Detail předmětu

Železniční konstrukce 1

FAST-CN001Ak. rok: 2018/2019

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.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

doc. Ing. Otto Plášek, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav železničních konstrukcí a staveb (ZEL)

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.

Osnovy výuky

1. Soustavy výhybek, značení výhybek. Oblouková spojka. Výhybky pro vysoké rychlosti, vývoj nových konstrukcí výhybek.
2. Konstrukce jednoduché výhybky, opornice, jazyky, srdcovky. Výhybkové pražce. Výměnové závěry. Matečné koleje a stromková zhlaví.
3. Interakce železničního kola a kolejnice, rozměry dvojkolí ve vztahu ke konstrukčnímu uspořádání koleje, ekvivalentní konicita, příčný pohyb dvojkolí.
4. 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.
5. Statický návrh konstrukce železniční trati. Pražcové podloží. Deformační odolnost. Nedopravní zatížení
6. Statický návrh konstrukce železniční trati. namáhání kolejnic, pražců.
7. Teorie bezstykové koleje. Osové síly a stabilita.
8. Dynamická analýza konstrukce železniční trati.
9. Zásady, jednoduchý dynamický model interakce vozidlo kolej.
10. Dynamické modely železniční trati, kritická rychlost vlaku, dynamická odezva na vozidle, dynamická odezva na pohybujícím se dvojkolí, přenos vibrací mezi kolem a kolejnicí.
11. Kolejnice, defektoskopická kontrola, vady kolejnic, broušení kolejnic.
12. Železniční svršek na mostech. Bezstyková kolej na mostech.
13. Železniční mostní provizoria.

Učební cíle

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.

Doporučené volitelné složky programu

Student se může zúčastnit konferencí, seminářů nebo exkurzí zaměřených na problematiku železničních staveb. Student se dále může podílet na řešení projektů vědy a výzkumu a technického rozvoje.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-P-E-SI (N) magisterský navazující

    obor K , 1. ročník, zimní semestr, povinný

  • Program N-K-C-SI (N) magisterský navazující

    obor K , 1. ročník, zimní semestr, povinný

  • Program N-P-C-SI (N) magisterský navazující

    obor K , 1. ročník, zimní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Otto Plášek, Ph.D.

Osnova

1. Soustavy výhybek, značení výhybek. Oblouková spojka. Výhybky pro vysoké rychlosti, vývoj nových konstrukcí výhybek.
2. Konstrukce jednoduché výhybky, opornice, jazyky, srdcovky. Výhybkové pražce. Výměnové závěry. Matečné koleje a stromková zhlaví.
3. Interakce železničního kola a kolejnice, rozměry dvojkolí ve vztahu ke konstrukčnímu uspořádání koleje, ekvivalentní konicita, příčný pohyb dvojkolí.
4. 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.
5. Statický návrh konstrukce železniční trati. Pražcové podloží. Deformační odolnost. Nedopravní zatížení
6. Statický návrh konstrukce železniční trati. namáhání kolejnic, pražců.
7. Teorie bezstykové koleje. Osové síly a stabilita.
8. Dynamická analýza konstrukce železniční trati.
9. Zásady, jednoduchý dynamický model interakce vozidlo kolej.
10. Dynamické modely železniční trati, kritická rychlost vlaku, dynamická odezva na vozidle, dynamická odezva na pohybujícím se dvojkolí, přenos vibrací mezi kolem a kolejnicí.
11. Kolejnice, defektoskopická kontrola, vady kolejnic, broušení kolejnic.
12. Železniční svršek na mostech. Bezstyková kolej na mostech.
13. Železniční mostní provizoria.

Cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Otto Plášek, Ph.D.

Osnova

1. Oblouková spojka
2. Matečná kolej
3. Průjezd vozidla obloukem, síly působící na dvojkolí, Heumannova a Vogelova metoda
4. Namáhání železničního svršku
5. Stabilita bezstykové koleje
6. Železniční svršek na mostech
7. Odevzdání příkladů a projektů, zápočet