Technologie a finanční zhodnocení pro opravu a výměnu lepených izolovaných styků

• Foto

ÚVOD
V železničních kolejích, s kterými má právo hospodařit SŽDC, s. o. jsou v drtivé většině zřízeny kolejové obvody pro vedení (mimo jiné) signalizačních proudů. Tyto kolejové obvody jsou nezbytné pro identifikaci obsazených kolejí a tedy pro bezpečné řízení dopravy. Pro oddělení těchto kolejových obvodů jsou do bezstykové koleje vkládány nerozebíratelné lepené izolované styky (dále pouze LIS). Tyto jsou považovány za nedílnou součást kolejnicových pásů bezstykové koleje. V poslední době bylo jednotlivými správami tratí poukázáno na nízkou životnost lepených izolovaných styků a tím vznikající nadměrné finanční náklady pro jejich opravu/výměnu. V roce 2012 pracovníci TÚDC – oddělení technologie a mechanizace provedli měření a vizuální kontrolu s kontrolou izolační funkce a kontrolou parametru podélné výšky koleje na více než 200 lepených izolovaných stycích (rok výroby kontrolovaných LIS 2000 – 2012).

Kontrolami byly zjištěny následující typy vad:

• tzv. projetí konců hlav LIS, což má za následek rychlejší rozpad geometrické polohy koleje (GPK) a zkrácení životnosti celé konstrukce LIS,
• vadná, nebo chybějící izolační vložka. Absence může způsobit nefunkčnost izolační funkce,
• jiskření pod projíždějícími koly železničních vozidel. Tento jev je způsoben nedostatečným odvodem zpětných proudů. Na hlavě kolejnice vzniká mikrostruktura martenzitu (tvrdá, křehká struktura), která se vlivem pojíždění vydroluje a vzniká tzv. projetí konců hlav kolejnic,
• špatný stav lan a propojení se stojnou kolejnice pro odvod zpětných proudů (následné jiskření pod projíždějícími koly železničních vozidel),
• porušená vrstva lepidla izolační spojky (u starších LIS, brzká ztráta schopnosti izolační funkce),
• chybějící upevňovadla (vlivem zvýšeného dynamického namáhání).

Všechny tyto vady mají za následek zkracování životnosti a zvyšování finanční nákladů na údržbu a zajištění provozuschopnosti dráhy.

Tabulka 1 – Finanční náklady na opravu /výměnu LIS

FINANČNÍ NÁKLADY NA OPRAVU, VÝMĚNU LIS
K zajištění bezpečné provozuschopnosti tratě je zapotřebí udržovat konstrukce v bezstykové koleji (BK), především LIS v bezproblémovém stavu a udržovat parametry pro provoz dle odchylek ČSN 76 6360-2 „Konstrukční a geometrické uspořádání koleje železničních drah a její prostorová poloha“. V případě nutnosti opravy či výměny je zapotřebí u LIS v převážné většině případů objednat výluku a provést opravu/výměnu konstrukce.

Oprava:

• Oprava vložky LIS (prořezání případných projetých konců hlav a zatmelení vložky)
• Oprava GPK LIS (ruční, strojní podbití, podložení – max. 10 mm)

Výměna:

• Výměna propojujících lan pro odvod zpětných proudů (odpojení od LIS a stykových transformátorů a nahrazení novými)
• Výměna LIS (vyjmutí stávajícího LIS a náhrada novým, následné vevaření do BK)

V případě opravy vložky LIS se jedná o nenáročnou opravu, kdy není zapotřebí objednání výluky. Při provádění pracovníci komunikují s dispečerem, který předá informace o možnosti začít práce v časové pauze, kdy neprobíhá na daném místě provoz. Cena za opravu je přibližně 1 000 Kč za pár LIS.

Při opravě GPK strojním podbitím je cena závislá na množství podbíjených LIS, výhybek, kolejí. Nedá se tedy přesně vyčíslit. Navíc zde vstupuje podstatná část, která není započítaná do ceny podbití LIS atj. výluka traťové koleje. Teoreticky při objednání stroje pro úpravu výškové a směrové polohy (podbíječka) je možnost za strojoden podbít až 50 kusů LIS. Cena strojodne je závislá na typu stroje. Přibližná částka na opravu jednoho páru LIS se pohybuje mezi 2 500 – 3 500 Kč.

Možnost ručního podbití LIS je v porovnání se strojním podbitím trvanlivější, což bylo dokázáno měřením a zkušebními úseky zpracovanými v minulých letech TÚDC. Tato oprava je však nejnákladnější a pohybuje se přibližně na 4 000 – 7 000 Kč za jeden pár LIS v závislosti na počtu následně podbíjených LIS. Výhodou této opravy je však možnost provádění v dopravních pauzách a není potřeba objednání výluky.

Pomocí pryžových a polyetylenových podložek, případně u bezpodkladnicového upevnění Vossloh a typových podložek lze upravit výšky kolejnice LIS v rozmezí od 2 – 10 mm. Opět není zapotřebí zřizování výluky. A tato technologie se osvědčila pro velmi dlouhou životnost opravy. Je však časově náročnější a cena se pohybuje v rozmezí typu LIS a potřeby použití vložek mezi 5 000 – 8 000 Kč na jeden pár LIS.

Pro výměnu propojujících lan se stykovými transformátory je zapotřebí zajistit výluku. Výměna ocelových lan není časově náročná a cena za práci se pohybuje v rozmezí 3 000 – 4 500 Kč na jeden pár LIS.

Nejnákladnější a bohužel nejpoužívanější je výměna LIS. K možnosti výměny je zapotřebí zajistit výluku. Časová náročnost na výměnu jednoho LIS je přibližně 2 – 3 h. Výměna se skládá z odstranění propojných lan, zajištění náhradního propojení kolejnic, vyřezání/ rozbroušení starého LIS, kontrola upevňovadel, pryžových podložek, případná výměna vložení nového LIS, usazení, vevaření, následné propojení se stykovými transformátory a podbití do projektované GPK.

Celková finanční náročnost na výměnu lisu:

• LIS 60E2 – délka 4 m – 14 – 16 tis. Kč,
• rozbroušení, odstranění stávajícího LIS 4 – 5 tis. Kč,
• vevaření nového LIS – 2× svár, začištění, a připojení propojovacích 25 – 35 tis. Kč,
• Ruční podbití LIS 4 – 7 tis. Kč.

Celková výměna jednoho LIS tedy vychází přibližně na 47 – 63 tis. Kč.

Při roční výměně přibližně 1 000 – 1 500 kusů LIS se jedná o značné finanční náklady, které by při vyšší životnosti LIS, tedy snížení částky na nutnost výměny, mohly sloužit na opravu jiných úseků koridorových či regionálních tratí pro zvýšení komfortu jízdy a zkrácení jízdních dob.

NOVÉ TECHNOLOGIE A MOŽNOST POUŽITÍ JINÝCH SYSTÉMŮ PRO ODIZOLOVÁNÍ KOLEJOVÝCH OBVODŮ
Možnostmi jak odizolovat ocelové kolejnice jiným způsobem než klasickým přerušením se zabývalo již mnoho správců tratí. Jednou z možností, která se často používá u zahraničních správ, jsou čítače náprav. Počítače náprav se umístí na obou okrajích úseku, který je potřebný pro sledování. Počítač náprav pak (jak již název napovídá) zaznamenává počet náprav, které vjely do úseku a náprav, které úsek opustily. Pokud je čítač náprav „na nule“, je úsek indikován jako volný, v opačném případě jako obsazený. Nevýhoda oproti klasickým kolejovým obvodům s LIS je v případě nakolejení drobného kolejového vozidla (malá šlapací drezína, prostředky diagnostiky apod.), kdy se úsek stále jeví jako volný. Tuto nevýhodu lze eliminovat změnou legislativy a bezpečnostních předpisů. Čítače náprav se u správce železniční dopravní cesty v ČR používají především u přejezdů regionálních tratí či ve stanicích.

Další možností jsou vymezené funkční obvody s elektrickými styky. Nevýhodou tohoto obvodu je finanční náročnost, nezjištění lomu kolejnice a potřeba měděných prvků, které by v ČR podlehly sběračům kovů a byla by tak narušena provozuschopnost. Dalšími možnostmi jsou jednotlivé snímače, detektory kol či vozidel. Vše je ale založeno na jednotnosti systému jako celku a tedy vytvoření kompletního nového systému. Toto by však znamenalo náklady v řádech desítek miliard Kč.

Pokud budeme uvažovat stále s koncepcí izolovaných styků, je vhodné hledat řešení ve zvýšení životnosti LIS. Nabízí se jako možnost řešení problému s projetím konců hlav a tudíž rychlejším rozpadem GPK konstrukce šikmého řezu ve stejně hlavy, která by zamezila zvýšeným dynamickým účinkům.

Šikmý řez je veden pouze hlavou kolejnice v úhlů 30° od pojížděné hrany. Ve stojně kolejnice je pomocí otvoru řez veden kolmo až k patě kolejnice. Tímto kolmým řezem je zajištěna bezpečnost proti tzv. střižení lepeného šikmého kolejnicového styku. Ostatní funkce, jako odvod zpětných proudů pomocí lan ke stykovým transformátorům je zachována. V místě pojížděné hrany hrotu je vyřezán malý výřez. Tento výřez byl zvolen po několikaletém testování a zjištění, že tato oblast bez výřezu působila problémy při provozu (částečné ojetí a propojení).

Instalace 4 kusů šikmých LIS do zkušebního provozu v koleji ve správě SŽDC proběhla 29. října 2014 a je zařazena do provozního ověřování.

ZÁVĚR
V současné době je nejúčelnějším řešením v prodloužení životnosti LIS dodržovat technologické postupy a kontroly, zajistit případnou nutnou údržbu a opravu pro ponechání LIS co nejdéle v koleji a oddálit nutnost výměny, která je pro správce železniční dopravní cesty finančně nejnákladnější, na co nejdelší možný interval, při dodržení odchylek a parametrů dle ČSN 76 6360-2 „Konstrukční a geometrické uspořádání koleje železničních drah a její prostorová poloha“.

Nadále je však vhodné hledat konstrukce a provozně ověřovat kolejové obvody s LIS novými technologiemi za účelem zvýšení životnosti v odizolování kolejových obvodů bezstykové koleje.

Příspěvek zazněl na semináři Research, Development and Innovation in Transport – RDIT 2014.

LITERATURA:
[1] Předpis SŽDC S3: Železniční svršek, SŽDC 2011.
[2] ČSN 76 6360-2 „Konstrukční a geometrické uspořádání
koleje železničních drah a její prostorová poloha“.
[3] Interní materiály Vossloh AG a SŽDC

Technology and Financial Cost for Repair and Remove of Glued Insulated Point
Contribution is focused of glued insulated points, their shorter life compared to other parts of driveable of the railway parts and the list of defects, compared to financial exchange, or other election technology. There is also a demonstration of a new type of glued insulated points with diagonal cut and the possibility of stripping the track circuits by other structures.

Autor

• Ing. Fiala Pavel