Реферат: Сортировочные станции

Сортировочные станции

Железные дороги, развиваясь, быстро образовали разветвленную сеть железных дорог. Потребовалось отправлять вагоны не только на близлежащие станции, но и на более отдаленные, расположенные на разных направлениях. Для этого в узловых точках сети стали сооружать сортировочные станции, основное назначение которых - переработка вагонопотоков, т. е. расформирование и формирование поездов. Для выполнения этих работ сортировочная станция имеет специальные пути и маневровые средства, составляющие сортировочный комплект (систему), включающий, как правило, парки приема, сортировки, отправления и сортировочные устройства.

В Европе сооружались преимущественно односторонние сортировочные станции, имеющие объединенные парки путей для всех направлений движения поездов. В США предпочтение было отдано двусторонним станциям, т. е. с двумя сортировочными системами, каждая для одного направления движения поездов.

Историю развития сортировочных станций можно разделить на несколько наиболее характерных этапов, отличающихся качественными изменениями. Первый этап длился от возникновения сортировочных станций до конца прошлого столетия, второй - до конца второй мировой войны, третий продолжается в настоящее время. В каждом из перечисленных этапов, особенно в последнем, также можно выделить периоды наиболее интенсивного развития сортировочных станций.

Техника и технология переработки вагонопотоков особенно интенсивно совершенствовалась в странах Западной Европы (Германия, Франция, Великобритания) и США, а на последнем этапе - также в Японии. Большой вклад в проектирование и развитие сортировочных станций внесли специалисты железных дорог России и других республик бывшего СССР.

В первом периоде развития сортировочного хозяйства расформирование составов и направление отцепов на пути, соответствующие их назначению, осуществлялись, как правило, на горизонтальных путях, расходящихся веерообразно от одного общего (вытяжного) пути с помощью стрелочных переводов. Сначала этот процесс осуществлялся методом осаживания, затем стали применять подталкивание. При этом группы вагонов отцеплялись от подталкиваемого маневровым локомотивом состава, а затем, после затормаживания этого локомотива, отделялись от него и двигались по инерции по нужным маршрутам.

Наряду с этим способом передвижение отцепов на соответствующие пути в ряде стран выполнялось с помощью конной тяги, например в России. В США на станциях Ист-Детройт, Хоторн, Пекертон и др. применялись маневры с помощью шеста. В 1846 г. в Германии станция Дрезден-Фридрихштадт была построена на уклоне. В 1863 г. такая станция была сооружена во Франции (Сен-Этьен), в 1873 г. - в Англии (Эдж-Хилл). В США некоторые станции или отдельные их парки также сооружались на уклоне, например станции Гринвиль, Логанспорт, Шеридан. На таких станциях маневры осуществлялись "самотеком" под действием силы тяжести вагонов.

Поворотным моментом в развитии сортировочных станций стало применение сортировочных горок, определившее технологию переработки вагонопотоков на многие десятилетия вперед.

Первыми станциями с сортировочными горками были: в Германии Шпельдорф (1876 г.), во Франции Терр-Нуар (1888 г.). В России первая горка была сооружена на станции Ртищево в 1889 г. Применение сортировочных горок позволило устранить основной недостаток наклонных вытяжек - необходимость расцеплять вагоны на уклоне, используя для этого ручные тормозные средства. На сортировочной горке для этой цели имеется надвижная часть, расположенная, как правило, на подъеме; затем, достигнув при надвиге вершины, отцеп отрывается от состава и скатывается вниз по спускной части горки.

Сортировочные горки разной производительности имеют все страны с развитым железнодорожным транспортом. Хотя прошло уже более 120 лет с начала их строительства, но лучшего решения в ближайшей перспективе не просматривается.

В 1914 г. на станции Герне (Германия) был осуществлен автоматический перевод стрелок. В США на двусторонней станции Потомак стрелки горочной горловины были оборудованы электропневматическими приводами, управляемыми с горочных постов.

Итак, еще в XIX веке путевое развитие крупных сортировочных станций отвечало основным требованиям, предъявляемым к ним и в настоящее время.

В Германии до 1925 г. при возрастании объемов работы односторонние сортировочные станции переустраивались в двусторонние с последовательным расположением трех (реже двух) парков. Новые сортировочные станции строились также двусторонними. На многих станциях многогруппные составы поездов формировались в группировочных парках с вытяжками или горками. Особо крупными сортировочными станциями были Гамм, Нюренберг, Мюнхен-Леям, Седдан, Вустермак. В США до второй мировой войны применялись в основном двусторонние сортировочные станции с последовательным расположением парков.

Комиссия станций и узлов Американской ассоциации инженеров железнодорожного транспорта рекомендовала укладывать в парке прибытия такое число путей, которое давало бы возможность в течение 3 - 4 ч принять половину всех поездов, ожидаемых в течение суток.

При реконструкции двусторонние сортировочные станции, как правило, сохранялись. Например, на двусторонней сортировочной станции Клиринг переустройство в 1938 г. заключалось лишь в изменении плана и профиля станции в связи с необходимостью работы с поездами большой длины. В каждом приемном парке длина четырех путей возросла с 70 до 110 четырехосных вагонов (примерно до 1650 м). До реконструкции длина сортировочных путей составляла 38 вагонов, и поэтому на каждое назначение выделялось по два пути; после реконструкции большинство сортировочных путей было удлинено. Для увеличения перерабатывающей способности на сортировочных горках сооружено по два пути надвига и роспуска. Поезда отправлялись непосредственно с путей сортировочных парков.

После второй мировой войны тенденция к концентрации сортировочной работы на железных дорогах США, Канады, Великобритании, Франции и других стран определила необходимость строительства мощных сортировочных станций, оснащенных современными устройствами механизации и автоматизации.

Рассмотрение схем сортировочных станций, построенных в послевоенный период, выявляет ряд направлений в их развитии.

Сортировочные станции сооружаются преимущественно односторонними. Переход к ним определяется появлением мощных сортировочных горок, оборудованных новейшей техникой, стремлением сократить протяженность станционных путей (в том числе оборудуемых контактной сетью), интенсифицировать использование технических средств, сократить эксплуатационный штат и т. п.

Станции строят с парками приема (отправления), как правило, объединенными для всех примыкающих направлений, - Жеврей во Франции, Оффенбург в ФРГ, Вест-Колтон в США.

В сортировочных парках предусматривается большое число путей: в Канаде на станции Монреаль - 124 пути, в том числе в основном парке - 84, в группировочном - 40; в США на станции Бенсенвилл 70 путей; в Великобритании на станции Хили-Милле - 75 с учетом путей в группировочном парке; во Франции на станции Жеврей - 59 путей и др.

Довольно часто двусторонние сортировочные станции переустраиваются в односторонние, например, в США станции Бенсенвилл и Джон Севье, в ФРГ станция Оффенбург.

Однако в крупных узлах при необходимости концентрации переработки вагонопотоков в особенно больших размерах и при соответствующем технико-экономическом обосновании сооружаются новые двусторонние сортировочные станции: в США станция Конуэй, в ФРГ станция Машен, в Великобритании станции Карлайл и Тис.

В США длины путей приемных и отправочных парков значительно больше, чем сортировочных парков, и достигают 2 - 2,5 км, а на станции Вест-Колтон - 3 км. В Европе длина приемо-сортировочных путей составляет 700 - 900 м и, как правило, не превышает длины сортировочных путей.

Ввиду значительного увеличения длины поездов чаще сооружают станции с комбинированным расположением парков, имеющих разную длину приемо-отправочных и сортировочных путей, что облегчает выполнение маневровой работы с составами различной длины: станции Янг и Эрнст Норрис в США, Урнад во Франции.

В США до 1960 г. с последовательным расположением приемного, сортировочного и отправочного парков были построены только три станции - Розевилл, Рэднор и Линкольн.

На ряде станций отсутствуют отправочные парки и сформированные поезда отправляются непосредственно из сортировочно-отправочных парков: станция Торнтон в Великобритании, Лозанна-Сортировочная в Швейцарии. В США на станциях Силвис и Вест-Колтон некоторые отправочные пути являются непосредственным продолжением части сортировочных путей, образуя длинные сортировочно-отправочные пути, которые удобно использовать для формирования и отправления длинносоставных поездов.

Одновременно с развитием схем станции развивалась и станционная техника.

Первоначально, когда сортировка велась на горизонтальных путях, вагоны тормозились деревянными рычагами (вагами), которые подкладывал под колеса тормозильщик. Такое торможение было возможно на низких скоростях. На уклоне вагоны двигались значительно быстрее, и ваги уже не обеспечивали нужный темп сортировки и безопасность маневров.

Работа по совершенствованию тормозных средств привела к созданию в 1857 г. в Германии устройства, отличающегося компактностью, универсальностью, эффективностью, нашедшего впоследствии широчайшее распространение на всех железных дорогах мира. Этим устройством явился ручной тормозной башмак, укладываемый на рельс перед движущимися вагонами и оказывающий значительное тормозное воздействие при наезде на него колеса.

За годы развития сортировочной техники были созданы десятки различных моделей башмаков (деревянные, металлические, однобортные, двубортные, в виде одной монолитной конструкции или собранный из нескольких узлов, с ребрами жесткости или без них, с разными типами заклепок и т. д.), но главные конструктивные особенности остались непременными: наличие полоза, на который накатывается колесо, колодки, в которую упирается его круг катания, и ручки.

Одним из таких башмаков, который позднее стал применяться и в России, был немецкий башмак системы Бюссинга (одно- и двубортный). Хорошо зарекомендовали себя также башмаки системы Ширенко и некоторые другие конструкции.

В настоящее время наиболее распространенной является сборная металлическая конструкция башмака, состоящая из полоза толщиной 6 - 8 мм и колодки высотой 120 - 125 мм, соединенной с полозом двумя заклепками.

Наряду с торможением такие башмаки стали повсеместно применять также для закрепления вагонов и составов на путях, что особенно актуально в условиях постепенного совершенствования буксового узла колесных пар вагонов и улучшения их ходовых свойств.

Тормозные башмаки первоначально использовали только для полной остановки вагонов. Постепенно потребовалось сделать так, чтобы вагон мог снизить свою скорость до определенного значения и затем двигаться дальше. Выполнить указанное требование удалось в результате изобретения в начале 1900 г. так называемых башмакосбрасывателей. Применение башмакосбрасывателей существенно повысило надежность регулирования скорости движения вагонов. Остановка вагонов тормозными башмаками с башмакосбрасывателями впервые была применена в Европе.

Второй период развития сортировочных станций в основном характеризуется интенсивным созданием средств механизации трудоемких процессов на горке. К числу таких операций относится прежде всего процесс регулирования скорости движения вагонов, скатывающихся с горок. В частности, предпринимались попытки механизировать установку башмаков на рельсы, чтобы избавиться от тяжелого и опасного труда тормозильщиков. В результате появилось несколько типов механических башмаков, затем - башмачных замедлителей, родиной которых явилась Франция. Здесь были созданы и внедрены башмачные замедлители Кади Делюазона, Рабурдена и других изобретателей. Такие замедлители, решая проблему механизации торможения вагонов на горках, не обладали требуемой надежностью, точностью работы, так как принцип их работы не соответствовал тенденции роста осевых нагрузок, скоростей движения и соударения вагонов. Поэтому уже в 20-х годах эти замедлители перестали применять на сортировочных горках. Попытки разработки и внедрения подобных устройств, причем сравнительно недавние (в 50 - 60-х годах), предпринимались и на советских железных дорогах (башмачные замедлители Долаберидзе, Горбатова, Пачеса), но успеха они не имели по тем же причинам.

Качественно новый скачок в деле механизации горок связан с разработкой вагонных замедлителей балочного типа, нашедших самое широкое распространение. Первым из них является замедлитель Фрелиха в Германии (1913 - 1914 гг.), обеспечивающий снижение скорости движущихся вагонов прижатием балок к боковым поверхностям колес. Затем в течение сравнительно короткого времени были созданы самые разные конструкции замедлителей (пневматические, гидравлические, электродинамические), а впоследствии - с резиновым рабочим органом, в виде отдельных точечных элементов и т. д. Известно примерно 100 типов замедлителей, но основные из них - балочные, которые легко приспособить к изменяющимся условиям работы горок.

Первой механизированной сортировочной горкой, где замедлители располагались на спускной части, была горка на станции Гамм в Германии
(1924 г.), а в СССР - на станции Красный Лиман (1934 г.). Если первые механизированные горки перерабатывали не более 1,0 - 1,5 тыс. двухосных вагонов в сутки, то современные, например в СНГ, - до 7,5 - 8,2 тыс. четырехосных вагонов.

Первоначально были созданы замедлители для работы только на спускной части горок, но затем стали создавать облегченные их конструкции (в частности, однорельсовые типа ТЕ производства ФРГ или "Раков" производства США) для механизации торможения также на подгорочных путях. В результате полностью устранялся ручной труд башмачников, повышалась переработка вагонов (станции Дуйсбург - Ведау в ФРГ, Жевре во Франции, Корияма в Японии, Зеддин в ФРГ).

Первой сортировочной станцией Великобритании, оборудованной замедлителями, была двусторонняя сортировочная станция Уайтмор с последовательным расположением основных парков. Во Франции первой замедлителями была оборудована двусторонняя сортировочная станция Вер.

Расширение объемов механизации привело к необходимости создания систем автоматизированного управления тормозными и другими исполнительными устройствами горок. Наряду с системами прицельного автоматического регулирования, основанными на применении парковых замедлителей, стали создавать системы непрерывного регулирования (прежде всего на самых мощных горках), где наряду с замедлителями стали применять вагоноосаживающие устройства. И хотя первое вагоноосаживающее устройство системы Пезентруна было изобретено в Германии еще в 1924 г., но внедрять их начали только в 70-х годах (фирмы "Хаухинно" в ФРГ, АСЕА в Швеции).

Применение систем непрерывного (в Англии, Австрии, КНР) автоматического регулирования сортировки вагонов, которые разрабатываются особенно интенсивно в последнее десятилетие, позволяет перейти на качественно новый этап сортировочной работы, характеризующийся почти полным устранением повреждений вагонов в условиях роста объемов их переработки.

Одной из важных технологических операций является транспортировка в пределах станций перевозочных документов. Для этих целей на смену ручного труда доставщиков пришли быстродействующие устройства, из которых наиболее эффективной оказалась пневматическая почта. Изобретенная в 1835 г. в Австрии и первоначально построенная в Англии (1853 г.) и Германии (1865 г.) пневмопочта наиболее широко применяется на железных дорогах бывшего СССР. Первая такая почта была пущена в 1959 г. (станция Ленинград-Сортировочный-Московский). Сейчас их более 160. На ближайшее десятилетие других решений для доставки перевозочных документов пока не просматривается.