Kolej
Powrót
do menu
Tory i infrastruktura torowa:
Ogólne informacje o drogach kolejowych:
Droga kolejowa jest częścią sieci kolejowej na obszarze państwa, zaopatrzoną w urządzenia
potrzebne do realizacji prawidłowego ruchu pociągów - przewozu pasażerów i ładunków.
Droga kolejowa składa się z toru kolejowego, czyli zespołu dwóh równoległych szyn ustawionych
względem siebie w określonej odległości (szerokość toru), które tworzą droge dla kół taboru
oraz podtorza, czyli ziemnej podstawy toru w postaci nasypów lub wykopów.
Górną powierzchnię podtorza nazywa się torowiskiem
Podstawową zaletą dróg żelaznych jest znaczne zmniejszenie oporu toczenia się kół w myśl zasady -
im twardsze podłoże tym mniejszy opór toczenia. A mniejszy opór toczenia to mniejsza siła i energia potrzebna do wprawienia pojazdu w ruch.
Sieć państwowych dróg kolejowych zarządzana jest przez spółkę PKP Polskie Linie Kolejowe S.A. za wyjątkiem
Linii Hutniczej Szerokotorowej (opis w dalszej części). Od tej firmy przewoźnicy kolejowi wykupują możliwość przejazdu
po torach krajowych.
Spółka ta odpowiada również za sterowanie ruchem pociągów wszystkich przewoźników kolejowych, a co się z tym
wiąże za ustalanie kolejowego rozkładu jazdy na podstawie którego zawierana jest umowa o przejazd.
PKP PLK S.A. zarządza obecnie ponad 23 tysiącami kilometrów torów kolejowych. Ruch kolejowy prowadzony
jest jedynie na 19,1 tysiącach kilometrów szlaków.
Koleje przemysłowe, działające na obszarze zakładów przemysłowych znajdują się
w zarządzie poszczególnych przedsiębiorstw.
Trochę historii...:
W starożytności dla poprawienia warunków przemieszczania ludzi i towarów budowano drogi z nawierzchnią drewnianą
lub kamienną. W związku z dużym zużyciem materiału oraz olbrzymią ilością pracy przy budowie takich dróg
zaczęto budować drogi z nawierzchnią twardą nie na całej szerokości lecz w postaci dwóch pasów pod koła.
W celu zabezpieczenia kół przed zjechaniem z pasów drogi stosowano po bokach pasów specjalne elementy
drewniane (belki lub bale). W celu utrzymania jednakowej szerokości pasów drogi (szyn),
belki po których jeździły koła mocowano na belkach poprzecznych.
Nawierzchnia drewniana
Pierwszą kolejową drogę żelazną wybudował w 1763 roku wielki rosyjski hydrotechnik Kosma Frołow w
górach Ałtajskich. Na trasie wagony poruszające się po szynach odlanych z żelaza napędzane były mechanicznie
przez liny nawijane na bęben napędzany kołem wodnym.
Syn Frołowa wybudował w latach 1806-1809 drogę kolejową na Ałtaju o trakcji konnej (długość ok. 1,5 km).
W powyższych rozwiązaniach zastosowano szyny żelazne o przekroju kątownika. Jedna półeczka kątownika (pionowa)
była powierzchnią toczną dla koła, a druga (pionowa) była opórką utrzymującą pojazd w torze.
W 1767 roku Reynold wykonał szyny jako odlew w kształcie płytkiego korytka (przekrój ceownikowy)
o szerokości 11 cm i długości ok. 15 m
Przykłady pierwszych szyn żelaznych
Szyna wg. rozwiązania N. Jessopa
Szyna według pomysłu Jessopa miała główkę o szerokości 44,5 mm, a odstęp miedzy zewnętrznymi krawędziami
szyn miał 1524mm, co pro przeliczeniu (1524mm - 44,5 x 2) dało szerokość toru 1435 mm przyjętą później w Europie
jako szerokość (prześwit) normalną.
Obecnie stosowane szyny wywodzą sie z rozwiązania wprowadzonego przez Jessopa.
W Anglii stosowano szyny typu dwugłowego. Założeniem dla szyn dwugłowych była możliwość
ich odwrócenia po zużyciu eksploatowanej powierzchni tocznej.
Praktyka wykazała jednak, że to założenie było trefne, gdyż nieużywana powierzchnia
toczna z powodu zamocowania do podkładów odkształcała się w miejscach przytwierdzeń i po obróceniu
nie nadawała się do jazdy.
Szyna dwugłowa
Powszechnie na świecie od około 1830 roku przyjęły się szyny typu szerokostopowego Vignoles'a
o kształcie zbliżonym do obecnego (z główką, szyjką i stopą).
Zastosowanie konstrukcji "główkowej" okazało
się bardzo korzystne pod względem wytrzymałości - po szynach takich może być prowadzony ruch pociągów
o bardzo dużych masach.
Szyna szerokostopowa
Szerokość torów:
Szerokość toru to wewnętrzna odległość między szynami mierzona 14 mm poniżej górnej powierzchni główki szyny.
Do pomiaru szerokości służą specjalne przyrządy miernicze zwane toromierzami.
Istnieją również specjalne elektroniczne urządzenia do pomiaru zużycia szyn, płaszczyzny poziomej i pionowej toru, itp.
W takie urządzenia wyposażone są wagony
pomiarowe należące do PKP PLK S.A. oraz innych przedsiębiorstw odpowiedzialnych za utrzymanie infrastruktury.
Sposób pomiaru szerokości toru
Toromierz - pomiar szerokości i poziomu toru
Podczas rozwoju sieci kolejowych w Europie i na świecie postało wiele różnych szerokości toru.
a) linie normalnotorowe:
Najpopularniejszą szerokością toru to szerokość wynosząca 1435 mm, czyli
143,5 cm. Wymiar ten jako najbardziej popularny zwany został szerokością normalną toru.
Dopuszczalne odchylenia w torze szerokości normalnej na odcinkach prostych nie mogą przekraczać + 10mm i
- 3mm, czyli maksymalnie 1445 mm i minimalnie 1432 mm.
Tor szerokości normalnej 1435 mm
Tor szerokości wąskiej 760 mm
Na normalnym wymiarze toru mogą być eksploatowane pociągi towarowe, osobowe i specjalne o dużych masach
i dużych prędkościach jazdy.
Rekord prędkości
osiągnięty na torze o omawianej szerokości został pobity na trasie Paryż - Strasburg
w 2007 roku i wyniósł 574,8 km/h pociągiem
serii TGV produkcji ALSTOM Transport. Tym samym pobity został rekord z 19 maja 1991 roku wynoszący
515,3 km/h.
2 wrześniu 2006 roku jeden egzemplarzy lokomotywy SIEMENS serii 1216 (Eurosprinter) pobił światowy rekord prędkości
lokomotyw elektrycznych. Podczas przejazdu na trasie między Norynbergą i Ingolstadtem pojazd osiągnął
szybkość 357km/h, pobijając dotychczasowy rekord z 1955 roku, wynoszący 331km/h.
Lokomotywa 1216 na targach TRAKO 2007
Więcej informacji o rekordzie i lokomotywie można znaleźć tutaj.
Pierwszą linią kolejową na ziemiach polskich (wówczas zabór pruski) był odcinek Wrocław–Oława oddany do użytku
w 1842.
Natomiast pierwszą linią zaprojektowaną i zbudowaną przez Polaków była Kolej Warszawsko-Wiedeńska.
Obecnie w Polsce, w związku z zaniedbaną infrastrukturą torową i trudną sytuacją finansową kolei, liniowe prędkości
pociągów nie przekraczają 160 km/h. Fakt ten spowodowany jest również brakami taborowymi.
Do niedawna PKP posiadało tylko jeden typ lokomotyw umożliwiających prowadzenie pociągów
z prędkością 160km/h. Są to lokomotywy sweii EP09 o dość przestarzałej konstrukcji, wyprodukowane we
wrocławskich zakładach PAFAWAG (obecnie Bombardier) w ilości 47 sztuk, w latach 1984-1998.
Dopiero od kilku lat w związku z powolną rewitalizacją przewozów kolejowych, polscy przewoźnicy
zaczynają zakupy nowoczesnych lokomotyw i zespołów trakcyjnych do obsługi pociągów z prędkościami nawet 200 km/h.
Przykładem może tu być 10 elektrowozów Eurosprinter produkcji SIEMENS zamówionych przez
PKP INTERCITY S.A. dla potrzeb prowadzenia pociągów klasy EIC i IC.
Główne korytarze kolejowe w Polsce
Jazda z prędkością ok. 145km/h po CMK
Czas trwania: 30 sek.
Rozmiar: 2,85 MB
Rok produkcji: 2009
SIEMENS Eurospinter "Husarz"
Obecnie na terenie naszego kraju istnieje jedna trasa umożliwiająca osiągnięcie wysokich prędkości.
Jest nią Centralna Magistrala Kolejowa (CMK), uruchomiona w latach siedemdziesiątych XX wieku
i biegnąca z Zawiercia przez Idzikowice do Grodziska Mazowieckiego koło Warszawy.
Na początku eksploatacji przeznaczona miała być dla ruchu towarowego (tzw. magistrala węglowa).
Obecnie kursują na niej między innymi pociągi IC / EIC oraz pociągi InterRegio - samorządowej
spólki "Przewozy Reegionalne".
Na krótkim odcinku tej trasy podczas testów włoskiego składu Pendolino osiągnięto
prędkość do 250,1 km/h.
W 2009 roku PKP Polskie Linie Kolejowe podspisaly kontrakt na wyposażenie CMK w pierwszy poziom
systemu ETCS.
ETCS - Europejski System Sterowania Pociągiem (European Train Control System) zapewnia realizację
sygnalizacji kabinowej i ciągłą kontrolę pracy maszynisty. Zgodnie z polskimi przepisami, prowadzenie
pociągu z prędkością przekraczającą 160 km/h wymaga sygnalizacji kabinowej.
Poniższy schemat przedstawia przebieg CMK.
Centralna Magistrala Kolejowa
Początek CMK w Zawierciu
Centralna Magistrala Kolejowa w Psarach
Wiadukt z CMK w miejscowości Myszków
W miejscowości Psary Centralna Magistrala Kolejowa łączy się z linią PL/AD 106 biegnącą
z Krakowa przez Kozłów (93 km)
Linia 106 w Kozłowie
Tunele na linii 106 w miejscowości Tunel
b) linie szerokotorowe:
Wszystkie tory, których odległość międzyszynowa jest większa od normalnej nazywane są
torami szerokimi (linie szerokotorowe).
Poszerzenie szerokości toru zapoczątkowano jeszcze w Imperium rosyjskim, budując torowiska o szerokości 1520 mm.
Miało to na celu utrudnienie wjazdu na terytorium państwa - uniemożliwienie najazdu drogą żelazną.
Wjazd na teren Federacji Rosyjskiej wiąże się z wymianą wózków jezdnych z osiami o rozstawie
kół szerokości normalnej toru na wózki
z rozstawem kół do jazdy po torze szerokim.
Rozwiązanie to znacząco wydłuża i utrudnia podróż.
Na początku lat 90 XX wieku polscy konstruktorzy z inżynierem Suwalskim skonstruowali wózki jezdne z zestawami kołowymi
umożliwiającymi rozszerzanie osi kół, co powoduje że przy zmianie
szerokości toru nie jest konieczna wymiana wózków lecz tylko rozszerzenie osi tak, aby koła jezdne mogły kontynuować
jazdę po torze szerokim. Zabieg ten realizowany jest samoczynnie na torze przestawczym bez konieczności odciążania wagonów.
System SUW 2000, bo tak nazywa się opracowany projekt jest obecnie eksploatowany zarówno w ruchu
pasażerskim jak i towarowym. Sprawuje się bardzo dobrze - nie wykazuje błędów konstrukcyjnych.
Wózek z systemem SUW2000
Zestaw kołowy z systemem SUW2000
Tabliczka znamionowa producenta (ZNTK Poznań)
Oznaczenie przystosowania do zmiany
rozstawu na ramie
Informacje o systemie SUW2000
Szeroki tor występuje również w Hiszpanii i Portugalii, gdzie rozstaw szyn wynosi aż 1668 mm.
Hiszpański producent taboru - firma TALGO Espagna opracowała system automatycznej zmiany rozstawów
kołowych TALGO RG.
Właśnie ta firma skonstruowała pierwszą lokomotywą elektryczną, w której zastosowano powyższy system
automatycznej zmiany zestawów kołowych w zakresie 1668 - 1435 mm.
Lokomotywa TALGO L-9202
Wózek napędowy przyst. do zmiany rozstawu
LHS...
W latach siedemdziesiątych XX wieku, gdy na Górnym Śląsku powstała Huta Katowice wybudowany został
również jedyny na terytorium Polski, ponad 394 kilometrowy odcinek szerokotorowy bezpośrednio łączący sieć kolejową
ówczesnego ZSRR z polską hutą. To rozwiązanie służyło łatwiejszej (bez konieczności przeładunku towaru lub
wymiany wózków jezdnych) wymianie materiałów pomiędzy polskim zakładem metalurgicznym, a Związkiem Radzieckim.
Trasa szerokotorowa przez szereg lat funkcjonowała pod nazwą Linia Hutnicza-Siarkowa,
gdyż jednym z przewożonych składników była siarka.
Przebieg Linii LHS
Po przemianach jakie nastąpiły w PKP, linię siarkową przejęła wydzielona ze struktur PKP spółka kolejowa działająca
pod nazwą PKP Linia Hutnicza Szerokotorowa Sp. z o. o. (LHS) z siedzibą w Zamościu. Na tej
niezelektryfikowanej trasie
eksploatowane są wyłącznie ciężkie pociągi towarowe prowadzone lokomotywami serii ST44, SM48.
Fragment linii LHS
Lokomotywa ST44-2009 spółki LHS w Sędziszowie
Przykładowe wymiary torów szerokich oraz miejsca ich eksploatacji:
1520 i 1524 mm - Rosja, Ukraina, Białoruś, Litwa, Łotwa, Estonia, Finladnia, Polska, Mongolia,
1600 mm - Australia, Brazylia, Irlandia,
1668 mm - Hiszpania, Portugalia,
1674 i 1676 mm - Argentyna, Indie, Pakistan,
powyżej 1800 mm to koleje górskie (np. Niemcy, Wieka Brytania).
Wykaz większości szerokości torów można znaleźć klikając tutaj.
c) linie wąskotorowe:
Jeżeli odległość międzyszynowa toru jest mniejsza od wymiaru normalnego to mamy do czynienia
z torami wąskimi (linie wąskotorowe).
Na trasach wąskotorowych eksploatowane są lekkie pociągi poruszające się małymi prędkościami. Kolejki wąskotorowe są
również wykorzystywane w przemyśle jako pociągi przemysłowe np. w górnictwie, hutnictwie, kamieniołomach itp.
Najpopularniejszym torem wąskim jest tor szerokości 1000mm. Oprócz tej szerokości istnieje
jeszcze wiele innych wymiarów począwszy od szerokości 305 do 1375 mm
Kilka przykładów wąskiego toru przedstawiam poniżej:
615 i 630 mm - standard przemysłowy
750 mm - Indonezja, Niemcy Polska, Turcja
785 mm - GOP, Dania
900 mm - Niemcy, Polska, Szwecja, Portugalia, Austria
1000 mm - Australia, Boliwia, Brazylia, Etiopia, Indie, Niemcy, Pakistan, Peru, Polska,
Tajlandia, Wietnam
Wykaz większości szerokości torów można znaleźć klikając tutaj.
Szerokości torów na łukach:
Tor na łukach może być odpowiednio poszerzony w stosunku do wymiaru nominalnego, żeby zapewnić
swobodny przejazd zestawów kołowych.
Podczas przejazdu zestawu kołowego po łuku koła danej osi poruszają się po rożnych promieniach
szyn w związku z czym może występować tak zwane klinowanie się zestawów kołowych w łukach toru.
Zastosowanie skosu powierzchni tocznej koła w wymiarze 1:20 oraz skosu szyn w tym samym wymiarze
powoduje minimalizowanie tego zjawiska i pełni funkcję mechanizmu różnicowego.
W związku z tym w zależności od promienia łuku przy zastosowaniu podkładów drewnianych, w połowie XX wieku
stosowane było odpowiednie poszerzenia torów:
Tabela wymiarów poszerzeń torów
o szerokości normalnej na łukach
Na nowopowstających i modernizowanych trasach poszerzenia nie stosuje się z powodu budowy toru na podkładach
betonowych, które mają fabrycznie okreslone miejsca montażu przytwierdzeń.
Poszerzenia można spotkać jeszcze w układach torów stacyjnych przy bardzo małych promieniach łuków:
Tabela wymiarów poszerzeń torów
o szerokości normalnej na łukach
torów stacyjnych (obecnie)
Dla ułatwienia przejścia pojazdów po łukach stosuje się oprócz poszerzeń toru również:
- przesuwność podłużną i poprzeczną zestawu kołowego,
- wózki skrętne (zwrotne),
- luz między obrzeżami kół, a wewnetrznymi krawędziami główek szyn w torze (około 7mm),
- przechyłkę toru.
Do początku strony
Powrót do menu tematu