Geležinkelio plano ir išilginio profilio projektavimas. Geležinkelio kategorijos. Norminė techninė dokumentacija

1. Geležinkelio plano ir išilginio profilio projektavimas. Geležinkelio kategorijos. Norminė techninė dokumentacija

2. Literatūra K. Sakalauskas. Geležinkelių inžinerija 1. Vilnius, 1997 L.P. Lingaitis ir kt. Geležinkeliai. Bendrasis kursas. Vilnius, 2009.

3. Geležinkelio techninė norminė dokumentacija ir naudingos interneto svetainės www.litrail.lt www.vgi.lt www.gelsistemos.lt http://www.gelpro.lt/

5. 1. LIETUVOS RESPUBLIKOS SEIMO PRIIMTI TEISĖS AKTAI (LR geležinkelių transporto kodeksas, LR Statybos įstatymas);2. LIETUVOS RESPUBLIKOS VYRIAUSYBĖS PRIIMTI TEISĖS AKTAI (Dėl pavojingų krovinių vežimo geležinkeliais Lietuvos Respublikos teritorijoje; Dėl geležinkelio įmonių (vežėjų) skundų nagrinėjimo taisyklių patvirtinimo)3. LIETUVOS RESPUBLIKOS SUSISIEKIMO MINISTRO PRIIMTI TEISĖS AKTAI (Dėl pervažų įrengimo ir naudojimo taisyklių patvirtinimo; Dėl geležinkelio stočių projektavimo taisyklių patvirtinimo)4. LIETUVOS RESPUBLIKOS SOCIALINĖS APSAUGOS IR DARBO MINISTRO PRIIMTI TEISĖS AKTAI5. LIETUVOS RESPUBLIKOS APLINKOS MINISTRO PRIIMTI TEISĖS AKTAI (Dėl statybos techninio reglamento STR 1.05.06:2010 “Statinio projektavimas” patvirtinimo)6. VALSTYBINĖS GELEŽINKELIO INSPEKCIJOS PRIE SUSISIEKIMO MINISTERIJOS VIRŠININKO PRIIMTI TEISĖS AKTAI7. TARPTAUTINĖS SUTARTYS8. EUROPOS SĄJUNGOS PRIIMTI TEISĖS AKTAI

6. Terminai Geležinkelių transportas – Lietuvos Respublikos ūkio ir socialinės infrastruktūros dalis, skirta visuomenės ir ūkio subjektų poreikiams tenkinti – keleiviams, bagažui ir (ar) kroviniams geležinkeliais vežti. Geležinkelio įmonė (vežėjas) – licencijuota įmonė, keleiviams, bagažui ir (ar) kroviniams vežti naudojanti viešąją geležinkelių infrastruktūrąir užtikrinanti trauką teisėtai valdomomis traukos priemonėmis, taip pat įmonė, kuri tik teikia traukos priemones. Geležinkelio kelias – inžinerinis statinys, kurį sudaro žemės sankasa, viršutinė kelio konstrukcija (balasto sluoksnis, pabėgiai, bėgiai) ir kiti inžineriniai įrenginiai. Geležinkelių infrastruktūra – geležinkelio keliai, statiniai, žemė, pastatai, pagrindinė įranga ir įrenginiai, būtini eismui organizuoti ir valdyti bei geležinkelių transporto eismo saugai užtikrinti. Privažiuojamieji geležinkelio keliai – krovinių siuntėjui (gavėjui), geležinkelių riedmenų remonto ir kitoms įmonėms aptarnauti skirti geležinkelio keliai, tiesiogiai ar per kitus privažiuojamuosius geležinkelio kelius sujungti su viešąja geležinkelių infrastruktūra.

9. Viešosios geležinkelių infrastruktūros objektai • Viešosios geležinkelių infrastruktūros objektai yra šie: 1) geležinkelio kelias; 2) inžineriniai įrenginiai ir statiniai, taip pat tuneliai, tiltai, viadukai, pralaidos, pridengtos ir požeminės perėjos, pervažos, perėjos punktai; 3) geležinkelio stotyse, tarpstočiuose, eismo valdymo centruose esanti saugos, signalinė ir telekomunikacijų įranga ir šiems tikslams naudojami tarpstočių, geležinkelio stočių įrenginiai bei pastatai ar statiniai; 4) traukinių eismui reikalingas kontaktinis tinklas su atitinkama įranga ir pastatai bei statiniai; 5) traukinių eismui valdyti reikalingi elektros energijos gamybos, transformavimo ir paskirstymo įrenginiai bei įranga, tarp jų dyzeliniai generatoriai, pastotės; 6) apšvietimo įrenginiai, skirti traukinių eismui ir darbo saugai užtikrinti; 7) geležinkelio stotys, pastatai, statiniai ir įrenginiai, reikalingi keleiviams, bagažui ar krovinių siuntėjams (gavėjams) aptarnauti; 8) kiti objektai, būtini viešosios geležinkelių infrastruktūros valdytojo veiklai užtikrinti.

10. Geležinkelių linijų skirstymas pagal reikšmę • 1. Geležinkelių linijos, atsižvelgiant į traukinių eismo intensyvumą, geopolitinę, socialinę ir ekonominę jų reikšmę, skirstomos į valstybinės reikšmės magistralines geležinkelių linijas ir regioninės reikšmės geležinkelių linijas. • 2. Valstybinės reikšmės magistralinės geležinkelių linijos yra į tarptautinių geležinkelių linijų tinklą įtrauktos geležinkelių linijos ir kitos reikšmingos šalies ūkiui linijos, kurių sąrašą tvirtina Vyriausybė. • 3. Regioninės reikšmės geležinkelių linijos yra geležinkelių linijos, skirtos susisiekimui tarp atskirų miestų (gyvenviečių), kurių sąrašą tvirtina susisiekimo ministras.

12. Geležinkelio kategorijos

13. Intensyvumas I=(n1*Q1+ n2*Q2+...+ nn*Qn)*365/1000000, Mlntkm bruto/ kmper metus

14. Tyrinėjimai geležinkeliuose • Ekonominiai. Pagrindiniai rodikliai, kurie nustatomi ekonominių tyrinėjimų metu yra tokie: vežimų apimtis, t; korvinių apyvarta, tkm; krovinių intensyvumas, tkm/km; keleivių vežimo apimtys, keleiviais; keleivių apyvarta, keleivių/km; keleivių vežimo intensyvumas, keleivių km/km • Techniniai – tai kompleksas sudėtingų darbų, atliekamų po ekonominių tyrinėjimų, rengiant medžiagą trasavimui. Tai rajono topografinės medžiagos rengimas, o jei tokia yra, tai jos detali analizė ir trasų variantų parinkimas. Į šių darbų sudėtį įeina: geodeziniai, geologiniai, hidrologiniai bei hidrauliniai tyrinėjimai. Šių tyrinėjimų pagrindu parengiami trasos plano ir išilginio profilio pradiniai variantai.

15. Ekonominių tyrinėjimų metu nustatytų rodiklių įtaka proejktiniams sprendimams

16. Trasavimas Trasavimas lauko sąlygomis – tai geležinkelio trasos žymėjimas žemės paviršiuje, o trasa – tai erdvinė linija plane ir išilginiame profilyje. Trasavimo metu jau tiriami statybos ir eksploatacijos išlaidų mastai, tiltų, tunelių vietos bei ilgiai, eismo saugumas būsimoje magistralėje, vietovės landšafto formavimas.

17. Geležinkelio planas ir išilginis profilis Geležinkelio kelio planas yra jo ašies arba žemės sankasos briaunos linijos projekcija horizontaliojoje plokštumoje. Plano elementai yra tiesūs ruožai ir kreivės, jų sujungimo vietose įrašomos virsmo kreivės. Išilginis profilis – tai sudėtingas brėžinys, vertikaliojoje plokštumoje vaizduojantis žemės paviršiaus, viršutinės kelio konstrukcijos ašies linijas, teikiantis žinių apie vietovės geologiją, hidrologiją, kelio statinius ir kitus projektuojamo objekto rodiklius.

18. Geležinkelio linijos plano elementai Aa, bc ir dD – tiesės (charakterizuojamos jų ilgiais (piketai) ir kryptimi (azimutu ar rumbu)) • Azimutasgeografijoje ir geodezijoje – kampas tarp šiaurės krypties ir krypties į tam tikrą daiktą (objektą) vietovėje; skaičiuojamas laipsniais nuo 0° iki 360° laikrodžio rodyklės judėjimo kryptimi. Pvz., rytų azimutas sudaro 90°. • Rumbas – kampas tarp meridiano krypties ir krypties į stebimąjį objektą. Jis matuojamas tiek nuo meridiano šiaurinio, tiek nuo pietinio galo nuo 0 iki 90°. • Atkarpos ab ir cd – tai kreivės, kurių pagrindinės charaketristikos yra posūkio kampai bei spinduliai.

19. Trasavimo patogumui apskritiminės kreivės gulsčiasis spindulys 200-400 m intervale imamas su 50 m kitimo žingsniu, 400-800 m intervale – 100 m, 800-1200 m – 200 m intervale ir toliau 1500, 1800, 2000, 2500, 3000, 4000, 5000 m. Gulsčiąja kreive paprastai vadinamas dviejų virsmo ir apskritiminės kreivės junginys, tačiau yra atvejų, kai virsmo kreivės neįrašomos (kai apskiritiminės kreivės spindulys daugiau nei 3000 m).

20. Gulsčiosios kreivės elementų skaičiavimas Jei nėra virsmo kreivių, apskritiminės kreivės elementai apskaičiuojami trigonometrinėmis formulėmis. Kreivės tangentė T skaičiuojama formule: čia α – trasos posūkio kampas laipsniais. Apskritiminės kreivės ilgis K skaičiuojamas taip:

21. Geležinkelio linijos išilginio profilio elementai Pagrindinis elementas yra projektinė linija, reiškianti geležinkelio linijos ašies ar jo žemės sankasos briaunos projekciją vertikaliojoje plokštumoje. Kiekvienas tiesus elementas charakterizuojamas ilgiu bei nuolydžiu ir yra vadinamas žingsniu. Išilginio profilio ilgis daug priklauso nuo traukinio ilgio. Yra žinoma, kad traukinys vertikalioje plokštumoje turėtų būti laužiama ne daugiau kaip vieną kartą, todėl žingsnio ilgis lž turi būti ilgesnis už pusę traukinio ilgio . 

23. h, m, l , km ir gaunamos promilės. Vienas iš svarbiausių ribojančių nuolydžių yra lemiamasis nuolydis. Tai didžiausias neriboto ilgio nuolydis, kuriame tam tikro tipo traukinys su nustatyta traukos jėga ir mase gali pasiekti projektinį greitį. Tam reikalingi traukos skaičiavimai. Lietuvos geležinkelių tinkle didžiausia 10,4 promilių lemiamoji nuokalnė yra linijoje Lietuvos Respublikos valstybės siena – Rokiškis – Radviliškis;

24. Skirtingų nuolydžių atkarpos (žingsniai) viena su kita sujungiamos statmenosiomis kreivėmis.Būna išgaubtos ir įgaubtos. Pagrindiniai šių kreivių rodikliai: spindulys, tangentė ir algebrinis nuolydžių skirtumas.

25. Tiesūs išilginio profilio elementai I ir II kategorijų linijose, jeigu jų nuolydžių skirtumas statesnis kaip 2,3 ‰, vertikaliojoje plokštumoje jungiami 15 000 m spindulio statmenąja kreive, III ir IV kategorijos linijose – 5000 m spindulio statmenąja kreive. Statmenosios kreivės tangentės skaičiuojama pagal formulę: čia: Rv – statmenosios kreivės spindulys, m; – algebrinis nuolydžių skirtumas, ‰.

26. Išilginis profilis ir planas turi atitikti keletą sąlygų: • Garantuoti saugų ir patogų traukinių eismą; • Tinkamai perkirsti kitus kelius ir upes; • Derintis su aplinka; • Išlaidos jų statybai ir eksploatacijai neturi viršyti normatyvais leidžiamų išlaidų.

27. Garantuoti saugų ir patogų traukinių eismą Reikia atsižvelgti į išilginio profilio žingsnio ilgį, jų susikirtimo nuolydžių skirtumą ir gulsčiųjų kreivių spindulius. Nuo šių parametrų labiausiai priklauso perkrovos vagonams, traukinio važiavimo tolygumas ir vežiojimo saugumas.

28. Tinkamai perkirsti kitus kelius ir upes Ruošiant kelių susikirtimo schemą visų svarbiausia yra nustatyti aukščių skirtumą tarp esamo ir projektuojamo kelio projektinių linijų. Susikertant keliams, kai naujas kelias projektuojamas virš geležinkelio linijos, aukščių skirtumas tarp projektinių linijų , m gali būti skaičiuojamas taip: čia: hv – geležinkelio viršutinės konstrukcijos (balasto, prizmės, pabėgių ir bėgių) storis, m; hp – patiltės gabaritai (atstumas tarp bėgio galvutės ir viaduko konstrukcijos apačios), m; hs – statybinis viaduko aukštis (viaduką laikančios konstrukcijos storis), m.

29. Kelių sankryžoje, kai bėgių kelias eina virš automobilių kelio, ankstesnėje formulėje hv keičiamas automobilių kelio dangos konstrukcijos storiu hd. Kiek sudėtingesnį uždavinį tenka išspręsti geležinkelio ir upės susikirtimo vietoje, nes čia turime nustatyti aukščiausią vandens lygį (toliau – AVL) ir garantuoti laisvą srovės tėkmę. Projektinės linijos paaukštinimas , m virš upės AVL gali būti nustatytas formule čia: hpt – patiltės gabaritai (tai aukštis tarp AVL ir apskaičiuotos linijos, esančios maždaug 1,0 m žemiau tilto apatinės konstrukcijos), m; ha – atsargos aukštis, saugantis tilto konstrukciją nuo bangų ir ledonešio, imamas 0,75–1,0 m; hs – statybinis tilto aukštis, m.

30. Kertant mažos reikšmės automobilių kelius, viadukai gali būti ir neprojektuojami, o įrengiamos pervažos. Tam reikia, kad esamo ir projektuojamo kelio projektinės linijos susikirstų viename lygyje ir toje vietoje nereikėtų pilti aukštų pylimų bei iškasų. Kertant nedidelius upeliukus ar vandens nuotako vietas reikia projektuoti atitinkamo skersmens vandens pralaidas, virš kurių pilamas ne žemesnis kaip 1,1 m pylimas (iki pabėgio pado). Taigi pralaidos vietoje projektinė linija turi būti įrengta aukščiau griovio ar upelio dugno ne mažiau kaip , m: čia: D – pralaidos skersmuo, m; hp – pylimo aukštis virš pralaidos ( , m). Derinant projektinę liniją su reljefu, reikia įvertinti kelio užpustymo, užsėmimo galimybes bei geologines vietovės sąlygas. Norint, kad geležinkelio linijos konstrukcijos nebūtų užpustytos, pylimų aukščius reikia parinkti pagal sniego dangos storį ir vietovės sąlygas. Remiantis šia samprata, mažiausias pylimo aukštis hp gali būti toks :

31. čia: hsd – sniego dangos storis mūsų respublikoje ( ), m; hp – norminis paaukštinimas pagal vietos sąlygas 0,75–1,0, m. Užliejamų vietų pylimų aukščiai apskaičiuojami pagal aukščiausius tos vietovės vandens lygių duomenis, gaunamus iš specialių žinybų ar hidrometrinių tyrinėjimų. Paprastai pylimo aukštis turi būti bent 0,5 m aukštesnis nei nustatytas AVL.

32. Tarpukelė Dvikelių tarpstočių tiesiuose ruožuose atstumas tarp kelių ašių turi būti ne mažesnis kaip 4100 mm. Stotyse atstumas tarp gretimų kelių ašių tiesiuose ruožuose turi būti ne mažesnis kaip 4800 mm, antraeiliuose ir prekių barų keliuose – ne mažesni kaip 4500 mm. Tarpstočiuose ir stotyse horizontalų atstumą kreivėse tarp gretimų kelių ašių ir tarp kelio ašies ir pastato nustato statinių artumo gabaritų instrukcija.

34. Tarpukelės didinimas

35. Pavyzdys. Nustatyti, kokia turi būti tarpukelė kreivėje. Spindulys R=700 m. Žinoma, kad pakyla: Pirmu atveju hiš = 60 mm, o hvid = 80 mm. Antru atveju hiš = 110 mm, o hvid = 80 mm. Pirmu atveju tarpukelė platinama 105 mm t.y. turi būti 4100+105=4205 mm. Antru atveju tarpukelė platinama 295 mm t.y. turi būti 4100+295=4395 mm.

36. Gabaritai Tam, kad užtikrintume saugų krovinių vežimą geležinkeliais, be riedmenų ir kelio yra daugelis įrenginių ir statinių, išdėstytų išilgai kelio ir virš jo . Jiems priskiriamos keleivinės platformos , pastatai, kontaktinio tinklo atramos, signaliniai ir kelio ženklai, viadukai, tiltai ir kt. Greta geležinkelio yra įvairių statinių ir įrenginių, dirba žmonės. Todėl, kad garantuotume saugų traukinių eismą ir žmonių, dirbančių stotyse ir tarpstočiuose, saugumą  lokomotyvų ir vagonų su kroviniais matmenys turi griežtai atitikti tam tikrus nustatytus išmatavimus. Statiniai ir įrenginiai, išdėstyti šalia kelių, turi būti ne toliau, ne arčiau ir ne aukščiau  negu yra nustatyta ribojančiais gabaritais. Gabaritas – didžiausia standartų leidžiama išorinė daiktų, statinių, įrenginių  ar transporto priemonių apybrėža. Geležinkeliuose skiriamas riedmenų, pakrovos, statinių artumo gabaritai ir kt. Pakrovos gabaritas  – tai kraštutinė skersinė statmena kelio ašiai apybrėža, kurioje turi tilpti kraunami į atvirus vagonus kroviniai su savo tara ir pritvirtinimais. Riedmenų gabaritas  – tai standartu nustatyta skersinė, statmena kelio ašiai, apybrėža, kurioje turi išsitekti tušti ir pakrauti riedmenys. Statinių artumo gabaritas  – tai kraštutinė skersinė statmena kelio ašiai apybrėža, į kurios vidų neturi patekti nė viena statinių ir įrenginių dalis, įskaitant ir šalia kelio laikomas medžiagas, atsargines dalis ir kt.

37. Statinių artumo gabaritas • Statinių artumo gabaritas. Yra S ir SP statinių artumo gabaritai. Pagal Techninio geležinkelių naudojimo nuostatus geležinkelių viešojo naudojimo ir privažiuojamųjų kelių (nuo prijungimo vietos iki savininkų teritorijos) statiniai ir įrenginiai turi atitikti standarto nustatytus statinių artumo S gabarito reikalavimus Statiniai ir įrenginiai, esantys savininkų teritorijose ir tarp pramonės ir transporto įmonių teritorijų (taip pat ir geležinkelio valdytojo), turi atitikti SP gabarito reikalavimus. Statinių artumo gabarito dydžiai matuojami: horizontalūs – nuo kelio ašies; vertikalūs – nuo bėgio galvutės viršaus lygio (kreivėse nuo vidinio bėgio) (BGL) . Gabaritai S ir SP taikomi statant naujus geležinkelio kelius, įrenginius, statinius, statant antruosius kelius, rekonstruojant įrenginius, elektrifikuojant geležinkelio liniją.

39. Klausimai • Kas tai yra geležinkelių transportas, geležinkelio kelias, geležinkelių infrastruktūra? (įskaitant atvirkštinius klausimus, pavyzdžiui, ar geležinkelių infrastruktūrai priklauso vagonai?) • Viešosios geležinkelių infrastruktūros objektai. • Geležinkelių linijų skirtymas pagal reikšmę. • Kokiai geležinkelio ir kelio kategorijai priskirtumėte tarptautinio susisiekimo liniją, kurioje eismo intensyvumas 60 mln t km/km per metus, traukinių važiavimo greitis 120/80 km/h? • Kam reikalingi ekonominiai tyrinėjimai geležinkeliuose? • Koks techninių tyrinėjimų tikslas? • Kas tai yra trasavimas? • Parinkti trasa tarp taškų A ir B. • Kas yra planas ir išilginis profilis? Jų parinkimo principai. • Plano elementai. Apskaičiuoti kreivės ilgį žiūrint į brėžinį. • Kas yra išilginio profilio žingsnis? • Ar gali būti I kategorijos geležinkelyje išilginio profilio žingsnio nuolydis 6 ‰? Nuo ko priklauso, koks gali būti nuolydis? • Ar visada turi būti įrengiamos statmenosios kreivės? • Kaip derinami geležinkelio susikirtimai su upėmis, automobilių keliais? • Ar atstumas tarp kelių (tarpukelė) visada vienoda? • Kas yra gabaritas? Kam jis reikalingas?