Железнодорожная стрелка

Железнодорожная стрелка на станции Шепетовка

Стрелочный перевод — это устройство, установленное в пути рельсового, а в общем случае и других видов направленного транспорта, служащее для разветвления путей. Другими словами, стрелочный перевод позволяет подвижному составу переходить с главного пути на одну из двух (или более) веток.

Направление с главного пути на одну из веток называется «противошерстным», противоположное — «пошерстным». При езде в пошерстном направлении стрелка должна быть переведена в соответствующее положение — иначе поезд взрежет стрелку.

Устройство

Рассмотрим устройство «французской» стрелки (с остряками).

• Рамные рельсы (рельсы с боков стрелки, идущие без разрывов).
• Стрелка:
  • Механизм перевода.
  • Сигнал (применяется в ручных стрелках для указания, в каком направлении переведена стрелка; в автоматических стрелках сигналы даёт светофор).
  • Тяги, соединяющие механизм перевода с остряками.
  • Остряки (перья в трамвайной терминологии) — подвижные участки рельсов.
  • Шарнирные стыки.
  • Замки, позволяющие зафиксировать стрелку в одном положении.
• Переводные кривые (соединительные участки пути).
• Крестовина:
  • Сердечник — деталь, устанавливаемая в месте схода внутренних рельсов.
  • Усовики. 1) Уменьшают «рыскание» поезда (а значит, и износ крестовины); 2) Являются опорой для внутреннего колеса, обеспечивая плавный въезд с сердечника на соединительную кривую.
  • Контррельсы. Участок пути между переводной кривой и сердечником называется вредным пространством. «Вредное» оно тем, что поезд на нём способен сойти с рельсов. Чтобы этого не было, реборду с противоположной стороны прижимает контррельс.
• Предельный столбик ограничивает пространство, в котором поезд может двигаться, не мешая работе стрелки и движению поездов, которые едут по соседней ветке.

Крестовины

Подвижная крестовина (Япония)

Крестовины — это элементы пути, предназначенные для пересечения рельсовых нитей под некоторым углом. Различают крестовины без подвижных частей, по которым движение подвижного состава возможно по любой из рельсовых колей в любое время, и крестовины с подвижными элементами, которые должны переводиться одновременно со стрелками, и движение по которым возможно только по той колее, на которую переведена крестовина. Крестовины с подвижными элементами вместе с приводами в целом дороже как в изготовлении, так и в эксплуатации, зато позволяют обходиться без контррельсов и без разрыва рельсовой колеи, которое неизбежно в неподвижных крестовинах в тех местах, где траектория гребня колёс пересекает рельсовую нить другого направления. За счёт этого крестовины с подвижными элементами позволяют достигать гораздо большей плавности прохождения подвижного состава и уменьшать ударные нагрузки, а значит — и повышать допустимые скорости

Марки крестовин

Все стрелочные переводы в пути железнодорожного типа в России и странах бывшего СССР принято характеризовать маркой крестовины, то есть приблизительно тангенсом угла крестовины (при малых углах близкого к значению самого угла в радианах), того угла, с которым, как правило, расходятся пути, выходящие из стрелочного перевода. В других странах практикуется указание самого угла, например, в градусах. Среди обыкновенных прямолинейных стрелочных переводов в странах бывшего СССР наиболее типичны и распространены переводы с маркой крестовины 1/11 и 1/9, допускающие соответственно скорости движения по отклонению до 50 и 40 км/ч для грузовых поездов, и до 50 и 25 км/ч для пассажирских поездов, радиусы их переводных кривых довольно близки к значениям 300 и 200 м соответственно. Перекрёстные стрелочные переводы, как правило, выполняются под двойным углом крестовины обыкновенных переводов в горловине станции, например, 2/9 при обыкновенных переводах с крестовинами 1/9. (2/9 здесь означает фактически удвоенный угол с тангенсом 1/9, а не угол с тангенсом 2/9). Для симметричных стрелочных переводов типичны, например, крестовины марки 1/6.

Существуют обыкновенные стрелочные переводы с крестовиной марки 1/18 и 1/22, допускающие движение по отклонению со скоростями 80 км/ч и 120 км/ч соответственно.

Принцип работы

Принцип работы стрелочного перевода иллюстрирует следующая анимация.

Стрелочный перевод с подогревом

В данной анимации путь А — главный, B и C — ветки.

Работа в условиях низкой температуры

При установлении низких температур, например, зимой, снег и лед могут стать причиной некорректной работы стрелочного перевода. В прошлом для решения данной проблемы специальные работники занимались расчисткой путей. Так до сих пор и происходит в некоторых странах и на некоторых, особенно малозначимых, линиях. Ещё одним вариантом разрешения проблемы является обогрев перевода для растопления снега и льда. С этой целью обычно используют газ или электричество, а также для очистки стрелочных приводов применяется сжатый воздух.

Прочие виды стрелок

Стрелочный перевод на зубчатой железной дороге (sk:Štrbské Pleso, Словакия)

Существуют конструкции, в которых происходит совмещение торцов подвижных рельсов соединяемых колей при перемещении их в горизонтальной плоскости, также довольно мало распространённые специальные конструкции, в которых колея одного из направлений начинается в виде клина, накладываемого механизмом на головки рельсов другого направления (благодаря чему такую стрелку теоретически возможно ввести в имеющийся путь без разрыва его колеи, и движение по одному из направлений происходит также по практически неизменённой рельсовой колее, зато по отклонённому направлению необходимо сильное ограничение скорости).

Конфигурации

Крестообразная стрелка на станции Шепетовка. Сейчас она переключена на маршрут «левый ближний — правый дальний».

• обыкновенные стрелочные переводы (в которых один путь разделяется на два):
  • прямолинейные — у которых одно из направлений полностью прямолинейно.
  • криволинейные — у которых оба пути направлены влево или вправо (разными радиусами).
  • симметричные — в которых оба направления отклоняются одинаковыми радиусами на одинаковый угол в разные стороны, за счёт чего длина стрелочного перевода минимальна при заданном минимальном радиусе кривой, такие стрелочные переводы часто применяются в стеснённых условиях.
  • сбрасывающая стрелка по умолчанию направлена «в никуда», чтобы остановить случайно покатившийся вагон. Только когда диспетчер строит поезду маршрут, сбрасывающая стрелка переключается, замыкая путь. Разновиднось «сбрасывающей стрелки» — «сбрасывающий остряк» — установленный на пути один рамный рельс и остряк.
• двойные стрелочные переводы, в которых тесно соседствуют 2 стрелки, и один путь разветвляется на три;
• перекрёстные стрелочные переводы — расположенные в месте пересечения под углом 2 путей, позволяющие подвижному составу проходить как по каждому из пересекающихся путей прямо, так и переходить с одного пути на другой (причём либо только между одними 2 направлениями, либо между всеми направлениями). Такие стрелки имеют четыре комплекта остряков, управляемые двумя механизмами; две тупые и две остроугольные крестовины. Такие стрелочные переводы часто называют «американскими» («американками») или «крокодилами».

Прочие виды транспорта

Трамвай

Троллейбус

Монорельс