ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ Seria: TRANSPORT z. 30
_________1998 N r kol. 1384
Janka GOMBITOVÂ Jerzy PAWLICKI
PARAM ETRY ODCINKÓW LINII KOLEJOWEJ NA PODEJŚCIU DO MODERNIZOWANYCH STACJI ŻSR
Streszczenie. W artykule omówiono metodę obliczania prędkości pociągów oraz parametrów toru na podejściu do stacji kolejowej. Celem badań było określenie możliwości zastosowania niższych parametrów projektowych w strefie hamowania i rozruchu składów pociągów.
PARAMETERS OF RAILWAY LINE SECTIONS ON THE APPROACH TO MODERNIZED STATIONS OF ZSR
S um m ary. In this paper there are given tables and figures with data which can be just used in the process o f modernization o f railway lines for the maximum speed o f 160 km-h'1. The use o f the above mensioned data can eliminate the possibility o f the useless reconstruction. For example, the starting distance is 10.1 km for the maximum speed at 160 km-h'1 in the least favourable grade conditions. This means that the track set will not reach the maximum speed up to this kilometer and as a result o f it, it is possible to use (according to the table 1) direction curves for smaller speed as the speed limit over a tr a c k .
\ W STĘP
Podjęcie modernizacji linii kolejowych PKP i ZSR wymaga dotrzymania ustaleń określonych w umowach AGC i AGTC. Oznacza to w warunkach słowackich przyjęcie na korytarzach kolejowych IV, V i VI prędkości maksymalnej v = 160 km-h'1, skrajni budowli UIC GC [5], Jednym z najbardziej skomplikowanych problemów projektowych jest wprowadzenie linii kolejowych dużych prędkości do istniejących stacji kolejowych, położonych zwykle na terenach o gęstej zabudowie. Poszukując rozwiązań uwzględnia
jących kryteria techniczne, urbanistyczne, ekonomiczne i ekologiczne dokonano w [2]
analizy wartości opóźnień spowodowanych przez obniżenie prędkości na podejściu do stacji, przy równoczesnym ograniczeniu zakresu rekonstrukcji podejść, głowicy stacyjnej i układu topologicznego. Analiza wykazała, że przy projektowaniu włączeń linii dużych prędkości do istniejących układów obniżenie parametrów geometrycznych wydłużyło na 85-kilometrowej trasie Olomouc - Ostrava czas przejazdu o 158 s
Artykuł stanowi kontynuację wspomnianych badań opierając się na założeniu, że nie jest konieczna przebudowa odcinków przedstacyjnych, jeśli ich warunki techniczne odpowiadają wymogom długości drogi hamowania i rozruchu konkretnego składu pociągu.
2. W YBÓR OPTYMALNEGO WARIANTU SIECI LINII KOLEJOWYCH DUŻYCH PRĘDKOŚCI
Opracowania dotyczące kierunków rozwoju linii kolejowych dużych prędkości (słowac. VRT) na terytorium RS zawierają bogaty w różnorodne rozwiązania studialno - projektowe materiał dokumentacyjny. Początkowo uwaga projektantów VRT koncentrowała się na ustaleniu takiego przebiegu modernizowanych tras, który podporządkowany byłby wewnętrznym potrzebom przewozowym CSFR. Później jednak, w raz z włączeniem dróg VRT do europejskiej sieci transportowej, doceniono korzyści wynikające z obsługi kontynentalnego ruchu tranzytowego. Po 1993 r. nastąpił kolejny zwrot w koncepcji przebiegu tras. Realizowano nowe projekty - także te, które uwzględniały starania burmistrzów Nitry, Zvolenia, Banskej Bystricy i Popradu o wzięcie tych miast pod uwagę w planach rozwoju dróg kolejowych (podobne różnice zdań w tym zakresie występują także w Polsce; przedstawiono je na przykładzie dyskutowanego przebiegu południowego odcinka trasy E65 m in. w [6]).
Ostateczne rozwiązanie tego problemu władze RS zleciły jednostce naukowej SUDOP -Trade spoi. sr. o. Kośice. Studium obejmuje 3 podstawowe warianty trasy Bratysława - Ukraina:
• wariant północny (przez Trenćin - Żilinę - Poprad - Kośice),
• wariant środkowy (przez N itrę - Zvolen - Bańską Bystricę - Poprad - Kośice),
Param etry odcinków linii kolejowej 91
• wariant południowy (3 możliwości rozwiązań: przez Nitrę - Zvolen - Kosice, przez Nitrę - Lućenec - Kośice oraz przez Nitrę - Zvolen - Kośice inną trasą)
Stanowisko pracowników Katedry Dróg Żelaznych i Gospodarki Liniowej Uniwer
sytetu Żilińskiego w Żilinie [4] uznające „wariant północny” za najbardziej optymalny pokrywa się z poglądem Zakładu Inżynierii Ruchu Instytutu Transportu Politechniki Śląskiej [6, 7], Połączenia sieci PKP (obok połączeń przez Republikę Czeską) z siecią szybkich kolei ŻSR ma dla polskiej gospodarki niezwykle duże znaczenie.
Ukończone prace nad „wariantem północnym” wskazują na możliwość dotrzymania międzynarodowych wymagań technicznych: v = 250 km-łf1, i m„ = 12%o przy ruchu mieszanym. Wśród głównych argumentów przemawiających za rozwijaniem „wariantu północnego” J. Gombitovâ i I. Malićek wymieniają [4]:
• „wariant południowy” Bratislava - Ukraina uzupełniony ciągiem kolejowym granica RP - Żilina - Bratislava ma długość 705 km,
• długość „wariantu północnego” Bratislava - Żilina - Ukraina (520 km) uzupełnionego o połączenie z RP wynosi 554 km,
• wariant Bratislava - Nitra - Lućenec - Kosice - Ukraina zapewnia tylko jedno połączenie międzynarodowe omijając przyszłe turystyczne centrum Wysokich i Niskich Tatr,
• „wariant południowy” komplikuje ruch międzynarodowy północ - południe,
• „wariant północny” stanowi przesłankę rozwoju gospodarczego i turystycznego poprzez wprowadzenie na terytorium Słowacji międzynarodowych pociągów na kierunkach wschód - zachód i północ - południe.
Realizowane przez KŻSTH prace, np. [8], potwierdzają wolę władz rządowych RS oraz naukowych Uniwersytetu Żilińskiego kontynuowania kosztownego i trudnego technicznie przedsięwzięcia budowy sieci VRT na terytorium Słowacji
3 OBLICZENIE PARAMETRÓW ODCINKÓW LINII ORAZ PRĘDKOŚCI NA PODEJŚCIACH DO STACJI ZATRZYMANIA POCIĄGÓW
W celu określenia maksymalnej prędkości wybranego składu pociągu pasażerskiego w strefie rozpędzania i hamowania zastosowano metodę porównania parametrów geomet
rycznych w planie i profilu odcinków przedstacyjnych z odczytami z tachogramów.
p r ę d k o ś ć : 5 0 , 6 0 , 7 0 , 8 0 , 9 0 ,1 0 0 ,1 1 0 , 1 2 0 , 1 3 0 , 1 4 0 ,1 5 0 , 1 6 0 k m h '1
r r r r ' F r r r r F f
p o c h y le n ie [ 0 / «, ]
R ys. 1. R u s z a n ie p o c ią g u n a w zn iesie n iu Fig. 1. S ta rtin g a tra in o n em in en ce
p r ę d k o ś ć : 5 0 , 6 0 , 7 0 , 80, 9 0 ,1 0 0 ,1 1 0 , 1 2 0 , 1 3 0 , 1 4 0 ,1 5 0 , 1 6 0 k m h
r r F r r F r r f F f f
p o ch y len ie [ 0 / c
-K •'! -lo -u .i:
R ys. 2. R u sz a n ie p o c ią g u n a sp ad k u Fig. 2. S ta rtin g a tra in o n declivity
Param etry odcinków linii kolejowej 93
D a n e te c h n icz n e d o św ia d c z a ln e g o sk ła d u p o c ią g o w e g o są n a stęp u jąc e [3]:
• lo k o m o ty w a e le k try c z n a w y p o s a ż o n a w tró js y stem o w y silnik - v max = 2 0 0 - 3 0 0 k m -h '1,
• w a g o n y p rz y s to s o w a n e d o p rę d k o śc i 2 0 0 - 3 0 0 k m -h '1,
• m as a c a łk o w ita p o c ią g u - 5 5 9 t,
• d łu g o ś ć c a łk o w ita - 2 8 0 m
O b licz en ia trak c y jn e w y k o n a n o z w y k o rz y stan ie m p ro g ra m u k o m p u te ro w e g o M iro tro n ik 1992, w e rsja 2 . 2 , dla w szy stk ic h w a rto śc i po ch y leń o d ±l% o d o ±12%o na o d c in k a c h p rz ed sta cy jn y c h n a w zn iesie n iu i sp a d k u z z ac h o w a n ie m je d n o lity c h w a ru n k ó w ste ro w a n ia , h am o w an ia, o p o ró w b ieg u o ra z d łu g o ści p o ciąg u . W w yniku o trz y m a n o ro z k ła d c za su i p rę d k o śc i ja z d y w funkcji drogi.
W n a stęp n y m k ro k u p o stę p o w a n ia o trzy m an e z ta c h o g ra m u p a ram etry w p rz ed zia le p rę d k o ś c i 5 0 -1 6 0 k m -h '1 w y k o rz y sta n o d o o k re ślen ia ele m en tó w g e o m e try c z n y ch to r u w stre fie ro z ru c h u i zatrzy m a n ia p o c ią g ó w .
N a ry su n k a ch 1 i 2 p rz e d sta w io n o o b liczo n e dłu g o ści d ró g ru sz an ia p o c ią g ó w o d p o w ie d n io n a w z n iesie n iu i sp a d k u d la p o ch y leń o d ±l% o d o ±12%o o ra z p rę d k o ści o d v = 50 k m -h '1 d o v = 160 k m -h '1.
prędkość [ k m / h ]
Rys. 3. H am ow anie pociągu Fig. 3. B raking a train
D la u ła tw ie n ia w y b o ru p a ra m e tró w w tab licy 1 z a m iesz c zo n o m inim alne p ro m ien ie łu k ó w , o b lic z o n e d la n ajw y ższy ch w a rto ś c i p rz ec h y łe k to ru , sto so w a n y c h d o tą d na k o le ja c h Ż S R [ 1 ,9 ] , p rz y jm u jąc n a stę p u ją c e o z n a c z e n ia przechyłki:
P i - p rz e c h y łk a te o re ty c z n a , p„ - p rz e c h y łk a n iższa, p z - p rz e c h y łk a o b n iżo n a , P min - p rz e c h y łk a m inim alna,
Pd i - p rz e c h y łk a z a le c a n a (d la 8 0 < v < 1 2 0 k m -h '1), pa 2 - p rz e c h y łk a z alec a n a (d la 120 < v < 160 k m -h '1),
pv - p rz e c h y łk a s to s o w a n a w y ją tk o w o (d la 8 0 < v < 160 k m -h '1).
T ab lica 1 M in im aln e p ro m ie n ie łu k ó w w p rz e d z ia le p rę d k o śc i 50 - 160 k m -h '1
P rę d k o ś ć [ k m - h 1!
N a jn iż sz e w a rto ś c i p ro m ie n i łu k ó w R fm ] p rz y p rz e c h ’/łc e (pt - p v) = 1 5 0 m m
Pt Pn - p min Pdl pd2 *r'“
OinII>
3 0 0 3 0 0 3 0 0 3 0 0 - -
o'■OII>
3 0 0 3 0 0 3 0 0 3 0 0 - - -
< II -4 O 4 0 0 3 0 0 300 3 0 0 - - -
o00II>
550 3 5 0 35 0 3 5 0 350 - 3 0 0
v = 90 6 5 0 4 5 0 4 5 0 4 0 0 4 0 0 - 3 5 0
v — 100 8 0 0 5 50 550 500 4 8 0 - 4 5 0
v = 110 1000 6 5 0 6 5 0 6 0 0 580 - 550
< II ,
to o 1150 8 0 0 7 50 6 8 0 700 - 65 0
v = 130 1350 9 5 0 850 800 - 7 5 0 7 50
v = 140 1600 1050 1000 9 5 0 - 8 5 0 850
v = 150 1800 1250 1150 1100 - 1000 9 5 0
OsO
II>
2 1 0 0 1400 1300 1250 - 1150 1100
Ź ró d ło : [4]
W p rz y p a d k u z a trz y m y w a n ia się p o c ią g ó w d łu g o ść d ro g i h am o w an ia zależy o d s p o s o b u h a m o w a n ia w y b ra n e g o sk ła d u p o c ią g u ( w ty c h o b lic z en iac h - a u to m a ty c z n e ), n a to m ia s t z ró ż n ic o w a n ie p o c h y le ń nie o d g ry w a d ecy d u jącej roli (p o r. rys. 3).
4. P O D S U M O W A N IE
P rz y m o d ern iza c ji linii k o le jo w y c h d u ż y ch i śred n ich p rę d k o ś c i m o ż n a w y k o rz y sta ć d a n e p rz e d s ta w io n e w tab licy i n a ry su n k ach . P rę d k o ś ć p ro je k to w a v = 160 k m -h '1 je s t
P aram etry odcinków linii kolejowej 95
m a k s y m a ln ą p rę d k o ś c ią p rz y ję tą p rz e z k o leje sło w a ck ie n a tra s a c h rek o n stru o w an y c h . Jeśli n a p rzy k ład p rz y najw ięk sz y m w zn iesien iu d ro g a ro z p ę d z a n ia się d o p rę d k o ści ló O k m - h '1 w y n o si 10,1 km (ry s 1), m o żn a d o te g o m iejsca z a s to s o w a ć łuki o p ro m ie n iach o d p o w ia d a ją c y c h (z g o d n ie z tab licą 1) niższy m w a rto śc io m p rę d k o ści Z a k re s ich s to so w a n ia m o g ą o g ra n ic zy ć je d n a k : k ształt ro z w in ię ć to ro w y c h n a p o d e jściu do stacji, w łą cz en ia to r ó w sz lak o w y ch d o to ró w g łó w n y c h , ro z w iąz an ia k o n stru k c y jn e głow icy stacyjnej o ra z o d te g o , k tó re z o b liczo n y ch d łu g o ści m o żn a w y k o rz y sta ć - d łu g o ść r o z p ę d z a n ia lub d łu g o ś ć ham ow ania.
L IT E R A T U R A
1 D o ć a s n e sm e m ic e p re u p ra v u g e o m e tric k ej p o lo h y k o P a je n a m o d em iz o v a n y ch tra tia c h , G R Ż S R , B ra tisla v a 1994.
2. G o m b ito v a J.: W p ro w a d z e n ie linii d u ż y c h p rę d k o ści d o istn ie jący ch stacji k olejow ych.
Z es zy ty N a u k o w e P o lite ch n ik i Śląskiej serii „ T ra n s p o rt” z. 22, G liw ice 1994, ss. 165 - 1 7 2 .
3. G o m b ito v a J.: N a v rh tra t’o v y ch a v y ch lo stn y ch p a ra m e tro v v p re d stan icn y c h u se k o c h pri m o d e m iz a c h Z S R . M a te ria ły k o n fe re n c y jn e M ięd zy n a ro d o w e j K o n feren cji i S p ec ja listycznej W y staw y „ R o zw ó j in fra s tru k tu ry tra n s p o rto w e j Ś ląsk a i P ó łn o c n y ch M o ra w ” to m I, In s ty tu t T ra n s p o rtu Po litech n ik i Śląskiej w K ato w ica ch , O s tra w a -K a to w ic e 1997, ss. 177-182.
4. G o m b ito v a J., M a lić e k I.: K v y b e ru o p lim aln eh o v a ria n tu V R T v SR. Z b o m ik V III m ed z in a ro d n e j k o n fe re n c ie „ V y so k o ry c h lo s tn e tr a tę ” , Z ilinska U n iv erzita, Ż ilina 1997, ss. 127-130.
5. P a w lick i J., G o m b ito v a J., M a lić ek I : G e o m etry cz n e u k sz ta łto w a n ie to r ó w linii d u ży ch p rę d k o ś c i n a k o leja ch sło w ack ich i p olskich. Z e s zy ty N a u k o w e P o litech n ik i Śląskiej serii „ T ra n s p o rt” z .2 9 , G liw ice 1997, ss. 73-82.
6. P a w lick i J.: P e rs p e k tiv a m o d e m iz a cie ju ż n y c h u s e k o v V R T v P o l’sku. Z b o m ik V II m ed z in a ro d n e j k o n fe re n c ie „ V y so k o ry c h lo s tn e tr a tę ” , V y s o k a Ś k o la D o p ra v y a S po jo v , Ż ilina 1996, ss. 2 9 -3 8 .
7. P a w lic k i P ro g ra m r o z v o ja ju z n ÿ c h ż elez n icn y c h d o p ra v n ÿ c h cie st v P o l’sku. Z b o r- n ik p re d n â s o k V I. V e d e c k e j K o n fe ren c ie, T e c h n ic k â U n iv e rz ita v K o sic iac h , K o śic e
1 997, ss 9 9 -1 0 8 .
8. S p râ v a z g ra n to v e j V Û 1 /1 8 8 3 /9 4 „ M o d e m iz â c ia ż elezn icn y ch tra ti a sta n ic ” , K Z S T H , Ż U , Ż ilin a 1996
9. T N Ż 7 3 6 3 6 0 „ G e o m e tric k é u sp o ria d a n ie k o l’aje n o rm âln e h o ro z c h o d u n a c elo - ś ta tn y c h d râ h a c h a v le c k â c h ” .
R e c e n z e n t D o c. d r inż. Z b ig n ie w G inalski
W p ły n ę ło d o R ed ak c ji 9 0 3 .1 9 9 8 r.
A bstract
In th e p ro c e s s o f m o d e rn iz a tio n o f ra ilw ay lines fo r th e in cre as ed sp e e d (1 6 0 k m -h '1) th e m o s t c o m p lic a te d tra c k se c tio n s a re se c tio n s b e fo re railw ay statio n s. T h e s e sectio n s a re situ a te d in b u ilt-u p a re a s an d th a t is w h y th e re is o n ly a sm all p o ssib ility to re c o n s tru c t th e m w ith o u t b ig g e r in te rfe re n c e s w ith a rch ite c to n ic u n its o f a to w n .
A s su m in g th a t th e railw ay s ta tio n s, in w h ic h th e m ajo rity o f tra in s sto p c an be ta k e n in to c o n sid e ra tio n , th e s e ra ilw a y s ta tio n s d o n o t n e ed b e re c o n s tru c te d i f se c tio n s b e fo re ra ilw a y s ta tio n s a re c o n v e n ie n t fo r sta rtin g a n d b ra k in g d istan c e o f th e giv en tra in set.
In th is p a p e r th e re a re g iv e n ta b le s an d fig u re s w ith d a ta w h ic h w e c a n ju s t u se in th e p ro c e s s o f m o d e rn iz a tio n o f ra ilw ay lines fo r th e m ax im u m sp e e d o f 160 k m -h '1.
T h e u s e o f th e a b o v e m e n tio n ed d a ta c an elim inate th e possib ility o f th e u se less r e c o n s tru c tio n . F o r ex am p le, th e sta rtin g d istan c e is 10,1 km fo r th e m ax im u m sp e e d 160 k m -h '1 in th e lea st fa v o u ra b le g ra d e c o n d itio n s. T h is m ea n s th a t th e tra c k se t will n o t re a c h th e m ax im u m sp e e d u p to th is k ilo m e te r an d as a re su lt o f it, it is p o ssib le t o u s e (a c c o rd in g to th e ta b le 1) d ire c tio n c u rv e s fo r sm aller sp e e d as th e sp e e d limit o v e r a tr a c k .
