Dr hab inż. Krzysztof Stypuła, prof. Pk politechnika Krakowska Wydział Inżynierii Lądowej Instytut Mechaniki Budowli rozwój komunikacji podziemnej metro czy premetro w Krakowie?



Pobieranie 35.25 Kb.
Data28.04.2016
Rozmiar35.25 Kb.
Dr hab. inż. Krzysztof Stypuła, prof. PK
Politechnika Krakowska
Wydział Inżynierii Lądowej
Instytut Mechaniki Budowli


ROZWÓJ KOMUNIKACJI PODZIEMNEJ
Metro czy premetro w Krakowie?

Tezy wystąpienia na

Małopolskiej Konferencji

JAK POKONAĆ KORKI W KRAKOWIE
1. Wstęp

Bolączką polskich miast jest brak przyszłościowych rozwiązań komunikacyjnych:



  • nieśmiało sięga się po wielopoziomowe rozwiązania skrzyżowań; zdarza się, że w imię fałszywie rozumianej oszczędności przebudowuje się wielokrotnie skrzyżowanie, aby po latach dojść do przekonania, że jedynym rozwiązaniem jest skrzyżowanie wielopoziomowe.

  • jeszcze rzadziej po tunele komunikacyjne, podziemne odcinki szybkiego tramwaju czy wreszcie tunele premetra lub metra.

Metro to potoczne określenie (od ang. Metropolitan Railway) szybkiej kolei miejskiej, z niezależnym całkowicie lub częściowo, podziemnym korytarzem. Charakteryzuje się wagonami jeżdżącymi pojedynczo lub w układach wielowagonowych, rozwijającymi wysoką prędkość i osiągającymi duże przyspieszenia, na torach oddzielonych od innego typu ruchu specjalną sygnalizacją.

Jednym z argumentów przeciwników metra w Krakowie jest niewystarczająca liczba mieszkańców. Tymczasem z liczbą ponad 754 tysięcy mieszkańców w obrębie miasta i 1 467 tysięcy w obrębie całej aglomeracji, stanowi Kraków drugą co do liczby mieszkańców aglomerację w Polsce. Dla przykładu metro funkcjonuje w takich miastach jak:



  • Tuluza (Francja) - 358 688 osób (zespół miejski 773 tys. mieszkańców) – dane z 1990 r.

  • Bilbao (Hiszpania) - 354 tys. mieszkańców (2006), a wraz z przyległymi miejscowościami (tzw. Gran Bilbao) 950 tys., posiada szybki tramwaj EuskoTran oraz nowoczesne metro

  • Katania (Włochy) - 306 464 osoby – dane z 2004 r.

  • Kopenhaga (Dania) - 518 574 osób, a cały zespół miejski 'Wielkiej Kopenhagi' liczy 1 167 569 mieszkańców (dane na I 2009).

W miastach o charakterze zabytkowym przeciwko komunikacji podziemnej oprócz kwestii finansowych używa się także innych argumentów. Jakie są więc główne zarzuty, które stawiają przeciwnicy metra?:

  • obawy o „zmianę charakteru” miasta (dzielnicy, ulicy) po wprowadzeniu metra i zakłócenie walorów zabytku,

  • obawy o uszkodzenie budowli zabytkowych w wyniku wykopów a potem drgań wywołanych przejazdem metra,

  • wreszcie o zakłócenie stylu zabytkowego nowymi budowlami stacji.

Wszystkie te zarzuty można odeprzeć, oczywiście przy odpowiedniej aranżacji trasy metra i związanego z tym metrem budownictwa naziemnego łącznie z towarzyszącą infrastrukturą.

Wymienić można wiele miast, gdzie metro dokładnie prowadzone jest pod zabudową zabytkową, której autentyzm jest ściśle chroniony, np. Ateny, Barcelona, Bruksela, Budapeszt, Londyn, Mediolan, Norymberga, Paryż, Praga, St. Petersburg, Sztokholm, Wiedeń (Stephansplatz U1, U3)

Stacje metra w takich miastach jak Praga, Budapeszt czy Oslo są powiązane z innymi liniami komunikacyjnymi, a więc nie są odrębne - zupełnie nie wyróżniają się własna zabudową - wejścia są w pasażach ulic, bramach (np. Oslo, Praga) lub na powierzchni chodników (np. Paryż).

Technika budowy linii metra pozwala obecnie bez trudności uniknąć kolizji z istniejącą zabudową podziemną (np. głębokie piwnice, kanały miejskie) lub przekraczaniem przeszkód typu ciągów wodnych (rzeki, kanały) lub sąsiedztwo słabo posadowionych obiektów zabytkowych.



2. Ochrona budynków i ludzi przed drganiami

2. 1. Techniczne sposoby obniżenia poziomu drgań generowanych przez metro

Wpływ drgań na budynki i ludzi w budynkach jest jednym z głównych problemów ochrony środowiska związanych z komunikacją podziemną (rys. 1).


Rys. 1. Schemat przenoszenia się drgań na budynki


Zasady diagnostyki i kryteria ocen wpływu drgań na konstrukcję budynków i na ludzi w nich przebywających zawarte są w dwu polskich normach opracowanych w Instytucie Mechaniki Budowli Politechniki Krakowskiej:

  • PN-B-02170:1985. Ocena szkodliwości drgań przekazywanych przez podłoże na budynki.

  • PN-B-02171:1988. Ocena wpływu drgań na ludzi w budynkach.

Harmonogram działań jakie należy podejmować w zakresie ochrony środowiska przed drganiami w przypadku inwestycji infrastruktury transportowej (komunikacyjnej) przedstawiono na rys. 2.

Rys. 2. Harmonogram prac z zakresu ochrony przed drganiami w przypadku inwestycji z zakresu infrastruktury transportowej
Podstawowym i najbardziej skutecznym sposobem jest ograniczenie emisji w źródle drgań, m.in.:

  • dobór taboru szynowego o niskiej dynamiczności,

  • utrzymywanie właściwego stanu technicznego kół pociągów metra (reprofilacja kół) w powiązaniu z kontrolą tego stanu,

  • utrzymywanie właściwego stanu technicznego torów (zlikwidowanie nierówności szyn) w powiązaniu z kontrolą tego stanu,

  • tam gdzie to konieczne wprowadzenie wibroizolacji w konstrukcji nawierzchni szynowej.

W metrze warszawskim prowadzony jest monitoring drgań w trzech wybranych budynkach (rys. 3). System monitoringu opracowany pod kierunkiem autora pozwala eliminować z eksploatacji zniekształcone koła wywołujące nadmierny poziom drgań (rys. 4). Na rys. 4 widoczny jest spadek poziomu drgań generowanych przejazdami pociągu Y po reprofilacji (przetoczeniu) kilku zestawów kołowych znajdujących się w najgorszym stanie pod względem geometrii kół.

Rys. 3. Schemat systemu monitoringu drgań w metrze warszawskim


Rys. 4. Rozkład wyników analiz wpływu na ludzi (wartości skutecznych przyspieszeń - RMSmax) drgań w monitorowanym budynku podczas przejazdów pociągu Y


Wibroizolacja nawierzchni szynowych w tunelach polega na stosowaniu rozwiązań bezpodsypkowych wykorzystujących materiały wibroizolacyjne w miejscu mocowania szyny oraz na stosowaniu mat wibroizolacyjnych pod płytami podtorowymi. Aby można było w Polsce zastosować jakikolwiek system rozwiązania nawierzchni kolejowej a więc także nawierzchni metra musi on posiadać dopuszczenie do stosowania wydawane przez Urząd Techniki Kolejowej. Obecnie takie dopuszczenie mają dwa nowoczesne rozwiązania bezpodsypkowych nawierzchni szynowych:

  • system „szyny w otulinie” - ERS (Embedded Rail System) znany też jako „szyna pływająca”, oparty na wykorzystaniu materiału wibroizolacyjnego w postaci mas zalewowych (rys. 5),

  • system „bloku w otulinie” – EBS (Embedded Block System), w którym blok z zamocowaną szyną odizolowany jest od płyty torowej podkładką wibroizolacyjną oraz po bokach wibroizolacyjną masą zalewową (rys. 6).


Rys. 5. Schemat systemu ERS


Rys. 6. Schemat podpory blokowej w systemie EBS EDILON (wg materiałów firmy TINES SA) 1- otulina bloku, masa zalewowa Edilon Corkelast, 2 – prefabrykowane gniazdo bloku podporowego, 3 – betonowy blok podporowy, 4 - sprężysta podkładka wibroizolacyjna Edilon Resilient Strip


Oba te systemy często są stosowane w połączeniu z wibroizolacyjnymi matami podtorowymi, co zwiększa ich skuteczność wibroizolacyjną (rys. 7).

Rys. 7. dwustopniowa wibroizolacja złożona z systemu EBS oraz maty wibroizolacyjnej


Rys. 8. Przykład wibroizolacji toru w metrze w Madrycie


Rys. 9. System EBS Edilon w metrze w Madrycie



Rys. 10. System ERS Edilon w metrze w Madrycie



Rys. 11. Metro w Madrycie - ruchoma platforma peronu na podnośnikach umożliwia wjazd samochodów służb ratunkowych do tunelu


Rys. 12. Tunel ratunkowy umożliwiający służbom ratunkowym wjazd do tunelu metra w Madrycie



2.2. Projektowanie wibroizolacji nawierzchni metra na bielańskim odcinku I linii metra w Warszawie
Bielański odcinek warszawskiego metra obejmuje tunele szlakowe B21, B22 i B23 oraz stacje A21, A22 i A23 (rys. 13). W strefie oddziaływań dynamicznych metra (40 m) znalazło się 129 budynków, z których 36 wybrano jako reprezentatywne.


Rys. 13. Schemat odcinka objętego badaniami i projektowaniem nowej nawierzchni

Wykonano inwentaryzację stanu technicznego konstrukcji wszystkich budynków (z fotograficzną dokumentacją uszkodzeń), a następnie w budynkach reprezentatywnych wykonano kolejno:



  • pomiary tła dynamicznego,

  • prognozę wpływu drgań na budynek i ludzi przebywających w budynku.

Ponieważ w znacznej liczbie budynków prognozowany poziom wpływu drgań na ludzi był zbyt wysoki (znaczne przekroczenia progu odczuwalności drgań przez ludzi) zaprojektowano w tunelu na odcinkach gdzie usytuowane są te budynki nową nawierzchnię bezpodsypkową: system EBS EDILON + maty wibroizolacyjne (rys. 14).

Rys. 14. Przekrój warstw nawierzchni (wg dokumentacji B.P. METROPROJEKT)


Bloki systemu EBS EDILON o symbolu EBS LR 60E1-MS to system konstrukcji toru dla LRT (Light Rail Traffic) tzn. lekkich kolei (także metra i tramwaju), czyli dla pojazdów o nacisku osiowym do 160 kN.

Dla tak przyjętej konstrukcji tunelu i nawierzchni wykonano prognozy wpływu drgań na budynki i ludzi w budynkach w odniesieniu do wszystkich budynków reprezentatywnych, przyjmując model propagacji drgań z tunelu przedstawiony na rys. 15.



Rys. 15. Model propagacji drgań z tunelu do budynku


Obliczenia wykonano dla wariantu bez maty oraz z matami o różnych parametrach i grubościach, oferowanych przez producenta. W efekcie tych obliczeń na płycie dennej umieszczono maty wibroizolacyjne SEDRAPUR o grubościach 25 i 37 mm (zależnie od wyników obliczeń) a w strefach przejściowych także 12, 20 i 32 mm.

Dla przykładu na rys. 16 i 17 przedstawiono jeden z analizowanych budynków K-61 oraz model obliczeniowy tego budynku.


Rys. 16. Analizowany budynek K-61



Rys. 17. Model obliczeniowy budynku K-61


Prognozowany wpływ drgań pionowych na ludzi przebywających na parterze budynku K-61 podczas przejazdu metra (w przypadku zastosowania maty wibroizolacyjnej o grubości 25 mm) przedstawiono na rys. 18 a wyniki pomiarów porealizacyjnych na rys. 19.

Rys. 18. Prognozowany wpływ drgań pionowych na ludzi przebywających na parterze budynku K-61 podczas przejazdu metra (grubość maty 25 mm)


Rys. 19. Najniekorzystniejszy pomierzony wpływ drgań pionowych na ludzi przebywających na parterze budynku K-61 podczas przejazdu metra


Pomiary porealizacyjne wykazały, że we wszystkich budynkach poziom drgań jest nieodczuwalny dla konstrukcji budynków oraz dla ludzi w nich przebywających.
3. Koszty

Głównym, a właściwie jedynym problemem są koszty. Wykonywane są ekonomiczne kalkulacje,


z których wynika na ogół, że transport naziemny jest tańszy inwestycyjnie i w eksploatacji.

Zwykle jednak kryteria takich analiz nie uwzględniają okoliczności trudno wymiernych finansowo:



  • czas i wygoda przejazdu,

  • bezpieczeństwo i niezawodność,

  • ułatwienie funkcjonowania całego układu transportowego

  • podniesienie efektywności działalności gospodarczej mieszkańców

czynniki te w sposób pośredni podnoszą efekty ekonomiczne.

Koszty budowy bielańskiego odcinka I linii metra:



  • budowa odcinka obejmującego tunele szlakowe B20 łączące stację Marymont ze stacją Słodowiec (długość 874,36 m) oraz samą stację A20 Słodowiec - 241 901 534,12 zł brutto,

  • budowa tuneli B21 (773,3 m) i B22 (655 m) oraz stacji A21 Stare Bielany (182,5 m) i A22 Wawrzyszew (149 m) - 217 697 410 zł brutto,

  • budowa tunelu B23 (669 m) i stacji A23 Młociny (142,0 m, tory odstawcze - tunel trzynawowy o długości 295,67 m) wraz z węzłem komunikacyjnym - 296 947 986 zł brutto.

Obecnie rozpoczęto budowę centralnego odcinka II linii metra (rys. 20), łączącego Rondo Daszyńskiego z Dworcem Wileńskim o długości ok. 6 km, przewidziano 7 stacji: Rondo Daszyńskiego, Rondo ONZ, Świętokrzyska, Nowy Świat, Powiśle, Stadion i Dworzec Wileński. Koszt brutto 4.117.500.000, 00 zł w tym koszt przejścia tunelem pod Wisłą oraz wykonania łącznika między I i II linią metra.

Rys.20. Schemat I i II linii metra w Warszawie



4. Walory eksploatacyjne metra

Przyjrzyjmy się I linii metra w Warszawie:



  • długość linii 22,7km,

  • 21 stacji,

  • średnia odległość między stacjami 1080m,

  • w godzinach szczytu 32 pociągi w ruchu co 2min 50sek,

  • poza szczytem 23 pociągi co 3min 50sek,

  • w soboty 18 pociągów co 4min 50sek,

  • w niedziele 15 pociągów co 5min 50sek,

  • czas przejazdu linii ok. 38min z prędkością komunikacyjną ok. 36km/h.



Rys. 21. I linia metra w Warszawie - roczne przewozy pasażerów (wg danych Metra Warszawskiego


sp. z o.o.)
Przewaga metra nad szybkim tramwajem:

  • prędkość eksploatacyjna co najmniej dwukrotnie większa,

  • uniezależnienie od warunków atmosferycznych,

  • działanie niezależne od transportu powierzchniowego,

  • częstotliwość kursowania i większa niezawodność,

  • komfort i większe bezpieczeństwo podróżowania (obszar monitorowany, mniejsze narażenie na działania złodziei, żebraków, ulicznych grajków itp.),

  • zachęta do rezygnacji z poruszania się samochodem,

  • uaktywnienie parkingów w systemie „park & ride”,

  • podniesienie atrakcyjności i aktywności ekonomicznej terenów przyległych.


5. Podsumowanie

Na zakończenie warto sobie zadać pytanie: Czy metro w Krakowie to mrzonka czy przejaw realizmu?

Odpowiadając należy brać pod uwagę następujące tezy:


  • Problemów komunikacyjnych w centrum Krakowa nie da się rozwiązać sensownie na powierzchni a dalsze administracyjne ograniczanie komunikacji indywidualnej jest „drogą do nikąd”




  • Metro dałoby mieszkańcom Krakowa i osobom przyjezdnym alternatywę w postaci sprawnego środka komunikacji zbiorowej w centrum zamiast komunikacji indywidualnej – konieczna jest zmiana sposobu myślenia o komunikacji: stworzenie możliwości wyboru porównywalnie wygodnego środka komunikacji zbiorowej zamiast administracyjnych ograniczeń ruchu




  • Jeżeli nie będzie się już dzisiaj przewidywać w planach zagospodarowania przestrzennego możliwości budowy metra to utrudnimy jego realizację w przyszłości




Niełatwo jest udzielać mądrych rad, lecz jeszcze trudniej
umieć ich słuchać i do nich się zastosować.

  Mikołaj Gogol






©absta.pl 2016
wyślij wiadomość

    Strona główna