PŘEVÝŠENÍ

Excel na výpočet převýšení koleje včetně návrhu lineární i nelineární vzestupnice.

Převýšení koleje - je výškový rozdíl kolejnicových pásů daný úhlem, který svírá spojnice temen protilehlých kolejnicových pásů a vodorovná rovina, udává se délkou kratší odvěsny pravoúhlého trojúhelníka, jehož přepona má délku 1500 mm. (dle ČSN 73 6360-1 Konstrukční a geometrické uspořádání koleje a její prostorová poloha. Část 1 - Projektování )

V přímé koleji se zpravidla nezřizuje, pouze v případě, kdy je vzestupnice umístěna v části přímé přilehlé k oblouku s převýšením bez přechodnice. V přímé koleji se zřizuje v těchto případech:
    - desinfekční kolej - převýšení 60 mm
    - v kolejových rozvětveních, nejvíce 80 mm, výjimečně 100 mm, u výhybek, které druhou větví leží v oblouku s převýšením a k nim přilehlé

Ke snížení účinků příčné odstředivé síly se v kružnicovém oblouku zřizuje převýšení, a to zvýšením vnějšího kolejnicového pásu . Výškovou polohu koleje udává výška temene kolejnice nepřevýšeného kolejnicového pásu. Převýšení koleje musí vyhovovat rychlosti všech vlaků, které po koleji jedou.
V oblouku hlavní koleje se projektuje převýšení pro traťovou rychlost, v ostatních kolejích pro nejvyšší dovolenou rychlost.
V kolejích, které nejsou hlavní, se neprojektuje převýšení pro:
    V = 30 km/h pro R ≥ 150 m
    V = 40 km/h pro R ≥ 190 m
    V = 50 km/h pro R ≥ 295 m
    V = 60 km/h pro R ≥ 425 m
    V = 80 km/h pro R ≥ 755 m
    V = 100 km/h pro R ≥ 1180 m

Pokud je zřízeno převýšení koleje, je obvyklé doporučené rozhraní hodnot pro projektování převýšení koleje s ohledem na návrhovou traťovou rychlost všech skupin vlaků a na hospodárnost provozu a údržby koleje od Dmin = 20 mm až do hodnoty mezního převýšení koleje, které je pro kolej mimo výhybky a výhybkové konstrukce s provozním zatížením do 20 milionů tun za rok Dlim = 150 mm a s provozním zatížením nad 20 milionů tun za rok Dlim = 120 mm.
Maximální hodnota převýšení koleje je Dmax = 160 mm, tuto hodnotu lze použít pouze pro koleje mimo výhybky a výhybkové konstrukce a zároveň pro poloměr oblouku R ≥ 290 m, v obloucích s poloměrem R < 290 m musí být menší než:

Velikost převýšení v obou větvích výhybky včetně části se společnými pražci je shodná, má být menší než Dlim = 80 mm a musí být menší než Dmax = 120 mm.

Teoretické převýšení - převýšení pro stanovenou rychlost, při kterém výslednice svisle orientované síly vyvolané hmotností vozidla a síly odstředivé působí kolmo k jízdní rovině.

        O - odstředivá síla [N]
        v - rychlost [m/s]
        m - hmotnost [kg]
        R - poloměr oblouku [m]
        g - gravitační zrychlení [m/s2] (hodnota g = 9,81 m/s2 )
        G - gravitační síla [N]

       

        V - rychlost [km/h]
        s - vzdálenost styčných kružnic (hodnota s = 1500 mm)
        Deq  - teoretické převýšení [mm]

       

        Zavádíme zjednodušení - pro malé úhly lze zapsat že:

       

        ← Výsledné teoretické převýšení je pak dáno vzorcem.
        Vypočtené teoretické převýšení se zaokrouhlí na desetinu mm matematicky.
        Vychází-li hodnota Deq menší nebo rovna 20 mm, pak se projektuje kolej bez převýšení.
       

Doporučené převýšení - převýšení, které bychom měli navrhnout. Zaokrouhlí se na celý mm matematicky.

Navržené převýšení - převýšení, které skutečně navrhneme. Obvykle se navrhuje doporučené převýšení.

Nedostatek převýšení - rozdíl mezi teoretickým převýšením (rychlejších vlaků) a skutečným převýšením pro stanovenou rychlost V, skutečné převýšení je menší než teoretické.

Hodnoty standardního, mezního a maximálního nedostatku převýšení v kolejích, ve kterých je hodnota nedostatku převýšení konstantní nebo se plynule mění a ve kterých neleží výhybky a výhybkové konstrukce

Rychlost Standardní hodnota Mezní hodnota Maximální hodnota
V In Ilim Imax
[km/h] [mm] [mm] [mm]
V ≤ 80 80 100 100 (130c)
80 < V ≤ 230 130 (150b)
230 < V ≤ 250 60 130 (150a,b)
250 < V ≤ 300 80 130
a Lze pouze pro vozidla s omezenými silovými účinky na trať (maximální hmotnost na nápravu 18 t)
b Lze pouze pro vozidla vlaků osobní dopravy
c Lze pouze pro poloměr R ≥ 250 m. V poloměrech R < 250 m lze projektovat Imax = 130 mm pouze pro vozidla s omezenými silovými účinky na trať (maximální hmotnost na nápravu 18 t)

Hodnoty nedostatku převýšení vyšší než 100 mm lze navrhovat pouze v případě použití bezstykové koleje.
Hodnoty nedostatků převýšení platí pro konvenční vozidla. Hodnoty nedostatků převýšení vyšší než mezní mohou využívat jen vozidla pro vyšší odpovídající hodnoty schválená, příslušná rychlost se označuje jako V130 (případně V150). Z tohoto důvodu musí být vždy stanovena v dokumentaci i rychlost s využitím hodnot nedostatku převýšení nepřevyšujících mezní hodnoty označená jako V.

Nedostatek převýšení ve výhybkách a výhybkových konstrukcích

Typ konstrukce železničního svršku V ≤ 160 160 < V ≤ 200 200 < V ≤ 300
[km/h] [km/h] [km/h]
Mezní hodnoty Maximální hodnoty Mezní hodnoty Maximální hodnoty Maximální hodnoty
Ilim Imax Ilim Imax Imax
[mm] [mm] [mm] [mm] [mm]
Pevné jednoduché srdcovky a 85 110d 60 90 vyloučeno
b 100 60
Jednoduché srdcovky s pohyblivými částmi 100 130d 100 120 60
Dilatační zařízení c 100 80 60 60
a Přerušená pojížděná hrana kolejnicového pásu je na vnitřní straně výhybkového oblouku
b Přerušená pojížděná hrana kolejnicového pásu je na vnější straně výhybkového oblouku
c Pro rychlosti V > je v oblouku přípustné pouze malé dilatační zařízení 
d Pro rychlosti lze pouze pro poloměr R ≥ m. V poloměrech R < m lze projektovat Imax = mm pouze pro vozidla s omezenými silovými účinky na trať (maximální hmotnost na nápravu 18 t), pro ostatní vozidla platí Imax = 100 mm.

Přebytek převýšení - rozdíl mezi skutečným převýšením a teoretickým převýšením pro stavenou rychlost V, skutečné převýšení je větší než teoretické.

Hodnoty přebytku převýšení

  Standardní hodnota Mezní hodnota Maximální hodnota
  En Elim Emax
  [mm] [mm] [mm]
přebytek převýšení  50 80 110
E [mm]

Vlaky jedoucí rychlostí vyšší než je rychlost V, projíždějí oblouk s využitím nedostatku převýšení, vlaky jedoucí nižší rychlostí, než je rychlost V, využívají přebytku převýšení.
Nedostatek převýšení I, ani přebytek převýšení E nemůžou nabývat záporných hodnot.

Minimální trasovací poloměr - pro všechny rychlostní profily

Minimální trasovací poloměr
         
  pro V pro V130 pro V150 pro Vk
rychlost nejmenší poloměr R
50 167 151* - -
55 187 170* - -
60 208 191* - -
65 229 211* - -
70 250 232* - -
75 270 252 - -
80 303 272 261 -
85 341 305 285 -
90 383 342 319 -
95 426 381 355 274
100 472 422 394 303(300**)
105 521 465 434 334(310**)
110 572 510 476 367(340**)
115 625 558 521 400(372**)
120 680 607 567 405
125 738 659 615 439
130 798 713 665 475
135 861 769 717 513
140 926 826 771 551
145 993 887 827 591
150 1062 949 885 633
155 1134 1013 945 675
160 1209 1079 1007 720
200 1888 1686 1574 1124
230 2497 2230 2081 1487
250 2950 2634 - -
270 3741 - - -
300 4618 - - -
320 5621 - - -
350 6724 - - -

* pouze pro vozidla s omezenými silovými účinky na trať (maximální hmotnost na nápravu 18 t)
** - pouze se souhlasem vlastníka dráhy