Linii Ferate Urbane

7/22/2019 Linii Ferate Urbane

1/37

1

PARTICULARITIALE LINIILOR FERATE URBANE

O parte nsemnat a transporturilor de cltori i de marf n mediu urban sedesfoar pe "ine". O mare parte a liniilor ferate ale administraiei feroviare (n special

staiile de cale ferat) se afl n zone locuite (comune, orae, metropolitane). n localitilecu uniti industriale mari exist linii ferate industriale destinate n exclusivitatetransporturilor de mrfuri. Multe orae mari au n exploatare zeci de kilometri de linii detramvai, unele fiind amplasate pe strzi nguste, n apropierea unor obiective care trebuieprotejate. n multe orae mari pentru rezolvarea transporturilor n comun au fost realizatelinii de metrou terane sau subterane.

Pentru realizarea unor asemenea linii de cale ferat sau ci de rulare au fostconcepute diferite soluii pentru realizare suprastructurii cii dar i a infrastructurii acesteia.Geometria acestor linii respect n general condiiile impuse la cile ferate clasice darprezint i o serie de particulariti.

Pe lng liniile ferate urbane sus - menionate mai exist o serie de tipuri desuprastructuri i infrastructuri speciale utilizate la realizarea trecerilor la nivel, a cii pepodurile cu sau fr cuv de balast, la liniile n tuneluri, la liniile utilizate n scop turistic saula cile de rulare pentru macarale.

1. Ci ferate n mediu urban

Majoritatea cilor ferate inclusiv staiile au fost iniial construite n afara localitilor.Dezvoltarea multor localiti (creterea populaiei, avntul economic, amplasarea multoruniti economice n vecintatea cii ferate etc.) a dus la situaia actual n care liniileferate i staiile se afl n mijlocul oraelor.

Modernizarea cilor ferate existente i/sau construirea de linii ferate noi (n specia l celepentru viteze sporite sau mari) a dus la necesitatea gsirii unor soluii tehnicecorespunztoare, corecte, eficiente, care s fie n echilibru cu mediul urban, s fie suficientde prietenoase, s nu duneze mediului (poluarea fonic, vibraii etc.) .

Administraiile feroviare au elaborat o serie de norme, instruciuni, reglementri,standarde pentru realizarea de ci ferate n general i a celor urbane, n special.

Administraia feroviar romn a avut i are preocupri n acest sens. Astfel ISPCFSA Bucureti a elaborat n 1994 Condiiile tehnice ale cilor ferate existente i noi pentrucirculaia trenurilor cu viteze mari. n acelai an au aprut Completri la instrucia nr. 314,ediia 1989, Norme i tolerane pentru linii pe care se circul cu viteze maxime cuprinse

ntre 141 km/h i 200 km/h, elaborate de Registrul Feroviar Romn. Aceste Completricuprind o mare parte din Condiiile tehnice elaborate de ISPCF SA. Vitezele mari au fostdefinite ca fiind de 160200 km/h pentru trenurile de cltori i de 80120 km/h pentrutrenurile de marf. S-a apreciat c pe liniile CFR pentru viteze mari traficul va fi mixt, iarecartamentul nominal va fi cel normal: e = 1435 mm.

Au fost introduse cteva elemente noi privind geometria cii pentru viteze mari.Astfel insuficiena de supranlare (I) i acceleraia transversal necompensat() au

valorile: I = 70 mm i = 0,65 m/s2n condiii normale; aceste valori se adopt pentru

proiectarea traseelor de linii c. f. noi sau pentru modificarea traseelor liniilor c.f.existente, n condiii de relief uor (cmpie) fr condiii limitative de amplasarea liniilor c.f.;


2/37

2

I = 90 mm i = 0,85 m/s2n condiii maximale; aceste valori se adopt pentrurelief mediu (cmpie i deal) sau n condiii limitative de amplasare a liniilor c. f.;

I = 150 mm i = 1,40 m/s2n condiii excepionale; aceste valori se adoptpentru proiectarea traseelor de linii c. f. noi i pentru modificarea traseelor liniilorc.f. existente, n condiii de relief greu (deal i munte) sau n condiii limitative deamplasare a liniilor c. f.; folosirea n exploatare a acestor valori este

recomandat numai cu utilizarea materialului rulant corespunztor i numai pebaza unor ncercri i experimentri preliminare.Pentru determinarea razei minime a curbelor circulare (Rmin) pentru circulaia cu viteze

mari se folosete formula recomandat de UIC prin Planul director european:

( 1 )

unde: Vmaxeste viteza maxim a trenurilor de cltori [km/h]; Vmedviteza medie ponderat a trenurilor de marf [km/h]; Iinsuficiena de supranlare [mm]; Eexcesul de supranlare [mm].

Excesul de supranlare (E) are valorile din tabelul 1 n funcie de traficul zilnic altrenurilor de marf (Tz).

Tabelul 1Trafic zilnic [mii tone br.] > 60 60 Tz>30 30

E [mm] 70 80 90

Supranlarea efectiv (hef) trebuie s ndeplineasc condiiile cunoscute:( 2 )

n ceea ce privete curbele de racordare, apar urmtoarele particulariti:- dac hn15mm, ntre aliniamente i curbele circulare nu se introduc racordri;

- dac hn15 mm, racordrile vor corespunde nivelului de confort propus i vor aveaform de parabol cubic;- pe lungimea racordrilor supranlarea i curbura variaz liniar;- pentru lungimea racordrilor (l) se stabilete cu una din relaiile:

[m]; pentru condiii normale; ( 3 ) [m]; pentru condiii excepionale; ( 4 )

unde: hmaxeste supranlarea maxim [mm]; Vmaxviteza maxim a trenurilor de cltori.

- panta supranlrii (i) pe lungimea racordrii are valoarea:

[mm/m] sau [] ( 5 )- panta supranlrii trebuie s ndeplineasc urmtoarea condiie:

( 6 )

unde: n este un coeficient, avnd valoarea 10 n condiii normale i valoarea 8 n

condiii limitative de amplasare a liniei;

EI

VV8,11R

2

med

2

maxmin

maxefn hhh

maxnV

1000p


3/37

3

Vmaxviteza maxim a trenurilor de cltori [km/h];- lungimea minim a aliniamentelor intermediare (La min) dintre racordrile succesive

se determin cu relaiile:La min = 0,5 Vmax, dac Vmax= 160 km/h ( 7 )La min = 0,7 Vmax, dac 160 km/h < Vmax 200 km/h ( 8 )

- aceleai relaii (7 i 8) sunt valabile i pentrudeterminarea lungimii minime a

curbelor circulare (Lc min) cu supranlareconstant sau fr supranlare.Racordarea liniilor paralele sau neparalele se realizeaz prin introducerea a doucurbe circulare de sens contrar cu sau fr aliniament intermediar ntre ele, cu raze mari ifr supranlare. Lungimea aliniamentelor intermediare se stabilete cu relaiile 7 i 8. Serecomand ca R1= R2. Dac , n cazul introducerii aliniamentului intermediar, razamai mic trebuie s satisfac urmtoarea condiie:

[m] ( 9 )

pentru ca acceleraia transversal necompensat s aib valorile .Cu aprobri speciale se accept pentru raza cea mai mic:

[m] ( 10 )cu condiia ca .

n cazul racordrii fr aliniament intermediar se impune:

[m] ( 11 )Racordarea declivitilor succesive se face dac ; raza curbei circulare de

racordare (Rv) are valorile din tabelul 2.Tabelul 2

Vmax[km/h]Rv[m] n condiii:

normale minimale160 10000 7000161200 16000 10000

- valorile din tabelul 2 se ncadreaz n recomandrile fiei UIC 703 (a v = 0,2 m/s2

pentru condiii normale i av= 0,3 m/s2pentru condiii minimale);

- distana (d) dintre tangenta curbelor din plan vertical i nceputul sau sfritul curbelorn plan orizontal, respectiv prima joant sau ultima joant a aparatelor de cale este dat derelaiile:

d 0,35 Vmax[m]; n condiii normale; ( 12 )d 0,25 Vmax[m]; n condiii minimale. (13 )

n ceea ce privete gabaritele, au fost determinate valorile conturului cinematic nconformitate cu principiile de calcul expuse n fia UIC 5054 (figura 1).


4/37

4

Fig. 1. Cotele (a, b, c) ale gabaritului cinematic de amplasare a obstacolelor

Valorile a, b i c sunt prezentate n tabelul 3.Tabelul 3

Viteza[km/h]

Raza[m]

Lipsasupranlrii

Interior sauexteriorcurbei

a b cValoare

nominalValoarelimit

Valoarenominal

Valoarelimit

Valoarenominal

Valoarelimit

> 80 aliniament

- - 0,9340 0,8490 1,5950 1,5250 1,7620 1,6970

160 1010 150 exterior 1,1376 1,0425 1,7591 1,6794 1,9112 1,8371150 interior 1,0806 1,8135 1,7137 1,6568 1,8700 1,8169

1260 90 exterior 1,0707 0,9754 1,7056 1,6259 1,8626 1,788490 interior 1,0799 1,0128 1,7130 1,6561 1,8692 1,8161

200 1570 150 exterior 1,1380 1,0429 1,7592 1,6794 1,9112 1,8370150 interior 1,0793 1,0122 1,7124 1,6555 1,8686 1,8155

1970 90 exterior 1,0695 0,6744 1,7044 1,6249 1,8614 1,787290 interior 1,0788 1,0117 1,7119 1,6550 1,8681 1,8151

Pentru curbe s-a pornit de la conturul cinematic de referin (figura 2) la care seadaug sporurile de lime la care se pot amplasa obstacolele. Sporurile au fost calculate

n dou variante : nominal i limit. Se menioneaz c prevederile STAS 4392 cu privire lagabarite pentru poduri, viaducte, tuneluri i instalaii asigur nscrierea conturului cinematicpentru circulaia cu Vmax 200 km/h. n ce privete gabaritul pentru construcii i instalaiiexistente (STAS 4392, Fig. 7), dimensiunile acestuia nu corespund circulaiei cu vitezemari, impunndu-se necesitatea modificrii acestor construcii i instalaii.

La partea superioar a conturului cinematic se adaug sporurile generate deelementele constructive ale liniei de contact i de distanele de izolare pentru viteze mari.

Distana ntre axele liniilor existente,apte pentru circulaia cu viteze mari, va fi de celpuin 4,00 m. Aceeai distan este valabil i pe podurile, viaductele i tunelurileexistente. Pentru linii noi (inclusiv pe poduri, viaducte i n tuneluri noi) distana minim

ntre axele liniilor va fi de 4,20 m.Distana minim ntre axa liniei i parapet de 2,75 m pe podurile existente i de 3,00 m

pe podurile noi. Podurile i viaductele avnd mai mare lungimea de 50 m vor fi prevzutecu refugii la distana de 20 m, alternativ pe ambele pri ale cii. Podurile i viaducteleavnd lungimea de cel puin 500 m vor fi prevzute cu refugii mari din 200 m n 200 m

4,580

3,835

3,530

NSS

a

b

c


5/37

5

pentru adpostirea materialelor i mainilor de cale. Pe poduri i viaducte distana dintreaxa liniei i parapetul refugiilor va fi de minim 3,45 m.

Fig. 2. Gabarit cinematic de referin pentru material rulant

Distana minim dintre dou nie (mici, mari, camere speciale) alternative n tuneluri vafi de 25,00 m. Dac este cazul se vor executa (n tunelurile noi) refugii denivelateprevzute cu parapete de protecie a personalului de ntreinere contra efectului desuciune la trecerea trenurilor. n tunelurile existente prevzute cu refugii denivelate nseciunea util trebuie realizate paravane pentru protecia personalului de ntreinere.

Calea pe podurile sau viaductele noi va fi cu prism de piatr spart iar pe celeexistente pot exista dou situaii:

cu traverse din beton (monobloc sau bibloc) pe prism de piatr spart; cu traverse din lemn pe structur metalic.

Prinderea inei pe traverse poate fi de tip K sau elastic pentru V max 160 km/h iobligatoriu elastic dac 160 km/h < Vmax 200 km/h. Poza traverselor pe podurile cu cuvde piatr spart va fi aceeai cu poza de pe terasamente, iar traversele vor avea lungimeade 2,60 m.

Grosimea prismei cii sub travers va fi de cel puin 30 cm (n dreptul inei de pe firulinterior) i se va aeza pe apa (stratul) de protecie a hidroizolaiei. apa de protecie vaavea grosimea minim de 5 cm.

Pe podurile n aliniament mai lungi de 10 m i pe toate podurile n curb (indiferent delungime) se monteaz contraine, inclusiv pe terasamentele vecine podului pe o lungimede 20 m n ambele capete ale podului. Pentru asigurarea scurgerii apelor pluviale serecomand panta transversal minim de 2% i declivitatea minim de 2. Se mai

recomand ca inele i contrainele s fie sudate pe poduri.n tunelurile noi i n cele existente modernizate pentru circulaie cu viteze mari, caleava fi cu prism de piatr spart aezat direct pe radierul tunelului, grosimea minim aprismei cii sub talpa traversei fiind de 30 cm.

Declivitile liniilor n tuneluri noi va fi egal cu cea a sectorului de linie pe care suntamplasate, dar nu mai mic de 3 , pentru asigurarea scurgerii apelor. Declivitate va ficontinu i ntr-un singur sens. Panta transversal va fi de minim 1 %. Tunelurile noi se voramplasa n aliniament, admindu-se i amplasarea tunelurilor n curb ntr-un singur sens(la dreapta sau la stnga) pe toat lungimea tunelului.

4,580

3,835

3,530

NSS

0,758

1,470

1,645


6/37

6

Din cele prezentate rezult c n completrile la Instrucia 314 nu sunt date soluiiconcrete pentru realizarea suprastructurii i infrastructurii liniilor ferate n mediu urban.Soluiile acceptate i aplicate depind n final de priceperea echipei de proiectare i aspecialitilor beneficiarului, de administraia feroviar.

n ultimele decenii se observ creterea importanei costurilor lucrrilor de cale ferati a proteciei mediului n dauna ponderii reprezentate de sigurana circulaiei i de

condiiile tehnice impuse pentru realizarea i exploatarea cii. n ce privete costuriletrebuie analizate i apreciate mpreun costurile de investiie i cele de mentenan. Roluli importana din ce n ce mai mare a proteciei mediului a condus la gsirea unor soluiitehnice cu efecte minime asupra mediului nconjurtor. Statisticile unor administraiiferoviare arat c pentru a menineelementele geometrice ale cii clasice (cu prisma cii)

n limitele admise, lucrrile de ntreinere aferente au reprezentat ntre 22...75 % din totalulcheltuielilor de mentenan. Aa s-au nscut suprastructurile rigide (fr prisma cii, pe oplac rigid) care au o serie de avantaje:

- se pstreaz geometria cii (n plan, profil longitudinal i transversal) fr a finecesare lucrri de ntreinere i reparaii specifice;

- stabilitatea cii (chiar fr joante) n curbe este foarte mare; - interaciunea vehicul - cale duce la apariia unor eforturi unitare relativ mici n

elementele suprastructurii cii;- confortul este sporit;- scade limea platformei cii deci spaiul necesar pentru realizarea liniei; - scade grosimea total a suprastructurii;- se apreciaz c durata de via a cii crete; - pot fi realizate supranlri mai mari (pn la 200 mm) deci poate fi sporit viteza

maxim n curbe;- dispar toate dezavantajele reprezentate de prisma cii.Trebuie amintite i dezavantajele structurilor fr prisma cii:- este necesar precizie maxim la execuie, deci tolerane foarte mici la recepia cii; - sporete costul i durata investiiei;- modificrile ulterioare ale geometriei cii sunt foarte dificile;- trecerea de la calea clasic la cea pe plci din beton se face cu panouri de tranziie

speciale;- trebuie rezolvate problemele legate de diminuarea vibra iilor i a polurii fonice.Statisticile germane arat c pentru realizarea unui kilometru de cale ferat pe plci

rigide costurile cresc cu 38 % fa de o cale cu prisma cii, dar cheltuielile de mentenanscad de 14 ori!!!

n continuare sunt prezentate cteva soluii tehnice de la diferiteadministraii feroviarepentru realizarea de linii ferate pe plci rigide din beton armat.

1.1. Suprastructuri rigide japoneze

Realizarea de suprastructuri rigide n Japonia a fost experimentat ncepnd cu anul1955, n mod special n tuneluri (tunelul Hokoriku, 13670 m, 1960).

Dei prima linie de mare vitez din lume, ntre Tokio i Osaka, a fost realizat n soluiaclasic (linie cu prisma cii), durata mic disponibil pentru ntreinere (4...5 ore pe noapte)pe lng intensitatea mare a traficului (55...65 perechi de trenuri pe zi, V max=210 km/h, cca.100000/zi) a dus la adoptarea unor soluii noi de linii pe plci rigide din beton.

Una din soluiile aplicate este prezentat n figura 3.


7/37

7

Fig. 3

Placa de beton armat prefabricat are dimensiunile de 5,00x2,34x0,16 m i este fixatpe o plac de beton de baz aezat pe infrastructur. ntre cele dou plci se injecteazun mortar de bitum - ciment avnd 40 mm grosime pentru a realiza geometria corect idurabil a cii.Poziia exact a plcilor de beton armat este asigurat de cepi de beton

ncastrai n placa de baz i care au diametre de 40 cm i nlimea de 25 cm.O alt soluie aplicat n Japonia este prezentat n figura 4.Structura a fost realizat la liniile japoneze de mare vitez n zonele periurbane.

Diminuarea vibraiilor i a zgomotului se obine prin utilizarea unor plci elastice depoliuretan fixate pe traverse i la capetele traverselor.


8/37

8

Fig. 4

1.2. Suprastructuri rigide germane

Preocuprile specialitilor germani n conceperea i realizarea unor linii de cale feratfr prisma cii au nceput n anii '70. Principiile de baz impuse au fost urmtoarele:

- presiunile transmise de plcile de beton s fie uniforme pe toat suprafaa plcii; - inele s aib rezemare elastic;- s existe posibilitatea corectrii niveletei cii cu pn la 50 mm;- soluiile tehnice aplicate s fie aceleai att n cazul liniilor pe terasament ct i n

cazul celor pe poduri sau tuneluri.Pornind de la aceste principii a fost realizat i implementat sistemul RHEDA (figura 5).inele au fost fixate pe traverse din beton precomprimat tip B70 avnd poza de 60 cm.

Traversele au fost aezate pe o plac din beton armat de 14 cm grosime cu careconlucreaz datorit betonului armat turnat ntre traverse i sub traverse. Sub placa de

beton se afl o plac termoizolant de 20 cm grosime din beton uor Styropor i un stratde 15 cm de material stabilizat cu ciment.


9/37

9

Fig. 5

Alte structuri rigide de tip RHEDA sunt prezentate schematic n figura 6.

Fig. 6


10/37

10

Alte soluii pentru realizarea suprastructurilor de linii ferate rigide sunt prezentateschematic n figura 7.

Fig.7


11/37

11

n figura 8 este prezentat suprastructura tip Oelde a crei noutate este c nu aretraverse. inele sunt fixate direct pe placa de beton armat.

Fig. 8

Administraia feroviar german (DB) a elaborat la nceputul anilor '90 instruciunile derealizare a cilor ferate fr prisma cii pornid de la condiia impus de durata minim de

via de 60 de ani pentru fiecare structur rigid.Astfel, pentru terasamente au fost impuse urmtoarele condiii:- prin studiile geotehnice trebuie determinate cu maxim precizie tasarea probabil a

terenului de baz i a umpluturii;- probele se vor recolta din 50 n 50 m, la o adncime de cel puin 6 m sub NSS; - terasamentul trebuie astfel realizat nct eventualele tasri s fie compensate cu

sistemul de fixare a inelor pe traverse; n caz contrar nu sunt permise structurile rigide;- adncimea minim a apelor freatice trebuie s fie la 1,50 m fa de NSS;


12/37

12

- valorile minime acceptate pentru EV2 n cazul liniilor noi sunt de 60 MPa peterasament i 120 MPa pe stratul de protecie la nghe iar n cazul liniilor reconstruiteaceste valori devin 45 MPa respectiv 100 MPa.

Condiiile minimale impuse suprastructurii sunt urmtoarele:- ina utilizat este de tip UIC 60 iar prinderea elastic (SKL, Ioarv, Wfp); - denivelarea inelor n dreptul prinderii sub sarcina dinamic de 200 kN este de cca.

1,5 mm;- rezistena la deplasri longitudinale este de min. 5 kN pentru fiecare prindere; - prinderile trebuie s asigure corecii minime ale niveletei de -4...+26 mm i ale

direciei de-5...+5 mm;

-nclinarea inelor pe traverse 1:40 (1:30...1:50);- poza traverselor: 0,65 m, rezistena la deplasri n lung 14 kN/travers, rezistena

la deplasri laterale 5 kN/m;- supranlarea maxim: 180 mm.Condiii impuse pentru placa suport din beton armat:- beton armat, clasa C30, armtur 0,8...0,9 % la mijlocul nlimii plcii, pe toat

suprafaa plcii;- fisurile limitate la 0,5 mm la suprafaa plcii;- abaterile maxime la nivel: 2 mm.Condiii impuse pentru stratul portant de asfalt:- executat la cald, ntr-unul sau mai multe straturi, din amestec de agregate minerale i

bitum sau bitum modificat;- liant: bitum B80 sau B65;- stabilitate Marshall: 97 %;- grosimea stratului se stabilete prin dimensionare;- abateri admise la nivel: 2 mm, dac linia este aezat direct pe stratul de asfalt.Dimensionarea straturilor portante (de beton sau asfalt) se va face cu metodele

cunoscute de la dimensionarea structurilor rutiere. Vor fi luate n considerare efectelevariaiilor de temperatur, variaia rezistenei la compresiune a infrastructurii, rezistena laoboseal. La calculul prinderii (inelor pe traverse sau pe plac) se va ine seama deefectul undei pozitive din faa primei osii respectiv ntre osiile n micare.

Experiena acumulat la DB a condus la urmtoarele concluzii: - cea mai bun suprastructur rigid este cea de tip RHEDA; - cheltuielile de ntreinere sunt mult mai reduse fa de cele de la liniile clasice cu

prisma cii;- pe lng activitatea de supraveghere i verificare permanent a cii ntreinerea se

rezum la polizarea inelor, nlocuirea inelor i ntreinerea trecerilor la nivel.

1.3. ine fixate n jgheab

Soluia a fost realizat pentru prima dat n Olanda n 1972, este utilizat n modobinuit la calea ferat pe poduri i experimentat la liniile pentru viteze mari. n figura 9este prezentat schema fixrii unei ine n jgheab cu material de fixare turnat.


13/37

13

Fig. 9

Avantajele soluiei sunt:- structur simpl dar cu durata de via sporit;- nu apar deformaii ale elementelor geometrice;- nu apar probleme privind stabilitatea cii;- rezemarea inei este elastic i continu;- la cteva ore dup fixarea inelor calea poate fi dat n exploatare;- scade uzura inelor;- vibraiile i zgomotul sunt mult diminuate;-nlimea total a structurii este redus;

- izolarea electric este foarte bun.Materialul de fixare (care practic mbrac ina) poate fi de fabricaie EDILON -

CORKELAST, ICOSIT KC 330 etc.

2. Particulariti privind cile ferate industriale

Cile ferate industriale (C.F.I.) sunt acele linii ferate care sunt exploatate de unitieconomice, altele dect administraia feroviar romn. C.F.I. pot fi normale (cuecartament normal, 1435 mm) inguste (cu ecartament ngust de 760 mm sau 600 mm).


14/37

14

Particularitile privind geometria C.F.I. sunt reglementate n STAS 4067/84 fiindobligatorii pentru liniile noi sau modernizarea celor existente, dac pe ele circul materialrulant CFR i/sau sunt racordate la reeaua CFR.

Clasificarea C.F.I. se poate face dup mai multe criterii, astfel:- dup amplasament:

linii interioare (situate n incinta ntreprinderii sau n afara incintei pa care se fac

transporturi ntre seciile ntreprinderii); linii exterioare (racorduri situate n afara incintei ntreprinderii);- dup rolul funcional:

linii interioare i din staii (de primire expediere, de triere, de circulaie, degarare, de ncrcare descrcare, de revizie, de echipare, de remizare, deevitare, de scpare, la poduri bascul etc.);

linii exterioare (de racord cu reeaua CFR, de legtur ntre incint i sursele deaprovizionare cu materii prime, de legtur ntre incinte).

2.1. Particulariti ale traseului n plan

Curbele pot fi arce de cerc cu sau fr racordri, cu sau fr supranlri. n cazulC.F.I. cu ecartament normal curbele n plan sunt conform tabelului 4.

Tabelul 4Felul liniilor Vmax[km/h] Felul curbelor

interioare; abtute n staii 35 circulare, fr supranlareexterioare, de cel mult 3 km

lungime 35 Vmax 60circulare, cu supranlare

exterioare, mai lungi de 3 km 35 Vmax 60circulare, cu racordri

parabolice i supranlare

Vitezele maxime de circulaie [n km/h] sunt date n tabelul 5.

Tabelul 5

R [m]Vmax[km/h]

Fr racordri i frsupranlri

Cu racordri i frsupranlri

Cu racordri i cusupranlri

100 20 20 20125 25 30 35150 25 35 40180 30 40 50200 35 45 55

225 35 45 60250 40 50 60300 45 50 60350 50 55 60400 55 60 60500 60 60 60

Razele minime [n m] ale curbelor circulare sunt date n tabelul 6.


15/37

15

Tabelul 6Vagoane de marf remorcate cu mijloace

CFR care circul pe :Vagoane de marf remorcate cu

mijloacele ntreprinderii, care circulpe:linii exterioare linii interioare n

condiii deocupare optim a

incintei

n condiiiobinuite de

relief

n condiiigrele de

relief

linii noi exterioare,n condiii grele

de relief

linii interioare, ncondiii de amp.

limitat200 180 160 150* 100* Raza poate fi micorat pn la 100 m, dac se folosesc traverse de beton cu

asigurarea prinderii contrainei.

Dac pe C.F.I. circul n exclusivitate material rulant tehnologic uzinal, raza minim vafi cea admis de materialul rulant respectiv. n cazuri excepionale razele minime dintabelul 2.14 se pot micora pn la valorile limit admise pentru sigurana circulaiei, astfel:

- pentru material rulant uzinal, Rmin= 40 m cu aprobarea beneficiarului;- pentru material rulant CFR, Rmin= 75 m cu aprobarea forului tutelar CFR.

n toate cazurile cnd R < 150 m se prevd contraine la firul interior. Pentru razele de

40 74 m, firul exterior se alctuiete dintr-un dispozitiv cu plac astfel nct s permitridicarea buzelor bandajelor de la roile exterioare pentru ca ele s cirule pe placa derulare. Limea plcii de rulare va fi de cel puin 110 mm.

n cazul curbelor circulare de pe linia direct (din staii) se pot adopta razele minime (nm) din tabelul 7. n parantez sunt notate valorile limit pentru situaii deosebite, bine

justificate.Tabelul 7

Material rulant CFR Material rulant uzinaln condiii obinuite

de reliefn condiii grele de

reliefn condiii obinuite

de reliefn condiii grele de

relief300 (200) 180 (160) 200 100

Racordarea a dou curbe circulare succesive ce acelai sens, fr racordriparabolice, cu sau fr supranlri se face:

- printr-un aliniament de cel puin 20 m;- fr aliniament, cu tangent comun n punctul de contact.Racordarea a dou curbe circulare de sens contrar, fr racordri parabolice se

realizeaz astfel:- printr-un aliniament de cel puin 20 m dac supranlrile (h1i h2[mm]) sunt nule;- printr-un aliniament de cel puin 20 + 0,4 (h1+ h2) [m] dac h1i h2 0;- printr-un aliniament de cel puin 0,4 (h1+ h2) [m], n condiii speciale;- fr aliniament, dac supranlrile sunt nule cu tangent comun n punctul de

contact.Viteza maxim cu care se poate circula pe ansamblul curbelor circulare de mai suseste cea corespunztoare curbei cu raz mai mic. Excepie face ultimul caz (curbesuccesive se sens contrar fr aliniament ntre ele) pentru care:

[km/h] ( 14 )Supralrgirea cii are valorile reglementate de instruciile CFR n vigoare. Variaia

maxim a supralrgirii este de 2 mm/m, la liniile interioare putnd fi de 3 mm/m cu condiiaca s se realizeze pe cel puin 5 m.


16/37

16

Supranlarea (h) se prevede pe toat lungimea curbei:

[mm] ( 15 )Rampa supranlrii nuva depi 2,5 mm/m.

2.2. Particulariti privind profilul longitudinal

Declivitile maxime sunt prezentate n tabelul 8.

Tabelul 8

Felul linieiDeclivitatea maxim []

Lungimea minim a elementelor de profil[m]

Linii exterioareLinii

interioarerelief

obinuitreliefgreu

reliefobinuit

relief greu

Linii CFI obinuite 15 30 50 30 20Linii de acces la

estacade, cutraciune Diesel

sau electric- 40 - - -

Linie de acces laestacade, traciune

cu aburi- 30 - - -

Declivitile maxime trebuie s in seama att de tonajul brut maxim al convoaielor deremorcat ct i de puterea mijloacelor de traciune.

n staii, liniile de ncrcare-descrcare pe poriunea de staionare a vagoanelor seproiecteaz de regul n palier, admindu-se declivitatea maxim de 1,5 . n cazuriexcepionale (asigurarea contra fugirii vagoanelor) se admit decliviti maxime de 8 sauchiar mai mari.

Linia la podul-bascul trebuie s fie n palier inclusiv pe 20 m pe fiecare parte apodului-bascul.

Elementele de profil se racordeaz prin arce de cerc avnd razele min ime (n m) dintabelul 9.

Tabelul 9Linii exterioare Linii interioare Linii de manevr, de garare, n

depouri, ateliere i depoziterelief obinuit relief greu2000 2000 1000 500

2.3. Particulariti privind profilurile transversale tip

n figura 10 este prezentat un profil transversal tip pentru C.F.I. pentru aliniament saucurb fr supranlare.


17/37

17

Fig. 10

Limea prismei cii (L), lungimea traversei (Lt), umrul prismei cii (m) i grosimeaprismei cii sub traverse (h) sunt date n tabelul 10.

Tabelul 10

Felul liniilorAmplasamentul

liniilorVmax[km/h]

Felultraverselor

Lt[m]m[m]

L[m]

h[cm]

permanenteexterioare (3560]

beton 2,50 0,25 3,00 30lemn 2,50 0,25 3,00 25

exterioare iinterioare 35

beton 2,50 0,20 2,90 25lemn 2,40 0,25 2,90 20

provizorii (>5 ani)

- 35beton 2,50 0,10 2,70 -lemn 2,30 0,15 2,60 -

Valorile din tabelul 10 sunt minime. Umrul (m) sporete cu 10 cm n exteriorul curbeidacR


18/37

18

Fig. 11

Trecerea de la limea a naliniament la limea b n curb se face pe lungimea

rampei supranlrii.Limea platformei (B) are valorile din tabelul 11.

Tabelul 11

Felulliniilor

Amplasamentulliniilor

Vmax[km/h]

Felul liniei iamenajarea

curbeiR [m]

Dimensiuni [m]

a b B

permanente

exterioare

(3560]

aliniamente icurbe circularecu supranlri

800 2,50 2,70 5,20

[180800) 2,50 2,80 5,30

35

aliniamente i

curbe circularefr

supranlri

[160800) 2,50 2,60 5,10

interioare iabtute n staii 35

aliniamente icurbe circulare

frsupranlri

[160800) 2,50 2,50 5,00

provizorii(> 5 ani)

- 35

aliniamente icurbe circulare

frsupranlri

100 2,50 2,50 5,00

n figura 12 este prezentat un profil transversal tip de debleu n stnc, cu platformfr anuri. Limea platformei este de 3 m dac R 350 m i sporete n curbele avndR < 350 m cu valorile stabilite n STAS 4392-84 (Gabarite). Prisma cii se ncadreaz cuborduri avnd rosturi de 3 ... 4 cm la intervale de cel puin 2 m.

4%4%

2:3

2:32:3

2:3h

0.15

a b

B

L

m m+0.10Lt

2%

2%

0.30


19/37

19

Fig. 12

n figurile 13 i 14 sunt prezentate dou profiluri transversale tip pentru linii industrialengropate.

Fig. 13

Fig. 14

Ultimul profil transversal tip (figura 15) se aplic la treceri la nivel, depozite sau hale cupardoseli, zone cu circulaie rutier. Sistemul rutier n zona liniei se realizeaz de obicei cu

h

3%3% 0.10

0.13 0.13

a b

0.30

0.20

0.50Lt0.50

>3.50

0.15

h

4%

0.30

0.20


20/37

20

pavele, dale prefabricate demontabile, beton simplu monolit, beton asfaltic. n toatecazurile trebuie asigurat limea jgheabului pentrucirculaia materialului rulant.

Fig. 15

3. Particulariti privind liniile de tramvai

Totalitatea construciilor, instalaiilor i dotrilor careasigur transportul de cltori peun traseu determinat se numete linie de transport public. Transportul public urban se

poate efectua cu autobuze, microbuze, metrou, metrou uor, ram electric, trole ibuze sautramvaie.Circulaia tramvaielor se face pe o cale de rulare care este un sistem constructiv cu

ine.Liniile de tramvai se pot clasifica dup mai multe criterii, astfel:a) dup destinaie i funcionalitate:

linii curente; linii n depouri; linii de acces n depouri;

b) dup ecartament: linii cu ecartament normal (1435 mm); linii cu ecartament ngust (1000 mm);

c) dup numrul de fire de circulaie: linii simple; linii duble;

d) dup poziia fa de partea carosabil a strzii: linii nglobate n partea carosabil (n axa strzilor, pe o parte a prii carosabile

sau lateral pe ambele pri ale prii carosabile); linii cu platform proprie la nivel cu partea carosabil (avnd poziia fa de axa

strzii ca i la punctul anterior); linii cu platform proprie la nivel cu partea carosabil a strzii, separate numai

prin linii continue de marcaj rutier; linii n afara prii carosabile;

e) dup tipul de in: linii cu in cu canal; linii cu in tip CF aezate pe traverse (din beton sau din lemn) respectiv pe

blochei de beton; linii cu ine pozate n longrine sau dale de beton.

NSS

hliber>38mm

NSS...NSS+30mm

45+S ( 5 mm)


21/37

21

3.1. Particulariti privind elementele geometrice

Raza minim a curbelor circulare este: Rmin= 20 m, la linii curente; Rmin= 18 m, la linii n depouri.

n cazul utilizrii curbelor progresive (de preferin clotoide) acestea vor avea lungimea

minim (lmin) n funcie de valoarea supranlrii efective (hef) astfel nct s fie respectatesimultan urmtoarele trei condiii: torsionarea cii pe rampa supranlrii s nu depeasc valoarea de 1:400; viteza de ridicare a roii pe firul exterior (Vr) s nu depeasc 0,1 km/h n

condiii normale sau 0,125 km/h n condiii dificile de traseu; variaia insuficenei de supranlare (I) pe lungimea racordrii s nu

depeasc 75 mm/s n condiii normale sau 90 mm/s n condiii dificile detraseu; insuficena maxim de supranlare este de 90 mm.

Din prima condiie (figura 16) rezult:

[ m ] ( 16 )

Fig. 16

Din cea de-a doua condiie (figura 17) rezult:

[ m ]

( 17 )

Fig.17Pentru km/h se obine: [ m ] ( 18 )Pentru km/h rezult: [ m ] ( 19 )

AR RC

l

hef

i

AR RC

l

hef

x

hx

V


22/37

22

Din cea de-a treia condiie (figura 18) rezult:

Fig. 18

Pentru mm/s se obine: [ m ] ( 20 )

Pentru

mm/s rezult:

[ m ] ( 21 )Se observ c [ mm ] ( 22 )

Se menioneaz c n cazul cii de rulare nglobate n carosabil aceste condiii secoreleaz cu condiiile locale.

ntre dou curbe succesive de sens contrar, n linie curent, trebuie introdus unaliniament de cel puin 10 m.

n cazul liniilor de tramvai avnd ecartament normal abaterea maxim la ecartament laconstrucie este de - 2 0 mm. Supralrgirea cii de rulare (realizat cu ine de tramvaiavnd limea canalului mai mare de 42 mm sau cu in de cale ferat) se calculeaz nfuncie de caracteristicile materialului rulant. n cazul inelor de tramvai avnd limea

jgheabului de cel mult 42 mm nu se prevede supralrgire n curbe.Distana dintre axele cilor de rulare alturate n aliniament trebuie s fie de cel puin 3

m la care se adaug (n cazul amplasrii stlpilor de susinere a liniei de contact ntre fireleduble) diametrul acestor stlpi, dar nu mai puin de 50 cm. Nu se amplaseaz st lpi n axacii de rulare duble n curb dac raza curbei este mai mic de 50 m. n depouri sauplatforme de parcare distana minim ntre axele cilor alturate este de 4 m. n curbe seadaug sporuri n funcie de suprafeele de mturare ale vagoanelor. n figura 19 suntprezentate date privind gabaritul pentru calea de rulare a tramvaielor fr stlpii desusinere a liniei de contact amplasai n ax, cu sau fr refugii pentru pietoni (dimensiunile

n mm).

AR RC

l

x

Ix

hefx

I

h

hef

max

xxx

dt

dI

l

Iv

dt

dx

dx

dI

dt

dI


23/37

23

Fig. 19

n figura 20 este prezentat schema pentru calculul gabaritului pentru calea de rularedubl n curb.

Fig.20

n legtur cu profilul n lung se arat c elementele de profil trebuie s aib lungimeaminim de 30 m. Racordarea elementelor de profil se face cu arce de cerc avnd m. Declivitatea maxim (imax) n aliniament este de 8 %. n curbe aceastdeclivitate se diminueaz cu rezistena specific (ic) dat de curbe:

[ % ] ; [ % ] ( 23 )n depouri sau platforme de parcare declivitatea maxim este de 0,2 %.Se recomand ncadrarea cilor de rulare ale tramvaielor att n profi lul transversal ct

i n cel longitudinal al strzilor.

3.2. Infrastructura i suprastructura cilor de rulare

Infrastructura cii de rulare este alctuit din terasamente, lucrri de protejare i/sauconsolidare ale terasamentelor, amenajri pentru colectarea, drenarea i evacuarea

3000

500 2500 500 2500

6500/2 8620/2

350

0

5500

>500

z>>500


24/37

24

apelor. Infrastructura cilor de rulare nglobate n carosabil se dimensioneaz inndseama de traficul rutier de pe artera respectiv.

La proiectarea cilor de rulare trebuie s se in seama de corelarea cu reeleleedilitare (ap, canal, gaz, telefonie, tv cablu, etc.). Astfel subtraversrile cu conductetrebuie realizate n tuburi de protecie, n afara zonelor aparatelor de cale, unghiul deintersecie dintre axa cii de rulare i axa conductei s fie de cel puin 65o. Cota minim a

reelelor subterane rezult din condiia ca de la acestea pn la faa superioar aterasamentului s fie cel puin 40 cm.Suprastructura cii de rulare se poate realiza astfel:

cu in de tramvai, care permite nglobarea suprastructurii n partea carosabil; cu ine pozate n longrine sau dale de beton; acestea permit nglobarea

suprastructurii n partea carosabil; cu ine de cale ferat (tip 40 sau 49), aezate de obicei pe traverse, cnd linia

este realizat pe platform proprie.inele cii de rulare se sudeaz (de obicei aluminotermic) eliminndu -se joantele.

n figurile 21 ... 24 sunt prezentate cteva profiluri transversale tip, respectiv detalii defixare a inei.

1 - ina tramvai2 - plci beton prefabricate3 - traversa4 - piatr spart5 - strat de repartiie (nisip,balast)6 - material geotextil7 - platforma cii8 - pat de pmnt9 - dren central longitudinal10 - nisip pilonat

11 - rost de mastic bituminosFig. 21. Profil transversal pentru cale de rulare dubl, cu in de tramvai,

pe traverse, nchis cu plci de beton armat prefabricate, cu dren central.

1 - ina tramvai2 - traversa3 - pavaj4 - strat de nisip5 - piatr spart

6 - balast, nisip7 - material geotextil8 - pat de pmnt9 - fundaie stlp10 - dren11 - stlp

Fig. 22. Profil transversal pentru cale de rulare dubl, cu in de tramvai,nglobat n partea carosabil, stlpi n ax, drenuri laterale

1.75 3.00/2

4

56 7

2

8

10

9

5%

1...2% 1

3

123

5

10

11

6 7 8

13

9

4

12

5%

1...2%

1.75 1.50 0.50


25/37

25

1 - pavaj2-mortar de ciment saunisip3 - ina tramvai4 - ap de egalizare

5 - piatr spart 15 256 - piatr spart 40 607 - balast8 - nisip 0 79 - geotextil10 - dren longitudinal11 - canal tehnic monolit12 - ap de egalizare

Fig. 23. Profil transversal tip pentru modernizarea liniilor de tramvai din Timioara

1ina Ri 60/R102material pentru etanare contrainfiltrailor3beton asfaltic

4beton asfaltic deschis5profil ISOLAST6beton simplu7folie polietilen

8clete9plac metalic 10 180 350 mm10mortar ORTEC

11urub M20-21012piulie M2013profil de izolare a tlpii inei14dale beton armat

Fig. 24. Detaliu prindere tip ORTEC

5%

1%2 3

4

5

6

7

8 9 10

1

11

12


26/37

26

3.3. Determinarea vitezei maxime n cazul cii de rulare duble nglobate n carosabil

Din relaia (24 ) rezult:

() [ km/h ] ( 24 )Cu notaiile din figura 25 se poate determina att viteza maxim de pe firul interior

(relaia 24) ct i pentru firul exterior (relaia 25) unde supranlarea este negativ ( -hef).

Fig. 25. Determinarea vitezei maxime n curbe

() [ km/h ] ( 25 )n figura 25, FI reprezint firul interior, FE - firul exterior iar raza celor dou curbe este

RFIrespectiv RFE.

n afara de soluiile tehnice de realizare a supra i infrastructurii liniilor de tramvaiprezentate mai sus,n oraele cu linii de tramvai din Europa au fost adoptate o multitudinede alte soluii. n continuare sunt prezentate cteva soluii pentru realizarea suprastructuriicilor de rulare ale tramvaiului.

Soluiile de realizare a suprastructurii liniilor de tramvai pot fi clasificate astfel:

- sistem clasic cu rezemare elastic;- sistem cu rezemare rigid;- sistem cu rezemare semirigid;- cale de rulare pe traverse;- cale derulare pe chituci;- sistemul de panouri prefabricate cu ine nglobate;- sisteme moderne cu fixare elastic a inei.Sistemul clasic cu rezemare elastic este prezentat n figura 26.

Acest sistem a fost utilizat mai mult n perioada interbelic, dar a fost abandonat dincauza denivelrilor mari ale cii.

hef

hef

FE FI

1...2% 1...2%


27/37

27

Fig. 26

O suprastructur avnd rezemarea rigid este prezentat n figura 27.

Fig. 27


28/37

28

Avantajele sistemului sunt urmtoarele:- deformaiile remanente ale cii sunt mici;- evacuarea apelor se poate rezolva uor.Sistemul are i dezavantaje:- uzura ondulatorie pronunat;- rspuns nefavorabil la solicitri dinamice.

n figura 28 este prezentat o suprastructur de linie de tramvai cu rezemare semirigid.

Fig. 28Suprastructura pe traverse (figura 29) este preluat de la calea ferat clasic.

Traversele pot fi aezate pe un pat de piatr spart, pe o plac de beton sau direct pe oinfrastructur de calitate.

Fig. 29


29/37

29

n anii '70...'80 o serie de linii de tramvai au fost realizate cu panouri prefabricate avndine nglobate (figura 30).

Fig. 30

Acest tip de suprastructur prezint o serie de dezavantaje importante: - etaneizarea spaiilor ntre plcile prefabricate respectiv ntre plci i carosabil nu

poate fi realizat n mod eficient;- evacuarea apelor pluviale devine n consecin deficitar i se produce degradarea

infrastructurii;- penele de fixare a inei mbtrnesc repede i nu previn pierderea stabilitii inei n

plan vertical la temperaturi ridicate;- la uzuri relativ mici ale inei roile intr n contact cu palca de beton. Din aceste motive sistemul practic a fost abandonat.Sistemele moderne cu fixare elastic a inei sunt aplicate la toate lucrrile de

modernizare sau construcie a liniilor de tramvai. n afar de sistemul elastic tip ORTECdeja prezentat, n figura 31 este schiato alt suprastructur elastic utilizat n zeci decapitale europene - sistemul PHOENIX AG, iar n figura 32, sistem cu in fixat n jgheab.


30/37

30

Fig. 31

Fig. 32


31/37

31

4. Particulariti ale liniilor de metrou

Pentru a rezolva problemele cauzate de transportul cltorilor n marile aglomerriurbane au fost realizate linii ferate separate de sistemul stradal. Astfel au fost realizate liniipe estacade sau linii subterane (metrouri). Prima linie de metrou subteran a fost realizat

la Londra n 1863 iar de atunci n peste 100 de metropole este utilizat acest tip detransport cu capacitatea de pn la 50000 de cltori pe or i pe sens de circulaie cuVmed=30...40 km/h. Avantajele liniilor metropolitane sunt:

- cale independent de celelalte ci de comunicaie;- viteze maxime de 80...100 km/h;- independen fa de condiiile meteorologice;- exploatare simpl;- pot fi utilizate instalaii moderne i eficiente de sigurana circulaiei;- capacitate mare de transport.Trebuie amintite i unele dezavantaje:- cheltuieli de investiie mari;- trebuie rezolvate o serie de probleme cauzate de gospodria subteran (protecie,

mutare, refacere);- pot fi necesare lucrri speciale pentru prevenirea tasrii cldirilor i construciilor

apropiate de traseul liniei.n figura 33 este prezentat o seciune printr-un tunel pentru o linie metropolitan

subteran de adncime (20...40 m).

Fig. 33


32/37

32

n privina liniilor metropolitane au fost definite urmtoarele cerine:- grosime minimal a structurii;- cheltuielile minime de ntreinere i reparaii;- rezolvarea evacurii eventualelor ape infiltrate;- utilizarea unei a treia ine pentru alimentarea cu energie electric a materialului rulant

n loc de montarea liniei de contact; astfel se poate reduce gabaritul de liber trecere n

tunel;- suprastructura s corespund din punct de vedere al polurii fonice i a vibraiilor. Primele linii metropolitane au fost realizate n soluia clasic: linie de cale ferat cu

prisma cii din piatr spart. Structura prezint o serie de dezavantaje:- grosime mare a suprastructurii;- evacuarea apelor este mai dificil;- corectarea deformaiilor cii trebuie fcut mai des;- mecanizarea lucrrilor de ntreinere este dificil;- diminuarea vibraiilor este greu de rezolvat, eventual prin sporirea grosimii stratului de

piatr spart sau prin aezarea sub stratul de piatr spart a unor materiale elastice (covorde cauciuc, covor de spum poliuretanic).

Liniile metropolitane n ultima perioad sunt realizate fr prisma cii, fiind aezatedirect pe radierul tunelului. n figurile 34, 35, 36 i 37 sunt prezentate cteva soluii pentrurealizarea liniei metropolitane la Viena, Paris, Stockholm i Rotterdam.

Fig. 34


33/37

33

Fig. 35

Fig. 36


34/37

34

Fig. 37

Cele mai moderne linii metropolitane sunt realizate n sistem mas suspendat. Acest

sistem are ca principiu de baz aezarea suprastructurii (masa) pe reazeme elasticerealizate din elastomeri.

n figura 38 este prezentat o seciune printr-o linie metropolitan realizat laMnchen, n sistem mas suspendat.


35/37

35

Fig. 38


36/37

36

PARTICULARITIALE CILOR DE RULARE PENTRUMACARALE

La realizarea cilor de rulare pentru macarale se are n vedere sarcina static mare pe

roat care practic nu sporete n exploatare deoarece la viteze nesemnificative i efectuldinamic este redus. Se recomand ca nlimea total a suprastructurii s fie ct mairedus. Pe lng cile de rulare clasice cu in (40 sau 49, de obicei fr nclinare) fixatepe traverse (din lemn sau beton, avnd lungime normal sau redus) aezate pe un stratde piatr spart sunt realizate i ci de rulare moderne. O asemenea cale de rularerealizat cu sistem Gantrex este prezentat n figura 39.

Fig. 39


37/37

BIBLIOGRAFIE

1. Herman + Kll + Kazinczy - Ci ferate. Elemente geometrice, 20112. MV. Construcia i ntreinerea cilor ferate (lb. maghiar), I. ktet, Budapest 19993. MV. Construcia i ntreinerea cilor ferate (lb. maghiar), II. ktet, Budapest 19994. Herman + Stoicescu + Herman + Cara - Ci ferate5. Colecia STAS6. Instruciuni de serviciu

Documents

Linii Ferate Urbane