PODSTAWY TECHNOLOGII ROBÓT MODERNIZACYJNYCH INFRASTRUKTURY TOROWEJ

Transkrypt

1 PODSTAWY TECHNOLOGII ROBÓT MODERNIZACYJNYCH INFRASTRUKTURY TOROWEJ Autor: mgr inż. Rafał FRĄCZEK wer.17k07a

2 [1]: WTWiO (PKP PLK S.A.) MATERIAŁY ŹRÓDŁOWE [2]: Dr inż. Zbigniew Kędra (P.G.) Strony internetowe producentów 2

3 SPRZĘT a ) W IDOK OGÓLNY MASZYNY UNIMAT SPRINTER PROGRAM REŻIMY PLANOWANIE b) SCHEMAT UKŁADU NAMIAROW O -REJESTRUJĄCEGO NIW ELACJI R M F długość bazy pomiarowej: m stopień zmniejszenia błędu; n = 3.68 c) SCHEMAT UKŁADU NAMIAROW O -REJESTRUJĄCEGO NASUW ANIA A B C f długość bazy pomiarowej: m stopień zmniejszenia błędu; n = 2.83 przybliżenie technologii poprzez przegląd wybranych maszyn torowych przykłady wymagań wskazanie optymalnej formy planowania robót

4 TECHNOLOGIE ROBÓT NAWIERZCHNIOWYCH Reprofilacja szyn Regulacje położenia toru Wymiana/układka toru Oczyszczanie podsypki NAWIERZCHNIA PODTORZE 4 ELEMENTY BUDOWLI a TECHNOLOGIE Typowe kolejowe technologie robót obejmują całą nawierzchnię i tylko wierzchnie elementy podtorza tj.: górną warstwę ochronną a w tym torowisko, odwodnienia powierzchniowe skarpy w zasięgu pracy maszyn z torowiska

5 RENOWACJA PODSYPKI ORAZ KSZTAŁTOWANIE TOROWISKA

6 PROCES OCZYSZCZANIA Oczyszczenie podsypki obejmuje Wybranie podsypki spod rusztu torowego Przesianie i odprowadzenie zbędnych frakcji Wsypanie frakcji normatywnych z powrotem w nawierzchnię Roboty pozostałe 6 Żródło: [2]

7 OCZYSZCZARKI PODSYPKI RM80 Plasser&Theurer OT800 oczyszczony tłuczeń dostarczony przesiewacza z kierunek pracy nowy tłuczeń dostarczony wagonami wzdłużnego przesypu OT400C urządzenie zabudowujące sub-warstwę tlucznia obsypywanie toru tłuczniem Oczyszczarka C-95 L umożliwiająca równoczesną zabudowę odspojonej z toru a następnie oczyszczonej podsypki wraz z nowym tłuczniem dostarczanym od tyłu wagonami wzdłużnego przesypu.źródło: MATISA.

8 WPŁYW OCZYSZCZARKI NA TOROWISKO W PRZEKROJU POPRZECZNYM Miejsca sondowań geotechnicznych lub odkrywek miarodajne dla oceny układu warstw podłoża podkładów celem dopuszczenia oczyszczania podsypki, podniesienia niwelety toru lub zaplanowania niezbędnych wzmocnień torowisk Miejsca sondowań geotechnicznych lub odkrywek niemiarodajne dla oceny układu warstw podłoża podkładów 1.90 m 1.90 m maksymalny zasięg zalecanych sondowań 4.1 m 4.1 m Poziom torowiska projektowane go zasięg belki oczyszczarki torowej Przykładowe podłoże podkładów powstałe wskutek prowadzenia belki wybierakowej oczyszczarki zbyt płytko i bez przechylenia. Usuwanie ziemi z ław wykonano prawidłowo. Sondowania geotechniczne na ławach wykażą prawidłowy układ warstw, co nie jest zgodne z prawdą zasięg belki oczyszczarki torowej Przykładowe podłoże podkładów powstałe wskutek prowadzenia belki wybierakowej oczyszczarki zbyt głęboko i bez przechylenia. Usuwanie ziemi z ław wykonano zbyt płytko. Sondowania geotechniczne na ławach wykażą zaniżoną ilość podsypki, co nie jest zgodne z prawdą. Miejsca sondowań geotechnicznych lub odkrywek diagnostycznych uwzględniających wcześniejsze technologie napraw toru i mających na celu określenie potrzeb przebudowy warstw ochronnych lub możliwość przeprowadzenia oczyszczania podsypki przy zadanym poziomie torowiska projektowanego.

9 WPŁYW OCZYSZCZARKI NA TOROWISKO W PRZEKROJU PODŁUŻNYM USZKODZENIA PODTORZA W KONSEKWENCJI NIEROZPOZNANIA PODŁOŻA PRZED OCZYSZCZARKĄ Pozostawienie nadmiarów grubości podsypki pozwala ją traktować jako warstwę ochronną Styk podsypki z gruntami spoistymi gwarantuje uszkodzenia podtorza skutkujące utratą stabilności toru. Takie uszkodzenie wymaga kosztownej naprawy podtorza poprzez zabudowę nowej górnej warstwy ochronnej

10 KOMBAJNY PODTORZOWE

11 CHARAKTERYSTYKA Kombajn podtorzowy wykonuje dwie główne operacje z wykorzystaniem toru remontowanego: Usuwanie materiałów ziemnych i odwiezienie ich wagonami taśmociągowymi Dowóz kruszywa wagonami taśmociągowymi i wbudowanie warstwy ochronnej WYDAJNOŚĆ: m/h PRZELICZENIE NA WYWROTKI 5,5 m szerokość warstwy 0,4 m grubość warstwy 1,3 wsp spulchn. 7,15 m3/mb 40 m/h minimalna wydajność AHM ,8 m3 na 40 mb 20 m3 wywrotka 4 osiowa 19 sztuk wywrotek 4-osiowych ODWÓZ UROBKU DOWÓZ KRUSZYWA 11 GŁÓWNY ŁAŃCUCH WYBIERAKOWY FORMOWANIE I ZAGĘSZCZANIE WARSTWY OCHRONNEJ

12 KOMBAJNY PODTORZOWE NA ŚWIECIE PM-200 [źródło: SWIETELSKI] AHM800-R [PKP PLK S.A.] RPM-2002 [źródło: SWIETELSKI] PM R [źródło: SWIETELSKI]

13 KOPARKI DWUDROGOWE

14 ISTOTNY CZYNNIK POPRAWY EFEKTYWNOŚCI i BHP Szerokie możliwości koparek dwudrogowych (KDD) sprawiają że są najpowszechniej spotykaną maszyną kolejową dla prac montażowych, ziemnych i logistycznych. Jednocześnie chronią personel przed uciążliwym przemieszczaniem ciężkich szyn i prefabrykatów wykorzystywanych w branży (por. udźwigi podstawowe) czym eliminują zagrożenia BHP

15 PRZYSTOSOWANIE KDD DO PRZEWOZU I PRACY Z WAGONÓW

16 KLASYFIKACJA z UWAGI NA PODWOZIE TOROWE 16

17 TECHNOLOGIE BUDOWY NAWIERZCHNI zalety prefabrykacji

18 KLASYFIKACJA METOD WYMIAN RUSZTU TOROWEGO LUB ROZJAZDOWEGO 8. UKŁADANIE I WYMIANA TORÓW ORAZ ROZJAZDÓW I SKRZYŻOWAŃ TORÓW 8.1 Podział technologii wymian i układania torów oraz RiS (1) Rozróżnia się następujące metody wymiany lub układania torów oraz RiS: a) Przęsłowe - polegające na układaniu lub zdejmowaniu zmontowanych segmentów rusztu torów oraz RiS, b) Bezprzęsłowe - polegające na rozkładaniu lub zbieraniu po zdemontowaniu pojedynczych podkładów i podrozjazdnic, szyn, części rozjazdowych i elementów przytwierdzeń. (2) Wymiana lub układanie torów oraz RiS może być wykonywane w następujących odmianach metod określonych w pkt. (1): a) wzdłużne - polegające na przemieszczaniu materiałów konstrukcyjnych (prefabrykowanych przęseł lub oddzielnie szyn, podkładów podrozjazdnic) między środkiem transportu lub miejscem czasowego ich składowania a miejscem montażu lub demontażu wykorzystując przedłużenie toru lub RiS poddanego przedmiotowym robotom, b) boczne - polegające na przemieszczaniu materiałów konstrukcyjnych (prefabrykowanych przęseł lub oddzielnie szyn, podkładów podrozjazdnic) między środkiem transportu lub miejscem czasowego ich składowania a miejscem montażu lub demontażu wykorzystując jeden z torów lub teren sąsiadujący z torem przebudowywany

19 WTWiO Tolerancje ułożenia (1) W rejonie głowic rozjazdowych podkłady, podrozjazdnice a także przęsła torowe i RiS powinny być układane z tolerancją +/-0.04m względem projektowanej osi toru, za wyjątkiem odcinków wymagających nawiązania się do torów oraz RiS nie objętych robotami. (2) Poza głowicami rozjazdowymi oraz na odcinkach, na których nie przewiduje się, przed zakończeniem wszystkich robót, wykonywania regulacji sił podłużnych w szynach torów bezstykowych, podkłady powinny być układane z tolerancją +/-0.06m względem projektowanej osi toru 8. W odniesieniu do nawierzchni z podkładami typu Y tolerancja ta wynosi +/-0.03m (3) Operacja wymiany lub układania torów powinna być wykonywana na określonej w projekcie zabudowy podsypki - niwelecie roboczej, która powinna być równoległa do projektowanej z zastrzeżeniem pkt.(4). Komentarze: 8 Dopuszcza się tym samym, układanie nowych podkładów z tolerancją przekraczającą wartości wymienione w punkcie (2) na odcinkach, na których konieczne jest czasowe ułożenie toru poza osią projektowaną ze względu na skrajnię pracy maszyn torowych (głównie oczyszczarek tłucznia) i warunki terenowe (np. wąskie międzytorze) pod warunkiem wykonywania regulacji naprężeń w szynach toru bezstykowego po przemieszczeniu go na oś projektowaną. 9 Na przykład z uwagi na bardzo zły stan podkładów. (4) Dopuszcza się prowadzenie operacji wymiany lub układania torów na niwelecie nierównoległej do projektowanej, w przypadku braku możliwości przeprowadzenia regulacji położenia toru, oczyszczania lub wymiany podsypki przed wymianą 9. W takim przypadku projekt wbudowania podsypki powinien określać szczegółowo sposób uzyskania równoległości niwelet po wymianie toru w celu poprawnego przeprowadzenia innych robót np. oczyszczania podsypki. (5) Technologia wymiany toru po oczyszczeniu lub wymianie podsypki powinna być tak dobrana, by powierzchnia toczna główki szyny nowo-ułożonego odcinka znajdowała się nie wyżej niż powierzchnia toczna główki szyny przed wymianą z zastrzeżeniem pkt.(6). (6) W przypadku użycia suwnic torowych uniemożliwiających regulację niwelety ułożenia nowych podkładów dopuszcza się w uzasadnionych przypadkach - układanie ich na niwelecie zawyżonej względem wymaganej wg pkt.(5). W takich przypadkach projekt wbudowania podsypki powinien określać szczegółowo technologię wykonania robót umożliwiającą połączenie układanych odcinków z torami lub RiS będącymi ich przedłużeniem w celu zapewnienia przejezdności linii dla pociągów roboczych lub innych dopuszczanych do ruchu po dokonaniu odbioru eksploatacyjnego. Pod pojęciem torów lub RiS stanowiących przedłużenie odcinków poddanych wymianie rozumieć należy tory oraz RiS, które na przykład: a) poddano wymianie wcześniej (w ramach innych etapów robót), b) nie podlegają wymianie w ogóle na przykład w strefie głowic rozjazdowych lub obiektów inżynieryjnych z nawierzchnią beztłuczniową bądź na danym etapie prac torowych.

20 TECHNOLOGIE WYMIANY TORÓW NA PKP DŹWIGI UKŁADKOWE SUWNICE KOMBAJNY TOROWE KDD

21 WYMIANY ROZJAZDÓW NA PKP DŹWIG ROZJAZDOWY DŹWIGI UNIWERSALNE KDD URZĄDZENIA PODNOŚNIKOWE KROCZĄCE (UWR)

22 TRANSPORT&ZABUDOWA BLOKAMI Nowoczesne technologie transportu bloków rozjazdowych -wdrażanie w Polsce: KZN Bieżanów system SWITCHER: wagon samowyładowczy do bloków rozjazdowych Tracktec- system PZR: zestaw platform specjalnych i dźwig [źródło: Tracktec]

23 OSTATECZNY MONTAŻ TORU BEZSTYKOWEGO Wymuszanie naprężeń szyn do zakresu temperatury wymaganej (23stC)

24 ŁĄCZENIE SZYN W torach bezstykowych stosuje się podstawowo: zgrzewanie elektrooporowe (rozgrzanie obu łączonych elementów i dociśnięcie ich) spawanie termitowe (wypełnienie luzu spawalniczego stopiwem powstającym w wyniku reakcji termitowej powstającej w tyglu) 24

25 KLUCZOWE REŻIMY BUDOWY TORU BEZSTYKOWEGO Puste okienka między podkładami sprawiają, że konstrukcja taka nie może być określana mianem toru bezstykowego z uwagi na brak ograniczenia swobody wydłużeń szyn. Fot.R.Frączek

26 REGULACJIE POŁOŻENIA TORÓW I ROZJAZDÓW DOKŁADNOŚĆ RZĘDU 1 MILIMETRA

27 STREFY PODSYPKI Rys.14 Pionowe skarpy długo-eksploatowanej podsypki są przejawem zmian, jakie zachodzą w tłuczniu w efekcie rosnącego zanieczyszczenia i zagęszczenia. Fot. R.Frączek. Rysunek STREFY PODSYPKI

28 STRUKTURA PRYZMY W UTRZYMANIU

29 PODBIJARKI DAWNIEJ: Generacja 07 WYSOKOWYDAJNE WIELOFUNKCYJNE

30 DOBÓR PODBIJARKI kryterium 1 st. B Odcinek podbijania St. A 9,000 [km] 8,000 7,000 6,000 5,000 4,000 3,000 2,000 1,000 0,000-1,000 0 UNIMAT MD CSM Stopfexpre ess [minuty]

31 PROFILARKI PODSYPKI przednia kabina kosz na tłuczeń pojemności 25 m 3 taśmociąg służący przesyłaniu zebranego z toru tłucznia do wagonów z taśmociągami lub pojemnika maszyny dozator tłucznia pługi boczne pług poziomy typu X Urządzenie zamiatająco-zgarniające do torów i rozjazdów Rys.11 Profilarka dystrybująca tłuczeń BDS. Maszyna oprócz własnego kosza o pojemności 25m 3 może być rozdzielona na dwa człony celem umieszczenia między nimi dowolnej liczby wagonów z taśmociągami wzdłużnego przesypu o pojemności co najmniej 40 m 3 każdy. Źródło: PLASSER & THEURER. urządzenie zmiatającozgarniające zapasowa szczotka pług poziomy dwukierunkowy (w ukladzie X ) pług boczny Rys. 10 Uniwersalna profilarka tłucznia SSP-110-SW przeznaczona do pracy w torach i rozjazdach. Źródło: PLASSER & THEURER.

32 STABILIZACJA DGS: wzrost oporów poprzecznych po podbiciu (symulacja około ton) RÓZNE KONCEPCJE STOSOWANIA: PRODUCENT - zaleca na starej i nowej podsypce po każdym podbiciu KOLEJE NIEMIECKIE nieuzasadnione ekonomicznie na starej podsypce ; zalecane na nowej w celu przywrócenia prędkości maksymalnych; BADANIA UIC - stwierdzono przyrost oporów poprzecznych lecz głównie na podsypce w dobrym stanie KOLEJE HOLENDERSKIE - zaleca na starej i nowej podsypce po każdym podbiciu Żródło: Plasser&Theurer LINIE SZYBKIEGO RUCHU FRANCJI I WIELKIEJ BRYTANII: tak - po podbiciach pośrednich; nie - po ostatnim podbiciu ZAGĘSZCZACZE CZÓŁ PODKŁADÓW standard współczesnych podbijarek Korzyść: zwiększenie oporów poprzecznych o 30% do 40% Żródło: Plasser&Theurer

33 DOBÓR PODBIJARKI kryterium 2 analiza wykorzystania całego zestawu maszyn i środków (rysunek na tablicy) 33

34 GŁÓWNE ZAŁOŻENIA DOTYCZĄCE WBUDOWYWANIA PODSYPKI wg WTWiO budowanie nawierzchni warstwami równoległymi do niwelety docelowej (projektowanej)!!! ograniczenia grubości podbijanych warstw stosowanie stabilizacji dynamicznej oraz zagęszczania podsypki za czołami podkładów przed odbiorami eksploatacyjnymi dla prędkości > 100km/h - por. pkt (5) utrzymywanie określonych tolerancji wbudowywanej pryzmy

35 WARUNKI SKUTECZNOŚCI PODBICIA PRZYKŁADY ZAPISÓW O UTRZYMYWANIU OKREŚLONEJ TOLERANCJI PRYZYMY PODSYPKI PODCZAS JEJ WBUDOWYWANIA PRZYKŁAD 1 : szerokość subwarstwy zwiekszona o 2x300mm względem szerokości podkładów - [1]: pkt (1) min 200mm min 200mm min 3/4 wysokości podkładu min 300mm min 300mm PRZYKŁAD2 : utrzymywanie obsypki za czołami podkładów w trakcie wszystkich podbić utrwalających - [1]: pkt.6.3-(3)-a) PRZYKŁAD 3: utrzymywanie podsypki w okienkach między podkładami na poziomie nie mniejszym niż 3/4 wysokości podkładu - [1]: pkt.6.3-(3)-b)

36 PODNOSZENIE TORU DO NIWELETY PROJEKTOWANEJ POPRZEZ NIWELETY ROBOCZE - pkt. 7.3-(10) NIWELETA PROJEKTOWANA NIWELETA ROBOCZA 1/1 Podbicie 1 z 1 NIWELETA PROJEKTOWANA NIWELETA ROBOCZA 2z2 NIWELETA ROBOCZA 1z2 Podbicie 2 z 2 Podbicie 1 z 2

37 UKŁADY NAMIAROWE SPECYFICZNE CECHY PODBIJAREK AUTOMATYCZNYCH a ) W IDOK OG Ó LNY M AS ZYNY UNIM AT S P RINTER = Niwelacji Nasuwania 3pkt. nasuwania 4-pkt przechyłki b) S CHEM AT UKŁADU NAM IAROW O -REJES TRUJĄCEGO NIW ELACJI R M F długość baz y pom iarowej: m s topień z m niejs z enia błędu; n = 3.68 c) S CHEM AT UKŁADU NAM IAROW O-REJES TRUJĄCEG O NAS UW ANIA Rysunek Układ namiarowy niwelacji Rysunek Układ namiarowy nasuwania A B f długość baz y pom iarowej: m s topień z m niejs z enia błędu; n = 2.83 Rys. 3 Podbijarka UNIMAT SPRINTER parametry układów namiarowych C

38 REPROFILACJA SZYN DOKŁADNOŚĆ RZĘDU DZIESIĘTNYCH CZĘŚCI MILIMETRA

39 REPROFILACJA SZYN Na PKP stosuje się dwie technologie reprofilacji zmechanizowanej: Szlifowanie rotacyjne (w jazdach wielokrotnych na danym odcinku) Źródło: [1] 39 Frezowanie(zwykle w ramach jednej jazdy z możliwością zbierania jednorazowo grubej warstwy metalu Źródło: [2]

40 PLANOWANIE ROBÓT LINIOWYCH Klucz do sukcesu (terminowość i jakość robót)

41 ELEMENTY HARMONOGRAMU ZŁOŻONEGO ZASOBY TECHNICZNE (MASZYNY, LOK., ZAMKNIĘCIA ITP.) SCHEMAT PLACU BUDOWY, UKŁADU TOROWEGO I ZAKRES ROBÓT LINIOWYCH (odpowiednik dawnego schematu układki) kilometraż czas [h] HARMONOGRAM GANTTA HARMONOGRAM LINIOWY

42 WTWiO-5

43 SPECJALISTYCZNE APLIKACJE DLA TECHNOLOGÓW BUDOWNICTWA LINIOWEGO -TILOS Przykład harmonogramu złożonego

44 SKUTKI NIEPRZESTRZEGANIA REŻIMÓW TECHNOLOGII ROBÓT - przykład TRWAŁE DEFORMACJE SZYN WADA 303 NIEPRAWIDŁOWE SKŁADOWANIE (na boku) 44

45 FILMY USP-2010 AHM800R DGS62N CSM09-32 RM80 P95 Strukton 5miwTNzjI a-library/listing-videos.html a-library/listing-videos.html a-library/listing-videos.html a-library/listing-videos.html ideo_strukton.html 45