Марки крестовин стрелочных переводов

Как определяется класс стрелочного перевода

Существует всего три класса стрелочного перевода:

• для станционных путей;

• для магистральных линий;

• для высоких скоростей.

Все они могут включать в себя разные типы и марки СП в зависимости от нюансов ВСП, грузонапряженности и географического положения участка пути.

Картинка 

Типы стрелочных переводов по направлению

Существуют две их глобальные группы:

• Одиночные (обыкновенные) – разделяют одну ветку на пару, обычно на прямолинейные (то есть нити идут без искривлений от основной оси).
• Симметричные (двойные) – разбивают 1 колею на 2-3, причем с отклонением в стороны на одинаковую величину. В результате длина перехода минимальна, а значит его можно обустраивать даже в условиях ограниченного пространства. Они также могут быть перекрестными – когда имеет место быть пересечение двух нитей под определенным углом.

Есть условная классификация, так сказать, по степени мобильности составных частей – рассмотрим ее.

С подвижным усовиком

Актуальна в тех случаях, когда необходимо организовать одиночный съезд. Еще один случай их укладки и дальнейшей эксплуатации – высокоскоростные магистрали.

Действуют по следующей схеме:

• Сердечник прижимается к рельсовому отрезку в результате давления одной или сразу пары пружин, из-за чего закрывается внутреннее, «мертвое» пространство.
• Благодаря этому образуется непрерывное полотно, которое состав проезжает достаточно быстро (зачастую даже не снижая скорости).

Но и при таком, казалось бы, простом алгоритме есть вероятность возникновения проблемы, которую лучше предотвратить. При перемещении в обратном направлении гребни колес поезда или вагона могут отжимать усовик, что чревато ударами по металлическому треугольнику. Чтобы последний не получал повреждения, его следует расположить чуть ниже или выше, чем он уже установлен.

С подвижным сердечником

Российские производители выпускают 2 их разновидности:

• с остряковыми рельсами и гибкими ветвями – позволяют поддерживать скорость перемещения вплоть до 200 км/ч;
• поворотные сборные – их конфигурация считается перспективной и поэтому не прекращаются работы по ее совершенствованию.

Их ключевое преимущество в том, что с их помощью можно сделать полотно действительно непрерывным, а значит транспорту не придется тормозить на переходе. И металлический треугольник каждого варианта служит в среднем в 4-5 раз дольше, чем при стационарном исполнении.

Недостаток тоже есть, и он кроется в необходимости установки дополнительных устройств поворота, которые отвечают за перемещение сердечника. Но плюс на практике серьезно важнее минуса.

Контррельсы

Это металлоконструкции, которые должны направлять колеса транспорта точно в желобки. Зачастую отличаются специальным профилем и обычно размещаются на прокладках общего исполнения. К остальным элементам ВСП прикрепляются болтами.

Марки крестовин

На всех российских железных дорогах и на всём постсоветском пространстве каждая крестовина характеризуется определённой маркой, в которой главным критерием является показатель тангенса острого угла. На территории других государств указывается непосредственно число градусов самого угла.

В качестве примера можно привести некоторые марки описываемого изделия по классификации Советского Союза. Например, крестовидная марка «1/11» допускала скоростной режим с определённым отклонением до сорока километров в час. Марка «1/9» позволяла допуск отклонения только до двадцати пяти километров в час. Необходимо заметить, что для пассажирских поездных составов, на путях, где было установлено оборудование с крестовидной маркой «1/9», то допуск более крутых значений скоростного режима, не допускался. Обе приводимые марки крестовин обладали соответствующим значением радиуса, он был равен трёмстам и двумстам метрам.

На современных дорогах сегодня устанавливаются крестовины марки «1/18», у которых значение допускаемого отклонения равно восьмидесяти километрам в час.

Для увеличивая скоростного режима в момент перехода на боковые пути потребуется установка других, более пологих стрелок, что с успехом применено на французской территории, на маршруте Лион – Париж. Установка крестовин марки «1/65», позволила французским машинистам сохранять скоростной режим, равный двумстам двадцати километрам в час в момент перехода на боковой путь. В этом случае, есть и своё «но». При уменьшении крутизны происходит большое увеличение дистанционного пути со стрелочным переводом, в связи с чем одновременно совершается большой рост массы и длины остряков, в итоге геометрические показатели усложняются. Для обеспечения безопасности на таких участках железной дороги применили несколько электрических приводов стрелок, которые работают в системе параллельно.

Определение марки крестовины стрелочного перевода

В общем случае рассматриваемый показатель записывается в технической документации к двутавровой балке и «на борту» самого профиля. Но как его вообще получают и можно ли как-то вычислить его самостоятельно? Да, и сейчас мы расскажем, как это сделать.

Схема расчета

Для ее реализации нужно знать ключевое соотношение: tg α = 1/N, где:

• α – угол пересечения рабочих граней сердечника;
• N – нужный нам параметр.

После этого, в соответствии с рисунком ниже, следует:

1. Измерить перпендикуляр (CE), проведенный от контрольной точки С к поверхности ОКВ, а также длину последней (на чертеже это линия СКЕ).
2. Выразить их отношение CE/СКЕ, которое после математических преобразований примет вид 1/N.

Таким образом, мы пришли к первоначальной формуле, скажем так, проверили ее, и можем сделать логический вывод: достаточно узнать длины двух отрезков – СЕ и СКЕ – чтобы практическим путем найти нужную вам величину.

Сейчас калькуляция может показаться сложной, но на деле схема определения марки крестовины стрелочного перевода реализуется очень просто, особенно если вы проводите расчеты не в первый раз.

Какие виды (типы) марок крестовин стрелочного перевода существуют

Подытожим их основные классификаторы. Итак, по степени мобильности элементов они бывают:

•  подвижные – можно в незначительной степени подстраивать под изменение условий эксплуатации; 

•  статические – используются чаще, в силу большей надежности и долговечности. 

По боковой геометрии:

•  прямолинейные – идущие без отклонений относительно оси колеи; 

•  криволинейные – с формой, представляющей собой дугу с определенным радиусом (позволяющую сократить переход и повысить плавность перемещения). 

По направлению:

•  Одиночные – делят линию на две ветки, укладываются в большинстве стандартных случаев. 

•  Двойные – разбивают полотно на 2-3 ветки, актуальные марки крестовин горочных стрелочных переводов. 

По характеру исполнения:

•  Сборные – обладают универсальностью (и некоторой адаптивностью), их части соединяются болтами, но взаимосвязь между элементами конструкции далеко не идеальна, что обуславливает склонность к образованию дефектов. 

•  С литым сердечником – металлический треугольник и изнашиваемые части усовиков представляют собой монолит (из стали с высоким содержанием марганца); долговечнее и надежнее предыдущих. 

•  Цельнолитые – каждая из них – это одна деталь, наиболее дорогая в производстве, но зато обладающая максимальной сопротивляемостью к внешним воздействиям, а значит и лучшим ресурсом. 

Сведем в таблицу все варианты и ключевые для них данные:

Марка	Остряки
Прямые	Кривые
Длина, мм	Скорость, км/ч	Длина, мм	Скорость, км/ч
Одиночные	Двойные
1/5	3353	19	–	3962	19
1/6	23	–	24
1/7	5029	27	–	30
1/8	31	–	34
1/9	34	–	5944	35
1/10	47	40
1/11	6706	43	61	45
1/12	63	47
1/14	7925	56
1/15	9144	60	84	63
1/16	61	85	66
1/18	11887	74
1/20	11887	80

Благодаря этим данным уже гораздо проще выбрать металлоконструкции под нужды своей линии.

Метрополитен

На метрополитене применяются стрелочные переводы с крестовинами следующих марок:

• на всех путях, кроме парковых и прочих — не круче 1/9;
• на парковых и прочих — не круче 1/5;
• глухие пересечения перекрёстных съездов должны иметь крестовины марки не круче 2/9.

Скоростные параметры

Самыми распространенными типами обыкновенного стрелочного перевода стали крестовины марки 1/18 и 1/22. Максимальная скорость передвижения по путям с такими переводами составляет 80 и 120 км/ч, соответственно. Что касается перемещения подвижного состава по переводам, марка крестовин которых 1/9 и 1/11, а путь принадлежит к прямому типу, то скорость здесь не может быть выше чем 100 и 120 км/ч. А на боковой части такого пути скорость не может превышать 40 км/ч.

Если марка крестовины стрелочного перевода 1/11, а сами рельсы типа Р65, то скорость может быть не больше 50 км/ч, при переводе же симметричного типа это значение может быть повышено до 70 км/ч.

Стоит отметить, что переводы могут быть еще и перекрестными. Чаще всего упомянутый стрелочный перевод выполнен под двойным углом с обыкновенными переводами. Если он располагается в горловине станции, к примеру, то маркировка крестовины будет 2/9. Для того чтобы увеличить скорость передвижения подвижного состава по боковым путям, необходимо изготавливать более пологие стрелки. На сегодняшний день наилучшим примером пологой крестовины является марка 1/65. Применяется такой перевод в высокоскоростной линии, позволяя перемещаться поезду со скоростью до 220 км/ч.

Стрелочная крестовина: основные виды

В общем случае это важная часть рельсового соединения и жесткая конструкция либо с подвижными, либо со статическими элементами. Именно во второй группе в последнее время вводится все больше инноваций. Но основная деталь каждой из них – это сердечник (металлический треугольник) с парой усовиков и рабочими гранями. Угол между ними, а также длина с шириной – ключевые геометрические характеристики для любого варианта устройства, самыми распространенными из которых на территории РФ считаются 1/22, 1/18, 1/11, 1/9. 

При этом конфигурации могут значительно различаться между собой по целому ряду показателей – рассмотрим, каких именно.

Прямолинейная

Наиболее часто используемая до сих пор (согласно статистике). В обоих направлениях ее грани идеально ровные, без изгибов, что дает возможность устанавливать ее как на право-, так и на левопутных переходах (и этот универсализм – ключевое ее преимущество в отличие от других). Также ее можно предназначать для симметричных переводов, отсюда и такая, сравнительно высокая востребованность их монтажа и эксплуатации.

Криволинейная

У нее рабочие поверхности (как обоих усовиков, так и сердечника) уже сделаны в форме дуги с определенным закруглением. И такая конфигурация обладает двумя важными достоинствами:

•  позволяет существенно увеличить радиус конструкции, что повышает ее общую безопасность; 

•  минимизирует среднюю длину устройства, а значит сокращает затраты на укладку колеи. 

Из-за этих плюсов данные варианты и востребованы на промышленных линиях. Но минусы у них тоже есть и достаточно серьезные:

•  их сравнительно сложно изготавливать, особенно в условиях немасштабного производства; 

•  они не предназначены для симметричных переходов; 

•  их можно использовать только при движении поездов по какому-то одному направлению, для двустороннего перемещения они не приспособлены. 

Поэтому недостатки несколько ограничивают их эксплуатацию и заставляют конструкторов искать и внедрять и другие варианты.

Со скоростными параметрами

Наиболее распространенные маркировки крестовины стрелочного перевода в данном случае – 1/22 и 1/18. Они подразумевают, что по железной дороге можно ездить не быстрее 120 и 80 км/ч соответственно.

Ограничения есть и для иных артикулов: так, для 1/11 при Р65 они составляют 50 км/ч, хотя, если устройство симметричное, повышаются до 70 км/ч.

Свои условия у перекрестных конструкций, как правило, сделанных под двойным углом по отношению к обыкновенным. Если они проложены на станционной горловине, их обозначение будет нестандартным – 2/9. Если же на одной из боковых линий, важно, чтобы они оставались максимально пологими – в таком случае подойдет вариант 1/65, он подходит в том числе и для высокоскоростной магистрали, на которой составу разрешено разгоняться вплоть до 220 км/ч.

С литым сердечником

Вот тот вариант, который чаще всего используется на просторах РФ сегодня. Внимание, он сборного и одностороннего типа: это значит, что и изнашиваемые поверхности усовиков, и сердцевина – цельные. Первые выполняются из стандартных металлических профилей, вторая – из куска высокомарганцевой стали.

Два ключевых преимущества такой конфигурации:

•  малое число элементов, что повышает общую надежность; 

•  сравнительно долгий срок службы. 

Хотя качество связи между элементами все-таки несколько хуже, чем у следующей по списку конструкции, но все равно остается достаточным, чтобы ему отдавали предпочтение не только в России, но и в США.

Цельнолитая

Рассуждая о том, что называется маркой крестовины стрелочного перевода, в этом случае мы должны представлять себе единую деталь, максимально прочную и стойкую к физическим воздействиям (хоть и требующую значительного расхода металла при производстве).

Для нее обычно актуально соотношение 1/11, при профиле Р65, что дает составам возможность безопасно развивать скорость до 160 км/ч (на прямых участках). Если сравнивать ее с предыдущими вариантами, она эксплуатируется дольше всего (при одинаковых условиях), что является мощным фактором при выборе в ее пользу.

Сборно-рельсовая

Особенность такой конфигурации – сердечник из двух пристроганных частей – отрезков двутавровых балок, дополнительно укомплектованных вкладышами-усовиками и болтами для крепежа.

Данный вариант заслуживает внимания исключительно в рамках обзора, так как уже не выпускается и не применяется на территории РФ. Все потому, что у него хватает недостатков: это и значительное количество элементов, и не самые прочные связи, и склонность к образованию дефектов (плавно вытекающая из предыдущих минусов), а значит низкий ресурс и степень обеспечения безопасности передвижения поездов и вагонов.

Прямолинейная крестовина

У стрелочных переводов могут различаться рабочие грани. В зависимости от этого они могут быть прямолинейными или же криволинейными. Наибольшее распространение получили прямолинейные типы конструкций. Грани таких переводов прямые по обоим направлениям. Если с тем, как определить марку крестовины стрелочного перевода, все достаточно просто и понятно, то сразу определить положение граней очень сложно.

Основное отличие прямолинейных от других — это возможность использования одной и той же крестовины как правопутных, так и левопутных переводов. Также упомянутую крестовину можно эксплуатировать и в обыкновенном, и в симметричном типе перевода.

Крестовина и контррельсы

Крестовинный узел (рис. 71) состоит из крестовины, двух контррельсов, стыковых конструкций, распорных деталей и других креплений. Конструкция крестовины вместе с контррельсами обеспечивает свободный проход колес с гребнями через место пересечения внутренних рельсовых нитей соединительных путей. Точку пересечения продолженных рабочих кантов сердечника крестовины называют ее математическим центром (МЦ); часть крестовины с вершиной в математическом центре называют сердечником. Изогнутые рельсы крестовины, примыкающие к рельсам соединительных путей, называют усовиками. В натуре сердечник начинается не в МЦ, а там, где его ширина равна 10—12 мм. Самое узкое место между усовиками называют горлом крестовины. Расстояние от горла крестовины до практического острия сердечника называют вредным пространством. На этом протяжении идущие через крестовину колеса не имеют направляющего канта, который препятствовал бы сдвигу колесной пары поперек в сторону другого пути данного перевода и предотвращал бы удар гребней колес в острие сердечника или даже попадание гребня в несоответствующий желоб при противошерстном движении (т. е. от стрелки к крестовине). Для безопасного прохода колесной пары на протяжении вредного пространства против крестовины у обеих рельсовых нитей устанавливают контррельсы, в желобе которых проходит гребень колеса. Контррельс удерживает колесную пару в правильном положении и направляет гребень колеса в соответствующий желоб крестовины. Контррельс располагают так, чтобы его прямая часть с небольшим запасом перекрыла расстояние от горла крестовины до сечения крестовины, где сердечник имеет ширину 40 мм; в этом сечении колесо полностью опирается на сердечник. В современных контррельсах для обеспечения безопасности движения предусмотрено повышение контррельсов против уровня верха головки путевого рельса, поэтому контррельсы изготовляют по специальному профилю (рис. 72). Концы контррельсов полого отгибают.  Рис. 71. Крестовинный узел одиночного стрелочного перевода с размерами желобов для колеи 1524 мм

Рис. 72. Профиль высокого контр­рельса и положение контррельса в сборе с путевым рельсом: 1 — шайба-накладка; 2 — вкладыш; 3 — контррельс; 4 — упорка

Рис. 73. Крестовина с литым сердечником в общей отливке с изнашиваемой частью усовиков

Рис. 74. Цельнолитая крестовина

Контррельс прикрепляют к путевому рельсу посредством вкладышей и горизонтальных болтов с гайками. Одной из характеристик стрелочного перевода является угол крестовины, под которым пересекаются рабочие грани ее сердечника. Тангенс этого угла называют маркой крестовины. Марку крестовины практически можно определить по отношению ширины сердечника к его длине до математического центра. Например, если длина больше ширины в 9 раз, то марка крестовины 1/9, если в 11 раз — 1/11. По конструкции крестовины стрелочных переводов типов Р65, Р50, Р43 могут быть сборные с литым односторонним сердечником типа общей отливки с изнашиваемой частью усовиков (рис. 73), цельнолитые (рис. 74), сборные из рельсов. Наибольшее распространение получили крестовины, у которых литой сердечник изготовлен в одной общей отливке с изнашиваемой частью усовиков (см. рис. 73). В такой конструкции усовики изготавливают из рельсов; на определенной длине в их головках делают вырезы, в которые при сборке крестовины входят приливы литой, наиболее изнашиваемой, части усовиков. Очертанию сердечника и усовиков придана форма, наиболее благоприятствующая перекатыванию колес с сердечника на усовик и обратно. Так как поверхность колеса имеет коничность 1/20 (и далее к наружному краю 1/7), то усовики в месте перехода колес с них на сердечник и обратно располагают выше сердечника. Это постепенное повышение, начинаясь от горла крестовины, достигает 5,7 мм в математическом центре крестовины и сохраняется на всем протяжении до сечения сердечника шириной 20 мм, а затем постепенно убывает; в сечении сердечника шириной 35 мм усовики и сердечник находятся на одном уровне.

Прочие виды стрелок

Существуют конструкции, в которых происходит совмещение торцов подвижных рельсов соединяемых путей при перемещении их в горизонтальной плоскости.

Также довольно малораспространены специальные конструкции, в которых колея одного из направлений начинается в виде клина, накладываемого механизмом на головки рельсов другого направления (накладная стрелка). Благодаря этому такую стрелку возможно ввести в имеющийся путь без разрыва его колеи, и движение по одному из направлений происходит также по практически неизменённой рельсовой колее, но по отклонённому направлению необходимо сильное ограничение скорости.

В монорельсе применяется переворотный тип стрелки, когда два направления закреплены с разных сторон бруса. Для перевода стрелки механизм переворачивает брус нужной стороной.

Теги