Залізниці – найзручніші в спорудженні і безпечні в експлуатації шляху сполучення. Безаварійну роботу забезпечують уважність і відповідальність співробітників на всіх рівнях.
Прибуваючи на сортувальну або велику пасажирську станцію, поїзд легко переходить з одного шляху на інший і займає призначену для стоянки колію. Машиніст локомотива не бере участі в цьому: маршрут заздалегідь підготовлений працівником залізниці за допомогою правильно налаштованих стрілкових (стрілочних) переводів.
Устрій і функції
Перші подібні пристосування з’явилися ще в епоху дерев’яних колійних доріг. На повороті одні рейки перекладали і стикували з іншими в потрібному напрямку. Пізніше цей процес був механізований, але досі «безогстрякові» стрілочні переводи можна побачити на польових і шахтних вузькоколійках.
Революція в залізничному будівництві сталася з появою гострякової конструкції, яка використовується і вдосконалюється сьогодні.
Основні її елементи наступні:
- рамні рейки;
- гостряки;
- перевідні шляхи;
- контррейки;
- хрестовина;
- електричний або ручний привід.
Такий склад дозволяє повністю автоматизувати процес, проходити конструкцію на високих швидкостях та знижувати аварійність.
Призначення елементів
На схемі стрілочного переводу зручно розглянути розташування його частин. Більшість найменувань, як і слово «стрілка», були введені в залізничну термінологію П. П. Мельниковим, першим міністром шляхів сполучення Росії (1865) та І. Шелудька і Т. Садовського, які створили «Словник технічної термінології» українською мовою.
- Рамні рейки, як випливає з назви, утворюють нерухомий контур конструкції. На відміну від звичайних колійних рейок вони мають отвори для кріплення перекладного механізму і упорів, а також спеціальне поглиблення для щільного примикання гостряка. Одна з рамних рейок робиться зігнутою в напрямку відгалуження шляху, інша – прямою. При проходженні поїзду на контур створюється сильний динамічний тиск, тому застосовуються упори, щоб «рама» не деформувалася.
- Гостряки – рухливі елементи стрілки. Виготовляються з якісної сталі, що дозволяє зробити заточку вільного кінця. Вістря бічного шляху входить в поглиблення прямої рамної рейки і плавно переводить колесо в заданому напрямку. Якщо поїзд повинен пройти стрілку без повороту, то гостряк прямого шляху примикає до вигнутої рамної рейки і виключає поворот колеса.
Тупі кінці гостряків кріпляться до відрізків рейок, що ведуть до хрестовини. Вони називаються прямими і кривими перекладними шляхами. - Хрестовина знаходиться в місці перетину розбіжних шляхів і складається з сердечника і вусовиків. Складна будова забезпечує вільне проходження в будь-якому напрямку. При повороті поїзда колесо відхиляється по гостряку і через перекладний шлях входить в щілину між вусовиком і сердечником хрестовини. У цей момент пасажири відчувають характерний стукіт: колесо потрапляє в “мертвий” простір, перекочуючись через широкий проріз між горлом хрестовини і гострим кінцем сердечника. Ця відстань перевищує величину звичайного стику рейок.
- У момент проходження хрестовини важливо, щоб колісна пара не відхилилася від траєкторії, а реборд колеса точно увійшов в жолоб конструкції. Для фіксації напрямку використовуються контррейки. Вони кріпляться паралельно рамним рейкам, навпроти “мертвого” або “шкідливого” простору хрестовини.
- Стрілочний перевід укладається на перекладні бруси. Зовні вони виглядають як шпали, але мають конструктивні особливості — додаткові отвори для кріплення механізму і двій пари рейок, що розходяться. Бруси утримують поперечні розміри конструкції і забезпечують пружний зв’язок з баластом.
- Механізм перемикання стрілки може бути з електроприводом або ручним. У будь-якому випадку він приводить в рух гостряки за допомогою робочої і сполучної тяги. Залежно від довжини гостряків тяга може бути одна або кілька.
Існують інші деталі, що забезпечують безпеку. Вони фіксують переведені дотепники в потрібному положенні, передають стан механізмів на пульт ДПС, оберігають стрілку від випадкового перемикання.
Види перетинів
Описана схема елементів стрілочного переводу належить до одиночної конструкції, коли бічний шлях відходить від головного. У залізничному господарстві застосовуються й інші схеми перетину колій:
- перехресні – два рівнозначних шляхи перетинаються під гострим кутом;
- сплетіння – бічний шлях підходить до головного, зливається з ним і знову відходить;
- глухий перетин – споруджуються без стрілок.
За формою і напрямком рамних рейок вони поділяються на наступні типи:
- Звичайні (бічний шлях відходить від прямого). Бувають правосторонніми і лівосторонніми. Напрямок визначають, стоячи обличчям до вільних кінців гостряків.
- Симетричні (обидві колії розходяться в протилежні сторони під однаковими кутами).
- Несиметричні різнобічні і односторонні (шляхи розходяться під різними кутами в протилежні сторони або відхиляються в одну).
Геометричні характеристики стрілочних переводів
При побудові залізничних колій враховують числові значення елементів стрілочних переводів. Від цього залежить, яка швидкість допустима на перехрестях та скільки шляхів може перетинати поїзд.
Головною числовою характеристикою вважається марка хрестовини – відношення ширини сердечника до його довжини. Чим довше і гостріше сердечник – тим плавніше склад перейде на інший шлях, тим більша швидкість руху допустима на стрілці.
З цим значенням пов’язані і інші, що визначають кут відхилення бічного напрямку і довжину конструкції:
- центр перекладу – уявна точка на початку розбіжності осей головного і бічного шляхів;
- математичний центр хрестовини – точка перетину граней сердечника, яка знаходиться на розрахунковій відстані від його гострого кута;
- радіуси перекладних кривих;
- практична і теоретична довжини переводу.
Зрозуміло, що від точності цієї роботи залежить безаварійний рух складу. Тому головним завданням працівників стрілочного господарства є постійний контроль за станом елементів механізму при їх виготовленні та експлуатації на залізниці.
