Пересечения и соединения рельсов чаще всего снабжены специальными устройствами, которые лежат на железобетонных или деревянных переводных брусьях, отличающихся по длине от любых шпал, а в остальном им аналогичных. Это стрелочные переводы, существующие для того, чтобы изменять путь поезда, переведя его ход с одной железнодорожной ветки на другую.
Классификация
Места переводов при пересечении или соединении рельсов можно классифицировать по расположению и по количеству, по типу рельсов, по конструкции и маркам крестовин. Это могут быть одиночные стрелочные переводы, а также перекрёстные, глухие пересечения, съезды, стрелочные улицы и сплетения путей, если рассматривать с точки зрения количества и расположения. Обыкновенные стрелки состоят из двух рельсов (рамных), двух комплектов корневого устройства, двух остряков, одного комплекта самого переводного механизма, стрелочных тяг, упорных и опорных устройств, а также более мелких деталей.
Стрелочные переводы отличаются друг от друга и рамными рельсами, и остряками, и конструкциями переводных устройств, и креплениями рамных рельсов. Могут быть и разнообразные второстепенные отличия: поперечные связи между рамными рельсами и остряками, конструкция упорного устройства, также различными могут быть и специальные стрелочные подкладки. Устройство стрелочного перевода теснейшим образом связано с размерами колёсных пар и конструкцией подвижного состава.
Стальная ось колёсной пары наглухо держит колёса с направляющими гребнями, чтобы исключить сход вагона с рельсов. Все элементы стрелочного перевода рассчитаны на взаимодействие с определённых размеров колёсными парами.
Подразделения
Переходит на другой путь подвижной состав посредством специального устройства, которое пересекает и соединяет пути по верхнему их строению. Пересечение путей осуществляется глухими пересечениями, а соединить их помогают стрелочные переводы. Таким образом создаются соединения, которые называются стрелочными съездами и улицами. Типы стрелочных переводов:
- одиночные;
- двойные;
- перекрёстные.
Одиночные подразделяются, в свою очередь, на:
- обыкновенные;
- симметричные;
- несимметричные.
Также соединяющий два пути перевод может быть лево- и правосторонним, и применяется в том случае, если боковой путь отклоняется в какую-либо сторону от прямолинейного. Это самый распространённый вид перевода.
Состав
Основные стрелочные переводы состоят из собственно стрелки, крестовины с контррельсами, соединительной части, которая расположена между ними, и переводных брусьев. Стрелку составляют два рамных рельса, переводной механизм и два остряка, с помощью которых подвижной состав меняет направление на боковой или на прямой путь.
Остряки соединяются поперечными тягами, которые подводят нужный плотно к рамному рельсу, а другой одновременно отодвигается от параллельного рамного рельса как раз на то расстояние, которое необходимо для прохода гребней колёс. Неисправности стрелочного перевода практически всегда приводят к аварии. Например, при изломе сердечника, повреждении усовика или контррельса пользоваться стрелкой категорически воспрещено.
Функции
Все типы стрелочных переводов переводят остряки по-разному, но принцип всегда один. Специальные стрелочные приводы осуществляют этот переход через одну тягу, но если стрелочный перевод пологий - с длинными остряками, то через две и более тяги.
Запирающим устройством остряки фиксируются в новом положении, и плотное прилегание их им же и контролируется. Толстый конец остряка называют корнем, а тонкий - остриём. Крепление корня и обеспечивает все повороты остряков по плоскости, а также соединяет их с примыкающими рельсами.
Терминология
Крестовину составляют два усовика, сердечник и желоба, именно она отвечает за пересечение рельсовых головок гребнем колёс, а контррельсы одновременно направляют эти гребни в нужные желоба, чтобы колёсная пара гладко прошла крестовину.
У крестовины есть даже собственный математический центр - в точке пересечения рабочих граней на сердечнике. Самое узкое её место называется горлом крестовины, которое находится между усовиками. А угол между рабочими гранями сердечника - углом крестовины. Так проектируется основной стрелочный перевод, схема которого представлена на иллюстрации ниже.
Крестовина
Самый важный из параметров - марка крестовины. Железные дороги России широко применяют усиленную конструкцию стрелочного перевода - с литой, марки 1.11, крестовиной и гибкими остряками. Эти проекты стрелочных переводов гарантируют продвижение поездов на прямых отрезках пути с огромной скоростью - до ста шестидесяти километров в час.
При отклонении составов от главного пути применяют стрелки пологой марки 1.18, и тогда скорость движения всё равно высока - восемьдесят километров в час. Неисправности стрелочного перевода при таком стремительном движении поезда могут привести к очень тяжёлым последствиям. "Сапсан" между Москвой и Санкт-Петербургом достигает двухсот километров в час по прямому пути, там всюду стоят стрелки с крестовиной марки 1.11. Особенность такой крестовины - подвижной гибкий сердечник. В рабочих положениях он прилегает очень плотно к нужной грани усовика.
Съезды
Это тоже весьма распространённое устройство соединения путей. Съезды различаются в зависимости от расположения путей:
- сокращённые;
- перекрёстные;
- обыкновенные.
Обычный съезд - два одиночных стрелочных перевода и соединительный путь, который укладывается между корнями крестовин. Перекрёстный, значит двойной съезд, имеющий четыре стрелочных перевода и одно глухое пересечение между корнями крестовин. Такая конструкция применяется, когда не позволяет длина участка обустроить два одиночных съезда, стеснённые условия заставляют применять иной конструкции стрелочный перевод. Схема прилагается в статье.
Если перевод с одного пути на другой не нужен, а пути пересекаются, устраивают перекрёстный съезд с глухими пересечениями под острым или прямым углом. На железнодорожных магистралях широко распространены такие съезды под острым углом, где применяются крестовины марок 2.11 и 2.9. Такие пересечения содержат четыре крестовины с контррельсами - две тупые, две острые. Прямоугольные пересечения всегда с одинаковыми крестовинами.
Стрелочная улица
Последовательно расположенные стрелочные переводы с одного пути на параллельные делают этот тернистый путь стрелочной улицей. Так, подвижной состав можно переместить на любой из этих соединённых путей. Если группа путей имеет одно назначение, то стрелочные улицы объединены в парки. Они тоже бывают разных видов, это зависит от расположения их самих и основного пути, а также от угла наклона.
- Простейшие стрелочные улицы, если имеются большие расстояния между осями (более семи метров) путей, обычно очень длинные. Из-за этого для примыкания станционных путей делается сокращённое соединение. Схемы могут быть всевозможными, даже принципиально разными. Хороши такие улицы тем, что прекрасно просматриваются, их удобно обслуживать. Недостаток один - занимают много места, а если количество путей велико, то длина возрастает весьма значительно. Применяются по большей части в небольших парках отправления и приёма, до пяти путей.
- Сокращённые стрелочные улицы покороче, но они неудобны в манёвре на путях с обратными кривыми. Применяют такие улицы на угольных складах, на базах, в крупных грузовых дворах, на промышленных площадках.
- Стрелочная улица под двойным углом крестовины сокращает длину стрелочной зоны, удобна для маневрового рейса, хорошо видны дальние стрелки. Применяется там, где более пяти путей. Это горловины приёмо-отправочных парков, на сортировках при отсутствии горки.
- Неконцентрическая веерная стрелочная улица при укладке с постоянным радиусом всех кривых увеличивает междупутья на головном участке парка, объёмы земляных работ при укладке такой улицы чрезвычайно велики. В этом случае можно увеличить радиусы кривых, однако необходимо внимательно следить за междупутьями, чтобы все параметры соответствовали допуску.
Зима
Железнодорожному транспорту и его бесперебойной работе в зимних условиях нужна надёжная защита от снега и своевременная очистка стрелочного перевода на каждом участке пути. Средства и способы борьбы с последствиями метелей и снегопадов зависят от общей интенсивности осадков. Лучшая защита - лесополосы на всём протяжении трудных участков, которые насаждаются параллельно железной дороге. Также используются передвижные щиты, стационарные железобетонные заборы (особенно в черте города). На станциях со снегопадами борются снегоуборочные поезда и машины СМ-2М, СМ-4М и так далее до модели СМ-7М. Перегоны разгребают снегоочистители СДП-М2, если же заносы очень велики, то используются роторные и фрезерные машины.
Стрелочные переводы имеют свои специальные механизмы - это стационарные пневматические устройства для обдувки. У них дистанционное управление. Также применяют газо- и электрообогревательные устройства.
Песок
В районах пустынь и полупустынь предусматривается защита путей и стрелочных переводов от заносов песком. Прилегающие к железной дороге участки закрепляют с помощью растительности, покрывают битумом, суглинком или суспензией с полимерами. Ещё один выход - строить защитные сооружения.
Первый способ наиболее эффективен. Лучше всего с песчаными заносами борются деревья - саксаул, лох, акация, черкез и другие, но неплохи и кустарники - селюга, джузгун, гребенщик. Трава тоже бывает для этой цели полезна, поэтому на протяжении всего пути по пустыне выращиваются песчаный овёс, селин, елякилад, чагер и другие травы, способные выжить в данном климате. Искусственная защита малоэффективна и применяется в основном как временная мера.
Возможные неисправности
Запрещается эксплуатация стрелочных переводов при следующих неисправностях:
- Если стрелочные остряки разъединены с тягами.
- Если остряк отстаёт от рамного рельса более чем на четыре миллиметра.
- Если остряк раскрошился до степени опасности набегания гребня.
- Если остряк понизился на два миллиметра и более относительно рамного рельса.
- Если случился излом рамного рельса или остряка.
- Если рамные рельсы и остряки получили вертикальный износ.
Неисправность второго пункта опасна в противошерстном направлении, четвёртого пункта - в пошерстном, остальные - в любом движении.
Если крестовина стрелочного перевода без подвижного сердечника, для неё характерны и другие неисправности, при которых эксплуатация механизма запрещена:
- Если случился излом контррельса, усовика или сердечника.
- Если сердечник или усовик достигли вертикального износа.
- Если расстояние между гранями сердечника крестовины и головки контррельса меньшее 1472 миллиметров.
- Если расстояние между гранями усовика и головки контррельса более 1435 миллиметров.
- Если контррельсовый болт получил разрыв.
Неисправности первого и второго пунктов грозят сходом состава, третьего и пятого - контррельс не удержит колёсную пару, четвёртого - колесо будет зажато между усовиком и контррельсом.
Переводной механизм
Переводными механизмами, включёнными в централизацию автоматических или ручного действия устройств, стрелки переводятся в другое положение. Широко применяется централизация электрическая. Ручное управление - у механизма, представляющего собой простое рычажное устройство с противовесом-балансиром. Переводной механизм устанавливают в вертикальное положение, соответствующее среднему положению остряков внутри пространства между рамных рельсов.
Перевод остряков в другое положение осуществляется посредством специальных переводных устройств, чаще включаемых в электрическую централизацию, но существует ещё и ручное управление. Электроприводы могут быть различных конструкций - как врезные, так и неврезные. Применяются приводы СПГ и СП, которые имеют нераздельный ход, две контрольные линейки и один шибер, посредством которого замыкаются контрольные контакты, в то время как линейки контролируют остряки, поскольку перемещаются с ними вместе. Если остряк до рамного рельса не доходит, переброс ножевого рычага не осуществляется.