Podstawy doboru wartości przechyłki

Projektując wartość przechyłki toru kolejowego na łuku uwzględnia się wygodę podróżnych poprzez ograniczenie niezrównoważonego przyspieszenia odśrodkowego szybszych pociągów pasażerskich, jak również aspekty utrzymaniowe poprzez ograniczenie niezrównoważonego przyspieszenia dośrodkowego wolniejszych pociągów towarowych. Te dwa postulaty prowadzą do przedziału dopuszczalnych wartości przechyłki.

 

Rozważania nad przedziałem dopuszczalnych wartości przechyłki rozpoczniemy od wzoru na niezrównoważone przyspieszenie odśrodkowe, wyprowadzonego w artykule Niedomiar przechyłki (zmieniając jednocześnie oznaczenie przechyłki na stosowane w polskiej literaturze „h” i oznaczenie szerokości toru na „s”):

Podstawiając do powyższego wzoru maksymalną dopuszczalną wartość niezrównoważonego przyspieszenia odśrodkowego, oznaczaną w polskiej literaturze i przepisach jako a_dop, oraz prędkość najszybszych pociągów pasażerskich v_p, możemy obliczyć minimalną wartość przechyłki, zapewniającą spełnienie wymogów przepisów: 

Dla wygody dalszych obliczeń przekształcamy uzyskany wzór na h_min, podstawiając: g=9,81 m/s², s=1,50 m. Ponieważ w praktyce wykorzystuje się wartość prędkości wyrażoną w km/h i wartość przechyłki wyrażoną w mm niezbędne jest również uwzględnienie współczynników wynikających z przeliczenia jednostek. Ostatecznie uzyskujemy:

Analogicznie przekształcając wzór na niezrównoważone przyspieszenie dośrodkowe, podany w artykule Nadmiar przechyłki, uzyskujemy wzór na przechyłkę maksymalną, zależną od prędkości najwolniejszych pociągów towarowych, promienia łuku poziomego i dopuszczalnego niezrównoważonego przyspieszenia dośrodkowego pociągów towarowych:

Stąd uzyskujemy przedział dopuszczalnych wartości przechyłki:

Do powyższego wzoru należy podstawiać wartości prędkości wyrażone w km/h, promień łuku w m, niezrównoważone przyspieszenia w m/s, a uzyskane wyniki wyrażone są w mm. Oprócz powyższej nierówności należy ponadto uwzględnić, że nie stosuje się przechyłek należących do przedziału obustronnie otwartego (0mm, 20mm) [3], a także większych od 150 mm (wg [5,6]), 160 mm (wartość zasadnicza wg [4]) lub 180 mm (wartość wyjątkowa wg [4]). Ograniczenie maksymalnej wartości przechyłki wynika z niebezpieczeństwa przesunięcia ładunku w pociągu zatrzymanym, lub poruszającym się z małą prędkością po łuku z dużą przechyłką [1]. Dodatkowo w rozjazdach nie stosuje się przechyłki większej niż 100 mm, a na długości peronów – większej od 110 mm [5]. W łukach poziomych o promieniach mniejszych niż 300 m maksymalna wartość przechyłki jest ograniczona dodatkowo następującym wzorem [5]:
do którego wartość promienia należy podstawiać w m, uzyskując wynik w postaci wartości przechyłki wyrażonej w mm. Powyższe ograniczenie zapewnia bezpieczeństwo ruchu po łukach o małym promieniu wagonów o dużej sztywności skrętnej [1]. Projektowaną wartość przechyłki zaokrągla się do wielokrotności 5 mm ze względów wykonawczych [2,3].

 

Literatura

[1] Bałuch H., Bałuch M.: Układy geometryczne toru i ich deformacje, KOW, Warszawa 2010.

[2] Drogi kolejowe. Praca zbiorowa pod red. J. Sysaka. PWN, Warszawa 1982.

[3] Massel A.: Projektowanie linii i stacji kolejowych, KOW, Warszawa 2010.

[4] Norma PN-EN 13803-1:2010 Kolejnictwo – Tor – parametry projektowania toru w planie – Tor o szerokości 1435 mm i większej – Część 1: Szlak.

[5] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury i Rozwoju z dnia 5 czerwca 2014 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budowle kolejowe i ich usytuowanie (Dz.U. 2014 nr 0 poz. 867).

[6] Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 10 września 1998r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budowle kolejowe i ich usytuowanie (Dz.U. 1998 nr 151 poz. 987).