szukaj
Strona główna Bieżący numer Artykuły Wydawnictwo Giełda Kontakt
MEDIA SKI

Login:

Hasło:

2009-11-13 11:47:28

Forum miast narciarskich

2009-09-30 13:17:53
Sezonowa prognoza pogody


2009-04-17 17:06:59
INTERALPIN
Insbruk zaprasza na targi

2009-03-26 11:51:37
Wywiercą dziurę w Kasprowym Wierchu?


2009-03-25 10:09:17
Konferencja prasowa Justyny Kowalczyk w Szklarskiej Porębie


 



mgr inż. Andrzej Jerzy Laszczyk                      PKL Zakopane
dr hab. inż. Marian Wójcik, prof. AGH               AGH Kraków
dr inż. Tomasz Rokita                                           AGH Kraków


Modernizacja napowietrznej kolei linowej
„Kasprowy Wierch” w Zakopanem


1. 70 lat kolei linowej „Kasprowy Wierch”

Napowietrzna kolej linowa „Kasprowy Wierch” jest najstarszą koleją linową w Polsce. Jest to kolej wybudowana wg projektu opracowanego przez firmę Bleichert. Zgodnie z nazewnictwem stosowanym obecnie w kolejach linowych jest to napowietrzna kolej dwulinowa o ruchu wahadłowym. Budowę tej kolei rozpoczęto 1 sierpnia 1935 r., a już 26 lutego 1936 r. kolej ruszyła na pierwszym odcinku z Kuźnic do Myślenickich Turni. Pierwszy wagonik dojechał na szczyt Kasprowego Wierchu 15 marca 1936 r. Tempo budowy było imponujące: tylko 227 dni! Od tego dnia przez kolejne 70 lat na Kasprowy Wierch wyjechało ponad 38 mln pasażerów.

Kolej ta posiadała po dwa wagoniki na każdym z odcinków. Każdy z nich mógł pomieścić 33 pasażerów i konduktora. Prędkość jazdy wynosiła 5 m/s, co pozwalało uzyskać zdolność przewozową ok. 180 osób/godz. Kolej ta pokonywała odległość 4291,59 m (obydwa odcinki) i różnicę poziomów 936 m (również obydwa odcinki), co stawiało ją wówczas na trzecim miejscu na świecie pod względem długości trasy.

Kolej ta umożliwia korzystanie z tras narciarskich w dwóch kotłach, tj. Goryczkowym i Gąsienicowym, jak również przejazd do Kuźnic nartostradami o łącznej długości ponad 11 km.

2. Potrzeba i zakres modernizacji

2.1. Powody modernizacji

W dniu wejścia Polski do Unii Europejskiej sytuacja w zakresie projektowania, wytwarzania i oddawania do eksploatacji urządzeń kolei linowych zmieniła się zasadniczo. Dyrektywą wiodącą dla tych urządzeń jest Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady Unii Europejskiej 2000/9/WE z dnia 20 marca 2004 r., odnosząca się do urządzeń kolei linowych przeznaczonych do przewozu osób, ostatecznie przyjęta przez Parlament i Radę dnia 3 maja 2004 r. do stosowania we wszystkich 25 krajach członkowskich Wspólnoty oraz w Islandii, Lichtensteinie i Norwegii [1]. Dyrektywa zawiera zasadnicze wymogi, dotyczące bezpieczeństwa ludzi, ochrony zdrowia, ochrony środowiska naturalnego i ochrony konsumentów, które mają zastosowanie w odniesieniu do urządzeń kolei linowych, podzespołów i elementów instalacji oraz elementów systemów zabezpieczeń. Szczegółowe wymagania techniczne zostały sprecyzowane w zestawie norm zharmonizowanych z dyrektywą. Polska praktycznie równocześnie przyjęła do stosowania wszystkie normy zharmonizowane z dyrektywą, a ustanowione przez Europejski Komitet Normalizacji (CEN) oraz Europejski Komitet Normalizacyjny Elektrotechniki (CENELEC).

Pomimo tego, że przedstawione wyżej wymagania odnoszą się do urządzeń nowobudowanych lub modernizowanych, to jednak nierozsądne byłoby ignorowanie najważniejszych wymagań, które decydują o bezpieczeństwie kolei.

Mając powyższe na uwadze oraz 70-letni okres intensywnej eksploatacji i przestarzałą (jak na dzisiejsze czasy) technologię kolei, zdecydowano o przeprowadzeniu jej poważnej modernizacji.

2.2. Zakres modernizacji

Kolej linowa „Kasprowy Wierch” leży w obszarze Tatrzańskiego Parku Narodowego, dlatego też wszelkie plany modernizacyjne były uzgadniane z Dyrekcją Parku. Na podstawie osiągniętych porozumień ustalono następujące podstawowe warunki modernizacji kolei:

-          zachowanie systemu dwóch odcinków kolei,

-          zachowanie tej samej liczby podpór oraz miejsca ich lokalizacji,

-          zachowanie usytuowania napędów (Myślenickie Turnie),

-          zachowanie istniejącej kubatury budynków stacyjnych,

-          zdolność przewozową kolei nie większą niż 360 osób/godz. w okresie zimowym i 180 osób/godz. (czyli jak sprzed modernizacji) w okresie letnim.

Dla spełnienia tych wymagań podstawowych oraz innych wynikających z problemów technicznych eksploatacji (np. możliwość eksploatacji przy prędkościach wiatru do 20 m/s) opracowano projekt modernizacji, którego najbardziej istotne rozwiązania przedstawiono w dalszej części artykułu.

Z uwagi na późniejszy niż wcześniej zakładano termin uzyskania prawomocnego pozwolenia na budowę (koniec lipca 2006) zdecydowano się podzielić inwestycję na dwa etapy:

-          I etap - okres od sierpnia do grudnia 2006 – obejmował wykonanie fundamentów podpór kolei (wykonano fundamenty 5 podpór oraz drobne prace przygotowawcze w stacjach),

-          II etap - okres od maja do grudnia 2007 – obejmował wykonanie pozostałych prac.

Pomiędzy tymi etapami, czyli w sezonie zimowym 2006/2007 kolej była normalnie eksploatowana.

3. Rozwiązania techniczne głównych zespołów nowej kolei linowej „Kasprowy Wierch”
3.1. Liny
3.1.1. Liny nośne

Dla zabezpieczenia pracy kolei w warunkach silnego wiatru (do 20 m/s) przyjęto system kolei dwulinowej z dwoma linami nośnymi na każdym toku. Wprowadzono też odmienny od dotychczasowego system napinania tych lin – napięcie stałe. Na każdym z końców lina nośna jest zamocowana na bębnie (rys. 3) z zapasem kilku zwojów. System ten posiada szereg zalet w stosunku do tradycyjnego napinania ciężarowego, a mianowicie:

- większa odporność na działanie wiatru,

- wyeliminowanie układów napinających liny nośne i problemów z ich eksploatacją,

- brak elementów łączących w układach napinania lin nośnych,

- brak ciężarów napinających liny nośne i szybów dla nich,

- łatwiejsze kotwienie lin nośnych w stacjach dolnych, co w przypadku KL „Kasprowy Wierch” dało możliwość wykorzystania istniejących szybów napinających.

Do wad napinania stałego lin nośnych należy zaliczyć:

- wykonanie dodatkowych bębnów w stacjach górnych obu odcinków,

- nieco większe średnice lin nośnych i napędowych w porównaniu z napinaniem ciężarowym.


Poniżej zestawiono podstawowe parametry lin nośnych:

- konstrukcja:  lina o konstrukcji zamkniętej VV2,

- średnica liny                                     45 mm,

- masa jednostkowa                            11,52 kg/m,

- średnia wytrzymałość drutu               1770 MPa,

- gwarantowana siła zrywająca             2135 kN,

- współczynnik bezpieczeństwa           powyżej 3,15.

Na obu odcinkach zastosowano te same konstrukcje lin nośnych.

3.1.2. Liny napędowe

Jako liny napędowe zastosowano liny dwuzwite splotkowe typu Filler z drutami deformowanymi w warstwie zewnętrznej. Do zalet tych lin należy zaliczyć gładką powierzchnię, która zmniejsza straty tarcia w trakcie przewijania oraz zwiększa odporność na ścieranie. Ze względu na wyrównanie naprężeń w procesie wykonywania splotek deformowanych trwałość tych lin jest kilkakrotnie wyższa od typowych lin dwuzwitych. Należy też zwrócić uwagę na bardzo stabilne własności sprężyste tych lin (niewielkie wydłużenia w czasie eksploatacji), co jest bardzo pożądaną cechą w kolejach linowych.

Poniżej zestawiono podstawowe parametry lin napędowych:

                                                                                  Odcinek I                    Odcinek II

-          konstrukcja                                                            6´25 FW deformowana

-          średnica liny                                                       30 mm                         32 mm

-          masa jednostkowa                                              3,57 kg/m                    4,08 kg/m

-          średnia wytrzymałość drutu                                                 1770 MPa

-          gwarantowana siła zrywająca                                  632 kN                       721 kN

-          powierzchnia liny                                                              ocynkowana

-          współczynnik bezpieczeństwa                                            powyżej 5,0.

3.1.3. Liny odciążne

Jako liny odciążne (zamykające pętle lin napędowych) zastosowano liny dwuzwite splotkowe Seale (odcinek I) oraz typu Filler z drutami deformowanymi w warstwie zewnętrznej (odcinek II).

Poniżej zestawiono podstawowe parametry lin napędowych:

                                                                                  Odcinek I                    Odcinek II

-          konstrukcja                                                        6´19 S                        6´25 FW deformowana

-          średnica liny                                                       25 mm                         30 mm

-          masa jednostkowa                                              2,21 kg/m                    3,57 kg/m

-          średnia wytrzymałość drutu                                 1860 MPa                   1770 MPa

-          gwarantowana siła zrywająca                                415 kN                       632 kN

-          powierzchnia liny                                                              ocynkowana

-          współczynnik bezpieczeństwa                                           powyżej 5,0

3.2. Pojazdy

Dla zwiększenia zdolności przewozowej kolei i poprawy komfortu jazdy pasażerów dla nowej kolei zaprojektowano kabiny dla 60 osób i konduktora (rys. 4). Po obu stronach kabiny zamontowane są podwójne drzwi przesuwne uruchamiane ręcznie. Kabiny posiadają panoramiczne przeszklenie umożliwiające pasażerom podziwianie Tatr. Wszystkie szyby wykonane są przyciemnianego szkła akrylowego.

Kabiny są zawieszone na linach nośnych za pomocą wózka jezdnego. Wózek ten dzięki 16-krążkowemu (krążki z wykładziną gumową) podparciu i równoramiennym podwójnym wahaczom zamocowanym elastycznie posiada wystarczającą zdolność pokonywania krzywizn przy przejeździe przez podpory. Pomiędzy dźwigarami głównymi a zawieszeniem rurowym kabiny zamontowane jest urządzenie do tłumienia wychyleń wzdłużnych kabiny. Każdy wózek wyposażony jest w hamulec wagonowy, który może być uruchomiony w sytuacji zagrożenia bezpieczeństwa pasażerów.

Poniżej zestawiono podstawowe parametry pojazdów:

-          masa własna                       4500 kg

-          masa użyteczna                  60´80 = 4800 kg

-          liczba krążków jezdnych      16 sztuk

-          powierzchnia na osobę         0,2 m2

3.3. Konstrukcje wsporcze na trasie kolei

Zgodnie z założeniami modernizacyjnymi nowe podpory musiały być zlokalizowane w tych samych miejscach, co stare. Warunek ten zdeterminował liczby podpór do 3 sztuk na każdym odcinku. Postanowiono wykorzystać także przy budowie fundamentów nowych podpór istniejące już fundamenty starych. Nowe podpory są nieco wyższe od starych, a ponieważ są usytuowane w tych samych miejscach, niejako je „obejmują” (rys. 5).

Ze względu na przyjęte warunki techniczne budowy podpór nowej kolei Kasprowy Wierch, nowe podpory kolei miały być usytuowane w tych samych miejscach, w których znajdowały się stare podpory. Warunek ten pociągnął za sobą konieczność opracowania takiej technologii wzmocnienia fundamentów, aby w czasie ich wykonywania i po zakończeniu budowy kolej mogła normalnie funkcjonować na „starych” podporach. Założenie to mogło być brane pod uwagę, ponieważ rozstaw stóp nowych podpór jest większy niż rozstaw stóp podpór dotychczasowych. Powstała więc koncepcja wykorzystania i połączenia części „starych” fundamentów z nową konstrukcją. Dla zapewnienia dostatecznej stateczności fundamentów trasowych oraz dla obniżenia znacznej objętości nowych fundamentów postanowiono zastosować mikropale kotwiące firmy TITAN POLSKA (rys. 6). Zaproponowane rozwiązanie pozwala na znaczne zmniejszenie objętości żelbetu koniecznego do wykonania wzmocnionych fundamentów. Natomiast wykonanie mikropali TITAN w „starej” części fundamentów pozwoliło je dodatkowo zabezpieczyć na czas wykonywania robót fundamentowych.

3.4. Stacje kolei
3.4.1. Stacja dolna - Kuźnice

W stacji dolnej zlokalizowane są bębny kotwiące lin nośnych oraz urządzenie do napinania liny napędowej. Bębny kotwiące lin nośnych zostały umieszczone w istniejącym szybie ciężaru napinającego. Schemat stacji wraz z rozmieszczeniem podstawowych podzespołów przedstawiono na rys. 7.

Z uwagi na szersze kabiny i na poprawę komfortu odprawy pasażerów na wszystkich stacjach istniejący peron środkowy zastąpiono peronem przesuwnym (rys. 8). Lina nośna w stacji podparta jest na tzw. siodle linowym. Siodło zabezpiecza również stabilne położenie kabiny w rejonie stacji i w połączeniu z peronem przesuwnym umożliwia wsiadanie na równej płaszczyźnie. Stabilne położenie podłogi kabin względem płaszczyzny peronu umożliwia bardzo wygodne wchodzenie i wychodzenie z kabin oraz wjazd wózków osób niepełnosprawnych.

3.4.2. Stacja pośrednia - Myślenickie Turnie

W stacji pośredniej (podobnie jak dotychczas) umieszczone są napędy obu odcinków kolei. Bębny do kotwienia i magazynowania lin nośnych umieszczone są na tylnej części budynku. Podobnie jak w przypadku stacji dolnej zastosowano peron przesuwny.

Podobnie jak w przypadku odcinka I bębny kotwiące liny nośne umieszczone zostały w istniejącym szybie ciężaru napinającego. Siodła stacji zamocowane są od strony wjazdu na portalu stalowym, a druga strona zamocowana jest do konstrukcji stalowej zabudowanej w budynku.

Ze względu na większe kabiny i większą zdolność przewozową zasadniczo zmieniono tzw. ciągi komunikacyjne na wszystkich stacjach, dostosowując je do zwiększonej liczby pasażerów.


3.4.3. Stacja górna – Kasprowy Wierch

W stacji górnej zostały umieszczone następujące elementy tzw. technologii kolei:

§         kotwienie lin nośnych
           (kotwienie na bębnach w tym samym obszarze jak w starej kolei),

§         napinanie liny napędowej (napinanie ciężarowe w istniejącym szybie),

§         kompletny system kolei ewakuacyjnej dla II odcinka.

3.5. Napędy główny

Układ napędu głównego obu odcinków jest prawie identyczny i składa się z:

§         silnika asynchronicznego (o mocy 180 kW - odcinek I i 270 kW – odcinek II),

§         sprzęgła elastycznego z tarczą hamulca ruchowego,

§         przekładni zębatej walcowej o przełożeniu 23,9,

§         sprzęgła elastycznego pomiędzy przekładnią
           a wałem głównym koła napędowego,

§         koła napędowego.

Ponadto napęd główny jest wyposażony w hamulec ruchowy i hamulec główny oraz hydrauliczny agregat do sterowania hamulcami.

Lina napędowa opasuje jednorowkowe koło napędowe i skrzyżowana wprowadzona zostaje na umieszczone skośnie koła kierunkowe i dalej na trasę kolei.


Z przedstawionego powyżej zakresu modernizacji wynika, że praktycznie jest to budowa nowej kolei linowej wg najnowszych wymagań technicznych.

4. Czyżby następne 70 lat?

Poniżej w tabeli zestawiono dla porównania podstawowe parametry kolei linowej „Kasprowy Wierch” tej „starej” z 1936 r. i nowej, której budowa właśnie dobiega końca.

Parametr

Kolej „stara” z 1936 r.

Kolej po modernizacji

Odcinek I

Odcinek II

Odcinek I

Odcinek II

Długość trasy „po stoku”

2001,24 m

2290,35 m

2001,24 m

2290,35 m

Różnica wysokości

328 m

608 m

328 m

608 m

Zdolność przewozowa

ok. 180 osób/godz.

360 osób/godz.

Pojemność kabin

33 osoby + 1

60 osób + 1

Liczba podpór

3 szt.

3 szt.

3 szt.

3 szt.

Maksymalna wysokość podpory

23 m
(podpora nr 2)

30 m
(podpora nr 4)

28 m
(podpora nr 2)

32 m
(podpora nr 4)

Rozstaw toków

4,5 m

4,5 m

7,8 m *

8 m

Prędkość jazdy na trasie

5,0

5,0

7,0

8,0

Prędkość jazdy przez podpory

5,0

5,0

5,5

6,0

* Na podporze nr 1 rozstaw toków wynosi 6,9 m.

Projektując koleje dwulinowe, przyjmuje się założenie, że powinny one pracować co najmniej 50 lat. Czy nowa kolej linowa „Kasprowy Wierch” ma szansę pobić rekord czasu eksploatacji swojej poprzedniczki? Z pewnością będzie to bardzo trudne.

Literatura

1.      Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady Numer 2000/9/WE z dnia 20 marca 2004 r.

2.       „XXV lat kolei linowych w Polsce” WKiŁ Warszawa 1961 r.

3.      Pinkwart Maciej, Wojdecki Eugeniusz „Po linie do nieba” PKL 2006 r.

4.      Dokumentacja techniczna KL „Kasprowy Wierch” firmy Doppelmayr Seilbahnen AG.

5.      Wójcik Marian, Cichociński Andrzej, Kozdraś Bronisław „Opinia dotycząca możliwości funkcjonowania KL Kasprowy Wierch w ruchu osobowym po przebudowie fundamentów podpór” AGH-KTL, Kraków listopad 2006 r.

6.      www.pkl.pl - strona internetowa Polskich Kolei Linowych.

 
Powered by Webvisor Sp. z o.o.