Út - és vasútépítés II. (Vasútépítéstan.)

A közlekedés - és ezen belül a vasúti közlekedés - a gazdasági életben alapvetően fontos szerepet tölt be. Ez a szerep fejlettebb társadalmakban még fokozottabb jelentőségű, minthogy a termelőmunka és a társadalmi munkamegosztás növekedésével a közlekedés a gazdasági élet szükségszerű és nélkülözhetetlen részévé válik. A vasúti közlekedés - mint a szárazföldi közlekedés egyik ágazata - személyeknek és áruknak olyan szabályszerűen ismétlődő, tömeges helyváltoztatása, amely a vasút sajátos műszaki eszközeinek (pálya, jármű, mozgatóerő) igénybevételével, a termelő munka révén valósul meg. A vasúti közlekedés megjelenése forradalmi változást jelentett a korábbi szárazföldi közlekedésben, a pálya-jármű kapcsolatában. A sínpálya és a mozgatóerővel rendelkező gőzmozdony (Stephenson, 1814) találkozása megsokszorozta azokat az előnyöket, amelyekkel a sínpálya és j a gőzgép külön-külön rendelkezett. A vasút esetében az acél sínpályán gördül az acél járműkerék, aminek következtében - az egyéb, kerekeken I gördülő szárazföldi közlekedéshez képest - sokszorosan nagyobb felületi nyomások engedhetők meg, lényegesen lecsökkent értékű fajlagos menetellenállás mellett. Vissza TARTALOM 1. Bevezetés....................................................................................................7 2. ALAPFOGALMAK..........................................................................................10 2.1. Pálya alapfogalmak......................................................10 2.2. Jármű alapfogalmak........................................................15 3. KÖZLEKEDÉSDINAMIKAI ISMERETEK....................................................19 3.1. Az ellenállások....................................................................................19 3.1.1. A menetellenállás..................................................................20 3.1.2. Gyakorlati menetellenállási képletek................................24 3.1.3. Az ívellenállás........................................................................26 3.1.4. Az emelkedési ellenállás ....................................................27 3.1.5. A kitérőellenállás...................................28 3.1.6. Belső ellenállások.............................................28 3.1.7. Gépezeti ellenállás................................................................28 3.1.8. Gyorsítási ellenállás és a tömegtényező........................29 3.2. A vonóerő..............................................................................................30 3.3. Gyakorlati példák a közlekedésdinamikai ismeretek felhasználására ..........................33 3.3.1. A mértékadó emelkedő meghatározása............................33 3.3.2. A fajlagos gyorsítóerő ........................................................34 3.3.3. A vontatási munka................................................................35 3.3.4. A pálya virtuális hossza......................................................35 3.3.5. A fékút......................................................................................36 4. KÖZLEKEDÉS KINEMATIKAI ISMERETEK..............................................39 4.1. A pálya vektoregyenlete és a mozgás kinematikai jellemzői...............39 4.2. íves vasúti vágányok túlemelése......................................................41 4.2.1. A köríves vasúti vágány kialakítása.....................41 4.2.2. A túlemelés átmenet....................................................30 4.2.3. Túlemelés átmenet számítása egyenes és körív között 51 4.3. Az átmeneti ív ....................................................................................53 4.3.1. Görbületátmeneti geometriák......................................54 4.3.2. Az átmeneti ívek kitűzési képletei......................54 4.3.2.1. A klotoid átmeneti ív kitűzési képletei..........56 4.3.2.2. A koszinusz átmeneti ív kitűzési képletei... 57 4.3.3. Az átmeneti ív hosszának megállapítása..........................59 4.4. Gyakorlati példák a közlekedéskinematikai ismeretek felhasználására......................60 4.4.1. Az átmeneti ív elhagyásának vizsgálata..........................60 4.4.2. A megengedhető legnagyobb sebesség meghatározása nem túlemelt, átmeneti ív-nélküli körívben....................61 4.4.3. A megengedhető legkisebb körívsugár vizsgálata átmeneti íves körívnél..............62 4.4.4. A megengedhető legnagyobb sebesség meghatározása átmeneti ives köriv esetén............................................63 4.4.5. A függőleges lejttöréseket lekerekítő körívsugár meghatározása....................63 ÍVEK KITŰZÉSE.....................................................66 5.1. Műpontok kitűzése..............................................................................55 5.1.1. Átmenetiív-nélküli körív főpontjainak kitűzése......66 5.1.2. Átmenetiíves körív főpontjainak kitűzése........................68 5.2. Ívrészletpontok kitűzése.............................................................70 5.2.1. A részletpontok távolsága....................................................70 5.2.2. Körív részletpontjainak kitűzése ....................................71 5.2.2.1. Körív részletpontok kitűzése kerületi szögekkel .................................71 5.2.2.2. Körív részletpontok kitűzése derékszögű koordinátákkal, kerek Ívhosszak esetén ............74 5.2.2.3. Körív részletpontok kitűzése derékszögű koordinátákkal, kerek abszcisszák esetén ..............75 5.2.2.4. Részletpontok kitűzése húrról..........................75 5.2.2.5. Részletpontok kitűzése sokszögeléssel......76 5.2.3. Átmeneti iv részletpontjainak kitűzése ............................77 5.2.3.1. Átmeneti iv részletpontjainak kitűzése derékszögű koordinátákkal...................78 5.2.3.2. Átmeneti iv részletpontjainak kitűzése kerületi szögekkel .....................................78 5.3. Kosáriv főpont kitűzése......................................................................79 5.4. Inflexiós elleniv főpontkitüzése........................................................81 5.5. Főpontkitüzés hozzáférhetetlen sarokpont esetén........................83 5.6. Függőleges siku lekerekítő körivek kitűzése ..............................84 Ívek szabályozása................................................................................85 6.1. Az érintőszög eljárás..........................................................................85 6.2. A kéthuros ivkiigazitási eljárás......................................................88 7. VASÚTVONALAK NYOMOZÁSA ÉS NYOMJELZÉSE..............90 7.1. Általános vonalvezetési elvek......................90 .7.2. Az állomások elhelyezése ........................94 7.3. A semleges vonal.................................96 7.3.1. A semleges vonal nyomozása a térképen...........98 7.3.2. A semleges vonal kitűzése a terepen..............100 7.4. Az állomások közötti nyíltvonal nyomozása ...............101 7.4.1. Hegyvidéki vasutak nyomozása.....................104 7.4.2. Dombvidéki vasutak nyomozása....................104 7.4.3. Síkvidéki vasutak nyomozása......................104 7.5. Vasútvonalak nyomozása, tervezése és kitűzése...........105 7.5.1. A terepfelvétel elkészítése........................105 7.5.2. A pályatengely befektetése........................108 7.5.3. A pálya nyomjelzése..............................109 8. A VASÚTI VÁGÁNY SZERKEZETE...........................110 8.1. A sin ..................................................110 8.1.1. A sin alakja.....................................114 8.1.2. Hazai sínrendszerek..............................114 8.1.3. A sin anyaga és gyártása.........................115 8.1.4. A sínek hossza..................................116 8.1.5. A sínek elhasználódása ...........................117 8.2. Az aljak................................................119 8.2.1. A faaljak........................................121 8.2.2. A betonaljak.....................................123 8.2.3. A vasaljak.......................................124 8.3. A sínleerősítések.....................................127 8.3.1. A sínleerősítésre ható igénybevételek és a sínleerősítés elforgási ellenállása ........................128 8.3.2. A sínleerősítések csoportosítása..................130 8.3.3. Az Államvasutak mellékvonali közvetlen sínleerősítése .............................................135 8.3.4. Az Államvasutak fővonali sínleerősítése.............140 8.3.5. Rugalmas sínleerősítések..........................144 8.4. A hevederkötések ........................................144 8.5. A sínhegesztések ........................................145 8.5.1. A villamos ellenállás hegesztés.....................145 8.5.2. Az aluminotermikus sínhegesztések.................145 8.5.3. A kézi villamos ívhegesztés .......................146 8.5.4. A sajtoló lánghegesztés............................147 8.5.5. Az autogén hegesztés ..............................147 8.5.6. Az egyes sínhegesztés! eljárások összehasonlítása...147 8.6. Hidak különleges felépítményi szerkezetei....................................148 8.6.1. Ágyazat átvezetés nélküli hidak sínleerősítése..............149 8.6.2. Dilatációs sínillesztések........................... 157 8.6.3. A híd dilatálásának biztosítása..................... 153 8.6.4. Terelőberendezések............................... 159 8.6.5. Közúti villamosvasúti pálya átvezetése hidakon...... 161 8.7. Egyéb különleges felépítményi szerkezetek................. 163 8.7.1. Az útátjárók felépítménye ......................... 163 8.7.2. A vezetősínes felépítmény......................... 164 8.7.3. Nagysebességű vasúti pályák különleges felépítménye........165 8.8. Az ágyazat............................................... 166 8.8.1. Az ágyazat anyaga................................ 166 8.8.2. Az ágyazat méretei............................... 168 8.8.3. Az ágyazat hossz- és oldalirányú ellenállása........ 169 A VASÚTI VÁGÁNY TEHERBÍRÁSA............................ 170 9.1. A sínre hatóerők...........................................170 9.2. A vasúti vágány elméleti igénybevételének számítása................173 9.3. A vasúti vágány mértékadó igénybevételének meghatározása.. 180 9.4. Az ágyazási tényező kísérleti meghatározása..............................182 9.5. A sínben ébredő feszültségek..........................................................183 9.5.1. Állandó feszültségek a sínben............................................184 9.5.2. Üzemi feszültségek a sínben..............................................186 9.6. A keresztalj méretezése ..................................................................188 9.7. Az ágyazat vastagságának vizsgálata..............................................190 HOSSZÚSÍNES ÉS HÉZAGNÉLKÜLI VÁGÁNYOK.................. 192 10.1. A hőmérsékletváltozás hatása............................ 192 10.2. A vágányok megkülönböztetése a sínszálak hosszúsága szerint........................... 194 10.3. A hosszúsínes vágányok..................................197 10-.4. A hézagnélküli vágányok.................................197 10.4.1. A semleges hőmérséklet.........................198 10.4.2. A hézagnélküli vágányok meghibásodása...........199 10.4.2.1. A hézagnélküli vágány kivetődésbiztonsága...........................................199 10.4.2.2. A téli síntörések hézagnélküli pályában............203 10.4.3. Hézagnélküli vágányok csatlakozása..............................204 KITÉRŐK ÉS ÁTSZELÉSEK.................................... 205 11.1. A kitérők és átszelések fajtái............................ 205 11.1.1. A kitérők felosztása ............................ 205 11.1.2. Az átszelések felosztása......................... 207 11.1.3. Átszelési kitérők..............................................................208 11.2. A kitérők részei és szerkezetei....................................208 11.3. A kitérők fontosabb jellemzői ................................................212 11.3.1. A kitérő körívének sugara, és a kitérőben megengedhető sebesség .............................212 11.3.2. A kitérő hajlása..............................................................213 11.4. A kitérők tengelyábrái ..................................................................214 11.5. A kitérők ívesítése .................................................................218 11.5.1. Körívesített kitérők........................................................219 11.5.2. Átmeneti ívesített kitérők..............................................220 11.6. Vágányátszelések és átszelési kitérők..................................222 11.7. Az Államvasutak legfontosabb kitérői......................224 12. VÁGÁNYKAPCSOLÁSOK ..................................... 231 12.1. Szabványos vágány kapcsolások........................... 231 .12.1.1. Egyszerű vágány elágazás........................ 231 12.1.2. Egyszerű vágány kapcsol ás..............................................232 12.1.3. Kettős vágánykapcsolás................................233 12.1.4. Egyalfás líra...............................234 12.1.5. Kétalfás líra ....................................................................235 12.2. Egyedi vágány kapcsol ás ok..............................................................241 12.2.1. Vágánykapcsolások számítása vetítési módszerrel.........241 12.2.1.1. Az ismeretlen egy vagy két hosszúság. 241 12.2.1.2. Az ismeretlenek: szög és hosszúság... 242 12.2.2. Vágány kapcsol ások számítási háromszögmegoldásos módszerrel................................246 12.2.3. Néhány egyedi vágánykapcsolat..................247 12.2.3.1. Hurokvágány.........................247 12.2.3.2. Deltavágány .........................248 12.2.3.3. Vágányfonódás........................248 12.2.3.4. Fordítókorong bekötése ............... 248 12.3. A biztonsági határjel...................................249 13. ÁLLOMÁSOK, PÁLYAUDVAROK....................250 13.1. Alapfogalmak.................................250 13.1.1. A menetrend .........................250 13.1.2. Az állomások feladatai................252 13.1.3. Az állomások csoportosítása..........252 13.1.4. Az állomási vágányok megnevezései ...253 13.1.5. A vágányok használható hossza........254 13.1.6. Fontosabb tervezési előírások........255 13.2. Állomási létesítmények, magasépítések .....257 13.2.1. A felvételi épület és az állomási előtér...........257 13.2.2. A peronok...........................257 13.2.3. Az áruraktár...........................259 13.2.4. A rakodók, ............................260 13.3. Szolgálati helyek.................................263 13.3.1. Megállóhelyek.........................263 13.3.2. Megálló-rakodóhelyek...........................264 13.3.3. Forgalmi kitérők .................................264 13.3.4. Nyíltvonalú elágazások.............................265 13.4. Állomások vágányhálózata.................................265 13.4.1. Középállomások...................................268 13.4.2. Csatlakozó állomások..............................268 13.4.3. Elágazó állomások.............................268 13 4.4. Keresztező állomások.............................270 13.5. Pályaudvarok........................................... 270 13.5.1. Személypályaudvarok..............................271 13.5.2. Üzemi pályaudvarok............................272 13.5.3. Teherpályaudvarok.............................272 13.5.4. Rendezőpályaudvarok...........................272 13.6. Állomások víztelenítése.................................277 14. ÉPÍTÉSI ÉS FENNTARTÁSI MUNKÁK.........................285 14.1. Pályaépítési munkák ...................................285 14.1.1. A pálya építéséről általában ....................285 14.1.2. A felépítmény cserélése........................286 14.1.3. Hézagnélküli pályák építése.....................286 14.1.4. Gépesített vágánycsere .........................287 14.1.5. A cserélővonatos eljárás .......................293 14.1.6. Kitérők lekötése és beépítése...................293 14.2. Pályafenntartási munkák................................293 14.2.1. A szórványos pályafenntartási rendszer..........294 14.2.2. Az Államvasutak tervszerű fenntartási rendszere. 294 14.2.3. A felépítménykarbantartó gépláncos (FKG) fenntartási rendszer................................299 14.2.4. A kitérők fenntartása........................... 300 15. MŰTÁRGYAK, KERESZTEZÉSEK, VÉDMŰVEK, JELZŐK.......301 15.1. Vizátvezetési műtárgyak................................301 15.1.1. Átereszek.....................................301 15.1.2. Boltozott műtárgyak............................302 15.1.3. Hidak.............................................306 15.1.3.1. Sin- és tartóbetétes, valamint vasbeton teknőhidak...........................306 15.1.3.2. Vasbeton szegélybordás hidak.........306 15.1.3.3. Acélszerkezetű hidak.................312 15.1.4. Hidprovízóriumok.............................312 15.2. Szintbeni útátjárók .....................................312 15.2.1. Biztosítás nélküli útátjáró......................312 15.2.2. Biztosított szintben! útátjáró....................314 15.3. Keresztezések.........................................314 15.4. Védművek.............................................315 15.5. Jelzők.................................................316 16. KÜLÖNLEGES VASUTAK.....................................317 16.1. Keskeny-nyomtávolságú vasutak.........................317 16.1.1. Vonalvezetés...................................317 16.1.2. Felépítmény...................................317 16.2. Városi közúti vasutak..................................319 16.2.1. Vonalvezetés ..................................319 16.2.2. Felépítmény ..................................320 16.3. Városi gyorsvasutak ...................................321 16.4. Fogaskerekű vasutak ...................................322 16.5. Siklóvasutak...........................................324 16.6. Kötélpályák ...........................................325 16.7. Különleges kötöttpályás közlekedési rendszerek...........326 Ajánlott irodalom.............................................................328