Стрелочный перевод

Стрелочный перевод — это устройство путевого хозяйства железных дорог, предназначенное для перевода подвижного состава с одного пути на другой. Стрелочный перевод является одним из ключевых элементов верхнего строения пути, обеспечивающим разветвление и пересечение рельсовых нитей, а также возможность маневровой работы. Конструкция перевода позволяет поезду или отдельному вагону плавно переходить с главного пути на боковой, с одного пути на параллельный или пересекать пути под определённым углом. Стрелочные переводы классифицируются по типу, назначению, радиусу кривой, углу крестовины и другим параметрам.

История

Первые прообразы стрелочных переводов появились в начале XIX века, одновременно с развитием рельсового транспорта. В 1820-х годах в Великобритании для перевода вагонеток на рудничных дорогах использовались поворотные круги и простейшие переводные механизмы. Однако современный тип стрелочного перевода, с подвижными рамными рельсами и остряками, был разработан в 1830-х годах. В 1832 году инженер Джордж Стефенсон применил на Ливерпульско-Манчестерской железной дороге конструкцию, в которой остряки (подвижные части) перемещались относительно неподвижных рамных рельсов. В 1840-х годах в США и Европе началось массовое внедрение стрелочных переводов на магистральных линиях.

В России первый стрелочный перевод был установлен в 1837 году на Царскосельской железной дороге (Санкт-Петербург — Царское Село). Конструкция была заимствована из Англии, но вскоре российские инженеры (например, П. П. Мельников) начали разрабатывать собственные типы переводов, адаптированные к условиям российских дорог (широкая колея 1524 мм, суровый климат). К концу XIX века в России применялись стрелочные переводы с крестовинами различной марки (от 1/9 до 1/11), а также с симметричными и несимметричными остряками.

Устройство и основные элементы

Стрелочный перевод состоит из нескольких основных частей, каждая из которых выполняет определённую функцию:

• Рамные рельсы — неподвижные рельсы, к которым примыкают остряки. Они имеют специальную форму (с утолщением в зоне остряка) и крепятся к переводным брусьям.
• Остряки — подвижные рельсы, которые могут поворачиваться относительно рамных рельсов. Остряки имеют заострённую переднюю часть (перо) и хвостовую часть, соединённую с переводным механизмом. При переводе стрелки один остряк прижимается к рамному рельсу, а другой отводится от него, образуя зазор для прохода гребня колеса.
• Переводной механизм — устройство, обеспечивающее перемещение остряков. Вручную — с помощью стрелочного рычага (штурвала) или электропривода (электрическая централизация). В современных системах используется электропривод с дистанционным управлением.
• Крестовина — элемент, в котором пересекаются рельсы двух путей. Крестовина состоит из сердечника (центральной части) и усовиков (боковых частей). Она обеспечивает плавный переход колеса с одного рельса на другой. Крестовины бывают цельнолитыми или сборными (из отдельных рельсов).
• Контррельсы — дополнительные рельсы, установленные напротив крестовины, для предотвращения схода колеса с рельсов в зоне пересечения.
• Переводные брусья — деревянные или железобетонные шпалы, на которые монтируются все элементы перевода. Они имеют большую длину, чем обычные шпалы, и располагаются под углом к основному пути.

Классификация

Стрелочные переводы классифицируются по нескольким признакам:

По типу

• Одиночные — переводят подвижной состав с одного пути на другой. Бывают:
• Обыкновенные — один путь отклоняется в сторону (правый или левый).
• Симметричные — оба пути отклоняются симметрично относительно оси главного пути.
• Несимметричные — один путь отклоняется под большим углом, чем другой.
• Двойные — позволяют переводить состав с одного пути на два других (например, с главного на два боковых).
• Перекрёстные — пересечение двух путей под углом (например, 90° или 60°). Используются на станциях с большим количеством путей.

По марке крестовины

Марка крестовины (M) — это отношение длины крестовины к её ширине. Чем меньше марка, тем круче угол поворота. Основные марки:

• 1/9 — угол поворота около 6°20′. Используется на станционных путях и в маневровых зонах.
• 1/11 — угол поворота около 5°12′. Наиболее распространённая марка на магистральных линиях.
• 1/18 — угол поворота около 3°10′. Применяется на скоростных линиях (до 160 км/ч).
• 1/22 — угол поворота около 2°36′. Используется на высокоскоростных магистралях (до 250 км/ч и выше).
• 1/33 — угол поворота около 1°44′. Применяется на особо скоростных участках (до 350 км/ч).

По радиусу кривой

• Малого радиуса (до 200 м) — для станционных и маневровых путей.
• Среднего радиуса (200–500 м) — для магистральных линий.
• Большого радиуса (свыше 500 м) — для скоростных и высокоскоростных линий.

По типу привода

• Ручные — управляются вручную с помощью стрелочного рычага.
• Электрические — управляются с пульта или автоматически (системы электрической централизации).
• Пневматические — используются редко, в основном на промышленных предприятиях.

Применение

Стрелочные переводы применяются на всех железных дорогах мира, включая магистральные линии, станции, депо, промышленные предприятия, метрополитены и трамвайные сети. В России и странах СНГ (колея 1520 мм) наиболее распространены переводы марки 1/9 и 1/11. На высокоскоростных магистралях (например, Москва — Санкт-Петербург) используются переводы марки 1/18 и 1/22.

В метрополитенах стрелочные переводы имеют меньшие радиусы (обычно 200–300 м) и марки 1/9 или 1/11. В трамвайных сетях применяются как одиночные, так и перекрёстные переводы, часто с ручным управлением.

Требования безопасности

Стрелочные переводы являются критически важными элементами инфраструктуры, так как их неисправность может привести к сходу подвижного состава. Основные требования:

• Плавность перехода — остряки должны плотно прилегать к рамным рельсам, зазор не должен превышать 2–3 мм.
• Износостойкость — элементы перевода изготавливаются из высокопрочной стали (например, марки 110Г13Л для крестовин).
• Регулярное обслуживание — проверка состояния остряков, крестовин, контррельсов, переводного механизма. В России периодичность осмотра — не реже одного раза в месяц на магистральных линиях.
• Сигнализация — стрелочные переводы на станциях оснащаются светофорами или указателями, показывающими положение стрелки.

Современные разработки

В XXI веке активно внедряются стрелочные переводы с улучшенными характеристиками:

• С подвижным сердечником — сердечник крестовины может перемещаться, что снижает износ и повышает плавность хода на высоких скоростях.
• С термоупрочнёнными рельсами — для повышения износостойкости в условиях интенсивного движения.
• С дистанционным управлением — на основе систем GPS и GSM-R для автоматического перевода стрелок на сортировочных станциях.
• С композитными элементами — использование полимерных материалов для снижения веса и коррозии.

Интересные факты

• Самый длинный стрелочный перевод в мире (марка 1/65) был установлен в 2010 году на высокоскоростной линии в Китае (Пекин — Шанхай). Его длина составляет около 200 метров.
• В России на Сахалинской железной дороге (колея 1067 мм) используются стрелочные переводы японского производства, оставшиеся после 1945 года.
• В метрополитене Санкт-Петербурга (глубина заложения до 100 метров) стрелочные переводы монтируются на специальных бетонных плитах для снижения вибрации.

Источники

• «Железнодорожный путь» / под ред. В. И. Анисимова. — М.: Транспорт, 1995.
• «Стрелочные переводы на железных дорогах России» / А. В. Быков. — М.: УМЦ ЖДТ, 2010.
• «Устройство и эксплуатация железнодорожного пути» / Ю. И. Ефимов. — М.: Маршрут, 2004.
• Нормативные документы ОАО «РЖД»: «Инструкция по устройству и содержанию стрелочных переводов» (2018).