UDK-UDC 05:625; ISSN 0017-2774 LJUBLJANA, NOVEMBER- DECEMBER 1993 LETNIK XXXXII STR. 223-284 Franc ČAČOVIČ Lektor: Alenka RAIČ Tehnični urednik: Dane TUDJINA Uredniški odbor: Sergej BUBNOV, Vladimir ČADEŽ, Vojteh VLODYGA, Stane PAVLIN, Gorazd HUMAR, Ivan JECELJ, Jože BOŠTJANČIČ, Andrej KOMEL, Jože ŠČAVNIČAR, dr. Miran SAJE Revijo izdaja Zveza društev gradbe­ nih inženirjev in tehnikov Slovenije, Ljubljana, _ Erjavčeva 15, telefon: 221-587. Žiro račun pri SDK Ljub­ ljana 50101-678-47602. Tiska Ti­ skarna Tone Tomšič v Ljubljani. Re­ vija izhaja mesečno. Naročnina za člane društev znaša 1260 SIT. Za študente in upokojence velja polo­ vična cena. Naročnina za gospodar­ ske naročnike znaša 12.600 SIT, za inozemske naročnike 100 US $. Re­ vija izhaja ob finančni pomoči Mi­ nistrstva za znanost in tehnologijo, Zavoda za raziskavo materiala in konstrukcij Ljubljana, Fakultete za arhitekturo, gradbeništvo in geodezi­ jo, Univerze v Ljubljani in TF, OG Gradbeništvo univerze v Mariboru. V naročnini je vštet prometni davek. GLASILO ZVEZE DRUŠTEV GRADBENIH INŽENIRJEV IN TEHNIKOV SLOVENIJE L E T N IK X X X X I I - 1 9 9 3 \ Revijo izdaja: ZVEZA DRUŠTEV GRADBENIH INŽENIRJEV IN TEHNIKOV SLOVENIJE V LJUBLJANI Glavni in odgovorni urednik: FRANC ČAČOVIČ Lektor: ALENKA RAIČ Tehnični urednik: DANE TUDJINA Uredniški odbor: SERGEJ BUBNOV, VLADIMIR ČADEŽ, VOJTEH VLODYGA, STANE PAVLIN, GORAZD HUMAR, IVAN JECELJ, ANDREJ KOMEL, JOŽE ŠČAVNIČAR, JOŽE BOŠTJANČIČ, dr. MIRAN SAJE Tisk: TISKARNA TONE TOMŠIČ V LJUBLJANI LJUBLJANA, 1993 ČLANKI, ŠTUDIJE, RAZPRAVE ARTICLES, STUDIES, PROCEEDINGS ČERNE Blagomir: OSNOVNI GRADBENO-TEHNIČNI ELEMENTI PRIMESTNIH ŽE­ LEZNIŠKIH PROG ........................................................................... 240 BASIC CIVIL ENGINEERING-TECHNICAL ELEMENTS OF RAIL­ WAY LINES FOR SUBURBAN TRAFFIC DJUROVIĆ Vasilije: UNIVERZALNI OBRAZEC IZBUGE ENERGIJE PRI STALNEM TOKU IN TURBULENTNEM REŽIMU V PREVODNIKU ENOTNEGA PREREZA ........................................................................... ........... 124 A UNIVERZAL FORMULA FOR HEAD LOSS IN STEADY FLOW AT TURBULENT REGIME IN A CONDUIT OF UNIFORM CROSS SECTION GRUM Bojan: TEORETIČNA IZHODIŠČA ZA IZRAČUN OPTIMALNEGA ŠTEVILA PRIVEZOV V LUKI .......................................................................... 130 A THEORETICAL APPROACH TO CALCULATING THE OPTIMUM NUMBER OF SEAPORT BERTHS KOVAČIČ Cveta: POMEN INFORMACIJ PRI PRENOSU ZNANJA V GRADBENIŠTVU 162 KORDIN Božo: PROIZVODNJA IN RAZVOJ BETONSKIH PRAGOV V SVETU IN NA S Ž ................................................................................................ 238 PRODUCTION AND DEVELOPMENT OF RAILWAYS CONCRETE SLEEPERS LESJAK Ivan, STRNIŠA Gorazd: MEJNA NOSILNOST UVRTANEGA KOLA, DOLOČENA Z DINA­ MIČNIM OBREMENILNIM TESTOM ............................................... 12 BORED PILE ULTIMATE BEARING CAPACITY DETERMINATED BY DYNAMIC LOAD TEST LAPAJNE Svetko: ELASTIČNOST-PLASTIČNOST PRI PRERAČUNAVANJU IN DI­ MENZIONIRANJU KONSTRUKCIJ IZ OJAČANEGA ALI PREDNA­ PETEGA BETONA............................................................................. 172 ELASTICITY-PLASTICITY FOR THE CALCULATION AND DIMEN­ SIONING OF REINFORCED AND PRESTRESSED CONCRETE MARKELJ Viktor: MOST PREKO DRAVINJE V STUDENICAH, projektiranje in gradnja THE BRIDGE OVER THE RIVER DRAVINJA AT STUDENICE, design and construction PIPENBAHER Marjan: SANACIJA IN OJAČITEV NAD 60 LET STAREGA LOČNEGA MOSTU PREKO REKE IDRIJCE V SPODNJI IDRIJI .................... 50 REPAIR AND STRENGTHENING THE MORE THEN 60 YEARS OLD ARCH BRIDGE OVER THE RIVER IDRIJCA AT SPODNJA IDRIJA PŠUNDER Mirko, POVŠE Žarko:- RAČUNALNIŠKO PODPRT IZRAČUN USPEŠNOSTI POSLOVA­ NJA GRADBIŠČ................................................................................ 62 COMPUTER AIDED CALCULATION OF BUSINESS EFFICIENCY OF SITES REKAR Marjan: SLOVENSKE ŽELEZNICE SE PRESTRUKTURIRAJO PO ZGLEDU EVROPSKIH .................................................................................... 230 THE SLOVENIAN RAILWAYS FOLLOW THE EXAMPLE OF EURO­ PEAN RAILWAYS RESTRUCTURING ŠUMIĆ Vidosava: PRIMERNOST UPORABE KONSTRUKCIJSKIH JEKEL PO JUS ZA KONSTRUKCIJE, IZPOSTAVLJENE NIZKIM TEMPERATURAM .. 166 ŠTURM Janez, FAJFAR Dušan, ZGONC Bogdan: GEOGRAFSKI INFORMACIJSKI SISTEM SLOVENSKIH ŽELEZ­ NIC .................................................................................................... 261 SLOVENIAN RAILWAY GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEM TRAUNER Ludvik, ŽLENDER Bojan: PROTOTIP PLITVEGA TEMELJENJA NA SLABO NOSILNIH TLEH 66 PROTOTYPE OF SHALLOW FOUNDATION ON LAW-BEARRING CAPACITY SOILS TRAUNER Amalija: ONESNAŽENOST MALIH VODOTOKOV IN GRADNJA MALIH ČISTILNIH NAPRAV ......................................................................... 176 VERLIČ Peter: KARAKTERISTIKE OMREŽJA EVROPSKIH HITRIH PROG......... 2 CHARACTERISTICS OF EUROPEAN FAST RAILROADS NET­ WORK VOJVODIČ-GVARDJANČIČ Jelena, LUŠIČIĆ Dubravko, TUMA Ma­ tija: POSODOBITEV KONDENZATORJA V JEDRSKI ELEKTRARNI KRŠKO .............................................................................................. 134 MODIFICATION OF CONDENSER IN THE NUCLEAR POWER PLANT KRŠKO VERLIČ Peter: ' PREVOZ IZREDNIH POŠILJK PO ŽELEZNICI GLEDE NA KARAK­ TERISTIKE PROFILOV PROG ........................................................ 254 TRANSPORT OF THE SPECIAL CONSIGNMENTS BY RAIL CON­ CERNING THE RAILWAY GAUGES CHARACTERISTICS ZGONC Bogdan: SMERI RAZVOJA ŽELEZNIŠKE INFRASTRUKTURE V EVROPI IN V SLOVENIJI .................................................................................... 232 RAILWAY INFRASTRUCTURE DEVELOPMENT DIRECTIONS IN EUROPE AND IN SLOVENIA ZGONC Bogdan, ŽERAK Ljubo: SODOBNA ŽELEZNIŠKA POVEZAVA LJUBLJANA-MARIBOR- GRADEC-DUNAJ ............................................................................. 246 UT-TO-DATE RAILWAY CONECTION LJUBLJANA-MARIBOR- GRAZ-VIENNA POROČILA - INFORMACIJE REPORTS - INFORMATION GODNOV Janez: TRENDI PROTIPOŽARNE ZAŠČITE.............................................. 140 JECELJ Ivan: GRADBENO-FIZIKALNE KARAKTERISTIKE PROTOTIPNEGA OBJEKTA MARLES 2000 IN ZASNOVA ENERGIJSKO VARČEVAL­ NIH UKREPOV ZA SONČNO V AS ................................................. 78 BUILDING-PHYSICAL CHARACTERITICS OF A PROTOTYPE MARLES 2000 FAMILY HOUSE AND THE CONCEPT OF ENERGY SAVING MEASUREMENTS IN THE SOLAR VILLAGE JECELJ Ivan: IZ ŽIVLJENJA DRUŠTVA GRADBENIH INŽENIRJEV IN TEHNIKOV MARIBOR......................................................................................... 99 JAGODIČ Bojan: GRADNJA BENCINSKEGA SERVISA V SP, DUPLEKU ............... 96 KRAVANJA Stojan, BEDENIK Branko, KRIŽANIČ Miroslav: JEKLENI ZAKLOPNI JEZ BOU HANIFIA V ALŽIRIJI .................... 87 STEEL TILTING DAM BOU HANIFIA IN ALGERIA KOSI Peter: GRADBENI SEJEM-SLIKA NAŠE PANOGE?............................ 98 LAPAJNE Svetko: PERONSKI NADSTREŠKI KOLODVORA V LJUBLJANI ................. 147 LAPAJNE Svetko: IZREDNE OBTEŽBE (POTRES, SNEG) ODKRIVAJO NAPAKE KONSTRUKCIJ .................................................................................. 196 MILFELNER Rudi: ANALIZA IN SELEKCIJA TRŽIŠČ ZA PLASMAN SISTEMA MAR­ LES HIŠ .............................................................................. 74 ANALYSIS AND SELECTION OF MARKETS FOR SELLING MAR­ LES HOUSE SYSTEM PREVC Edo: RAZVOJ TEHNIČNE REGULATIVE NA IZHODIŠČIH NAVODILA O GRADBENIH IZDELKIH..................................................................... 197 SOVINC Ivan: INFORMACIJA V ZVEZI Z USTANOVITVIJO SLOVENSKEGA GEOTEHNIČNEGA DRUŠTVA ....................................................... 27 SEDONJA Ludvik MARLES HIŠA V EVROPI .............................................................. 70 THE MARLES HOUSE IN EUROPE S. BEDENIK Branko: UVAJANJE CAD V FIRMO MARLES HIŠE, d.o.o........................... 82 CAD IMPLEMENTATION IN MARLES HIŠE, d.o.o. SEDONJA Ludvik: LAHKA INDUSTRIJSKA GRADNJA MARLES................................ 93 SOVINC Ivan: Predstavitev dela SLOVENSKEGA GEOTEHNIČNEGA DRUŠTVA za obdobje 1992 (ustanovitev) do leta 1993 .................................. 265 ZATLER-ZUPANČIČ Branka: STANDARDI ZA ZAKLJUČNA DELA V GRADBENIŠTVU .............. 145 IN MEMORIAM GOSTIČ Borut: MARJAN FERJAN, dipl. inž.............................................................. 101 JUBILEJ BLEIWEIS Janko: 80 LET JOŽETA VITKA, dipl. inž...................................................... 108 DISKUSIJA - DISCUSSION POROČILA FAKULTETE ZA ARHITEKTURO, GRADBENIŠTVO IN GEODEZIJO PROCEEDINGS OF THE DEPARTMENT OF CIVIL ENGINEERING UNIVERSITY IN LJUBLJANA BEG Darko, HLADNIK Leon: ZAOSTALE NAPETOST1! PRI MIKROLEGIRANIH JEKLIH VISOKE TRDNOSTI ....................................................................................... 267 RESIDUAL STRESSES AT HIGH-STRENGTH MICRO-ALLOYED STEELS ČERTANC Niko: SISTEM RAZISKOVANJA PROMETNIH NESREČ S POMOČJO GEOGRAFSKEGA INFORMACIJSKEGA SISTEMA ...................... 103 THE SYSTEM OF RESEARCHING TRAFFIC ACCIDENTS USING THE GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEM SRPČIČ Stan©- RAČUN TEMPERATUR OKOLJA IN KONSTRUKCIJE MED POŽA­ ROM .................................................................................................. 33 THE COMPUTATION OF FIRE COMPUTATION AND STRUCTURE TEMPERATURES IN FIRE SRDIČ Aleksander, ZUPANČIČ Dušan: RAČUNALNIŠKO PODPRT SISTEM VZDRŽEVANJA STANO­ VANJSKIH ZGRADB »PAV« (planiranje in analiza vzdrževanja) ... 149 COMPUTER SUPPORRTED HOUSING MAINTENANCE SYSTEM »PAV« (Planning and Analyse of Housing Mintenance) ŠIRCA Andrej, RAJAR Rudi: UPORABA METODE SLEDENJA DELCEV PRI MODELIRANJU TRANSPORTA POLUTANTOV ....................................................... 205 USE OF THE PARTICLE-TRACKING METHOD FOR MODELLING OF THE TRANSPORT OF POLLUTANTS NOVOSTI - GRADBENIŠTVO TEHNIŠKA FAKULTETA I Engineering News UNIVERZA V MARIBORU University in Maribor JECELJ Ivan: NOVA VARIANTA STIROPOR BETONOV »EPS-R« BETONI ...... 277 A NEW TYPE OF STYROPOR CONCRETE THE »EPS-R« CON­ CRETE PŠUNDER Mirko, POVŠE Žarko. RAČUNALNIŠKO PODPRT IZRAČUN USPEŠNOSTI POSLOVA­ NJA GRADBIŠČ................................................................................ 41 COMPUTER AIDED CALCULATION OF BUSINESS EFFICIENCY OF SITES PŠUNDER Mirko: RAČUNALNIŠKO PODPRTA IZDELAVA TEHNOLOŠKIH GRAD­ BENIH NAČRTOV S POUDARKOM NA OPAŽNIH NAČRTIH ...... 110 COMPUTER AIDED ELABORATION OF TECHNOLOGICAL CONS­ TRUCTION DRAWINGS WITH EMPHASIS ON DRAWINGS OF FORMS, MOULDS, PLANKING SAND CRADLINGS TRAUNER Ludvik, ZORIČ Zdenko: VREDNOTENJE DOPUSTNE OBREMENITVE TEMELJNIH TAL NA VERJETNOSTNI OSNOVI ..................... ................................... 157 PROBABILITY BASED BEARING CAPACITY OF BASEMENT GROUND ŽLENDER Bojan, TRAUNER Ludvik, ŠKRABL Stanislav: EDOMETER S KONTINUIRNIM OBREMENJEVANJEM ............... 213 OEDOMETER WITH CONTINUOUS LOADING INFORMACIJE PROCEEDINGS OF ZAVODA ZA THE INSTITUTE FOR RAZISKAVO MATERIAL AND MATERIALA IN STRUCTURES KONSTRUKCIJ RESEARCH V LJUBLJANI LJUBLJANA ČERNE Gojmir: PREDSTAVITEV NOVE ORGANIZIRANOSTI ZAVODA ZA RAZ­ ISKAVO MATERIALA IN KONSTRUKCIJ LJUBLJANA ................. 281. 281 TOMAŽEVIČ Miha, APIH Vera: OJAČEVANJE KAMNITEGA ZIDOVJA Z ZIDOVJU PRIJAZNIM INJEKTIRANJEM ............................................................................. 45 THE STRENGTHENING OF STONE-MASONRY WALLS WITH MASONRY-FRIENDLY GROUTING TOMAŽEVIČ Miha, APIH Vera: OJAČEVANJE KAMNITEGA ZIDOVJA Z ZIDOVJU PRIJAZNIM INJEKTIRANJEM ........................................................ 115 THE STRENGTHENING OF STONE-MASONRY WALLS WITH MASONRY-FRIENDLY GROUTING TOMAŽEVIČ Miha, LUTMAN Marjana, VALECHOVSKY Tomaž: PROTIPOTRESNA OJAČITEV STARIH KAMNITIH HIŠ: JE ZAME­ NJAVA LESENIH STROPOV Z MASIVNIMI PLOŠČAMI RES VEDNO POTREBNA? ..................................................................... 161 ANTIEARTHQUAKE REINFORCEMENT OF OLD STONE HOU­ SES : IS THE CHANGE OF WOOD FLOOR BEAMS WITH MASSIVE SLAB ALLWAYS NECESSARY? ZATLER-ZUPANČIČ Branka, MLADENOVIČ Ana, RAMOVŠ Anton, VESEL Jožef, AVGUŠTIN Cene: ANDEZITNI TUF V SLOVENIJI - KULTURNA DEDIŠČINA NA GORENJSKEM ................................................................................ 215 ANDESITE TUFF IN SLOVENIA - PART OF THE CULTURAL HERITAGE OF GORENJSKA Članki, študije, razprave Articles studies, proceedings Poročila - Informacije Reports - Information Poročila Fakultete za arhitekturo, gradbeništvo in geodezijo Univerze v Ljubljani Proceedings of the Department of Civil Engineering University, Ljubljana Novosti - Gradbeništvo Tehniška fakulteta Univerza v Mariboru Civil Engineering News University in Maribor Informacije Zavoda za raziskavo materiala in konstrukcij Ljubljana Institute for testing and research in materials and structures Ljubljana GLASILO ZVEZE DRUŠTEV GRADBENIH INŽENIRJEV IN TEHNIKOV SLOVENIJE ŠT. 11-12 • LETNIK 42 • 1993 • ISSN 0017-2774 V S E B I N A - C D N T E N T S Marjan Rekar: SLOVENSKE ŽELEZNICE SE PRESTRUKTURIRAJO PO ZGLEDU EVROPSKIH 230 THE SLOVENIAN RAILWAYS FOLLOW THE EXAMPLE OF EUROPEAN RAIL­ WAYS RESTRUCTURING Bogdan Zgonc: SMERI RAZVOJA ŽELEZNIŠKE INFRASTRUKTURE V EVROPI IN V SLOVENIJI 232 RAILWAY INFRASTRUCTURE DEVELOPMENT DIRECTIONS IN EUROPE AND IN SLOVENIA Božo Kordin: PROIZVODNJA IN RAZVOJ BETONSKIH PRAGOV V SVETU IN NA SŽ .......... 238 PRODUCTION AND DEVELOPMENT OF RAILWAYS CONCRETE SLEEPERS Blagomir Černe: OSNOVNI GRADBENO-TEHNIČNI ELEMENTI PRIMESTNIH ŽELEZNIŠKIH PROG ........................................................................................................................ 240 BASIC CIVIL ENGINEERING-TECHNICAL ELEMENTS OF RAILWAY LINES FOR SUBURBAN TRAFFIC Bogdan Zgonc, Ljubo Žerak: SODOBNA ŽELEZNIŠKA POVEZAVA LJUBLJANA-MARIBOR-GRADEC-DUNAJ 246 UP-TO-DATE RAILWAY CONECTION LJUBLJANA-MARIBOR-GRAZ-VIENNA Peter Verlič: PREVOZ IZREDNIH POŠILJK PO ŽELEZNICI GLEDE NA KARAKTERISTIKE PROFILOV PROG .................................................................................................... 254 TRANSPORT OF THE SPECIAL CONSIGNMENTS BY RAIL CONCERNING THE RAILWAY GAUGES CHARACTERISTICS Janez Šturm, Dušan Fajfar, Bogdan Zgonc: GEOGRAFSKI INFORMACIJSKI SISTEM SLOVENSKIH ŽELEZNIC................... 261 SLOVENIAN RAILWAY GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEM Ivan Sovine: PREDSTAVITEV DELA SLOVENSKEGA GEOTEHNIČNEGA DRUŠTVA ZA OB­ DOBJE 1992 (ustanovitev) DO LETA 1993 ............................................................. 265 I Darko Beg, Leon Hladnik: ZAOSTALE NAPETOSTI PRI MIKROLEGIRANIH JEKLIH VISOKE TRDNOSTI .. 267 RESIDUAL STRESSES AT HIGH-STRENGTH MICRO-ALLOYED STEELS Ivan Jecelj: NOVA VARIANTA STIROPOR BETONOV »EPS-R« BETONI .............................. 277 A NEW TYPE OF STYROPOR CONCRETE THE “EPS-R” CONCRETE Gojmir Černe: PREDSTAVITEV NOVE ORGANIZIRANOSTI ZAVODA ZA RAZISKAVO MATE­ RIALA IN KONSTRUKCIJ LJUBLJANA ................................................................... 281 SLOVENSKE ŽELEZNICE SE PRESTRUKTURIRAJO PO ZCLEDU EVROPSKIH Razvitejše evropske države so potrebo po prestrukturiranju svojih železnic zaznale že v 80. letih , ko so zaradi vse večje konkurence cestn ih in zračnih prevoznikov začele železnice izgubljati svoj delež na transportnem trgu ter zaradi vse večjih finančnih brem en v državnih proračunih. Zaradi naraščajočih transportnih problemov na drugi strani (veliki prom etni zastoji, neustrezno zadovoljevanje potreb potnikov in gospodarstva, negodovanje javnosti zaradi onesnaževanja okolja s strupenim i snovmi in hrupom, visoko število nesreč v cestnem prom etu) v teh deželah, je Evropska skupnost sprejela strategijo razvoja prom eta, ki tem elji na kontrolirani liberalizaciji in harm onizaciji transportnega trga. V skladu z n jo je leta 1991 izdala dokument Odredba 440/91 , ki naj bi bistveno vplival na organizacijo evropskega transportnega trga, železnicam pa dal tem elj za oblikovanje skupne železniške transportne politike in za njihovo preobrazbo v tržno usm erjen subjekt. Slovenske železnice že nekaj le t doživljajo svojo krizo tako na tržnem kot na finančnem področju. Posledica slednjega je tudi neustrezen tehnično-tehnološki razvoj, kar jim zm anjšuje konkurenčne m ožnosti in vključevanje v prometni sistem Evrope. Stanje na transportnem trgu, povezanost Slovenskih železnic z evropskim sistem om , pri čem er je treba omeniti, da Slovenske železnice ustvarijo kar 80 odstotkov prom eta na m ednarodnem trgu, ter om ejene proračunske m ožnosti zahtevajo reorganizacijo in sanacijo tega velikega sistem a v skladu z usmeritvami Evropske skupnosti. Pri oblikovanju nove, učinkovitejše organizacije Slovenskih železnic so upoštevane sm ernice Evropske skupnosti, koncepti ter izkušnje razvitejših železniških uprav, prav tako pa tudi specifika slovenskega prostora, v katerem delujejo. Z novim zakonom o železnicah, ki ga je slovenska skupščina sprejela decem bra letos, bodo Slovenske železnice postale delniška družba. Poslovale bodo po tržnih načelih , država bo prevzela odgovornost za financiranje vzdrževanja in razvoja železniške infrastrukture ter za sofinanciranje prom etnih storitev, ki so v javnem interesu, vendar so nedonosne. Z zakonom bo zagotovljena tudi san acija dosedanje finančne strukture, s čim er bo vzpostavljena norm alizacija poslovanja, ki bo Slovenskim železnicam om ogočila poslovati po tržnih načelih. V organizacijski strukturi Slovenskih železnic bosta dve poslovni področji, prom et in infrastruktura, vendar bo to le obračunska delitev, ki bo prispevala k večji preglednosti in om ogočila nadzor nad strukturo stroškov. Ne samo nova organizacija in tržna usm erjenost Slovenskih železnic, tem več tudi razvoj njihove infrastruk­ ture in prilagoditev evropskim razvojnim načrtom so pogoj za vključitev v evropske prom etne tokove. Nacionalni program razvoja slovenske železniške infrastrukture kot del evropskega prom etnega sistem a vsebuje obnovo obsto ječih prog, s katero bo dosežena višja raven tehnične usposobljenosti in s tem zagotavljanje čim večje varnosti, zanesljivosti in racionalnosti obratovanja. Z dograditvijo obstoječih prog bodo povečane zm ogljivosti, dosežena bo večja stopnja posodobitve, s programom gradnje prog za višje in visoke h itrosti pa se Slovenske železnice vključujejo v program evropske mreže hitrih in povezovalnih prog. Slovenskim železnicam se kot okolju najprijaznejšem u načinu transporta odpirajo nove m ožnosti za uveljavitev na trgu transportnih storitev, hkrati pa to od sam ih železničarjev terja tudi spremembo m iselnosti, veliko truda in inventivnosti. Marjan Rekar Generalni direktor Slovenskih železnic THE SLOVENIAN RAILWAYS FOLLOW THE EXAMPLE OF EUROPEAN RAILWAYS RESTRUCTURING The developed European countries becam e aware of the necessity for restructuring their railways as early as in the eighties, when the share o f the railways in the transport m arket started to decline due to the increasing com petition of road and air carriers, as well as the rising burden o f state budgets. However, the constantly m ounting transport problem s (traffic jam s, passenger and goods transport demands can not be m et a t an appropriate level, d iscontent o f the public aroused by the pollution of the environem ent with poisonous substances and noise, a high num ber o f road traffic accidents) in these countries led the European Coommunity to adopt the traffic developm ent strategy which is based on controlled liberalization and harm onization of the transport m arket. Following this strategy the EC issued 440/91 Direcitve, which should have a substantial influence on the European transport m arket organization, w hile for the railways it should represent a basis for creating a com m on railway transport policy and for their restructuring into a m arket oriented entity. The Slovenian Railways have been experiencing their crisis in the m arket as well as in the financial field for years. The consequences of th is are evident also in their inadequate technological developm ent, w hich reduces their opportunities and integration into the European transport system. The transport m arket conditions, the connectedness o f the Slovenian Railways with th e European system — it should be m entioned here, th a t 80% of their to ta l transport is international transport — and th e lim ited budget resources call for the restructuring and rehabilitation of this g iant system in accord ance w ith the EC guidelines. In form ing a new, m ore effective organization of the Slovenia Railways, the EC guidelines, the con cep ts and experiences o f m ore developed railway adm inistrations as well as the specifics o t the Slovenian space, where they operate, need to be considered. By the new Railway Law, passed by the Slovenian Parliam ent in D ecem ber this year, the Slovenian Railways will becom e a jo in t-stock company. They will operate according to m arket principles. The state will take over only th e responsibility for financing the railway infrastructure m aintenance and developm ent, as w ell as cofinancing o f unprofitable public transport services. Likewise, the Law provides for the cu rent financial structure rehabilitation , w hich should norm alize the operation of the Slovenian Railways and enable them to adapt their business to m arket principles. The Slovenian Railways organisational structure should be divided into two business areas, transport and infrastructure. However, this m eans only a separation in the accounting system , w hich should contribute to a b etter transparency and control over costs. However, the pre-condition for the integration into the European traffic flows are not only the new organisation and m arket-oriented operation of the Slovenian Railways, but also the developm ent o f their infrastructure and its adaptation to the European developm ent plans. The national programme of the Slovenian Railways infrastructure developm ent as part of the European transport system included the renewal o f the existing railway lines, which should improve th e level o f tehnical adequacy of the lines and w ith this a higher level of traffic safety, reliability and rationality o f railway operation. The supplem entary construction of the existing lines should increase their capacity and a higher level o f m odernization should be achieved. W ith the program m e of high speed lines construction the Slovenian Railways are integrated into the programme of the European netw ork of high speed and connecting lines. The Slovenia Railways as the m ost environm ent friendly transport m eans envisage new op p o rtu n ities in the transport service m arket. At th e sam e tim e this requires a change of the railwaym en’s m entality , a lo t o f effort and inventiveness. Marjan Rekar SŽ General Manager SMERI RAZVOJA INFRASTRUKTUR IN V SLjOVENI JI UDK 625.11(4+497.12) BOGDAN ZGONC ŽELEZNIŠKE E V EVROPI P O V Z E T E K ^ . . . - — ■ Članek Smeri razvoja železniške infrastrukture v Evropi in v Sloveniji podaja v zgoščeni obliki opis osnovnih evropskih dokumentov in tehniških parametrov, ki so trenutno v veljavi in ki tudi narekujejo smeri razvoja železniške infrastrukture. Slovenija in njena železnica ima glede na svoj geografski položaj ugodno tranzitno lego v smeri vzhod-zahod. Ta svoj položaj bodo Slovenske železnice ohranile le ob predpostavki, da bodo pri modernizaciji svojih prog upoštevale evropske tehniške parametre in standarde. To je še toliko bolj pomembno, ker se kot tranzitne države vse bolj pojavljajo tudi njene sosede: Italija, Avstrija, Hrvaška. Imperativ je torej, da se morajo Slovenske železnice modernizirati vsaj tako hitro kot njene sosede. Ta odločitev bo vsekakor vplivala na vse nadaljnje investicije v slovensko železniško infrastrukturo. Pri svoji modernizaciji se bodo Slovenske železnice opirale na znano strategijo razvoja železniške infrastrukture v Evropi. Ta strategija sloni na investicijah v naslednjih sklopih: - obnova obstoječih prog obsega remonte zgornjega ustroja tirov, obnovo vozne mreže, obnovo signalnovarnostnih in telekomunikacijskih naprav; - dograditev obstoječih prog: gradnja drugega tira, gradnja modernih sistemov signalnih in telekomu­ nikacijskih naprav, gradnja nove proge...; - gradnja prog za višje in visoke hitrosti naj bi zagotovila vključitev Slovenije v sistem evropske mreže hitrih prog. RAILWAY INFRASTRUCTURE DEVELOPMENT DIRECTIONS IN EUROPE AND IN SLOVENIA S U M M A R Y - The paper “Railway Infrastructure Development Directions in Europe and in Slovenia” is a concise description of basic, currently valid European documents and technical parameters, which dictate the directions of the railway infrastructure development. Slovenia and its railways have a convenient geographical situatiton for east - west transit traffic. However, the Slovenian Railways can preserve this advantage only under the precondition, that in the modernization of their lines they will keep to European technical parameters and standards. This is of great importance also because of the fact, that the neighbouring conuntries: Italy, Austria and Croatia are more and more present as transit countries. Thus, it is an imperative to modernize the Slovenian Railways at least as quickly as the neighbours will modernize theirs. This decision will certainly have a strong influence upon all further investments into the Slovenian railway infrastructure. Avtor: Dr. Bogdan Zgonc, dipl. gradb. inž., namestnik general­ nega direktorja za infrastrukturo, razvoj in mednarodne odnose The modernization of the Slovenian Railways will follow the well konwn European strategy of railway infrastructure development. Its strategy is based oq investments in the following three fields: - renewal of the existing railway lines, including renewal of permanent way, catenary, signalling, safety and telecommunication devices; - supplementary construction of the existing lines: construction of the second track, installation of modern signalling and telecommunication devices, construction of new railway links, etc.; - construction of high speed lines which should ensure the integration of Slovenia into the European network of high speed lines. 1. RAZVOJ IN TEHNIŠKI PARAMETRI ŽELEZNIŠKE INFRASTRUKTURE V EVROPI Evropska prometna politika temelji na načelih liberalizacije in harmonizacije prometnega sistema. Liberalizacija pomeni dosledno uveljavitev tržnih zakonito­ sti in svobodno konkurenco med prometnimi panogami. Izvzet je le tisti del prometnih storitev, ki so v posebnem javnem interesu in njegovo izvajanje zagotavlja ter sub­ vencionira država. Harmonizacija pomeni izenačitev pogojev poslovanja vseh prometnih panog in je prvi pogoj za liberalizacijo prometnega sistema. Ustrezno razvita infrastruktura, us­ klajena z mednarodnim okoljem in prilagojena narodnogo­ spodarskim ciljem, zlasti glede varovanja človekovega okolja, je pomemben temelj te harmonizacije. Za Sloveni­ jo, ki je zaradi svojega geografskega položaja neposredno povezana s prometnim sistemom Evropske unije, Avstrije in Švice, je uskladitev razvoja naše prometne infrastruk­ ture z evropsko nujnost. Nujnost je tudi prilagoditev našega prometnega gospodarstva razmeram, ki vladajo v razvitih evropskih državah, saj je ta po eni strani pogoj za optimalno valorizacijo našega geografskega položaja, po drugi strani pa pogoj za enakopravno vključitev našega prometnega sistema v evropski prometni sistem. Straregija razvoja evropske prometne železniške infra­ strukture je definirana v naslednjih evropskih dokumentih: - UIC - Mednarodna železniška zveza Perspektivni načrt evropske železniške infrastrukture, Pa­ riz 1974, novelacija 1990 9500 km novih prog 12500 km rekonstrukcij - GEB - Skupnost evropskih železnic Evropska mreža prog za visoke hitrosti, Bruselj 1991 35 000 km prog (vsa Evropa brez nekdanje SZ) 20000 km novih prog - UN-ECE - Ekonomska komisija ZN Evropski sporazum o najvažnejših mednarodnih magi­ stralnih (E) progah AGC, Ženeva 1985 vse E-proge, vsa glavna mesta - UN-ECE - Ekonomska komisija ZN Evropski sporazum o mednarodnih progah za kombinirani promet - AGTC, Ženeva 1989 I Magistralne proge, ki izhajajo iz teh dokumentov in pote­ kajo prek Slovenije, so prikazane na sliki 1. Iz slike je razvidno, da je mednarodnega pomena celoten prometni križ slovenskih železnic tako v smeri Jesenice-Dobova kot v smeri Koper-Šentilj s priključnimi progami Divača- Sežana in Pragersko-Središče. V navedenih dokumentih so natančno določeni tehnični parametri za modernizacijo in gradnjo novih magistralnih prog. Tehnični parametri prog po Evropskem sporazumu o najvažnejših mednarodnih železniških progah (AGC), Preglednica 1: Tehnični pa­ rametri prog po evropskem sporazumu o najvažnejših mednarodnih železniških progah (AGC) Obstoječe _________Nove proge proge - samo za pot- za mešani rekonstrukcija niški promet promet 1. Število tirov dvotirne dvotirne dvotirne 2. Nakladalni profil UIC-B UIC-C1 UIC-C1 3. Minimalna medtirna razdalja 4,0 m 4,2 m 4,2 m 4. Računska min. hitrost 160 km/h 300 km/h 250 km/h 5. Dopustna osna obremenitev - lokomotiva (V< 200 km/h) 22,5t - 22,51 - motorniki in motorni - vlaki (< 300 km/h) 17t 171 - potniški vozovi 161 - 161 - tovorni vozovi • 100 km/h 201 - 22,51 • 120 km/h 20,01 - 20,01 • 140 km/h 18,01 - 18,01 6. Dopustna masa na dolžinski meter 8,0t - 8,01 7. Maksimalni nagib - 35 mm/m 12,5 mm/m 8. Minimalne dolžine peronov naglavnih postajah 400 m 400 m 400 m 9. Minimalna uporabna dolžina prehitevalnih tirov 750 m - 750 m 10. Nivojsko križanje ceste in železnice brez brez brez prikazani v preglednici 1, predstavljajo minimalno raven, ki jo je potrebno zagotoviti ob večjih modernizacijskih posegih ali novogradnjah na smereih magistralnih prog. S tem se želi zagotoviti homogenost evropske železniške infrastrukture, homogenost evropskih železniških storitev in ne nazadnje konkurenčnost v odnosu do cestnega in letalskega prometa. železniških tovornih vozovih, katerih pod je na višini 60 cm nad zgornjim robom tirnice; - prevoz navadnih cestnih polpriklopnikov širine 2,5 m in višine 4 m na železniških tovornih vozovih s spuščenim podom z normalnim podstavnim vozičkom; - prevoz kontejnerjev ISO širine 2,44 m in višine 2,90 m na navadnih železniških tovornih plato-vozovih; S r A G 0 I N I A \ r - L ____ 1 J 6 S 6 H I C 6 V n . ----------- . / \< ' X ' • v _ l ' s X s~\\v * BRUCK/MURj '* * \ k —' \ N ŠENTILJ ^ ~ \ * < ' t ' \ \ v \ * , I ,— . v SREDIŠČE '■> . !' L.0""t> BUDAPEST Slika 1 MAGISTRALNE PROGE PREKO SLOVENIJE PO SPORAZUMU AGO - UN - ECE - E-65: Gdania-W arszawa-Breclov-W ien-Bruck a.d. Mur-Willach-Jesenice-Ljubljana-Pivka-Rijeka - E-67: Bruck a.d. Mur-Graz-Šentilj-Zidani Most - E-69: Budapest-Kotoriba-Pragersko-Zidani Most-Ljubljana-Koper - E-70: Paris-Torino-Milano-Trieste-Sežana-Ljubljana-Dobova-Zagreb-Beograd-Sofia-Ankara Obrazložitev k preglednici: Ad. 1 Za zagotovitev zadostne prepustne in prevozne moči je na magistralnih smereh potrebna dvotirna proga. Ad. 2 Nakladalni profil UIC-C1 omogoča: - prevoz cestnih tovornih vozil in cestnih sestavov ( tovornjakov s priklopniki, členkastih vozil, vlečnih vozil s polpriklopniki), ki ustrezajo evropskemu cestnemu tovor­ nemu gabaritu (višine 4 m, širine 2,5 m) na posebnih - prevoz premičnih tovornih zabojev širine 2,5 m na navadnih železniških tovornih plato-vozovih. Nakladalni profil UIC-B omogoča: - prevoz kontejnerjev ISO širine 2,44 m in višine 2,90 m na železniških tovornih plato-vozovih za prevoz kontejner­ jev, s tem da je pod plato-vozila na višini 1,18 m nad gornjim robom tirnic; - prevoz premičnih tovornih zabojev širine 2,50 m in višine 2,60 m na navadnih železniških tovornih plato-vozo­ vih (pod plato-vozov je na višini 1,246m); « - prevoz polpriklopnikov na železniških tovornih vozovih s spuščenim podom. Magistralne proge Slovenskih železnic ustrezajo nakladal­ nemu profilu UIC-B. Ad 3. Na obstoječih progah je medtirna razdalja od 3,5 m do 4,0 m, zato mora pri obnovi znašati vsaj 4 m, na novih progah pa vsaj 4,2 m. Ad. 4) Računska hitrost je v Evropi 160 km/h že običajna na pomembnejših magistralnih progah v ugodnejših topograf­ skih razmerah in ne zahteva večjih vlaganj v opremo proge. Nove magistralne proge je potrebno graditi z elementi, ki dopuščajo hitrosti 250 km/h oziroma 300 km/h. Ad. 5, 6) Osna obremenitev in obremenitev po tekočem metru mora ustrezati kategoriji C4 po predpisih UIC. Za lokomo­ tive se dopušča večja osna obremenitev 22,51 tudi tam, kjer je sicer dovoljena največja obremenitev 201, ker so sodobna podvozja lokomotiv manj agresivna. Ad. 7) Maksimalni nagib 35mm/m za čisti potniški promet je privzet na podlagi izkušenj proge Paris-Lyon, nagib 12,5mm/m za mešani promet pa ustreza maksimalnim nagibom do sedaj zgrajenih novih prog za visoke hitrosti v Nemčiji. Ad. 8) Dolžina perona 400 m ustreza vlaku z lokomotivo in 13 vagoni dolžine 27,5 m oziroma vlaku z lokomotivo in 14 vagoni dolžine 26,40 m (2 TGV kompozicije). Ad. 9) Minimalna uporabna dolžina prehitevalnega tira 750 m omogoča prehitevanje kompozicije bruto mase 50001 v kategoriji C-4 (8t po m). Ad. 10 Na novih magistralnih progah niso dovoljena križanja cest v nivoju. Tudi na obstoječih progah je potrebno načrtovati sistematsko zamenjavo nivojskih z zunajnivojskimi kri­ žanji. 2. POLOŽAJ SLOVENSKIH ŽELEZNIC V ODNOSU DO KONKURENČNIH ŽELEZNIŠKIH SMERI Položaj Slovenskih železnic in Luke Koper v odnosu do tujih konkurenčnih železniških smeri in tujih luk je zelo občutljiv. Z realizacijo možnih obvoznih visoko zmogljivih železni­ ških smeri bi Slovenija izgubila glavnino svojih transport­ nih prihodkov iz železniškega in luškega prometa. Ker gre za visokokakovosten izvoz storitev, ki ne onesnažujejo okolja in ker gre za dejavnost, v kateri ima Slovenija s svojim železniškim in luškim sistemom realne primerjalne prednosti, bi to pomenilo nepopravljivo škodo. To poten­ cialno nevarnost je potrebno najresneje upoštevati. V nadaljevanju so opisani interesi posameznih držav na tem področju. Interesi Avstrije Pri povezavi Avstrije z Italijo, južno Francijo in Španijo sta si konkurenčni predvsem naslednji dve relaciji: Sežana/Koper-Ljubljana-Jesenice/Šentilj in T rst-T rbiž-Beljak-Gradec-Dunaj Avstrija bo slovenske proge za tranzit svojega blaga uporabljala le, ko bodo storitve v slovenski smeri bistveno konkurenčnejše od smeri Trst-Beljak. Njen interes je namreč, da čim več prevaža po svojih progah, to je na relaciji Beljak-Gradec in seveda po čim kakovostnejši infrastrukturi, katere modernizacija je v polnem teku. Prav tako obstaja potencialna nevarnost, da bo Avstrija spričo prekinjene magistralne proge Ljubljana-Zagreb- Beograd za pot proti jugovzhodu uveljavila smer Dunaj- Budimpešta-Beograd. Avstrija namreč pripravlja projekte za gradnjo proge za visoke hitrosti (200-250 km/h) v smeri Beljak-Gradec-Du- naj, od tod naprej pa so v pripravi načrti za hitro progo Dunaj-Budimpešta in Budimpešta-Beograd. V povezavi z novo italijansko progo Videm-Beljak bi to lahko bila moderna povezava avstrijskega železniškega omrežja v smeri jugozahodne Evrope. Interesi Italije Italija vidi bodočnost svoje gospodarske ekspanzije v prodoru v vzhodno Evropo. Iz tega izvira iniciativa po modernizaciji prometnih koridorjev, tako cestnih kot žele­ zniških v smeri Trst-Ljubljana-Budimpešta. Pri tem pa je potrebno poudariti, da so za Italijo zanimive tudi druge smeri. Najrealnejša alternativa je smer Videm-Trbiž-Be- Ijak-Dunaj, saj poteka precejšen del te proge po italijan­ skem ozemlju, celotna relacija pa se intenzivno moderni­ zira. Ob ustrezni prometni politiki Italija lahko doseže preusmeritev tranzitnih tokov na to smer, ki je neposredna konkurenca smeri Sežana-Ljubljana-Šentilj. Da so raz­ mišljanja o tem resna, kaže gradnja nove dvotirne proge za hitrost 160 km/h na odseku med Vidmom in Trbižem. Proga bo omogočala kakovostno povezavo tržaškega pristanišča z avstrijskimi železnicami. Še nevarnejša za tranzit prek naših prog iz Italije proti Budimpešti je predvidena gradnja ravninske proge Reka-Zagreb in želja Hrvaške za povezavo Reke s Trstom prek našega ozemlja. Interesi Hrvaške V svojih razvojnih planih načrtuje Hrvaška gradnjo dveh novih prog za hitrost od 160 do 200 km/h, ki naj bi potekali tudi prek ozemlja Slovenije. Ti progi sta: Trst-Lupoglav (istrske proge)-Reka-Zagreb-Budimpešta in Zag reb-Pragersko-G radec-Du naj. V primeru realizacije teh dveh prog bi bila ustvarjena nova, tehnološko izredno ugodna, moderna povezava vzhoda z zahodom, ki bi obšla Slovenijo (Trst-Reka-Za- greb-Dunaj/Budimpešta). v Slovenske železnice bi ob takem razvoju in počasni modernizaciji svojih magistralnih smeri postale izoliran otok v mednarodnem transportnem sistemu, luka Koper pa bi popolnoma izgubila svojo perspektivno vlogo med severnojadranskimi pristanišči. Interesi Madžarske Z Madžarsko Slovenija nima neposredne železniške pove­ zave in je odvisna od prog, ki potekajo prek Avstrije in Hrvaške. Glede na prometne tokove, ki potekajo v smeri od vzhoda na zahod, Madžarska in Hrvaška v veliki meri vplivata na odločitve, ali bo šel tovor na zahod prek Avstrije, prek Hrvaške ali Slovenije v slovensko, hrvaško ali italijansko luko. Gradnja nove proge Murska Sobota-Hodoš pomeni prednost za Slovenijo zlasti zato, ker predstavlja najkrajšo zvezo med Koprom in izvori ter ponori tovora v Češki, Slovaški in deloma Poljski. Pomen neposredne železniške zveze med Slovenijo in Madžarsko je tudi v tem, da je na tej relaciji le en mejni prehod, s tem tudi hitrejši pretok blaga in potnikov. Z novo progo pa bi ustvarili tudi boljše komercialne možnosti za pritegnitev tovora v luko Koper prek slovenskih prog. 3. RAZVOJ SLOVENSKE ŽELEZNIŠKE INFRASTRUKTURE Razvoj slovenske železniške infrastrukture temelji na strategiji razvoja železniške infrastrukture v zahodni Evro­ pi. Pri modernizaciji in razvoju železniške infrastrukture gre za tri temeljne, med seboj ločene, vendar funkcionalno povezane sklope, katerih izvedba mora biti usklajena s standardi, opredeljenimi v veljavnih evropskih dokumentih in predpisih UIC: - obnova obstoječih prog, - dograditev obstoječih prog, - gradnja prog za visoke hitrosti. 3.1. Obnova obstoječih prog Obnova obstoječih prog zajema obnavljanje oziroma ohra­ njanje eksploatacijske sposobnosti obstoječih prog na čim višjem tehničnem nivoju in s tem zagotavljanje čim večje varnosti, zanesljivosti in racionalnosti obratovanja. V ta sklop spadajo: - remont zgornjega ustroja proge, - obnova vozne mreže, - obnova SV in TK naprav, - sanacije mostov in zidov, zunajnivojska križanja - manjše rekonstrukcije postaj in krivinskih elementov prog. Pri skupni dolžini 863 km tirov magistralnih prog in 20-let- nem ciklusu remontov je treba letno obnoviti 43 km tirov z novim materialom. Če k temu prištejemo še obnovo 665 km tirov stranskih prog z rabljenim materialom in v daljših časovnih intervalih, je upravičeno računatia s potrebno skupno dolžino remonta približno 50 km letno. 3.2. Dograditev obstoječih prog Dograditev obstoječih prog obsega dopolnitev zmogljivosti in višjo stopnjo posodobitve obstoječe infrastrukturne mreže, ki je potrebna zaradi predvidenega povečanja obsega transporta pritegnitve novih prometnih tokov, povečanja stopnje varnosti, uvajanja višjih standardov, upoštevanja zaščite okolja in racionalizacije poslovanja. V ta sklop uvrščamo naslednje projekte: - gradnja nove proge za povezavo Slovenije z Madžarsko (30,4 km) - gradnja drugega tira na odsekih: • Koper-Divača (45,8 km) • Ljubljana-Jesenice (71,2 km) • Maribor-Šentilj (16,5 km) - gradnja zahtevnejših zunajnivojskih križanj ceste z železnico; - gradnja modernejših sistemov signalnovarnostnih na­ prav; - gradnja modernejših sistemov telekomunikacijskih na­ prav; - gradnja ljubljanskega železniškega vozlišča; - modernizacija ranžirne postaje Zalog; - gradnja potniške postaje Ljubljana. V okviru dograditve obstoječe mreže prog je v letih 1995 in 1996 predvidena gradnja slovenskega dela nove eno­ tirne proge za neposredno povezavo Slovenije z Madžar­ sko na relaciji Murska Sobota-Mačkovci-Hodoš-Bajan- senye v dolžini 30,4 km. Proga je namenjena pritegnitvi tranzitnega tovora iz Češke, Slovaške, Poljske, vzhodne Nemčije, Madžarske in Ukrajine v smeri proti luki Koper, ima pa tudi velik politični pomen zaradi tesnejše povezave s Slovenci, ki živijo na madžarski strani meje z matično domovino. Proga je projektirana za hitrost do 120 km/h. V obdobju od leta 1998 do leta 2000 je predvidena izgradnja drugega tira Divača-Koper v dolžini 45,8 km. S tem se bo na tem enotirnem odseku bistveno povečala kapaciteta proge in izboljšala zaledna povezava Luke Koper. V obdobju od leta 2001 do 20005 je predvidena tudi gradnja obvoznih prog ljubljanskega prometnega vozlišča in s tem povezanega sistema mestnega in primestnega prometa v Ljubljani. Gradnja drugega tira Ljubljana-Jesenice v dolžini 71,2 km je zaradi spremenjenih prometnih tokov predvidena šele po letu 2005 in ni zajeta v programu investicijskih naložb v obravnavanem obdobju. 3.3. Gradnja prog za višje in visoke hitrosti Realizacija evropske mreže hitrih prog na ozemlju Repu­ blike Slovenije v skladu z evropskimi dokumenti, je pred­ videna po letu 2000. Prvi poseg v tej smeri je rekonstruk­ cija povezovalne proge Zidani Most-Maribor-Šentilj dol­ žine 106 km v smeri proti Dunaju za hitrost do 160 km/h. Začetek večjih del je predviden leta 2001, medtem ko bi se remonti na posameznih odsekih te proge, kjer trasa povezovalne proge ostaja v svoji osi, že izvajali po standardih, ki jih taka proga zahteva. V okviru rekonstruk­ cije te proge je zajeta tudi gradnja drugega tira Maribor- Šentilj (16,5 km). Proga Zidani Most-Maribor-Šentilj po­ vezuje hitro progo Gradec-Dunaj z našo bodočo novo progo za hitrost 250 km/h Trst-Ljubljana-Zidani Most-Za- greb, ki je del južnoevropske hitre proge Madrid-Barce- lona-Milano-Benetke-Trst-Ljubljana-Zagreb-Beograd/ Budimpešta). Dolžina hitre proge od slovensko-italijanske meje pri Trstu do slovensko-hrvaške meje pri Dobovi znaša 179 km. Njena gradnja, začenši s prvim odsekom Ljubljana-Zidani Most, je predvidena po letu 2005. Pred­ videna vrednost 1 km take proge je po izkušnjah tujih železnic 15 mio USD, tako da bi bila vrednost celotne proge po grobi oceni 2691 mio USD. Idejne gradbene rešitve za odsek proge Ljubljana-Zagreb so izdelane, izbrana je savska varianta, za odsek Trst-Ljubljana pa je izdelanih več variant. Z realizcijo sistema navednih prog za višje in visoke hitrosti bi se Slovenija zadovoljivo vključila v evropski sistem hitrih prog. Dostopnost Slove­ nije in mobilnost prebivalstva bi se na ta način bistveno izboljšala, časi potovanj v primerjavi z obstoječimi pa bi bili bistveno ugodnejši. Dinamika in obseg razvoja sta v grobem prilagojena dolgoročnim načrtom evropskih držav in najnujnejšim potrebam in interesom našega gospodarstva in družbe, vendar ju bo treba še sproti prilagajati nadaljnjemu razvoju prometnih tokov v tem delu Evrope. Ustrezen razvoj slovenske železniške infrastrukture je odločilen pogoj za vključenost Slovenskih železnic in Luke Koper v evropske prometne tokove. Zaostanek na tem področju bo v bodočnosti nenadomestljiv in ima lahko usodne posledice ne le za slovensko prometno gospodar­ stvo samo, pač pa tudi za gospodarstvo Slovenije kot celoto, saj gre za področje, kjer ima Slovenija objetkivne primerjalne prednosti in jih mora izkoristiti. PROIZVODNJA IN RAZVOJ BETONSKIH PRAGOV V SVETU IN NA SŽ UDK 625.142 BOŽO KORDIN P O V Z E T E K ...— •• ■ V članku sta obravnavana problematika in razvoj betonskih pragov. Prikazane so specifične razmere na slovenskih progah in tem razmeram ustrezni razvoj betonskih pragov. Razvoj naj bi šei v dveh smereh: 1. Izdelava betonskega praga na osnovi nemškega praga B 70. V poskusni odsek je bilo vgrajenih 500 kosov pragov G 91. 2. Izdelava mikroarmiranih betonskih prednapetih pragov. V poskusni odsek bo vgrajenih 1000 kosov. Rezultati obeh poskusnih polj bodo rabili kot osnova za izbor vrste pragov, ki se bodo v bodoče uporabljali na slovenskih železnicah. PRODUCTION AND DEVELOPMENT OF RAILWAYS CONCRETE SLEEPERS S U M M A R V ■ = 1 ■— m m This article deals with problems and development of concrete sleepers. It presents an adequate development of concrete sleepers, according to the specific Slovenian railways circumstances. We see two possibilities of their development: 1) To produce concrete sleepers based on German sleeper type B-70. On its basis G-91 sleeper has been manufactured and 500 sleepers laid on a trial section. 2) To produce steel fibre prestressed concrete sleepers. We inted to lay 1000 sleepers on a trial section. The results of the testing will serve us as a basis of choosing the most suitable type of sleepers on Slovenian railways. UVOD BETONSKI PRAG KOT ELEMENT SKLOPA PROGE Večina razpravljavcev na svetovnem kongresu o železni­ ških betonskih pragih v Madridu leta 1991 je obravnavala problematiko betonskih pragov v eksploataciji in iskala boljše razvojne smeri. Ker se problemi z betonskimi pragi in stalna iskanja boljših rešitev pojavljajo v večini držav sveta, je bila ena od sklepnih misli na kongresu: »Skrbijo nas lahko države, ki nimajo problemov z betonskimi pragi«. Avtor: Božo KORDIN, dipl. grad. inž. Slovenske železnice Ljubljana, vodja Službe za pripravo in pregled tehnične dokumentacije Kljub navidezni enostavnosti železniškega praga kot kon­ strukcije je v bistvu to konstrukcija, ki je postavljena v izredno zapletene razmere sklopa proge. Vse države so si enotne, da betonskih pragov ne moremo obravnavati kot konstrukcijo samo, ampak da je potrebno betonske prage obravnavati skupaj z ostalimi elementi sklopa proge, to so tirnice, pritrditev, gramozna greda in podlaga. Le tak pristop, kjer je vsak od teh elementov vključen v celoto, nam lahko da zadovoljive rezultate. Ker je medsebojne razmere v sklopu proge težko predvi­ deti v teoretičnih izračunih, se večina raziskav opravlja na pragovih, vgrajenih v progi, določene raziskave pa tudi na modelih v laboratoriju. BETONSKI PRAGI V SVETU IN TRENDI RAZVOJA Celotno število vgrajenih pragov na svetu je tri tisoč milijonov, od katerih je več kot štiristo milijonov betonskih. Betonski pragi pokrivajo sedaj že več kot 50% letne proizvodnje. Letno se proizvede več kot 20 milijonov betonskih pragov. Prevladujejo monobloki, od katerih je večina adhezivno napetih (izdelanih po long line sistemu). Obstaja pa tudi sistem naknadnega napenjanja (npr. Dywidag). Drugi sistemi so medseboj povezani dvojni bloki (francoski bi-blok). V svetu rešitev ne iščejo v uniformiranem pragu. Večina držav je za osnovo vzela nemške izkušnje z monobloki B58 in B70, kijih prilagajajo svojim specifičnim razmeram. Španci in Nizozemci so prešli iz francoskega sistema bi-blok v nemški sistem monoblokov. V Italiji poleg monoblokov preizkušajo direktne pritrditve praga na betonske plošče. Pri takih progah v celoti odpade bodoče vzdrževanje. Taka rešitev je optimalna za predore, kjer je problem višina (ni dovolj prostora za graditev gramozne grede). Španski razvojni predlog je, da se vgrajujejo neprekinjeni vzdolžni betonski koritasti pragovi. RAZVOJ BETONSKIH PRAGOV NA SŽ Naše specifične razmere so slaba gramozna greda in majhni radiji. V svetu se za gramozno gredo uporablja izključno erup­ tivni material, pri nas pa imamo apnenec, zato je potrebno uporabljati pragove, ki imajo čim večjo naležno površino. Zaradi tega so monobloki ugodnejši od bi-blokov. Druga naša specifičnost so majhni radiji. V krivinah z majhnimi radiji lahko pride pri bi-bloku do zvijanja vezi med dvema blokoma, kar pripelje do spre­ membe širine tira. Zaradi tega je uporaba bi-blokov omejena na radije, večje od 350 m. To je razlog, zakaj so se na Slovenskih železnicah že leta 1972 odločili za monolitni prag JŽ-70 dolžine 2,40, ki je izpeljan iz nemškega praga B58. Po letu 1987 so se na slovenskih progah pričeli vgrajevati pragi JŽ-70 Gradis. Ker so se zaradi naših specifičnih razmer v progi pričele kazati na pragovih določene po­ manjkljivosti, smo poleg izdelave novih tehničnih zahtev za izdelavo tolčenca za gramozno gredo pričeli z razvojem betonskih pragov v dveh smereh: Prva smer je izdelava betonskih pragov na osnovi nem­ škega praga B70, to je 2,60 m dolg monolitni prag, ki je 2 cm višji od praga JŽ-70 Gradis in je na sredini zožen. Prednosti daljšega praga je, da imamo pri long line sistemu prednapetja bolj zanesljivo pod tirnico polnopred- napet betonski prerez in da imamo večjo udeležno površi­ no, zato je pritisk na gramozno gredo manjši. Pri večji višini praga se poveča odpornostni moment, kar pomeni večjo nosilnost. Zaradi večjega prereza so pri isti sili napenjanja manjše tlačne napetosti v pragu in s tem manjša možnost vzdolžnih razpok. Zaradi večjega prereza je možno povečati tudi zaščitno plast betona. Prednost v sredini zoženega praga je, da tu dobimo manjše obremenitve praga. To pa je pomembno, ker nam prav ta prerez povzroča težave pri sedaj vgrajenih pragih. Na podlagi teh ugotovitev smo izdelali prag Gradis G-91 in jih 500 kosov leta 1991 vgradili v poskusni odsek. Druga razvojna smer, ki je posebnost tudi v svetovnem merilu, pa je razvoj mikroarmiranih betonskih prednapetih monolitnih pragov. Glavni cilj razvoja mikroarmiranih pragov je izboljšanje sposobnosti absorbcije energije oziroma žilavosti in ela­ stičnosti. Hkrati mora v pragove vgrajeni beton izkazovati povečano odpornost proti nastajanju in napredovanju razpok, odpornost proti utrujanju in udaru, atmosferskim vplivom ter obrabi. Podane zahteve je v veliki meri sposoben prevzeti mi- kroarmirani beton. Njegove lastnosti pa so zelo odvisne od pravilne izbire ostalih osnovnih materialov ter njihovih optimalnih deležev v njegovi sestavi. Za mikroarmirani betonski železniški prag smo izbrali monoblok dolžine 2,60 m. S posebnim oblikovanjem dna betonskega praga prepre­ čujemo vzdolžno in prečno drsenje praga. Zaradi opti­ malne razporeditve mas je v sredini prečni prerez zmanj­ šan. Glede na nekatere do sedaj znane rezultate in izkušnje pri proizvodnji prednapetih betonskih elementov ter pred­ vsem na osnovi vpeljave nekaterih novih rešitev smo se odločili za adhezijsko prednapenjanje posameznega praga oziroma ene baterije pragov. Značilnost tega praga je tudi poligonalni potek vrvi za prednapenjanje. Š tem zagotavljamo njihov optimalni položaj v različnih prerezih oziroma optimalno razdaljo vrvi od konture betona vzdolž cele dolžine praga. Betoni imajo zelo visoke tlačne trdnosti (50 MPa pri starosti 3 dni in 100 MPa pri starosti 90 dni). Ugotovljene vrednosti modulov elastičnosti so majhne v primerjavi s pripadajočimi vrednostmi tlačnih trdnosti. (Statični modul elastičnosti je ca. 40 do 48 GPa v starosti 90 dni.) Po pravilniku o prevzemanju betonskih pragov mora znašati obtežba ob pojavi prve razpoke v sredini praga minimalno 48 kN pri starosti 28 dni. Pri mikroarmiranih pragih znaša ta obtežba ca. 75 kN. Do konca leta 1993 bo v Salonitu Anhovo izdelanih 1000 kosov mikroarmiranih pragov, ki jih bomo v letu 1994 vgradili v poskusno polje. Rezultati obeh preskusnih polj nam bodo rabili kot osnova za izbor vrste pragov, ki se bodo v bodoče uporabljali na Slovenskih železnicah. OSNOVNI GRADBENO-TEHNIČNI ELEMENTI PRIMESTNIH ŽELEZNIŠKIH PROG UDK 625.45 BLAGOMIR ČERNE P O V Z E T E K - — ■ - ' ' — i V članku OSNOVNI GRADBENO-TEHNIČNI ELEMENTI PROG ŽELEZNIŠKEGA PRIMESTNEGA PROMETA so obravnavani kriteriji za izbor osnovnih gradbeno-tehničnih elementov, ki naj bi rabili pri projektiranju novih in rekonstrukcijah starih prog, namenjenih primestnemu potniškemu prometu. To področje je pri nas skoraj neobdelano. Ne obstoji metodologija, ki bi v smiselnem zaporedju obravnavala osnovne gradbeno-tehnične elemente, ki vplivajo na projektiranje in rekonstrukcijo prog. Naloga naj bi vsaj delno zapolnila prazen prostor na tem področju in pomagala projektantom pri njihovem delu in jim tudi nakazala možne smeri, če se znajdejo v dilemah. BASIC CIVIL ENGINEERING-TECHNICAL ELEMENTS OF RAILWAY LINES FOR SUBURBAN TRAFFIC S U M M A R Y ^ = - ■ — ----- The article BASIC CIVIL ENGINEERING-TECHNICAL ELEMENTS OF RAILWAY LINES FOR SUBUR­ BAN TRAFFIC elaborates the basic civil engineering-technical elements to be applied with designing of new and reconstruction of old railway lines for suburban passenger traffic. So far, these issues have practically not been studied in our country. There is no methodology elaborated which would deal with the basic civil engineering-technical elements affacting designing and reconstruction of lines by sense order of sequence. This paper should partially accomplish the empty space in the area and assist the designers with their work, as well as indicate possible directions for searching solutions. 1.0. UVOD Razvoj prometnega sistema v urbanem področju je odvi­ sen od celotnega družbenega razvoja, še posebej pa od razvoja urbanizacije. V razvitejših državah se je kot posledica določenega načina urbanizacije (satelitska na­ selja, predmestja itd.) že izoblikoval poseben prometni podsistem - primestna železnica. Ta seveda zahteva nove rešitve, drugačne od rešitev v ostalih prometnih podsistemih. V svetu ni poznan enotni model reševanja tega problema, kar seveda še ne pomeni, da se doslej niso izoblikovale določene osnove za načrtovanje in projektiranje prog za primestni promet. / Mor: mag. Blagomir ČERNE, dipl. grad. inž. Slovenske železnice Ljubljana šef Službe za strategijo in razvoj 2.0. ZNAČILNOSTI PRIMESTNEGA PROMETA Razvoj primestnega prometa je pogojen s prostorskim in ekonomskim razvojem mesta ter njegovim povezovanjem z zaledjem. Ko namreč zaledje doseže določeno velikost in popolnoma gravitira proti mestu, ga lahko pričnemo imenovati primestje. Oddaljenost posameznih primestij določa, na kakšnih razdaljah naj se organizira promet; tako so lahko primestja oddaljena tudi do 50 km od mesta (1). Ni natančne definicije, kaj je mestni in kaj je primestni promet. Za razmejitev lahko rabijo prevozne razdalje, prevozne tarife, način organizacije prometa, prometne potrebe. Kljub nejasnosti definicij so vendar poznane nekatere splošne značilnosti primestnega prometa: - Zanj je značilna koncentracija potovanj na relativno kratkih razdaljah. V glavnem so to poti v službo, šolo ali po nakupih. - Primestni promet zahteva čimkrajše razdalje postajališč (postaj) od bivalnih četrti in trgovskih središč. - Pomembna značilnost primestnega prometa je tudi neenakomernost v prevozu potnikov (2). Pravega primestnega prometa tudi ni brez taktnega vo­ znega reda, ki mora upoštevati naslednje zahteve: - pravočasni in pogosti prihodi in odhodi, - zmanjšanje potovalnih časov na minimum, - povezava z ostalimi prometnimi podsistemi. Načrtovanje in projektiranje javnega potniškega primest­ nega prometa, kamor sodi tudi železniški, zahteva inter­ disciplinarni pristop. Osnovna izhodišča, ki jih je potrebno upoštevati, so naslednja (3): a) stopnja ločenosti trase, b) tehnologija sistema, c) način dela. Vsako izmed teh izhodišč narekuje zahteve, ki vplivajo na vodenje trase. Na projektiranje in seveda poznejše delovanje promet­ nega sistema pa vpliva še cela vrsta drugih dejavnikov: od geografskih, geoloških, tehničnih do socialno-ekonom- skih. 3.0. ŽELEZNIŠKI PRIMESTNI POTNIŠKI PROMET 3.1. Splošno V sodobno organiziranem primestnem prometu deluje železnica kot primarni sistem, ki se na področju mesta ali ob robu mesta dopolnjuje z drugim, sekundarnim. V mnogih primerih sega železnica v samo mestno središče ali pa teče skozi mesto. To daje železnici velik pomen, če ne celo prevladujoč položaj v javnem prevozu. Isto­ časno pa predstavlja tudi fizično oviro. Zato naj bi žele­ znica bodisi kot sistem ali pa podsistem potekala po obrobju kraja, mesta ali pa pod njim. Glavna značilnost klasičnega primestnega prometa na železnici je v tem, da na isti progi potekajo poleg primest­ nega še lokalni, mednarodni, medmestni in tovorni pro­ met. Zaradi te hkratnosti vozni red ni prilagojen izključno potniku. Idealna je rešitev, ko je za primestni promet namenjena posebna proga. Sodobno organizirana primestna železnica mora potnika zadovoljiti v vseh ozirih. Zmanjšati mora potovalne in čakalne čase, zagotoviti postajališča, nuditi prevoz itd. To so tudi osrednji problemi, s katerimi se srečujejo načrto­ valci primestnih železniških prog. Pri projektiranju prog za železniški promet ŽPPP bi glede na izhodišča (3) morali upoštevati naslednje ugotovitve: Stopnja ločenosti trase poda učinkovitost neke proge glede na ločenost te proge od ostalega javnega in osebnega prevoza. Tu bi lahko govorili o dveh kategorijah: A - popolnoma ločena trasa z zunajnivojskimi križanji, B - delno ločena trasa z nivojskimi križanji. Nedvomno je, da.bo potrebno pri rekonstrukcijah in novogradnjah uporabiti prav kategorijo A. Samo ta odpravi vse konfliktne točke. B kategorija je lahko samo prehodna faza. Podrobna analiza ločene trase (kategorija A) nam pokaže naslednje prednosti: - večja hitrost in prepustnost, - večja točnost voznega reda, - večja varnost, - večja udobnost, - večja privlačnost za potnike, - nižji stroški eksploatacije, - možnost višjih nivojev avtomatizacije. Tehnologija sistema kaže s tehničnega vidika, daje tirno vodeni promet idealna oblika za urbano okolje. Ni samo hitrejši in učinkovitejši od drugih sistemov, dopušča tudi največ možnosti za avtomatizacijo, njegove ločene proge zagotavljajo večjo varnost in ne nazadnje, je najbolj ekonomičen (4). Način dela znotraj železnice prikaže sosledje odpravljenih vlakov in njihovo kapaciteto, kar vpliva na stroške eksploa­ tacije sistema in s tem posredno na ceno prevoza. Stroški so manjši, če operiramo z velikimi enotami, med katerimi so veliki časovni presledki. To je seveda nižja raven usluge, kot jo potnik pričakuje. Izboljšanje skušamo doseči s čim višjo stopnjo avtomatizacije, ki omogoča krajše intervale in manjše enote. S tem je možno število vlakov in njihovo kapaciteto prilagoditi številu potnikov. Pri načinu dela je torej pomemben vozni red. Vedno enaki časovni intervali so ključnega pomena. Ti intervali pa so odvisni od intenzitete prometa. Enotirna proga je primer, kjer lahko zagotovimo taktni promet samo, če so medpostajne razdalje, časovni inter­ vali in potovalna hitrost v pravem konstantnem medseboj­ nem razmerju; tovorni vlaki ne smejo ovirati prometa. 3.2. Značilnosti prog in prevoznih sredstev za primestni promet Proge, namenjene primestnemu prometu, naj bi po litera­ turi (2) imele (optimalno) naslednje značilnosti: - Vse proge naj bodo dvotirne, elektrificirane in naj potekajo ločeno od prog daljinskega prometa. - Postajališča so v mestu oddaljena med seboj 1500 m, zunaj urbanega področja pa na razdaljah od 2500 do 3500 m. - Vsi elementi proge so projektirani za hitrost do 120 km/h. - Obratovanje traja praviloma neprekinjeno od 5. do 22. ure. - Časovno zaporedje vlakov je na glavnih linijah od 15 do 30 minut. Na podlagi vseh posebnosti primestnega prometa izbe­ remo tudi primerno vozilo. Izmed mnogih odločujočih pogojev (5), ki vplivajo na ta izbor, so osnovni (6): a) hitrost, b) učinkovitost, c) varnost, č) zanesljivost, d) ekonomičnost. Nekoliko drugačne so karakteristike pri elektro-motornih vlakih. V tej skupini vlakov je znana kompozicija tipa ET 420 (10, 11), ki vozi na elektrificiranih primestnih progah v zahodni Nemčiji, njene karakteristike so podane v preglednici 3. Preglednica 1. - (Po litera­ turi (6)) ilustrira doseganje nekaterih osnovnih pogo­ jev pri različnih prevoznih sredstvih javnega prometa Prevozno sredstvo Potovalna hitrost (km/h) Število prepeljanih oseb v eni uri Učinkovitost (osebe/km) uro) avtobus 20 9.000-10.000 180.000-200.000 tramvaj 20 13.500-18.000 270.000-360.000 podzemeljska železnica 35 40.000 1,100.000 regionalna električna železnica (primestna) 45 50.000 2,250.000 4.0. PREGLED OSNOVNIH GRADBENO-TEHNIČNIH ELEMENTOV ZA PROGE ŽELEZNIŠKEGA PRIMESTNEGA PROMETA 4.1. Uvod Najprej je potrebno opredeliti tiste osnovne elemente, ki neposredno vplivajo na vodenje trase, na oblikovanje spodnjega in zgornjega ustroja ter na oblikovanje vzdolž­ nega profila proge. Izmed mnogih elementov, ki vplivajo na projektiranje in gradnjo proge, so najpomembnejši naslednji: - pospeški, pojemki, hitrosti, potovalni časi, - minimalni radij in nadvišanja, - prehodne rampe in prehodnice, - elementi vzdolžnega profila, - zgornji in spodnji ustroj. Končne vrednosti in oblike posameznih elementov morajo biti take, da jih je možno uporabiti tako pri gradnji novih kot pri rekonstrukciji obstoječih prog. 4.2. Pospeški, pojemki Vrednosti, navedene v preglednici 2, nam kažejo okvirne meje pospeškov in pojemkov za diesel - električne motornike. Podatki veljajo za različna vozila. Njihov izvor je literatura (7, 8, 9). Preglednica 2 Hitrost (km/h) Pospešek (m/s2) Pojemek (m/s2) 0 -4 0 0,75 0,90 4 0 -8 0 0,31 0,90 0 -4 0 0,70 0,90 0 -7 0 0,54 0,90 0 -8 0 0,44 0,90 0 -8 8 0,44 0,90 Preglednica 3 Hitrost (km/h) Pospešek (m/s2) Pojemek (m/s2) 0 -6 0 1,0 _ 0 -1 20 0,9 — 120-0 - 0,9 Dosedanje izkušnje (12) kažejo, da so kompozicije za primestni promet sposobne obdržati konstanten pospešek v intervalu od 0 - 40 km/h ali še v intervalu od 0 - 60 km/h. Predpostavka o konstantnem pospešku je sprejemljiva le v splošnem. Od določene hitrosti dalje namreč pospešek ni več konstanten in hitrost ne narašča več linearno (13). 4.3. Hitrosti Hitrost je tisti element, ki je osnova za izračun vseh ostalih vrednosti, ki jih potrebujemo pri projektiranju prog. Vedeti moramo, katero največjo hitrost (Vmax) lahko dosežemo na določeni razdalji, ki je omejena z dvema postajama. Pojem medpostajne razdalje v tem primeru vključuje tudi razdaljo med dvema postajališčema. Če so omejitve samo medpostajne razdalje, je največja hitrost, ki jo na takem odseku lahko dosežemo, odvisna od: - velikosti pospeška pri izpeljavi, - velikosti pojemka pri zaviranju in - dolžine poti, ki jo želimo prevoziti z neko določeno (maksimalno) enakomerno hitrostjo. Nadaljnja obdelava je naslonjena tudi na predpostavko, da tehnične karakteristike motorjev ne omejujejo dosega­ nja maksimalnih hitrosti. Osnovni elementi, ki jih izračunamo na osnovi hitrosti, so: - čas pospeševanja (t1), pot pospeševanja (s1), - čas zaviranja (t3), zavorna pot (s3), - čas vožnje z enakomerno hitrostjo (t2), - dolžina prevožene poti z enakomerno hitrostjo (s2), - skupni čas vožnje na medpostajni razdalji (T). 4.4. Minimalni radij in nadvišanje Če hočemo skrajšati čas potovanja na celotni progi, moramo povečati hitrost vožnje tako skozi krivine kot hitrost v premi. Vendar s povečevanjem hitrosti ob enakih ostalih pogojih povečujemo tudi bočne sile, ki delujejo na vozilo in na zgornji ustroj. Ko bočne sile prestopijo dopustne meje, lahko povzročijo iztirjenje ali prevrnitev vozila, na zgornjem ustroju pa nastanejo za promet nevarne deformacije. Naša naloga je torej izbrati tako hitrost, ki bo dopuščala varno in udobno vožnjo skozi krivino ob optimalnem potovalnem času. Izbor hitrosti nam da natančno določen minimalni radij (R min) in natančno določeno maksimalno nadvišanje (h maks). Kjer je le mogoče, bomo seveda uporabili večje radije (R > Rmin); taka izvedba nam daje boljše vozne pogoje in večjo udobnost. Pri gibanju vozila skozi krivino deluje na vozilo poleg ostalih tudi centrifugalna sila. Ta sila je odvisna od mase vozila in njegove hitrosti in je obratno sorazmerna z velikostjo radija, po katerem se vozilo giblje (14). Z nadvišanjem (h) zunanje tirnice delovanje centrifugalne sile kompenziramo. Z variiranjem nadvišanja (h) dosežemo naslednje: - Centrifugalno silo z nadvišanjem le delno kompenzira­ mo, pojavi se primanjkljaj nadvišanja (Ahp), bočni pospe­ šek (p > o) je pozitiven. - Centrifugalno silo v celoti kompenziramo, dobimo teo­ retično nadvišanje (ht), rezultanta deluje pravokotno na ravnino tira. - Nadvišanje je večje, kot je potrebno za kompenzacijo centrifugalne sile, pojavi se višek nadvišanja (Ahv). Primanjkljaj nadvišanja ( Ahp) je izražen kot del bočnega pospeška, ki ni kompenziran. Dopustni primanjkljaj nadvišanja predstavlja kriterij var­ nosti in udobnosti vožnje skozi krožni lok. Njegova naj­ večja vrednost je pri različnih železniških upravah različna. Odvisen je od konstrukcijskih lastnosti vozil in od meril za določanje udobnosti vožnje; ni pa odvisen od količine prometa. Višek nadvišanja (Ahv) je izražen kot nekompenziran bočni pospešek, ki deluje proti središču krivine. Dopustni višek nadvišanja predstavlja kriterij ekonomič­ nosti. Njegove vrednosti se po posameznih železniških upravah še bolj razlikujejo in so funkcija strukture in količine prometa ter hitrosti. Torej vidimo, da tako dopustni primanjkljaj nadvišanja kot tudi dopustni višek nadvišanja predstavljata kriterija za vožnjo skozi krivino. To pomeni, da vrednosti ne moreta biti definirani naključno; njuna vrednost mora izhajati iz hitrosti, bočnega pospeška, konstrukcije vozil ter strukture in količine prepeljanega tovora. Tako izbrane vrednosti lahko postanejo »normativi«, na katerih bo slonela var­ nost, udobnost in ekonomičnost vožnje skozi krivine. 4.5. Prehodnice in prehodne rampe Primestne proge morajo zagotavljati čim višjo raven sto­ ritev. Pri tem je najpomembnejše skrajšanje potovalnih časov na nekem določenem odseku, kar je neposredno povezano s povečanjem hitrosti, ta pa je povezana s prehodnicami in prehodnimi rampami. Prehodnice in prehodne rampe so elementi, ki imajo velik vpliv na izvedbo oziroma rekonstrukcijo posameznih kri­ vin; v širšem smislu pa tudi na potek cele trase in udobnost vožnje. Prehodnica je element trase, ki rabi za prehod iz preme v krožni lok ali pa za prehod iz enega krožnega loka v drugi. Vstavljamo jih torej med trasne elemente, ki imajo konstantno zakrivljenost. Med vožnjo vozila po krožni krivini deluje nanj centrifu­ galna sila C, ki je za izbrane vrednosti R in V konstantna. To silo lahko prevzamemo na dva načina: - s pomočjo prečnega nagiba tira (nadvišanje zunanje tirnice »h«), - s pomočjo sile, ki jo ustvarja zunanja (vodilna) tirnica s svojo pritrditvijo. Bočnega pospeška, ki ga prevzemamo s prečnim nagi­ bom v krivini, ne občutimo; občutimo le nekompenzirani del. Naloga prehodnice je torej omogočiti vozilom postopen in zvezen prehod med elementi trase z različnimi vred­ nostmi zakrivljenosti in različnimi bočnimi pospeški. Po­ stopnost in zveznost prehoda se kaže v: - postopnem in zveznem spreminjanju velikosti bočnih pospeškov ter - postopnem in zveznem spreminjanju velikosti potrebnih prečnih nagibov tira. S pravilno oblikovanimi prehodnicami dosežemo varno, mirno in udobno vožnjo brez neprijetnih bočnih sunkov. Prehodna rampa je element, ki omogoča prehod iz nenadvišanega tira (h = 0) v premi v nadvišani tir (h = hr) v križnem loku. Ta prehod se običajno izvede z dviganjem zunanje tirnice; notranje ne dvigujemo in predstavlja niveleto. Naraščanje nadvišanja zunanje tirnice lahko izvedemo premo ali krivočrtno (15), (16). Premočrtna prehodna rampa je tista, pri kateri narašča nadvišanje zunanje tirnice linearno - po premici. Osnovni karakteri­ stiki te prehodne rampe sta njen nagib ( I : n) in dolžina (Lr). 4.6. Elementi vzdolžnega profila Oblikovanje vzdolžnega profila je pomembno, saj velikosti vzponov in padcev vplivajo na stroške gradnje, ko promet steče pa vplivajo na stroške eksploatacije (upori, izgublja­ nje višine, poraba energije itd.). Ustreznost vzdolžnega profila je odvisna od velikosti vzponov, padcev in njihovega vključevanja v topografijo. Vzpon in padec omejujeta hitrosti vlakov. Na padcih hitrosti ne smejo biti večje od dovoljenih zaradi varnosti; na vzponih pa omejuje hitrosti sama vleka. Maksimalni vzdolžni nagib nivelete predstavlja gornjo razumno mejo, ki še dopušča normalne pogoje vleke, stroške gradnje in stroške eksploatacije. Ta maksimalni vzdolžni nagib, glede na katerega določamo težo vlaka, imenujemo odločujoči nagib. Odločujoči nagib je torej kompromis med stroški gradnje in stroški eksploatacije. Izbor primernega vzdolžnega nagiba je torej problem z več neznankami, ki zahteva več kot samo teoretični pristop. Pri spremembi nagiba nivelete se pojavi lom, ki je lahko konveksen ali konkaven. Vsak lom je slaba točka vzdolž­ nega profila, saj negativno vpliva na varnost vožnje. Tej nevarnosti se izognemo z zaokrožitvijo vsakega loma, čim je razlika v sosednjih nagibih večja od 2%0. Z zaokrožitvijo postane trenutna sprememba upora zaradi vzpona zvezna in vožnja varnejša. Teoretično uporabljamo za zaokrožitev krožnico (r); v praksi pa krožnici aproksimiramo kvadratno parabolo (17). 4.7. Zgornji ustroj Od vseh elementov zgornjega ustroja so pri obravnavanju najpomembnejši naslednji štirje: tirnice, pragovi, pritrdilni material, gramozna greda. Tirnica je element, ki vodi železniško vozilo, ga nosi in prenaša njegovo težo na prag. Tirnica neposredno pre­ vzema statično in dinamično obtežbo. Njeno obnašanje je v zgornjem ustroju sorazmerno s težo (profil) tirnice in kvaliteto jekla, iz katerega je izdelana. Prag ima v zgornjem ustroju naslednje naloge: - prevzema obtežbo in jo prenaša na gramozno gredo, - amortizira dinamične sile in vibracije ter - zagotavlja tirno širino. Osnovna naloga projektanta, ki načrtuje nove proge ali rekonstrukcije, je izbor materiala za prag. Danes največ­ krat izbiramo med lesenimi in betonskimi pragovi. Tako eni kot drugi imajo svoje prednosti in pomanjkljivosti. Za lesene pragove lahko rečemo, da so njihove mere v glavnem že standardizirane. Njihova glavna pomanjklji­ vost pa je kratka življenjska doba. Betonske pragove danes izdelujemo v dveh osnovnih oblikah: - enodelni (monoblok) in - dvodelni (sestavljeni) prag. Enodelni pragovi so običajno izdelani iz prednapetega betona, dvodelni pa iz armiranega. Pritrdilni material - njegova glavna naloga je, da sile in momente, ki se pojavijo v tirnici, prevzame in prenese na prag. Poznamo dva osnovna tipa: - toga in - elastična pritrdilna sredstva. Danes prevladuje v svetu elastična pritrditev. Starejšo - togo pritrditev ob vseh rekonstrukcijah zamenjujemo z elastično, ki uspešneje ujame in amortizira visokofrek­ venčne oscilacije ter s tem ohranja potrebno geometrijo proge. Tudi tehnologija pritrdilnega materiala še ni standardizira­ na, kar kaže množica različnih tipov elastične pritrditve, ki je po svetu v rabi. Gramozna greda je del zgornjega ustroja, ki prenaša sile s pragov na planum spodnjega ustroja. Izpolnjevati mora naslednje zahteve: - biti mora prepustna za vodo, - biti mora elastična, - mora se dati dobro podbijati in - biti mora obstojna pri zmrzovanju. 4.8. Spodnji ustroj Z ustrezno izbiro elementov zgornjega in spodnjega ustroja dobimo normalni ali karakteristični prečni profil, ki predstavlja tipsko rešitev v običajnih razmerah. Geometrija progovnega telesa je določena s širino planu- ma, nagibi brežin, višinami in še nekaterimi drugimi elementi. Geomehanske karakteristike nasipnega ali izkopanega materiala določajo način gradnje in kažejo na kasnejše obnašanje materiala ob prometni obtežbi in pod vplivom atmosferilij. Gradnja spodnjega ustroja mora ustrezati naslednjim zahtevam: - zagotovitev varnega gibanja železniških vozil, - prevzem dinamičnih vplivov, - minimalni stroški vzdrževanja, - trajnost geometrije progovnega telesa, - majhen vpliv atmosferilij. Izbor materiala za kakovosten spodnji ustroj sloni na naslednjih karakteristikah: - optimalna možnost vgrajevanja, - primerna nosilnost, - obstojnost na mrazu, - obstojnost proti razpadanju, - prostorninska obstojnost. Spodnji ustroj, ki je zgrajen ob upoštevanju navedenih pogojev in karakteristik materiala, ima trajno nosilnost, kar pomeni, da se ne poseda in ni občutljiv za dinamične in atmosferske vplive. Trajno nosilni spodnji ustroj je tudi tisti, ki potrebuje najmanj vzdrževalnih del in je zato ekonomsko najbolj upravičen. 5.0. SKLEP Podan je pregled skozi najpomembnejše gradbeno-teh- nične elemente, ki jih mora projektant upoštevati pri projektiranju rekonstrukcij ali novih prog za primestni železniški promet. Jasno je, da niso zajeti vsi elementi, ki so potrebni, da se kaka proga izvede (svetli profil, medtirna razdalja, objekti, tirne naprave na postajah itd.) in da je potrebno tudi te elemente podrobno preanalizirati. Detajlne analize navedenih tehničnih elementov kažejo, da ni bistvenih razlik med klasičnimi in progami za primestni promet vsaj na analiziranem področju. Pri­ mestne proge so torej le nekakšna specialna veja v širšem pojmu prog. Večje razlike se pokažejo predvsem pri organizaciji pro­ meta, ki naj bi potekal pri taktnem voznem redu in pri tehničnih karakteristikah vozil za primestni železniški promet (elektrifikacija, pospeški, zaviranje, itd.). Tovorni promet, če naj bi na takih progah potekal, naj bi bil praviloma omejen na nočni čas od 24.00 do 5.00 ure. L I T E R A T U R ̂ = 1. M. Čičak, S. Eror: Organizacija železničkog saobraćaja; Naučna knjiga, Beograd 1978. 2. ŽG Ljubljana, Prometni inštitut: Primestni železniški potniški promet v Ljubljani; PI-NP-658, Ljubljana 1983. 3. V. R. Vučič: Mesto lakog šinskog prevoza medju ostalim vidovima prevoza. 4. P. Pengal: Željeznički prigradski putnički promet; Magistrski rad, Zagreb 1980. 5. M. Čičak: Izbor vozila za prigradski putnički promet; Željeznica u teoriji i praksi, 3, 4/1985. 6. R. Bankovič: Javni gradski putnički prevoz; Naučna knjiga, Beograd 1982. 7. Doppeltriebwagen mit dieselelektrischer Traction; Verkehr und Technik 4/1975 (VUT 4/1975). 8. Triebwagen VT 2 E VUT 2/1981. 9. N. Zeevenhoven: Development of NS rolling stock; Rail International - 4/1987 (RI-4/1987). 10. Triebzüge ET 420 Eisenbahn und technische Rundschau - 5/1980 (ETR - 5/1980). 11. U-Bahnen und S-Hagnen in der BDR: Planung - Bau - Betrieb Harbeke Verlag, München 1971. 12. H. Wittmann: Stadtbahn- Triebfarhzeuge in Nord- und Südamerika; Eisenbahn und technische Rundschau (ETR) 6/1978. 13. Y. Kimura: A train running curve of the minimum energy; Quarterly Reports (QR) - 1/1985. 14. K. Klugar: Eisenbahn und Verkehrswesen I; Technische Hochschule in Graz, 1973. 15. S. Miloševič: Uredjenje koloseka u pravoj i krivinama Železnice 8-9/1966. 16. S. Smiljanič: Prelazne krivine i rampe nadvišenja kao element trasiranja kod pruga za velike brzine; Železnice 11/1985. 17. Katanič, Andjus, Maletin: Projektovanje puteva; Gradjevinska knjiga, Beograd 1983. SODOBNA ŽELEZNIŠKA POVEZAVA LJUBLJANA—MARIBOR—GRADEO— DUNAJ UDK 629.4.016 BOGDAN ZGONC, LJUBO ŽERAK P O V Z E T E K - ' ■ V prispevku je prikazan izračun želenih potovalnih časov po železnici na liniji Ljubljana-Dunaj na podlagi »Faktorjev kakovosti - QF«. Ti faktorji zagotavljajo konkurenčnost železnice glede na ostale vrste prometa. Želeni časi potovanja (od vrat do vrat in od postaje do postaje) so osnova za določitev potrebnih maksimalnih hitrosti na posameznih odsekih celotne trase. Na koncu so prikazani tudi glavni infrastrukturni elementi na gornjih predpostavkah trasirane nove proge na slovenskem delu trase. UP-TO-DATE RAILWAY CONECTION LJUBLJANA-MARIBOR-GRAZ-VIENNA S U M M A R v This paper deals with analysing wishing railway travel times on the railway line from Ljubljana to Vienna. The basis for this analysis are “Quality factors - QF”, which assur competitive position of railway in comparison to other sorts of transportation. This wishing travel times (from door to door and from station to station) are input data for calculating maximum speeds on the singly parts of the whole line. At the end, infrastructure elements of the Slovenian part of new railway line (from Ljubljana to Šentilj) designed for so defined speeds, are represented. 1.0. UVOD Obstoječa železniška povezava med Ljubljano in Dunajem poteka prek Zidanega Mosta, Pragerskega, Maribora, Gradca, Brucka na Muri ter z gorskim potekom prek Semmeringa do Dunaja. Proga od Dunaja do Zidanega Mosta je bila zgrajena leta 1846, proga Zidani Most-Ljub- Ijana pa leta 1849. Alternativna povezava Ljubljane z Dunajem je tudi prek Celovca. Slednja povezava bo postala verjetno aktual­ nejša z izgradnjo avstrijske proge za visoke hitrosti Dunaj-Gradec-Celovec-Beljak-ltalija. Izgradnja te proge sega v naslednje tisočletje, pa tudi proga Ljubljana-Jese- Avtorja: Dr. Bogdan Zgonc, dipl. inž., SŽ, namestnik generalnega direktorja za infrastrukturo, razvoj in mednarodne odnose: Kolodvorska 11, 61000 Ljubljana Ljubo Žerak, dipl. inž., vodja projekta; SŽ - Projektivno podjetje Ljubljana: Vilharjeva 16a, 61000 Ljubljana nice ni več primarna smer v novem slovenskem železni­ škem razvojnem konceptu. Zaradi vsega povedanega, bo v tej nalogi predstavljena samo prva, tudi danes aktualna povezava Ljubljane z Dunajem (Slika 1). Slovenske železnice so na evropski ravni vključene v več mednarodnih in regionalnih sporazumov, ki govorijo o razvojnih načrtih evropske železniške infrastrukture. Pro- gra Ljubljana-Maribor-Gradec-Dunaj je zajeta v glavnih omenjenih sporazumih. 2.0. KONCEPT HITRIH PROG V SLOVENIJI Spremembe, ki zadnja leta pretresajo Evropo, logično vplivajo tudi na evropski sistem razvoja hitrih železniških prog. Pretok blaga in potnikov se je začel spreminjati. Pri tem ne prevladujejo, vsaj kar zadeva Slovenijo, več povezave sever-jug, pač pa vedno bolj povezave v smeri vzhod-zahod in severovzhod-jugozahod. Za blago in potnike na teh smereh bo potekal direkten boj med tremi sosednjimi državami, Avstrijo, Slovenijo in Hrvaško, ter posredno tudi Madžarsko in Italijo. MAGYAROSZÄG ÖSTERREICH MÜNCHEN SALZBURG ZÜRICH . BEUAK/VILLACH rp Kotorfba BUDAPEST HRVATSKA Slika 1: Shema omrežja slovenskih železnic Temelj razvojnemu konceptu slovenskih železnic pred­ stavlja predlog mreže evropskih hitrih prog, posebej trasa zahod-vzhod, to je Pariz-Lyon-Torino-Milano-Benetke- Ljubljana-Zidani Most-Zagreb-Beograd. Na to linijo je možno navezati tudi drugo za Slovenijo zelo pomembno smer JZ-SV, in sicer proti Mariboru oziroma proti Murski Soboti. Predlog novega koncepta slovenskih hitrih prog je torej, kot osnovna. Osnovna prometna žila je smer Benetke- Ljubljana-Zagreb, pri čemer je Zidani Most obvezna točka. Ta progra je načrtovana za hitrosti do 250 km/h. V Zidanem Mostu se cepi druga pomembna smer proti Mariboru s predvideno hitrostjo do 200 km/h. Tretja po­ membna smer pa je povezovalna proga Ljubljana-Beljak za hitrosti do 160 km/h. 3.0. FAKTOR KAKOVOSTI QF KOT MERILO KAKOVOSTI PROMETNEGA SISTEMA Poglavitne pomanjkljivosti obstoječih evropskih železni­ ških linij lahko določimo, če medsebojno primerjamo železniške linije in njihova glavna konkurenta, cestni in letalski promet. Z vpeljavo parametra »Faktor kakovosti QF«, ki je merilo kakovosti prevoza, lahko vrednotimo direktno primerjavo sedanjih in bodočih potovalnih časov po sedanji in bodoči železniški mreži, glede na konkuren­ čne vrste prometa. Na podlagi tega kakovostnega indeksa lahko predvidimo ukrepe, ki bodo kompenzirali prednosti oziroma pomanjkljivosti posameznih prometnih sistemov. Te prednosti oziroma pomanjkljivosti so naslednje:1 - Splošna uporabljivost osebnega avtomobila na celot­ nem potovanju od vrat do vrat, ki povzroča »navidezno ali občuteno« podaljšanje potovanja z vlakom, jo izrav­ namo z določenimi dodatki pri času potovanja z vlakom ter z zgoščeno ponudbo prevoza po železnici. - Čas, potreben za dostop do sistema železnica je ocenjen na 30 minut, podaljšanje, ki ga povzroči samo prometno vozlišče kolodvor je 15 minut, kar skupaj znese podaljšanje potovanja po železnici za 75 minut. - Celotna dolžina potovanja z osebnim avtom je sestav­ ljena iz izračunanega časa prevoza na vsakokratni kon­ kretni razdalji in s povprečno hitrostjo za konkretne cestne sisteme. Kot dodatek k potovalnemu času je računan dodatek po 15 minut pri startni in ciljni točki potovanja ter 15-minutni dodatek za počitek pri razdalji nad 400 km in nadaljnji 30-minutni počitek pri razdalji, daljši kot 750 km. - Na razdaljah do 500 km (relacija Ljubljana-Dunaj) sme biti čisti čas potovanja z železnico največ 2/3 časa potovanja z osebnim avtomobilom, za katerega se jemlje povprečna hitrost potovanja 90 km/h; - Na razdaljah do 500 km je torej potrebno zagotoviti potovalno hitrost od postaje do postaje vsaj 135 km/h, če so vračunani vmesni postanki ter 150-160 km/h med posameznimi postajami, kar se doseže z maksimalno hitrostjo najmanj 160 km/h. Kvocient med fiktivnim časom potovanja po železnici in izračunanim poprečnim časom potovanja po cesti nam da omenjeni faktor kakovosti QF. Ta faktor kakovosti nam pove, ali je obravnavana smer potovanja za določeno prevozno sredstvo dovolj atraktivna oziroma če še ni, s katero potovalno hitrostjo bi bila. Če torej lahko ovredno­ timo želeno potovalno hitrost na neki železniški povezavi, lahko ob upoštevanju naštetih časovnih dodatkov izraču­ namo potrebno poprečno hitrost čistega potovanja po železniškem sistemu. Faktor kakovosti QF naj bi bil med 1,0 in 1,1 in med pomembnejšimi prometnimi vozlišči naj ne bi bil časovni interval med zaporednimi vlaki več kot 2 uri. 3.1. Današnji potovalni časi in možne izboljšave Danes znaša čas potovanja med Ljubljano in Dunajem 5 ur in 55 minut.2 Na tej relaciji sta potrebni lokomotivi dveh sitemov za napajanje vozne mreže. Slovenija ima isto- smerni tok 3 kV in Avstrija izmenični tok napetosti 16 kV - 1 6 2/3 Fiz. Glede na različni vrsti električnih energij, ki napajata vozni mreži, bi za hitre vlake na trasi Ljubljana- Dunaj potrebovali dvosistemske lokomotive. Ta problem se da premostiti tudi z uvedbo diezelskih hitrih vlakov (npr. Pendolino). Današnja potovalna hitrost med Ljub­ ljano in Dunajem znaša 73 km/h. Potovalne čase bi lahko zmanjšali z naslednjimi ukrepi: I. Organizacijski ukrepi in nabava večsistemskih lo­ komotiv - nabava dvosistemskih lokomotiv - optimizacija postankov na postajah - optimizacija mejnih formalnosti II. Kratkoročni ukrepi - boljše vzdrževanje proge in objektov - kakovostnejša vozna sredstva - ustrezne signalno-varnostne naprave. lil. Dolgoročni ukrepi - delne korekcije trase - optimalna organizacija prometa - nova vozila in signalno-varnostne naprave. IV. Želeni potovalni čas med Ljubljano in Dunajem, ko bo ta proga del evropskega sistema hitrih prog Občutno zmanjšanje potovalnih časov je moči doseči le na novih ali rekonstruiranih progah za višje in visoke hitrosti. Za pravilni pristop k prometnemu planiranju in izboru progovne hitrosti je potrebno izhajati iz želenih oziroma potrebnih prevoznih časov na določeni železniški relaciji in tehnično tehnoloških rešitev prometne infrastruk­ ture. Naslednji pomembni segment je prognoza povečanja obsega prometa (kadar govorimo o višjih in visokih hitrostih imamo običajno v mislih potniški promet in manj tovorni), ki bi ga ustvarili z višjo ravnijo uslug. Kot tretji segment se pojavi še rentabilnostni izračun med stroški in dobičkom investicije v novo ali rekonstruirano progo. V tej nalogi je obravnavan samo prvi del, to je določitev potrebnih prevoznih časov in tehnične rešitve, ki jih omogočajo. Potovalni časi morajo predstavljati realno konkurenco cestnemu osebnemu oziroma letalskemu prevozu, kar je seveda odvisno od konkretne dolžine relacije. Želen čas potovanja med Dunajem in Gradcem je pri ÖBB 1 ura in 30 minut, ko bo zgrajena nova semerinška železnica in bazni predor pod Semmeringom. Nova dolžina omenje­ nega odseka pa bo 192 km. Krajši čas potovanja med Dunajem in Gradcem ne pričakujejo pri ÖBB niti po izgradnji proge velikih kapacitet Dunaj-Eisenstadt-Gra- dec, za hitrost 200 km/h.3 To progo imenujejo v Avstriji »Süd-Ost-Spange« in je načrtovana za promet po letu 2010, s tem da bi bila v celoti zgrajena po letu 2020. Alternativna povezava Ljubljane z Dunajem se torej po­ nuja prek omenjene proge. V perspektivnem načrtu razvoja evropskih železnic smer Ljubljana-Dunaj še ni bila posebej obdelana. Glede na konkurenčno sposobnost italijansko-avstrijski povezavi Trsta z Dunajem je želeni čas potovanja izračunan iz želenega časa potovanja med Trstom in Dunajem (mimo Slovenije), ki pa je že obdelan v UlC-jevem perspektivnem načrtu in znaša 220 minut ali 3,66 ure. Ta čas je enak 2/3 časa, kj ga potrebuje osebni avto s poprečno hitrostjo 90 km/ h. Čas za počitek voznika iz varnostnih razlogov bo upoštevan pri izračunu QF. Na ta način bi linija Trst-Ljubljana-Maribor-Dunaj postala konkurenčna liniji Trst-Trbiž-Beljak-Celovec-Dunaj. Del te povezave je že pontebanska proga od Trsta do Trbiža. Iz italijanske feasibility študije je razviden čas potovanja od Trsta do Ljubljane 24 minut za vlake ETR 500 in 31 minut za EC vlake. Kot odločujoči čas v tej nalogi je upoštevan slednji. Za postanek na postaji Ljubljana je predvidenih 5 minut. Za linijo ljubljana-Dunaj ostane tako 220 - 31 - 5 = 184 minut. Današnja razdalja med Ljubljano in Dunajem znaša 433 km. 3.2. Izračun faktorja kakovosti za današnje stanje infrastrukture Današnji čas potovanja po železnici, računano od vrat do vrat, znaša za relacijo Ljubljana-Dunaj: Tž = 5,92 ure + 1,25 = 7,17 ure. Današnja potovalna hitrost po cesti je izračunana iz podatkov v naslednji preglednici in znaša 70 km/h za relacijo od vrat do vrat. Po oceni je k času potovanja po cesti dodanih še 8 minut za prehod mejnega prehoda. izračunan iz časa v perspektivnem načrtu razvoja evrop­ ske železniške infrastrukture za smer Trst-Dunaj), če hočemo ustvariti pravo konkurenco cestnemu osebnemu prevozu in obenem ostalim železniškim povezavam. Iz QF = 1,1 dobimo po odbitku 1,5 ure za relacijo Dunaj- Gradec in 1,25 ure kot dodatek k vožnji od postaje do postaje, 1,42 ure za potrebni potovalni čas od postaje Gradec do postaje Ljubljana. 4.0. IZRAČUN POTOVALNIH ČASOV PO ŽELEZNICI IN PRIPADAJOČIH QF Po vsem do sedaj povedanem se lahko logično vprašamo, kakšno progovno hitrost naj izberemo za traso proge med Ljubljano in Gradcem v celoti oziroma delno po odsekih, da bomo dosegli želeni potovalni čas od postaje do postaje in od vrat do vrat. Pri tem seveda izhajamo iz predpostavke, da sta relaciji Dunaj-Gradec in Ljubljana- Zidani Most definirani. V tem poglavju se bom posvetil samo preverbi, kakšne hitrosti moramo planirati na posameznih odsekih, da bo zadoščeno pogoju potrebnega potovalnega časa od po­ staje do postaje. Obravnavan je samo odsek od Ljubljane Cestni odseki s pripada- Relacija Kategorija Vmaks [km/h] Vpot [km/h] Dolžina [km] Čas [h] prečno hitrostjo: Ljubljana-Arja vas regionalka 80 60 67 1,12 Arjavas-Hoče pol. avtocesta 100 85 52 0,61 Hoče-Maribor regionalka 80 60 8 0,13 Maribor-Šentilj regionalka 80 60 17 0,28 Šentilj-Dunaj avtocesta 130 90 233 2,60 S km 377 4,74 ^ - h 0d v ra t do vra t 5,24 Faktor kakovosti QF je: QF = Tor-Gradec*Dujtaj Odsek VuHW'ta {km/h] Razdalje Vpot {km/h) Čas potovanja VDOt l*m/hl Čas potovanja Gradec Šentilj 160 48,7 125,0 0,39 125,0 0,39 Šentilj - Maribor 160 16,511 125,0 0,13 125,0 0,13 Maribor-c. Štore 1 160/200 61,137 125,0 0,49 145,0 0,42 c. Štore l-Celje 120 3,263 100,0 0,03 100,0 0,03 Celje - Suhadol 160/200 23,5/20,9 125,0 0,19 154,0 0,14 Suhadol-Ljubljana 250 51,65 160,0 0,32 160,0 0,32 2 km 205/202 S Toot 1,55 s T POt 1,43 Dosežene potovalne hitrosti so: 130,0 km /h •v::. 132 ,0 km /h Doseženi kvalitetni faktor je: Q F *1 ,0 7 Q F «1*10 . 5.0. NOVA PROGA LJUBLJANA-ZIDANI MOST- CELJE-MARIBOR-ŠENTILJ Celotno traso od Ljubljane do državne meje v Šentilju bi lahko razdelili na dva dela. Prvi del je proga od postaje Suhadol (Zidani Most), ki je pravzaprav predvidena proga za visoke hitrosti Ljubljana-Zidani Most-Zagreb in je na idejnem nivoju že obdelana. To je tako imenovana »Sav­ ska varianta« za hitrost V = 250 km/h. Suhadol je železni­ ška postaja na hitri progi, na kateri se bi odcepil železniški krak proti Celju. Predviden je obvoz obstoječe postaje Zidani Most (brez postanka) ter priključek na stari koridor po prečkanju Savinje. Drugi del je trasa od postaje Suhadol do državne meje v Šentilju, ki je rekonstruirana stara proga. Kot idejna rešitev je že bila obdelana tudi rekonstrukcija proge Celje-Maribor za hitrosti V = 160 km/h. Za enakovredno presojo celotne trase sta bili izdelani idejni rešitvi za del proge od postaje Suhadol mimo Zidanega Mosta do Celja, in sicer za hitrosti V = 160 km/h in 200 km/h ter za odsek od Maribora do Šentilja za 160 km/h. Obe trasi od Zida­ nega Mosta do Celja potekata po dolini Savinje. V prometno tehničnem oziru se ponujata dve možni rešitvi: I. Obstoječa proga ostane za lokalni in počasni tovorni promet. Nova hitra proga za hitrosti do 200 km/h pa prevzame mednarodni in medmestni hitri potniški promet ter tovorne vlake z min. hitrostjo 120 km/h. II. Obstoječa proga se rekonstruira za hitrosti do 160 km/ h. Prevzame ves potniški in tovorni promet na tej liniji. Kot dodatna podvarianta se pri obeh možnostih pojavi tudi obvoznica mimo Celja za direktne tovorne vlake in mednarodne potniške vlake, ki se eventualno ne bi ustavljali v Celju. Odločitve o postankih v Celju bodo morale sloneti na detajlni raziskavi prometnih tokov. Obstoječa proga od Maribora do Šentilja in dalje do Slika 3: Niveleta proge Ljubljana-Dunaj Preglednica 3: PROGOVNI ODSEK Dolžina odseka M Max. hitrost [km/h] Skupna dolžina tunelov [km] Najdaljši tunel [km] Mostovi In viadukti [kroj Križanja s cestami [komi %proge na objektih Ljubljana - Suhadol 51,65 250 24,55 4,37 3,57 8 55 Suhadol - Celje 23,45 160 6,40 1,25 0,90 1.1 31 Celje - Grobelno 14,08 160 0,35 0,35 0,20 9 4 Grobelno - Pragersko 31,58 160 6,115 0,90 0,15 12 20 Pragersko - Maribor 18,74 160 - - - 8 - Maribor - Šentilj d.m. 16,51 160 3,0 1,6 0,1 7 19 156,01 40,415 4,92 55 29 Gradca v Avstriji je enotirna. Hkrati z izgradnjo drugega tira bi celotno progo rekonstruirali za hitrosti do 160 km/h. Glavni elementi slovenskega dela proge Ljubljana-Dunaj so podani v preglednici 3. Upoštevana je varianta I., ki predvideva rekonstrukcijo proge Suhadol (Zidani Most) - Šentilj za V =160 km/h ter brez obvoza postaje Celje. (Sliki 3, 4.) V preglednici 4 so prikazane dolžine odsekov obstoječe proge Ljubljana-Šentilj, ki jih smerno ni potrebno rekons­ truirati za hitrosti 250 km/h / 160 km/h oziroma uvozi in izvozi postaj, kjer se bodo vsi vlaki ustavljali (Ljubljana, Celje, Maribor). G radben i vestn ik • L jub ljana (42) 253 Z gonc: Ž e lezn iška povezava Preglednica 4: PROGOVNI; ODSEK Y Dolžina odseka i m ....... M ax. hitrost fkrn/h] Dolžina : proge,k i. ostane : i m proge,ki ostane Ljubljana - Suhadol 51,65 250 9,00 17,4 Suhadol - Celje 23,45 160 6,95 29,6 Celje - Grobelno 14,08 160 10,15 72,0 Grobelno - Pragersko 31,58 160 10,30 32,6 Pragersko - Maribor 18,74 160 18,74 100 Maribor - Šentilj d.m. 16,51 160 7,50 45,4 Ljtib ljana-Šentil] d m . : 156*01 62,64 40*2 Suhađol«$entil] d rin . 104,36 1 l l l l l 51,4 L I T E R A T U R A ...— ~ ̂ ' 1 Jürgen Grübmeier in Horst Amann, Infrastrukturausbau »Ost-West« in Rahmen des Europäischen Infrastruktur-Leitplans; Die Bundesbahn 3/1991. 2 Vir: Vozni red Slovenskih železnic za leto 1993. 3 Prof. dr. Roman Jaworski (TU Wien), na mednarodnem simpoziju »Obnova i budućnost željeznice«, 10. marec 1993 v Zagrebu, s temo »Obnova in racionalizacija železnic v Avstriji«. 4 Dr. Rudolf Breimeier: Die Gestaltung eines Schnellverkehrsnetzes der Eisenbahn in Deutschland; ETR 993, H 1 .-2. PREVOZ IZREDNIH POŠILJK PO ŽELEZNICI GLEDE NA KARAKTERISTIKE PROFILOV PROG UDK 656.2:625.1 PETER VERLIČ P O V Z E T E K = V članku opisujemo problematiko prevoza izrednih pošiljk po železnici glede na karakteristike nakladalnih in svetlih profilov prog. Opisan je računalniško podprt način obdelave prevoza izrednih pošiljk, ki se izvaja na Slovenskih železnicah. Prikazan je tudi unificiran postopek kodifikacije za prevoz pošiljk v kombiniranem prometu, ki sodijo v specifično skupino izrednih pošiljk. TRANSPORT OF THE SPECIAL CONSIGNMENTS BY RAIL CONCERNING THE RAILWAY GAUGES CHARACTERISTICS S U M M A R ■ ..- .. ■ In the Paper we describe difficulties of the special consignments transport by rail concerning the loading and clearance gauge characteristics of the lines. The Computer aided programme for the special load operations, which is used by the Slovenian Railways, is described. Unified codifiaction procedure for consignments in combined transport, as specific part of special consignments, is also shown. 1. UVOD Prevoz blaga po železnici dobiva v Evropi nove razsežno­ sti. Poleg klasičnega prevoza tovora se vedno bolj uveljav­ lja kombinirani način transporta tovornih cestnih vozil, polprikolic, zamenljivih tovorišč in kontejnerjev. Določene veje industrije, kjer prednjačijo predvsem elektro, kovinska industrija in gradbeništvo, želijo prevažati izdelke v enem kosu (različni transformatorji, generatorji, turbine, silosi, montažni betonski elementi: nosilci, stene, stebri ipd.). Tovrstne pošiljke zaradi svojih dimenzij praviloma preko­ račujejo dovoljene gabarite, zato jih je potrebno prevažati pod natančno določenim režimom. S tržnega vidika je A v to r: P e te r Verlič, dipl. inž. gr. v. d. d irektorja , P rom e tn i ins titu t Ljubljana, Ko lodvorska 11 prevoz izrednih pošiljk po železnici zanimiv, saj jih je v mnogih primerih lažje in enostavneje prevažati po žele­ znici kot pa po cesti. Največjo oviro pri transportu izrednih pošiljk pa predstavljajo različni profili prog. Ti kot glavni omejitveni dejavniki narekujejo pogoje prevoza. Ker gre pri tem večinoma za mednarodne transporte, je na tem nivoju izdelanih več postopkov za enoten, med posamez­ nimi železniškimi upravami primerljiv sistem prevoza iz­ rednih pošiljk. 2. NAKLADALNI IN SVETLI PROFILI NA PROGAH 2.1. Nakladalni profil Nakladalni profil na progi je del ravnine, pravokotne na vzdolžno os tira in omejene z zaprto lomljeno črto. Posamezne točke nakladalnega profila so določene s pravokotnim koordinatnim sistemom. Osi so definirane na naslednji način: a) os X (abscisa) je definirana kot os, ki se dotika gornjih robov obeh tirnic, b) os y (ordinata) je definirana kot os, ki je pravokotna na absciso in poteka po sredini tira in istočasno predstavlja simetralo profila. Dimenzije nakladalnega profila so določene glede na najneugodnejši položaj vagona in tovora na tiru v stanju mirovanja ter ga zato imenujemo tudi statični nakladalni profil. Nakladalni profil je tudi glavni kriterij za določitev izrednosti pošiljke v kolikor neki tovor, naložen na vagonu, presega dimenzije nakladalnega profila, se taka pošiljka prevaža kot izredna, v nasprotnem primeru pa kot navad­ na. Če naj se neka pošiljka prevaža kot navadna, potem iz nakladalnega profila ne sme segati noben del vagona ali tovora. Vsaka železniška uprava ima določenega enega ali več nakladalnih profilov, ki morajo biti objavljeni v mednarod­ nih predpisih (Pravilnik RIV) in veljajo znotraj posamezne železniške uprave. Poleg tega je tudi Mednarodna železni­ ška zveza UIC v svojih standardih objavila tri tipe nakla­ dalnih profilov in jih označila z oznakami GA, GB in GC. UIC je ob izdaji teh profilov priporočila profil GA na vseh obstoječih progah, profil GB pri rekonstrukcijah obstoječih prog, profil GC pa pri novogradnjah. Ti profili omogočajo dovolj prostora za prevoz vseh klasičnih železniških po­ šiljk, še posebej pa so primerni za pošiljke v kombiniranem prometu. Večina železniških uprav poleg lastnih profilov povzema tudi profile UIC. Na omrežju prog Slovenskih železnic sta veljavna nakladalna profila z nazivi Nakladalni profil SŽ in Nakladalni'profil UIC GB. Oba nakladalna profila sta prikazana na slikah 1 in 2. Slika 1: Nakladalni profil SŽ 2.2. Svetli profil Po enaki definiciji je tudi svetli profil del ravnine, pravo­ kotne na vzdolžno os tira in omejene z lomljeno črto. Dimenzije svetlega profila morajo biti izračunane tako, da je omogočeno neovirano gibanje vozila s tovorom po tiru. V področje svetlega profila ne sme segati noben del objektov, tirnih naprav ter ostalih nepomičnih predmetov, lociranih ob progi, ki morajo biti zato locirani zunaj področja svetlega profila. Osnova za izračun svetlega profila je kinematični nakladalni profil, ki izhaja iz statične­ ga, le s to razliko, da se pri izračunu dimenzij kinematič- nega nakladalnega profila upošteva najneugodnejši polo­ žaj vozila in tovora pri gibanju po tiru. Na Slovenskih železnicah je zaenkrat v rabi svetli profil SŽ (slika 3), ki izhaja iz nakladalnega profila SŽ, v pripravi pa je definira­ nje novega svetlega profila po metodologiji UIC. 3. POGOJI PREVOZA IZREDNIH POŠILJK Neko pošiljko obravnavamo kot izredno pošiljko tedaj, kadar pošiljka na delu prevozne poti ali pa na celotni prevozni poti prekorači predpisani nakladalni profil, s tem pa se tudi razdalja pošiljke do objektov ob progi zmanjša do te mere, da je ogrožena varnost prometa. Zaradi tega je potrebno predhodno ugotoviti minimalno razdaljo med pošiljko in objektom, ki še dopušča varen prevoz pošiljke mimo kritičnih mest na progi. Vsi ti postopki so podrobneje opisani v Navodilu za prevoz izrednih pošiljk. Za točke pošiljke, ki prekoračujejo nakladalni profil, se minimalna razdalja, ki dopušča varen prevoz pošiljke mimo kritičnih objektov na progi izračuna kot vsota naslednjih elemen­ tov: a) dodatka za krivino in premo b) dodatka za nihanje in varnostno razdaljo. 3.1. Dodatek za krivino in premo Dodatek v krivini nastane kot posledica odklona vagona od osi tira v loku zaradi togosti vagona in se računa v odvisnosti od dejanskega radija krivine glede na lego kritične točke pošiljke. Če je kritična točka izredne pošiljke znotraj osi vagona oziroma čepov podstavnih vozičkov pri štiriosnem vagonu, se izračuna dodatek za krivino D, po naslednji enačbi: ° i = (S2Xr ~ X2) +gj=p~ + 0,053 [m] (1) Če pa je kritična točka izredne pošiljke zunaj osi oziroma podstavnih vozičkov, se dodatek za krivino Da izračuna po naslednji enačbi: Da S-x+x2 2R ‘ S IT + ° ’053 S+2x S [m] (2) Oznake v enačbah pomenijo: S - čepni (osni) razmik p - razmik osi podstavnega vozička L - dolžina pošiljke X - razdalja kritične točke pošiljke od osi (čepa podstav­ nega vozička) navznoter oziroma navzven R - radij krožnega loka krivine 3.2. Dodatek za nihanje in varnostno razdaljo Dodatek za nihanje in varnostno razdaljo pa se izračuna po enačbah iz preglednice 1, pri čemer pomeni H višino kritične točke pošiljke nad GRT. Pri določevanju pogojev prevoza izredne pošiljke po neki prevozni poti je zato najprej potrebno dimenzije prečnega prereza prvotne pošiljke povečati za izračunane mini­ malne razdalje in na ta način povečano izredno pošiljko primerjati z vsemi kritičnimi objekti ob prevozni poti in ugotavljati, ali gre pošiljka mimo takšnega objekta in s kakšno hitrostjo. 4. RAČUNALNIŠKI PROGRAM IZREDNE POŠILJKE Dodatek za premo nastane kot posledica bočnega pomika vagona zaradi izrabljenosti ležišč ležajev osi in čepov vagona in kot posledica pri širini tira - za premo znašajo 0,053 m, za krivino pa so upoštevani v formulah za odklon vagona v loku proge (D,, Da). Ročni postopek obdelave izrednih pošiljk je razdeljen na več faz, ki se za vsako pošiljko bolj ali manj ponavljajo, zahtevajo pa ogromno časa in natančnosti. Zato je prišlo do razvoja računalniške programske opreme na osebnem računalniku za vodenje izrednih pošiljk. Preglednica 1: Preglednica za izračun dodatkov za ni­ hanje in varnostne dodatke Hitrost vožnje Horizontalni odmiki Vertikalni odmikiH s 1,20 1,20 < H < 3,80 H > 3,80 voznoredna hitrost 0.070 0,160-0,032 (3,8-H) 0,160 X H/3,8 0,075 V = 30 km/h 0,060 0,120-0,021 (3,8-H) 0,120 x H /3 ,8 0,060 V = 10 km/h 0,050 0,090-0,014 (3,8-H) 0,090 X H/3,8 0,045 V = 5 km/h 0,040 0,060-0,007 (3,8-H) 0,060 X H/3,8 0,030 Tovorni profil in izredna pošiljka Dokument S 102 SŽ 1P 1/92 2 1 20 9 8 7 6 5 4 3 2 1 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 20 1 2 Vrsta tovora ............Tehnično vozilo © Serija voza ......................................... K © Razmik osi oz. PV voza ...8000mm © Razmik osi podst. vozička---- 0mm @ Število osi ............................................2 © Dolž. preko odbojnikov .. 13860mm © Teža v oza.................................13.5t + © Teža pošiljke ..................11.4t =24.9t © Teža na dolžinski m eter........1.8t/m © Osni pritisk .............................12.4t/os © Dolžina pošiljke ............... 7250mm © Kritične točke pošiljke Točka © Širina mm © Višina mm © Ni mm © Na mm ~ © Nihanje mm Širjenje © v luku R=250m mm A 1250 1230-4330 4000 0 182 85 53 B 1150 4330 4000 0 182 85 53 Slika 4: Prikaz pošiljke, razširjene z dodatki za nihanje in širjenje v lokih 4.1. Opis programskega paketa Za izdelavo programskega paketa je bilo potrebno z uporabnikom najprej obdelati vse faze ročnega postopka obdelave, usklajene z internim navodilom za prevoz izrednih pošiljk ter tudi z mednarodno Objavo UIC št. 502, ki ureja to področje, tako da tudi pri mednarodnih transpor­ tih ni nobenih ovir. Programski paket je sestavljen iz več programskih sklopov. 4.1.1. Vhodni programski sklop Zajema vnos in spremembe podatkov, s katerim se vnesejo vsi osnovni podatki o pošiljki, pošiljatelju, prevozni poti ter vagonu, na katerem se taka pošiljka prevaža. Ti podatki se vnašajo prvič prek tastature, za kasnejšo uporabo pa so ti podatki shranjeni v datotekah v obliki šifrantov. 4.1.2. Delovni programski sklop Je glavni sklop programskega paketa. Zajema vrsto pro­ gramskih procedur, s katerimi poteka simulacija prevoza izrednih pošiljk. S simulacijo prevoza se določijo tudi vsi splošni in posebni pogoji prevoza izredne pošiljke po neki prevozni poti, ki se jih v obliki brzojavke sporoči vsem sodelujočim pri prevozu izredne pošiljke (žel. postajam, upravi, tehničnemu in prometnemu osebju na prevozni poti, špediterju, pošiljatelju in naslovniku). 4.1.3. Izhodni programski sklop Sestavljajo ga programi za prikaz in izpis izhodnih poročil, ki so rezultat simulacije. Izhodna poročila so tudi uradni tehnični in administrativni dokumenti, na podlagi katerih je sploh možno izvršiti prevoz izredne pošiljke. 4.1.4. Pomožni programski sklop Sestavljen je iz programov za obdelavo datotek podatkov, potrebnih za izvajanje programskega paketa. To so raz­ lične datoteke s podatki o različnih tipih vagonov, datoteke z infrastrukturnimi podatki o prevozni poti in kritičnih objektih itd. V tem sklopu se izvrši tudi arhiviranje ter izbor posameznih obdelav po selekcijskem ključu. 4.2. Simulacija prevoza izredne pošiljke Simulacijo prevoza izredne pošiljke tvori v osnovi preprost računalniški algoritem, ki je ročno ugotavljanje možnosti prevoza izredne pošiljke skrajšal na vsega nekaj sekund. Bistvo algoritma je v tem, da se za vsako pošiljko najprej izračunajo dodatki za nihanje in širjenje v lokih ter doku­ mentirajo na posebnem obrazcu (slika 4), nato pa se simulira vožnja tako razširjene konture pošiljke po izbrani prevozni poti mimo vseh kritičnih objektov, kjer se za vsak tak objekt posebej ugotavlja, ali je prevoz pošiljke mimo takšnega objekta možen ter s kolikšno hitrostjo. Ker je nekatere izredne pošiljke možno na vagonu tudi pomikati, je pri simulaciji obdelana tudi takšna možnost. Rezultat simulacije vožnje skozi niz prečnih profilov na prevozni poti je določitev prevoznih pogojev, ki so sestavljeni iz šifer prevoznih pogojev, splošnih in posebnih varnostnih pogojev (slika 5). ZMANJŠANJE HITROSTI PRI VOŽNJI MIMO PROFILA Zmanjšanje hitrosti na 5 km/h pri vožnji pošiljke mimo ovire nadvoz (razdalja 2,8cm). Stacionaža objekta 70.495 km. Pododsek Semič-Otavec. Vrsta tovora.................... Serija voza ..................... Tehnično vozilo H ........................ K D Razmik osi oz. PV voza .. ......... 8000 mm Q Razmik osi podst. vozička .............. Omm Đ Število osi ..................... ..................... O Dolž. preko odbojnikov .... ............. 13860 E l Teža voza ....................... .......... 13,5t + D Teža pošiljke.................. .. 11,4t = 24.91 E l Teža na dolžinski meter... EEcc Osni pritisk ..................... ......... 12.4t/os EF1 Dolžina pošiljke .............. ...... 7250 mmm H J Naš znak: SŽ IP 1 Pošiljatelj: Gasilska brigada Ljubljana Odpravna postaja ........................... Namembna postaja ......................... Prevozna pot .................................. Slika 5: Prikaz izseka simulacije izredne pošiljke Programski paket poteka v PC DOS okolju in je realiziran v programskem jeziku Turbo Pascal. Ta jezik je bil izbran zaradi same hitrosti prevedenih verzij in zaradi dobre grafične podpore. Na Slovenskih železnicah je programski paket instaliran na PC osebnem računalniku 486/33 MHz s 4 MB RAM pomnilnikom, 200 MB trdim diskom in 3.5075.25” enotama z barvnim ekranom, grafično VGA kartico ter laserskim tiskalnikom HP Laser Jet III. 5. KODIFIKACIJA POŠILJK IN PROG V KOMBINIRANEM PROMETU Pri nas in v Evropi se vedno bolj uveljavlja transport pošiljk v kombiniranem transportu, kamor uvrščamo prevoz kon­ tejnerjev, kompletnih tovornih vozil (t. i. oprtni vlaki), polpri­ kolic in zamenljivih kamionskih zabojnikov, skratka pošiljk, ki jih je možno uporabljati kombinirano za prevoz po cesti in po železnici. Pri transportu teh pošiljk pa praviloma prihaja do prekoračitev nakladalnih profilov, predvsem v njihovem zgornjem delu. Zaradi tega spadajo te pošiljke v kategorijo izrednih pošiljk in bi jih zato bilo potrebno tudi obravnavati v režimu izrednih pošiljk. Zaradi stalnega trenda naraščanja pošiljk v kombiniranem prometu ter zaradi dveh bistvenih elementov, ki vplivata na tak način transporta, to sta cena prevoza in čas prevoza, je Medna­ rodna železniška zveza UIC sklenila ves postopek poeno­ staviti. Za ta namen je predpisala enoten postopek dimen­ zioniranja pošiljk v kombiniranem prometu ter na tej podlagi tudi prepustnost prog v kombiniranem prometu. Dimenzioniranje pošiljk in prog v kombiniranem prometu je urejeno na podlagi kodifikacije, ki velja enotno po vseh železniških upravah, članicah UIC, ki so sistem kodifika­ cije sprejele. Bistvena prednost kodifikacije je v tem, da se za take pošiljke na podlagi številčnih kod lahko preprosto ugotovi, po kateri kodificirani progi je prevoz določene pošiljke Slika 6: Kodificirane polprikolice in zamenljivi zabojniki možen. Določeni tipi pošiljk v kombiniranem prometu (polprikolice in zamenljivi zabojniki, slika 6) imajo registr­ sko tablico, na kateri je vpisana njihova koda. Če je ta koda manjša ali enaka kodi proge, se po taki progi lahko prevaža kot navadna pošiljka. Koda pošiljke se določi tako, da se prek prečnega prereza konture pošiljke prekrije mrežo profilov (slika 7). Vsak od profilov ima svojo številko - kodo in tisti profil, ki se dotika najbolj neugodne točke obrisa prečnega prereza pošiljke, po­ stane koda pošiljke. Pri določitvi kode proge vsakemu takemu profilu iz mreže prištejemo dodatke za nihanje in širjenje v lokih ter nato take profile primerjamo s kritičnimi profili na progi. Profil z dodatki iz mreže, ki zadane ob kritični objekt, je profil, ki določi maksimalno kodo proge. 5.1. Kodifikacija prog Slovenskih železnic Kodifikacija prog Slovenskih železnic je bila izvedena z dodelavo procedur računalniškega programa Izredne po­ šiljke, rezultati kodifikacije, ki so z uveljavitvijo voznega reda 1993/94 tudi v operativni rabi, pa so prikazani na sliki 8. Oznaka kode proge nam pove, da je na takem odseku možen prevoz vseh tistih enot kombiniranega transporta, ki imajo svojo kodo manjšo ali enako kodi proge na tem odseku. 5.2. Prednosti kodifikacije s stališča rabe profilov Kodifikacija ima v primerjavi s klasičnim določevanjem pogojev prevoza pošiljk vrsto prednosti. Bistvena prednost je prav v mednarodni primerljivosti. Vsaka od držav ima namreč predpisane svoje nakladalne in svetle profile. Načrtovanje transportov v kombiniranem prometu prek več državnih železniških omrežij bi pomenilo, da mora železniška uprava - pošiljatelj od vsake uprave na prevoz­ ni poti pridobiti posebna soglasja. Pri kodificiranih omrežjih vse te procedure odpadejo, saj se prevozne poti kodifici­ ranih pošiljk lahko vnaprej načrtujejo za katerokoli železni­ ško upravo. Sisem kodifikacije je tako na neki način prevzel funkcijo profilov. 6. SKLEP Prevoz izrednih pošiljk po železniškem omrežju se dotika področja, ki je s stališča varnosti in urejenosti prometa izredno občutljivo. Na eni strani je pomembno zaradi same prometne dejavnosti na železnici zaradi svojih komercialnih možnosti, po drugi strani pa posega v del železniške infrastrukture, v problematiko profilov. Na Slo­ venskih železnicah je z uveljavitvijo računalniškega pa­ keta Izredne pošiljke storjen velik korak naprej pri poso­ dabljanju procesov vodenja in upravljanja izrednih pošiljk. Računalniški program je tudi omogočil izredno hitro vklju­ čitev Slovenskih železnic v sistem kodifikacije v kombini­ ranem transportu. Opisani sistem kodifikacije, ki se lahko uporablja le za pošiljke v kombiniranem prometu, je v primerjavi s klasičnim načinom obdelave že pokazal toliko prednosti, da je UIC sprejela podoben sistem kodifikacije tudi za vse ostale izredne pošiljke. Uveljavitev tega sistema pa je naša naslednja naloga. 1. Verlič, Tršan, Černe, Zagorc: Izračunavanje pogojev prevoza izrednih pošiljk - priprava za obdelavo podatkov, ŽG Ljubljana, Prometni institut, not. poročilo št. PI-NP-820, Ljubljana, december 1991. 2. Verlič, Repar, Černe, Zagorc: Programski paket za vodenje izrednih pošiljk na železniški mreži, ISEP 92, Zbornik referatov, Ljubljana, oktober 1992, str. 179-189. 3. Repar, Verlič, Zagorc: Obdelava izrednih pošiljk na osebnem računalniku, Prometni institut Ljubljana, not. poročilo PI-NP-828, Ljubljana, januar 1993. 4. Verlič, Repar, Černe, Zagorc: Programski paket za prijevoz naročitih pošiljaka željeznicom, Zbornik seminara MIPRO 1993, Opatija, maj 1993. 5. Verlič, Kobilica, Repar, Černe, Lacijan, Zgonc: Kodifikacija oprtnega sistema transporta na SŽ, Prometni institut Ljubljana, december 1992, notranje poročilo št. PI-NP-829. 6. Navodilo za prevoz izrednih pošiljk, Slovenske železnice, Ljubljana, junij 1993. 7. Kodex UIC 502 - Aussergewöhliche Sendungen, Bestimugen für die Planung und Durchführung von aussergewöhnlichen Sendungen, UIC, 1.1. 1993. 8. Kodex UIC 596-6, Huchepackverkehr, Technische Organisation, Bedingungen für die Codierung der Huchepackladeeinheiten und der Huckepackstrecken, UIC, 2. Ausgabe vom, 1.1. 1991. GEOGRAFSKI INFORMACIJSKI SISTEM SLOVENSKIH ŽELEZNIC UDK: 625.1:007 JANEZ ŠTURM, mag. DUŠAN FAJFAR, dr. BOGDAN ZGONC P O V Z E T E K '--------------------- ' Na podlagi večletnih izkušenj smo zasnovali železniški infromacijski sistem (RAGIS) za potrebe sistema Slovenskih železnic. V prispevku je predstavljena zasnova sistema in njegove specifike. V praksi so se pokazale že prve prednosti takšnega načina dela. Na drugih področjih, kot so ceste, letališča, luke, vodni promet, bi bil tak sistem sicer drugačen, a v temelju enak. SLOVENIAN RAILWAY GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEM S U M M A R Y J . 1 On basis of several years experience railway Geographic System (RAGISI) for railways system of Slovenian railroads are projected. In the paper planing system and its specific parts is presented. In praxis the first advantages are shoved. On other areas such as roads, airports, harbors, waterways that system will be different, but fundamental equal. UVOD Težnja po racionalizaciji poslovanja, dvigu produktivnosti in izkoriščanje notranjih rezerv so osnovne naloge vsa­ kega gospodarskega subjekta, tako tudi Slovenskih žele­ znic. Za takšno nalogo je prvenstveno treba kakovostno kontrolirati stanje sistema. Na železnici sta glavna vzroka za spreminjanje stanja sistema prometna obremenitev in atmosferski vplivi. Zaradi varnosti mora železniška proga ustrezati določenim standardom. Za smotrno načrtovanje posegov je treba imeti podatke o dinamiki spreminjanja stanja in o medsebojnih odvisnostih med posameznimi parametri, ki opisujejo to stanje. Ker gre za veliko količino podatkov, je treba uporabljati ustrezno računalniško podprt informacijski sistem, ki bo kakovostno in hitro obdeloval le-te ter prezentiral rezultate. A vtorji: Janez Šturm , dipl. ing. grad., S Ž - In frastruktura, vodja odseka za R A G IS mag. D ušan Fajfar, dipl. ing. m at., Univerza Ljubljana, FAGG, PTI prof. dr. Bogdan Zgonc, dipl. ing. grad., SŽ, m am estn ik genera lnega d irek to rja za infrastrukturo, razvo j in m edna­ rodne odnose Trenutno se za obravnavo podatkov o prostoru v svetu najbolj uporabljajo geografski informacijski sistemi (GIS), ki so računalniško podprti prostorski informacijski sistemi za zajemanje, shranjevanje, iskanje, analiziranje, prikazo­ vanje in distribucijo prostorskih podatkov ter informacij. Cilj uvajanja GIS na železnico je kakovostno vodenje podatkov o stanju železniške infrastrukture kot osnova za načrtovanje vzdrževalnih del. Obenem zagotavlja sprotno posredovanje podatkov in informacij uporabnikom ter omogoča analize kot podporo odločitvenim in načrtoval­ nim funkcijam, ki so odvisne od poznavanja prostorske razvrstitve, vsebine in ekonomsko tehničnega stanja žele­ zniških elementov ter od geografskih danosti in admini­ strativno pravnih predpisov in mejnih določil. ZGODOVINA Začetki uvajanja projekta GIS na Slovenskih železnicah so bili v letu 1990 in so pomenili nadaljevanje že nekaj let prej začetega računalniškega vodenja tehnične evi­ dence osnovnih sredstev (TEOS, 1986), ki je temeljilo na okrnjenih zmožnostih programskega paketa dBase in je kot tak omogočal predvsem tabelarično spremljanje posa­ meznih elementov železniške infrastrukture. Kot temelj sodobni podpori prostorskim informacijskim sistemom se danes v svetu vse bolj uveljavlja paket ARC/INFO, ki je primeren za mikro, mini in velike računalniške sisteme, Paket se razvija še danes, predvsem za uporabo osebnih računalnikov in uprabo dBase modula. Omogoča pa predvsem: - vnos in ažuriranje podatkov - procesiranje podatkov (transformacija) - iskanje podatkov (kakovostni grafični prikazi in izrisi, generiranje tabelarnih poročil, interaktivni urejevalnik za kreiranje poljubnih simbolov) - geografske analize (prekrivanje plasti, generiranje poli­ gonov, matematične in logične operacije, iskanje najkrajše poti, alokacija kapacitet, geokodiranje). Za lažje delo s programskim paketom ARC/INFO so na Prometno-tehničnem inštitutu FAGG razvili poseben pro­ gram ARCMENU, ki proceduralno združuje vrsto zaplete­ nih ukazov v enostavnejšo uporabo s pomočjo izdelanih menujev in je tako dostopen širšemu krogu uporabnikov. ZASNOVA GEOGRAFSKO-INFORMACIJSKEGA SISTEMA NA SLOVENSKIH ŽELEZNICAH Osnova železniškemu geografskemu sistemu (RAGIS) je železniška infrastruktura z vsemi spremljajočimi objekti in dejavnostmi, ki se nanjo nanašajo. Kot drugi informacijski sistemi je tudi ta razdeljen na štiri vsebinske sklope: - baza podatkov - poročilni sistem - optimizacijski modeli in planiranje - ekspertni sistemi Iz naslednje slike se vidijo nivoji sistema in tok podatkov. EXPERTNI SISTEMI OPTIMIZACISKI MODELI IN PLANIRANJE POROČILNI SISTEM PODATKOVNA BAZA BAZA PODATKOV Baza podatkov je pri GIS razdeljena na dva dela: geograf­ ski in atributivni del. Oba sta med seboj tesno povezana. Baza podatkov se polni in ažurira na različne načine. Večinoma se podatki zbirajo na posameznih sekcijah za vzdrževanje prog (Ljubljana, Maribor, Celje, Novo mesto in Nova Gorica), torej na mestu njihovega nastanka. Tako dobimo dislocirano bazo podatkov. BAZA PODATKOV Glede na naravo problema je sistem obravnavan na strateškem nivoju (splošni podatki in analize za celotno mrežo SŽ) in na operativno detajlnem nivoju (detajlni podatki in izmere na progovnih odsekih in postajah). STRATEŠKI NIVO Baza podatkov je logično razdeljena na osnovne podatke o prostoru (železniška mreža, skenirane karte, ceste, reke, raba prostora itd.) in atributive podatke (objekti in elementi železniške infrastrukture, ekonomski podatki itd.). Atributivni podatki so zbrani po ključnem atributu v sistemu, to je stacionaži. Glede na stacionažo se podatki lokacijsko prenesejo na mrežo železniških prog, ki je v sistem vnešene prek digitalizacije geografskih kart merila 1: 50.000. Izdelan je tudi program, ki omogoča transformi­ ranje stacionaž v geografske koordinate in obratno. Atributivni podatki se zbirajo na sekcijah za vzdrževanje prog. Ta način pomeni težišče pridobivanja podaktov v novem sistemu. Na podlagi standardov za posamezne objekte in elemente železniške infrastrukture so izdelani posebni vnosni menuji s pomočjo programskega paketa MS FOXPRO. Sistem omogoča samostojno obdelavo podatkovne baze brez nujne instalacije paketa ARC/INFO. Posebej so vgrajeni tudi šifranti, ki zagotavljajo enoličnost vnosov na različnih lokacijah. Podatki v manjšem obsegu, ki jih je smotrno predstavljati le na celotni mreži in katerih namen je izpolnjevanje trenutne potrebe in zahteve uporabnika (ekologija, pro­ met, shematski prikazi ipd.), se zbirajo centralno na enem mestu. V prostorsko bazo so vključeni tudi podatki o omrežju cest, o vodah in uporabi prostora. Vsebinska razdelitev baze podatkov strateškega ni­ voja Vsebinsko kategorije podatkov razdelimo na informacijske sklope, ki pomenijo posamezne sloje istovrstnih elemen­ tov, kot so geodetska prostorska mreža, topografija (relief, objekti), zemljiški kataster, infrastruktura, geološke karak­ teristike tal, izraba tal, varstvo okolja, administrativne razdelitve prostora, planiranje, prometni in blagovni tokovi, itd. Inforamcijski sloji so med sabo enakovredni in sestav­ ljajo le logično enoto istovrstnih podatkov, ki so predmet določene dejavnosti, ali služb, ki jih operativno obdelujejo. Osnova za povezovanje posameznih slojev je koordinata, ki je ključna vez med posameznimi informacijskimi sloji. V sistemu RAGIS so trenutno podatki razdeljeni na naslednje informacijske sklope: 1. Zgornji ustroj 2. Spodnji ustroj 3. Objekti 4. meje upravnih območij 5. Oprema prog 6. Promet 7. Ekologija Vsak od teh sklopov vsebuje več informacijskih slojev. OPERATIVNO DETAJLNI NIVO To je temeljni nivo vsakega dobrega geografskega infor­ macijskega sistema. Kljmučni atribut sta Gauss-Krügerjevi koordinati x in y. Baza je zaradi količine podatkov razde­ ljena na manjša področja, območja postaj in medpostajna območja. Podatki (nadzemski in podzemski) se zajemajo v pasu 200 m levo in desno od proge. Med izvajanjem pilotne študije smo ugotovili, da nam javna geodezija ne daje dovolj točnih geografskih podatkov. Za detajlni nivo bo treba zajemati podatke v izvorni natančnosti, to je z geodetskim tahimetričnim snemanjem (pozneje mogoče z geografskim pozicijskim sistemom - GPS). Ti enkrat zajeti natančni geografski podatki so namenjeni tako vzdrževanju projektnega stanja, možnim optimizacijam kot poznejši podpori strateškim odločitvah na ravni celotne uprave SZ. Struktura in vsebina atributivnih podatkov je enaka kot na strateškem nivoju. Za vsak sloj je izdelan standard tako glede načina geodetskega snemanja kot tudi vsebine in oblike atributov. Istovrstni sloji so po obliki v različnih področjih enaki, tako da se lahko enostavno združujejo oziroma primerjajo. Vsebinska razdelitev baze podatkov Tako kot na strateškem nivoju je tudi tu podatkovna baza razdeljena na informacijske sklope istovrstnih elementov. Ti so praktično enaki kot na strateškem nivoju. Seveda pa operativno detajlni nivo vsebuje še nekaj sklopov, ki za strateškega niso zanimivi (geodetske meritve, pod­ zemni kataster vodov, postajni tiri...). Vseh slojev na tem nivoju za potrebe infrastrukture bo nekje med 100 in 200. Ker je količina podatkov omembe vredna, bomo bazo podatkov polnili mozaično. Ko bo polna, bo popolnoma zamenjala strateški nivo. Med pol­ njenjem se bosta, glede na nova dognanja v vzdrževanju in upravljanju z infrastrukturo, spreminjali tudi vsebina in struktura podatkov. Baza podatkov je odprtega tipa, tako da se bosta struktura in vsebina informacijskih slojev po potrebi dopolnjevali in spreminjali. POROČILNI SISTEM Osnovno nadgradnjo baze podatkov sestavljajo tisti apli­ kativni programi in procedure, ki omogočajo različne p » j ...........................C P R 2 Bil leqa PO ■ prehod LOK. C. s tces te L -400 6 upravlja [E N T JU R občina JE N TJÜ R I f dolžina i 6 .5 0 ks 90 rob tlaka LES vrstatla MAK “ J za v a io v AČ PR 11 stanje ! N E V Z D teh dok predlog iS V P CELJE i i ž k p l preglede, izrise in obravnavanje podatkov glede na raz­ lične zahteve. Osnovni rezultati sistema so selektivni in zbirni tabelarični in grafični pregledi ter izrisane karte. Sam sistem smo zasnovali tako, da je mogoče dobiti nekatera standardna poročila o stanju železniške infra­ strukture. Prvi konkretni rezultati se kažejo v naraščajočih potrebah uporabnikov po poročilih, največ v obliki kart. Drugi del pa je uporaba RAGIS, namenjena specifičnim uporabnikom. Z njimi je treba že prej sodelovati in poznati njihove zahteve, da lahko tvorimo bazo in jo napolnimo z vsemi potrebnimi podatki. Samo specifično nadgradnjo sistema lahko razdelimo na naslednja področja in dejav­ nosti : - planiranje, - vzdrževanje infrastrukture, - varnost v železniškem prometu, - projektiranje, - ekologija, - prevoz nevarnih snovi itd. OPTIMIZACIJSKI MODELI IN PLANIRANJE To je nadgradnja sistema s procedurami in postopki, ki omogočajo spremljanje stanja železniške infrastrukture oziroma njegovo spreminjanje med uporabo železniške proge. SPREM INJANJE TIRNE ŠIRINE Na podlagi tabelaričnih poročil, grafičnih diagramov in geografskih kart se planira vzdrževanje (redno in investi­ cijsko). Na tem in prejšnjem nivoju imamo povezavo z informacij­ skim sistemom železniškega prometa. Od tam dobimo informacije o letni dinamiki prometa na progah sistema Slovenskih železnic. V prihodnosti imamo v načrtu nepo­ sredno povezavo obeh sistemov. EKSPERTNI SISTEMI Ko bomo na podlagi geografsko-informacijskega sistema dejansko pridobili dovolj izkušenj, načrtujemo izdelavo ekspertnega sistema, ki bo zajemal vse do zdaj opisane nivoje informacijskega sistema. SKLEP Za implementacijo tako kompleksnega sistema, kot je RAGIS na SŽ, je potrebno skupinsko interdisciplinarno delo več ljudi različnih strok. Seveda to zahteva svoj čas. Po treh letih intenzivnega dela se že vidijo določeni rezultati. Razvoj sistema še ni končan in bo rasel z organizacijo podjetja ter novimi dognanji na področju vzdrževanja prog. Le tako lahko pričakujemo primerne rezultate, kot je optimalna uporaba resursov (ljudje, zna­ nje, finance, vzdrževalni stroji...) ob minimalnem izpadu prevozne sposobnosti prog (zapore, zmanjšanje hitro­ sti ...). Želeli smo vam predstaviti, kako smo se tega lotili na sistemu SŽ. L I T E R A T U R A ~ ■ - ----- - -------■ m 1. James C. Emery: Management information Systems, Oxford University Press 1987. 2. David Kroenke: Management Information Systems, Mitchell Publishing, INC./Santa Cruz California 1989. 3. John F. Rockart, Chiristine V. Bullen: The Rise of Managerial Computing, DJI 1986. Predstavitev dela SLOVENSKEGA. GEOTEHNIČNEGA DRUŠTVA, za obdobje 1992 (ustanovitev) do leta 1993 V številki 1-2 Gradbenega vestnika, Ljubljana, januar-februar 1993, je bila na straneh 27 do 32 natisnjena Informacija v zvezi z ustanovitvijo SLOVENSKEGA GEOTETNIČ- NEGA DRUŠTVA. V njej smo v uvodnem delu popisali razvoj mehanike tal in temeljenja v svetu in pri nas, nato pa smo podali potek priprav na ustanovitev društva ter obširno poročilo o poteku ustavnovne skupščine društva, ki je bila dne 10. julija 1992 v Valvasorjevi dvorani Cankarjevega doma v Ljubljani. Društvo je po ustanovni skupščini in sprejemu v članstvo Mednarodnega društva za mehaniko tal in temeljenje (International Society for Soil Mechanics and Foundation Engineering - ISSMFE), Mednarodnega društva za mehaniko kamnin (International Society for Rock Mechanics - ISRM) in Združenja za inženirsko geologijo - IAEG), vse pod krovno organizacijo SLOVENSKEGA GEOTEHNIČNEGA DRUŠTVA - začelo uresničevati začrtani program dela. Občasno izdaja NOVICE Slovenskega Geotehničnega društva (doslej sta izšli dve številki), ustanovilo je 11 delovnih skupin, od katerih so nekatere že začele uspešno delovati. Za XIII. mednarodno konferenco iz mehanike tal in temeljenja, ki bo januarja 1994 v New Delhiju, smo poslali tri referate, ki jih je Org. odbor XIII. ICOSMFE sprejel v objavo in več članov društva je aktivno sodelovalo na Mednarodnih posvetovanjih. 1. posvetovanje slovenskih geotehnikov dne 22. in 23. septembra 1993, na Bledu Med najpomembnejše dejanje v letu 1993 pa štejemo izvedbo prvega posvetovanja Slovenskih geotehnikov, ki je bilo na Bledu 22. in 23. 9. 1993. Posvetovanja se je udeležilo prek 50 domačih članov, medtem ko se zaradi zadržanosti drugje večje število inozemskih, na posvetovanje povabljenih gostov, ni udeležilo. Prišli so le gostje s Hrvaške, in sicer predsednica HDMTT ga. B. Marič in 3 člani Izvršnega odbora. Podroben program posvetovanja je vseboval 6 glavnih tem, kakor sledi (vodstva posamez­ nih tem so prevzeli predsedniki (prvo ime v oklepaju), glavni poročevalci (drugo ime v oklepaju) in tajniki (tretje ime v oklepaju): 1. DOLOČEVANJE GEOTEHNIČNIH ZNAČILNOSTI ZEM LJIN IN KAMNIN (So­ vine, Vidmar, Škrabi) 2. PRO BLEM ATIKA PLITVEGA TEM ELJEN JA GRADBENIH O BJEK TO V (Go- stič, Logar, Pulko) 3. PRO BLEM ATIKA GLOBOKEGA TEM ELJEN JA GRADBEN IH O BJEK TO V (Ajdič, Vogrinčič, Strniša) 4. STABILNOSTNI PRO BLEM I BREŽIN IN PRO BLEM »TEČEN JA« DEPO N IJ IZ KOHERENTNIH M ATERIALOV (ga. A. Petkovšek, Tranuner, Žlender) 5. OPORNI ZIDOVI IN KONSTRUKCIJE IZ ARMIRANE ZEM LJIN E (Demšar, Majes, Schrott) 6. PRIM ERI A PLIK A C IJE GEOTEHNIKE V INŽENIRSKI G EO LO G IJI IN PRI PODZEMNIH D ELIH (Vidic, B. Petkovšek, Zorič) SLOVENSKO GEOTEHNIČNO DRUŠTVO združuje danes okrog 70 visoko specializi­ ranih strokovnjakov s področja geotehnike in ga podpira prek 15 različnih delovnih organizacij in institucij. Po ustanovni skupščini leta 1992 je društvo začelo uresničevati na ustanovni skupščini predlagane in sprejete tekoče naloge: - usklajevanje predpisov za temeljenje R Slovenije z Evrocode 7 ter standardov za preiskave zemljin in kamnin z ISO Standardi, - urejanje tehnične regulative, - strokovna opora novi usmeritvi: okolje in geotehnika, - strokovno sodelovanje pri zasnovah površinskih in podzemnih deponij, - skrb za vzgojo mladih geotehničnih strokovnjakov, - vključevanje članov društva v inozemske in domače raziskovalne in razvojne projekte, - ažuriranje in popis računalniških programov iz geomehanike in poenotenje programov za izdelavo geotehničnih kart nekaterih mest R Slovenije. Za navedenih šest glavnih tem je bilo predloženih 16 referatov, ki so uvezani v lično publikacijo z naslovom: RA ZPRA VE prvega posvetovanja slovenskih geotehnikov, Bled ’93, Bled, 22. in 23. spetembra 1993. 1. knjiga ima 135 strani, drugo knjigo mislimo izdati do konca tega leta in bo vsebovala poročila glavnih poročevalcev in diskusije po glavnih temah. Na koncu zvezka je natisnjeno, da so 1. posvetovanje slovenskih geotehnikov Bled ’93 s finančno podporo omogočili pokrovitelj MINISTRSTVO ZA ZNANOST IN TEHN OLOGIJO R EPU BLIK E SLO VEN IJE in sponzorji ISTRA BEN Z - Instalacije Sermin, Koper, SCT Ljubljana, GZL Ljubljana, ZRM K Ljubljana in CESTNO P O D JE T JE Koper. Dne 23. 9. 1993 popoldne je bila skupščina društva. Obširnejši zapis o njej bo v 2. knjigi RAZPRA V, ki bo izšla predvidoma do konca leta 1993. Obe knjigi RAZPRA V 1. posvetovanja slovenskih geotehnikov Bled ’93 lahko naročite na tajništvu Slovenskega geotehničnega društva, Ljubljana, Jamova 2. Prof. dr. Ivan Sovine UNIVERZA V LJUBLJANI Nlu n i’ I u S0 7Tu(m il □znl 111ILLLU FAKULTETA ZA ARHITEKTURO, GRADBENIŠTVO IN GEODEZIJO 61001 Ljubljana, Jamova 2, p. p. 579 GV XXXXH »11-12 ZAOSTALE NAPETOSTI PRI IVI IKRO L EG IRAN IH JEKLIH VISOKE TRDNOSTI UDK 691.71:621.791 DARKO BEG, LEON HLADNIK P O V Z E T E V članku je opisano eksperimentalno določevanje velikosti in razporeda zaostalih napetosti, ki so se razvile kot posledica varjenja. Meritve smo opravili na šestih preizkušancih (varjeni l-profil) iz jekel visoke trdnosti Nionicral 70 in Niomol 490. Uporabili smo mehansko metodo z razrezom konstrukcije okoli merskih mest. Zaostale deformacije smo merili z električnimi merilnimi lističi. Ugotovili smo, da pri jeklih visoke trdnosti natezne zaostale napetosti na področju zvarov ne dosegajo napetosti na meji plastičnosti, tlačne zaostale napetosti pa so relativno manjše kot pri mehkih konstrukcijskih jeklih. Na podlagi izmerjenih zaostalih deformacij smo določili idealizirane poteke zaostalih napetosti po prerezu, ki so primerni za nelinearno numerično analizo jeklenih konstrukcij. RESIDUAL STRESSES AT HIGH-STRENGTH MICRO-ALLOYED STEELS The article presents the experimental analysis of the distribution of residual stresses developed due to welding. The measurements have been performed on six welded l-profiles of high strength steels Nionicral 70 and Niomol 490. The residual strains have been measured with electric strain gauges after saw-cutting of the structure around the measuring points. It has been established that at high-strength steels tensile residual stresses around the weld do not reach the yield stress, whereas compressive residual stresses are relatively smaller than at mild structural steels. On the basis of the measured residual strains the idealised distributions of residual stresses over the cross-section which are appropriate for nonlinear analysis of steel structures have been determined. A vto rja : doc. dr. D arko Beg, dipl. inž. gradb., FAGG, Katedra za m eta lne konstrukc ije in g rad iva, Jam ova 2, L jub ljana Leon Hladnik, dipl. inž. g radb., FAGG, Katedra za m eta lne konstrukc ije in grad iva , Jam ova 2, Ljubljana 1.0 UVOD Večina predpisov za nosilne jeklene konstrukcije v grad­ beništvu (1) predvideva uporabo mehkih konstrukcijskih jekel z mejo plastičnosti ov do 430 Mpa. Teh predpisov ne moremo direktno uporabiti za mikrolegirana jekla visokih trdnosti, ki imajo ov do 1000Mpa. Problemi, ki so značilni za jekla visoke trdnosti, so varivost, krhki lom, majhno razmerje natezne trdnosti proti meji plastičnosti, velikost porušnega raztezka in zaostale napetosti. Slednje imajo zelo velik vpliv predvsem na stabilnost konstrukcij, kot so zlasti uklonska nosilnost tlačenihi palic in bočna zvrnitev upogibnih nosilcev. Zaostale napetosti se v kons­ trukciji razvijejo zaradi različnih proizvodnih procesov, med katerimi je zelo pomembno varjenje. Potek in velikost zaostalih napetosti kot posledica varjenja pri jeklenih nosilcih iz mehkih konstrukcijskih jekel sta dodobra razi­ skana. Prav tako je znan in vključen v sodobne predpise (evropske uklonske krivulje (1)) vpliv zaostalih napetosti pri mehkih konstrukcijskih jeklih na stabilnost konstrukcij­ skih elementov. V literaturi (2) najdemo trditev, da so v primeru uporabe jekel visoke trdnosti največje natezne napetosti na področju zvarov manjše od meje plastičnosti osnovnega materiala, s čimer je manjši tudi relativni nivo tlačenih napetosti. V primeru uporabe mehkih konstrukcij­ skih jekel pa je osnovni material v območju zvarov praviloma plastificiran. Zaradi tega naj bi bil tudi vpliv zaostalih napetosti na stabilnost konstrukcijskih elemen­ tov iz jekel visoke trdnosti manjši kot pri elementih iz mehkih konstrukcijskih jekel. Kvantitativni podatki o veliko­ sti in razporeditvi zaostalih napetostih pri varjenih jeklenih nosilcih iz jekel visoke trdnosti so skromni oziroma jih praktično ni. Da bi prišli do kvantitativnih podatkov, smo se lotili eksperimentalnega določevanja velikosti in razporeditve zaostalih napetosti (3) na šestih preizkušancih različnih prerezov iz mikrolegiranega jekla visoke trdnosti različnih kvalitet, ki smo jih razvrstili v tri skupine. Pri tem smo uporabili relaksacijsko metodo z razrezom konstrukcije okoli merskih mest, sproščene zaostale deformacije pa smo merili z električnimi merilnimi lističi. V nadaljevanju smo na podlagi izmerjenih deformacij določili dejanski in idealizirani razpored zaostalih napetosti po prerezu. ter mehansko in plamensko rezanje pločevine (4). + I - I + - + ^ G v (0.2-0.3) G v Slika 1. Idealizirani potek zaostalih napetosti varjenega l-pro- fila iz mehkega konstrukcijskega jekla 2.0 ZAOSTALE NAPETOSTI KOT POSLEDICA VARJENJA Zaostale napetosti so napetosti, ki ostanejo v materialu kot posledica plastičnih deformacij in neenakomernega ohlajanja materiala. Zelo segrete cone v območju zvarov se pri ohlajanju hočejo skrčiti. Hladnejše cone, ki so bolj oddaljene od mesta zvara, pa krčenje segretih con prepre­ čujejo. Del zaostalih napetosti povzročajo tudi strukturne in kemične spremembe jekla (austenit preide v ferit) v neposredni okolici zvara, ki so povezane s spremembo prostornine. Na velikost in razpored zaostalih napetosti varjenih nosilcev vplivajo predvsem: geometrija prerezov, vrsta varjenja, debelina zvarov, hitrost varjenja, vnesena energija in stopnja ohlajevanja. Slika 1 prikazuje idealizi­ rani potek zaostalih napetosti pri varjenem l-profilu iz mehkega konstrukcijskega jekla. Ostali glavni proizvodni procesi, ki povzročijo nastanek zaostalih napetosti, so: vroče valjanje jeklenih profilov, hladno oblikovanje jeklenih profilov, toplotno obdelovanje 3.0 METODE DOLOČEVANJA ZAOSTALIH NAPETOSTI Za določanje zaostalih napetosti se uporabljajo naslednje metode: mehanska relaksacijska metoda, metoda z upo­ rabo refrakcije rentgenskih žarkov, metoda z uporabo ultrazvoka, magnetno-električna metoda, numerična me­ toda (3). V raziskavi smo uporabili mehansko relaksacij­ sko metodo z razrezom konstrukcije okoli merskih mest (5), pri kateri z mehanskim ekstenzometrom ali z električ­ nimi merilnimi lističi merimo sproščene deformacije. Pred­ nost metode je natančnost, saj lahko pri meritvah zaostalih napetosti dosežemo natančnosti pod 5% glede na mejo plastičnosti, pri ostalih metodah pa se natančnosti gibljejo med 10 in 25% meje plastičnosti. Začetna investicija ni velika, zato pa so nadaljnji stroški, povezani z vsakim merskim mestom, toliko večji in tudi čas, potreben za raziskave, je daljši. Ker nas zanimajo predvsem vzdolžne zaostale napetosti, ki imajo poglavitni vpliv na stabilnost linijskih konstrukcijskih elementov, je ta metoda povsem primerna. 4.0 EKSPERIMENTALNO DOLOČEVANJE RAZPOREDA ZAOSTALIH NAPETOSTI 4.1. Izbira in opis preizkušancev Za izvedbo eksperimenta smo izbrali šest preizkušancev, zvarjenih l-profilov, ki smo jih razvrstili v tri skupine A, B in C. Pasnice in stojine preizkušancev skupin A in B so bile izrezane iz vroče valjane pločevine (6) kvalitete Nionicral 70 z nazivno mejo plastičnosti ov = 700 Mpa, preizkušanci skupine C pa so bili izrezani iz vroče valjane pločevine kvalitete Niomol 490 z nazivno mejo plastičnosti gv = 490 Mpa. Slika 2 prikazuje izbrane dimenzije preizku­ šancev. Da bi se izognili robnim vplivom, mora biti dolžina preizkušancev vsaj dvakrat večja od njihove višine (7). Izbrana dolžina preizkušancev je bila 1000mm, kar je v skupini A 3,33-kratna višina preizkušanca, v skupinah B in C pa 5-kratna višina preizkušanca. tP- debelina zvarov a = 7 - 8 mm ds hs M 1 skupina A 300/150 b=160 mm t=15 mm hs=270 mm ds=10 mm L=1000 mm skupini 200/200 b=200 mm . t=15 mm hs=170 mm ds=10 mm L=1000 mm B, C skupina preizkušanec material A P1,P2 Nionicral 70 B P3,P4 Nionicral 70 C P5,P6 Niomol 490 Slika 2. Izbrane dimenzije preizkušancev Nosilci so bili zvarjeni ročno z obločnim varjenjem ob uporabi elektrod Tenacito 80 0 4 mm pri skupinah A in B in ob uporabi oplaščenih elektrod EVB NiMo 0 4 mm za skupino C. Varjenje je bilo trovarkovno. Napetost je bila 22 V, tok pa 160 A. Hitrost varjenja je znašala 13 cm/ min, debelina zvarov pa med 7 in 8 mm. Dejanske dimenzije so nebistveno odstopale od nazivnih. 4.2. Mehanske lastnosti materiala Vse pasnice preizkušancev, ki so bile iz enakega materia­ la, so bile izrezane iz iste plošče, enako velja tudi za stojine. Za vsako vrsto materiala in za vsako debelino pločevine sta bila odvzeta po dva vzorca za natezni preizkus, pri čemer smo uporabili proporcionalne preizku- šance. Vzorci so bili odvzeti v vzdolžni smeri nosilcev, v kateri se razvijejo prevladujoče zaostale napetosti. Pov­ prečne vrednosti mehanskih karakteristik preizkušanih vzorcev so prikazane .v preglednici 1. Iz izmerjenih količin je razvidno, da imajo vsi materiali le minimalno utrditev, kar je znana lastnost jekel visoke trdnosti. Razmerje med natezno trdnostjo in mejo plastičnosti (RM/ov) znaša naj­ manj 1,06 in največ 1,13. 4.3. Opis eksperimenta Razrez preizkušancev smo opravili s pomočjo tračne žage z nastavljivo hitrostjo žaganja in dotokom hladilne emulzije. Postopek razreza preizkušanca je prikazan na sliki 3. Deformacije smo merili z električnimi merilnimi lističi z upornostjo 120 fl. Za merjenje vzdolžnih deforma­ cij smo uporabili lističe z merilno dolžino 6 mm, ki so bili prekriti z varovalno folijo. Za merjenje prečnih deformacij pa smo uporabili lističe brez zaščitne folije, in sicer dolžine 2 mm in dolžine 3 mm. Vsi merilni lističi so bili priključeni na univerzalni merilni instrument UHP 3200 - Hottinger Baldvin Messtechnik. Najprej je bil narejen prečni rez, nato pa vrsta vzdolžnih rezov med merilnimi lističi. Razpo­ red merilnih lističev je razviden iz slike 4. 4.4. Rezultati eksperimentov Iz zaostalih vzdolžnih deformacij, ki smo jih merili na obeh straneh pločevin, smo s pomočjo Hookovega zakon izra­ čunali pripadajoče napetosti. Rezultati za končne sproš­ čene vzdolžne zaostale napetosti so prikazani na sliki 5. Poleg tega pa so prikazane tudi povprečne zaostale napetosti, ki predstavljajo zaostale napetosti v srednji črti Preglednica 1 : Mehanske lastnosti materiala (pov­ prečne vrednosti) Klasifikacija glede na izmerjene lastnosti Mesto odvzema vzorca Meja plastičnosti f— ) ) k —+—t I t— k-—F F skupini B, C 3.5 13.5 13.5 13.5 15 13 14 14 14 14 13 15 13.5 13.5 13.5 3.5 j j- i i \ \ 't k ~ k X \\ Slika 4. Razporeditev merilnih lističev prereza ob upoštevanju linearnega poteka zaostalih nape­ tosti po debelini. Največja neuravnotežena rezultanta zaostalih napetosti po prerezu se pojavi pri preizkušancu P6 in znaša 2,56% poinoplastične sile prereza Pv. Med računom rezultante zaostalih napetosti smo opazili, da posamezni deli prereza, pasnice in stojine, sami zase niso uravnoteženi. Rezultanta nateznih napetosti v pasnici na območju zvara znaša pri skupini A 56%, pri skupini B 42% ter pri skupini C 56% (če v skupini C upoštevamo tudi natezne napetosti na robovih, znaša 70%) rezultante pri zvarjenih nosilcih iz jekel visoke trdnosti (8, 9). Neka­ tere največje in povprečne napetosti so prikazane v preglednici 2. V skupini C (povprečna natezna napetost na zvaru je 495 Mpa), pri kateri smo uporabili material z nižjo vrednostjo meje plastičnosti kot v skupini A in B, pa so napetosti na zvarih blizu meje plastičnosti osnovnega materiala. Ker se material pri jeklih visoke trdnosti v območju zvara ne plastificira, so tudi povprečne tlačne napetosti v pasnicah (0,12-0,18ov) in stojini relativno nižje kot pri mehkih konstrukcijskih jeklih (0,2-0,3ov). Pri skupi- tla k na te g _ tla k na te g merilo napetosti Slika 5. Izmerjene zaostale napetosti nah A in B znaša povprečna natezna napetost na zvaru 455 Mpa, pri skupini C pa je le malenkost večja (495 Mpa). Iz tega lahko sklepamo, da je velikost največjih zaostalih nateznih napetosti v območju zvarov pri jeklih visoke trdnosti neodvisna od kakovosti osnovnega materiala (meje plastičnosti). razložiti. Drugače pa je potek povprečnih tlačenih zaosta­ lih napetosti precej enakomeren, razen pri zgornji pasnici preizkušanca P1. Splošni trend povprečnih zaostalih na­ petosti v stojinah pri omenjenih preizkušancih so velike natezne zaostale napetosti v območju zvarov in tlačne zaostale napetosti v srednjem delu stojine. Od tega Preglednica 2: Nekatere vrednosti rezultatov ekspe­ rimentov Izmerjene maksimalne napetosti (v posamezni skupini) -Mpa Povprečne napetosti na srednji črti prereza (maksimalna v posamezni skupini) -Mpa skupina natezna tlačna tlačna natezna natezna tlačna tlačna na zvaru v stojini v pasnici v stojini v pasnici v stojini v pasnici A 508,7 -323,0 -355,9 484,8 239,5 -175,6 -138,5 B 501,8 -289,5 -355,1 478,5 233,9 -127,8 -162,4 C 576,4 -174,3 -191,5 513,2 231,8 -100,6 -146,9 Za mehka konstrukcijska jekla velja, da pri tankih in srednjih prerezih nastopajo velike natezne zaostale nape­ tosti na območju zvara tudi na zunanji strani pasnic, tako da je plastificirana celotna pasnica ali vsaj večji del njene debeline na območju zvara (10). Pri debelih prerezih iz mehkih jekel pa so na zunanji strani pasnic na območju zvara lahko tudi tlačne zaostale napetosti (11). Pri debelih pasnicah je torej prisoten napetostni gradient in je le manjši del prereza tik ob zvaru plastificiran. Gradient je prisoten zaradi neenakomernega plastičnega deformira­ nja in ohlajanja po debelini pasnice. Meje med debelimi na eni strani in srednjimi ter tankimi prerezi na drugi strani ne moremo točno določiti, ker je le-ta odvisna od mnogih parametrov, ki pa niso bili vsi zajeti v omenjenih študijah. V literaturi (11) so opredeljeni kot debeli tisti prerezi iz mehkih konstrukcijskih jekel, katerih debeline posameznih pločevin presegajo 25 mm. V našem primeru, kjer smo uporabili jekla visoke trdnosti, so bile vse pasnice debele 15 mm. Kot lahko vidimo iz rezultatov (slika 5), imamo na notranji strani pasnic na območju zvara velike natezne zaostale napetosti, na zunanji strani nasproti stojine pa se pojavijo celo manjše tlačne zaostale napetosti in v redkih primerih minimalne natezne. Iz omenjenega sledi, da je po debelini pasnice na območju zvara prisoten velik napetostni gradient. Možno razlago, zakaj pride do tega napetostnega gradienta pri jeklih visoke trdnosti v primer­ javi z mehkimi konstrukcijskimi jekli že pri relativno tanki pločevini (15 mm), lahko najdemo tudi v zaostalih nateznih napetostih na področju zvarov, ki so manjše od meje plastičnosti osnovnega materiala. Pri mehkih konstrukcij­ skih jeklih se področje okoli zvarov plastificira, zaradi česar pride do prerazporeditve napetosti, s tem pa do širjenja plastificirane zone na večjem območju okoli zva­ rov, ki pri tankih pločevinah lahko doseže zunanji rob in s tem enakomernejši razpored napetosti. Da bi ugotovili, pri kateri debelini oziroma v odvisnosti od katerih parame­ trov pride do večjih nateznih napetosti tudi na zunanji strani pasnice v območju zvara, bi morali izvesti obsež­ nejšo parametrično eksperimentalno študijo. Pri preizkušancih P1, P2, P3, P4 je pri vzdolžnih robovih pasnic prisoten lokalni upogib, ki ga s pomočjo razpolož­ ljivih podatkov o izdelavi preizkušancev nismo mogli odstopa le stojina preizkušanca P3, pri kateri se v sred­ njem delu stojine pojavijo tudi natezne zaostale napetosti. Iz rezultatov za levi in desni rob stojine je razvidna prisotnost precej velikih lokalnih upogibnih deformacij. Le-te so verjetno posledica valjanja pločevine. Pločevine za stojine so bile verjetno izrezane iz večje plošče, tako da je vzdolžna smer stojine pravokotno na smer valjanja. Pri preizkušancih P5 in P6 se na skrajnih robovih pasnic pojavijo manjše natezne zaostale napetosti, ki so posle­ dica plamenskega rezanja pločevine. 5.0. DOLOČITEV IDEALNEGA RAZPOREDA ZAOSTALIH NAPETOSTI PO PREREZU Za numerično analizo vpliva zaostalih napetosti na stabil­ nost jeklenih gradbenih konstrukcijskih elementov je po­ trebno določiti idealizirane razporede zaostalih napetosti po prerezu, tako da bo njihova uporaba čim enostavnejša in sploh mogoča v numerični analizi, pri čemer pa se bodo hkrati ohranile bistvene lastnosti realnih razporedov za­ ostalih napetosti po prerezu oziroma njihov vpliv na stabilnost konstrukcijskih elementov. 5.1. Trapezni (T) in pravokotni (P) idealizirani razpored zaostalih napetosti Dejanski potek zaostalih napetosti smo poskušali idealizi­ rati z dvema idealiziranima potekoma. Da bi se približali dejanskim izmerjenim zaostalim napetostim, smo izbrali trapezni (T) potek zaostalih napetosti na notranjem robu pasnic in konstantni potek zaostalih napetosti po zuna­ njem robu pasnic. S tem smo ohranili linearni napetostni gradient po debelini pasnice v območju zvara in linearni potek napetosti po zvaru vzdolž pasnice. Poleg idealizira­ nega trapeznega razporeda smo izbrali še enostavnejši pravokotni (P) razpored zaostalih napetosti po prerezu (3). Za osnovo so nam služili poteki povprečnih vrednosti zaostalih napetosti po srednji črti prereza (slika 5). S tem razporedom smo izgubili napetostni gradient po debelini pasnice in ga aproksimirali s povprečno vrednostjo na srednji črti prereza, zanemarili pa smo tudi linearni potek po območju zvara. Tako smo dobili zelo enostaven idealizirani razpored zaostalih napetosti, primeren za numerično analizo jeklenih konstrukcij. Trapezni in pravo­ kotni potek zaostalih napetosti za pasnico skupine B je prikazan na sliki 6. Vidna je primerjava s povprečjem izmerjenih vrednosti zaostalih napetosti. Razlika med potekoma je opazna samo na področju nateznih zaostalih napetosti okoli zvara. Za stojino smo uporabili kar poeno­ stavljeni pravokotni razpored zaostalih napetosti, saj imajo zaostale napetosti v stojini precej manjši vpliv na stabilno­ sti konstrukcijskih elementov kot pa zaostale napetosti po pasnici. Pri tem smo pazili na kvantitativno razporeditev tlačnih in nateznih zaostalih napetosti po prerezu in njihovo uravnoteženost. Največja natezna zaostala nape­ tost v stojini na področju zvara pri našem idealiziranem poteku je bila enaka povprečju izmerjenih zaostalih nate­ znih napetosti na zvarih. tosti (P) in primere z idealiziranim trapeznim potekom (T), kot so bili določeni za skupino B (slika 6). Za primerjavo smo računali tudi primer, kjer smo uporabili mehko kons­ trukcijsko jeklo ov = 240 Mpa, za razpored zaostalih nape­ tosti pa smo upoštevali idealizirani razpored zaostalih napetosti, ki je značilen za mehka konstrukcijska jekla, kot je prikazan na sliki 1 (tlačne napetosti znašajo 0,25ov). Rezultati primerjave so prikazani na sliki 7. Diagram prikazuje sovisnost med obtežnim faktorjem in pomikom nosilca pod silo. Kot lahko vidimo, ni med vplivoma trapeznega in pravokotnega razporeda nobene razlike. Zanimiva pa je medsebojna primerjava rezultatov, doblje­ nih na vzorcih iz jekla visoke trdnosti in mehkega jekla. Zaradi plastifikacije posameznih delov prerezov okoli zvarov je pri mehkih jeklih zmanjšana togost prereza in je tako vpliv zaostalih napetosti na deformabilnost prisoten že pri minimalnih obremenitvah. Pri jeklih visoke trdnosti, pri katerih prerez na začetku ni nikjer plastificiran, pa pride B-pasnica povprečje izmerjenih napetosti - notranji rob * povprečje izmerjenih napetosti - zunanji rob trapezni (T) potek - notranji rob ® trapezni (T) potek - zunanji rob pravokotni (P) potek - srednja črta Slika 6. Idealizirani trapezni in pravokotni razpored zaostalih napetosti - pasnica - skupina B 5.2. Primerjava med vplivoma trapeznega in pravokotnega idealiziranega poteka zaostalih napetosti po prerezu Da bi določili razliko med vplivoma trapeznega in pravo­ kotnega idealiziranega poteka zaostalih napetosti, smo v prvem primeru obravnavali prosto ležeč nosilec, obreme­ njen na sredini z vertikalno točkovno obtežbo, v drugem primeru pa uklon realne palice s prisotnimi geometrijskimi in materialnimi nepopolnostmi. V primeru upogibno obre­ menjenega nosilca smo uporabili prečni prerez skupine B (slika 2). Uporabljen je bil idealen elastoplastičen material brez utrditve z mejo plastičnosti av = 580 Mpa (povprečna meja plastičnosti pasnic v skupinah A in B). Obravnavali smo primere brez zaostalih napetosti, pri­ mere z idealiziranim pravokotnim potekom zaostalih nape- do vpliva zaostalih napetosti na deformabilnost šele pri obtežbah, ki povzročijo plastifikacijo posameznih delov prerezov, s čimer se zmanjša togost prereza. Na mejno nosilnost zaostale napetosti ne vplivajo, povečujejo pa deformabilnost. V drugem primeru smo obravnavali tlačeno palico z začetnimi geometrijskimi nepopolnostmi v obliki sinu­ snega polvala (wo = L/1000). Prečni prerez, razpored zaostalih napetosti in delovni diagram materiala je bil enak kot v prvem primeru. Dolžina palice je bilajzbrana tako, da je bila brezdimenzionalna vitkost palice X enaka 0,5. Računali smo nosilnost palice glede na uklon okoli močne osi. V primeru pravokotnega poteka zaostalih napetosti je bila mejna nosilnost enaka 0,86750 Pv (Pv je polnoplastična sila prereza), v primeru trapeznega poteka Slika 7. Vpliv zaostalih na- Upogib okoli močne osi - prerez B petosti na nosilnost in w/wp Slika 8: Vpliv zaostalih na­ petosti na uklonsko nosil­ nost tlačene palice Nosilnost tlačene palice - prerez B pa je bila enaka 0,86700 Pv. Vidimo, da med potekoma ni praktično nobene razlike, prisotnost zaostalih napetosti pa zniža nosilnost, To je razvidno tudi iz slike 8. Pri vseh numeričnih računih smo uporabili lastno programsko opremo (program NONFRAN [12]). 6.0. SKLEP Na podlagi naših eksprimentalno določenih potekov in velikosti zaostalih napetosti pri preizkušancih iz jekel visoke trdnosti lahko ugotovimo, da je razpored zaostalih napetosti pri jeklih visoke trdnosti podoben poteku zaosta­ lih napetostih pri mehkih konstrukcijskih jeklih. Za razliko od mehkih konstrukcijskih jekel, pri katerih je področje zvarov plastificirano, so pri jeklih visoke trdnosti največje natezne zaostale napetosti na zvarih precej manjše od napetosti na meji plastičnosti osnovnega materiala in znašajo od 455 do 495 Mpa. Zaradi tega so pri jeklih visoke trdnosti tlačne zaostale napetosti relativno manjše (otiae.-pasnic = 0,12-0,18ov) kot pri mehkih konstrukcijskih jeklih (0,2-0,3ov). Iz rezultatov eksperimentov lahko skle­ pamo, da največje natezne zaostale napetosti kot posle­ dica varjenja pri jeklih visoke trdnosti niso odvisne od kakovosti materiala (meje plastičnosti). Zanimiva je tudi ugotovitev, da po debelini pasnice na območju zvara obstoji napetostni gradient (na notranji strani pasnice ob zvaru se razvijejo največje natezne napetosti, na nasprotni strani pasnice pa so večinoma manjše tlačne napetosti) že pri debelini pasnic 15 mm. Pri mehkih konstrukcijskih jeklih pride do pojava napetost­ nega gradienta le pri pločevinah, debelejših od 25 mm. Za tlačne zaostale napetosti lahko rečemo, da so konstan­ tne po debelini pasnic. Poleg tega smo ugotovili, da posamezni deli prerezov, pasnice in stojine same zase, niso uravnoteženi. Uravno­ težen je prerez v celoti. Rezultanta nateznih zaostalih napetosti v pasnicah znaša od 42 do 56% rezultante tlačnih zaostalih napetosti, seveda je zato v stojini rezul­ tanta nateznih zaostalih napetosti večja od rezultante tlačnih zaostalih napetosti. Z numeričnimi izračuni upogibno obremenjenega nosilca in realne tlačne palice z geometrijskimi in materialnimi nepopolnostmi smo ugotovili, da ni bistvene razlike med vplivoma idealiziranih razporedov zaostalih napetosti, ki smo ju uporabili pri računu. Zato za numerične izračune priporočamo uporabo enostavnejšega pravokotnega (P) razporeda. L I T E R A T U R A ' " - — 1. Eurocode No. 3, Design of Steel Structures, Part 1 - General Rules and Rules for Buildings, 1992. 2. K. Masubuchi, Thermal stresses and metal movement during welding structural materials, especially high strength steels, Residual Stresses In Welded Construction and Their Effects, International Conference, London, 15-17 Nov. 1977, The Welding Institute, p. 1-13. 3. D. Beg, L. Hladnik, J. Banovec, Razvoj in uvajanje visokotrdnostnih drobnozrnatih mikrolegiranih jekel, Poročilo o raziskovalni nalogi št. B-649 za obdobje julij 1992 - julij 1993, FAGG, Ljubljana. 4. A. Niku-Lari, Advances in surface treatments: technology-aplications-effects, Vol. 4, Residual stresses, Pergamon Press, London, 1987. 5. N. Tebedge, G. Alpstem, L. Tall, Residual-stress Measurement by the Sectioning Method, Experimental Mechanics, February 1973, p. 88-96. 6. Prospekti železarne Jesenice. 7. C. G. Schilling, End Effects for Residual Stresses in Bars, Journal of the Engineering Mechanics Division, Procedings of ASCE, Vol. 107, No. EM5, October 1981, p. 813-826. 8. J. Lindner, W. Kurth, Biegedrillknicken hochfester Stähle, Forschungsbericht, Projekt 78, Institut für Baukonstruktionen und Festigkeit, Technische Univesität Berlin, Dezember 1981. 9. S. Kitipornchai, A. D. Woung-Chung, Inelastic Buckling of Welded Monosymmetric I-Beams, Journal of Structural Engineering, Vol. 113, No. 4, April 1987, p. 741-756. 10. N. R. Nagaraja Rao, F. R. Estuar, L. Tall, Residual Stresses in Welded Shapes, The Welding Journal, Vol. 43, July 1964, p. 295-s - 306-s. 11. G. A. Alpsten, L. Tall, Residual Stresses in Heavy Welded Shapes, The Welding Journal, Vol. 49, March 1970, p. 93-s - 105-s. 12. J. Banovec, R. Perdan, Program za nelinearno analizo ravninskih linijskih konstrukcij NONFRAN, Junij 1988, Ljubljana. Zahvala Delo, predstavljeno v članku, je bilo narejeno v okviru raziskovalnega projekta B-649 «Razvoj in uvajanje visokotrdnostnih drobnozrnatih mikro­ legiranih jekel«, ki sta ga sofinancirala Železarna Jesenice ter Ministrstvo za znanost in tehnologijo Republike Slovenije. m i Z V E Z A D R U Š T E V G R A D B E N I H I N Ž E N I R J E V I N T E H N I K O V S L O V E N I J E L J U B L J A N A , E R J A V Č E V A U L I C A 15 STROKOVNI IZPITI ZA GRADBENIŠTVO IN ARHITEKTURO TER PRIPRAVLJALNI SEMINARJI ZA STROKOVNE IZPITE V LETU 1994 A. B. Rok Leto Mesec SEMINAR IZPIT pisni ustni Vlil. 1993 November 22.-26. november 20. november 6.-10. december IX. 93 December 13.-17. december 18. december 10.-14. januar 1994 I. 1994 Januar 17.-21. januar 22. januar 7.-11. februar 11. 94 Februar 14,-18. februar 19. februar 7.-11. marec III. 94 Marec 14.-18. marec 26. marec 11.-15. april IV. 94 April 18.-22. april 23. april 9.-13. maj v. 94 Maj 16.-20. maj 21. maj 6.-10. junij VI. 94 September 19.-23. september 15. oktober 2.-4. november VII. 94 Oktober 17.-21. oktober 19. november 4.-8. december VIII. 94 November 21.-25. november IX. 94 December 12.-16. december A. Pripravljalni seminar organizira ZVEZA DRUŠTEV GRADBENIH INŽENIRJEV IN TEHNIKOV SLOVENIJE, Ljubljana, Erjavčeva 15, telefon: 061/221-587. Prijavo v obliki dopisa, skupaj z dokazilom o plačiiu, pošlje plačnik stroškov seminarja. Cena seminarja v mesecih novembru in decembru 1993 znaša 350 DEM, plačljivo v SIT po srednjem tečaju Banke Slovenije na dan plačila, z doplačilom 5 % prometnega davka. Morebitna sprememba cene bo naknadno objavljena. B izpit organizira ZAVOD ZA RAZISKAVO MATERIALA IN KONSTRUKCIJ LJUBLJANA, Dimičeva 12, Ljubljana. Informacije dobite pri Inž. Grošlju prek telefona št. 061/342-671, od 10. do 12. ure. UNIVERZA V MARIBORU • TEHNIŠKA FAKULTETA • GRADBENIŠTVO 62000 Maribor, Smetanova 17, tel.: 062 25-461,221-112, telefax: 062 225-013 ..... 5 GV XXXXII • 11-12 STR.: 223-284 NOVEMBER-DECEMBER 1993 NOVA VARIANTA STIROPOR BETONOV »EPS-R« BETONI UDK 691.3:620.17 IVAN JECELJ P O V Z E T E K ■ *-.... ■ ■ ■ ... .................. ......m Med novimi lahkimi betoni so v ospredju zanimanja stiropor betoni. Varianta stiropor betonov z agregatom iz zdrobljenih stiroporskih odpadkov, poimenovana kot EPS-R (ekspandirani polistiren - recikliran) beton, je ekološko in energijsko najzanimivejša. V članku so podane mehansko-fizikalne lastnosti EPS-R betonov in njihova uporaba v gradbeništvu. A NEW TYPE OF STYROPOR CONCRETE THE “EPS-R” CONCRETE Among leight weight concretes, the styropor concrete is still most interesting. From the ecological and energy standpoint the styropor concrete made from an aggregate of crushed styropor waste, called EPS-R, expanded polystyrene recycled, is most suitable. The paper gives the mechanical-physical properties of EPS-R concrete and its applicability in building practice. UVOD Stiropor beton ali EPS (ekspandiran polistiren) beton je bil odkrit že leta 1951. Agregat EPS betonov so granule ekspandiranega polistirena, posebej pripravljene za večjo sprijemljivost s cementnim gelom. EPS betoni so bili izpostavljeni tržnim konkurentom, kot so celični in penjeni betoni ter betoni z lahkimi agregati (ekspandirana glina, perlit, vermikulit, ekspandiran stekleni agregat ipd.). Vo­ dilna firma, ki je patentirala največ izdelkov iz EPS betonov, je bila Fremzelith, od drenažnih plošč, izolacijskih plošč in številne betonske galanterije. Med negativne lastnosti EPS betonov štejemo njihovo veliko vodovpoj- nost in pojav izplavanja granul pri redkejših konsistencah Avtor: mag. Ivan Jecelj N ovosti - 5 278 G radben i vestn ik • L jubljana (42) betonov. Zato so se razvili posebni dodatki, ki sicer podražijo beton, vendar zmanjšujejo segregacijo, uvajajo mikro pore v cementni gel in zmanjšajo vodovpojnost. V zadnjih letih pa se agregat pridobiva z drobljenjem stiroporskih odpadkov, govorimo o EPS-R betonih, »R« kot recikliranih. Za družbo je recikliranje stiropora zanimi­ vo, saj majhna gostota stiropora - 25 kg/m3 pri odpadkih predstavlja približno 1 m3 deponije z maso zgolj 20 kg odpadkov Posebej gospodarno je, da se za proizvodnjo in transport EPS-R betonov porabi malo energije, izdelki pa so dobri toplotni izolatorji, ki zmanjšujejo porabo energije za ogrevanje objektov. Nedvomno je sodobne gradbenike EPS-R beton velik izziv, saj omogoča lahke betone z gostotami od 200 do 1600 kg/m3, z dobrimi toplotno izolacijskimi lastnostmi, pri tem je še cenen, omogoča izdelavo prefabrikatov in vgrajevanje v opaže. Neznane so pri EPS-R betonih fizikalne in mehanske lastnosti, zato se jih projektanti bojijo. Če upoštevamo še tradicionalno konzervativnost investitorjev in nezaupanje v nove materiale, je razumljivo, zakaj EPS betoni v Sloveniji zelo počasi napredujejo. 1. MEHANSKE IN FIZIKALNE LASTNOSTI EPS-R BETONOV Pri najpreprostejših izvedbah takšnih betonov sta velikost kosmičev-agregata in kvaliteta cementnega kamna dejav­ nika, ki vplivata na toplotno prevodnost in trdnost variante EPS-R betona. Slika 1: Deformacijska diagrama EPS-R betonov za vzorca 14 in 19 Drugo področje - popuščanje, pri gostotah pod 290 kg/ m3 izgine, ostane samo prvo in tretje karakteristično področje. Ker je tretje področje odvisno od stiroporskih lastnosti, so deformacijske krivulje v tem področju vzpo­ redne. Vzorec se ne poruši konusno, tako kot je to pri normalnih betonih, pač pa se samo splošči in razširi. Preglednica 2: Raztros trdnosti, ko so gostote pod 400 kg/m3 1.1 Toplotna prevodnost EPS-R betonov Toplotna prevodnost je pri izolacijskih EPS-R betonih neodvisna od velikosta agregata, neposredno je odvisna od gostote EPS-R betona in njegove vlažnosti. V pregled­ nici 1 so prikazane računske toplotne prevodnosti, poeno­ tene z EPS betoni. Laboratorijsko merjeni rezultati so nekoliko boljši, vendar je za uveljavitev boljših vrednosti potreben certifikat. Vzorec [št.] 14 15 16 17 18 19 Gostota [kg/m3] 291 337 317 340 286 337 Tlačna trdnost [MPa] 0.160 0.272 0.220 0.250 0.152 0.224 Preglednica 1: Računske toplotne prevodnosti EPS-R betonov v odvisnosti od prostorninske mase 5oo 400 Gostote EPS-R [kg/m2] 200 400 600 800 1000 300 Toplotna prevodnost [W/mK] 0.08 0.14 0.21 0.31 0.43 200 100 1.2 Tlačne trdnosti 250 260 270 280 290 300 320 350 380 P G>a*ni Deformacijski diagrami tlačenja imajo tri karakteristična Slika 2: Raztros trdnosti v odvisnosti od gostote področja. V prvem se porušitvi upira mineralni kamen na ovoju zrn; sledi drugo področje - prag popuščanja, ko nosilnost prevzamejo stiroporski kosmiči, ter tretje področje, kjer prevladuje deformacija stiroporskega agregata v povezavi še neporušenega veziva, kot to kaže sl. 1. 1.3 Statični modul elastičnosti Statični moduli elastičnosti so merjeni na valjih po JUS U.M1.025. Vrednosti variirajo pri nizkih gostotah do 25%. Podane vrednosti so zgolj informativne. Preglednica 3: Odvisnost modula elastičnosti od gostote q [kg/m3] 200 300 400 500 600 700 800 1000 E [N/mm2] 175 300 475 675 900 1250 1550 3000 1.4 Vpijanje vode Največje vpijanje vode 40,32 % mase je dosegel vzorec z gostoto 210 kg/m3. Vpijanje vode z naraščanjem gostote upada. 1.5 Obstojnost na standardni ogenj Pri gostotah 200-400 kg/m3 in debelini 10 cm je obstojnost 60 min. Od 400-600 kg/m3 pa velja (po DIN 4102 - negorljivi materiali!) za debeline d: d = 8 cm: F90 d = 10cm: F120 d = 15cm: F180 Stiropor betoni imajo še posebno požarno kakovost, da, če polijemo razžarjeno mesto z vodovodnim curkom, ne pride do odluščenja in pokanja. Stiropor v območju nepo­ srednega ognja sublimira, ostanejo pa skorjice veziva, kot je struktura siporeksa. Globina sublimiranja pri 180 minut­ nem testu ne preseže treh centimetrov. 1.6 Relativni temperaturni raztezek atje za vse EPS-R in EPS betone enak in znaša 12 x 1CT6. 1.7 Difuzijska upornost vodni pari |x Preglednica 4: Difuzijska upornost vodne pare ri = f(e) g [kg/m3] 200 300 400 600 800 1000 4 H 10 20 35 60 120 200 1.8 Specifična toplota c Specifična toplota je približno enaka za vse gostote EPS-R betonov in znaša 1050J/kg K. 1.9 Vgrajena primarna energija v EPS-R betonih ali PEI* Kot osnovni pogoj privzamemo, da se beton strojno izdela v Dražencih, da je srednja razdalja zbiranja in transporti- ranja odpadkov stiropora 35 km, da je energijska cena dela delavcev 66,12 MJ/h [3], potem je PEI lahkih EPS-R na pragu tovarne prikazan v preglednici 5. * PEI je angleška kratica za Primary Energy Incorporated Preglednica 5: Odvisnost vgrajene primarne energije v sveže EPS-R betone PEI = f(g) Gostota [kg/m3] 200 300 400 500 600 800 1000 PEh [MJ/m3] 1102 1496 1770 1870 1971 1973 1961 Pri prefabrikatih se poraba energije poveča za strošek vgrajevanja, obrabo kalupov, rezkanje izdelkov in za notranje transporte, kar znaša na m3 izdelka približno PEI2= 198+ PEI, X 1,20. Za gostoto 200 kg/m3 je PEI2= 1520 MJ/m3 2. UPORABA EPS-R BETONOV Uporaba stiropor betonov in malt je smiselna predvsem tam, kjer potrebujemo dobro toplotno izolativnost, to je v skupini izolacijskih in izolacijsko-konstrukcijskih lahkih betonov. Če je armatura neposredno v izolacijsko-kons­ trukcijskih betonskih elementih, jo moramo zaščititi (glej DIN 4219, 1. del), podobno kot pri celičnih betonih. Sicer pa je bolj v rabi vgrajevanje armature v normalne betone, to je pri stenskih elementih v vezeh; pri stropnih elementih pa je stiropor beton opaž rebričaste plošče. 2.1 Tlaki Z EPS-R betoni z lahkoto rešujemo problem tlakov v proizvodih obratih, kjer imamo prometno obtežbo. Z njim nadomeščamo plošče iz ekspandiranega stekla (foam- glas) in drugih nosilnih lahkih betonov. Uporabni so tudi za vse vrste estrihov (plavajoče, ločene in prilepljene), včasih, zlasti pri podih, ki so nad tlemi neposredno, in je zahtevana povečana toplotna izolativnost ter ni na razpo­ lago dovolj višine za izvedbo običajnega plavajočega estriha, si pomagamo z vgraditvijo stiropora pod estrihom iz stiropor betona. Pri takih rešitvah je minimalna debelina estriha 5 cm, posebej pa pazimo na pravilno izvedbo hidroizolacije. Uporaba EPS-R betonov pride zlasti v poštev pri krovnih ploščah in kletnih tlakih, pri revitalizaciji starih zgradb. 2.2 Konstrukcijski elementi V katalogu firme TERMEL [6] najdemo prefabrikate iz EPS-R betonov za: stenske elemente, stebre, slope, stropne nosilce, stropne grede, preklade, parapete, krovne plošče, vertikalne in horizontalne fasadne plošče za industrijske in druge gospodarske objekte. 2.3 Prefabrikati za izključitev toplotnih mostov V stanovanjskih in drugih ogrevanih prostorih imamo več vrst toplotnih mostov. Toplotni mostovi so po definiciji tista mesta, kjer toplota hitreje prehaja skozi konstrukcijo kot skozi osnovno (izolirano) površino [4]. Če zanemarimo točkovne toplotne mostove (razna sidra) in rege med zidaki, potem so najpogostejši toplotni mostovi okoli okenskih špalet, polic in roletnih škatel; ob vencih, pod­ stavkih, balkonih, v višini vezi plošč (horizontalne vezi), Slika 3: Primer izolacije okenskih toplotnih mostov s prefabriciranimi elementi iz EPS-R betona v Kamni­ ški ulici št. 8 v Mariboru vertikalnih zidnih vezi ipd. Za večino teh toplotnih mostov ima Termel prefabrikate, ki se dajo oblikovati v poljubno okrasno obliko. Minimalne dimenzije prerezov določimo z metodo končnih elementov s posebnim računalniškim programom [2]. Primer uporabe takšnih prefabrikatov kaže slika 3. 2.4 Druge uporabe EPS-R betonov Zaradi majhne mase, lahkega dela ter potrebam prilagod­ ljive trdnosti so posebej primerni za naklonske betone pri ravnih strehah in žlotah. Z njimi si lahko pomagamo pri različnih terasah, tudi takih, ki imajo prometno obtežbo. Pri sanaciji salonitnih - dotrajanih kritin, je enostavna rešitev, da se povrhu dogradi stiropor estrih, na njem pa se izvede nova kritina, npr. Tegola Canadese. Uporabljamo jih tudi kot drenažne plošče in drenažne cevi v različnih sistemih drenaž. Pri prometnih zgradbah so zlasti Nemci eksperimentirali s podložnimi plastmi iz EPS betonov pod asfaltnimi voziščnimi plastmi, žal pa nimamo rezultatov teh eksperi­ mentov. 3. SKLEP EPS-R betoni nam ponujajo podobne lastnosti kot drugi lahki betoni. Poleg tega nam omogočajo zmanjšano porabo PEI in zmanjšujejo deponije odpadkov. Slovenski gradbeniki sploh ne uporabljamo stiropor beto­ nov, sedaj, ko poznamo njihove mehanske in fizikalne lastnosti, pa se lahko vključimo v tekmovanje domiselne inženirske uporabe z drugimi. L I T E R A T U R A 1. Jecelj I. s sodelavci: Prefabrikati za izključitev toplotnih mostov; Poročilo o delu za leto 1991, Tehniška fakulteta Maribor. 2. Jecelj I., Lep M., Lubej S.: Prefabrikati za izključitev toplotnih mostov; Poročilo o delu za leto 1992, Tehniška fakulteta Maribor. 3. Jecelj I.: Energoekonomija ili vrednovanje s obzirom na ugrađenu primarnu energiju; Energija i zaštita čovjekove okoline, Opatija 1992. 4. JUS U.J5.510 1987: Metode izračuna toplotne prehodnosti v zgradbah. 5. Scholz W.: Baustoffkenntnis, Werner Verlag Düsseldorf 1987, str. 323-326. 6. Termel: Katalog prefabrikatov 1992, Termel d.o.o., Limbuško nabrežje 15, Maribor. INFORMACIJE 310 Z A V O D A Z A R A Z I S K A V O M A T E R I A L A I N K O N S T R U K C I J V L J U B L J A N I LETNIK XXXIV • 11-12 NOVEMBER-DECEMBER 1993 PREDSTAVITEV NOVE ORGANIZIRANOSTI ZAVODA ZA RAZISKAVO MATERIALA IN KONSTRUKCIJ LJUBLJANA Zavod za raziskavo materiala in konstrukcij Ljubljana (ZRMK) je ustanovila vlada LR Slovenije leta 1949, 1. julija 1952 leta pa je bil ZRMK proglašen za gospodarsko ustanovo s samostojnim financiranjem. Ob ustanovitvi so bile naloge ZRMK-ja predvsem: 1. raziskovati teh n ičn o kakovost g rad b en eg a m ateria la , surovin za p ro izvo d n jo g rad b en eg a m ateria la , g rad b en ih e lem entov in ko n stru kc ij; 2. raz iskovati in preskušati nove vrs te g rad b en eg a m ateria la , g rad b en e e lem en te in kon strukc ije ; 3. raz iskovati nove v ire surovin za p ro izvo d n jo g radb enega m ateria la , dajati p red loge za s tandard e g rad b en eg a m ateria la in g rad b en ih e lem en to v; 4. pre iskovati in dajati m nenja g lede kakovosti m ateria lov za g rad b en e nam ene; 5. p reu čevati nove p rodu kcijske m etode v g radb en ištvu in industriji g rad b en eg a m ateria la ; 6. o rg an iz ira ti zb irko g rad b en eg a m ateria la , g radb en ih e lem en ­ tov in m odelov gradb en ih kon strukcij; 7. o b jav lja ti rezu ltate svo jeg a dela. V prek 44 letih svojega delovanja pa se je ZRMK iz znanstveno-raziskovalne in preskuše- valne organizacije razvil tudi v gradbeni tehnološki inštitut, ki se aktivno ukvarja predvsem z razvojem, prenosom in tudi s proizvodnjo novih materialov, proizvodov in sistemov pretežno, vendar ne samo, v gradbeništvu, ter s tako imenovanimi specialnimi storitvami na področju vzdrževanja in obnove gradbenih objektov ter v geotehniki. Takšen način dela je ne samo zagotovil preživetje ZRMK-ja, pač pa je imel za rezultat dejstvo, da danes ZRMK v svojem poskusnem obratu v Gameljnah proizvaja prek 40 vrst lastnih proizvodov, kot so: - razni d o d atk i za cem ente , m a lte in betone, kot so : - do d atek proti krčenju , - eksp an zivn i dodatek, - h idro fobn i dodatek, - specia ln i p o sp eševa lec; - sp ec ia ln e v rs te betonov, kot so : - lahki beton i, - betoni z n izko vse b n o s tjo cem enta , - o g n jevzd ržn i betoni, - tem p era tu rn o in ko rozijsko o d p o rn i betoni, - b rizgan i b e to n ; - p osebne vrs te m alt: - h itro u trju jo če m alte, - h id ro fo b n e m alte, - m alte za zašč ito pred sevan ji, - n ab reka jo če m alte, - in jekc ijske m ase za u trjev an je kam nitih z idov in in jektiran je , - prem azi za zašč ito betona, - vo d o tesn i p rem azi in kiti, - ep o ks id n e m ase te r lep ila , - n eeksp lo z ivn o s red stvo za ru šen je betona ali skal. Še posebej naj omenimo fasadne plošče iz penobetona, ki jih na osnovi lastnega tehnološkega postopka proizvaja ZRMK. V Sloveniji ima do sedaj že okrog 20 reprezen­ tančnih poslovnih zgradb fasado iz teh penobetonskih plošč. ZRMK ima tudi lasten razvoj in proizvodnjo ca. 240 različnih proizvodov s področja laboratorijske in določene tehnološke opreme za gradbeništvo, ki se po kakovosti lahko primerjajo s podobnimi proizvodi nekaterih znanih evropskih proizvajalcev. Za svoje dolgoletno delo na področju razvoja in kakovosti je ZRMK junija 1993 prejel v Ženevi tudi mednarodno nagrado »INTERNATIONAL AWARD FOR TECHNOLOGY AND QUALITY«. Prvega aprila 1991 je bil ZRMK na podlagi določil Zakona o zavodih začasno v celoti proglašen za javni zavod. Januarja 1993 je Svet ZRMK na osnovi elaborata Ocena strokovne vrednosti in družbene relevantnosti oddelkov in skupin v ZRMK, ki ga je meseca septembra 1992 izdelala neodvisna komisija Ministrstva za znanost in tehnologijo Republike Slovenije, sprejel program reorganizacije in lastninskega preoblikovanja ZRMK v javni raziskovalni zavod Zavod za gradbeništvo ZRMK in družbeno razvojno-raziskovalno podjetje Gredbeni inštitut ZRMK. Javni zavod bo pokrival poleg raziskovanja še kot tretja stranka področja preskušanja, nadzorstva in certificiranja gradbenih proizvodov in postop­ kov, v skladu z novimi slovenskimi standardi serije SLS EN 45000. Družbeno podjetje pa bo kot osrednji razvojno-tehnološki inštitut za področje gradbeništva in industrije gradbenega materiala še naprej skrbelo za razvoj novih materialov in tehnologij ter njihov prenos v prakso. Poleg tega pa bo podjetje nudilo predhodne raziskave, študije in analize ter specialne storitve in razvoj za potrebe izgradnje ter gospodarjenja s prometnicami, gradnje, vzdrževanja in obnove gradbenih objektov ter v geotehniki. Da bi lažje lahko izvedli takšno dokaj zahtevno reorganizacjo ZRMK, smo za prehodno obdobje s 1. oktobrom 1993 do sedaj obstoječe organizacijske enote preoblikovali v tri nove organizacijske enote z naslednjimi imeni in dejavnostmi: INŠTITUT ZA RAZISKAVE IN POTRJEVANJE KAKOVOSTI - p o trjevan je kakovosti (p reskušan je , nad zo rs tvo in certific ira - nje g rad b en ih pro izvodov in postopkov), - nad zor nad kontro lo kakovosti pro izvodenj, - p resku šan je g radben ih m ateria lov in konstrukcij, - raz iskave na področju g rad b en ih m ateria lov in konstrukcij, - o p azo van je in ocen jevan je o b sto ječ ih g radb en ih ob jektov javn eg a pom en a, - p redkonkuren čn i razvoj g rad b en ih m ateria lov in konstrukcij, - razvoj novih m etod preskušan ja , - so d e lo van je pri pripravi teh n ičn ih predp iso v in standardov. INŠTITUT ZA MATERIALE, ZGRADBE IN OKOLJE - razvo jn o -raz isko va ln o delo na področju p ro izvo d n je in upo­ rabe m ateria lov, g rad itve, zašč ite in obnove zg rad b te r prenos d osežkov v prakso, - o rg an iz iran je in izvajan je tekočih pre iskav in m eritev v indu­ striji g rad b en eg a m ateria la in gradb en ištvu , - sve to van je , izde lava predlogov, teh n ičn ih reš itev ter kom ­ p letne te h n ič n e in teh n o lo ške d o ku m en tac ije za zašč ito in obn o vo zg rad b , za n ovogradn je te r naprave v zgrad b ah , - rev iz ija in izd e lava teh n o lo šk ih pro jektov s p o d ro čja industrije g rad b en eg a m ateria la , - sve to v an je in izdelava p red logov te r razvoj na področju stan o van jske g rad itve, sm o trn e rabe en erg ije , b iva ln e ku lture te r za š č ite oko lja , - nad zor in izva jan je sp ec ia ln ih del na pod ro čju zašč ite in obn o ve g rad b en ih objektov, - razvoj in p ro izvodn ja novih m ateria lov in p ro izvodov ter lab o ra to rijske in teh n o lo ške oprem e. INŠTITUT ZA GEOTEHNIKO IN PROMETNICE - raz isko va ln o in pre iskovalno d e lo s p o d ro čja geo teh n ike , inžen irske geo lo g ije , inžen irske g eo fiz ike in eko lo g ije , - inžen iring , sve to van je in n ad zor te r izde lava in rev iz ija investi­ c ijske in teh n ičn e do ku m en tac ije za dela na pod ro čju g eo teh n i­ ke, in žen irske g eo log ije , inžen irske geo fiz ike , eko lo g ije , m eha­ nike ska le , tem e ljen ja (vk lju čn o s h id ro teh n ičn im i ob jekti), rudarstva , o p azo van ja g radb en ih o b jekto v v zvezi z n jihovim tem eljen jem te r na področju plazov, - o p rav ljan je razisko va ln eg a in pre iskova ln ega d e la s področja m ateria lov in teh n o lo g ij pri g rad n jah in reko n stru kc ijah prom et­ nic, kot tud i sp rem lja n je s tan ja ces t in g o s p o d arjen ja z njim i (p avem en t m an ag em en t), - inžen iring , sve to v an je in n ad zo r te r izde lava in rev iz ija in vesti­ c ijske in te h n ič n e d o ku m en tac ije za d e la na pod ro čju prom etn ic , razen p rem o stitven ih objektov, - razvoj, n ad zo r in izvedba vseh del dom a in v tu jin i s pod ro čja d ejavn osti te r del, povezan ih z reševan jem eko lo šk ih prob lem ov s pod ro čja d e javn o sti, - razvoj in u va jan je novih in izp o p o ln jen ih teh n o lo šk ih posto p ­ kov s p o d ro č ja svo je de javn osti. Inštitut za raziskave in potrjevanje kakovosti, katerega sestavljajo certifikacijski organ z osebjem za nadzorstvo, 19 preskusnih in specialnih laboratorijev ter QA služba, posluje finančno popolnoma ločeno od ostalih dveh tržno naravnanih inštitutov, tako da praktično že sedaj izpolnjuje tudi vse formalne pogoje glede neodvisnosti, neprofitnosti in nepristran­ skosti, kot to zahteva Evropska direktiva št. 89/106 za gradbene proizvode ter aneksa št. 3 in 4 za imenovanje pooblaščenih laboratorijev za preskušanje, certificiranje in nadzorstvo. S podelitvijo statusa javnega zavoda Inštitutu za raziskave in potrjevanje kakovosti pa bo Republika Slovenija dokončno dobila inštitucijo, ki bo na podlagi imenovanja akreditiranih laboratorijev za potrebe gradbeništva in IGM lahko izvajala certificiranje proizvodov, storitev, osebja ter sistemov kontrole kakovosti v skladu z modelom evropske organizacije EOTC - (European organization for testing and certification), ki postaja v Evropski skupnosti za regulirano področje standardizacije, kamor pa gradbeništvo, zaradi mogočih škodljivih vplivov na zdravje in življenje ljudi ter okolje, tudi sodi. S tem pa bodo nastali tudi vsi pogoji za medsebojno priznavanje slovenskih in evropskih preskusnih laboratorijev s področja gradbeništva tako, da bo javni Zavod za gradbeništvo ZRMK lahko tudi izdajal evropski znak skladnosti CE, kar pa bo nedvomno v korist vsem izvoznikom naših proizvodov in storitev s področja gradbeništva in industrije gradbenega materiala na evropski trg. mag. Gojmir Černe v. d. direktorja ZRMK