Železniční doprava Železniční trať Dostupné z Metodického portálu ISSN: , financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze.

Železniční tratí se ze stavebně technického hlediska rozumí dopravní cesta, po níž se uskutečňuje železniční doprava. Skládá se z následujících částí: 1) železniční spodek, 2) stavby železničního spodku, 3) železniční pláň, 4) železniční svršek, 5) stavby a zařízení železničního svršku.

1) Železniční spodek Železniční spodek je uměle upravené zemní těleso nesoucí železniční svršek. Základní druhy železničního spodku si uvedeme na konkrétním příkladu řezu krajinou, kterou chceme trať vést. Provedeme-li příslušné řezy, z příčných pohledů vidíme nutné úpravy terénu.

A A Podélný řez krajinou Autor © Karel Zíka

Příčný řez A – A svah výkopu odvodňovací příkop Výkop původní terén železniční pláň Autor © Karel Zíka

původní terén výkop Ukázka výkopu Autor © Karel Zíka

B B Podélný řez krajinou Autor © Karel Zíka

Příčný řez B – B odvodňovací příkop svah náspu Násep zemní těleso původní terén železniční pláň Autor © Karel Zíka

Odřez původní terén železniční pláň Autor © Karel Zíka

Zpevnění terénu původní terén železniční pláň Autor © Karel Zíka

6 m 0,4 m 0,5 m Orientační rozměry zemního tělesa Autor © Karel Zíka

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.

Viadukt (Smržovka) Autor © Karel Zíka

c) Tunely Tunel je umělé podzemní spojení skrz terén (náhrada výkopu). Velmi nákladná stavba! Tunel je ukončen portálem, uvnitř tunelu musí být po každých maximálně 50 m vybudovány bezpečnostní výklenky. Kvůli odvodnění je podélný sklon min. 2 ‰.

d) Propustky Propustek slouží k převodu malých vodních toků nebo srážkových vod skrz těleso náspu. Rozlišujeme 3 typy propustků: klenuté, deskové, trubní.

Klenutý propustek Autor © Karel Zíka

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).

železniční pláň opěrná zeď Násep Autor © Karel Zíka

opěrná zeď železniční pláň Odřez Autor © Karel Zíka

f) Zárubní zdi Zárubní zeď nahrazuje svah výkopu (případně odřezu) – je nad úrovní železniční pláně.

železniční pláň zárubní zeď Výkop Autor © Karel Zíka

železniční pláň zárubní zeď Odřez Autor © Karel Zíka

3) Železniční pláň Železniční pláň tvoří přechod mezi železničním 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.

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 železničního spodku.

Železniční svršek se skládá z: a) kolejového (štěrkového) lože, b) kolejového roštu kolejnice, upevňovadla, pražce.

Kolejový rošt kolejnice pražec upevňovadlo Autor © Karel Zíka

a) Kolejové (štěrkové) lože Je vrstva štěrku ( zrnění ~ 50 mm ), která se klade na železniční 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) Kolejový rošt Kolejnice - zachycují všechny síly, které na kolej působí (svislé, podélné, příčné). Tvar kolejnice prošel dlouhým vývojem, dnes se nejčastěji používají: - širokopatní kolejnice, - žlábkové kolejnice (tramvajové dráhy).

Obrázek znázorňuje uložení nápravy (dvojkolí) na kolejnicích. Autor © Karel Zíka

Širokopatní a žlábková kolejnice Širokopatní kolejnice se používá zejména u klasických železnic, v metru nebo u tramvajových tratí, kde je dráha oddělena od jiných druhů dopravy. Žlábková kolejnice je pak určena hlavně pro tramvajové tratě, neboť ji lze zapustit mezi panely, aby po ní mohla jezdit i silniční vozidla a chodit chodci. Autor © Karel Zíka

Příklad využití žlábkových kolejnic na trati povrchového metra, kde se pohybují i chodci (Porto – Portugalsko). Autor © Karel Zíka

Upevňovadla – slouží k upevnění kolejnice k pražci. Kolejnice je zakotvena v podkladnici a ta je připevněna k pražci. Používají se dva typy upevnění: - přímé (kolejnice – podkladnice – pražec), - nepřímé (kolejnice – podkladnice, podkladnice – pražec). Nové tratě se budují s nepřímým upevněním.

Příklad nepřímého upevnění kolejnice k betonovému pražci. Autor © Karel Zíka

Pražce – slouží k přenosu tlaků z kolejnice do štěrkového lože a k upevnění kolejnic. Rozdělení pražců: - z hlediska materiálu: - betonové – nejpoužívanější - pro své dobré vlastnosti (pevnost, pružnost, dlouhá životnost, nízké výrobní náklady); - dřevěné – používaly se více dříve, jsou dražší a mají kratší životnost; - ocelové – spíš výjimečně. - z hlediska uspořádání: - příčné – nejčastější; - podélné (tam, kde je nutný přístup k vozidlu zespoda – např.: v depu); - osamělé podpory (např.: ve stanicích pražského metra).

Rozchod koleje je kolmá vzdálenost mezi hlavami kolejnic, měřená 14 mm pod temeny kolejnic. Rozlišujeme 3 kategorie rozchodu: normální = 1435 mm (ve většině zemí - včetně ČR), úzký < 1435 mm (např.: některé tratě ve Švýcarsku, u nás Obrataň – Nová Bystřice, Třemešná ve Slezsku – Osoblaha), široký > 1435 mm (např.: Rusko, Ukrajina, Portugalsko). Autor © Karel Zíka

Rekonstrukce žel. trati (Strančice) – vpravo železniční pláň připravená pro pokládku kolejového roštu a zasypání štěrkem. Autor © Karel Zíka

Pokládka kolejového roštu Autor © Karel Zíka

5) Stavby a zařízení železničního svršku a) Železniční přejezdy Železniční přejezdy zabezpečené nezabezpečené chráněné nechráněné (V ČR ~ 8500) (V ČR ~ 3500) (V ČR ~ 5000)

Přejezdy umožňují úrovňové křižování železničních tratí s pozemními komunikacemi. Vhodnější, ale obvykle dražší a stavebně náročnější je mimoúrovňové křižování pomocí mostů, viaduktů, nadjezdů, podjezdů aj. (je bezpečnější a plynulejší).

b) Výhybky Výhybka umožňuje přejezd vlaku z jedné koleje na druhou bez zastavení. Výhybky: – jednoduché - jsou základním typem – křižovatkové – složitější

přídržnice jazyky výměna srdcovka opornice Autor © Karel Zíka

jízda „proti hrotu“ jízda „po hrotu“ začátek výhybky jízda „po hrotu“ Autor © Karel Zíka

c) Točny, přesuvny Točny a přesuvny jsou zařízení, která umožňují přejezd vlaku z jedné koleje na druhou se zastavením.

d) Trakční vedení Železniční tratě vybavené trakčním vedením označujeme za elektrifikované. Výhody elektrické trakce: ekologicky šetrný provoz, malá hlučnost vozidel, vyšší účinnost elektromotoru, velký výkon vozidel, rychlé a snadné provozní ošetření.

Nevýhody elektrické trakce: vysoké náklady na vybudování a údržbu, závislost na dodávce elektrické energie, při nehodách větší zranitelnost trati. Trakční soustavy v ČR: 1) Stejnosměrná 3000 V (sever) 2) Stejnosměrná 1500 V (Tábor – Bechyně) 3) Střídavá V, 50 Hz (jih)

a) Výkolejky Výkolejka je zařízení zabraňující ujetí vozidel. a) Zarážedla Zarážedlo je zařízení, jímž je ukončena kusá kolej. g) Ostatní stavby a zařízení Jedná se o součásti zabezpečovacích a sdělovacích zařízení, nástupiště...

Směrové a sklonové poměry tratě Směrové poměry Trať může být vedena: - v přímé (v přímém směru), - v oblouku. Mezi přímou a oblouk se vkládá tzv. přechodnice, aby vjezd do oblouku byl plynulý.

V oblouku se provádí převýšení (vyvýšení vnějšího kolejnicového pásu), aby se zmírnilo působení odstředivé síly. Převýšení p = 8.v²/r v ………... max. rychlost (km/h) r ………… poloměr oblouku (m) p …………převýšení (mm) Konstantu 8 lze upravit i na jiné hodnoty (cca 7 – 11) podle druhu vlaků a rozdílů mezi jejich rychlostmi. My budeme pro zjednodušení používat konstantu 8. Maximální převýšení se buduje 150 mm.

p Příčný řez tratí v přímém úseku Příčný řez tratí v oblouku Autor © Karel Zíka

Př.: Vypočítejte převýšení koleje v oblouku o poloměru 450 m, je-li maximální rychlost 80 km/h. p = 8. 80² / 450 p = 114 mm

Sklonové poměry Trať může být: - vodorovná, - ve sklonu (klesání, stoupání). Sklon v železniční dopravě se udává v jednotkách promile ‰ (o kolik výškových metrů vystoupá trať na délce metrů).

Dělení tratí podle sklonu: adhezní – do 45 ‰, neadhezní – nad 45 ‰ (řeší se ozubenou kolejnicí). ozubnicová trať

Příklad ozubnicové trati (Švýcarsko) Autor © Karel Zíka

Nejstrmější železnice na světě vede na Horu Pilatus ve Švýcarsku (až 480 % o ). Autor © Karel Zíka

Př.: Vypočítejte, o kolik metrů vystoupá železniční trať se stoupáním 15 ‰ na vzdálenosti 340 m. Je-li stoupání 15 ‰, víme, že na délkových m vystoupá trať o výškových 15 m. Můžeme tedy snadno vypočítat (například trojčlenkou), o kolik výškových metrů trať vystoupá na 340 m. o 15 m ………… na m o x m …………. na 340 m tedy: x/15 = 340/1000 x = 5,1 m

Zdroje: KUBÁT, Bohumil. Železniční tratě a stanice. Praha : ČVUT, ISBN KRÁL,Vojtěch. Základy dopravy. Praha : VOŠ a SPŠD 1. Autor obrázků a fotografií © Karel Zíka. Dostupné z Metodického portálu ISSN: , financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze.