Стрелочный перевод состоит из стрелки и крестовины с примыкающими к ним рельсами и предназначен для перевода подвижного состава с одного пути на другой. Существует три типа стрелочных переводов: 1) для высоких скоростей; 2) обыкновенные, или для магистральных линий; 3) для станционных путей.
Скорости движения по стрелочным переводам с рельсами в одном уровне.
Путевая комиссия AREA рекомендует скорости движения по стрелочным переводам (табл. 8) без возвышений исходя из следующих соображений. Плавность движения должна быть такой же, как при проходе кривой с недостатком возвышения наружного рельса менее 3 дюймов.
Таблица 8. Скорости движения по стрелочным переводам с прямыми остряками (рекомендации AREA).
Таблица 9. Скорости движения по стрелочным переводам с криволинейными остряками (рекомендации AREA).
Скорости движения по стрелочным переводам на прямой или боковой путь вычисляют из формулы Е= 0,0007 v2D— 3, где Е — возвышение наружного рельса; υ — скорость, миль/ч; D — кривизна переводной кривой или остряка в градусах кривизны (принимается наиболее крутая кривая). Для стрелочных переводов с прямолинейным остряком величина D представляет собой число градусов кривизны кривой, имеющей центральный угол, равный стрелочному углу, а хорду — длиной, равной длине остряка.
Стрелочные переводы для высоких скоростей движения.
В силу необходимости и важности ускоренного продвижения современных высокоскоростных поездов по стрелочным переводам большое внимание уделяется конструкции и изготовлению стрелочных переводов, по которым поезда могут проходить на высоких скоростях с обеспечением безопасности и плавности хода. Признавая, что многие старые стрелочные переводы стали действительно «узкими местами» в условиях современного высокоскоростного движения и растущих требований к допускаемым скоростям движения по стрелочным переводам, Путевая комиссия AREA предприняла исследования в этой области. На их основании созданы стрелочные переводы с прямолинейными и криволинейными отжимными остряками длиной 30 и 39 футов. Стрелочные переводы с прямыми остряками длиной 30 футов широко применяются, на большинстве железных дорог по ним допускаются скорости 35 миль/ч. В некоторых случаях укладывают стрелочные переводы с криволинейными остряками длиной 45 футов, допускающие по переводу движение со скоростями до 45 миль/ч. В стрелочных переводах этого типа нет угла в остряке, который всегда вызывал значительные удары, увеличивая затраты на текущее содержание пути. В стрелочных переводах для высокоскоростного движения поездов широко используют крестовины марки 1/20, хотя на некоторых железных дорогах все еще эксплуатируют много крестовин марок 1/15, 1/16 и 1/18. Ограниченно применяют крестовины марок 1/24 и 1/30.
В качестве примера средств для решения проблемы высокоскоростного движения представляют интерес принятые железной дорогой Midwestern:
- несимметричная укладка стрелочного перевода марки 1/20 с прямыми остряками (наиболее простое и, безусловно, целесообразное средство);
- укладка перевода марки 1/20 с криволинейными остряками длиной 30 футов, значительно уменьшающими угол удара в острие остряка, для улучшения плавности хода;
- укладка стрелочного перевода той же марки с прямолинейными остряками длиной 30 футов. Схема этого стрелочного перевода симметричная (на каждый путь приходится по 1/2 стрелочного угла и угла крестовины), в результате чего получается эффект двукратного уположения марки стрелочного перевода (до 1/40). Многие железные дороги, применяющие такие схемы, считают их эффективными благодаря обеспечению высокой плавности хода и снижению текущих затрат.
На многих железных дорогах считают: увеличение срока службы при укрытых стрелочных остряках и остроганных рамных рельсах приводит к дополнительным затратам на всех длинных стрелочных переводах, а также на стрелочных переводах, уложенных на более деятельных магистральных линиях и станционных путях.
Сварные стрелочные переводы.
В усовершенствованной конструкции сварного стрелочного перевода все стыки сварены в процессе монтажа (или могут быть склеены синтетическим клеем), что снижает текущие затраты, так как нет стыков на болтах. Остряки более длинные, чем стандартные, и снабжены плавающими корневыми креплениями. Это обеспечивает более плавное движение и снижает износ остряков. Той же цели служат более длинные вылеты крестовины. Длинные контррельсы изготовлены с отводами под малым углом для улучшения прохода колеса через крестовину, минимизации ударов и уменьшения поперечных смещений крестовины. Такие стрелочные переводы в эксплуатационных условиях работают удовлетворительно.
Обыкновенные и парковые стрелочные переводы.
Обыкновенные, или магистрального типа, стрелочные переводы широко применяют на станциях, съездах, обгонных путях и везде на главных путях, за исключением мест, требующих укороченных стрелочных переводов. В основном укладывают стрелки длиной от 16 футов 6 дюймов до 26 футов. Общеприняты крестовины марки 1/10, хотя во многих местах, где первоначально предусматривались крестовины марки 1/9, они заменены на крестовины марки 1/11 или 1/12.
Перекрестные стрелочные переводы.
Если место укладки ограничено, два стрелочных перевода со стандартными деталями можно уложить вместе с дополнительной крестовиной так, что один из них перекрывает другой, а соответствующие остряки разделены только короткой предельно допускаемой вставкой. Эта третья крестовина, называемая средней, или развилкой, имеет специальную конструкцию. Перекрестные стрелочные переводы, называемые иногда переводами на три направления, труднее укладывать и эксплуатировать, поэтому их укладывают только в специальных случаях, например при ограниченном месте для производства маневровой работы. Путевая комиссия AREA разработала три схемы, предусматривающие использование двух стрелочных переводов марки 1/8, двух — марки 1/10 или одного 1/8 и одного 1/10.
Данные по стрелочным переводам и съездам.
AREA разработала табличные данные и эпюры укладки стрелочных переводов и съездов с крестовинами марок 1/5, 1/6, 1/7, 1/8, 1/9, 1/10, 1/11, 1/12, 1/14, 1/15, 1/16, 1/18 и 1/20. В них включены все необходимые цифровые данные, спецификации брусьев и данные для разбивки переводных рельсов, если перевод укладывается на прямом пути, а также данные о размещении стыков, переводов и съездов. В этих таблицах приведены теоретические и практические рекомендации AREA.
На парковых путях наиболее широко применяют крестовины марки 1/8, хотя на старых парковых и на станционных путях все еще укладывают крестовины марки 1/7. В условиях современного движения стрелочные переводы с более крутыми крестовинами стоят дороже и их труднее эксплуатировать. Для переводов на стрелочных улицах особенно важны хорошая конструкция и тщательное текущее содержание. Обычно здесь укладывают стрелочные переводы с прямыми остряками длиной 15 футов или 16 футов 6 дюймов.
Криволинейные остряки сравнительно редко применяют на парковых и обыкновенных стрелочных переводах, за исключением современных сортировочных путей. Во многих случаях это требует специального решения, особенно если установлено, что угол в острие криволинейного остряка несколько положе, чем у прямолинейного. Хотя при той же величине угла стрелочного перевода криволинейные остряки, как правило, несколько длиннее, чем прямолинейные. Если нужно, то длину стрелочного перевода можно несколько уменьшить без увеличения кривизны переводной кривой. Несмотря на то, что первоначальная стоимость криволинейных остряков выше, итоговая экономия на расходах по содержанию пути и подвижного состава превышает эту разность.
Считается, что нужно максимально сокращать число стрелочных переводов на главных путях. Поэтому парковые пути и пути промышленных предприятий обычно располагают изолированно от вытяжных или обгонных везде, где это возможно. Часто подобным образом поступают при проектировании подъездных и других путей на промежуточных станциях. Для предотвращения выхода вагонов с боковых путей на главные нужно всегда устанавливать сбрасыватели с рельсов у предельных столбиков, за крестовиной стрелочного перевода и у защитного кожуха тяги, ведущей к переводному механизму, управляемому вручную или электроприводом.
Целесообразно во всех возможных случаях укладывать стрелочные переводы в прямых участках пути, поскольку в кривых: 1) остаются очень короткие прямые вставки для размещения остряков и крестовин; 2) остряк расположен выше рамного рельса; 3) затруднено текущее содержание стрелочного перевода по направлению, уровню и величине возвышения наружного рельса; 4) ограничена видимость показаний указателя стрелочного перевода днем и ночью.
Если стрелочный перевод на параллельных путях расположен на внутренней кривой с возвышением рельса, возвышение рельса во второй кривой (стрелочного перевода) должно быть с противоположной стороны по отношению к основной кривой. В том же случае, если стрелочный перевод расположен на наружной кривой, стрелочный остряк на главном пути обычно нагружается больше и нужно очень внимательно наблюдать за сохранением его положения относительно рамного рельса. Стрелочный перевод, уложенный на главном пути не на площадке, может создать опасность для вагонов, приближающихся с бокового пути. Они могут случайно попасть на основной путь, если стрелочный перевод не оборудован рельсосбрасывателем, что в крайнем случае может привести к дополнительным затратам по подъемке вагонов на рельсы.