The construction of railway infrastructure comprises:
– track structures and roadbeds;
– contact system equipment;
– the railway traffic control system;
– engineering (railway bridges, viaducts, tunnels, railway stations and platforms).
A roadbed is a geoengineering structure built within ditches or atop banks of home soil. The top roadbed layer is the railway subgrade, and the lateral surfaces are slopes or escarpments. The roadbed takes the static and dynamic loads from the track structure exposed to vehicle traffic.
A ballast based track structure comprises:
1) A protective isolating layer (made of plastic film, geotextile or openwork mesh).
2) A ballast, which is a layer of compacted breakstone (rock aggregate) within the grain size range of 31.5 to 50.0 mm, laid directly underneath and between the sleepers of the railway subgrade. The layer thickness may range from 0.16 to 0.35 m, depending on the specific sleeper type and the technical class of the track. The ballast is intended to equally transmit the loads from the sleepers to the railway subgrade, drain water from the sleepers to the subgrade edges, stabilize the sleepers, and dampen the rail vibrations transmitted to the roadbed. The breakstone is levelled, profiled and compacted with special machinery, i.e. tampers and profilers.
3) Sleepers are beams laid across the track line and fastened with special fixtures to the rails. The sleepers take the load of the rails and traffic and disperse it into the ballast. The sleepers can be made of a variety of materials, including wood, rebar concrete, pretensioned concrete reinforced with steel strings, steel, steel and concrete, or composite (of plastic materials). Pretensioned concrete sleepers are most popular in use. Their average service life is ca. 40 years.
4) Track rails are steel shapes the crosssection of which comprises (i) the rail head at the top, directly in contact with vehicle wheels and adapted to the wheel section, (ii) the rail foot, which supports the rail on the sleeper, and (iii) the rail neck, a member connecting the head to the foot. Rail lengths are fastened together with rail joint bars and fishbolts. The rail lengths can also be joined by fusion or pressure welding the entire track, leaving only the free joints required by the track system design (for insulated contacts or non-welded turnouts).
A pair of rails resting on the sleepers and fastened to them at a defined spacing form the track, which is a rail way for typical trains, trams or underground trains. The standard rail gauge measured between the rail head centres is 1435 m.
Other critical elements of railway construction also include railway crossings with road traffic safety facilities, and connections between separate tracks (turnouts, turntables or shifters) and track crossings.
The construction of railway tracks without ballast has been increasingly popular in use, especially at railway crossings with roads, civil structures or along platforms.
Magdalena Marcinkowska
GLOSSARY:
railway line – linia kolejowa
track structure – nawierzchnia kolejowa
roadbed (also railroad bed) – podtorze
railway traffic control system – system sterowania ruchem kolejowym
railway station – stacja kolejowa
platform – peron
ditch – tu: wykop, rów
railway subgrade – torowisko
slope – stok
escarpments – skarpa
plastic film – folia
geotextile – geowłóknina
openwork mesh – siatka przestrzenna
ballast – podsypka
breakstone – tłuczeń
aggregate – kruszywo
sleeper – podkład kolejowy
to transmit the loads – przenosić obciążenia
drain water – woda opadowa
to dampen (i.e. vibrations) – tłumić (np. drgania)
tamper – podbijarka
beam – belka
to fasten – mocować, przytwierdzać
(track) rail – szyna (kolejowa)
pre-tensioned (also prestressed) – strunobetonowy
steel strings – struny stalowe
rail head – główka szyny
rail foot – stopka szyny
rail neck – szyjka szyny
rail joint bar – łubek kolejowy
fishbolt – śruba łubkowa
fusion welding – spawanie
pressure welding – zgrzewanie
turnout – rozjazd
track – tor
tram – tramwaj
underground/subway train – metro
railway crossing – przejazd kolejowy
turntable – obrotnica
shifter – przesuwnica
track crossing – skrzyżowanie torów
Tłumaczenie
Budownictwo kolejowe
Początek kolei w Polsce wiąże się z otwarciem linii kolejowej z Warszawy do Zagłębia Dąbrowskiego i Krakowa w 1835 roku. Następne lata to budowa kolejnych linii kolejowych. Przed II wojną światową w Polsce istniało już 306 km linii przystosowanych do prędkości 115 km/h oraz 2035 km linii przystosowanych do prędkości 100 km/h. Po wejściu do UE Polska rozpoczęła dostosowywanie linii kolejowych do dużych prędkości (200-250 km/h) wymagających zastosowania w budownictwie kolejowym nowych technologii.
Budowa infrastruktury kolejowej obejmuje wykonanie:
– nawierzchni kolejowej i podtorza,
– urządzeń trakcji elektrycznej,
– systemu sterowania ruchem kolejowym,
– obiektów inżynierskich (mostów kolejowych, wiaduktów, tuneli, stacji kolejowych wraz z peronami).
Podtorze to budowla geotechniczna wykonana na gruncie rodzimym w postaci wykopu lub nasypu. Górną warstwę podtorza nazywamy torowiskiem, zaś powierzchnie boczne – stokami lub skarpami. Podtorze przejmuje obciążenia statyczne i dynamiczne z nawierzchni kolejowej, powstałe na skutek ruchu pojazdów kolejowych.
Do elementów nawierzchni kolejowej budowanej w technologii podsypkowej należą:
1) Warstwa ochronna (folia, geowłóknina, siatka przestrzenna).
2) Podsypka – warstwa zagęszczonego tłucznia (kruszywa kamiennego) o uziarnieniu 31,5 -50,0 mm, ułożona bezpośrednio pod podkładami na torowisku oraz między nimi. Grubość tej warstwy w zależności od rodzaju podkładów i klasy technicznej toru wynosi od 0,16 do 0,35 m. Jej zadaniem jest równomierne przeniesienie obciążenia przez podkłady na powierzchnię torowiska, odprowadzenie wody opadowej z otoczenia podkładów na boki torowiska, stabilizacja podkładów, tłumienie drgań toru przekazywanych na podtorze. Do wyrównywania, profilowania oraz podbijania tłucznia stosowane są specjalne maszyny: podbijarki i profilarki tłucznia.
3) Podkłady – belki ułożone prostopadle do osi toru, do których za pomocą specjalnych uchwytów mocuje się szyny. Przejmują one naciski szyn i poruszających się pojazdów szynowych, a następnie przekazują je na podsypkę. W zależności od materiału, z którego są wykonane, wyróżniamy podkłady: drewniane, żelbetowe zbrojone prętami stalowymi, strunobetonowe zbrojone strunami stalowymi, stalowe, stalowo-betonowe lub kompozytowe (z tworzyw sztucznych). Najczęściej stosuje się podkłady strunobetonowe. Ich trwałość określa się na ok. 40 lat.
4) Szyny kolejowe – zbudowane z główki, która ma bezpośredni kontakt z kołami pojazdu szynowego i jest dostosowana do przekroju kół, stopki, która tworzy oparcie szyny na podkładach, oraz szyjki, która łączy główkę i stopkę. Odcinki szyn są ze sobą połączone za pomocą tzw. łubków oraz śrub łubkowych. Można wykonać również bezstykowe łączenie szyn poprzez spawanie lub zgrzewanie całego toru, pozostawiając jedynie przecięcia wymagane przez warunki układu torowego (w celu założenia styku izolowanego lub ułożenia rozjazdu niespawanego).
Dwie szyny ułożone na podkładach i właściwie do nich przytwierdzone w odpowiedniej odległości od siebie tworzą tor, który służy jako droga kolejowa, tramwajowa lub metro. Standardowa szerokość toru kolejowego, mierzona między główkami szyn, wynosi 1435 mm.
Ważnymi elementami budownictwa kolejowego są ponadto: przejazdy kolejowe wraz z urządzeniami służącymi zapewnieniu bezpieczeństwa ruchu drogowego, połączenia torów umożliwiające przejazd pojazdów z jednego toru na inny (rozjazdy, obrotnice, przesuwnice) oraz skrzyżowania torów.
Obecnie coraz częściej stosuje się też bezpodsypkową technologię budowy torów, szczególnie na przejazdach kolejowo-drogowych, w obiektach inżynierskich czy na peronach.
