Közlekedéstan | Felsőoktatás » Vonaltervezés tanulmánytervi szinten

Közlekedéstervezés II. – Gyakorlati segédlet 2004 4. fejezet 4. VONALTERVEZÉS TANULMÁNYTERVI SZINTEN 4.1 TERVEK FAJTÁI Egy vasútvonal tervezése során – hasonlóan más jellegű mérnöki építményekhez – különböző szintű, eltérő tartalmú tervek születnek. Rövid emlékeztetőként ezek az alábbiak lehetnek: − Vázlatterv, tanulmányterv, megvalósíthatósági tanulmány, a döntés előkészítéséhez. − Engedélyezési terv, a létesítés engedélyezéséhez. − Kivitelezési, illetve építési terv, a kivitelezéshez. − (Az engedélyezési és a kivitelezési terv egy ütemben is készíthető, ez az egyesített terv.) − Pályázati terv a kivitelezés vállalkozásba adásához. − Megvalósulási /nyilvántartási/ terv a használatbavétel engedélyezéséhez, illetve a létesítmény nyilvántartásához. − Elhelyezési terv, a pályát megközelítő, keresztező létesítmények kialakításához. A felsorolt tervek közül

elsősorban a tanulmánytervvel és az engedélyezési tervvel kell foglalkoznunk. 4.11 A tanulmányterv A tanulmányterv: „a beruházások megalapozásához – lehetőleg több változatban, az elbíráláshoz gazdasági összehasonlítással –, valamint területbiztosítás és más építményekkel kapcsolatos egyeztetés céljára szükség szerint készítendő”. 4.12 Az engedélyezési terv Az engedélyezési terv: „az építés műszaki megoldásának és a létesítmény majdani üzemeltetésének elbírálásához, a hatósági engedélyezéshez szükséges”. 20 Közlekedéstervezés II. – Gyakorlati segédlet 2004 4. fejezet Az engedélyezési terv az alábbi fő részekből áll: − Átnézeti helyszínrajz (M = 1:100 000-1:25 000), amely bemutatja az egész érintett térséget, és azon belül a tervezett létesítmény elhelyezkedését. − Részletes helyszínrajz (M = 1:1 000 vagy M = 1:2 000), minden, az engedélyezéshez szükséges részletre

kiterjedő helyszínrajz. − Hossz-szelvény (hosszak a helyszínrajz méretarányában, magasságok 10-20-szoros torzításban), a részletes helyszínrajzhoz hasonló kidolgozottságú terv, amely a függőleges vonalvezetést mutatja. − Mintakeresztszelvény (M = 1:50 vagy M = 1:100), azaz jellemző keresztszelvények, például: egyenesben, ívben, alagútban, stb. − Műszaki leírás, amely ismerteti a megtervezett létesítményt, leírja kapcsolatát a környezetével, és a kapcsolódó létesítményekkel. Általános esetben az alábbi főbb fejezetekből állhat: - Vonalvezetés - Hidak és átereszek - Állomások - Vontatás, energiaellátás - Érintett területek - Biztosító- és - Alépítmény jelzőberendezések - Felépítmény - Magasépítmények - Úti létesítmények - stb. − Stb. 4.2 VONALTERVEZÉS ALAPJAI Egy vasútvonal tervezése során a két végpont közé egy minél rövidebb, de egyben a terephez minél jobban illeszkedő vonalat kell

meghatároznunk („nyomoznunk”). Ezt nem nevezhetjük a legjobb megoldásnak, mert ilyen nem létezik, mindig csak lehetséges, jó megoldásokat találhatunk, amelyek közül több szempont súlyozása alapján választhatjuk ki a megvalósításra javasolható változatot. A vonaltervezés főbb lépései: 21 Közlekedéstervezés II. – Gyakorlati segédlet 2004 4. fejezet − Meg kell határoznunk, milyen vonalat, milyen célra akarunk építeni, azaz milyen tervezési paraméterek szerint kell kialakítanunk a pálya nyomvonalát. − A terepen meg kell határozni azokat a területeket, amelyeket a vonal nyomozása során figyelembe vehetünk, ezek lesznek a tervezési folyosók. − A tervezési folyosókon belül semleges vonalak segítségével elkezdjük megtervezni a vonal vízszintes vonalvezetését. − A vízszintes vonalvezetés segítségével elkészítjük a terephosszszelvényt, és megtervezzük a pálya hossz-szelvényét. − Ellenőrizzük, hogy a

vízszintes és a magassági vonalvezetés összhangban van-e, szükség esetén korrigálunk. − A csatlakozó létesítmények, útátjárók, hidak, átereszek tervezése. Az itt felsorolt lépések véghezviteléhez szükséges adatokat, és technikákat hasonló sorrendben az alábbiakban ismertetjük. 4.21 Tervezési folyosók, általános szempontok Meg kell határoznunk azokat a területeket, ahol lehetséges a tervezni kívánt vonal elvezetése. A vonalnak el kell kerülnie a településeket, az érzékeny természeti, és értékes mezőgazdasági területeket. Ha az érzékeny területeket elkerülő sávokat felrajzoljuk a térképre, megkapjuk a lehetséges tervezési folyosókat. A vonal tervezése során sok olyan szempontot is figyelembe kell venni, amelyek csak közvetve függnek össze a vasúttal, de mégis alapvető fontosságú figyelembe vételük. Az alábbiakba összegyűjtöttük a legfontosabbakat: − A földmunka koronaszintje legalább 1,00 méterrel

legyen magasabb a legnagyobb árvízszintnél. − A mocsarakat, az ingoványos, lápos területeket lehetőleg kerülje el a vasút. − A pályát soha nem szabad völgy közepébe, illetve mélypontjába tervezni, mindig a völgy szélén, a hegy lábán kell vezetni. 22 Közlekedéstervezés II. – Gyakorlati segédlet 2004 4. fejezet − Az észak felé néző hegyoldalra lehetőleg ne tervezzünk pályát, mert ez mindig nedvesebb, nagyobb a pálya megcsúszásának veszélye. − Nagyobb vízfolyásokat merőlegesen keresztezzen a vonal, kisebbeket lehet ferdén is. − Vízfolyást a vonal bevágásban lehetőleg ne keresztezzen. 4.3 SEMLEGES VONAL NYOMOZÁSA A semleges vonal a hegy- és dombvidéki vonalas létesítmények nyomozásának segédeszköze. Semleges vonalat a kijelölt kényszerpontok (hágók, folyóátkelések, állomások) között nyomozunk. A semleges vonal egy állandó lejtésű, folyamatosan a terep felszínén haladó képzeletbeli vonal. A

semleges vonal esése A semleges vonal esését (es [‰]) mindig kisebb értékűre kell választani, mint a pálya mértékadó emelkedője. A mértékadó emelkedő (em [‰]) határozza meg a pálya függőleges vonalvezetését. Értekét a pálya által betöltött szerep, illetve a tervezett forgalom minősége alapján lehet az előírások szerint meghatározni. Természetesen nem szabad figyelmen kívül hagyni az ívellenállást, így a mértékadó emelkedő értékét ívek esetén az ívellenállás értékével csökkenteni kell, így kaphatjuk meg a maximális emelkedőt (emax [‰]): emax = em − 700 . R A semleges vonal mindig kacskaringósabbra, azaz a leendő vonalnál hosszabbnak adódik, ezért a maximális emelkedőnél csak kisebb értékkel érdemes a semleges vonalat nyomozni: es ,max ≈ 0,85 ⋅ emax . 23 Közlekedéstervezés II. – Gyakorlati segédlet 2004 4. fejezet Természetesen két pont között a semleges vonalat nem feltétlenül a

legnagyobb megengedett eséssel kell nyomozni, hanem a két pont közötti távolságnak, magasságkülönbségnek, és a terep tagoltságának függvényében megbecsülhető eséssel. A magasságkülönbség a térképről könnyen meghatározható, de a két pont távolságát csak becsülni tudjuk, mert figyelembe kell venni a semleges vonal kacskaringósságát is, ezek alapján: e s = 1000 ∆M , ∆H ahol es ∆M ∆H : : : a semleges vonal esése [‰], a két pont magasságkülönbsége [m], a két pont becsült távolsága [m]. A semleges vonal felszerkesztése A semleges vonal felszerkesztése előtt a szintvonalakat besűrítjük úgy, hogy a helyszínrajzon ne legyenek 1 mm-nél közelebb egymáshoz. A szintvonalak besűrítése a terep meredekségének függvényében történik: ha a terep meredek, elegendő lehet a 2,5 méterenként, vagy a 2 méterenkénti szintvonalak berajzolása, azaz a 10 méteres szintvonalak közötti távolságot négy részre, illetve öt

részre osztjuk. Ha a terep lankás, akkor az 1 méteres szintvonalak berajzolása is szükséges. A közbenső szintvonalak felrajzolásánál feltételezzük, hogy a megadott szintvonalak között a terep lejtése egyenletes, így az azok közötti távolságot egyenlő részekre kell felosztani. A semleges vonalat szintvonalról szintvonalra lépve szerkesztjük meg. Az egyik szintvonalról a másikra az ún. osztóköz távolságával léphetünk át Az osztóköz azt a hosszat jelenti, amellyel a semleges vonal esését megtartva leküzdi a két szintvonal közötti magasságkülönbséget. 24 Közlekedéstervezés II. – Gyakorlati segédlet 2004 k = 1000 4. fejezet ∆m , es ahol: k ∆m es : : : osztóköz [m], a két szintvonal közötti magasságkülönbség [m], a semleges vonal esése [‰]. B 130 120 k/4 110 A k/4 130 B es‰ 120 m 112,5 110 A k/4 k H Mivel a definíció szerint a semleges vonal egyenletes esésű, és a terepen halad, ezért

fokozatosan távolodik el az egyik, és ugyanígy fokozatosan közelít a következő szintvonalhoz, tehát a semleges vonal nem egyenesekből áll, hanem a terephez simulva kanyargósan követi a szintvonalak irányát! 25 Közlekedéstervezés II. – Gyakorlati segédlet 2004 4. fejezet helyes helytelen Általában első próbálkozásra nem sikerül a kiindulási pontból eltalálni az elérendő következő pontot. Az alábbi ábrán az A pontból kiindulva B pontot kellett volna elérni, de első kísérletként a B’ pontot érte el a semleges vonal, majd kisebb emelkedést választva B’’ pontba futott a semleges vonal. Ilyenkor a további esetleges próbálkozások helyett interpolálással meg lehet határozni a két pont összekötéséhez szükséges esés nagyságát. 26 Közlekedéstervezés II. – Gyakorlati segédlet 2004 4. fejezet B B B 130 120 110 A 120 B B B es‰ 120 110 A k k k Hosszabb szakaszok tervezése esetén előfordul, hogy

nem lehet két pont között egyetlen eséssel vezetni a semleges vonalat (pl.: hágón, vagy völgyön halad át a vonal, stb.) Ilyenkor egy vagy több közbenső pontot kell kijelölni, amelyek között egymástól különböző, de állandó esésű semleges vonalak nyomozhatók. A légi és a földalatti semlegesvonal Különleges esetekben – definíciójától eltérő módon – a semleges vonal elhagyhatja a terepet. Erre akkor lehet szükség, amikor már a semleges vonal nyomozása során látjuk, hogy egy szűk oldalvölgyben nem szabad nyomoznunk, mert oda vonalat befektetni nem lesz lehetséges. Ilyenkor a semleges vonalat a völgy felett a k osztóköz egész számú többszörösével kell 27 Közlekedéstervezés II. – Gyakorlati segédlet 2004 4. fejezet légvonalban átvezetni, előre vetítve, hogy itt egy nagy töltést, vagy viaduktot fogunk tervezni. (Nem szabad megfeledkezni arról, hogy ha a k osztóköz helyett annak egész számú többszörösével

lépünk át a völgy felett, akkor annak megfelelő számú szintvonalat is kell feljebb lépnünk!) 3k nal légi seml. vo 130 120 k 110 A légi semleges vonal ellenkezője a földalatti semleges vonal, ilyet akkor alkalmazunk, amikor egy hegyoldalból kiugró földnyelven szeretnénk áthaladni, de az alkalmatlan egy vonal elhelyezésére. Ilyenkor hasonlóan a légi semleges vonalhoz a föld alatt, k osztóköz egész számú többszörösével léphetünk át a földnyelv másik oldalára, feltételezve, hogy ezen a szakaszon a vonal egy mély bevágásban, vagy alagútban fog haladni. () Törekedni kell arra két kötött pont között egyetlen eséssel alakítsuk ki a pályát, mert így érhető el a legkevésbé meredek vonalvezetés. () 28 Közlekedéstervezés II. – Gyakorlati segédlet 2004 4.4 4.41 4. fejezet VONAL BEFEKTETÉSE Az alkalmazható legkisebb körívsugarak A pályán alkalmazott körívek nyílt pályán és átmenő vágányok esetén

feleljenek meg a táblázatban közölt értékeknek, azonban törekedni kell a nagyobb körívsugarak alkalmazására. Sebesség V [km/h] R [m] 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 R1 450 600 800 1000 1100 1200 1400 1600 1800 2000 2200 R2 300 350 350 500 600 800 950 1100 1300 1500 1700 R3 250 300 300 400 475 600 700 800 1000 1200 1400 () A házifeladatban R1, és helyszínrajzi kötöttségek esetén R2 használható. () 4.42 A körívek hossza Az előírások szerint a körív átmenetiívek közötti tiszta ívhossza: I R ≥ 0,5 ⋅ Vt . Ez a tanulmányterv készítése esetén közvetlenül nem vehető figyelembe. Elsőként meg kell határozni az ívhez tartozó átmenetiív hosszát, ez az Ívkitüző zsebkönyvből3 meghatározható átmenetiív állandó (C, [m2]) értéke alapján tehető meg. Az állandó értelmezése: C = R⋅L. A házifeladat során szükséges értékeket az alábbi táblázatba kigyüjtöttük. V

[km/h] 2 C [m ] 3 60 70 80 90 100 16800 27300 34500 40000 78000 Dr. Kerkápoly – Dr Megyeri: Vasúti ívkitűzési táblázatok 29 Közlekedéstervezés II. – Gyakorlati segédlet 2004 4. fejezet Az átmenetiív hossza a tervezett körív sugarának és az átmenetiív állandójának ismeretében már meghatározható: L= C . R A tanulmányterv készítése során az említett előírást – részletes tervezés nélkül – egy közelítés segítségével vehetjük figyelembe, miszerint a tiszta körív kezdőpontjához képest az átmenetiív egyik fele a körívbe esik, másik fele az egyenesbe. AE IV AV Tehát, ha tiszta körív helyett átmenetiíves körívet alkalmazunk, akkor az alábbi összefüggést használhatjuk a tanulmányterv készítése során: I R = R ⋅ α rad − L . ahol: IR α L : : : a tiszta körív hossza az átmenetiíves körívben [m], a tervezett ív középponti szöge [rad], az átmenetiív hossza [m]. () 30

Közlekedéstervezés II. – Gyakorlati segédlet 2004 4.43 4. fejezet A körívek csatlakoztatása Az egymást követő ívek, illetve azok átmenetiívei között legalább 0,5 Vt [m], de legalább 50 m hosszú egyenes legyen. Ez a feltétel szintén nem vehető közvetlenül figyelembe a tanulmányterv készítése során, az előző pontban leírt módon kell figyelembe venni az átmenetiív hosszát, és ennek megfelelően ellenőrizhető ez a feltétel is. Ha a kedvezőtlen helyszínrajzi viszonyok miatt egy ilyen hosszúságú egyenes nem iktatható be két ív közé, akkor: − azonos irányú ívek esetén egyetlen nagyobb sugarú ívvel kell helyettesíteni a két körívet és a közbenső egyenest, − ellentétes irányú körívek esetén a közbenső egyenest teljesen el kell hagyni, és inflexiósan csatlakoztatni a két körívet. () 4.5 EMELKEDŐK, ESÉSEK KIALAKÍTÁSA A vasúti pálya függőleges értelmű helyzetét a magassági vonalvezetés határozza

meg. Az emelkedő és esés nagyságát egy tizedes pontossággal – ezrelékben (e [‰]) kell megadni. A lejtő jellegét (emelkedő vagy esés) a pályaterveken a szelvényezés iránya határozza meg. 4.51 A hossz-szelvény kialakítása A hossz-szelvény magassági töréspontjai közötti távolság a vonalon közlekedő vonatok hosszánál lehetőleg ne legyen rövidebb, de Vt = 100 km/h kiépítési sebesség alatt nyíltvonalon – kényszerítő körülmény esetén – homorú lejttörések között 300 méterre, egyébként 200 méterre csökkenthető. Sík vidéken 3 ‰-nél nagyobb mértékadó emelkedő tervezését kerülni kell. Hosszú bevágásba és alagútba – a vízelvezetés érdekében – vízszintes szakasz ne kerüljön. Itt a mértékadó emelkedőnél 1-2 ‰-kel kisebb értékkel kell tervezni. Az alagút lejtője legalább 3 ‰-es legyen 31 Közlekedéstervezés II. – Gyakorlati segédlet 2004 4. fejezet () 4.52 A lejttörések

kialakítása Lejttörések esetén a csatlakozó szakaszok esései közötti különbség ( ∆e ) nagyságára az alábbi előírások vonatkoznak: ∆e ≤ e m , − domború lekerekítés esetén: − homorú lekerekítés esetén: ∆e ≤ em 2 . A lejtörések töréspontjainál lekerekítő ívet alkalmazunk, amelynek sugarát az alábbi feltételek szerint kell megválasztani: − Vt ≤ 100 km h esetén: R ≥ 0,4 ⋅ Vt 2 , − Vt > 100 km h esetén: R ≥ 0,004 ⋅ Vt 3 . A lekerekítő ív részletpontjait az alábbi közelítő képlet segítségével számíthatjuk: y= x2 2⋅ R f . Abban az esetben, ha egy lejttörésnél ∆e ≤ 2‰ , akkor általában nem kell lekerekítést tervezni. 32