Betonový kolejový svršek: Kompletní průvodce, který musíte znát!

Obsah standardu a konstrukční parametry

Kolejovým ložem se rozumí konstrukce pod pražci a kolejemi, případně výplň mezi pražci a kolem jejich hlav nebo rozšíření mezi výhybkami ve zhlaví nástupištních zídek nebo na mostech a v tunelu. Obsah standardu popisuje technické a kvalitativní parametry.

Kolejové lože z různých materiálů

Panely železobetonové: Přísun panelů, odbourání nerovné živičné vrstvy, příprava kotle, rozehřátí živičné směsi a urovnání povrchu živičnou směsí, položení panelů autojeřábem, vyčištění spár stlačeným vzduchem a vyplnění spáry kamenivem.
Kamenivo, struska, škvára: Přísun sypkého materiálu, jeho rozprostření do profilu, zhutnění, případně úprava žlábků pro kolejové izolované obvody.
Beton: Přísun betonové směsi, uložení a hutnění betonu, vytvoření dna odvodňovacího kanálu s úpravou do spádu cementovou maltou, úprava povrchu kolejového lože.

Pročištění kolejového lože

Pročištění kolejového lože slouží k pročištění v úseku koleje delším než 50 m a k pročištění plného profilu kolejového lože prováděné strojní čističkou. Obsahem standardu je pročištění jakéhokoli materiálu pod dosavadní kolejí pomocí strojního čističe štěrkového lože i pražců, zpětné uložení, urovnání a zhutnění pročištěného materiálu, podbití pražců a odstranění odpadového materiálu.

Výplň mezi pražci a kolem jejich hlav

Jedná se o výplň mezi pražci a kolem jejich hlav nebo mezi podélnými prahy a podél jejich vnějších svislých stěn. Obsahem standardu je navlhčení podkladu, přísun betonové směsi, uložení betonu a zhutnění, nebo přísun kameniva, uložení a zhutnění vibračním válcem popřípadě prolití zhutněného kameniva cementovou maltou.

Vnitrostaveništní přesun, technologická manipulace a lešení

Vnitrostaveništní přesun: Veškerá manipulace s materiálem nezbytným ke zhotovení požadované konstrukce (práce) v rámci staveniště ze skládky po jeho zabudování.
Technologická manipulace: Veškerá manipulace s materiálem nezbytným ke zhotovení požadované konstrukce v prostoru montáže. Pro dráhy kolejové normální a širokorozchodné do 50 m. Pro metro vodorovně do 50 m, svisle do 3 m. Pro dráhy kolejové městské do 30 m, s velkoplošnými panely do 500 m.
Lešení: Konstrukce umožňující provádění prací i nad dosažitelnou výšku.

Při ocenění podle popisovníku musí být vnitrostaveništní přesun, technologická manipulace a potřebné lešení součástí nabídkové ceny.

Způsob měření

Množství měrných jednotek pro příplatek k ceně za ztížení prací se určuje v m jako součet délek jednotlivých překážek na každé straně koleje nebo výhybky.

Čtěte také: Jak vybudovat betonový základ pro bránu

Délka pro výpočet množství měrných jednotek příplatků za ztížení práce se určuje:

u překážek jejich délkou v m v pásmu vedle koleje nebo kolejového rozvětvení,
v tunelu délkou osy koleje v m mezi svislými rovinami proloženými oběma portály tunelu,
při rekonstrukcích koleje v m měřeno v ose koleje, u kolejových rozvětveních v m jejich rozvinuté délky.

Objem kolejového lože pro zřízení, pročištění a příplatky k ceně za ztížení práce se určuje pro koleje a kolejová rozvětvení podle tabulek a pro ostatní konstrukce a práce z rozměrů dle projektu. Při zřizování bezstykové koleje se objem kolejového lože pro kolej zvyšuje o 0,05 m³ na každý m délky koleje v oblouku jakéhokoliv poloměru.

Množství měrných jednotek pro příplatek k ceně za ztížení práce při zřízení a pročištění kolejového lože se stanoví jako součin délky koleje nebo kolejového rozvětvení v m a objemu kolejového lože v m³, který přísluší na m délky koleje nebo na m rozvinuté délky kolejového rozvětvení vedle překážky.

Provádí-li se při pročištění kolejového lože současně i odstranění nánosu nad horní plochou pražců, započítává se do objemu pročištění kolejového lože a pro příplatky k ceně za ztížené práce i objem tohoto nánosu.

Množství měrných jednotek kolejového lože z betonu se určuje v m³ objemu lože určeného z projektovaných rozměrů včetně spádového betonu odvodňovacího kanálu na dně tunelu. Od celkového objemu se odečítá objem pražců 0,105 m³ na 1,0 m koleje při rozdělení pražců „d“, neodečítá se objem drobných konstrukcí a odtokového žlábku na povrchu kolejového lože. Množství měrných jednotek odtokového žlábku na povrchu kolejového lože z betonu se určí v metrech, měřeno v podélné ose žlábku.

Čtěte také: Montáž betonových plotových panelů

Množství měrných jednotek kolejového lože z kameniva v koleji nebo ve výhybkách se určuje v m³ objemu lože určenému z projektovaných rozměrů. Od celkového objemu se odečítá objem pražců pro:

kolej na 1,0 m délky při rozdělení „d“ v množství 0,163 m³,
kolejové rozvětvení na 1,0 m rozvinuté délky výhybky:
- jednoduché v množství 0,145 m³,
- jednoduché v kombinaci v množství 0,119 m³,
- křižovatkové v množství 0,148 m³,
- křižovatkové v kombinaci v množství 0,140 m³,
- středu dvojité kolejové spojky v množství 0,105 m³.

Technické specifikace

Konstrukce a práce

Na provádění, měření a kvalitu prací se vztahují příslušné ČSN, obecně závazné předpisy nebo normy výrobců v plném znění. Jsou to zejména:

ČSN EN 13450 Kamenivo pro kolejové lože
ČSN 73 2400 Provádění a kontrola betonových konstrukcí
ČSN 73 6301 Projektování železničních drah

Materiály

Na dodávky materiálů požadovaných k provedení kolejového lože se vztahují příslušné certifikáty jakosti ISO a dále zejména:

ČSN 72 1511 Kamenivo pro stavební účely. Základní ustanovení
ČSN 72 1512 Hutné kamenivo pro stavební účely. Technické požadavky
ČSN 72 2051 Škvára ze spaloven tuhých komunálních odpadů pro stavební účely
ČSN 73 2400 Provádění a kontrola betonových konstrukcí
ČSN EN 13450 Kamenivo pro kolejové lože

Bezpečnost a hygiena práce

Při provádění prací je nezbytné dodržování všech platných předpisů BOZP a všech bezpečnostních listů vystavených výrobci materiálů.

Názvosloví a zkratky

Názvosloví

Délka rozvinutá kolejového rozvětvení: Pro účely oceňování je dána u výhybek jednoduchých, oboustranných a křižovatkových součtem geometrických délek všech větví od bodu odbočení k vnějším krajním stykům; u středu dvojitých kolejových spojek součtem geometrických délek všech přímých a odbočných větví středu dvojité kolejové spojky mezi vnějšími krajními styky přímých a odbočných větví výhybek v kombinaci; u kolejových křižovatek součtem geometrických délek všech větví od bodu křížení k vnějším krajním stykům křižovatky.
Kolejové rozvětvení: Zřízení jednotlivých výhybek jakéhokoliv druhu nebo jejich sestavení do jednoduchých kolejových spojek, dvojitých kolejových spojek, matečních kolejí nebo do jiných konstrukčních uspořádání. Pro účely oceňování se rozumí i kolejové křižovatky.
Kolej bezstyková: Kolej ze svařovaných kolejnicových pásů o délce nejméně 120 m.
Podmínky ztížené: Pro stavební práce prováděné v blízkosti překážek, na mostech s průběžným kolejovým ložem, v tunelu, při rekonstrukci kolejového svršku.
Pročištění souvislé kolejového lože: Pročištění prováděné nepřerušovaně v úseku koleje delším než 50 m a každé pročištění plného profilu kolejového lože prováděné strojní čističkou.
Překážka při práci: Konstrukce, která zasahuje do prostoru omezeného svislými rovinami vedenými rovnoběžně s osou koleje ve vzdálenostech 3,0 m od osy koleje v délce větší než 0,5 m (např. nástupiště, rampa, oplocení, drátovod, banketová hrázka, šachty pozemních vedení nebo stožár, sloup apod.).
Deska: Konstrukce z betonu prostého nebo železového, na níž je kolej uložena bez upevnění nebo s upevněním kotevními háky, roznášející tlaky koleje.
Prahy: Konstrukce z betonu prostého nebo železového zřizované rovnoběžně s osou koleje a roznášející její tlaky.
Tunel: Podzemní objekt, zpravidla přístupný z obou stran, jehož výrubní průřez přesahuje 16 m².
Svršek železniční: Konstrukce jízdní dráhy, kterou tvoří kolej a kolejová rozvětvení včetně kolejového lože, zvláštní konstrukce železničního svršku (přídržná kolejnice, izolované styky apod.) a také doplňující konstrukce železničního svršku.

Zkratky

Neuvedeno

Čtěte také: Jak správně vybrat a instalovat betonové obrubníky?

Vývoj betonových pražců a jejich použití

Prvními pražci u nás byly kamenné bloky použité na koněspřežné dráze České Budějovice - Linec. Dalším materiálem pro výrobu pražců se stala ocel, která díky nízké hmotnosti umožňovala snadnou manipulaci. Dnes nejvíce používané betonové pražce nahrazují dřevěné i ocelové pražce nejen z důvodu nedostatku vhodného tvrdého dřeva a elektrické vodivosti pražců ocelových, ale také díky své vyšší hmotnosti a delší životnosti. S budováním bezstykové koleje vystoupila do popředí nutnost zajištění dostatečné tuhosti kolejového roštu. Vyšší hmotnost betonových pražců sama o sobě zvyšuje odpor kolejového roštu proti případnému vybočení. Betonové pražce prošly dlouhým vývojem.

Typy betonových pražců a jejich výroba

Pražec SB 8P (podkladnicové upevnění): Délka 2,40 metru, hmotnost 280 kg. Výztuž tvoří 42 drátů o průměru 3 mm, předem předpjaté dráty jsou zvlněné a kotvené soudržností. Celý pražec je vybaven třmínkovou výztuží a kolem hmoždinek se osazují spirály. Úložná plocha pražce se nachází ve sklonu 1:20. Při výrobě se do ocelové formy nejprve uchytí hmoždinky pro upevnění podkladnic. Hmoždinky se uchycují speciálními šrouby nebo trny. Do formy se natáhne předpínací a třmínková výztuž a usadí spirály kolem hmoždinek. Výztuž je předpjata na předepsanou sílu a do formy se nasype betonová směs. Po důkladném zhutnění betonu vibrátorem se pražce ve formách uloží v propařovacích komorách, kde dochází k urychlování tvrdnutí betonu.
Pražce B 91S (bezpodkladnicové upevnění): Délka 2,60 m, hmotnost 320 kg. Výztuž tvoří 10 profilovaných drátů o průměru 6 mm, třmínková výztuž se nachází pouze v oblasti úložných ploch. Stejně jako v případě pražce SB 8P se používají spirály kolem hmoždinek. Úložná plocha pražců je upravena v úklonu 1:40. Pražce B 91S se vyrábí ve dvou variantách, a to B 91S/1 pro kolejnici 60 E1, 60 E2 (soustava UIC 60) a B 91S/2 pro kolejnici 49 E1 (soustava S 49), v obou případech s upevněním W 14.
Pražce B 70: Zaváděly se do výroby okolo roku 1970 a jsou dodnes základním typem používaným v kolejích německých drah. Každý z výrobců však používá jiný způsob vyztužení pražce. Pražce B 70 se v Německu vyrábí jak technologií předem předpínaného betonu, tak metodou dodatečného předpínání.
Pražce U 94: Výsledek vlastního vývoje firmy BERON Čerčany. Vyráběly se jak v modifikacích pro podkladnicové upevnění s úložnou plochou v úkolonu 1:20, tak pro bezpodkladnicové upevnění s úložnou plochou v úklonu 1:40. Délka pražce je 2,60 m a hmotnost 330 kg.
Betonové výhybkové pražce: Používají se hromadně teprve od roku 1995. Jsou vyráběny technologií předem předpjatého betonu, ale výztuž není kotvena soudržností. Využívá se zde princip tzv. přikotvování, kdy se na konci hladkých předpínacích drátů v čelech pražců uchytí kotvičky spojující dva dráty nad sebou a zajišťující okamžitý přenos předpínací síly do betonu v čele pražce.

U všech příčných pražců se používají převážně otevřené hmoždinky. Důvodem pro toto opatření je nebezpečí zamrznutí vody v hmoždince nebo zapadnutí nečistoty do uzavřené hmoždinky, což má za následek roztržení pražce. Proto se otevřené hmoždinky zátkují.

Konstrukce tramvajového svršku

Konstrukce tramvajového svršku se v průběhu existence tramvajové dopravy proměňovala podobně jako vozidla. První tramvajové provozy v Českých zemích byly provozy koňky, kde se pro lehké vozy využívaly dřevěné konstrukce s podélnými trámci pobitými pásovým železem. Tato konstrukce se však ukázala jako chatrná pro parní a později elektrickou tramvaj.

Vývoj a moderní trendy

Žlábkové kolejnice s rozchodnicemi: Prvním krokem kupředu byly žlábkové kolejnice spojené tzv. rozchodnicemi. Tato konstrukce se ukládala na zhutněný podklad ze štěrku, škváry nebo podobného materiálu. Konstrukci pak kryla dlažba, která obstarávala příčné zajištění polohy koleje.
Podélné betonové pasy: S rostoucí velikostí tramvajových vozů a jejich hmotností se začaly projevovat nedostatky jednoduché konstrukce. Např. v Plzni se zaměřily na zvýšení únosnosti podkladu zhotovováním podélných betonových pasů pod oběma kolejnicemi.
Betonové pražce a prefabrikované panely: Do ulic se prosadila i „klasická“ konstrukce kolejnice/pražec, nejprve dřevěné, ale stále častěji betonové. Jako náhrada za jednotlivé pražce se začaly používat betonové prefabrikované panely, ke kterým se přichycovala kolejnice (typ DZP s příčnými drážkami).
Systém panelů BKV: V letech osmdesátých pronikl systém panelů BKV, kdy se do podélných drážek zatlačuje bloková kolejnice.
Pevná jízdní dráha: Konstrukce, která se stále více hlásí o slovo. K betonové desce s konstrukčními vrstvami podloží jsou připevněny kolejnice. Varianty zahrnují zhotovování otvorů v betonové desce pro šroubovice nebo zalití smontované konstrukce kolejnice/pražec betonem.

V současné době se mnohem více dbá na snížení hlučnosti tramvajové dopravy. Proto jsou kolejnice opatřovány tzv. bokovnicemi a pryžovými pásy, a zároveň jsou kolejnice ukládány na pražce pružně.

Travnatý zákryt tramvajových tratí

V posledních letech se v zemích západnější části Evropy začal pro novostavby a rekonstrukce stávajících tramvajových tratí využívat svršek s travnatým zákrytem okolí kolejnic. V ostatních zemích Evropy se používají dva typy konstrukce tramvajového svršku s travnatým zákrytem. Jeden typ má travnatý svršek umístěný klasicky na úrovni temene kolejnic. Druhý, rozšířenější, způsob výstavby tramvajové tratě s travnatým zákrytem spočívá v uložení kolejnic na příčné pražce. Základem konstrukce tramvajové tratě s travnatým zákrytem je běžný kolejový svršek s využitím žlábkových kolejnic NT1 upevněných na betonových pražcích uložených do štěrkového lože. Pro zřízení vlastního travnatého zákrytu se prostor mezi kolejnicemi nejprve upraví srovnáním do roviny jemných štěrkem, na který je položena geotextilie vytažená až k prefabrikátům sloužícím k oddělení kolejnic od travnatého krytu. Následně se uloží vrstva zeminy o tloušťce 12 centimetrů, na kterou je poté uložen předpěstovaný drnový travnatý koberec o tloušťce cca 4 centimetry. K oddělení kolejnic od travnatého zákrytu se používají speciální pryžoplastové bokovnice, které se upevní ke kolejnici a následně se k nim upevní geotextilie. V úsecích, kde je nutné zároveň dbát na památkovou ochranu okolí tramvajové tratě se používají speciální betonové prefabrikáty ve tvaru hranolu, které jsou na spodní straně opatřeny kapsami pro upevňovadla kolejnic a jejichž povrch imituje podobu čtyř velkých dlažebních kostek. Travnatý kryt tramvajové tratě si okamžitě získal své zastánce, ale i skalní odpůrce. Mezi jeho výhody bezesporu patří estetičtější vzhled tratě, ale také podstatné snížení hlučnosti.

Srovnání kolejového roštu s ocelovými Y pražci a betonovými pražci

Alternativou k použití příčných kolejnicových podpor klasické konstrukce (tj. zpravidla betonových monoblokových pražců) je kolejový rošt s ocelovými pražci tvaru Y. Pražce Y jsou v porovnání s příčnými pražci kratší, mají nižší konstrukční výšku a nižší hmotnost. Klíčovou výhodou je jejich vysoký příčný odpor, který může být v závislosti na příčném vysunutí pražce i více než dvojnásobný než odpor standardně používaných příčných betonových pražců. Při zachování standardní šířky štěrkového lože nebo jiných mimořádných opatření to umožňuje použití bezstykové koleje i v méně příznivých poměrech. Při zúžení koruny kolejového lože by měly Y pražce zajistit srovnatelnou stabilitu bezstykové koleje, jako kombinace betonových pražců a kolejového lože standardní šířky. Zúžený tvar kolejového lože navíc umožňuje zmenšení šířky pláně tělesa železničního spodku.

Výhody Y pražců

Zúžená pláň tělesa železničního spodku umožňuje rekonstrukce regionálních tratí vedených v husté zástavbě, kde zřízení železničního spodku normových rozměrů není z hlediska prostorových poměrů možné.
Zúžené kolejové lože přináší výraznou variabilitu při směrovém vyrovnání rekonstruované trasy v rámci zachování prostorové polohy pláně tělesa železničního spodku. Možný radiální posun osy koleje se v takovém případě pohybuje kolem vzdálenosti cca ± 300 mm.

Experimentální měření a analýza

Důležitým aspektem při rozhodování o výběru a použití nového konstrukčního prvku je teoretická analýza (modelování) podpořená laboratorními zkouškami na hotovém výrobku. U vybraných konstrukcí železničního svršku je nezbytné doplnit validační proces výrobku o měření in situ (v případě kolejového roštu tedy přímo na trati). Česká i evropská legislativa vyžaduje dlouhodobé sledování testované konstrukce v minimálním trvání jednoho roku. Nejvěrněji lze parametry konstrukce definovat pomocí analýzy chování přímo pod dynamickým zatížením od vlakových souprav. Jako nejvhodnější metody měření lze doporučit přímé měření pohybu pražců relativně vůči pláni tělesa železničního spodku, resp. měření zrychlení vibrací. Základním cílem měření bylo zjištění způsobu přenosu podélného, příčného a svislého zatížení od železniční dopravy do kolejového lože a s tím související posuny a vibrace kolejového roštu s ocelovými pražci tvaru Y v úseku s bezstykovou kolejí a směrovým zakřivením.

Porovnání chování Y pražce a betonového pražce SB 8P

Z globálních extrémů je zřejmé, že největších výchylek dosahuje kolejový rošt srovnávaných konstrukcí ve svislém směru. Y pražec v tomto ohledu vykazuje o něco horší vlastnosti, kdy svislé posuny vycházejí zpravidla výraznější. Maximální poklesy pražce Y lze vidět na hlavě nerozšířené části pražce (bod Y1, nepřevýšená strana koleje) a pohybují se v rozmezí 1,38 ÷ 2,11 mm. Na rozevřené straně pražce vycházejí svislé poklesy menší, mnohdy až poloviční. U betonového pražce SB 8 lze maximální poklesy zaznamenat bez výjimky na hlavě pražce na nepřevýšené straně koleje. Tyto jsou v intervalu 1,39 ÷ 1,75 mm. Na převýšené straně pak poklesy vycházejí zhruba třetinové.

V případě podélných posunů lze vypozorovat, že posuny kolejnice jsou vždy výraznější než posuny pražce. Tento fakt vypovídá o pružně deformačních vlastnostech použitých typů upevnění. V posunech působícím proti směru jízdy vlaku vychází lépe kolejový rošt s Y pražci. Ve směru jízdy vlaků vykazuje srovnání posunů opačný charakter, lépe vychází betonové pražce. Tato skutečnost by mohla poukazovat na větší hmotnost betonových pražců a s ní související vyšší setrvačnou sílu konstrukce.

Z pohledu příčného namáhání jsou obě konstrukce pražců srovnatelné. Příčné posuny pražců jsou v rozmezí 0,01 ÷ 0,78 mm. Z grafů záznamů je patrný větší silový účinek, a tedy větší příčný posun, vždy pod vodicím dvojkolím jednotlivých vozů soupravy. Z obou grafů i tabulek globálních extrémů je názorně vidět, že zatímco nepřevýšená část pražců se pohybuje směrem do oblouku, převýšená část pražců vně oblouk. To by mohlo souviset s vypoulením úložné plochy pražce, způsobeným ohybem pražce přes jeho středovou část. Neméně zajímavým poznatkem vyplývajícím z analýzy posunů jsou vyšší příčné pohyby vzdálenějšího ramene rozevřené části Y pražce z hlediska směru jízdy vlaků.

Tabulky 6 a 7 uvádějí efektivní hodnoty zrychlení vibrací RMS určené pro výřezy signálů odpovídající dané rychlosti a délce vlaku. Na základě těchto hodnot je patrné, že u Y pražce dochází k předpokládanému rozložení hmoty na rozevřené straně na přibližně dvě stejné poloviny. Ze srovnání obou konstrukčních typů lze konstatovat až dvojnásobně větší zrychlení příčných a svislých vibrací na kolejnici upevněné k betonovému pražci. Podélná zrychlení vibrací na kolejnici plus zrychlení působící ve všech třech sledovaných směrech na pražci však vycházejí pro kolejový rošt s betonovými pražci výrazně lépe. Jsou mnohdy až pětinásobně nižší než zrychlení na ocelovém pražci Y.

Srovnání dynamického chování kolejového roštu
Typ pražce	Vertikální posun (mm) - max. pokles	Podélný posun (mm) - proti vlaku	Příčný posun (mm)	Zrychlení příčných a svislých vibrací na kolejnici	Podélná zrychlení vibrací na kolejnici a pražci
Y pražec	1.38 ÷ 2.11 (nepřevýšená strana)	0.03 ÷ 0.65 (lepší)	0.01 ÷ 0.78	Až 2x větší	Až 5x vyšší
Betonový pražec SB 8P	1.39 ÷ 1.75 (nepřevýšená strana)	0.05 ÷ 0.88 (horší)	0.01 ÷ 0.78	Nižší	Až 5x nižší (výrazně lepší)

tags: #co #je #betonovy #kolejovy #svrsek

Betonový kolejový svršek: Komplexní přehled