SAVJETI
 

Naši savjeti su naprosto želja da ono što smo naučili tokom niza godina našeg bogatog iskustva, ponekad i neugodnog, pokušamo na jednostavni način približiti svima onima koji se bave kolosijekom za laku željeznicu ili tramvaj. Naša firma je sudjelovala u izgradnji i rekonstrukciji na više od 100.000 metara kolosijeka lake željeznice, često u najtežim uvjetima u središtima gradova, pa nam se čini da o toj problematici možemo nešto reći. Ovi savjeti su prvenstveno namijenjeni klijentima jer oni su u najvećoj opasnosti od donošenja krivih odluka. Savjeti su predočeni pomoću najjednostavnijih metoda i samo su mali dio problematike kolosijeka lake željeznice.

ŽELJE

Kada klijent odluči izgraditi ili rekonstruirati kolosijek lake željeznice njegove su želje jednostavne, ali na žalost često protuslovne. Klijent želi da je kolosijek : izdržljiv, kvalitetan, jednostavan, završen u najkraćem roku, bez potrebe za održavanjem, ekološki pozitivan, estetski uklopljen u okolinu i naravno jeftin. Logično je i da svaki ponuditelj tvrdi kako je njegovo rješenje upravo takvo ! Da bi se izbjegli kasniji nesporazumi, troškovi i razočaranja svi bi učesnici trebali baratati sa nekim osnovnim saznanjima o kolosijeku lake željeznice, a na prvom mjestu je spoznaja o tome čemu će služiti kolosijek tj. koliko opterećenje mora preuzeti ? 

OPTEREĆENJE

Česta je pojava da se opterećenje kolosijeka lakih željeznica podcjenjuje pa je i pristup konstrukciji kolosijeka sličan. To je pogreška ! Unatoč činjenici da je osovinsko opterećenje željezničkog vozila 2-3 puta veće od osovinskog opterećenja vozila lake željeznice, učestalost prolaza vozila lake željeznice je znatno veća pa su realna opterećenja na kolosijecima lakih željeznica također često veća od onih na klasičnoj željeznici. Iz tog je razloga za procjenu konstrukcije kolosijeka bitno poznavati godišnje opterećenje (Gt) - tj. količinu tereta koja se u jednoj godini preveze presjekom kolosijeka. Temeljem tog kriterija kolosijeci lakih željeznica dijele se u četiri kategorije. Zbog čega je to važno ? Pa naprosto zato jer će vam to odrediti u kojem najduljem vremenskom periodu morate na kolosijeku izvršiti neku od operacija zamjene dijelova. Dio koji će se sigurno potrošiti i koji morate prije ili kasnije zamijeniti je tračnica i periodičnost njene zamjene ovisi o kategoriji kolosijeka. Kod lake željeznice po pitanju tračnica postoji još jedna poteškoća, a to su lukovi malih polumjera u kojima je trošenje tračnice jako i trajnost tračnice često ekstremno kratka. U donjoj tabeli date su okvirne vrijednosti trajanja tračnica u ovisnosti o kategoriji kolosijeka lake željeznice :

Zamjena istrošene tračnice je neminovnost, ali nije svejedno u kakvim uvjetima i koliko često će se ona obavljati te dali postoji vjerojatnost da se i prije zamjene tračnice mora intervenirati na kolosiječnoj konstrukciji ? Ta pitanja dovode nas direktno do kriterija za izbor konstrukcije kolosijeka lake željeznice.

OSNOVNI IZBOR KONSTRUKCIJE KOLOSIJEKA LAKE ŽELJEZNICE

Svaka operacija održavanja kolosijeka je trošak i poteškoća! Savjet : Izbjegavajte uporabu konstrukcije na tucaničkom zastoru bez obzira da li postoje pragovi ili je tračnica direktno položena na tucanik. Zašto ? Takve konstrukcije zahtijevaju često održavanje jer u suprotnom postaju nestabilne. Kao osnovnu konstrukciju kolosijeka izaberite neki oblik betonskog ili armirano-betonskog temelja položenog na sloj nekoherentnog materijala. Preporučljivo je da temelj bude što deblji jer će pozitivno djelovati na rasprostiranje vibracija.

OSNOVNI IZBOR MATERIJALA

Kad se govori o izboru materijala prvenstveno se misli na materijale za neki oblik izravnavajućeg nosivog sloj između tračnice i betonskog temelja. Danas je u primjeni niz materijala, ali prema našem mišljenju samo tri imaju zadovoljavajuća svojstva : Polyester, Epoxid i Polyurethan. Izbjegavajte materijale na bazi bitumena jer se nisu pokazali dovoljno otporni na veća opterećenja.

STUPANJ RASTAVLJIVOSTI KONSTRUKCIJE KOLOSIJEKA

Kolosijeci lakih željeznica poglavito se nalaze u gradovima, prolaze gusto naseljenim zonama i često su u sklopu gradske cestovne prometnice. Takav smještaj kolosijeka većinom iziskuje, zbog omogućavanja dnevnog prometa, rad na kolosijeku samo tokom jednog dijela noći i u suprotnosti je sa zahtjevima minimalne buke. Iz tih razloga radovi na održavanju kolosijeka lakih željeznica su krajnje specifični, skupi i odvijaju se pod velikim pritiskom. Taj nas problem dovodi do bitne veličine, a to je stupanj rastavljivosti konstrukcije kolosijeka.

Stupanj rastavljivosti konstrukcije definiran je omjerom dijelova koji se nakon rastavljanja konstrukcije mogu ponovo upotrijebiti i ukupnog broja sastavnih dijelova konstrukcije i kreće se u granicama 0 < Fr < 1. U račun stupanja rastavljivosti ne ulazi betonski ili armirano-betonski temelj. Na donjim slikama prikazane su dvije konstrukcije i pripadajući stupanj rastavljivosti :

                               Fr = 0                                                 Fr = 0.88

Značenje stupnja rastavljivosti - Fr - je od izuzetne važnosti. Čim je Fr manji to su troškovi, trajanje radova, problemi buke i složenost radova na održavanju veći. Veličina Fr = 0 pokazuje da se svaka intervencija na takvoj konstrukciji svodi na razaranje konstrukcije i ponovnu izgradnju cijele konstrukcije. Očigledno je da treba težiti konstrukciji čiji je - Fr - što veći. Savjet : Birajte konstrukciju koja ima što veći - Fr -.

STUPANJ REDUKCIJE

Prilikom nuđenja konstrukcije kolosijeka kao jedan od dokaza njene kvalitete uglavnom se prikazuje veličina deformacije tračnice pod opterećenjem. Vrlo često čak niti tog podatka nema, nego se konstrukcija naprosto definira kao "elastična". To nije dovoljno !  Prva zadaća svake konstrukcije kolosijeka je prijenos i raspodjela opterećenja vozila na tlo. Od bitnog značaja je kako se ta raspodjela odvija u prostoru između vrha tračnice i temeljne betonske ploče jer je osnovna inženjerska logika slijedeća : Što je sila manja trajnost konstrukcije je veća. Ukoliko je tračnica oslonjena na pojedinačne ležajeve, stupanj redukcije - Fq - definira se omjerom sile koja djeluje na tračnicu i sile koja u istom presjeku djeluje na temeljnu betonsku ploču. Postoji niz metoda za određivanje stupnja redukcije no mi Vam prezentiramo najjednostavniju, a ipak dovoljno dobru za uspoređivanje.

Princip je da se neizmjerno duga tračnica sa širinom nožice "b" [mm] i karakteristikama "E" [N/mm2], "Ix" [mm4], oslonjena na pojedinačne ležajeve sa elastičnom karakteristikom "c0" [N/mm] i na razmaku "a" [mm] položi na jednoliki medij sa elastičnom karakteristikom "C = c0 * a * b" [N/mm3] te optereti vanjskom silom "P" [N]. U tom slučaju se deformacija "Y" [mm] i reaktivna sila "Q" [N] jednostavno izračunaju iz izraza na slici.

Stupanj redukcije izračuna se iz omjera Fq = P/Q = (2*k) / a.  Savjet : Birajte konstrukciju sa što većim stupnjem redukcije - Fq - jer će trajati duže i troškovi održavanja biti će manji.

Izvjesne poteškoće mogu se pojaviti kod određivanja elastične karakteristike medija "C" jer se elastičnost kolosijeka lakih željeznica postiže isključivo primjenom elastomera pa smatramo da i o tome treba nešto reći.

KARAKTERISTIKE ELASTOMERA

Pod elastomerom se podrazumijeva svaki materijal koji u sebi sadrži spoj opruge i viskoznog amortizera, a elastičnost postiže promjenom oblika tj. ukoliko mu je promjena oblika ( bočno širenje ) onemogućeno elastomer će se ponašati kao kruti materijal. Određivanje stvarne elastične karakteristike elastomera je složen proces no i za to postoji približna metoda koja daje dovoljno dobre rezultate. Prema toj metodi elastična karakteristika ovisi o obliku elastomera "S" i njegovoj tvrdoći "H [Sh]". Veličina "S" je broj bez dimenzija i naziva se faktorom oblika, a njena vrijednost za pravokutni oblika određuje se prema izrazu na donjoj slici. Na istoj slici dat je izraz za elastičnu konstantu opruge "Co [N/mm]" pravokutnog elastomera koja ovisi o modulu posmika "G [N/mm2]" elastomera. Približni  odnos između "G [N/mm2]" i  "H [Sh]" predočen je dijagramom.

Iz gornjih izraza mogu se izvući i neki zaključci o načinu primjene elastomera. Povećanjem dužine elastomera "l" povećava se i konstanta opruge "Co" pa je i deformacija "Y" manja. Krajnji slučaj takvog povećanja je tračnica položena na elastomersku traku. Da bi se za jednaku silu postigla ista deformacija trakasti elastomer mora imati manju tvrdoću "H" u odnosu na pravokutne elastomere u pojedinačnim ležajevima. Što je elastomer mekši to je njegova otpornost na habanje manja. Takva konstatacija, uz činjenicu o velikoj količini elastomera koji se mora upotrijebiti, može prilikom procjene konstrukcije na trakastom elastomeru ozbiljno prevagnuti u korist konstrukcija na pojedinačnim ležajevima. Smanjujući dužinu elastomera "l" konstanta elastičnosti "Co" se smanjuje, ali pri tom treba voditi računa o dozvoljenim naprezanjima koja ovise o tvrdoći "H". Kao dovoljna za procjenu naprezanja usvaja se približna mjera deformacije koja ne bi trebala biti veća od " 0.12*t ".

NAČIN GRADNJE

Kod većine konstrukcija kolosijeka lakih željeznica postoji mogućnost gradnje na dva načina : Direktno (1) i Inverzno (2). Navedeni načini prikazani su na donjim slikama. 

                  (1)                                                                              (2)

Direktni način (1) podrazumijeva da se prvo izgradi betonski temelj, a tek nakon toga se tračnica pomoću učvršćenja tračnice i izravnavajućeg nosivog sloj učvrsti za betonski temelj. Inverzni način (2) podrazumijeva da se prvo tračnica namjesti po visini i smjeru na provizorne oslonce i da se na nju "objese" učvršćenja tračnica, a tek nakon toga se izvodi betonski temelj tako da su učvršćenja tračnica zabetonirana u temelju. Bez obzira koji način primijenite konstrukcija kolosijeka će u konačnici imati podjednaka svojstva. Savjet : Kad god možete primijenite Inverzni način jer ćete uštedjeti najmanje 10% novca, a i brzina izvedbe biti će veća.

NAČIN ZATVARANJA (POPLOČENJA) KOLOSIJEKA

Za razliku od klasične željeznice kolosijeci lakih željeznica su vrlo rijetko otvoreni i to predstavlja dodatnu poteškoću u održavanju, a naročito kada se preko konstrukcije kolosijeka odvija cestovni promet. Konstrukcije zatvaranja kolosijeka možemo podijeliti u dvije osnovne grupe :

1. Konstrukcije u sklopu ceste preko kojih se odvija i cestovni promet

2. Konstrukcije izvan ceste. Ova grupa podrazumijeva uglavnom zatvaranje slojem tucanika ili

   izradu travnatog sloja

Konstrukcije iz grupe 2. su jednostavnije i nisu od naročitog interesa, mada treba znati da je zatravljeni kolosijek najbolja zaštita od buke. Savjet : Kad god možete primijenite zatravljeni kolosijek!

Konstrukcije iz grupe 1. su daleko složenije pa im treba obratiti i više pažnje. Zbog različitosti u deformacijama kolničke i kolosiječne konstrukcije, tračnica mora biti slobodna u svom djelovanju i ne smije prenositi opterećenje na kolničku konstrukciju jer će u protivnom istu razoriti. Iz istih razloga kao kod konstrukcije kolosijeka, konstrukcije zatvaranja iz grupe 1. dijele se na dvije podgrupe prema kriteriju rastavljivosti :

          1. Rastavljiva konstrukcija zatvaranja                                 2. Nerastavljiva konstrukcija zatvaranja

Nerastavljive konstrukcije zatvaranja su jednostavnije i u početnom ulaganju jeftinije, ali s obzirom da svaka intervencija na kolosijeku zahtijeva njihovo razaranje u konačnici su često skuplje i predstavljaju problem u procesu održavanja kolosijeka. Rastavljive konstrukcije zatvaranja su u početku skuplje i složenije, ali njihovi elementi se mogu višekratno upotrijebiti i sam proces njihovog rastavljanja je relativno brz i jednostavan pa su pogodne sa stanovišta održavanja kolosijeka. Sastoje se uglavnom od kamenih ili betonskih elemenata smještenih između i sa strane tračnica čija veličina varira. Pokazalo se da je optimalna veličina elemenata cca. 0.5 - 1 m2 . Savjet : Kad god možete primijenite rastavljivu konstrukciju zatvaranja kolosijeka.