ČESKÁ TECHNICKÁ NORMA
ICS 45.060.01 Listopad 2024
Železniční
aplikace – Aerodynamika – |
ČSN |
Railway applications – Aerodynamics –
Part 6: Requirements and test procedures for cross wind
assessment
Applications ferroviaires – Aérodynamique –
Partie 6: Exigences et procédures d’essai pour l’évaluation
de la stabilité vis-à-vis des vents traversiers
Bahnanwendungen – Aerodynamik –
Teil 5: Anforderungen und Prüfverfahren zur Bewertung von
Seitenwind
Tato norma je českou verzí evropské normy EN 14067-6:2018+A1:2022. Překlad byl zajištěn Českou agenturou pro standardizaci. Má stejný status jako oficiální verze.
This standard is the Czech version of the European Standard EN 14067-6:2018+A1:2022. It was translated by the Czech Standardization Agency. It has the same status as the official version.
Nahrazení předchozích norem
Touto normou se nahrazuje ČSN EN 14067-6+A1 (28 1901) z ledna 2023.
Národní předmluva
Změny proti předchozí normě
Proti předchozí normě dochází ke změně způsobu převzetí EN 14067-6:2018+A1:2022 do soustavy norem ČSN. Zatímco ČSN EN 14067-6+A1 z ledna 2023 převzala EN 14067-6:2018+A1:2022 schválením k přímému používání jako ČSN, tato norma ji přejímá překladem.
Informace o citovaných dokumentech
EN 14067-4 zavedena v ČSN EN 14067-4+A1:2019 (28 1901) Železniční aplikace – Aerodynamika – Část 4: Požadavky a zkušební postupy pro aerodynamiku na širé trati
EN 14363 zavedena v ČSN EN 14363 (28 0307) Železniční aplikace – Zkoušení a simulace pro schvalování železničních vozidel z hlediska jízdních vlastností – Jízdní chování a stacionární zkoušky
EN 15663 zavedena v ČSN EN 15663 (28 0360) Železniční aplikace – Definice referenčních hmotností vozidla
Souvisící ČSN
ČSN EN 1991-1-4 (73 0035) Eurokód 1: Zatížení konstrukcí – Část 1-4: Obecná zatížení – Zatížení větrem
ČSN EN 15273 (soubor) (28 0340) Železniční aplikace – Průjezdné průřezy tratí a obrysy vozidel
Vysvětlivky k textu této normy
V případě nedatovaných odkazů na evropské/mezinárodní normy
jsou ČSN uvedené v článcích „Informace
o citovaných dokumentech“ a „Souvisící ČSN“ nejnovějšími vydáními,
platnými v době schválení této normy. Při používání této normy je třeba
vždy použít taková vydání ČSN, která přejímají nejnovější vydání nedatovaných
evropských/mezinárodních norem (včetně všech změn).
Upozornění na národní poznámky
Do této normy byly ke kapitole 4, k článkům 5.4.2.3 a 5.4.4.2 a ke kapitole H.1 doplněny národní poznámky. Odkaz na národní poznámku NP2) se opakuje v kapitolách a článcích 4, 5.3.2, 5.4.2.3, 5.4.3.4, C.1, E.1, H.1, H.3.2, H.3.3 a I.1.
Vypracování normy
Zpracovatel odborného překladu: CTN ACRI – Asociace podniků českého železničního průmyslu, IČO 63832721
Technická normalizační komise: TNK 141 Železnice
Vydala: Česká agentura pro standardizaci, státní příspěvková organizace
Citované dokumenty a souvisící ČSN lze získat na e-shopu České agentury pro standardizaci, s. p. o.
Česká agentura pro standardizaci je státní příspěvková organizace zřízená Úřadem pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví na základě ustanovení § 5 odst. 2 zákona č. 22/1997 Sb., o technických požadavcích na výrobky a o změně a doplnění některých zákonů, ve znění pozdějších předpisů.
EVROPSKÁ NORMA EN 14067-6:2018+A1
EUROPEAN STANDARD
NORME EUROPÉENNE
EUROPÄISCHE NORM Červenec 2022
ICS 45.060.01 Nahrazuje EN 14067-6:2018
Železniční aplikace – Aerodynamika –
Část 6: Požadavky a zkušební postupy pro posuzování bočního větru
Railway applications – Aerodynamics –
Part 6: Requirements and test procedures for cross wind
assessment
Applications ferroviaires – Aérodynamique – |
Bahnanwendungen – Aerodynamik – |
Tato evropská norma byla schválena CEN dne 2018-03-03 a obsahuje změnu, která byla CEN schválena dne 2022-06-06.
Členové CEN jsou povinni splnit vnitřní předpisy
CEN/CENELEC, v nichž jsou stanoveny podmínky, za kterých se této evropské
normě bez jakýchkoliv modifikací uděluje status národní normy. Aktualizované
seznamy a biblio-
grafické citace týkající se těchto národních norem lze obdržet na vyžádání v Řídicím
centru CEN-CENELEC nebo u kteréhokoliv člena CEN.
Tato evropská norma existuje ve třech oficiálních verzích (anglické, francouzské, německé). Verze v každém jiném jazyce přeložená členem CEN do jeho vlastního jazyka, za kterou zodpovídá a kterou notifikuje Řídicímu centru CEN-CENELEC, má stejný status jako oficiální verze.
Členy CEN jsou národní normalizační orgány Belgie,
Bulharska, České republiky, Dánska, Estonska, Finska, Francie, Chorvatska,
Irska, Islandu, Itálie, Kypru, Litvy, Lotyšska, Lucemburska, Maďarska, Malty,
Německa,
Nizozemska, Norska, Polska, Portugalska,
Rakouska, Republiky Severní Makedonie, Rumunska, Řecka, Slovenska,
Slovinska, Spojeného království, Srbska, Španělska, Švédska, Švýcarska a Turecka.
Evropský výbor pro normalizaci European Committee for Standardization Comité Européen de Normalisation Europäisches Komitee für Normung Řídicí centrum CEN-CENELEC: Rue de la Science 23, B-1040 Brusel © 2022 CEN Veškerá
práva pro využití v jakékoliv formě a jakýmikoliv prostředky Ref. č. EN 14067-6:2018+A1:2022 E |
Strana
Evropská předmluva..................................................................................................................................................................................... 7
Úvod................................................................................................................................................................................................................ 8
1......... Předmět normy................................................................................................................................................................................. 9
2......... Citované dokumenty........................................................................................................................................................................ 9
3......... Termíny a definice............................................................................................................................................................................ 9
4......... Značky a zkratky............................................................................................................................................................................ 10
5......... Postupy a požadavky pro posuzování stability vozidel při bočním větru.............................................................................. 20
5.1...... Obecně............................................................................................................................................................................................ 20
5.2...... Použitelnost postupů k určení stability při bočním větru pro účely posuzování vozidel..................................................... 21
5.3...... Určování aerodynamických součinitelů...................................................................................................................................... 23
5.3.1... Obecně............................................................................................................................................................................................ 23
5.3.2... Prediktivní vzorec........................................................................................................................................................................... 23
5.3.3... Simulace pomocí CFD.................................................................................................................................................................. 24
5.3.4... Měření v aerodynamickém tunelu ve zmenšeném měřítku..................................................................................................... 26
5.4...... Určení odlehčení kol v důsledku bočního větru........................................................................................................................ 30
5.4.1... Obecně............................................................................................................................................................................................ 30
5.4.2... Jednoduchá metoda...................................................................................................................................................................... 30
5.4.3... Rozšířená kvazistatická metoda.................................................................................................................................................. 32
5.4.4... Časově závislá metoda MBS s použitím scénáře větru ve tvaru čínského klobouku......................................................... 35
5.5...... Způsob prezentace charakteristických křivek větru (CWC).................................................................................................... 41
5.5.1... Obecně............................................................................................................................................................................................ 41
5.5.2... Způsob prezentace CWC pro vozy na přepravu osob a lokomotivy...................................................................................... 41
5.5.3... Způsob prezentace CWC pro nákladní vozy............................................................................................................................. 43
5.6...... Požadavky....................................................................................................................................................................................... 43
5.6.1... Požadavky pro vozidla na přepravu osob a lokomotivy provozované rychlostí 250 km/h ≤ vmax ≤ 360 km/h................. 43
5.6.2... Požadavky pro vozidla na přepravu osob a lokomotivy provozované rychlostí 140 km/h < vmax < 250 km/h................. 46
5.6.3... Požadavky pro nákladní vozy...................................................................................................................................................... 46
6......... Postup pro zjišťování potřebných údajů o trati.......................................................................................................................... 46
6.1...... Obecně............................................................................................................................................................................................ 46
6.2...... Způsob záznamu údajů o trati...................................................................................................................................................... 46
6.2.1... Obecně............................................................................................................................................................................................ 46
6.2.2... Horizontální profil........................................................................................................................................................................... 46
6.2.3... Vertikální profil................................................................................................................................................................................ 47
6.2.4... Návrhová rychlost trati................................................................................................................................................................... 48
6.2.5... Stěny................................................................................................................................................................................................ 48
6.2.6... Meteorologické vstupní údaje pro popis trati............................................................................................................................. 49
6.2.7... Integrovaná databáze tratí............................................................................................................................................................ 49
6.2.8... Požadované minimální rozlišení/přesnost................................................................................................................................. 51
7......... Postup pro posuzování účinků větru, kterému je trať vystavena........................................................................................... 51
8......... Návod pro analýzu a posuzování rizik bočního větru............................................................................................................... 51
8.1...... Obecně............................................................................................................................................................................................ 51
8.2...... Infrastruktura s rychlostí vlaků 250 km/h nebo vyšší............................................................................................................... 51
Strana
8.3...... Infrastruktura s rychlostí vlaků pod 250 km/h............................................................................................................................ 52
9......... Požadovaná dokumentace........................................................................................................................................................... 52
9.1...... Obecně............................................................................................................................................................................................ 52
9.2...... Posuzování stability vozů pro přepravu osob a lokomotiv při bočním větru......................................................................... 52
9.3...... Posuzování stability nákladních vozů při bočním větru........................................................................................................... 52
9.4...... Zjištění údajů o železniční trati..................................................................................................................................................... 52
Příloha A (informativní) Použití postupů pro posuzování stability vozů při bočním větru v Evropě............................................. 53
Příloha B (informativní) Korekce blokování........................................................................................................................................... 57
B.1..... Metoda dynamického tlaku........................................................................................................................................................... 57
B.2..... Německá metoda........................................................................................................................................................................... 57
B.3..... Britská metoda................................................................................................................................................................................ 57
B.4..... Stěny se štěrbinami....................................................................................................................................................................... 58
Příloha C (normativní) Údaje ze srovnávacích zkoušek v aerodynamickém tunelu pro standardní uspořádání podkladu...... 59
C.1..... Obecně............................................................................................................................................................................................ 59
C.2..... Model hlavového vozidla ICE 3 pro aerodynamický tunel....................................................................................................... 59
C.3..... Model hnacího vozu TGV Duplex pro aerodynamický tunel................................................................................................... 60
C.4..... Model hnacího vozu ETR 500 pro aerodynamický tunel......................................................................................................... 61
Příloha D (informativní) Jiné uspořádání podkladu pro zkoušení v aerodynamickém tunelu....................................................... 63
D.1..... Plochý podklad s mezerou (TSI HS RST).................................................................................................................................. 63
D.2..... Dvě koleje se štěrkovým ložem a kolejnicemi (TSI HS RST)................................................................................................. 63
D.3..... Standardní násep s výškou 6 m (TSI HS RST)......................................................................................................................... 64
D.4..... Plochý podklad s mezerou (finská metoda)............................................................................................................................... 65
D.5..... Dvě koleje se štěrkovým ložem a kolejnicemi (britská metoda)............................................................................................. 65
Příloha E (informativní) Údaje ze srovnávacích zkoušek v aerodynamickém tunelu pro jiné uspořádání podkladu................. 67
E.1...... Obecně............................................................................................................................................................................................ 67
E.2...... Model hlavového vozidla ICE 3 v aerodynamickém tunelu..................................................................................................... 67
E.3...... Model hnacího vozu TGV Duplex v aerodynamickém tunelu................................................................................................. 70
E.4...... Model hnacího vozu ETR 500 v aerodynamickém tunelu....................................................................................................... 73
Příloha F (informativní) účinek urychlení proudění nad náspem....................................................................................................... 75
Příloha G (informativní) Zkoušky v aerodynamickém tunelu s atmosférickou mezní vrstvou....................................................... 76
G.1..... Obecně............................................................................................................................................................................................ 76
G.2..... Srovnávací zkoušky....................................................................................................................................................................... 76
G.3..... Simulace větru................................................................................................................................................................................ 76
G.3.1.. Profily mezní vrstvy........................................................................................................................................................................ 76
G.3.2.. Intenzity turbulence........................................................................................................................................................................ 77
G.3.3.. Integrální délková míra turbulence.............................................................................................................................................. 77
G.4..... Požadavky na měřítko modelu a míru blokování...................................................................................................................... 78
G.5..... Přesnost modelu............................................................................................................................................................................ 78
G.6..... Požadavky na měřicí přístroje...................................................................................................................................................... 78
G.6.1.. Obecně............................................................................................................................................................................................ 78
G.6.2.. Měření rychlosti.............................................................................................................................................................................. 78
G.6.3.. Aerodynamická váha..................................................................................................................................................................... 78
G.7..... Požadavky na sběr dat.................................................................................................................................................................. 78
Strana
G.7.1.. Obecně............................................................................................................................................................................................ 78
G.7.2.. časové měřítko, vzorkovací frekvence a doba trvání sběru dat............................................................................................ 79
G.7.3 . Měření teploty a atmosférického tlaku........................................................................................................................................ 79
G.8..... Výpočet středních hodnot............................................................................................................................................................. 79
G.9..... Výpočet špičkových hodnot.......................................................................................................................................................... 79
G.10... Výpočet hustoty vzduchu.............................................................................................................................................................. 80
G.11... Výpočet nekorigovaného součinitele klonivého momentu....................................................................................................... 80
G.12... Určení součinitele klonivého momentu kolem závětrné kolejnice.......................................................................................... 81
G.13... Interpolace dat................................................................................................................................................................................ 81
Příloha H (informativní) Pětihmotový model.......................................................................................................................................... 82
H.1..... Obecně............................................................................................................................................................................................ 82
H.2..... Odvození vzorců............................................................................................................................................................................ 83
H.3..... Příklady výpočtů............................................................................................................................................................................. 86
H.3.1.. Obecně............................................................................................................................................................................................ 86
H.3.2.. Příklad vozidla 1............................................................................................................................................................................. 86
H.3.3.. Příklad vozidla 2............................................................................................................................................................................. 89
Příloha I (normativní) Matematický model pro tvar čínského klobouku............................................................................................ 92
I.1....... Matematický model pro tvar čínského klobouku....................................................................................................................... 92
I.2....... Příklad výpočtu pro tvar čínského klobouku.............................................................................................................................. 95
Příloha J (informativní) Stochastický model větru.............................................................................................................................. 100
J.1...... Obecně.......................................................................................................................................................................................... 100
J.2...... Předpoklady.................................................................................................................................................................................. 100
J.3...... Rozsah použití.............................................................................................................................................................................. 100
J.4...... Obecný postup............................................................................................................................................................................. 100
J.4.1... Obecně.......................................................................................................................................................................................... 100
J.4.2... První krok: zkoušky v aerodynamickém tunelu (určení aerodynamických vlastností)...................................................... 101
J.4.3... Druhý krok: výpočet rychlosti turbulentního větru.................................................................................................................. 101
J.4.4... Třetí krok: vyhodnocení aerodynamických sil......................................................................................................................... 104
J.4.5... Čtvrtý krok: simulace dynamiky vozidla................................................................................................................................... 105
J.4.6... Pátý krok: vyhodnocení charakteristické rychlosti větru........................................................................................................ 105
Příloha K (informativní) Stabilita vozidel pro přepravu osob a lokomotiv proti převrácení podle národních směrnic............. 106
K.1..... Obecně.......................................................................................................................................................................................... 106
K.2..... Podle směrnice DB 80704 (Německo)..................................................................................................................................... 106
K.3..... Podle normy Railway Group GM/RT 2141 (Velká Británie).................................................................................................. 107
Příloha L (informativní) Informace k postupu posuzování větru, kterému je vystavena železniční trať.................................... 108
L.1...... Obecně.......................................................................................................................................................................................... 108
L.2...... Postupy s mapami větrných oblastí.......................................................................................................................................... 108
L.3...... Postupy s přenosem.................................................................................................................................................................... 109
Příloha M (informativní) Rozšířené CWC............................................................................................................................................ 110
Bibliografie................................................................................................................................................................................................. 112
Upozorňuje se na možnost, že některé prvky tohoto dokumentu mohou být předmětem patentových práv. CEN nelze činit odpovědným za identifikaci jakéhokoliv nebo všech patentových práv.
Tento dokument zahrnuje změnu 1 schválenou CEN dne 2022-06-06.
Tento dokument nahrazuje !EN 14067-6:2018".
Začátek a konec vloženého nebo změněného textu je označen znaky !".
Tato evropská norma je částí souboru norem Železniční aplikace – Aerodynamika, který se skládá z těchto částí:
– Část 1: Značky a jednotky;
– Část 3: Aerodynamika v tunelech;
– Část 4: Požadavky a postupy zkoušení pro aerodynamiku na širé trati;
– Část 5: Požadavky a postupy posuzování pro aerodynamiku v tunelech;
– Část 6: Požadavky a zkušební postupy pro posuzování bočního větru.
Jakákoli zpětná vazba a otázky týkající se tohoto dokumentu mají být adresovány národnímu normalizačnímu orgánu uživatele. Úplný seznam těchto orgánů lze nalézt na webových stránkách CEN.
Podle vnitřních předpisů CEN-CENELEC jsou tuto evropskou normu povinny zavést národní normalizační organizace následujících zemí: Belgie, Bulharska, České republiky, Dánska, Estonska, Finska, Francie, Chorvatska, Irska, Islandu, Itálie, Kypru, Litvy, Lotyšska, Lucemburska, Maďarska, Malty, Německa, Nizozemska, Norska, Polska, Portugalska, Rakouska, Republiky Severní Makedonie, Rumunska, Řecka, Slovenska, Slovinska, Spojeného království, Srbska, Španělska, Švédska, Švýcarska a Turecka.
Vlaky provozované na širé trati jsou vystaveny bočnímu větru. Bezpečnost železničního provozu při bočním větru závisí na vlastnostech vozidla a infrastruktury a na provozních podmínkách. Důležitými parametry jsou:
– aerodynamické vlastnosti vozidla;
– dynamika vozidla (např. hmotnost, vypružení, narážky);
– rozchod;
– charakteristika trati (poloměr a převýšení trati, výšky náspů a mostů, stěny v blízkosti kolejí);
– vítr, kterému je trať vystavena;
– provozní rychlost, provozní režim (bez systému naklápění, se systémem naklápění, směr jízdy).
Tento dokument stanovuje směrnice pro posuzování bočního větru v železničních aplikacích.
Tento dokument se týká všech vozů pro přepravu osob, lokomotiv a hnacích vozů (s maximální rychlostí vlaku nad 140 km/h až do 360 km/h) a pro nákladní vozy (s maximální rychlostí vlaku nad 80 km/h až do 160 km/h), a to pro rozchody od 1 435 mm do 1 668 mm včetně. Pro vozy na přepravu osob, lokomotivy a hnací vozy s maximální rychlostí vlaku od 250 km/h do 360 km/h je zavedeno prokázání stability při bočním větru. Tento dokument neplatí pro městské dráhy a městská kolejová vozidla.
Konec náhledu - text dále pokračuje v placené verzi ČSN.
Zdroj: www.cni.cz