Detail předmětu

Železniční konstrukce 1

NNA009 předmět zařazen v 1 studijním plánu

Ing. prez. program NPC-SIK povinný zimní semestr 1. ročník 4 kredity

Interakce železničního kola a kolejnice, rozměry dvojkolí ve vztahu ke konstrukčnímu uspořádání koleje, ekvivalentní konicita, příčný pohyb dvojkolí. Kontaktní namáhání kolo – kolejnice, Hertzova teorie, adheze a adhezní síla, traťové a jízdní odpory. Průjezd vozidla obloukem, Vogelova a Heumanova teorie. Síly působící na dvojkolí, kriterium proti vykolejení. Zatížení železniční trati, svislé, podélné a příčné síly, vliv vysokých rychlostí. Statický návrh konstrukce železniční trati, namáhání kolejnic, pražců, napjatost v konstrukčních vrstvách, matematické modely. Teoretické základy bezstykové koleje, poruchy bezstykové koleje. Moderní konstrukce kolejové jízdní dráhy. Kolejnice, výroba, svařování, defektoskopická kontrola, vady kolejnic, broušení kolejnic. Dynamická analýza konstrukce železniční trati. Zásady, jednoduchý dynamický model interakce vozidlo kolej. Dynamické modely železniční trati, kritická rychlost vlaku, dynamická odezva na vozidle, dynamická odezva na pohybujícím se dvojkolí, přenos vibrací mezi kolem a kolejnicí. Kolejové konstrukce, rozdělení. Výhybky, základní pojmy, geometrické uspořádání výměnové části a srdcovky. Soustavy výhybek, značení. Konstrukce jednoduché výhybky, opornice, jazyky, srdcovky, výhybkové pražce, drobné kolejivo a upevňovadla. Výměnové závěry, vybavení výhybek. Konstrukce křižovatkové výhybky a křižovatky. Výhybkové sestavy. Kolejové spojky, odbočení, matečné koleje a stromková zhlaví. Kolejová rozvětvení v oblouku. Výhybky pro vysoké rychlosti, vývoj výhybkových konstrukcí.

Garant předmětu

doc. Ing. Otto Plášek, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav železničních konstrukcí a staveb

Výsledky učení předmětu

Student zvládne problematiku interakce železničního vozidla a koleje, interakci kolo – kolejnice a zatížení železniční trati. Student se seznámí se statickými a dynamickými analýzami železniční trati včetně návrhu a posouzení jednotlivých součástí železničního svršku. Student se naučí se teoretické základy bezstykové koleje a podmínky její zřizování. Student dále zvládne problematiku navrhování rozsáhlých kolejových spojení a rozvětvení.

Prerekvizity

Konstrukční a geometrické uspořádání koleje železničních drah a její prostorová poloha, základní pojmy. Projektování železničních tratí.
Železniční spodek, členění a stavba železničního spodku, konstrukce a tvar zemního tělesa.
Konstrukce železničního svršku a moderní konstrukcemi kolejové jízdní dráhy.

Korekvizity

Vědomosti z teorie kmitání konstrukcí, terminologie, výpočtové modely vhodné pro dynamickou analýzu konstrukcí, výpočtové postupy vhodné pro dynamickou odezvu konstrukcí. Základních principy a postupy při návrhu zemní konstrukcí (stabilita, deformace, úprava podloží) a jejich analýza.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Výuka je vedena formou přednášek, cvičení a individuální konzultace. Součástí studijních činností studenta je zadávaná samostatná práce, práce zadané k samostatnému nastudování za aktivní účasti studentů a práce studentů s LMS Moodle. Výuka je doplněna exkurzemi na stavby nebo k výrobcům.

Způsob a kritéria hodnocení

Předmět je zakončen zápočtem a zkouškou. Zkouška má dvě části – praktickou, při níž student navrhuje výhybky a výhybkové konstrukce a řeší úlohy a teoretickou, při níž odpovídá na otázky týkající se interakce vozidlo kolej, statického a dynamického návrhu koleje a konstrukce kolejových rozvětvení.
Podmínkou pro udělení zápočtu je účast, odevzdání všech výpočetních příkladů a odevzdání projektu kolejového rozvětvení.

Cíl

Cílem předmětu je seznámit studenty s problematikou interakce železničního vozidla a koleje, statického návrhu konstrukce železniční trati a kolejových konstrukcí a procvičit získané znalosti a dovednosti.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Přednáška

2 hod./týden, 13 týdnů, nepovinné

Osnova přednášek

1. Interakce železničního kola a kolejnice, rozměry dvojkolí ve vztahu ke konstrukčnímu uspořádání koleje, ekvivalentní konicita, příčný pohyb dvojkolí.
2. Kontaktní namáhání kolo – kolejnice, Hertzova teorie, adheze a adhezní síla, traťové a jízdní odpory. Vogelova a Heumannova metoda. Síly působící na dvojkolí, kritérium pro vykolejení.
3. Statický návrh konstrukce železniční trati. namáhání kolejnic, pražců.
4. Teorie bezstykové koleje. Osové síly a stabilita.
5. Železniční svršek na mostech. Bezstyková kolej na mostech.
6. Jednoduchá výhybka. Soustavy výhybek
7. Konstrukce jednoduché výhybky. Transformace výhybky.
8. Jednoduchá kolejová spojení. Oblouková spojka.
9. Konstrukční součásti výhybce, opornice, jazyky, srdcovky. Výhybkové pražce. Výměnové závěry.
10. Matečné koleje a stromková zhlaví.
11. Pražcové podloží. Deformační odolnost. Nedopravní zatížení.
12. Dynamická analýza konstrukce železniční trati. Zásady, jednoduchý dynamický model interakce vozidlo kolej. Dynamické modely železniční trati, kritická rychlost vlaku, dynamická odezva na vozidle, dynamická odezva na pohybujícím se dvojkolí, přenos vibrací mezi kolem a kolejnicí.
13. Kolejnice, defektoskopická kontrola, vady kolejnic, broušení kolejnic.

Cvičení

1 hod./týden, 13 týdnů, povinné

Osnova cvičení

1. Interakce železničního kola a kolejnice, rozměry dvojkolí ve vztahu ke konstrukčnímu uspořádání koleje, ekvivalentní konicita, příčný pohyb dvojkolí.
2. Vogelova a Heumannova metoda. Síly působící na dvojkolí
3. Statický návrh konstrukce železniční trati. Výpočet namáhání kolejnic
4. Výpočet osových síl a stability bezstykové koleje
5. Železniční svršek na mostech. Bezstyková kolej na mostech
6. Geometrické uspořádání jednoduché výhybky
7. Transformace jednoduché výhybky
8. Oblouková spojka
9. Jednoduchá kolejová spojení
10. Zkrácená matečná kolej
11. Konzultace
12. Odevzdání výkresů
13. Zápočet