vyznačující se tím, že fixační vrstva (9) je spojena s úložnou nosnou vrstvou (3) pomocí svislých trnů (27).
9. 10. Jízdní dráha podle některého z bodů l až 43, vyznačující se tím, že horní část bočních ochranných vložek (7) svým zahnutím překrývá patu kolejnicového prvku (1).