Rekonstrukce ozubnice Štrba–Štrbské Pleso

V průběhu listopadu 2020 začaly práce na montáži kolejového roštu ze specifických materiálů pro železniční svršek, které jsou na Slovensku použity jen na ozubnicové železnici. Jedná se o ozubnicové kolejnice profilu TNT0 s ozubením typu STRUB (délka 12 m), ocelové podvaly TN25 s integrovanou podkladnicí a s prodlouženou hlavou, speciální upevnění ozubnicové kolejnice KPo3 a o kamenivo speciální frakce 32/50 mm. Důležitými součástmi soustavy železničního svršku jsou také lepení kolejového lože metodou MC Ballastbond 70 a realizace kotevního systému proti podélnému posunu koleje.

Materiál pro železniční svršek, ocelové podvaly kolejnice typu 49E1, byl předem rozvezen po celém úseku a připraven pro následnou montáž do přesné polohy podle kladečského plánu. Montáž prvních 1 200 m od ŽST Štrbské Pleso byla realizována pomocí dvou kráčejících bagrů typu Menzi-Muck 4 x 4, které mají speciálně upravené uchycení pro kolejnici.

Ocelové podvaly TN25 jsou oproti klasickým betonovým a dřevěným podvalům používaným v síti ŽSR opatřeny třemi integrovanými podkladnicemi. Kolejnice profilu 49E1 je uchycena pružným upevněním typu Vossloh SKl24 a ozubnicová kolejnice TN70 typem upevnění KPo3, které se používá v síti švýcarských vysokohorských železnic.

Kotevní systém

Kotevní systém, přesněji zemní kotvy, jsou na trati navrhnuty každých 40 m, a to ve sklonu větším jako 7 %. Kotvy jsou naprojektovány z důvodu zabránění podélnému putování ozubnicové kolejnice v důsledku gravitace a působících sil z projíždějící vlakové soupravy.

Celkový počet kotev je 78 ks, kotvy nebudou osazeny v místech křížení inženýrských sítí a mostních konstrukcí. Realizace kotev je náročný proces, který provází celý projekt od začátku až po samotný konec.

Železobetonové prefabrikáty byly vyrobeny v Košicích v areálu firmy DaD Mosty, odkud se logistika navážení nastavila tak, aby byly dílce o hmotnosti 1,5 t složeny přímo na trati v blízkosti místa uložení do připraveného výkopu pomocí nákladního auta s rukou a pásového 40tunového bagru.

Z důvodu nedostatku přístupových bodů do tělesa trati se navážení muselo plánovat na denní bázi, aby nebyla narušena realizace na ostatních stavebních objektech. Konstrukci prefabrikátu tvoří beton třídy C30/37 v kombinaci konstrukční a betonářské ocele B500B.

Založení zemních kotev bylo realizováno po dokončení první sanační vrstvy pláně železničního spodku. Výkop pro osazení železobetonového prefabrikátu dosahoval hloubky 1,5 m, podkladní vrstva ze štěrkodrti fr. 0/32 mm byla zhutněna na požadovanou únosnost, která byla ověřena statickou zatěžovací zkouškou.

Po osazení kotev do přesně vytyčené polohy geodetem stavby byly dílce obsypány násypovým materiálem. Dno prefabrikátu je opatřeno výpustným ventilem pro případné odvedení nežádoucí vody. Poloha kotev je přímo v ose koleje, proto bylo důležité zabezpečit je proti pojezdu nákladních vozidel a další mechanizace.

Navážení materiálů pro železniční spodek a svršek je realizováno přes osazené zemní kotvy, z toho důvodu byly dílce opatřeny dřevěnými kryty, které byly později nahrazeny za ocelové a překryty geotextilií a ochranným násypovým materiálem, aby se zabránilo jejich poškození.

Osazení zemních kotev v prvotní fázi je základem pro další montáž ocelových prvků kotvy. Po finální směrové a výškové úpravě koleje pomocí automatické strojní podbíječky bude následovat odtěžení kolejového lože frakce 32/50 mm v místě zemní kotvy a vložení předpřipravených ocelových svařenců nosníkového typu, které budou spojeny závitovou tyčí s ozubnicovou kolejnicí.

Spojení zemní ocelové části a povrchové kotvicí spojky bude zajištěno vyvrtáním otvorů do kolejnice TN70. Finální poloha kotev bude geodeticky ověřena, následně budou prefabrikáty dobetonovány. Tímto konečným procesem bude zajištěna požadovaná stabilita a funkce zemní kotvy.

Lepení a stabilizace štěrkového lože

Lepení a stabilizace štěrkového lože bude prováděno metodou řízeného penetrování kolejového lože. Cílem lepení je zajištění příčného odporu v obloucích poloměrů menších než 200 m a sil působících z bezstykové koleje a přechodové oblasti z pevné části koleje na štěrkové lože pomocí duromenové pryskyřice se stupňovou spotřebou. Lepení kolejového lože bude realizováno až po uplynutí konsolidační doby celého úseku tratě, aby nedocházelo k nežádoucím poklesům nivelety koleje.

Metoda MC Ballastbond 70 obsahuje materiálové složky speciální dvousložkové nízkoviskozní pryskyřice určené pro lepení štěrkového lože. Vzhledem na krátkou reakční dobu stabilizační pryskyřice bude materiál aplikován při „polévání“ lože speciálním dvousložkovým podávacím čerpadlem s odděleným nasáváním jednotlivých složek pryskyřice. Důležitým faktorem je skladování směsi, které je omezeno na teplotní rozmezí 10 až 25 °C v suchém prostředí.

Před samotnou aplikací směsi do kolejiště bude ověřena skutečná doba zpracovatelnosti pryskyřice pomocí míchací zkoušky. Malé množství složek A a B bude ručně smícháno v daném objemovém poměru 1 : 1 a bude změřena reakční doba, tj. přechod do pevného stavu. Rychlost reakce směsi je ovlivněna katalyzátorem, který se přidává do materiálu s ohledem na teplotu a požadovanou rychlost reakce.

Tyto práce budou prováděny pomocí speciální pumpy s vlastním nasáváním obou složek samostatně a se samotným smícháním pomocí směšovače v trysce na konci hadic. Aplikace směsi bude probíhat pod tlakem až 250 barů.

Polévání bude probíhat kontinuálně jedním směrem a v případě přerušení prací na dobu delší, než je reakční doba pryskyřice, bude provedeno kompletní vyčištění čerpadla. Stabilizační pryskyřice při kontaktu s vodou omezeně napěňuje a tvoří tvrdou elastickou pěnu s uzavřenou strukturou pórů.

Napěnění může negativně ovlivnit propenetrování kameniva a pevnost slepení. V případě, že nastane tato situace, budou muset být práce přerušeny a kolejové lože bude muset být vysušeno a předehřáto plynovým hořákem.

Aplikace je omezena klimatickými podmínkami – je nemožná při dešti, teplotách pod 0 a nad 30 °C. Ideální podmínky budou ověřeny digitálním teplo-vlhkoměrem.