Чтобы ликвидировать пересечения маршрутов следования поездов, локомотивов, передач или облегчить пропуск их в этих местах в одном уровне, сооружают развязки в разных уровнях и шлюзы, которые также называют развязками. Характерны пересечения в одном уровне:
двух самостоятельных линий А—Б и С—Д (рис. 341, а);
разветвляющихся подходов к станции (пересечение в точке а маршрутов приема из А грузовых поездов на станцию СС и отправления пассажирских поездов со станции ПС на А) (рис. 341, б);
маршрутов следования поездов на два направления (из А на Б и из Б на В) (рис. 341, в).
Примером развязки маршрутов в одном уровне, часто применяемой на станциях для пропуска локомотивов через главные пути, служит простейший шлюз (рис. 342, а). Локомотив из С ожидает прохода поезда по главному пути I у закрытого сигнала перед предохранительным тупиком а. После освобождения пути / локомотив переходит на шлюзовый путь З, где ожидает освобождения пути II и затем следует в сторону Д. Аналогично движение из Д в С. С момента входа локомотива на путь 3 движению по путям I и // ничто не препятствует, и следовательно, сокращаются почти в два раза возможные задержки поездов из-за пересечения маршрутов в одном уровне. Безопасность движения обеспечивают устройства СЦБ и предохранительные тупики а.
Принцип работы шлюза на рис. 342, в аналогичен приведенному на рис. 342, а; разница заключается в том, что на путях 3 и 4 возможно скрещение поездов (локомотивов) линии С—Д.
Шлюзы с дублированными путями одного из направлений (А—Б) при пересечении двухпутной линии А — Б с однопутной С—Д (рис. 342,6) позволяют практически не прекращать движение по нему. Нормально поезда направления А—Б следуют по путям / и //. Чтобы пропустить поезд или отдельный локомотив в направлении С—Д, его останавливают на пути 3 или 4 (в зависимости от того, откуда он идет — из С или из Д), а стрелки У, 3 или 2, 4 переводят на пути 1а или Па, по которым пропускают поезда направления А—Б.
Практика показывает, что шлюз наиболее целесообразен для пропуска локомотивов. Сооружение шлюзов для пропуска поездов дорого и требует сложных устройств СЦБ, поэтому они не получили распространения.
Развязки в разных уровнях полностью устраняют пересечения маршрутов. Маршруты могут быть развязаны друг с другом по линиям, направлениям и роду движения. При развязке по линиям (рис. 343, а) каждая из них (А—Б и В—Г) на станции А имеет самостоятельные приемо-отправочные парки ПО-1 и ПО-2. Сортировочные пути, локомотивное, вагонное хозяйства могут быть самостоятельными для каждой линии или объединенными. В данном случае локомотивное хозяйство ЛХ объединенное, а сортировочные парки раздельные. Такую развязку применяют редко, когда корреспонденции потоков между линиями незначительны. Примером ее служат самостоятельные подходы к станции Москва-Курская-Пассажирская путей Курского и Горьковского направлений.
Развязки по направлениям движения характерны подходом путей разных линий в объединенные парки четного и нечетного направлений. Их сооружают часто на участковых узловых станциях для примыкания новых линий. Новую линию из В можно развязать с существующей А—Б с внутренним вводом путей (рис. 343, б) или по объемлющей схеме (рис. 343, в). В первом случае путепровод / сооружают под один путь, а во втором — под два. Первый вариант обычно дешевле, однако один из существующих главных путей основной магистрали А—Б частично приходится разбирать (показано штриховой линией) и перекладывать на другое место в обход трассы новой линии. При этом поезда основной магистрали вместо прямого направления вынуждены следовать по кривым, что повышает эксплуатационные расходы. Кроме того, часто на первом этапе, когда размеры движения еще невелики, новую линию примыкают к трассе а, допуская внутристанционные пересечения при отправлении поезда на В с приемом из Б, и строительство путепровода относят на вторую очередь. Поэтому развязку по рис. 343, в применяют чаще. Надо отметить, что в ней, несмотря на два путепровода,
некоторое пересечение поездов в горловинах в одном уровне сохраняется. Это связано с переходом поездов с одной линии на другую. Так, если одновременно отправить в сторону В поезд, прибывший из Л, и в сторону Б поезд из Г, в правой горловине их маршруты пересекутся. Чтобы избежать этого, при больших размерах движения укладывают дополнительные главные пути на Б (штриховая линия) в обход путепровода 2 и на А в обход путепровода 1. При сооружении второго пути на направлении В развязка не меняется.
Развязки по роду движения
(рис. 343, г) проектируют в узлах, когда требуется разделить потоки, например грузовые и пассажирские, направляя первые на сортировочную СС и вторые на пассажирскую ПС станции. Такую развязку, в том числе для движения дальних и пригородных пассажирских поездов, применяют часто на головных участках крупных узлов (см. гл. XX). Более сложны развязки по направлениям движения (с помощью путепровода У), а затем по роду движения — пассажирские на ПС и грузовые на СС (с помощью путепровода 2) (рис. 343, д). Развязку с двумя и большим числом путепроводов стремятся делать компактной, чтобы она не занимала большой территории. Диктуют длину развязки часто трассы путей а и б, так как они проходят по одному путепроводу сверху, а по второму, наоборот, снизу. В этих случаях приходится преодолевать разность высот в 12—15 м, и расстояние между путепроводами достигает около 2 км.
Схему развязки определяют с одной стороны эксплуатационные требования (пропускная способность, специализация путей, направления движения и др.)> а с другой технические условия проектирования:
уклоны развязок должны быть не круче установленного для данной линии руководящего уклона ір; в трудных условиях на подходах, где предусматривается движение поездов исключительно в одном направлении, допускаются спуски круче руководящего, но на линиях I и II категорий — не более 15 %0;
длина и сопряжение элементов профиля, как правило, такие же, как на главных путях на перегонах, однако в сложных случаях допускается уменьшать длину элемента до 200 м;
в трудных условиях могут быть допущены кривые радиусом 250 м;
Высоту пролетного строения принимают по типовым проектам с учетом угла пересечения и материала пролетного строения — металла, железобетона и др. Стандартные углы пересечения 20, 25, 30, 45, 60 и 90°; при проектировании развязок принимают во внимание рельеф местности, чтобы объем земляных работ был минимальным.
Проектирование развязки — сложное инженерное искусство, успех его зависит от опыта и знаний проектировщика, так как одну и ту же задачу можно решить по-разному. Рассмотрим технику проектирования на примере (рис. 344). Со стороны А двухпутная линия разветвляется на два направления: на пассажирскую и сортировочную станции. Разветвление подхода начинается от пикета 321+50, где отметка земляного полотна 116,5. После прикидки разных вариантов было решено, что путь // с помощью двух обратных кривых радиусом 500 м пересечет пути /// и IV на пикете 335-4-50. Измерив углы поворота, по таблицам устанавливают тангенсы кривых, измеряют их длины и находят их начало и конец. Измеряют длину прямой вставки между кривыми и при этом устанавливают, что путепровод
может быть расположен на прямом участке пересекающихся путей со стандартным углом в 60°.
Разбив развязку в плане, приступают к проектировке ее профиля по заданному руководящему уклону 8°/оо и трассе двухпутной линии А — Б, профиль которой показан на рис. 344. Прежде всего решают, как должен пройти путь // — над путями /// и IV или под ними. Если его расположить под путями /// и IV, то отметка земляного полотна будет равна 114,5 — 8,5=106 м (габарит 6125 мм, толщина верхнего строения 800 мм, высота пролетного строения 1575 мм, всего 8500 мм, или 8,5 м). Поскольку отметка земли в месте пересечения примерно 118,5 м, выемка для пути II будет очень глубокой (118,5—106,0=12,5 м). Если же путь // провести над путями /// и IV, отметка земляного полотна которых 114,5, то отметка его земляного полотна будет равна 114,54-8,5=123, а высота насыпи всего 4,5 м, что, конечно, лучше. Таким образом, профиль пути // проектируем так, чтобы подход его к путепроводу находился на отметке 123. Исходя из отметки земляного полотна пути // на пикете 321+50, равной 116,5, проектируем линию на площадке протяжением 450 м до пикета 326 м, а далее на протяжении 940 м подъемом 8°/00, причем в пределах кривой протяжением 720 м со смягчением профиля на величину ωк=—— =1,4°/00
(здесь 82°30'— угол, соответствующий кривой 720 м при радиусе 500 м). Тогда уклон в пределах кривой / = 8 — 1,4 = 6,6°/00 и отметка на подходе к путепроводу: 116,5 + 220 • 0,008 + 720 • 0,0066 = 116,5 + 1,76 + 4,8 = = 123 м. Далее путь проектируем на площадке протяжением 350 м и соединяем ее с уклоном 8°/00 на 400 м для выхода на отметку пассажирской станции 119,8.
Развязки проектируют по планам с горизонталями в масштабах 1 : 2000, 1 : 5000, 1 : 10 000 и выбирают варианты плана и профиля после подсчета затрат на строительство и эксплуатацию.