PODSTAWY TECHNOLOGII ROBÓT MODERNIZACYJNYCH INFRASTRUKTURY TOROWEJ

Autor: mgr inż. Rafał FRĄCZEK

wer.17K07A

MATERIAŁY ŹRÓDŁOWE

[2]: Dr inż. Zbigniew Kędra (P.G.)

[1]: WTWiO (PKP PLK S.A.)

Strony internetowe producentów

2

PROGRAMREŻIMY SPRZĘT PLANOWANIE

b) S CHEM AT UKŁADU NAM IARO W O -REJES TRUJĄCEGO NIW EL ACJI

3.00 8.040

długoś ć baz y pom iarowej: 11.040 m

R M F

a ) W IDO K O G Ó LNY M AS ZYNY UNIM AT S P RINTER

s topień z m niejs z enia błędu; n = 3.68

c) S CHEM AT UKŁADU NAM IARO W O -REJES TRUJĄCEG O NAS UW ANIA

4.860 8.900

długość baz y pom iarowej: 13.760 ms topień z m niejs z enia błędu; n = 2.83

f

A CB

przybliżenie technologii poprzez przegląd wybranych

maszyn torowych

przykłady wymagań wskazanie optymalnej formyplanowania robót

NAWIERZCHNIA

Wymiana/układka toru

Oczyszczanie podsypki

TECHNOLOGIE ROBÓTNAWIERZCHNIOWYCH

Reprofilacja szynRegulacje położenia toru

ELEMENTY BUDOWLI a TECHNOLOGIETypowe kolejowe technologie robót obejmują całą nawierzchnię i tylko wierzchnie elementy podtorza tj.:

• górną warstwę ochronną a w tym torowisko,

• odwodnienia powierzchniowe

• skarpy w zasięgu pracy maszyn z torowiska4

NAWIERZCHNIA

PODTORZE

Oczyszczanie podsypki

RENOWACJA PODSYPKI

ORAZ KSZTAŁTOWANIE TOROWISKA

PROCES OCZYSZCZANIA Oczyszczenie podsypki obejmuje

Wybranie podsypki spod rusztu torowegoPrzesianie i odprowadzenie zbędnych frakcji Wsypanie frakcji normatywnych z powrotem w nawierzchnięRoboty pozostałe

6 Żródło: [2]

OCZYSZCZARKI PODSYPKIOCZYSZCZARKI PODSYPKI

OT800

RM80 Plasser&Theurer

kierunek pracy

nowy tłuczeń dostarczony

wagonami wzdłużnego

oczyszczony

tłuczeń

OT400C

kierunek pracy wagonami wzdłużnego

przesypu

urządzenie zabudowujące

sub-warstwę tluczniaobsypywanie toru tłuczniem

tłuczeń

dostarczony z

przesiewacza

Oczyszczarka C-95 L umożliwiająca równoczesną zabudowę odspojonej z toru a następnieoczyszczonej podsypki wraz z nowym tłuczniem dostarczanym od tyłu wagonami wzdłużnegoprzesypu. Źródło: MATISA.

WPŁYW OCZYSZCZARKI NA TOROWISKO WPŁYW OCZYSZCZARKI NA TOROWISKO W PRZEKROJU POPRZECZNYMW PRZEKROJU POPRZECZNYM

1.90 m

Miejsca sondowań geotechnicznych lub odkrywek

miarodajne dla oceny układu warstw podłoża podkładów

celem dopuszczenia oczyszczania podsypki,

podniesienia niwelety toru lub zaplanowania niezbędnych

wzmocnień torowisk

1.90 m

Miejsca sondowań geotechnicznych lub

odkrywek niemiarodajne dla oceny układu

warstw podłoża podkładów

Miejsca sondowań geotechnicznych lub odkrywek diagnostycznych uwzględniających wcześniejsze technologie naprawtoru i mających na celu określenie potrzeb przebudowy warstw ochronnych lub możliwość przeprowadzenia oczyszczaniapodsypki przy zadanym poziomie torowiska projektowanego.

maksymalny zasięg zalecanych sondowań

zasięg belki oczyszczarki torowej zasięg belki oczyszczarki torowej

4.1 m 4.1 m

Przykładowe podłoże podkładów powstałe wskutek prowadzenia

belki wybierakowej oczyszczarki zbyt płytko i bez przechylenia.

Usuwanie ziemi z ław wykonano prawidłowo. Sondowania

geotechniczne na ławach wykażą prawidłowy układ warstw, co

nie jest zgodne z prawdą

Przykładowe podłoże podkładów powstałe wskutek prowadzenia belki

wybierakowej oczyszczarki zbyt głęboko i bez przechylenia. Usuwanie

ziemi z ław wykonano zbyt płytko. Sondowania geotechniczne na ławach

wykażą zaniżoną ilość podsypki, co nie jest zgodne z prawdą.

Poziom torowiska

projektowanego

WPŁYW OCZYSZCZARKI NA TOROWISKO WPŁYW OCZYSZCZARKI NA TOROWISKO W PRZEKROJU PODŁUŻNYMW PRZEKROJU PODŁUŻNYM

USZKODZENIA PODTORZAW KONSEKWENCJI

NIEROZPOZNANIA PODŁOŻA PRZED OCZYSZCZARKĄ

Pozostawienie nadmiarów grubości podsypki pozwala ją

traktować jako warstwę ochronną

Styk podsypki z gruntami spoistymi gwarantuje uszkodzenia podtorza

skutkujące utratą stabilności toru.

Takie uszkodzenie wymaga kosztownej naprawy podtorza

poprzez zabudowę nowej górnej warstwy ochronnej

KOMBAJNY PODTORZOWE

CHARAKTERYSTYKAKombajn podtorzowy wykonuje dwie główne operacje z wykorzystaniem toru remontowanego:

Usuwanie materiałów ziemnych i odwiezienie ich wagonami taśmociągowymi

Dowóz kruszywa wagonami taśmociągowymi i wbudowanie warstwy ochronnej

WYDAJNOŚĆ: 40- 80 m/h

PRZELICZENIE NA WYWROTKI

5,5 m szerokość warstwy

0,4 m grubość warstwy

1,3 wsp spulchn.

7,15 m3/mb

40 m/h minimalna wydajność AHM800

371,8 m3 na 40 mb

20 m3 wywrotka 4 osiowa

19 sztuk wywrotek 4-osiowych

11

WYDAJNOŚĆ: 40- 80 m/h

ODWÓZUROBKU DOWÓZ KRUSZYWA

GŁÓWNYŁAŃCUCH

WYBIERAKOWY

FORMOWANIE I ZAGĘSZCZANIEWARSTWY OCHRONNEJ

KOMBAJNY PODTORZOWE NA ŚWIECIEKOMBAJNY PODTORZOWE NA ŚWIECIE

PM-200[źródło: SWIETELSKI]

AHM800-R[PKP PLK S.A.]

RPM-2002[źródło: SWIETELSKI]

PM-200-2-R[źródło: SWIETELSKI]

KOPARKI DWUDROGOWE

ISTOTNY CZYNNIK

POPRAWY EFEKTYWNOŚCI

i BHPSzerokie możliwości koparek dwudrogowych (KDD) sprawiają że są najpowszechniej spotykaną maszyną kolejową dla prac montażowych, ziemnych i logistycznych. Jednocześnie chronią personel przed uciążliwym przemieszczaniem ciężkich szyn i prefabrykatów wykorzystywanych w branży (por. udźwigi podstawowe) czym eliminują zagrożenia BHP

PRZYSTOSOWANIE KDD DO PRZYSTOSOWANIE KDD DO PRZEWOZU I PRACY Z WAGONÓWPRZEWOZU I PRACY Z WAGONÓW

KLASYFIKACJA z UWAGI NA PODWOZIE TOROWE

16

TECHNOLOGIE BUDOWY NAWIERZCHNI

zalety prefabrykacji

KLASYFIKACJA METOD WYMIAN RUSZTU TOROWEGO LUB ROZJAZDOWEGO8. UKŁADANIE I WYMIANA TORÓW ORAZ ROZJAZDÓW I SKRZYŻOWAŃ TORÓW

8.1 Podział technologii wymian i układania torów oraz RiS

(1) Rozróżnia się następujące metody wymiany lub układania torów oraz RiS:

a) Przęsłowe - polegające na układaniu lub zdejmowaniu zmontowanycha) Przęsłowe - polegające na układaniu lub zdejmowaniu zmontowanych

segmentów rusztu torów oraz RiS,

b) Bezprzęsłowe - polegające na rozkładaniu lub zbieraniu po zdemontowaniu

pojedynczych podkładów i podrozjazdnic, szyn, części rozjazdowych i elementów

przytwierdzeń.

(2) Wymiana lub układanie torów oraz RiS może być wykonywane w następujących odmianach metod określonych w pkt. (1):

a) wzdłużne - polegające na przemieszczaniu materiałów konstrukcyjnych (prefabrykowanych przęseł lub oddzielnie szyn, podkładów

podrozjazdnic) między środkiem transportu lub miejscem czasowego ich składowania a miejscem montażu lub demontażu wykorzystując

przedłużenie toru lub RiS poddanego przedmiotowym robotom,

b) boczne - polegające na przemieszczaniu materiałów konstrukcyjnych (prefabrykowanych przęseł lub oddzielnie szyn, podkładów

podrozjazdnic) między środkiem transportu lub miejscem czasowego ich składowania a miejscem montażu lub demontażu wykorzystując

jeden z torów lub teren sąsiadujący z torem przebudowywany

WTWiO-8 (4) Dopuszcza się prowadzenie operacji wymiany lub układania torów na niwelecie nierównoległej do projektowanej, w przypadku braku możliwości

przeprowadzenia regulacji położenia toru, oczyszczania lub

wymiany podsypki przed wymianą9. W takim przypadku

projekt wbudowania podsypki powinien określać szczegółowo

sposób uzyskania równoległości niwelet po wymianie toru w

celu poprawnego przeprowadzenia innych robót np.

oczyszczania podsypki.

(5) Technologia wymiany toru po oczyszczeniu lub wymianie podsypki powinna być tak dobrana, by powierzchnia toczna

główki szyny nowo-ułożonego odcinka znajdowała się nie

wyżej niż powierzchnia toczna główki szyny przed wymianą z

zastrzeżeniem pkt.(6).

(6) W przypadku użycia suwnic torowych uniemożliwiających regulację niwelety ułożenia nowych podkładów dopuszcza się –w uzasadnionych przypadkach -

układanie ich na niwelecie zawyżonej względem wymaganej

8.2.1 Tolerancje ułożenia

(1) W rejonie głowic rozjazdowych podkłady, podrozjazdnice a także przęsła torowe i RiS powinny być

układane z tolerancją +/-0.04m względem projektowanej osi

toru, za wyjątkiem odcinków wymagających nawiązania się

do torów oraz RiS nie objętych robotami.

(2) Poza głowicami rozjazdowymi oraz na odcinkach, na których nie przewiduje się, przed zakończeniem wszystkich

robót, wykonywania regulacji sił podłużnych w szynach torów

bezstykowych, podkłady powinny być układane z tolerancją

+/-0.06m względem projektowanej osi toru8.

W odniesieniu do nawierzchni z podkładami typu „Y” tolerancja ta wynosi +/-0.03m

układanie ich na niwelecie zawyżonej względem wymaganej

wg pkt.(5). W takich przypadkach projekt wbudowania

podsypki powinien określać szczegółowo technologię

wykonania robót umożliwiającą połączenie układanych

odcinków z torami lub RiS będącymi ich przedłużeniem w celu

zapewnienia przejezdności linii dla pociągów roboczych lub

innych dopuszczanych do ruchu po dokonaniu odbioru

eksploatacyjnego.

Pod pojęciem torów lub RiS stanowiących przedłużenie

odcinków poddanych wymianie rozumieć należy tory oraz RiS,

które na przykład:

a) poddano wymianie wcześniej (w ramach innych etapów

robót),

b) nie podlegają wymianie w ogóle – na przykład w strefie

głowic rozjazdowych lub obiektów inżynieryjnych z

nawierzchnią beztłuczniowĄ – bądź na danym etapie prac

torowych.

(3) Operacja wymiany lub układania torów powinna być wykonywana na określonej w projekcie zabudowy podsypki -

niwelecie roboczej, która powinna być równoległa do

projektowanej z zastrzeżeniem pkt.(4).

Komentarze:8 Dopuszcza się tym samym, układanie nowych podkładów z tolerancją przekraczającą wartości wymienione wpunkcie (2) na odcinkach, na których konieczne jest czasowe ułożenie toru poza osią projektowaną ze względuna skrajnię pracy maszyn torowych (głównie oczyszczarek tłucznia) i warunki terenowe (np. wąskie międzytorze)pod warunkiem wykonywania regulacji naprężeń w szynach toru bezstykowego po przemieszczeniu go na ośprojektowaną.

9 Na przykład z uwagi na bardzo zły stan podkładów.

TECHNOLOGIE WYMIANY TORÓW NA PKPTECHNOLOGIE WYMIANY TORÓW NA PKPDŹWIGI UKŁADKOWE

SUWNICE

KDD

KOMBAJNY TOROWE

WYMIANY WYMIANY ROZJAZDÓW NA PKPROZJAZDÓW NA PKPDŹWIGI UNIWERSALNE

KDD

DŹWIG ROZJAZDOWY

URZĄDZENIA PODNOŚNIKOWE KROCZĄCE (UWR)

TRANSPORT&ZABUDOWA BLOKAMINowoczesne technologie transportu bloków rozjazdowych - wdrażanie w Polsce:

KZN Bieżanów – system SWITCHER:wagon samowyładowczy do bloków rozjazdowych

Tracktec - system PZR: zestaw platform specjalnych i dźwig [źródło: Tracktec]

OSTATECZNY MONTAŻ TORU BEZSTYKOWEGO

Wymuszanie naprężeń szyn do zakresu temperatury wymaganej (23stC)

ŁĄCZENIE SZYN W torach bezstykowych stosuje się podstawowo:

zgrzewanie elektrooporowe (rozgrzanie obu łączonych elementów i dociśnięcie ich)

24

spawanie termitowe(wypełnienie luzu spawalniczego stopiwem powstającym w wyniku reakcji termitowej powstającej w tyglu)

KLUCZOWE REŻIMY BUDOWY TORU BEZSTYKOWEGO

Puste okienka między podkładami sprawiają, że konstrukcja takanie może być określana mianem toru bezstykowego z uwagi na brakograniczenia swobody wydłużeń szyn. Fot.R.Frączek 2000.

25

REGULACJIE POŁOŻENIA TORÓW I ROZJAZDÓW

DOKŁADNOŚĆ RZĘDU 1 MILIMETRA

STREFY PODSYPKI

Rys.14 Pionowe skarpy długo-eksploatowanej podsypki są przejawem zmian,jakie zachodzą w tłuczniu w efekcie rosnącego zanieczyszczenia i zagęszczenia.Fot. R.Frączek.

RysunekSTREFY

PODSYPKI

STRUKTURA PRYZMY W UTRZYMANIU

PODBIJARKIDAWNIEJ: Generacja 07

WYSOKOWYDAJNE

WIELOFUNKCYJNE

-1,0000,0001,0002,0003,0004,0005,0006,0007,0008,0009,000[km]0

60

Odcinek podbijania

Sto

pfexp

ress

CS

M-09-

MD

-07

st. B St. A

DOBÓR PODBIJARKI – kryterium 1

120

180

240

300

360

[min

uty]

135

Sto

pfexp

ress

152

-32

217

07-32

345

UN

IMA

T

PROFILARKI PODSYPKI

Rys.11 Profilarka dystrybująca tłuczeń BDS. Maszyna oprócz własnego kosza o pojemności25m3 może być rozdzielona na dwa człony celem umieszczenia między nimi dowolnej liczby

wagonów z taśmociągami wzdłużnego przesypu o pojemności co najmniej 40 m3 każdy. Źródło:

PLASSER & THEURER.

kosz na tłuczeń pojemności 25 m3

przednia kabina

dozator tłucznia pługi boczne pług poziomy typu X Urządzenie zamiatająco-zgarniające do

torów i rozjazdów

taśmociąg służący przesyłaniu zebranego z toru tłucznia do wagonów z taśmociągami

lub pojemnika maszyny

PLASSER & THEURER.

Rys. 10 Uniwersalna profilarka tłucznia SSP-110-SWprzeznaczona do pracy w torach i rozjazdach.

Źródło: PLASSER & THEURER.

zapasowa szczotkaurządzenie zmiatająco-

zgarniające

pług boczny

pług poziomy dwukierunkowy

(w ukladzie „X”)

https://www.youtube.com/watch?v=Hn5miwTNzjI

STABILIZACJADGS: wzrost oporów poprzecznych po podbiciu (symulacja około 100.000 ton)

•KOLEJE NIEMIECKIEnieuzasadnione ekonomicznie na „starej podsypce”; zalecane na nowej w celu przywrócenia prędkości maksymalnych;

•PRODUCENT - zaleca na starej i nowej podsypce po każdym podbiciu

•BADANIA UIC - stwierdzono przyrost oporów poprzecznych lecz głównie na podsypce w dobrym stanie

•KOLEJE HOLENDERSKIE - zaleca na starej i nowej podsypce po każdym podbiciu

RÓZNE KONCEPCJE STOSOWANIA:

Żródło: Plasser&Theurer

•LINIE SZYBKIEGO RUCHU FRANCJI I WIELKIEJ BRYTANII: tak - po podbiciach pośrednich; nie - po ostatnim podbiciu

ZAGĘSZCZACZE CZÓŁ PODKŁADÓWstandard współczesnych podbijarekKorzyść: zwiększenie oporów poprzecznych o 30% do 40%

Żródło: Plasser&Theurer

DOBÓR PODBIJARKI – kryterium 2

• analiza wykorzystania całego zestawu maszyn i środków

(rysunek na tablicy)

33

GŁÓWNE ZAŁOŻENIA DOTYCZĄCE WBUDOWYWANIA PODSYPKI wg WTWiO

budowanie nawierzchni warstwami równoległymi do niwelety docelowej (projektowanej) !!!

ograniczenia grubości podbijanych warstw

stosowanie stabilizacji dynamicznej oraz zagęszczania podsypki za czołami podkładów przed odbiorami eksploatacyjnymi dla prędkości > 100km/h - por. pkt. 11.1-(5)

utrzymywanie określonych tolerancji wbudowywanej pryzmy

PRZYKŁADY ZAPISÓW O UTRZYMYWANIU OKREŚLONEJ TOLERANCJI PRYZYMY PODSYPKI PODCZAS JEJ WBUDOWYWANIA

min 200mm min 200mm

PRZYKŁAD 1 : szerokość subwarstwy zwiekszona o 2x300mm względem szerokości podkładów - [1]: pkt.7.2.1-(1)

WARUNKI SKUTECZNOŚCI PODBICIA

PRZYKŁAD2 : utrzymywanie obsypki za czołami podkładów w trakcie wszystkich podbić utrwalających - [1]: pkt.6.3-(3)-a)

PRZYKŁAD 3: utrzymywanie podsypki w okienkach między podkładami na poziomie nie mniejszym niż 3/4 wysokości podkładu - [1]: pkt.6.3-(3)-b)

min 3/4 wysokości podkładu

min 300mmmin 300mm

PODNOSZENIE TORU DO NIWELETY PROJEKTOWANEJ POPRZEZ NIWELETY ROBOCZE

- pkt. 7.3-(10)

Podbicie 1 z 1

NIWELETA PROJEKTOWANA

NIWELETA ROBOCZA 1/1

NIWELETA PROJEKTOWANA

NIWELETA ROBOCZA 2z2

Podbicie 2 z 2

Podbicie 1 z 1

Podbicie 1 z 2

NIWELETA ROBOCZA 1z2

UKŁADY NAMIAROWESPECYFICZNE CECHY PODBIJAREK AUTOMATYCZNYCH

NiwelacjiNasuwania – 3pkt.

b) S CHEM AT UKŁADU NAM IAROW O -REJES TRUJĄCEGO NIW ELACJI

R M F

a ) W IDOK OG Ó LNY M AS ZYNY UNIM AT S P RINTER

=

nasuwania 4-pktprzechyłki

3.00 8.040

długość baz y pom iarowej: 11.040 ms topień z m niejs z enia błędu; n = 3.68

c) S CHEM AT UKŁADU NAM IAROW O-REJES TRUJĄCEG O NAS UW ANIA

4.860 8.900

długość baz y pom iarowej: 13.760 ms topień z m niejs z enia błędu; n = 2.83

f

A CB

Rys. 3 Podbijarka UNIMAT SPRINTER – parametry układów namiarowych

RysunekUkład namiarowy

niwelacjiRysunek

Układ namiarowy nasuwania

REPROFILACJA SZYN

DOKŁADNOŚĆ RZĘDU DZIESIĘTNYCH CZĘŚCI MILIMETRA

REPROFILACJA SZYNNa PKP stosuje się dwie technologie reprofilacji zmechanizowanej:

• Szlifowanie rotacyjne (w jazdach wielokrotnych na danym odcinku)

39

• Frezowanie(zwykle w ramach jednej jazdy z możliwością zbierania jednorazowo grubej warstwy metalu

Źródło: [2]

Źródło: [1]

PLANOWANIE ROBÓT LINIOWYCH

Klucz do sukcesu (terminowość i jakość robót)

ELEMENTY HARMONOGRAMU ZŁOŻONEGO

kilometraż

SCHEMAT PLACU BUDOWY, UKŁADU TOROWEGO I ZAKRES ROBÓT LINIOWYCH

(odpowiednik dawnego schematu układki)

ZASOBY TECHNICZNE

(MASZYNY, LOK., ZAMKNIĘCIA ITP.)

czas [h]

HARMONOGRAM GANTTA

HARMONOGRAM LINIOWY

WTWiO-5

SPECJALISTYCZNE APLIKACJE DLA TECHNOLOGÓW BUDOWNICTWA LINIOWEGO -TILOS

Przykład harmonogramu złożonego

SKUTKI NIEPRZESTRZEGANIA REŻIMÓW TECHNOLOGII ROBÓT - przykład

WADA 303TRWAŁE DEFORMACJE SZYN

44

NIEPRAWIDŁOWE SKŁADOWANIE (na boku)

FILMY•USP-2010

•AHM800R

•DGS62N

•CSM09-32

•RM80

P95 Strukton

https://www.youtube.com/watch?v=Hn5miwTNzjIhttp://www.plassertheurer.com/en/media-library/listing-videos.htmlhttp://www.plassertheurer.com/en/medi

•P95 Strukton

45

http://www.plassertheurer.com/en/media-library/listing-videos.htmlhttp://www.plassertheurer.com/en/media-library/listing-videos.htmlhttp://www.plassertheurer.com/en/media-library/listing-videos.htmlhttp://www.matisa.ch/en/matisa_p95_video_strukton.html