Rekonstrukce trakčního vedení v ŽST. Logatec (Slovinsko)

23.5.2016 / Projektanti, Realizace staveb

V únoru postihla velkou část Slovinska neobvykle silná ledovka, která způsobila velmi vážné škody na energetických přenosových soustavách a trakčním vedení. Poškození trakčního vedení byl natolik rozsáhlé, že v poškozených úsecích bylo trakční vedení demontováno a provoz byl nahrazen nezávislou trakcí.

zhlaví stanice směr Postojna s napájecím vedením

Firma SUDOP BRNO, spol. s r.o. ve spolupráci se Slovinskou projekční firmou NOVA GORICA PROJEKT získala zakázku na realizační projekt rekonstrukce trakčního vedení ŽST. Logatec.

Slovinské železnice
Státní organizace Slovinské železnice (SŽ) spravují železniční síť o délce cca 1228 km, z toho 330 km tratí je dvoukolejných, zbývající tratě jsou jednokolejné. Asi 503 km tratí je elektrizovaných stejnosměrnou napájecí soustavou 3 kV. Na území Slovinska zasahují i další soustavy, z Rakouska 15 kV 16,7 Hz do stanice Jesenice a z Chorvatska 25 kV 50 Hz do stanice Dobova a z Maďarska 25 kV 50 Hz do stanice Hodoš.

Trakční vedení slovinských železnic je převážně z 60. let 20. století, některé trakční stožáry (i v ŽST Logatec) byly vyrobeny z ocelových profilů datovaných na konec 19. století.

Námraza v roce 2014
Jednou za dva až pět let se v západní části Slovinska vytvoří ledovka, která dokáže na pár dní vše zcela ochromit. Ale po té, která přišla v únoru 2014, pozorujeme následky ještě dnes. V této oblasti tehdy spadlo až 50 mm srážek ve formě deště při teplotách pod nulou. U země se stále nacházel chladný vzduch, zatímco ve vyšších vrstvách atmosféry do oblasti proudil teplý vzduch z jihu. Tento jev se oproti jiným evropským zemím zde vyskytuje častěji vzhledem k poloze v místě častých střetů teplého proudění od moře a studeného vzduchu z Alp. Na konci zimy 2014 byla tato kombinace natolik silná, že silný led obalil stromy, auta či dráty elektrického a trakčního vedení až 5 cm tlustou ledovou vrstvou. Následkem několikanásobného mechanického přetížení došlo k přetrhání vodičů či poškození, případně pádu nosných konstrukcí (stožárů). V oblasti se naráz ocitlo několik tisíc domácností bez proudu a bez železničního spojení.

Návrh technického řešení
Jako základní požadavek nového trakčního vedení byla stanovena zvýšená odolnost proti větru a námraze za použití nosných bran ve stanicích. Po několika jednáních byly jako výchozí hodnoty pro návrh a dimenzování konstrukcí TV vyspecifikovány následující parametry:
Základní rychlost větru pro danou oblast (podle mapy větrných oblastí pro území Slovinska viz národní příloha EN 1991-1-4):
Vb = 38 m/s (odpovídá rychlosti 137 km/h). Z této rychlosti byla v souladu s EN 1991-1-1 spočítána střední hodnota dynamického tlaku větru qb = 900 N/m2 a taktéž maximální hodnota qp(z) = 1845 N/m2 pro dané orografické podmínky.
Maximální podélné rozpětí mezi stožáry z důvodu dodržení povolené hodnoty odvanutí trolejového drátu bylo výpočtem stanoveno na 46 m.

Tíha námrazy na trolejové vedení:
Podle národně stanovených předpisů je možné určit max. tíhu námrazy na jednotku délky vodiče následovně: gn = f.1,8.d0,5, kde f je tzv. součinitel námrazy a d je průměr vodiče v mm.
Protože slovinské předpisy pro dimenzování trakčního vedení nespecifikují jednoznačně hodnoty pro danou oblast (najdeme doporučení pro f = 1/2/5 anebo 10), přistoupilo se k definici námrazy podle ISO 12494 pro vodič d = 30 mm a to pro dva případy:
-   třída G3 = 5,1 kg/m jako charakteristická hodnota do kombinací zatížení,
-   třída G5 = 11,3 kg/m jako mimořádná hodnota zatížení.
Námraza byla kvalifikována jako ledovka s objemovou hmotností qice = 900 kg/m3.

Výše uvedené hodnoty platí za předpokladu rovnoměrně obalených vodičů.
Základním technickým úkolem byl návrh nosné brány (portálu), který by vyhovoval výše uvedeným parametrům. Návrh původní koncepce s vodorovnou konzolou nesoucí trolejové vedení nad několika kolejemi se ukázal jako naprosto nevyhovující. Slovinské železnice brány doposud nepoužívaly a jejich výchozí myšlenkou bylo navrhnout masivní portály používané v sousední Itálii, ale nakonec se náš návrh koncepce české zesílené brány s břevnem pro vysokorychlostní tratě ukázal jako nejvhodnější. Nakonec byl našim statikem ve velmi krátké době vyvinut nový typ brány, který splňuje i požadavky pro zachování některých typových prvků trakčního vedení Slovinska.

Základní parametry trakčního vedení:
-   Trakční vedení plně-kompenzované s kladkostroji o převodu 1:5
-   Hlavní sestava je tvořena: 2x trolejovým drátem 100 mm2 Cu a nosným lanem 120 mm2 Cu
-   Vedlejší sestava je tvořena: 1x trolejovým drátem 100 mm2 Cu a nosným lanem 70 mm2 Cu
-   Napájecí vedení jsou navržena z lan 120 mm2 Cu.

V rámci projektu bylo nutné vycházet ze slovinských zvyklostí a materiálové základny, což projekční práce brzdilo a v některých případech bylo nutno se vrátit ke školním skriptům a pro zažité normativy stanovit nové postupy a výpočty.
Celá dokumentace byla zpracována ve slovinském jazyce a byla graficky přizpůsobena a kompletována dle zvyklostí slovinských železnic.

Realizace stavby
Po schválení dokumentace slovinskými železnicemi byly zahájeny stavební práce vybudováním základů, většinou ve skalním podloží. Následně byly osazeny trakční stožáry a nosné brány. Brány byly pro možnost návozu nákladními vozy sestaveny z dílů o délce max. 12 m. Následně byly instalovány konzoly a taženo trakční vedení. Ke konci měsíce července bylo instalováno trakční vedení sudé kolejové skupiny a připojení trakční měnírny.

Závěr
Přestože se jednalo o první zakázku realizačního projektu pro Slovinské železnice v profesi trakčního vedení, byla úspěšně zvládnuta, a přinesla slovinským železnicím novou koncepci nosných bran. Průběh stavby je zatím bezproblémový a nejsou nám hlášeny žádné problémy či komplikace při stavbě. V rámci Slovinska dokončujeme projekt návrhu rekonstrukce trakčního vedení v ŽST. Postojna a nově pracujeme na projektu rekonstrukce trakčního vedení v traťovém úseku Rakek – Postojna.

Ing. Jiří Pelc,
SUDOP BRNO, spol. s r.o.