V oblasti železničních staveb nabývá ocelový pražec, vedle již používaných dřevěných a betonových pražců, opět na důležitosti. Od betonového a především od dřevěného pražce odlišuje ocelový pražec dlouhá životnost. Pro budoucnost je ocel důležitá také díky své recyklovatelnosti.
Těleso pražce se skládá ze dvou hlavních nosníků představujících základní tvar písmene Y. Na spodním konci tohoto Y jsou nosníky navzájem spojeny. Aby na obou „horních“ koncích Y vznikla podobná situace pro uložení, je zde každý z obou nosníků doplněn jedním vedlejším nosníkem. Ocelový pražec Y lze vyrábět pro různé vzdálenosti upevňovacích bodů, a to 600 mm nebo 650 mm.
Spojení obou hlavních nosníků, příp. spojení hlavního a vedlejšího nosníku, se provádí pomocí horního a spodního příčného ztužidla. Spodní ztužidla jsou tvořena ocelovým úhelníkem o rozměrech 100 × 50 × 100 mm na horním konci pražce Y a 100 × 50 × 300 mm na spodním konci pražce. Přenášejí velkou část příčných sil z pražce do štěrkového lože. Pro upevnění kolejnic na ocelové pražce Y se používá upevnění S 15 (obr. 2), které se skládá z hmoždinky, vložky, podložky, vnitřní a vnější vodicí desky, pružné svěrky a vrtule.
Potřebný sklon kolejnice (1 : 40, 1 : 20) je zajištěn podložkou Zwp. Kolejnice se upevňují uprostřed ve volném prostoru mezi nosníky. Upevnění kolejnice se provádí pružnými svěrkami Skl 14. Pružné svěrky se upínají zatočením šroubu do hmoždinky. Uspořádání ocelového pražce Y přináší úspory (obr. 3), neboť při stejném rozdělení pražců (např. 10 000 mm / 600 mm = 16,67 kusů na 10 m koleje) lze redukovat štěrk za hlavou pražce Y ze 40 na 30 cm. Kromě toho je ocelový pražec Y oproti příčnému pražci kratší, což vede k další redukci šířky příčného řezu, a tím pádem k snížení potřebného množství štěrku.
Ocelové pražce Y jsou dle TPD, platných pro ČR od srpna 2008, určeny především pro koleje méně zatížené a koleje regionálních drah. Ocelové pražce Y je možno v železničních drahách ČR použít v kolejích 5. a 6. řádu s rychlostí V ≤ 80 km/h. Konstrukce je určena pro kolejnice tvaru S 49 (S 49 E 1), případně i jiných tvarů, například UIC 60 (60 E 1, 60 E 2) nebo R65. Na pražcích je možno pomocí vodicích vložek upravovat rozchod koleje v rozmezí 1 431 mm až 1 451 mm. V případě potřeby zřízení většího rozšíření rozchodu koleje je možno objednat atypický pražec.
Vkládání železničního svršku s pražci Y je možné montáží pražců v ose nebo pokládkou předem namontovaných kolejových polí, zpravidla na inventárních kolejnicích. Vzhledem k tomu, že pražce mají vysoký příčný odpor proti posunutí, je nutné při jejich pokládce dodržet přesnost jejich polohy vzhledem k ose koleje s tolerancí do +30 mm. Při prvním podbití by měl být zdvih koleje 30 až 40 mm a úprava směru koleje menší než 10 mm. Při druhém podbití by měl být zdvih koleje menší než 30 mm a úprava směru menší než 10 mm. Při třetím podbití by měl být zdvih koleje do 15 mm a úprava směru do 10 mm. Na podbíjení této atypické konstrukce se přednostně nasazuje automatická strojní podbíječka (ASP) s nesymetrickými podbíjecími skříněmi.
První zkušební úsek s pražci Y v České republice byl zřízen v roce 2003 na železniční trati Jindřichův Hradec - Horní Cerekev. Jednalo se o jednokolejný traťový úsek o délce 548 m. V roce 2005 byl tento úsek rozšířen na celkovou délku 1 884 m při použití technologie pokládky kolejových polí pomocí stroje DESEC. V létě roku 2006 byly rekonstruovány dva souvislé úseky o délkách 342 a 365 m na meziměstské tramvajové trati Liberec - Jablonec nad Nisou. Pokládka probíhala v ose pomocí traktor-bagru. V současné době je používán úzký rozchod, v budoucnu je počítáno s přechodem na rozchod klasický. V září 2007 byl položen zkušební úsek v Liberci na trati Liberec-Tanvald v délce 327 m. Zřízení bezstykové koleje (BK) na poloměru 150,5 m proběhlo v režimu zkušebního a ověřovacího úseku. Měření prokázala oprávněný požadavek na aktualizaci předpisu ČD S3/2 Bezstyková kolej ve smyslu snížení minimálního směrového poloměru na hodnotu 150 m při použití kolejového roštu s ocelovými pražci Y bez nutnosti dalších opatření. Tato možnost se týká koleje 5. a 6. řádu kategorie regionálních drah. K dnešnímu dni je zřízeno téměř 140 km tratí s ocelovými pražci Y (tab. 1, obr.).
Je jasné, že tyto pražce neohrozí dnešní postavení klasických pražců (zejména železobetonových), ale své místo s ohledem na jejich výše uvedené výhody na projektantských prknech rozhodně mají. Pražce Y jsou použitelné pro všechny typy kolejí a tratí od tramvajových přes ozubnicové až po vysokorychlostní, a to bez ohledu na jejich rozchod, což je dáno jejich flexibilitou. Osmdesátiprocentní navýšení ceny pražce je vyváženo jeho dlouhou životností (cca 50 let), menší měrnou spotřebou (803 ks/km) oproti běžným pražcům a menšími nároky na šířkové uspořádání. Ekologičnost těchto pražců je dána jejich recyklovatelností, což u železobetonových pražců není možné.
Historicky bývaly první pražce kamenné bloky na koněspřežné dráze Českých Budějovic-Linec, později následovala výroba z oceli. Dnes nejvíce používané betonové pražce nahrazují dřevěné i ocelové pražce nejen z důvodu nedostatku vhodného tvrdého dřeva a elektrické vodivosti pražců ocelových, ale také díky své vyšší hmotnosti a delší životnosti. Betonové pražce se vyrábějí z předpjatého betonu s vložkami pro upevnění vrtulí; existuje mnoho typů, včetně PB2, SB8 a B91S jako aktuálního standardu.
Celkové srovnání ukazuje, že ocelové pražce Y poskytují lepší tuhost a delší životnost, zatímco betonové a dřevěné pražce zůstávají široce používané podle zatížení a specifik tratě. Výrobní technologie výhybkových pražců využívají moderní předpjatý beton a princip tzv. přikotvování u výhybek, zatímco podélné a příčné ztužidla zajišťují stabilitu roštu. Přínosy pražců Y se projevují v nižších nárocích na štěrkové lože a v možnosti širšího rozšíření rozchodu, pokud je to potřeba.
Typy pražců a jejich použitelnost
Betonové pražce se dělí na klasické ploché a s různými sklony, dělené pražce a výhybkové. Dřevěné pražce zůstávají standardem v mnoha světových kolejích, avšak jejich výhody a nevýhody jsou pečlivě srovnávány s novějšími materiály. Ocelové pražce se v současnosti vyskytují hlavně v průmyslových kolejích a v elektrických kolejových obvodech, a jako výhybkové pražce.
V textu EN 13230-1:2016 je popsána role betonových příčných a výhybkových pražců jako součásti kolejového roštu, která má zajistit přenos zatížení do kolejového lože a definovat průběh zkoušek pro potvrzení trvanlivosti a odolnosti proti opotřebení.
Betonové pražce bývají rozdělovány podle typu a sklonu povrchové plochy, zatímco ocelové pražce představují alternativu pro specifické provozní a ekonomické podmínky. Dřevěné pražce vyžadují impregnaci a mohou být ovlivněny dostupností tvrdého dřeva, což často vede k hledání náhradních materiálů.
Podstatné je, že pražce Y umožňují velikou variabilitu rozchodu a kompatibilitu s různými typy kolejnic, což z nich činí atraktivní volbu pro projekty s cílem zvýšit tuhost roštu a snížit nároky na štěrkové lože. Při nasazení ve spojení s vhodnými podkladnicemi a upevňovacími prvky lze dosáhnout požadované pevnosti a spolehlivosti v rámci různých kategorií tratí a rychlostí.
Technické shrnutí klíčových údajů
- Rozteč upevňovacích bodů: 600 mm nebo 650 mm.
- Podpůrné nosníky tvaru Y s horním a spodním ztužením.
- Upevňovací prvky: S 15, Zwp, pružné svěrky Skl 14.
- Možnost rozchodu 1 431-1 451 mm a případně atypický pražec.
- Využití na tratích 5. a 6. řádu k V ≤ 80 km/h (ČR).
- Životnost kolem 50 let a recyklovatelnost jako klíčová výhoda.
První zkušební úseky a postupy ukazují, že nasazení ocelových pražců Y je možné i na regionálních tratích a že v rámci projektů koridorů lze dosáhnout výrazných úspor a lepší geometrie kolejového roštu. Je zřejmé, že tyto pražce nenahradí zcela tradiční typy, ale upevňují jejich roli v moderní železnici díky své robustnosti, recyklovatelnosti a flexibilitě.