Тема 9 сортувальні пристрої

9.1 Призначення і класифікація сортувальних гірок

Сортувальні пристрої бувають двох типів:

1) гіркові – це сортувальні гірки різної потужності, де для сортування вагонів використовується сила тяжіння;

2) безгіркові – це витяжні колії зі стрілочними горловинами на ухилі, де використовується сила тяги локомотива та сила тяжіння вагонів, або витяжні колії зі стрілочними горловинами на площадці, де використовується лише сила тяги локомотива.

Сортувальні гірки є основними пристроями для сортування вагонiв на залізничних станціях.

У залежності від конструкції колійного розвитку та технічного оснащення сортувальні гірки бувають підвищеної, великої, середньої та малої потужності. Тип та потужність сортувальної гірки,необхідно визначати на основі розрахункових обсягів і структури вагонопотоку, що підлягає переробці, та кількості сортувальних колій. Розрахункові розміри вагонопотоку (вагонів за добу) визначаються: для сортувальних станцій - на 10-й рік експлуатації, для інших технічних станцій - на 5-й рік. Їх класифікація згідно «Правил и норм проектирования сортировочных устройств на железных дорогах Союза ССР» (ВСН 207-89), наведена у табл. 9.1.

Таблиця 9.1 – Класифікація сортувальних гірок

Параметри гірки	Значення параметрів гірок відповідної потужності
	підвищеної (ГПП)	великої (ГВП)	середньої (ГСП)	малої(ГМП)
Обсяг переробки, вагонів за добу	більше 5500	3500…5500	1500…3500	250…1500
Кількість сортувальних колій	41 і більше	30…40	17…29	4…16

Витяжні колії зі стрілочними горловинами на ухилі або на площадці проектуються для сортування до 250 вагонів за добу, а також для закінчення формування составів у вихідних горловинах сортувальних парків.

9.2 Технічне оснащення і конструктивні елементи сортувальних гірок

Сортувальна гірка, як єдина технологічна система включає: колійний розвиток, технічне оснащення, маневрові локомотиви, ремонтно-експлуатаційну базу, службово-побутові та виробничі будівлі з необхідними комунікаціями.

Колійний розвиток гірки має визначену конструкцію плану та поздовжнього профілю (рис. 9.1) і включає в себе насувну частину, спускну частину та сортувальні колії.

Рис. 9.1. Принципова конструкція сортувальної гірки

9.3 Принципи і норми проектування плану сортувальних гірок

План проектується згідно з вимогами до технічного оснащення у залежності від потужності гірки. Горловину гірки необхідно проектувати короткою, щоб забезпечити найменшу довжину спільного маршруту скочування для більшості відчепів та найменшу суму кутів повороту кривих на маршруті скочування. Для цього необхідно:

- використовувати симетричні стрілочні переводи із хрестовинами марки 1/6 для колій гірки з рейок типу Р65 (гірки підвищеної, великої та середньої потужності) чи Р50 (гірки малої потужності);

- групувати сортувальні колії зі сторони гірки у пучки, з кількістю колій у пучку від 3 до 8;

- передбачати відстань між коліями у пучку 5,3 м, між пучками – 6,5 м, а в стиснутих умовах - не менше 4,8 м;

- застосовувати на спускній частині гірки (до останніх розподільних стрілок) кругові криві радіусом не менше 200 м;

- застосовувати за хрестовинами останніх стрілочних переводів кругові криві радіусом не менше 180 м, а при кількості колій більше 32 - не менше 150 м і довжині кривої не більше 20 м з відповідним підсиленням верхньої будови колій в кривих;

- криві починати безпосередньо за хрестовиною чи початком рамних рейок з розширенням колії у межах кривої на протязі її перших 4 м.

При проектуванні гіркової горловини необхідно враховувати наступні вимоги:

- виділяти прямі ділянки колій для встановлення вагонних уповільнювачів;

- передбачати необхідну відстань між коліями для розміщення вагонних уповільнювачів на суміжних коліях;

- передбачати передстрілочні ізольовані ділянки (від ізолюючих стиків до початку вістряків) довжиною не менше 6 м;

- передбачати прямі ділянки колії для розташування технологічного обладнання систем комплексної механізації та автоматизації операцій на гірці і станції.

Розміщення на гірці додаткових пристроїв автоматизації управління процесом розформування (датчики, вимірювальні ділянки, швидкістеміри, вагоміри) не повинні вимагати подовження елементів плану, тому що це приводить до зниження переробної спроможності гірки.

Опрацювання розділів, які не викладаються на лекціях

№ теми	Назва теми та її зміст
1	Вокзали та привокзальні площі
2	Конструкція та технологія роботи залізничних вузлів радіального, кільцевого, радіально-напівкільцевого та тупикового типів

Залізничні вузли радіального типу

Вузли радіального типу утворюються на основі існуючих вузлів з однією станцією в результаті примикання до них радіально розбіжних ліній, що мають самостійні станції, при великих розмірах сортувальної і місцевої роботи та розвинених промислових районах, а також у містах із груповим розселенням.

Конструкція радіальних вузлів визначається розмірами виконуваної роботи, районами розміщення промислових підприємств і числом ліній, що примикають.

У вузлах радіального типу пасажирський рух обслуговується однією основною станцією Ст1 (рис. 6.1). При великих пасажирських потоках і переважному розвитку житлової частини міста убік однієї з радіальних ліній на одній зі станцій передбачаються додаткові пасажирські пристрої (рідше станція), що мають гарний зв'язок з містом.

Рис. 6.1. Схема вузла радіального типу

Сортувальна робота у вузлах радіального типу (див. мал. 6.1) концентрується на одній основній станції Ст1 (у багатьох вузлах основна станція дільнична чи об'єднана). У радіальних вузлах з великою місцевою роботою й однією сортувальною станцією дуже велике її завантаження, особливо при наявності у вузлі декількох станцій розвантаження, розташованих у різних районах. Це відбувається в зв'язку з необхідністю розформування всіх поїздів на сортувальній станції і наступній передачі вагонів на різні станції вузла для розвантаження. Зниження завантаження сортувальної станції може бути досягнуте шляхом будівлі спеціальних з'єднань для пропуску кутових потоків, будівництва додаткових сортувальних колій, створення обходів для пропуску транзитних поїздів, минаючи станцію. У випадках коли зазначені способи посилення пропускної і перероблювальної спроможності не забезпечують належного ефекту, споруджується нова, звичайно більш потужна сортувальна станція, місце розташування якої вибирається на основі техніко-економічних порівнянь. Найбільше доцільно розміщати нову станцію з боку підходу з максимальним надходженням вагонопотоку, що переробляється, чи на спеціальному обході (див. рис. 6.1, Ст. 5), передбачати з'єднувальні колії, що забезпечують зв'язок нової станції зі станціями інших напрямків, в обхід існуючої. Існуючу станцію доцільно в цьому випадку переулаштовувати і розвивати як спеціалізовану пасажирську, що забезпечує значне поліпшення умов обслуговування пасажирів усіх категорій.

Для скорочення пробігів місцевих вагонів, що прибувають із суміжних напрямків, у ряді випадків у радіальних вузлах споруджується додаткова сортувальна станція чи змінюється спеціалізація роботи станцій, розташованих на підходах, з таким розрахунком, щоб вони підбирали вагонопотоки в адреси пунктів, розташованих до сортувальної станції.

Місцева вантажна робота у вузлах радіального типу концентрується в основному на станціях, розташованих на радіальних лініях (Ст 2, 3, 4), де зосереджена максимальна кількість під'їзних колій, що обслуговують великі промислові підприємства. На одній чи декількох станціях вузла (див. рис. 6.1) споруджуються вантажні райони, що мають зручний зв'язок з містом.

Вузли радіального типу володіють значною пропускною спроможністю і легко переулаштовуються в напівкільцеві і кільцеві. Недоліки таких вузлів: труднощі розвитку основної станції, розташованої серед міських забудов; значний перепробіг місцевих вагонів, чинений після розформування (на основній станції) при пересуванні на станцію розвантаження; труднощі пропуску кутового потоку; необхідність пропуску всіх транзитних поїздів через основну станцію.

Недоліки вузлів, зв'язані з перепробігом місцевих вагонів, можуть бути в значній мірі усунуті, якщо примикання нових ліній буде виключати тяжіння великих промислових підприємств до районів декількох станцій на різних підходах до вузла. Ці недоліки можуть бути також усунуті шляхом споруди кілець чи півкілець.

Залізничні вузли тупикового типу

Вузли тупикового типу утворюються звичайно в кінцевих пунктах магістральних ліній, визначених територіальними (границя) чи топографічними умовами (водяні перешкоди), де зароджується і погашається рух вантажних і пасажирських поїздів, для обслуговування яких необхідно мати кілька спеціалізованих станцій.

Пасажирські станції в таких вузлах (рис. 6.2) розташовуються поблизу центральної частини міста і мають гарний зв'язок з ним. У випадку продовження лінії залізниці тупикова станція, як правило, не може бути використана для роботи і доводиться споруджувати нову пасажирську станцію на продовженні лінії. Тупикові вузли, розташовані в районах зародження і погашення вантажопотоків (пасажиропотоків), як правило, зберігають свою схему розвитку. Вузли такого типу, розміщені на берегах морів і рік, є звичайно лише першим етапом розвитку. У подальшому схема їх переулаштовується, споруджується декілька вантажних і сортувальних станцій, будується наскрізна пасажирська станція . У таких вузлах доцільно заздалегідь передбачати можливість перспективної реконструкції і розташовувати станції в місцях, що забезпечать мінімальні витрати і можливість їхньої перебудови.

Вантажна робота вузлів тупикового типу в основному складається в обслуговуванні вантажного району і під'їзних колій, розташованих у межах міста. Для сортувальної роботи з місцевими вантажами передбачається одна станція ГС (див. рис. 6.2).

Рис. 6.2. Схема вузла тупикового типу

Залізничні вузли кільцевого типу

Кільцеві вузли утворюються в пунктах злиття великого числа магістральних ліній, що зв'язуються між собою окружною дорогою, яка йде в обхід міста. Кільцеві вузли виникають при великому обсязі взаємної кореспонденції транзитного і місцевого вантажопотоків. Такі вузли створюються поступово з вузлів інших типів шляхом послідовного розвитку окремих станцій і з'єднання ліній, що сходяться. Деякі вузли проектувалися і будувалися відразу кільцевого типу.

Кільцеві вузли забезпечують високу пропускну спроможність і велику маневреність і дають можливість пропускати поїзди з однієї лінії на іншу без кутових заїздів. До недоліків кільцевих вузлів варто віднести значний пробіг і простій рухомого складу при передачах вагонів між окремими напрямками (особливо розташованими один до іншого під кутом, близьким до 180) і певні труднощі для подальшого розвитку міста. Вузли кільцевого типу мають звичайно кілька спеціалізованих станцій: пасажирських, сортувальних і вантажних (рис. 7.1), місце розташування і число яких визначаються плануванням і розміщенням міста, обсягом і структурою роботи, топографією місцевості. У залежності від категорії міста кільцеві вузли підрозділяються на звичайні і вузли особливо великих міст (понад 3 млн. жителів).

При розвитку і реконструкції кільцевих вузлів особливо великих міст повинні бути насамперед виконані наступні умови: оптимальне чи близьке до нього розміщення всіх пристроїв, що обслуговують пасажирський і вантажний рух, і забезпечення максимальних зручностей для обслуговування міських і приміських пасажирів; винос з міста транзитного вантажного руху і раціональне розміщення сортувальних і вантажних станцій, що забезпечує мінімальні пробіги вагонів. Саме тому в кільцевих вузлах особливо великих міст сортувальні, вантажні і пасажирські станції повинні розташовуватися за генеральним планом їхнього розвитку в ув'язуванні з генеральним планом розвитку міста, промисловості й інших видів транспорту.

Звичайно у вузлах кільцевого типу необхідно мати дві чи більше сортувальні станції, що при потужних вагонопотоках розміщають на підходах до вузла за межами міста. На кожній з цих станцій доцільно поєднувати переробку вагонопотоків із двох чи більш напрямків, як показано на мал. 7.1 для напрямків Б і В. Недолік варіанта розміщення сортувальних станцій на підходах полягає в тому, що вагони, які прибувають з ліній, котрі не мають сортувальних станцій, будуть мати у вузлі значні перепробіги.

Сортувальні станції при порівняно невеликому обсязі переробки можуть розташовуватися на кільці, причому влаштування двох сортувальних станцій значно скорочує пробіги вагонів.

Рис. 7.1. Схема вузла напівкільцевого типу

У кільцевому вузлі з декількома сортувальними станціями, розташованими на підходах, можуть бути різні варіанти розподілу роботи з формування поїздів. По одному варіанті кожна сортувальна станція формує поїзди тільки на ту лінію, яка до неї примикає. Транзитні вагони переробляються у вузлі двічі; на вхідній і вихідній станціях, але число призначень за планом формування і кількість вагоно-годин простою під накопиченням будуть найменшими. Транзитні вагони ідуть з однієї станції на іншу в передаточних поїздах. По іншому варіанті вхідні станції формують також поїзди з великих транзитних вагонопотоків на інші напрямки через вузол. Повторна переробка вагонів у вузлі знижується, але збільшуються вагоно-години накопичення, тому що загальне число призначень по вузлі збільшується. Доцільність того чи іншого варіанта встановлюють розрахунком. Місцеві вагони у всіх випадках розформовуються на вхідних сортувальних станціях, а потім включаються в передаточні поїзди для проходження на станції розвантаження.

Місце розміщення вантажних станцій у кільцевих вузлах особливо великих міст визначається розташуванням промислових районів, базисних складів і автомагістралей. Частіше вантажні станції в таких вузлах розташовуються на кільці і підходах до нього (див. рис. 7.1). Підходи магістральних ліній у кільцевих вузлах здійснюються простими і складними розв'язками залізничних ліній і автомагістралей у різних рівнях.

Основні задачі при розміщенні вантажних станцій у вузлі складаються у визначенні оптимальних місць для їхнього розміщення, що забезпечують мінімальні витрати на обслуговування залізничного й автомобільного транспорту, і виборі оптимального числа станцій і спеціалізованих баз для однорідних масових вантажів.

При визначенні місць для розміщення станцій і їхнього числа насамперед необхідно враховувати вимоги планування міста і можливості його обслуговування. Станції повинні розміщатися рівномірно по всій території міста і спеціалізуватися по роду вантажу, необхідного даному району. При цьому повинне враховуватися завантаження автотранспортом, що обслуговує ці станції, міських транспортних магістралей. Число вантажних станцій залежить від числа сортувальних станцій у вузлі: кожна сортувальна станція обслуговує дві-три вантажні (одну об'єднану й одну-дві спеціалізовані).

Успішну роботу вантажних станцій забезпечує близькість і гарний зв'язок з кільцевими і радіальними автомагістралями. Вантажні станції недоцільно видаляти на значну відстань від сортувальних, тому що це викликає значні витрати на будівництво колій і розвиток головних ділянок магістралей, а також погіршення роботи з обслуговування пасажирського і приміського руху. Рекомендується розташовувати вантажні пристрої в одному комплексі із сортувальними станціями, що забезпечує значне скорочення витрат на обслуговування (автотранспорт), знижує передатний рух у вузлі і прискорює обіг вагона.

Для обслуговування пасажирського руху в кільцевих вузлах особливо великих міст споруджують декілька пасажирських станцій, внутріміські діаметри, глибокі введення в місто, спеціальні пасажирські технічні станції. При наявності у вузлах діаметра значно поліпшується обслуговування пасажирів (по ньому пропускаються багато місцевих, транзитних і приміських поїздів). Особливо ефективне використання діаметрів для пропуску приміських поїздів із протилежних напрямків. Це поліпшує обслуговування, скорочує число пересаджень і прискорює доставку пасажирів. Число зупинних пунктів на діаметрі повинне встановлюватися в залежності від наявності перетинань з лініями метрополітену і міських магістралей з великим пасажиропотоком. Число пасажирських станцій на діаметрі не повинне бути більше двох-трьох , щоб не знижувати пропускну спроможність лінії. Перевага діаметрів полягає в тому, що він дозволяє скорочувати число тупикових станцій за рахунок концентрації руху поїздів на меншому їхньому числі. У цьому випадку можлива і концентрація операцій по обслуговуванню пасажирського руху, і скорочення числа технічних станцій. Недоліки діаметра полягають у необхідності проходу ліній через усе місто (підземні і надземні ділянки), що викликає величезні матеріальні витрати, створює багато перетинань з міським транспортом, викликає значний шум і забруднення повітряного середовища.

Проблема технічних станцій у таких вузлах складна: ці станції вимагають дуже великої території, яку у великих містах виділити важко. Останнім часом намічається тенденція виносу технічних станцій за межі міських забудов чи створення станцій у нових, ще не забудованих районах і створення потужних пристроїв по ремонту й екіпіруванню, що обслуговують кілька напрямків. Концентрація робіт на меншому числі технічних станцій забезпечує більш широке використання новітньої техніки, автоматики і телемеханіки, сприяє зниженню вартості ремонтно-екіпірувальних робіт.

Діаметри знімають також велике число пасажирів, що виходять звичайно на тупикових станціях і слідують від них на станції пересадження на метрополітен і інші види міського транспорту. Це знижує ступінь концентрації пасажирів у пунктах пересадження, збільшує зручності (комфорт) і зменшує час поїздки.

Залізничні вузли радіально–напівкільцевого типу

Радіально– напівкільцеві вузли часто утворюються при наявності природної перешкоди (рис. 7.2), що заважає споруді повного кільця. Радіально– напівкільцеві вузли можна розділити на звичайні і вузли особливо великих міст. Розходження цих вузлів складається в обсягах виконуваної роботи і типах міст, які вони обслуговують. До звичайних вузлів такого типу можна віднести Одесу, Лісабон, де море обмежує розвиток у кільцевий вузол, Київ, Челябінськ, Новосибірськ, кожний з який працює як етап розвитку запроектованого вузла кільцевого типу. Вузли такого типу мають звичайно глибокі тупикові введення в місто, де розміщені пасажирські і вантажні станції. У вузлах такого типу є напівкільце, як правило, розташовуване за межами житлових районів міста. Напівкільцева лінія має гарні зв'язки з прилягаючими напрямками, а також із пристроями річкового чи морського порту (станціями і причалами). Сортувальні станції в таких вузлах розміщаються найчастіше на підходах до напівкільця, рідше на самім напівкільці. Як правило, у таких вузлах споруджується кілька сортувальних станцій, кожна з яких обслуговує кілька напрямків. Вантажні станції і станції, що обслуговують промислові райони і порт, найчастіше розташовуються на напівкільці. У ряді випадків вантажні станції в таких вузлах виявляються на території центральної частини міста і вимагають їхнього переносу до промислових районів і баз.

У радіально-напівкільцевих вузлах у цілому ряді випадків є внутріміські діаметри, що зв'язують протилежні підходи до вузла з основною пасажирською станцією. У вузлах такого типу, що обслуговують особливо великі міста, дуже велике завантаження тупикових пасажирських станцій. З цією ціллю споруджуються нові станції, найчастіше наскрізного типу.

Вузди комбінованого типу виникають у результаті поетапного розвитку вузлів більш простих схем: послідовного розвитку існуючих вузлів у зв'язку з примиканням нових магістральних ліній чи будівництва нових елементів (станцій, з'єднувальних колій, шляхопроводних розв'язок), удосконалення схеми вузла.

Рис. 7.2. Сжема вузла радіально–напівкільцевого типу

44