Konstrukce dilatačního zařízení pro Nové spojení Praha

• Foto

Pro tuto stavbu bylo nutno konstrukčně zpracovat novou konstrukci jednoduché výhybky v soustavě železničního svršku S 49 2. generace tvaru J49-1 : 18,5-1200 dodané jako výhybka č. 201, 202, 203 a 204 již v roce 2007; střední část dvojité kolejové spojky v soustavě železničního svršku UIC 60 tvaru DKS60-1 : 11-300 pro osovou vzdálenost kolejí 5 m dodané spolu s výhybkami v kombinaci tvaru J60-1 : 11-300 jako výhybky č. 87, 89 a 90 a C60-1 : 11-300 jako výhybka č. 88ab v roce 2008. Mezi nové konstrukce se řadí i čtyři kusy kolejnicových dilatačních zařízení v soustavě železničního svršku UIC 60 s pohyblivou kolenovou kolejnicí pro posun dilatujících částí v podélném směru do 600 mm na betonových pražcích s úklonem kolejnic 1 : 40 (dále jen KDZ), umístěných v kolejích 301(VH), 302 (HV), 601(HL) a 602(LH) na estakádě Masarykovo nádraží.

PŘÍPRAVA A KONSTRUKČNÍ NÁVRH
Poptávka na dodávku 4 ks KDZ, uplatněná již v roce 2005, obsahovala specifikaci, aby dilatační zařízení určená pro dilatující délku mostu 440 m umožňovala podélný posun 508 mm. Vzhledem k zadávacímu požadavku na dilatující vzdálenost, vyplývajícímu z předpokládaných teplotních změn a vlastností mostní konstrukce, nebylo možné použít žádnou z běžně používaných konstrukcí dilatačních zařízení, neboť ty zajišťovaly maximální posun pouze 330 mm. Vzhledem k tomu, že požadovaná hodnota podélného posunu byla pouze předběžná, bylo při konstrukci uvažováno s určitou rezervou. Navrhovaná konstrukce byla proto řešena pro podélný posun do 600 mm. Oproti stávajícímu řešení dilatačních zařízení bylo právě z důvodu potřeby velkého podélného posunu dilatujících částí použito konstrukční řešení s pohyblivou kolenovou kolejnicí. Což na rozdíl od dosud používaného řešení s pohyblivou jazykovou kolejnicí má zejména výhodu v tom, že je eliminováno konstrukční rozšiřování rozchodu koleje v průběhu pracovního chodu dilatačního zařízení.

Spolu s dalším řešením, kdy mohou být jazyková i kolenová kolejnice pohyblivé, jsou všechna tato konstrukční řešení uvedena v ČSN EN 13232-8 „Dilatační zařízení“. Kolenová (pohyblivá) kolejnice a jazyková (pevná) kolejnice jsou vyrobeny z profilu kolejnice UIC 60 a uloženy na žebrových podkladnicích a svařovaných kluzných stoličkách v úklonu 1 : 40. Upevnění jazykové kolejnice k žebrovým podkladnicím je pomocí pružných svěrek Vossloh a pomocí šroubů ke kluzným stoličkám ve stojině kolejnice. Kolenová kolejnice je z důvodu umožnění pohybu v podélném směru vedena z jedné strany jazykovou kolejnicí a z druhé strany pomocí opěrek v komoře kolejnice. K žebrovým podkladnicím je kolenová kolejnice upevněna svěrkami ŽS s vůlí. Styčné plochy pohybujících se dílů jsou opatřeny mazivem. Podkladnice, resp. kluzné stoličky jsou upevněny k betonovým výhybkovým pražcům pražcovými šrouby, mezi spodní plochou podkladnic, resp. kluzných stoliček a pražcem jsou vloženy polyetylenové podložky.

Z konstrukce závěrných zídek mostu vyplývá minimální vzdálenost mezi osami betonových pražců 550 mm. Tato vzdálenost se zvětšuje v závislosti na klimatických podmínkách a vlastnostech mostní konstrukce. Pro překlenutí této mezery mezi pražci bylo využito jako polotovaru blokové kolejnice Bl 180/260, u které bylo provedeno přizpůsobení pojížděných ploch a provedeno opracování konců blokové kolejnice k napojení na profil kolejnice UIC 60. Ověření únosnosti zesíleného průřezu blokové kolejnice bylo provedeno výpočtem na ohyb pro vzdálenost mezi osami pražců až 1 300 mm. Bloková kolejnice navazuje na kolenovou kolejnici. Upevnění blokové kolejnice k podkladnicím je v pohyblivé části provedeno svěrkami ŽS s vůlí a v nepohyblivé části pružnými svěrkami Vossloh. Při jednáních v průběhu realizace stavby vyplývaly další doplňující požadavky, které bylo třeba zohlednit v návrhu konstrukce. Tyto požadavky jsme vždy akceptovali, i když kvůli uplatněným změnám se musely provést dodatečné výpočty namáhání dotčených dílů KDZ, úprava výkresové dokumentace, popř. zpracování nové výkresové dokumentace. Z toho vyplývalo v některých případech opakované odsouhlasování výkresové dokumentace SŽDC.

Důležité úpravy:

• Požadavek na přenos sil z bezstykové koleje jazykovou kolejnicí. Velikost sil byla stanovena na ČVUT. Tento požadavek měl za následek nutnost provedení zesílení svařovaných opěrek jazyka a zvýšení jakosti šroubů.
• U dvou kusů KDZ umístěných v koleji 301(VH) a 302(HV) byl k jazykové kolejnici doplněn LIS s tepelně zpracovanou hlavou.
• Vyřešení krytování mezery v oblasti závěrných zídek v KDZ.

Vzhledem k postupnému zavádění evropských norem v ČR vstoupila v platnost norma ČSN EN 13232-8 „Dilatační zařízení“. Tato norma mj. stanovuje povinnost v případě zavádění nových výrobků provést předepsané zkoušky. Pro navrženou konstrukci KDZ bylo předepsáno provést zkoušku odporu proti podélnému posunutí. Provedení zkoušky v souladu s požadavky ČSN EN 13232-8 bylo zajištěno ve VÚŽ Zkušením centru Velim.

Ověřovaná část KDZ byla zkoušena na velkém zkušebním bloku v hale Dynamického zkušebního stavu. Konečné provedení KDZ sestává ze dvou hlavních částí. Jedna část je tvořena jazykovou a kolenovou kolejnicí, na niž navazuje druhá část, tedy bloková kolejnice s přivařenými přípojnými kolejnicemi. Svaření obou částí bylo provedeno na stavbě.

VÝROBA
Výroba byla prováděna na pracovištích, která jsou využívána pro výrobu standardních výhybek a výhybkových konstrukcí, závodu výhybkárna v Prostějově. Kolejnice byly opracovány na frézovacích centrech, svaření odporových svarů bylo realizováno na svařovacím stroji Schlatter. Tepelné zpracování (perlitizace) pojížděných ploch blokové kolejnice na dosažení standardní jakosti 900A bylo provedeno rovněž technologií, která je využívána ke zlepšení jakosti pojížděných ploch namáhaných dílů výhybek. Kompletní konstrukce KDZ, tzn. ocelové části včetně jejího ustavení na betonové pražce, byla smontována na montážních roštech. Z projektové dokumentace stavby vyplýval požadavek na umístění KDZ v oblouku, proto bylo již při výrobě provedeno prohnutí jednotlivých dílů a jejich montáž v požadovaných přesných poloměrech. Po montáži následovala kontrola kvality pracovníky technické kontroly výrobce. Ověření jakosti prototypu proběhlo za účasti pracovníků SŽDC a ČD TÚČD.

MANIPULACE, DOPRAVA, POKLÁDKA
Nakládka ve výrobním závodě byla uskutečněna mostovým jeřábem pomocí závěsného trámce. Konstrukce byly na stavbu dopraveny železničními vozy. Manipulace na stavbě byla prováděna kladecím strojem Desec. Následně po umístění KDZ na připravenou pláň, zaštěrkování a podbití byly vzájemně svařeny obě části KDZ a přivařeny k navazujícím kolejnicím do tunelu a na estakádu. Při tomto svařování bylo nutné zajistit nastavení vzájemné polohy kolenové kolejnice vůči jazykové kolejnici v závislosti na teplotě mostu. Toto nastavení bylo realizováno na základě výpočtů zpracovaných projektantem stavby. Výpočty zohledňovaly nejen teplotu mostu, resp. krajní polohy v době maximálních a minimálních teplot, ale rovněž i smršťování a dotvarování betonové mostní konstrukce. Poslední odborné výpočty SUDOP Praha počítaly s podélným posunem v rozsahu 377 mm v teplotním rozsahu mostu od plus 30 °C do minus 20 °C a následným posunem 101 mm od smrštění a dotvarování mostu. Celkový předpokládaný podélný posun činí 478 mm (zmenšení původně předpokládané hodnoty je z důvodu již proběhlého smrštění a dotvarování mostní konstrukce). Nastavování a svařování probíhalo v době příhodných klimatických podmínek, což v letních měsících bylo zpravidla v časných ranních hodinách.

Po zaštěrkování a podbití byly osazeny kryty závěrných zídek v oblasti KDZ. Dodané díly krytování musely být přizpůsobeny na místě s ohledem na skutečnou výškovou polohu závěrných zídek vůči horní ploše betonových pražců, na kterých byly kryty usazeny. Činnosti spojené s osazením krytů v oblasti KDZ zajišťovali pracovníci DT – Výhybkárna a strojírna. Konstrukci lze podbíjet automatickou strojní podbíječkou konstruovanou pro práci ve výhybkách.

KONTROLA A SLEDOVÁNÍ
Všechny dosavadní výsledky v rámci přípravných prací, v průběhu výroby a pokládky dilatačních zařízení na stavbě bylo možné dosáhnout spoluprací se zástupci mnoha organizací, zejména SŽDC, ČD, SUDOP Praha, Skanska DS, GJW Praha, SSŽ a ČVUT. A právě díky aktivnímu přístupu všech pracovníků bylo možné zajistit vše potřebné, aby vložení KDZ bylo možné a byly zajištěny podmínky pro jejich provozování.

Protože se jedná o mimořádnou stavbu, které v době její realizace byla věnována nebývalá pozornost, bude jí věnována zvýšená pozornost i v době jejího provozování. Konstrukce nových KDZ budou sledovány v rámci provozního ověřování v souladu s výnosem vydaným SŽDC. Provozní ověřování bylo zahájeno vložením sledovaných konstrukcí a je plánováno v několika etapách. Základní doba sledování je stanovena na 2 roky s možností prodloužení na 5 let. Sledování bude prováděno zejména pracovníky SŽDC a ČVUT Stavební fakulty Praha.

Autoři

• Ing. Polcr Jan
• Ing. Havlík Jan