ZESZY TY N A U K O W E PO LITECHN IK I ŚLĄSK IEJ Seria: T R A N SPO R T z.38
1999 Nr kol. 1433
Jerzy P A W LIC K I Janka G O M B IT O V A Ivan M A L IĆ EK
PRZEKSZTAŁCANIE WĘZŁÓW TOROWYCH
S tre sz c z e n ie . Rozwój transportu kolejow ego nie je s t m ożliw y bez kom pleksow ej m oder
nizacji stacji i w ęzłów kolejowych, jeśli kolej chce utrzym ać się na rynku transportowym . A rtykuł prezentuje najniezbędniejsze zm iany układów torow ych i obiektów stacyjnych w now ych w arunkach przem ian europejskiego system u transportow ego. M odernizacji powinny podlegać rów nież elem entarne w ęzły torow e (rozjazdy), w szczególności poprzez wzm oc
nienie ich konstrukcji nośnej.
TRANSFORMING OF RAILWAY JUNCTIONS
S u m m a ry . M odernization o f railw ay transport is not possible w ithout complex m odernization o f railw ay stations and junctions w hat will be their preparation for fulfilling the m ain tasks o f railw ay for the future. The paper presents som e o f the m ost necessary arrangem ents, w ithout com pleting them, the railw ay will not be able to com pete with other m odes o f transport. There are also presented som e results from up to now use o f the unconventional material G eoweb for the restoration o f the railw ay subgrade in the turnout.
1. W STĘP
W ęzły torow e m ożna podzielić na trzy grupy: stacje i w ęzły kolejow e (w ęzły złożone), głow ice stacyjne grupy torów (w ęzły podstaw ow e) oraz w ęzły elem entarne (rozjazdy) [4], W ym ienione typy w ęzłów pow inny być przekształcone ze w zględu na odm ienne od poprzednich zadania transportu kolejow ego oraz zm iany w zakresie eksploatacji (prędkości:
120, 160, 200 i 250 km/h, duże naciski osiow e - 225 kN). Pierw szy z czynników wym usza dokonanie przekształceń układów torow ych i ich ukształtow ania geom etrycznego, drugi zaś - przekształcenie i w zm ocnienie w szystkich w arstw toru i rozjazdu (szyny, now e typy rozjazdów , w arstw y nośne pod naw ierzchnię).
2. W Y B R A N E SK ŁA D N IK I PR O C ESU PRZEK SZTA ŁC A N IA STA C JI I W ĘZŁÓ W K O L E JO W Y C H
Przez m odernizację toru rozum ie się zespół przedsięw zięć, które um ożliw iają prow adzenie ruchu pociągów pasażerskich i tow arow ych ze zw iększoną prędkością i podw yższoną masą, obsługę jed n o stek z przechylnym nadw oziem (vraax=160 km /h, klasa obciążenia D 4 U IC dla v=120 km /h, skrajnia budow li U IC GC).
M odernizacja stacji oznacza kom pleksow ą przebudow ę ich infrastruktury w g zasad pro
w adzenia m odernizacji toru szlakow ego oraz obiektów i urządzeń stacyjnych zgodnie z no
w ym i realiam i ekonom icznym i, ekologicznym i, socjalnym i, a przede w szystkim z użyciem now oczesnych technologii zaspokajających oczekiw ania przyszłych klientów kolei.
K oleje polskie i słow ackie stoją przed następującym i zadaniam i w zakresie przeobrażeń infrastruktury torow o-obiektow ej [3]:
a) na m ałych stacjach:
b udow a i przebudow a peronów dwu- i jednokraw ędziow ych, które stw orzyłyby p odróżnym w arunki bezpieczeństw a i kom fortu,
m odernizacja przestrzeni dla obsługi pasażerów i popraw a im age, itp., b) na w iększych stacjach:
rozdzielenie układów torów ruchu pasażerskiego i tow arow ego,
pow iększenie pow ierzchni peronów i zlikw idow anie przejść w poziom ie głów ki szyny, gruntow na przebudow a otoczenia stacji jak o punktu przesiadkow ego,(parkingi, przy
stanki transportu zbiorow ego), terenu handlow o-usługow ego, m iejsca w ypoczynku (te
reny zieleni i rekreacji), hotele,
usuw anie tych urządzeń obsługi ruchu tow arow ego, które są zlokalizow ane w pobliżu pasażerskiej części stacji;
c) w w ęzłach kolejow ych - ruch pasażerski:
uw zględnienie faktu, że tory, stacje o różnym przeznaczeniu, przystanki osobow e są elem entam i jednego zintegrow anego system u obsługującego różne kategorie pocią
gów,
utw orzenie w w ęźle kolejow ym (w m iastach pow yżej 1 m in m ieszkańców ) tylko je d nej centralnej stacji kolejow ej, na której m ogłyby się zatrzym yw ać w szystkie kategorie pociągów pasażerskich i zw iązana z tym przebudow a podejść, rozw idleń i skrzyżowań różnopoziom ow ych,
Przekształcanie w ęzłów torowych 83
przew idzenie szybkiej i kom fortow ej w ym iany podróżnych m iędzy różnym i katego
riami pociągów (kierunkow y układ torów ) oraz m iędzy różnym i środkam i transportu, - usytuow anie technicznych urządzeń obsługi pociągów pasażerskich poza strefą m iesz
kaniow ą w m ieście,
d) w w ęzłach kolejowych - ruch tow arow y;
wyprowadzenie urządzeń ładunkow ych z terenów centralnych i m ieszkaniow ych, skoncentrow anie obsługi pociągów na mniejszej liczbie dobrze w yposażonych technic
znie stacji rozrządow ych,
zapew nienie przejazdu pociągów tranzytow ych poza centralną strefą w ęzła (dostęp do niej pow inny mieć w yłącznie pociągi obsługujące urządzenia w w ęźle),
oszczędzanie terenu w centrum w ęzła (połączenia torow e w tunelach), przestrzeganie zasad rów now agi ekologicznej
3. PR ZEK SZTA ŁC EN IE TO R O W ISK A W W ĘŹLE TO R O W Y M G EO K O M PO ZY TEM W PO STA C I G EO W EBU
O bok sprawdzonych w praktyce fizykom echanicznych i fizykochem icznych metod w zm ocnienia podłoża gruntowego w konstrukcji toru i rozjazdu znalazły zastosow anie sto
sunkow o now e warstwy, zbudow ane z geosyntetyków . G eokom órka je s t to przestrzenny sys
tem geosyntetyczny zbudow any z polietylenu o dużej gęstości. Istotą system u je st ogranicze
nie sw obody poprzecznych przem ieszczeń ziaren m ateriału sypkiego, w ypełniającego puste przestrzenie kom órek [2]. W ten sposób otrzym uje się w arstw ę w zm acniającą słabo nośne podłoże naw ierzchni. K om órkow y system ograniczający G EO W EB produkuje firma PR EST O (U SA) w dwóch odm ianach kom órek (244 mm x 203 m m lub 488 m m x 406 m m ), posiadających cztery rodzaje w ysokości ścianek (75 mm , 100 m m , 150 mm i 200 m m ) połączonych w sekcje o w ym iarach 2,44m x 6,1 Om, których dobór uzależniony jest od w łaściw ości geotechnicznych podłoża (rys. 1)
W zm ocnienie podtorza gruntow ego sekcjami G eow ebu zastosow ano w kolejach sło
w ackich podczas rekonstrukcji strefy rozjazdów 1 - 8 stacji kolejow ej Puchov (tzw.
żilińska głowica). Stw ierdzono w ów czas niew ystarczającą nośność rów ni stacyjnej pod rozjazdam i nr 3 i 4 ( E o < 1 5 M P a ) . K om órki G eowebu o w ysokości ścian 100 mm w ypełniono pospółką z nadsypką 100 m m i ułożono pod rozjazdem n r 3. R ozjazd nr 4, któ
ry spoczyw ał na 30-centym etrow ej w arstw ie pospółki, posłużył za obiekt odniesienia, m ający w ykazać celow ość stosow ania system u kom órkow ego. Pod obydw om a rozjaz
dam i rozpostarto na gruncie w arstw ę geotekstylu. Po m iesiącu eksploatacji (listopad 1996r.) przeprow adzono pierw szy statyczny test obciążeniow y w dw óch punktach pod roz
jazd em .
A d - 4 , Ad-
A d - 3 0
6,10 m. ( 20")
Rysunek B Końcowy element połączeniowy
- oporowy Rysunek A
Boczny element połączeniowy - przepleciony
Rys. 1. T ypow e sekcje kom órek Fig. 1. T ypical standard celi sections
Przekształcanie w ęzłów torowych 85
O trzym ano następujące w artości ekw iw alentnego m odułu odkształcenia w poziom ie spod
niej pow ierzchni podkładów :
rozjazd nr 3 - 95,4 M Pa i 86,5 M Pa rozjazd nr 4 - 61,6 MPa.
Średnia w artość m odułu wynosiła 91 M Pa, czyli w ięcej niż projektow ana w artość E p=80 M Pa. Po 8 m iesiącach wykonano drugi test statyczny. Średnia w artość ekw iw alentnego m odułu odkształcenia była niższa i w ynosiła 82,44M Pa, m im o że użyto tej sam ej metody.
N adal jed n a k przekraczała wartość Ep (rys.2) [1],
Rys.2. R ekonstrukcja podtorza pod rozjazdem nr 3 Fig.2. R estoration o f subgrade under the turnout No.3
Potrzebne są zatem dalsze obserw acje oraz testy statyczne i dynam iczne w celu w ykrycia przyczyn obniżania się m odułu deform acji. D alszym celem kontynuow ania badań je st ocena efektyw ności system u kom órkow ego G EO W EB w zm ocnienia podtorza.
4. P O D S U M O W A N E
A nalizując w yszczególnione potrzeby m odernizacji w szystkich grup w ęzłów torowych trudno w ym ienić te, które m ożna by uznać za priorytetow e. W ęzły elem entarne podobnie ja k duże stacje kolejow e zależą w różnym stopniu od dw óch podstaw ow ych param etrów : prędko
ści i m asy pociągu. W ym aga to przeprow adzenia oddzielnych dla każdego w ęzła studiów
ekonom icznej opłacalności oraz m ożliw ości realizacyjnych. W przypadku w ęzłów elem entar
nych p o trzeb n e s ą głębokie analizy przepustow ościow e i badania geotechniczne.
O złożoności tych w ęzłów św iadczy zaprezentow any przykład pom iarów w ytrzym a
łościow ych w arstw podtorza i podłoża gruntow ego na rozjeździe eksperym entalnym . Praw ie dw uletnie badania pozostaw iły w ątpliw ości, które w ym uszają kontynuow anie pom iarów do
datkow ym i m etodam i i technikam i.
L it e r a tu r a
1. G o m b ito v â J.: R estoration o f railw ay subgrade in a turnout by the use o f the new material -G E O W E B . M ateriały konferencyjne 10th International Scientific C onference „C om m uni
cations on the edge o f the m illennium ” , Ż ilina 9 -11 Septem ber 1998, p. 123 -126.
2. Izv o lt L, P aw licki J.: M etody w zm ocnienia podtorza dróg kolejow ych Ż SR I ĆD. Zeszyty N au k o w e P olitechniki śląskiej serii „T ransport” z 30, G iw ice 1998, s.97 - 108.
3. M alićek I.: M odernisation o f railw ay junctions. M ateriały konferencyjne 10Ih International S cientific C onference „C om m unications on the edge o f the m illennium ” , Ż ilina 9 - 1 1 S eptem ber 1998, p. 103 -106.
4. W och J.: Podstaw y inżynierii ruchu kolejow ego. W K Ł, W arszaw a 1983.
R ecenzent: Doc. dr inż. Zbigniew G inaliski
W płynęło do R edakcji 15.10.1999 r.
A b s tr a c t
B y the m odernization o f track the com plex o f m easures is understood, w hich give a possi
bility on a given to increase the highest track speed, the class o f load, space crossing and op
eration o f units w ith tilting bodies (vmaï=160 km /h, the class o f load D 4 U IC for v=120 km /h, U IC G C and w ider vehicles.
M odernization o f railw ay stations and especially junctions has to be understood broader.
G enerally it can be said that m odernization o f stations m eans the com plex rebuilding o f their infrastructure by keeping the principles o f m odernization o f tracks, so that existing equipm ent
Przekształcanie w ęzłów torowych 87
o f railw ay stations, developed in other technological, financial, ecological, social and eco
nom ical conditions in the past, would adopt a modern form and could again offer their serv
ices on the level o f era at present and also in the future, and so that their technical conditions w ould facilitate the railw ay to successfully compete w ith other transport modes.
