Używamy cookies i podobnych technologii m.in. w celach: świadczenia usług, reklamy, statystyk. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień Twojej przeglądarki oznacza, że będą one umieszczane w Twoim urządzeniu końcowym. Pamiętaj, że zawsze możesz zmienić te ustawienia. Szczegóły znajdziesz w Polityce Prywatności.

Optymalizacja projektowania układów geometrycznych stacji na jednotorowych liniach kolejowych. Na przykładzie linii kolejowej 207

Artykuł sponsorowany

30.07.2013

Transprojekt Gdański, mimo, że w portfolio ma już ponad 700 kilometrów wyremontowanego toru i ponad 20 zrealizowanych kontraktów kolejowych (w tym część w formule „projektuj i buduj”), przy rewitalizacji linii 207 po raz pierwszy ma okazję, przy znakomitej współpracy z zamawiającym – PKP PLK SA CRI w Gdańsku, wykonawcą – NDI SA, i przy współudziale przewoźnika – Arriva RP Sp. z o.o., wnieść tak wiele usprawnień w funkcjonującej linii. To właśnie na projekty rewitalizacyjne, przywracające pierwotne parametry linii kolejowych, kładzie się dzisiaj największy nacisk.

Artykuł przedstawia, jak w ramach rewitalizacji zostaną przywrócone pierwotne parametry linii oraz dodatkowo zostanie istotnie usprawnione funkcjonowanie stacji.

Prowadzonym na szeroką skalę inwestycjom rewitalizacyjnym przyświecają cele maksymalnego skrócenia czasu zamknięcia torów, przywrócenia pierwotnie obowiązujących prędkości pociągów i odsunięcia terminu kolejnych remontów na czas, który wynika z kompromisu między kosztowną i dogłębną modernizacją a tańszą i prowadzoną nieraz w błyskawicznym tempie rewitalizacją. Zazwyczaj przy rewitalizacji roboty prowadzone są do głębokości pryz-my tłucznia. Poprawiana jest geometria toru, a także wymieniane są wszystkie elementy nawierzchni, w tym rozjazdy, co umożliwia wprowadzenie istotnych usprawnień w funkcjonowaniu stacji. Oto rozwiązania, jakie Transprojekt Gdański zastosował w projektach stacji na odcinku Chełmża–Grudziądz na linii jednotorowej 207.

Pierwszym usprawnieniem jest likwidacja żeberek ochronnych. Są to rozjazdy prowadzące na tor ślepy, w których położenie zwrotnicy jest uzależnione od ułożenia drogi przejazdu w torze chronionym według schematu na rys. 1.

 

Rys. 1 Schemat działania żeberka ochronnego

 

Stacje zazwyczaj mają tor pełniący funkcję żeberka ochronnego, ponieważ dawne układy stacyjne są rozbudowane bardziej, niż to wynika z obecnych potrzeb. Niestety, rozjazdy żeberkowe ułożone są w taki sposób, że wyjazd na szlak odbywa się po ich kierunku zwrotnym, co jest nieuzasadnione ruchowo i prowadzi do szybkiego zużycia rozjazdu. Gdyby układano je kierunkiem zwrotnym w kierunku żeberka, wówczas normalny ruch odbywałby się na wprost.

Żeberka można jednak zastąpić dłuższą drogą ochronną, czyli odsunięciem semafora wyjazdowego na 100 m od miejsca, w którym może dojść do kolizji pociągów znajdujących się na różnych torach (ukresu). Dzięki temu eliminuje się zbędne urządzenia podnoszące koszty eksploatacji. Takiego zabiegu dokonano w projekcie stacji Kornatowo.

W drugim kroku, po likwidacji ograniczeń stawianych przez żeberka, warto rozważyć łukowanie rozjazdów rozgałęziających tor szlakowy na tory główne na stacji. Stoją za tym dwie przesłanki: koszty utrzymania i prędkość ruchu pociągów. Koszty utrzymania rozjazdu rosną w postępie geometrycznym wraz ze zmniejszeniem promienia łuku toru zwrotnego. W kontekście prędkości łukowanie rozjazdu ma dwojaki wpływ – pozwala podnieść prędkość na torze zwrotnym, lecz prowadzi do jej ograniczenia na kierunku zasadniczym, który w przypadku rozjazdu zwyczajnego przebiegałby po prostej. W tym miejscu pojawia się dylemat – czy można dopuścić do ograniczenia prędkości i wprowadzenia krzywizny na kierunku zasadniczym?

Odpowiedź przynosi analiza projektu rozkładu jazdy oraz charakterystyki trakcyjnej pojazdów. Rozkład jazdy mówi nam, czy i ile krzyżowań (mijania się pociągów na stacji) wystąpi dobowo na danej stacji. Czyli czy oba tory będą obciążone równą liczbą pociągów, czy krzyżowania wystąpią sporadycznie. W drugim przypadku jeden z torów można traktować priorytetowo i zaprojektować tak, by jazda odbywała się tylko po kierunku prostym rozjazdów.

 

Rys. 2 Łukowanie rozjazdów

 

Charakterystyka trakcyjna odpowiada na pytanie, jaką prędkość pociąg osiągnie na rozjeździe, jeżeli w pobliżu jest ograniczenie spowodowane na przykład geometrią osi toru, lub startując od peronu – ważne, by rozjazd dopasować do tej prędkości.

 

Przykład linii 207

Zakładana prędkość na linii 207 po rewitalizacji to 80–100 km/h, a skrócenie czasu przejazdu w relacji Chełmża–Grudziądz ma wynieść 20 min. Obecnie podróż trwa od 59 do 75 min zależnie od liczby krzyżowań. Jak widać, prędkość docelowa nie jest szczególnie wysoka.

Jako podstawowy rozjazd na stacjach mijankach wybrano symetrycznie łukowany rozjazd 49E1-500-1:12. Posiada on na obu kierunkach promień 1000 m i pozwala na przejazd z prędkością 90 km/h, co wpłynie nieznacznie na prędkość na torze zasadniczym, a polepszy parametry toru zwrotnego.

Z analizy rozkładu jazdy przygotowanego przez Arrivę dla sytuacji po rewitalizacji wynika, że na przedmiotowym odcinku, przy rozkładzie cyklicznym co godzinę, każdy pociąg będzie krzyżował się w Kornatowie lub w Grudziądzu Mniszku. To pozwala stwierdzić, że kierunek zwrotny rozjazdów będzie wykorzystywany często. A zatem zasadne jest również przyporządkowanie krawędzi peronowej do kierunku ruchu, tak by każdy pociąg mijał peron z prawej strony. Dzięki temu pasażer lepiej zorientuje się na stacji, a oba kierunki rozjazdu będą zużywać się w tym samym tempie, co usprawni jego utrzymanie.

 

Rys. 3 Schemat projektowanej stacji Kornatowo

 

Stacja Kornatowo

Na dojeździe do stacji Kornatowo od strony Chełmży układ geometryczny toru pozwala na jazdę z prędkością 100 km/h.

Za stacją występuje para łuków odwrotnych z ograniczeniem prędkości do 80 km/h. Semafory wjazdowe znajdować się będą 800 m przed i 950 m za miejscem zatrzymania. Dzięki łukowaniu rozjazdów wskazywać będą światło zielone, czyli jazdę z maksymalną prędkością rozkładową niezależnie od ustawienia zwrotnicy. W przypadku zastosowania rozjazdu o promieniu 300 m, który jest najczęściej stosowany na liniach kolejowych w Polsce, wspomniane wyżej 800 m lub 950 m pociąg przejechałby z prędkością 40 km/h zamiast 90 km/h, tracąc przy tym ponad 30 s. W przypadku zastosowania rozjazdu zwyczajnego o promieniu 500 m jechałby 60 km/h, tracąc 20 s. Zauważmy, że ta oszczędność uzyskana jest jedynie dzięki łukowaniu rozjazdu, więc bardzo niskim kosztem.

Warto omówić również lokalizację dojścia do peronu na stacji Kornatowo. Jest ono usytuowane w bezpieczny sposób, gdyż pociągi przyjeżdżające z obu kierunków, przed zatrzymaniem się, nie przecinają drogi pasażerów. Jest to istotne przy równoczesnych wjazdach na stację z obu kierunków.

 

Rys. 4 Schemat projektowanej stacji Chełmża

 

Stacja Chełmża

Są przypadki, gdzie nie warto łukować rozjazdu, bo nie przyniesie to żadnych korzyści. Doskonale obrazuje to stacja Chełmża, gdzie w głowicy od strony Torunia zaprojektowaliśmy rozjazd zwyczajny o promieniu R = 300 m, a od strony Grudziądza łukowany symetrycznie R = 1000/1000 m. Różnica w położeniu tych dwóch rozjazdów jest taka, że rozjazd R = 1000/1000 m oddalony jest około 650 m od miejsca zatrzymania przy peronie, zaś R = 300 m tylko 260 m, przy czym poprzedza go jeszcze rozjazd krzyżowy, który ogranicza prędkość do 40 km/h. Analizując maksymalne prędkości, jakie mogą być osiągnięte przez pociągi ruszające z toru nr 2 w stronę Torunia, dochodzimy do wniosku, że budowa rozjazdu o większym promieniu niż R = 300 m nie dałaby efektu skrócenia czasu podróży, gdyż pociągi nie rozpędzą się na tak krótkim odcinku do prędkości większej niż do 50 km/h. Ponadto wszystkie pociągi z Grudziądza, które nie krzyżują się w Chełmży, będą poruszały się po torze nr 1, by uniknąć jazdy po kierunkach zwrotnych rozjazdów 4 i 5 (co prowadzi do ich szybszego zużycia). Tak więc to nieznaczne obniżenie prędkości z 50 km/h do 40 km/h na krótkim odcinku będzie dotyczyło tylko części pociągów.

Przytoczone przykłady pokazują, że znaczne oszczędności czasu podróży i kosztów utrzymania można osiągnąć przez odpowiedni dobór rozjazdów, znikomo lub wcale nie podnosząc kosztów budowy. Takie możliwości dają głównie regionalne linie jednotorowe. Warto więc zwrócić uwagę na ich układy stacyjne w kontekście lepszego dopasowania do obecnych i przyszłych potrzeb przewoźników, a pasażerowie na pewno to docenią.

 

mgr inż. Jan Szczęsny

projektant Transprojektu Gdańskiego

 

Transprojekt Gdański

www.tgd.pl

www.piib.org.pl

www.kreatorbudownictwaroku.pl

www.izbudujemy.pl

Kanał na YouTube