S rostoucí rychlostí vlaků a jejich zátěží začalo růst opotřebení kolejnic i hlučnost jízdy a jejich častější výměna se začala nepříznivě promítat do provozních nákladů. Když si nově položené koleje po stavbě či rekonstrukci trati „sednou“, bývá nutné je preventivně přebrousit nebo ofrézovat, zejména v úsecích, kde vlaky brzdí, a v obloucích, výhybky nevyjímaje. K pravidelnému opravnému broušení a později i kontrole ultrazvukem přistoupily evropské a americké železnice už v 60. letech 20. století. Postupně vyvíjené přívěsné nebo samojízdné frézky a brusky jsou schopné postupovat rychlostí nejvýše 10 km/h, což si ale vynucuje úsekové provozní výluky, a práce jsou překládány obvykle do volnějších nočních hodin.
Z broušení se stala věda Nová generace nasazovaných měřicích vozů vyhodnocuje nerovnosti kolejnic v řádu až setin milimetrů a ultrazvukové detektory odhalí v jejich profilu i mikroskopické trhlinky. Nově se zavádí tzv. oscilační broušení v místech, kde se na nich tvoří vlnky nebo tzv. hotspoty. Pozice brusných kamenů se přizpůsobují poloměrům oblouků, oplachováním vodou z nádrží při pojíždění „tam a zpět“ se dosahuje vyšší hladkosti a brání se úletu odbroušených žhavých zrn hrozících vyvoláním požáru v okolí tratě. Brusné kameny bývají přestavitelné tak, aby zvládly broušení vlnkovitosti pojížděné plochy kolejnice v řádu 0,1 mm, i pojížděných hran jejího profilu v obloucích. Studie únavy materiálu v důsledku smykového efektu na povrchu kolejnice ve směru opačném ke směru jízdy ukazuje na nebezpečí prostupu mikrotrhlinek šířících se pod hlavu kolejnice, což může vést až k lomu kolejnice. Zanedbání kontroly mělo na svědomí mj. tragickou nehodu lomu kolejnice v říjnu 2000 pod expresem v anglickém Hatfieldu v rychlosti 190 km/h. Dominující světoví výrobci kolejových brusek, rakouský Plasser & Theurer a německý Vossloh Rail Services, nejnověji vybavují vysokorychlostní kolejové brusky v modulárních sestavách brousicích vlaků dokonce možností přenastavování brousicích agregátů pro tzv. aktivní reprofilování horní hrany kolejnic vůči profilu jejich hlavy. O jejich výkonnosti dnes užívaných brousicích vlaků svědčí už to, že ze 100 km dlouhé koleje za směnu odbrousí a do filtrů zachytí až 2 t ocelového prachu.
Vysokorychlostní brousicí vlaky HSG Mimořádnou pozornost evropských, a dnes již i čínských železnic budí první modulárně sestavitelné vysokorychlostní vlaky HSG (high-speed grinding), vyvíjené od roku 2011 společností Vossloh. V několika možných sestavách s dvěma až třemi vozy je používají zejména německé dráhy DB, a jejich druhou generaci HSG-2 od roku 2017 si nedávno pro vysokorychlostní trať Peking-Šanghaj jako první zakoupila Čína. Lokomotivou tlačené brousicí vozy mají po obou stranách vždy čtyři brousicí agregáty s postranním systémem na odsávání a shromažďování prachu, vložený nebo přípojný pomocný vůz se zdrojem energie, nádržemi a skladem výměnných brusných jednotek a brusných kamenů. Při pracovní rychlosti 50 až 80 km/h odbrušuje vlak z povrchu hlav kolejnic ztvrdlé vrstvy 0,5 mm rychlostí 50 až 80 km/h. Z každé kolejnice se při plné rychlosti tak odbrušuje až 30 cm3 materiálu za sekundu. Elektronika signalizuje a registruje přítlak brousicích kamenů. Revolverové zásobníky umožňují obsluze během jízdy výměnu opotřebených kamenů a nastavování pozice hlav podle zvoleného způsobu broušení na povrchu hlavy či jejím profilu. To i odběr součástek a náhradních kamenů i za jízdy umožňuje průběžná chodba vedená celou soupravou. Odsávání obroušeného kovového prachu od všech pracujících jednotek potrubím do zásobníku je zcela automatizováno. Zkušenosti ukazují, že kromě výrazného snížení hlučnosti jízdy při broušení na upravovaných tratích (včetně výhybek) se oproti předchozím způsobům broušení samostatnými jednotkami (ať již taženými lokomotivou, nebo s vlastním pohonem), několikanásobně prodlužuje i provozuschopnost kolejí do jejich nutné výměny. Výrazně se zlepšil také boj proti rozvoji trhlin v kolejnicích (tzv. shellingu), šířících se šikmo od přejížděného povrchu hlavy dolů. Ty mohou vést až k nebezpečnému únavovému lomu.
ATMO přebrušuje tramvajové kole je ve Vídni Od roku 2020 testuje vídeňská tramvajová doprava na svých tratích revoluční broušení kolejnic již popsaným způsobem oscilačního broušení s minimem hluku a prachu přívěsem ATMO (Automatic Track Machine Oscillator), vyvinutého společností Plasser & Theurer v rámci Evropské výzkumné iniciativy Shift2Rail. Ulicemi v rámci normálního provozu projíždí karosovaný přívěs tažený obvykle Unimogem rychlostí kolem 18 km/h mezi běžnými tramvajemi. Čtyřmi brusnými jednotkami brousí hlavy kolejnic. Zpomaluje v ostřejších obloucích a před stanicemi ve směru jízdy, aby intenzivněji obrousily v těchto místech více opotřebené partie. K hydraulickému pohonu a nastavování brusných hlav využívá stroj vznětový motor o výkonu 100 kW. Pro broušení za mokra je vybaven nádrží s 2 800 l vody. Obyvatelé si pochvalují mnohem tišší chod než zatím ještě používané brusné vozíky. Oscilační způsob broušení zvládne i poloměry oblouků trati do 16 m a při přejíždění výhybek není nutno brusné kotouče zdvíhat. Vodní film zlepšuje brousicí výkon, a broušení tak neobtěžuje chodce v okolí a na zastávkách hlukem ani smrští jisker. Vytváření vlnek v okolí zastávek a ostrých oblouků se novou technologií také výrazně snižuje, což cestující jistě ocení s ohledem na klidnější a méně hlučnější jízdu. Doba životnosti položených kolejí se viditelně prodlužuje, což podniku Wiener Linien snižuje provozní náklady.
Pro záchranu klimatu musejí frézky a brusky kolejí přejít na vodík To prohlásil ředitel rakouské společnosti Linsinger na virtuální konferenci v listopadu 2020 v Steyrermühlu, kde jeho firma zabývající se výrobou kolejových fréz a brusek představila model první vysokorychlostní kolejové frézky MG11- -H2, poháněné vodíkem. Skvěle kapotované vozidlo s párem elektricky hnaných podvozků má na obou koncích perfektně vybavené kabiny pro dvoučlennou posádku. Nad každou kolejí (s vyměnitelnými podvozky pro pět nejužívanějších železničních rozchodů) nese zavěšenou elektricky poháněnou frézovací a brousicí jednotku. Maximální pojezdová rychlost 50 km/h se při práci snižuje pod 30 km/h. V přední části jednotky se nachází za kabinou řidiče speciální kompozitová nádrž na „zelený“ vodík, jehož natankování z pojízdné nebo instalované plnicí stanice má trvat 30 minut. V rámu pod podlahou jsou umístěny palivové články PEM, spolupracující s akumulátory elektřiny. S plnou nádrží vodíku je vozidlo schopné pracovat celou běžnou pracovní směnu včetně pojezdu a návratu ze své základny. Úběr kovu začíná frézováním poškozeného povrchu hlavy kolejnic, následovaný jemným oscilačním broušením brusnými kameny, jež povrch doslova vyleští. Oba agregáty zvládnou úběr 0,1 až 1,2 mm. O historicky první pracovní železniční stroj na vodík projevilo zájem londýnské metro, jakmile jeho vedení zjistilo, že už první souprava, jejíž testy jsou připravovány na jaro 2022, bude oproti jiným dostupným zařízením schopná pracovat i v tunelech britského metra, známého malými průměry. Předvedený produkt, včetně modelu, je rozhodujícím krokem k rozvoji ekologicky čisté dopravy bez klimaticky škodlivých uhlíkových zplodin díky nahrazení dieselových motorů doposud užívaných nejen k jízdě, ale i k údržbě tratí. Podle ředitele Linsingeru Güntera Holleise se rozšířením čistých vodíkových pohonů podaří Rakousku snadněji dosáhnout požadované klimatické neutrality již v první polovině 21. století. /Ing. Jan Tůma/
