Przy budowie i remontach torowisk ważny jest wybór odpowiednich rozwiązań technicznych, dobra organizacja robót budowlanych oraz powiązania międzybranżowe.
Obiekty infrastruktury tramwajowej są realizowane ze środków publicznych, zatem większość robót odbywa się zgodnie z prawem zamówień publicznych. Inwestorzy zobowiązani są do przygotowania kompletnej dokumentacji wykonawczej (zgodniej z prawem budowlanym) w przypadku samego wykonawstwa lub opisania inwestycji za pomocą programu funkcjonalno-użytkowego jeśli chcą realizować inwestycje w formule zaprojektuj-wybuduj. Już sam wybór procedury realizacji – wybuduj lub zaprojektuj wybuduj ma ogromny wpływ etap wykonawstwa – wybór konstrukcji, technologii robót oraz organizacji robót. W przypadku robót budowlanych realizowanych na podstawie dokumentacji projektowej Inwestora, większość zagadnień technicznych jest już opisana i wykonawca kalkuluje konkretne skosztorysowane roboty. Inaczej wykonawca postępuje, gdy jego zadaniem jest wykonanie dokumentacji oraz na jej podstawie robót budowlanych – optymalizuje i upraszcza rozwiązania konstrukcyjne i technologiczne. W tym artykule przedstawione zostaną wybrane najczęściej spotykane rozwiązania techniczne.
Od chwili rozpoczęcia robót najistotniejszymi problemami w tej branży są:
– organizacja robót budowlanych, a w tym utrudnienia w prowadzeniu robót – najczęściej w pasach drogowych z częściowo ograniczonym ruchem kołowym, szynowym i pieszym (czasami bez tych ograniczeń),
– założenia konstrukcyjne i technologiczne ustalane i weryfikowane ostatecznie przez kierownika budowy,
– powiązania inżynieryjne – międzybranżowe.
W budownictwie branży drogowej występują największe utrudnienia organizacyjne spowodowane czynnikami zewnętrznymi. Dotyczy to oczywiście terenów miejskich. Rzadko kiedy istnieje możliwość ogrodzenia terenu budowy w sposób uniemożliwiającym dostęp do niego osobom postronnym. Najczęściej zarządca pasa drogowego udostępnia tylko jego fragment na wykonywanie robót, gdyż na pozostałej części odbywa się ruchu kołowy i pieszy. Kolejnym utrudnieniem jest wdrożona czasowa organizacja ruchu i związanie z nią etapowanie robót. Poszczególne etapy robót muszą być zrealizowane z dużą dokładnością czasową z uwagi na koordynację z innymi czasowymi organizacjami ruchu w danym rejonie miasta. Lokalne władze, próbując ograniczyć uciążliwości związane z utrudnieniami ruchu drogowego i komunikacji zbiorowej wymuszają skracanie terminów robót, co sprawia, że osiągnięcie zamierzonego celu – trwałej, funkcjonalnej i estetycznej budowli, jest bardzo trudne.
Fot. 1 Ruch tramwajowy dwukierunkowy po jednym torze podczas budowy toru sąsiedniego. Ulica dostępna tylko dla ruchu pieszego
Nierzadko dochodzi do sytuacji w których wykonawca dysponuje czasem krótszym niż niezbędny przewidziany w technologii robót dla danego odcinka robót. W tych okolicznościach rozpoczyna się optymalizacja zaprojektowanych rozwiązań, skracająca czas budowy, ale w większości przypadków zmienia założenia projektowe i rozwiązania konstrukcyjne. Bardzo istotnym czynnikiem czasowym jest możliwość wyłączenia ruchu tramwajowego na modernizowanym odcinku. Zdarza się bowiem, że remonty torów tramwajowych odbywają się w nocnych przerwach kursowania tramwajów. Rzeczywisty czas na remont odcinka o długości od kilkunastu do kilkudziesięciu metrów wynosi 4-5 godz. (w nocy !). Takie remonty, mimo że nie wpływają na liniowy ruch tramwajów (nie powodują zmian rozkładów kursowania), to nie dają gwarancji prawidłowego wykonania oraz sprawdzenia jakości wykonanych robót. Tak szybkie remonty, wykonuje się w konstrukcji podsypkowej, gdyż tylko ona daje możliwość ułożenia w krótkim czasie nawierzchni torowej, której położenie można skorygować w dalszym okresie użytkowania (w kolejnych nocach). Większość remontów, przebudów i budów torowiska i związanej z nią infrastrukturą odbywa się jednak wg planowanych z dużym wyprzedzeniem wyłączeń ruchu tramwajowego i kołowego.
Fot. 2.1 i 2.2 Czasowa organizacja ruchu i efekt końcowy przebudowy fragmentu torowiska i jezdni
Konstrukcja i technologia robót. Ogólne zasady projektowania, wybór konstrukcji, zalety lub wady poszczególnych rodzajów konstrukcji torowisk tramwajowych przedstawiono w poprzedniej części artykułu. W tej części omówione zostaną najczęściej stosowane rozwiązania konstrukcyjne w Polsce, a ich odmiany są wynikiem modyfikacji podczas trwania robót dla potrzeb konkretnej budowy. Zaprezentowane zostaną zasadnicze elementy konstrukcji torowisk z pominięciem elementów wykończeniowych nie mających wpływu na pracę konstrukcji po której poruszają się pojazdy szynowe. Konstrukcja i technologia robót w torowiskach tramwajowych nie podlega tak szczegółowym regulacjom prawnym lub przepisom wewnętrznym jak jest to w przypadku robót kolejowych. Obiekty tramwajowe jako elementy dróg podlegają uregulowaniom przewidzianym w tej branży, a że są opisane dość ogólnie to i poszczególni uczestnicy procesu budowlanego podlegają mniejszym ograniczeniom i finalnie realizowana budowla może być swobodnie modyfikowana, oczywiście z zachowaniem zasad przewidzianych prawem budowlanym.
Konstrukcja podsypkowa. Kilkanaście lat temu najczęściej spotykaną konstrukcją torowisk tramwajowych była konstrukcja podsypkowa z rozwiązaniami zapożyczonymi z konstrukcji kolejowej. Niestety do dnia dzisiejszego wykonawstwo konstrukcji tramwajowej podsypkowej nie doczekało się zmechanizowanego ciągu technologicznego budowy lub remontu, jak ma to miejsce na kolei. Poszczególne elementy konstrukcji są wykonywane ręcznie z użyciem sprzętu budowlanego dostosowanego do tego typu robót. Największą mechanizację i zautomatyzowanie robót można osiągnąć przy wykonawstwie dolnych warstw konstrukcji – podłoże gruntowe, warstwa ochronna i podbudowa z kruszywa poprzez zastosowanie spycharek i równiarek wyposażonych w systemy nawigacji i automatycznej kontroli parametrów geometrycznych tych warstw. Oczywiście roboty te wymagają ciągłej kontroli, ale jest to duży krok w odniesieniu do poprzednich rozwiązań układania warstw z kruszyw (także stabilizowanych spoiwami) przy użyciu typowego sprzętu budowlanego oraz dużego udziału pracowników fizycznych. Zasadniczo roboty ziemne i układanie warstw z kruszyw nie różni się od robót drogowych. Kolejnym etapem jest układanie podkładów oraz montaż nawierzchni torowej do podkładów za pomocą różnych systemów przytwierdzeń punktowych, co odbywa się sposób niezmechanizowany, ale przy użyciu sprzętu budowlanego (układanie podkładów drewnianych lub betonowych, układanie nawierzchni stalowej – szyn, rozjazdów i skrzyżowań). Szyny i elementy rozjazdów łączone są ze sobą za połączeń łubkowych, poprzez spawanie elektryczne (najczęściej w nawierzchni stalowej rozjazdów) lub termitowe.
Fot. 3 Przygotowanie formy do wykonani spawu termitowego
Fot. 4 Szlifowanie spawu termitowego
Po wykonaniu tych czynności następuje ułożenie kolejnej warstwy z tłucznia kamiennego między podkładami oraz ich regulacja w planie i w profilu podłużnym wraz z wykonaniem przechyłek i ramp przechyłkowych. W tym celu coraz większe zastosowanie, zarówno na odcinkach szlakowych oraz w węzłach rozjazdowych znajdują podbijarki torowe (wagony tramwajowe z urządzeniami do regulacji położenia torów w profilu podłużnym i poprzecznie do osi toru oraz do zagęszczania podsypki) o różnym stopniu zautomatyzowania i kontroli, ale w znaczny sposób zastępujące pracę zespołów ludzi z ręcznymi podbijakami. Podbijarki torowe zwiększają wydajność, jakość podbijania torów i eliminują szkodliwą dla zdrowia pracowników pracę podbijarkami ręcznymi (wibracje sprzętu). Końcowym etapem remontu lub budowy konstrukcji torowej podsypkowej jest wykonanie zasypki z tłucznia – uzupełnienie i wyrównanie podbudowy z tłucznia i ewentualna zabudowa toru.
Fot. 5 Nowe torowisko tramwajowe (rozjazdy) o konstrukcji podsypkowej w trakcie wyposażania w instalacje i urządzenia sterowania zwrotnicami
Podbudowa bezpodsypkowa. Głównym elementem odróżniającym konstrukcję torową podsypkową od konstrukcji podsypkowej jest zastosowanie w niej warstwy podbudowy zasadniczej w postaci płyty betonowej lub żelbetowej wykonywanej na budowie lub prefabrykowanej i związanej z nią systemami przytwierdzeń nawierzchni stalowej. Podbudowa bezpodsypkowa monolityczna. Warstwa podbudowy w postaci płyty monolitycznej realizowana może być za pomocą układarki (w deskowaniu ślizgowym) takiej jak używana do budowy nawierzchni drogowej betonowej lub w deskowaniu stałym. Mechanizacja wykonania podbudowy betonowej za pomocą układarki jest bardzo ograniczona w terenie miejskim – konieczność przygotowania nawierzchni technologicznej oraz odpowiednio szerokiego pasa terenu przy torowisku, co często nie jest możliwe z uwagi na przyległe zagospodarowanie. Ponadto w torowisku najczęściej występuje różnego rodzaju uzbrojenie terenu tj. studzienki, wywietrzniki kanalizacji lub zaprojektowane nowe elementy wyposażenia torowiska – urządzenia służące odwodnieniu, przewody elektryczne łączące elementy stalowe nawierzchni torowej oraz słupy trakcyjne i ewentualne zbrojenie wykonywanej podbudowy. Zatem zastosowanie układarki do nawierzchni betonowych powinno zostać poprzedzone szczegółowym projektem technologicznym, zawierającym instrukcję wykonawstwa w miejscach występowania nietypowego przekroju konstrukcyjnego, aby zapobiec wadom wykonawczym oraz wstrzymaniem betonowania (czas wiązania i działki robocze oraz ewentualne koszty wstrzymania prac). Metodę wykonania płyty betonowej za pomocą układarki można uznać za zasadną na odcinkach robót charakteryzujących się powtarzalnością przekroju i niewielką ilością kolizji podziemnych i naziemnych. W takich przypadkach możliwa jest realizacja nawet całego przekroju torowiska szlakowego np. o szer. 6-7 m, pod warunkiem odpowiedniego ukształtowania pochyleń poprzecznych dla uzyskania przechyłki oraz gdy podbudowa betonowa stanowi jednocześnie zabudowę toru pełniąc np. funkcję jezdni wspólnej z torowiskiem.
Fot. 6 Płyta betonowa (podbudowa z zabudową) wykonana za pomocą układarki do nawierzchni betonowych (widoczne szczeliny konstrukcyjne – równoległe do szyn oraz szczeliny skurczu – poprzeczne do szyn)
Podbudowa i zabudowa torowiska (wykonywane jednocześnie) realizowane jest najczęściej w deskowaniu stałym lub traconym w postaci krawężników, które stanowią element separacji konstrukcji torowiska od przyległej jezdni lub innego zagospodarowania terenu. Deskowanie stałe mimo, że bardziej pracochłonne pozwala na dokładniejsze przygotowanie odcinków roboczych przed betonowaniem i ogranicza w większym stopniu występowanie sytuacji nieprzewidzianych niż ma to miejsce podczas betonowania w deskowaniu ślizgowym.
Fot. 7 Deskowanie stałe z dyblami przygotowane do układania mieszanki betonowej i stabilizowane krawężnikami betonowymi
W każdej z metod betonowania płyt podbudowy i zabudowy torowej występują rozwiązania dedykowane dla przyjętego systemu mocowania nawierzchni torowej oraz typowe rozwiązania towarzyszące nawierzchniom betonowym drogowym, czyli szczeliny rozszerzenia, skurczu i konstrukcyjne oraz ewentualne dyblowanie płyt, gdzie to ostatnie bywa bardzo kłopotliwe mając na względzie dostępność w deskowaniu stałym montowane pod szynami.
Podbudowa bezpodsypkowa prefabrykowana wykonywana jest jako wspólny element z zabudową torowiska (nawierzchnią drogową). Wielkość elementów prefabrykowanych uzależniona jest od możliwości transportowych oraz miejsca wbudowania (~ 0,5×0,5 m ÷ 2,5×12 m w planie i grubości ~ 0,2 m ÷ 0,4 m). Płyty torowe prefabrykowane wykonywane są jako elementy żelbetowe lub sprężone, stąd nie ma możliwość ingerowania w ich przekrój, tj. wykonywania w dowolny sposób otworów lub cięcia prefabrykatu. Lokalizacja infrastruktury towarzyszącej musi być wcześniej rozpoznana i uwzględniona w planie rozmieszczenia płyt. W celu ograniczenia rozmiarów poprzecznych płyt w przekroju torowiska, wykonywane są jako elementy pod każdy tor osobno oraz jako elementy wypełniające przestrzeń miedzy płytami torowymi, co ułatwia układanie ich w łukach (ograniczenie szerokości szczelin miedzy płytami). Podbudowa tego typu przystosowana jest do montażu nawierzchni torowej w przeznaczonych do tego kanałach z mocowaniem za pomocą masy zalewowej, choć istnieją warianty płyt z przytwierdzeniem punktowym dla których gniazda są wykonywane w zakładach prefabrykacji. Płyty prefabrykowane układane są na podbudowie pomocniczej po wykonaniu wszystkich robót towarzyszących ulegających zakryciu np. rozwiązaniu kolizji z urządzeniami i sieciami podziemnymi. Ułożenie płyt ma duży wpływ na kolejny etap robót – ustawienie nawierzchni torowej w kanałach płyt prefabrykowanych, więc dokładność wykonania podbudowy z płyt musi być zbliżona do dokładności ustawienia toru. Dużym wyzwaniem jest przygotowanie warstwy wyrównawczej pod płytami prefabrykowanymi, która zapewni dokładność ich posadowienia i odpowiednią wytrzymałość oraz trwałość. Najczęściej stosowanymi materiałami na warstwę wyrównawczą są mieszanki betonowe o konsystencji półsuchej lub wilgotnej oraz mieszanki mineralno-asfaltowe. Lepszym rozwiązaniem są mieszanki betonowe z racji dokładniejszego formowania ich powierzchni – większego kontaktu z płytami prefabrykowanymi. Stosowane są także iniekcje spienionymi zaprawami cementowymi, pozwalające wypełnić dokładnie przestrzeń pod płytami. Płyty prefabrykowane posiadają ograniczenia w formowaniu ramp przechyłkowych, gdyż na tych odcinkach torów dwa toki szynowe nie są do siebie równoległe i występują załomy niwelet toków szynowych. Także kształtowanie powierzchni warstwy ścieralnej (zabudowy) jest ograniczone i zależy od układu wysokościowego toków szynowych. Górna powierzchnia płyt posiada z reguły pochylenia poprzeczne ułatwiające odprowadzenie wód powierzchniowych, ale nie jest to rozwiązanie uniwersalne i przed zastosowaniem ich należy przewidzieć efekt końcowy odwodnienia powierzchni zabudowy torowiska zwłaszcza, że najczęściej to wykonawca robót zamawia konkretne wyroby mogące różnić się w tym szczególe od zaprojektowanych rozwiązań. Gdy zastosowane zostaną nieodpowiednie pochylenia w poszczególnych płytach, mogą powstać zastoiny wody – powierzchnie bezodpływowe, co w przypadku podbudowy z płyt prefabrykowanych jest trudną do naprawienia wadą. Płyty prefabrykowane ułożone na warstwie wyrównawczej pracują jako oddzielne elementy niezespolone ze sobą ale obciążone wspólnie szynami na sprężystym podłożu – mocowaniem ze sprężystej masy, co ogranicza występowania klawiszowania od obciążenia pojazdami szynowymi, za to przy obciążeniu ruchem kołowym jest to możliwe. Wypełnienie szczelin między płytami wykonywane jest z materiałów zalecanych przez producenta danego systemu płyt prefabrykowanych. Zawsze połączenia płyt są uszczelniane przy ich górnych krawędziach w celu ograniczenia penetracji wody opadowej w podbudowę torów.
Fot. 8 Układanie płyt torowych prefabrykowanych (podbudowa i zabudowa) na warstwie wyrównawczej z betonu cementowego
Przytwierdzenie nawierzchni torowej do podbudowy monolitycznej za pomocą przytwierdzeń punktowych. Przekrój poprzeczny podbudowy betonowej torów związany jest ściśle z przyjętym systemem konstrukcji przytwierdzenia szyn do podbudowy. Najprostszym przypadkiem do realizacji jest przekrój prostokątny na którym przewidziano montaż nawierzchni torowej za pomocą wklejanych kotew stalowych oraz podlewu z mas żywicznych. Montaż nawierzchni stalowej wykonywany jest w kolejnym etapie po wykonaniu podbudowy, który może być rozpoczęty po osiągnięciu wytrzymałości betonu na ściskanie umożliwiającej technologiczne obciążenie podbudowy. Przy zastosowaniu betonów o szybkim przyroście wytrzymałość, rozpoczęcie ustawiania nawierzchni stalowej jest możliwe już po 3-4 dobach, wykonując ciągłą pielęgnację betonu. Szybkie rozpoczęcie montażu nawierzchni stalowej na świeżo wykonanej płycie betonowej lub żelbetowej wydatnie wpływa na optymalizację czasu robót. Sam proces montażu szyn w tej technologii jest dość złożony w porównaniu z innymi systemami, ale chętnie stosowany przez część wykonawców, a zwłaszcza w węzłach rozjazdowych z powodu łatwiej stabilizacji nawierzchni torowej na sztywnym podłożu (płycie betonowej), czego nie zapewnia część systemów mocowań szyn. Zasadnicze etapy wykonania przytwierdzeń u układania nawierzchni stalowej wyglądają następująco: ustawienie nawierzchni stalowej na podbudowie betonowej, spawanie i wstępna regulacja położenia w planie nawierzchni torowej w torach szlakowych (w rozjazdach od razu docelowa regulacja położenia), wykonanie kotew wklejanych do podbudowy mocujących docelowo szyny, stabilizacja montażowa nawierzchni stalowej za pomocą wklejonych kotew oraz prętów montażowych i klinów regulacyjnych ostateczne położenie w planie i w profilu podłużnym (tory szlakowe), wykonanie podlewu pod węzłami kotwiącymi lub pod całą nawierzchnią torową, dokręcenie śrub w węzłach kotwiących i na kotwach. Szczegóły rozwiązań w tej konstrukcji w różnych wariantach bardzo się od siebie różnią, ale nie wprowadzają zasadniczych zmian w technologii robót. Bardzo ważne jest dokładne wykonanie powierzchni płyty podbudowy betonowej, gdyż wiąże się to z małą tolerancję grubości podlewu podszynowego np. z żywicy poliuretanowej +/- 0,5 cm i jeszcze mniejszej tolerancji osiągnięcia zaprojektowanej niwelety powierzchni tocznej szyn.
Fot. 9 Elementy składowe węzła kotwiącego szynę na płycie monolitycznej podbudowy toru
Fot. 10 Podbudowa i nawierzchnia torowa – tory kotwione (przed wykonaniem podlewu z masy żywicznej)
Przytwierdzenie nawierzchni torowej za pomocą masy zalewowej mocującej do podbudowy w postaci płyt monolitycznych lub płyt prefabrykowanych. Mocowanie szyn w tym wydaniu jest prostsze w zasadzie wykonania od mocowania za pomocą węzłów kotwiących. W przygotowanych kanałach szynowych zlokalizowanych na wysokości zabudowy torowiska montowane są szyny (różnych typów) za pomocą mas żywicznych poliuretanowych lub o innym składzie. Czynności montażowe tego typu rozwiązania po wykonaniu podbudowy betonowej z kanałami szynowymi wyglądają następująco: oczyszczenie kanałów szynowych z zabrudzeń oraz pokrycie ich powierzchni powłoką gruntującą i sczepną (w razie niedokładności wykonania przekroju kanału – korekta w postaci warstwy wyrównawczej z zaprawy żywicznej lub mineralnej), ułożenie na dnie kanału szynowego podkładki sprężystej lub przyklejenie jej do dolnej powierzchni stopki szyny (możliwe jest niestosowanie podkładki sprężystej jeśli istnieje taki wymóg projektowy). W dalszej kolejności zostają osadzone szyny w kanałach za pomocą dźwigów lub koparek (wcześniej zespawane ze sobą w kilkudziesięciometrowe odcinki i opcjonalnie wypełnia się w nich komory szynowe wkładkami betonowymi lub z tworzywa sztucznego). Za pomocą podkładek regulacyjnych szyby są ustawiane na odpowiedniej wysokości, co jest operacją dość kłopotliwą w przypadku niedokładnego wykonania przekroju kanałów. Operacja regulacji wysokościowej szyn w kanale to: kontrola wysokości górnej powierzchni szyny, podnoszenie szyny i stosowanie podkładek regulacyjnych o odpowiedniej wysokości, opuszczenie szyny i ponowy pomiar kontrolny. W razie potrzeby czynność tą powtarza się ponownie aż do osiągnięcia pożądanej niwelety. Po wyregulowaniu położenia szyn w kanałach w pionie oraz w poziomie za pomocą klinów wbijanych między szyny (lub bloczki wypełniające komory szybowe) a krawędzie kanałów szynowych, tak ustabilizowane szyny zalewane są masą mocującą chemoutwardzalną, która już po kilku godzinach ma postać stałą, a po kilkunastu-kilkudziesięciu godzinach jest gotowa do obciążenia użytkowego. Technologia mocowania szyn w tym systemie jest dość łatwa do wykonania, gdyż roboty odbywają się na stabilnym podłożu, natomiast wymaga doświadczenia przy regulacji szyn. Ciągłe sprężyste mocowanie szyn stosowane jest zasadniczo na odcinkach szlakowych co upraszcza bardzo przygotowanie kanałów szynowych w podbudowie i zabudowie torowiska. Z tego powodu zastosowanie takiego rozwiązania w węzłach rozjazdowych było by utrudnione, zwłaszcza w konstrukcji prefabrykowanej, gdyż większość rozjazdów tramwajowych posiada unikalny układ geometryczny w planie, a prefabrykacja płyt podbudowy jest nieopłacalna dla jednostkowych rozwiązań. Ponadto skomplikowany układ kanałów szynowych w którym kształtowniki stalowe zostaną przytwierdzone za pomocą masy zalewowej, jest bardzo niewygodnym rozwiązaniem w technologii częściowych remontów nawierzchni torowej. Technologia wymiany nawierzchni torowej w konstrukcji mocowania masa zalewową na odcinkach szlakowych jest łatwa poprzez nacięcie krawędzi kanału szynowego i wyrwanie szyn za pomocą dźwigu lub innego sprzęty budowlanego, co w przypadku toru kotwionego jest to niemożliwe.
Fot. 11 Spawanie szyn i przyrządów wyrównawczych poza kanałami szynowymi z ułożonymi podkładkami sprężystymi w kanałach (pomarańczowe elementy)
Przytwierdzenie nawierzchni torowej w trakcie betonownia za pomocą okładzin. Kolejną konstrukcją z grupy ciągłych sprężystych przytwierdzeń jest rozwiązanie łączące 2 etapy budowy torów w jeden etap. Technologia wykonania tej konstrukcji jest najszybszą z prezentowanych technologii. Jest to konstrukcja wykonywana tylko w wersji monolitycznej płyty podbudowy, a przytwierdzenie nawierzchni torowej odbywa się poprzez otulenie okładzin szynowych mieszanką betonową podczas wykonywania jednej warstwy (podbudowy i zabudowy torowiska) lub w dwóch warstwach wykonywanych oddzielnie dla podbudowy i zabudowy torowiska (wg potrzeb wykonawcy). Czynności montażowe tego typu rozwiązania wyglądają następująco. Na przygotowanej warstwie pomocniczej z kruszywa ustawiane są szyny i łączone poprzez spawnie w odcinki kilkudziesięciometrowe, oczyszczane oraz oklejane okładzinami (profilami) elastomerowymi lub konglomeratami z użyciem materiałów z recyklingu. Szyny mogą zostać ułożone na montażowych bloczkach betonowych i połączone poprzeczkami oraz ustabilizowane bramkami montażowymi w celu osiągnięcia docelowego położenia nawierzchni torowej. Mogą też zostać zamontowane jedynie na bramkach montażowych, co zmniejsza rozstaw bramek. Bramki montażowe stosowane są dla każdego toru oddzielnie, co zapewnia łatwość i niezależność regulacji położenia każdego toru i zmniejsza zajętość terenu. Za pomocą śrub regulacyjnych w bramkach, toki szynowe ustawiane są w planie i wysokościowo w pożądanym położeniu. Po ostatecznym sprawdzeniu parametrów geometrycznych przygotowywanego odcinka, następuje układanie mieszanki betonowej w deskowaniu stałym lub traconym. Wszystkie elementy podbudowy betonowej monolitycznej przygotowuje się tak samo jak w przypadku podbudowy betonowej przygotowywanej pod konstrukcję nawierzchni kotwionej oraz dodatkowo formuje się górną powierzchnię warstwy ścieralnej. Po zabetonowaniu warstwy podbudowy (opcjonalnie także zabudowy) po kilku godzinach od rozpoczęcia twardnienia usuwane są bramki montażowe i w zależności od szybkości wiązania betonu możliwe jest obciążenie konstrukcji przez pojazdy szynowe. Konstrukcję ciągłego sprężystego mocowania i podparcia szyn w okładzinach stosuje się najczęściej na odcinkach szlakowych przy zastosowaniu zabudowy drogowej, która współpracuje z okładzinami przy przenoszeniu obciążeń od pojazdów szynowych. Zaletą tego rozwiązania jest łatwa technologia wymiany nawierzchni torowej poprzez nacięcie krawędzi zabudowy mocującej okładziny szynowe i wyciągnięcie ich razem z szynami. Ponowne przytwierdzenie szyn może odbywać się za pomocą okładzin i masy mocującej lub tylko masy mocującej.
Fot. 12 Ustawienie szyn z okładzinami za pomocą bramek montażowych do betonowania. Widoczna blacha trapezowa z markami – szczelina rozszerzenia płyty betonowej monolitycznej
Fot. 13 Szyny w okładzinach z płytą podbudowy przed zdemontowaniem bramek montażowych i wykonaniem zabudowy z betonu cementowego
Fot. 14 Wykonywanie zabudowy drogowej w torowisku z szynami mocowanymi za pomocą okładzin (ręczne wykończenie powierzchni zabudowy)
Przytwierdzenie nawierzchni torowej w trakcie betonownia za pomocą przytwierdzeń punktowych. To bardzo podobna konstrukcja pod względem technologii wykonania do opisanej wcześniej konstrukcji mocowania nawierzchni torowej za pomocą okładzin. Etapy wykonania tej konstrukcji są identyczne, a różnica widoczna jest jedynie w konstrukcji i przeznaczeniu tego typu konstrukcji. Elementami mocującymi szyny do podbudowy są węzły kotwiące (o różnej konstrukcji i właściwościach) z ciągłym lub punktowym podparciem szyny, ale zamontowane do szyn przed betonowaniem podbudowy, czyli jak w przypadku przytwierdzeń za pomocą okładzin. Po związaniu betonu w podbudowie nawierzchnia stalowa jest zamocowana w prawie identyczny sposób jak za pomocą kotew wklejanych, lecz czas jej wykonania jest o wiele szybszy, bo nie zawiera pracochłonnego etapu wykonywania węzłów kotwiących z kotwami wklejanymi. Boczne okładziny lub profile elastomerowe, którymi oklejane są szyny, w tej konstrukcji nie muszą spełniać zadania przytwierdzenia, więc można stosować tą konstrukcję bez zabudowy torowiska, z zabudową trawiastą lub tłuczniową, ale także zabudową drogową. W przypadku zabudowy drogowej utrudniony jest dostęp do wkrętów w węzłach kotwiących.
Fot. 15 Węzeł kotwiący (wkręt z dyblem „zatapianym” w mieszance betonowej) i profile gumowe na szynach przed betonowaniem
Fot. 16 Betonowanie szyn w profilach gumowych z oraz dybli w węzłach kotwiących (widoczne białe elementy)
Fot. 17 Torowisko po zdemontowaniu bramek montażowych przygotowane do zabudowy trawiastej z odwodnieniem wgłębnym między torami
Przytwierdzenie nawierzchni torowej w trakcie betonownia za pomocą szyn mocujących (prowadnic) i przytwierdzeń punktowych. Kolejnym rozwiązaniem polegającym na ustawianiu w pierwszej kolejności nawierzchni torowej, a po tej czynności wykonaniu podbudowy betonowej lub żelbetowej jest konstrukcja umożliwiająca regulację położenia przytwierdzeń punktowych w poziomie. Realizowane jest to za pomocą kształtowników o przekroju „C” (prowadnic) i śrub młotkowych klinujących się w kształtownikach po ich zamontowaniu. Szyny mocujące montowane są pod nawierzchnią torową w której oklejone są stopki szyn tworząc elastyczne podłoże jak w przypadku ciągłego przytwierdzenia (np. konstrukcja z okładzinami lub masą zalewową). Ewentualnie możliwe jest wykonanie okładzin bocznych kształtowników nawierzchni torowej, jeśli planowana jest zabudowa drogowa lub ze względu na ograniczenie hałasu i drgań jest to konieczne. Montaż szyn, rozjazdów i skrzyżowań torowych odbywa się na przygotowanej podbudowie pomocniczej z kruszywa oraz na bloczkach betonowych montażowych (traconych podczas betonowania podbudowy). Po dokonaniu kontroli położenia fragmentu układu torowego, ustabilizowanego między poszczególnymi tokami poprzeczkami torowymi, następuje betonowanie podbudowy do górnego poziomu kształtowników mocujących. Kształtowniki mocujące posiadają marki stalowe, dla prawidłowego zakotwienia w podbudowie betonowej. Śruby mocujące montażowo kształtowniki do nawierzchni stalowej podczas montażu, zmieniają funkcję po związaniu betonu w podbudowie i pozostają jako elementy węzła kotwiącego nawierzchnię torową do podbudowy. Bardzo istotnym elementem wykonania tej konstrukcji jest zabezpieczenie szczelin szyn mocujących przed trwałym zabrudzeniem, aby nie stały się bezużyteczne przy demontażu oraz montażu nawierzchni stalowej podczas kolejnego remontu. Podbudowa, jeśli nie jest planowane wykonanie szczelnej zabudowy toru, powinna posiadać odwodnienie powierzchniowe. Ruszt w postaci szyn mocujących znajduje głównie zastosowanie w węzłach rozjazdowych, gdzie zużycie nawierzchni torowej jest największe (żywotność od kilku do kilkunastu lat) i istnieje potrzeba przewidzenia konstrukcji, którą przy remoncie należy demontować w jak najmniejszym stopniu, a ta konstrukcja daje taką możliwość (remont tylko nawierzchni torowej). Ponadto szyny mocujące pozwalają na duży zakres przesunięć poprzecznych przytwierdzeń, dając w ten sposób możliwość zmian układu geometrycznego torów bez rozbiórki podbudowy. Zastosowania punktowych przytwierdzeń jako węzłów kotwiących przytwierdzonych na stałe w jednym miejscu, daje możliwości regulacji poprzecznej w granicach kilkunastu milimetrów.
Fot. 18 Rozjazd tramwajowy podczas montażu prowadnic, przytwierdzeń oraz okładzin profili stalowych z granulatu gumowego na stopkach szyn
Fot. 19 Rozjazd tramwajowy po zabetonowaniu wraz z przytwierdzeniami na prowadnicach
Rozjazdy wymagają oddzielnego omówienia, gdyż złożoność robót przy ich wbudowywaniu i uruchamianiu jest dużo większa niż przy wbudowywaniu nawierzchni torowej w torach szlakowych. Wbudowywane są obecnie głównie dwa rodzaje konstrukcji: podsypkowej – na podkładach i podrozjazdnicach drewnianych lub betonowych (istnieją też podkłady z tworzywa sztucznego), bezpodsypkowej – na płycie monolitycznej przytwierdzane kotwami wklejanymi oraz rzadziej za pomocą prowadnic stalowych. W konstrukcji podsypkowej, wykonanie kompletnej konstrukcji w rozjazdach jest dużo szybsze i łatwiejsze, ale podbudowa nie jest tak odporna na deformację jak w konstrukcji bezpodsypkowej i wymaga większych nakładów utrzymaniowych. Każdy rozjazd posiada w zwrotnicy napęd ręczny lub elektryczny. Napędy i zwrotnice wymagają odwodnienia, kabli zasilających i sterujących napędem, detektorów zajętości rozjazdu, instalacji ogrzewania w celu zapobieganiu zamarzania, ewentualnie przewodów rozprowadzających środki smarne i smarownic torowych. Każdy z tych elementów musi zostać umieszczony w odpowiedniej fazie budowy konstrukcji rozjazdu. Ponadto wszelkie przewody powinny być umieszczane w rurach ochronnych zabezpieczających je w fazie budowy, a w trakcie eksploatacji dające możliwość ich wymiany. Montaż nawierzchni stalowej odbywa się na podkładach lub podbudowie betonowej przez łącznie ze sobą, podzielonego na części w zakładzie produkcyjnym, rozjazdu lub skrzyżowania. Elementy rozjazdów dzielone są podczas produkcji na jak największe elementy, ale możliwe do przetransportowania na teren budowy i bezpiecznego zmontowania. W przypadku planowanych krótkich wyłączeń ruchu tramwajowego lub kołowego dokonuje się próbnego montażu przy miejscu wbudowania oraz sprawdzenia geometrycznego, aby podczas rozpoczęcia wbudowywania wykluczyć błędy produkcji nawierzchni stalowej lub je wcześniej wykryć. Docelowo elementy rozjazdów i skrzyżowań spawane są ze sobą metodą termitową, a w miejscach technologicznie niedostępnych (brak miejsca na zamontowanie formy i przygotowanie złączy) elektrycznie. Po wbudowaniu nawierzchni torowej, montażu urządzeń towarzyszących oraz wykonaniu zabudowy zostaje wykonany przegląd wszystkich elementów i jazdy próbne po rozjazdach tramwajami w celu wykluczenia nieprawidłowego działania podczas eksploatacji, zwłaszcza urządzeń bezpieczeństwa i sterowania ruchem – napędy zwrotnic oraz sygnalizacja świetlna.
Fot. 20 Elementy smarownicy torowej (widoczne otwory smarujące w szynach-białe punkty) przed zabetonowaniem warstwy podbudowy
Zabudowa torowiska. Rodzaj zabudowy torowiska zależy od przewidzianej dla niej funkcji. w przypadku zabudowy niedrogowej najprostszym rozwiązaniem jest wykonanie jej jako warstwy tłucznia o grubości wg preferencji inwestora, metodą taką jak podbudowę podsypkową lub z użyciem wagonów ze zsypami i ręcznym wyrównywaniem warstwy. Zabudowa trawiasta. Szczegółowe rozwiązanie tej konstrukcji zależne jest od całej konstrukcji torowiska, ale najczęściej wykonywane jest na podbudowie bezpodsypkowej w następujący sposób: rozłożenie warstwy geowłókniny na podbudowie (spełniającej zadanie separacji między zabudową, która ma za zadanie ograniczenia zanieczyszczenia odwodnienia wgłębnego drobnymi cząstkami) i przytwierdzenie do szyn poprzez przyklejenie lub przyciśnięcie wkładkami do komór łubkowych w komorach szynowych, ułożenie warstwy gruntu z dużą zawartości części organicznych na warstwie geowłókniny. W dalszej kolejności następuje zasianie trawy lub innej roślinności spełniającej wymagania estetyczne i trwałej na warunki panujące w torowisku. Podczas wykonywania podbudowy i nawierzchni torowej wykonywane są opcjonalnie urządzenia nawadniania roślinności w torowisku składające się z sieci wodociągowej oraz zraszaczy. Podbudowa torowiska dla potrzeb zabudowy trawiastej jest wykonywana z elementami odwodnienia powierzchni torowiska (otwory w płycie podbudowy, pochylenie płyty podbudowy, szczeliny pod szynami, odwodnienie wgłębne) w celu ograniczenia stagnacji wody opadowej w konstrukcji torowiska. Warstwa gruntu organicznego układana jest w torowisku za pomocą koparek i ładowarek, a ostateczne formowanie odbywa się ręczenie, aby uniknąć uszkodzenia przytwierdzeń nawierzchni torowej. Ostatnim ważnym etapem jest zadbanie o odpowiednie nawodnienie wschodzącej roślinności.
Fot. 21 Konstrukcja torowiska przygotowana do wykonania zabudowy trawiastej (widoczna warstwa filtracyjna na płycie podbudowy, a na dalszym planie już wykonana zabudowa trawiasta)
Fot. 22 Trawiasta zabudowa torowiska
Zabudowa drogowa. Najbardziej narażonym elementem na warunki atmosferyczne oraz obciążenia dynamiczne jest zabudowa torowiska z przeznaczeniem dla ruchu kołowego, zatem jej wykonanie powinno przebiegać w sposób szczególnie przemyślany pod względem zgodności z dokumentacją projektową, warunkami organizacji ruchu oraz budowy, a także w odpowiednich warunkach pogodowych. Wyjątek stanowi tu konstrukcja torowiska z użyciem płyt prefabrykowanych, których zabudowa jest zespolona z elementem podbudowy, a użyty do jej produkcji beton klasy np. C40/50 w warunkach prefabrykacji daje dużą gwarancję cech mechanicznych (wytrzymałość na ściskanie, ścieralność, udarność) oraz na czynniki pogodowe (nasiąkliwość, mrozoodporność). Przy zastosowaniu takiego rozwiązania, czynniki atmosferyczne podczas prowadzania robót nie mają wpływu na jakość nawierzchni, ale wrażliwość konstrukcji prefabrykowanej przenosi się na etap realizacji podbudowy. Elementy wykończeniowe takie jak uszczelnienie połączeń płyt prefabrykowanych lub ich wypełnienie wymaga już odpowiedniej temperatury, braku opadów oraz wilgotności powierzchni prefabrykatów.
Kolejnym typem konstrukcji zabudowy są warstwy z mieszanek mineralno-asfaltowych (MMA). Łatwość formowania i mała podatność na błędy wykonawcze to główne powody najczęstszego stosowania betonu asfaltowego oraz asfaltu lanego. Mieszanki mineralno-asfaltowe układane są warstwami tak samo jak w konstrukcjach jezdni poza torowiskiem. Zagęszczanie odbywa się przy pomocy małych walców i zagęszczarek płytowych oraz ręczenie, co często bywa nieskuteczne, zwłaszcza w rozjazdach, gdzie miejsca styczności toków szynowych (łuków i prostych) tworzą wąskie szczeliny trudne do prawidłowego zagęszczania. Niewielkie powierzchnie i małe objętości MMA w rozjazdach oraz styczność z nawierzchnią stalową skracają czas technologiczny układania i zagęszczania warstw z powodu szybszego wychłodzenia materiału. Także obecność elementów wyposażenia torów i rozjazdów, takich jak przytwierdzenia punktowe, przewody elektryczne, skrzynki odwodnieniowe, detektory instalacji sygnalizacji, poprzeczki torowe wpływają negatywnie na prawidłowe wykonanie nawierzchni bitumicznych. Po wykonaniu warstwy ścieralnej, wykonywane jest uszczelnienie z mas zalewowych między szynami, a warstwami z MMA w specjalnie przygotowanych szczelinach (fazowanych, wyczyszczonych i pokrytych powłoką sczepną). Uszczelnienie jest elementem najbardziej newralgicznym, które przy nieprzestrzeganiu temperatury wykonania, wilgotności oraz czystości uszczelnianych powierzchni zostają często wykonane nieprawidłowo i już po kilku miesiącach widoczne jest ich uszkodzenie skutkujące penetracją wody do podbudowy wraz zanieczyszczeniami powodując dalsze uszkodzenia konstrukcji. Praktykowane są także rozwiązania mieszane, np. pierwsza warstwa zabudowy torów o grubości kilkunastu centymetrów z betonu cementowego oraz kolejna kilkucentymetrowa z asfaltu lanego – warstwa ścieralna. Czas potrzebny na prawidłowe związanie pierwszej warstwy (beton cementowy) oraz wyschniecie przed ułożeniem warstwy z asfaltu lanego wynosi ponad kilkanaście dni, co z uwagi na napięte harmonogramy robót sprawia, że często nie jest możliwe prawidłowe wykonanie tej zabudowy. Ponadto stosowanie środków pielęgnacyjnych do betonu cementowego nie zapewnia dobrego połączenia warstw. Wadą zabudów z mieszanek mineralno-asfaltowych jest ich deformacja pionowa i pozioma po uszkodzeniu uszczelnienia przyszynowego lub wykruszenia przy nawierzchni torowej z braku oporu bocznego dla MMA. Zaletą tego typu zabudowy jest szybkość wykonania i możliwość użytkowania po kilku lub kilkunastu godzinach od wykonania warstwy ścieralnej.
Fot. 23 Warstwa ścieralna z asfaltu lanego na betonowej warstwie zabudowy torowiska (widoczna nacięta szczelina skurczu)
Fot. 24 Zabudowa torowiska w postaci płyty z betonu cementowego i asfaltu lanego (uszkodzenia po 3 latach intensywnego obciążenia autobusowego)
Bardziej trwałym rozwiązaniem są zabudowy torowisk z betonu cementowego wykonywane wspólnie z podbudową (jako jedna warstwa technologiczna) lub oddzielna warstwa wykonywana na warstwie podbudowy. Układanie mieszanki betonowej odbywa się z pomp lub betoniarek, a zagęszczenie za pomocą wibratorów wgłębnych oraz łat wibracyjnych prowadzonych po nawierzchni torowej. Nie występuje tu problem trudności z zagęszczaniem nawet w trudniej dostępnych miejscach. Doświadczenia za to wymaga profilowanie i fakturowanie powierzchni zabudowy. Do zabudowy drogowej używane są najczęściej betony klasy C30/37 lub C35/45 o konsystencji gęsto-plastycznej więc przy ręcznym wykonywaniu warstwy jest na tą czynność bardzo mało czasu zwłaszcza, gdy transport mieszanki betonowej w warunkach miejskich często się wydłuża. Zabudowa betonowa wymaga wykonania pielęgnacji zaraz po jej ułożeniu, nacięcia szczelin rozszerzenia, po kilku lub kilkunastu godzinach oraz ogrodzenia wykonanej działki roboczej przed przypadkowym jej uszkodzeniem przez zbyt wczesne obciążenie. Stosowanie betonów szybkowiążących może przyśpieszyć cały proces wykonania tej warstwy, ale należy przewidzieć większą wrażliwość, na uszkodzenia skurczowe, co w połączeniu ze zmiennymi przekrojami w rozjazdach nie jest łatwe. Częstym problemem jest wykonywanie szczelin rozszerzenia niepokrywających się w planie ze szczelinami wykonanymi w warstwie podbudowy, co bywa źródłem niekontrolowanych pęknięć zabudowy i powstawania krzywoliniowych nieszczelność trudnych do naprawienia. Idzie za tym nieestetyczny wygląd zapraw naprawczych na jednolitej barwie i fakturze betonowej warstwy ścieralnej. Zabudowy z betonu cementowego wykonywane na warstwach podbudowy z betonu cementowego mogą wymagać tradycyjnego zbrojenia stalowego co utrudnia wykonanie tej warstwy, ale najczęściej stosowane jest zbrojenie rozproszone z tworzywa sztucznego dozowane przez producenta mieszanki betonowej.
Zabudowa z kostki kamiennej jest co raz częściej spotykana w rewitalizowanych częściach miast o charakterze zabytkowym, ale występuje także w miejscach o dużym natężeniu ruchu komunikacji miejskiej. Oprócz estetycznego wyglądu ten rodzaj nawierzchni drogowej powinien mieć odpowiednią trwałość zwłaszcza, że jest to najdroższa z zabudów torowisk. Najlepszym podłożem pod tą konstrukcję jest podbudowa bezpodsypkowa. Kostka kamienna z różnych skał używanych w drogownictwie, o różnych wymiarach i fakturze powierzchni jest odpowiednim materiałem do wykonania nawierzchni. Im większe obciążenie kołowe tym lepiej spełnia swoje zadanie większa kostka np. 15x15x15 cm i większa, dla ruchu autobusowego. Najczęściej używaną jest kostka o wymiarach około 11×11 cm z uwagi na dostępność, zwłaszcza z ramach rozbiórek istniejących nawierzchni drogowych. Kostka o mniejszych wymiarach jest rozwiązaniem podatnym na szybkie uszkodzenia mechaniczne. Najtrwalszym sposobem mocowania kostki kamiennej są w tym przypadku systemowe zestawy materiałów do mocowania kostki lub płyt kamiennych, które zapewniają współpracę wszystkich elementów zabudowy, co ma znaczenie także w gwarancji udzielanej na wykonane roboty i materiały. Wykonanie zabudowy z kostki kamiennej przy użyciu zestawu systemowego przytwierdzenia przebiega w następujący sposób: pokrycie podbudowy betonowej warstwą sczepną po wcześniejszym jej oczyszczeniu, ułożenie warstwy zaprawy mocującej kostkę o wytrzymałości na ściskanie około 40-50 MPa i grubości zależnej od wysokości podbudowy i wysokości używanej kostki kamiennej, ułożenie na zaprawie kostki kamiennej pokrytej warstwą sczepną, wykonanie spoinowania kostki za pomocą płynnej zaprawy mineralnej. Górna powierzchnia kostki kamiennej przed spoinowaniem powinna zostać zabezpieczona preparatem antyadhezyjnym lub opóźniającym wiązanie w celu zminimalizowania zabrudzenia nawierzchni z kostki, bowiem często jej szorstka powierzchnia (kostka łamana i łupana) uniemożliwia jej wyczyszczenie. Przed ułożeniem kostki mocowane są elementy wypełnienia komór szynowych w postaci bloczków betonowych lub gumowych. Nawierzchnia torowa wraz z wypełnionymi komorami szynowymi jako element przemieszczający się pionowo i poziomo pod obciążeniem taborem szynowym, powinna zostać odseparowana od sztywnej zabudowy toru poprzez wykonanie otuliny z masy zalewowej wykonanej po ułożeniu i spoinowaniu kostki kamiennej. Zastosowanie zapraw mineralnych i warstw sczepnych mrozoodpornych oraz odpornych na działanie środków odladzających, jest tu kluczowym wymaganiem zważywszy na zaleganie wód opadowych na nierównej nawierzchni. Często stosowane zasypki i podsypki cementowo-piaskowe o nieznanych bliżej proporcjach tych materiałów oraz inne zaprawy nieprzeznaczone do warunków drogowych pozwalają na sprawienie dobrego wrażenia solidnego mocowania kostki, ale ulegają uszkodzeniu już w okresie gwarancji, a nawierzchnia drogowa, zwłaszcza tak droga powinna służyć dużo dłużej. Wykonanie zabudowy torowiska powinno być realizowane w całkowitym zamknięciu ruchu tramwajowego i samochodowego w celu ograniczenia wibracji mających wpływ jakość konstrukcji, pośpiech oraz bezpieczeństwo pracy. Szczelność zabudowy torowiska ma tu ogromne znaczenie, gdyż przez każdą nieszczelność nawierzchni wody opadowe dostają się pod warstwę z kostki kamiennej i zatrzymują na warstwie podbudowy z betonu cementowego, czyli w strefie przemarzania (kilkanaście centymetrów pod górną powierzchnią zabudowy). Bardzo rzadko stosuje się do zabudowy torowiska kostkę betonową, a głównie na konstrukcji podsypkowej, która jest w stanie odebrać wodę ze szczelin między kostkami do podbudowy. Kostka betonowa układana jest bez spoiny, ale nie zapewnia to szczelności tej zabudowy. Istnieje jeszcze wiele zabudów torowisk, ale w tym artykule przedstawiono najpowszechniej stosowane w Polsce w okresie ostatnich kilku lat.
Fot. 25 Zabudowa torów i jezdni z kostki kamiennej ze skrzynkami odwadniającymi zabudowę torowiska i rowki szyn
Fot. 26 Uszkodzona zabudowa z kostki kamiennej przez zgarniacz tramwaju (roboty prowadzone podczas ruchu liniowego tramwajów)
Wibroizolacja. W zależności od lokalnych potrzeb ochrony środowiska, coraz częściej stosowane są elementy izolujące lub rozpraszające energię przenoszoną w postaci dźwięku lub drgań wywołanych przez kontakt stalowych kół z szynami. Pierwszym skutecznym rozwiązaniem izolowaniem nawierzchni stalowej jest stosowanie ciągłego sprężystego mocowania szyn (konstrukcję i technologię robót opisano powyżej). Brak elementów o dużej sztywności między nawierzchnią szynową, a podbudową w tej konstrukcji powoduje wyraźne ograniczenie przenoszenia drgań do podbudowy i dalej do przyległo otoczenia. Kolejnym rozwiązaniem (stosowanym niezależnie lub jednocześnie z ciągłym sprężystym przytwierdzeniem lub podparciem szyn) ograniczającym przenoszenie drgań jest stosowanie mat wibroizolacyjnych gumowych, poliuretanowych, ze ścieru gumowego spajanego żywicą i innych. Stosowanie ich wynika, z analizy hałasu i drgań dla konkretnych przypadków, np. przy położeniu trasy tramwajowej przy obiektach zabytkowych, filharmonii, szpitalu. Bardzo często maty wibroizolacyjne stosowane są „profilaktycznie” bezpośrednio w konstrukcji torowiska separując je w przekroju poprzecznym z 3 stron (od dołu i po bokach konstrukcji) i lokalizowane są najczęściej na krawędziach płyty podbudowy bezpodsypkowej lub pod podsypką w konstrukcji podsypkowej z uwagi na łatwość wykonania przy okazji robót torowych.
Fot. 27 Mata wibroizolacyjna przygotowana do wykonania na niej betonowej płyty podbudowy torowiska
Powiązania inżynieryjne – uzbrojenie podziemne i obiekty
Koordynacja międzybranżowa robót w ulicach i na obiektach stanowi bardzo duże wyzwanie koordynacyjne, zarówno dla wykonawców jak i zarządców infrastruktury. Remonty torowisk tramwajowych zasadniczo nie powodują konieczności przebudowy urządzeń innych branż, ale zmiany geometryczne w planie (np. przebudowa w granicach pasa drogowego lub poza nim) pociągają ze sobą często duże zmiany urządzeń podziemnych oraz naziemnych. Przykładem tego może być przebudowa torowiska tramwajowego w Al. Jana Pawła II w Warszawie zrealizowana przez konsorcjum firm BALZOLA Polska Sp. z o.o., BALZOLA oraz Taumer Sp. z o.o. w roku 2016. Odcinek torowiska dwutorowego o długości 0,8 km przebudowany został z niewielkimi zmianami geometrycznymi. Podział kosztów na branże wyglądał następująco: torowisko i sieć trakcyjna wyniósł około 40%, pozostałe branże około 60% (w tym rozwiązanie kolizji podziemnych i naziemnych). Natomiast w ramach przebudowy ul. Wołoskiej w Warszawie w roku 2015 zrealizowanych przez konsorcjum firm BALZOLA Polska Sp. z o.o. i BALZOLA podział kosztów na branże wyglądał następująco: torowisko i sieć trakcyjna wyniósł około 35%, roboty drogowe poza torowiskiem około 35%, pozostałe branże około 30% (w tym rozwiązanie kolizji podziemnych i naziemnych). Skala kosztów robót dodatkowych ukazuje, iż zadanie podstawowe jakim jest przebudowa lub budowa torowiska to tylko część problemów inżynierskich na budowie, pozostałe należy sprawnie rozwiązać, aby dotrzymać terminu realizacji. Dodatkowe niespodzianki czekają na wykonawcę po wykonaniu rozbiórki istniejących konstrukcji, zwłaszcza obszarów z bogatą przeszłością historyczną. Nawet jeżeli podziemne przeszkody nie okażą się obiektami zabytkowymi lub urządzeniami lub sieciami w innym przebiegu niż na mapie zasadniczej, to często ich gabaryty wymagają dużych nakładów pracy i czasu na ich usunięcie – np. fundamenty budynków nieistniejących budynków znajdujących się przy węższych niegdyś ulicach.
Fot. 28 Odkryty podczas robót ziemnych w „śladzie” torowiska schron bojowy typu Ringstand z czasów II wojny światowej
Niejednokrotnie zaprojektowane obiekty podziemne o nienormatywnych odległościach między nimi oraz gabarytach, podczas realizacji robót stają się niemożliwe do wykonania, gdyż uwidaczniają się kolejne obiekty, których brakuje treści map i w projekcie. Wtedy pozostaje projektowanie „na kolanie”, aby nie wstrzymywać na zbyt długo robót. Zdarzają się często przypadki, gdy urządzenia podziemne dla których kolizjami jest ulica, a w tym torowisko tramwajowe muszą być przebudowywane w wykopie otwartym, natomiast liniowy ruchu tramwajowy nie możne być ograniczony. Wtedy to zarządca infrastruktury tramwajowej narzuca wykonanie tymczasowej konstrukcji torowiska umożliwiającej prowadzenie robót pod czynnymi torami tramwajowymi.
Fot. 29 Renowacja przewodu wodociągowego pod czynnymi torami tramwajowymi z konstrukcją odciążającą torów
Innego rodzaju powiązaniem międzybranżowym jest realizacja konstrukcji torowiska na obiektach inżynierskich istniejących lub nowych. Zasadniczo jedynym powiązaniem w takich przypadkach jest kontakt konstrukcji torowej z konstrukcją obiektu, ale i to rodzi wiele problemów, które trzeba rozwiązywać na bieżąco. Przykładem może być obiekt tramwajowy mostu Marii Skłodowskiej-Curie, oddany do użytkowania w roku 2012, gdzie głównym problem wykonawczym w branży torowej było zrealizowanie zaprojektowanej niwelety oraz rozwiązanie dylatacji nawierzchni torowej znajdującej się końcach mostu o długości 795 m (konstrukcja zespolona). Różne metody montażu mostu spowodowały odchyłki od zaprojektowanej niwelety, którą należało skorygować (dopasować) do profilu podłużnego konstrukcji niosącej. Żelbetowe monolityczne płyty torowe wraz z nawierzchnią torową o długości 20 m, szer. 6,5 m i ciężarze ponad 100 t wykonywane były na podstawie korygowanej na bieżąco niwelety uwzględniającej niedokładność wykonania konstrukcji niosącej oraz przemieszenia konstrukcji z uwagi na przybywające obciążenie wraz z postępem robót torowych – ciężką konstrukcję torową.
Fot. 30 Po lewej – deformacja mostu tramwajowego – konieczna korekta niwelety torów. Po prawej – most drogowy
Nietypowe konstrukcje torowisk tramwajowych i infrastruktury towarzyszącej można spotkać coraz częściej na sieciach torowisk tramwajowych całej Polski. Dla spełnienia potrzeb użytkowych i estetycznych biura projektowe oraz wykonawcy chętniej realizują oczekiwania zamawiających, którzy także śmiało wychodzą poza typowe rozwiania, aby w pełni wykorzystać potencjał komunikacji tramwajowej. Poniżej przedstawiono kilka przykładów nietypowych rozwiązań funkcjonujących i spełniających dobrze swoje zadania. Przykłady nietypowych lub rzadkich rozwiązań przedstawiono na poniższych fotografiach.
Fot. 31 Przejściowy odcinek dwutorowy pełniący rolę odcinka jednotorowego między mijankami bez użycia zwrotnic (ograniczenia hałasu i zwiększenie trwałości torów)
Fot. 32 Tymczasowy rozjazd nakładkowy umożliwiający prowadzenie ruchu wahadłowego na wybranym odcinku bez konieczności używania pętli
Fot. 33 Dylatacja mostowa. Przyrząd wyrównawczy torowy umożliwiający przemieszczenie w nieciągłości toków szynowych o wartości około 600 mm (długość mostu między dylatacjami 795 m). Zastosowane niesymetryczne przyrządy wyrównawcze w tokach jednego toru w celu zachowania prowadzenia zestawu kołowego za pomocą jednej szyny w miejscu nieciągłości przyległej szyny.
inż. Grzegorz Dąbrowski
Civil Transport Designers s.c.
Członek Mazowieckiej OIIB
Zdjęcia autora
