Железнодорожные станции и узлы

Лекция 3 Станции и узлы стр.2

Обязательными элементами путевого развития станций являются устройства по соединению и пересечению путей, относя­щиеся к их верхнему строению. Соединение путей друг с другом осуществляют стрелочными переводами, а пересечение путей в одном уровне – глухими пересечениями.

Применяя стрелочные переводы и глухие пересечения, создают соединения путей, называемые стрелочны­ми улицами и съездами. Для разворота подвижного состава устраивают разворотные треугольники и разворотные петли, в состав которых также входят стрелочные переводы.

Стрелочная улица – это соединение с помощью стрелочных переводов ряда параллельных путей, которое позволяет осуществлять приём поезда с главного пути на любой путь парка станции, отправлять поезда с любого пути парка на главный путь, а также переставлять вагоны с одного пути на другой через вытяжной путь. Стрелочные улицы бывают: простейшие с расположением стрелочных переводов на основном пути и под углом крестовины; сокращенные; под двойным углом крестовины; веерные, пучкообразные и комбинированные.

Съезд – соединение двух соседних путей, позволяющее переводить движущийся подвижной состав с одного пути на другой. Съезды состоят из двух стрелочных переводов и соединительного пути в виде прямой вставки между ними. Разновидностью съезда является перекрестный съезд, состоящий из четырех стрелочных переводов, двух соединительных путей и глухого пересечения. Перекрестные съезды устраиваются в стесненных условиях.

Разворотный треугольник – это соединение железнодорожных путей в виде треугольника, с помощью которого можно развернуть на 180° подвижную единицу. Поворотный треугольник обычно состоит из двух криволинейных ветвей, тупика с упором и сквозного пути. Обе ветви соединяются между собой и со сквозным путем с помощью стрелочных переводов. Также возможен вариант треугольника с одним выездом, в этом случае у треугольника два тупика.

Разворотная петля также служит для разворота подвижного состава на 180°. Она представляет собой стрелочный перевод, оба выезда с которого соединены круговой петлей.

Основными элементами стрелочных улиц, съездов, разворотных треугольников и разворотных петлей являются стрелочные переводы.

Стрелочный перевод – это устройство, служащее для перевода подвижного состава с одного пути на другой. В зависимости от назначения и условий соединения путей раз­личают одиночные, двойные и перекрестные стрелочные перево­ды.

Одиночные стрелочные переводы применяются наиболее широко. Они служат для соединения двух путей в один. Одиночные стрелочные переводы подразделяются на обыкновенные, симметричные и несимметричные. Наибольшее распространение (более 95 %) получили обыкновенные стрелочные переводы, применяемые для отклонения одного пути (бокового) от прямого в сторону: левую (левосторонние) или правую (правостороние). Симметричные стрелочные переводы имеют два искривленных в разные стороны, но под одинаковым углом пути. Они позволяют сократить пространство, занимаемое стрелочным переводом, и поэтому применяются в стесненных условиях – в горловинах станций и в сортировочных парках. Несимметричные стрелочные переводы имеют два искривленных под разными углами пути, которые могут быть направлены как в одну, так и в разные стороны. Несимметричные односторонние стрелочные переводы применяются в неблагоприятных условиях, когда стрелочный перевод необходимо разместить на кривом участке пути. На вновь строящихся и реконструируемых линиях вместо таких переводов укладываются обыкновенные стрелочные переводы, для чего на кривых участках устраиваются прямые вставки. Несимметричные разносторонние стрелочные переводы встречаются крайне редко и в настоящее время не выпускаются.

Двойные стрелочные переводы используются для разветвления одного пути на три направления. Такие переводы встречаются редко, стоятся по индивидуальным проектам и укладываются в особо стесненных условиях.

Перекрестные стрелочные переводы дают возможность переводить подвижной состав с одного пути на другой в обоих направлениях. По каждому перекрестному переводу подвижной состав может следовать по четырем маршрутам в двух направлениях. Перекрестные стрелочные переводы сокращают длину горловины и уменьшают количество кривых на маршрутах движения поездов. Однако из-за сложности конструкции они требуют тщательного ухода и понижения скорости движения во всех направлениях. Такие переводы укладываются в стесненных условиях на приемо-отправочных и прочих путях, а также при устройстве прямых ходов, пересекающих несколько путей.

Глухие пересечения устраиваются при пересечении путей в одном уровне, когда не требуется перевод подвижного состава с одного пути на другой. Чаще всего применяются глухие пересечения путей под острым углом (двойной угол крестовины). Их используют для устройства перекрестных съездов. Глухие пересечения под прямым углом и под углом 45° применяются крайне редко и в основном для пересечения железнодорожных путей трамвайными, а также путей с разной шириной колеи.

Совмещение колеи (а) устраивают в стесненных условиях при подводе к складам и площадкам перегрузки путей нормальной и узкой колеи. В этом случае одна рельсовая нить является общей, а вторая – своя для каждой колеи.

Сплетение путей (б) устраивается на стыках нормальной и западноевропейской колеи, а также на двухпутных линиях, когда при ремонте пути или искусственных сооружений необходимо на коротком участке перейти на однопутный участок пути без укладки стрелочных переводов.

В состав стрелочного перевода входят собственно стрел­ка (I), крестовиный узел (III), соединительный участок (II), располо­женный между ними, и переводные брусья (11), служащие основанием стрелочного перевода.

Стрелка включает в себя два рамных рельса (2, 4), два остряка (3), пред­назначенных для направления подвижного состава на прямой или боковой путь, и стрелочный привод (1). Остряки соединяют друг с другом поперечными стрелочными тягами, с помощью которых один из них подводится вплотную к рамному рельсу, в то время как другой отводится от другого рам­ного рельса на расстояние, необходимое для свободного прохода гребней колес. Стрелочные тяги бывают рабочими и соединительными Соединительные тяги могут иметь регулировочные устройства (муфтовые соединения), позволяющие регулировать положение остряков относительно друг друга.

Перевод остряков из одного положения в другое осуществляет­ся стрелочными приводами через рабочую тягу, а в пологих стрелочных переводах, остряки которых имеют значительную длину, – через две тяги и более. В последнем случае рабочие тяги соединяются между собой продольной переводной тягой, связанной с рабочими тягами через поворотные рычаги (кулисы). В приводе имеется устрой­ство, запирающее остряки в том или ином положении и контролирующее их плотное прилегание к рамным рельсам.

Тонкая часть остряка называется острием, а другой его конец – корнем. Движение подвижного состава в направлении от острия остряка к его корню считается противошерстным, а в направлении от корня остряка к острию – пошерстным. Корневое крепление обеспечивает поворот остряков в горизонтальной плоскости и соединение с примыкающими к ним рельсами. Существуют стрелочные переводы, где перевод остряка происходит за счет изгиба остряковых рельсов при неподвижном корневом креплении. Остряки стрелок бывают прямыми и криволинейными, обеспечивающими более плавный переход колеса с рамного рельса на остряк.

Крестовинный узел включает в себя крестовину и два контррельса. Крестовина состоит из сердечника (3), двух усовиков (1) и желобов (2). Она обеспечивает пересечение гребнем колес рельсовых головок, а контррельсы направляют гребни колес в соответствующие желоба при прохождении колесной пары по желобам крестовины. Точка пересечения продолжения рабочих граней сердечника кре­стовины называется ее математическим центром, а самое узкое место между усовиками – горлом крестовины. У сердечника крестовины различают острие и корень. Между ними расположены рабочие грани крестовины. Пространство между горлом крестовины и острием сердечника называется вредным пространством. Угол α, образуемый рабочими гранями сердечника, называется углом крестовины. Тангенс этого угла, т.е. отношение ширины сердечника в корне (K) к длине рабочих граней (l) называется маркой крестовины и выражается дробью. На путях общего пользования применяются стрелочные переводы с крестовинами марок 1/9, 1/11, 1/18 и 1/22.

Крестовины по конструкции могут быть: а) цельнолитыми из высокомарганцовистой стали (их укладывают на путях, где пассажирские поезда обращаются с высокими скоростями); б) сборными с литым сердечником – крестовина в виде монолитной отливки из высокомарганцовистой стали объединяет сердечник с наибо­лее изнашиваемыми частями усовиков, которые присоеди­няют к усовикам из типовых рельсов, имеющих вырезы в головке по форме изнашиваемых частей; в) сборными из рельсов – состоят из двух пригнанных друг к другу рельсов, соединенных между собой и с усовиками (также из обычных рельсов) комплектом вкладышей и болтов. Эти крестовины наиболее слабы и в настоящее время на железных дорогах общего пользования не применяются.

Крестовины могут быть также: острыми (обыкновенными) в мес­тах пересечения рельсовых нитей под острым углом; тупыми – в местах пересечения рельсовых нитей под тупым углом (в глухих пересечениях под острым углом); прямоугольными – в местах пересечения рельсовых нитей под прямым углом.

Основным недостатком обычной крестовины является наличие вредного пространства, при прохождении которого колесо колесной пары соскакивает в рабочей грани усовика, а затем заходит на рабочую грань сердечника, т.е. происходит разрыв поверхности катания, что вызывает появление ударно-динамических сил. В настоящее время применяются крестовины с подвижным сердечником, лишенные этого недостатка, которые также называют крестовинами с непрерывной поверхностью катания (НПК). В стрелочных переводах с такими крестовинами одновременно с переводом остряков происходит перемещение подвижного сердечника с его прижатием рабочей гранью к рабочей грани усовика, что значительно повышает плавность хода по крестовине и ликвидирует вредное пространство. Для перемещения сердечника на стрелочном переводе устанавливается дополнительный переводной механизм, связанный с сердечником рабочей тягой.

В комплект крестовинного узла стрелочного перевода входят и два контррельса, направляющие гребни колес в соответствующий желоб крестовины. При проследовании вредного про­странства колесо могло бы пойти под воздействием поперечных сил по любому желобу. Контррельс же, удерживающий от поперечного смещения одно из колес, направляет второе, жестко наса­женное на ось, в нужный желоб крестовины. Контррельсы к крестови­нам всех типов изготавливают из проката специального профиля, его высота больше высоты обычного рельса. Путевой рельс с контррель­сом соединяют контррельсовыми бол­тами и вкладышами. При использовании крестовин с НПК контррельсы не устанавливаются.

Соединительный участок стрелочного перевода включает в себя рельсы, расположенные от задних стыков рамных рельсов до конца стрелочного перевода и от корней остряков до усовиков крестовин. Два искривленных рельса образуют переводную кри­вую. Рельс переводной кривой, соединяющий корень остряка с усовиком крестовины считается упорным, т.к. в него упирается гребень колеса при прохождении колесной парой искривленного участка. Радиус переводной кривой зависит от угла крестовины: чем меньше угол, тем больше радиус. Переводы с меньшими углами крестови­ны допускают более высокие скорости движения поездов по боковому направлению. Кривую на ответвленном пути, расположенную за крестовинным узлом называют закрестовинной кривой.

Для перевода стрелок стрелочного перевода применяются стрелочные приводы – переводные механизмы с электроприводом, управляемым дистанционно с постов централизации или пультов местного управления, а также ручные стрелочные приводы, перевод которых осуществляется вручную перемещением переводного рычага с противовесом. Стрелочный привод связан с остряками через рабочую тягу. Для исключения самопроизвольного перевода остряков стрелки под подвижным составом переводной механизм с электроприводом имеет специальное запирающее устройство. С помощью контрольных тяг и контрольного устройства (автопереключателя) происходит контроль правильности положения остряков стрелки после их перевода, а также контроль взреза стрелки.

При переводе стрелки ручным стрелочным приводом ее остряки обязательно фиксируются в одном из крайних положений с помощью перекидных накладок, либо специальным шарнрирно-коленчатым замыкателем. Нецентрализованные (ручные) стрелки также могут оборудоваться маршрутно-контрольными устройствами (устройствами ключевой зависимости), которые позволяют контролировать правильность приготовления маршрута и исключают открытие сигнала и отправление подвижного состава на враждебный маршрут.

Элементы стре­лочных переводов крепят с помощью специальных башмаков, подкладок, шурупов и костылей к переводным брусьям или железо­бетонным плитам, которые укладывают на балластную призму. Перемещение остряков происходит по металлическим опорам. Для укладки стрелочных переводов используются переводные брусья длиной от 3,0 до 5,5 м с шагом 0,25 м. Стрелочные переводы различных типов имеют различную эпюру укладки переводных брусьев.

Стрелочные переводы различаются типом используемых рельсов (Р65, Р50, Р75), конструкцией остряков и крестовин, маркой крестовин, а также значениями углов между пересекающимися в крестовинах рельсовыми нитями. Стрелочные переводы, укладываемые на главных путях станций, разъез­дов, обгонных пунктов, должны обес­печивать пропуск поездов по пря­мому пути со скоростью не меньшей, чем реализуется на прилегающих перегонах. Стрелочные переводы, ук­ладываемые в пути, имеют наиболее распространенные марки крестови­ны 1/22, 1/18, 1/11, 1/9, 1/6 (симмет­ричные).

Стрелочные переводы марок 1/18 и 1/22 с криволинейными остряками и с крестовинами с непрерывной поверхностью катания укладываются на линиях со скоростным пассажирским движением (160 км/ч и выше) и допускают увеличенные скорости следования подвижного состава как по прямому, так и по боковому направлению (80 и 120 км/ч соответственно).

Стрелочные переводы марки 1/11 укладывают на главных и приемо-­отправочных путях для пассажирско­го движения, на главных путях при устройстве диспетчерских съездов, а также при устройстве развязок маршрутов движения грузовых и пас­сажирских поездов при подходе к узлам. Для пропуска поездов с увеличенными скоростями (более 120 км/ч) только по прямому направлению укладываются стрелочные переводы марки 1/11, имеющие цельнолитые крестовины с подвижными сердечниками и подуклонку рельсовых нитей.

Стрелочные переводы марки 1/9 укладывают на главных путях, если движение пассажирских поездов по таким переводам проходит только по прямому направлению, а также на приемо-отправочных путях грузового движе­ния.

Наибольшее распространение при проектировании сортировочных парков на­шли симметричные стрелочные переводы марки 1/6. Эти стрелочные переводы допускаются к укладке и на приемо-отправочных путях грузового движения.

Стрелочные переводы с крестовинами марки 1/4,5 встречаются только на путях грузовых дворов, подъездных путях, внутренних путях предприятий и т.п.

Стрелочные переводы на главных путях, как правило, располагаются на прямых участках. Безостановоч­ный пропуск поездов со скоростью более 100 км/ч по стрелочным пере­водам, расположенным в кривых участках, не допускается.