Введение

Железнодорожный путь с более чем двумя рельсами

В железнодорожном строительстве "колея" – это поперечное расстояние между внутренними гранями головок двух рельсов, которое для подавляющего большинства железнодорожных линий соответствует числу рельсов. Однако иногда возникает необходимость в пути, способном перевозить железнодорожные транспортные средства с колесными парами, рассчитанными на две разные колеи. Такой путь называется смешанной колеи – это достигается либо добавлением третьего рельса, если позволяет конструкция, либо двумя дополнительными рельсами. Пути смешанной колеи обходятся дороже в плане установки сигнального оборудования и боковых путей, а также в обслуживании, чем два отдельных пути с одной колеей. Поэтому пути смешанной или иной многоколейной конфигурации обычно строят только при недостатке места или в местах соединения путей разных колей на сортировочных горках или пассажирских станциях. Пути смешанной колеи – наиболее распространенная конфигурация, но в некоторых случаях строились и трехколейные пути.

Предыстория

Колея — наиболее фундаментальная характеристика железной дороги. Рельсовые пути и колесные пары изготавливаются с инженерными допусками, обеспечивающими оптимальное боковое перемещение колесных пар между рельсами. Если расстояние между рельсами станет слишком большим или слишком маленьким, это приведет к сходу с рельсов, особенно при превышении нормального расширения колеи на поворотах. Учитывая необходимость поддержания колеи в очень узких пределах, если расстояние между колесами колесной пары даже незначительно отличается от расстояния между колесами других пар на железной дороге, необходимо строить пути с двумя конкретными значениями колеи. Это достигается различными способами: чаще всего путем добавления третьего рельса, реже — путем добавления еще одной пары рельсов; и еще реже, при наличии трех колей, — четырьмя рельсами.

Конфигурации

Двухколейный путь может состоять из трех рельсов, использующих один общий рельс, или из четырех рельсов, при которых рельсы более узкой колеи расположены между рельсами более широкой колеи. В трехрельсовой конфигурации износ общего рельса выше, чем у двух других внешних рельсов. На двухколейных линиях стрелочные переводы более сложны, чем на одноколейных, и поезда должны быть безопасно сигнализированы для обеих колеи. Рельсовые цепи и механическая централизация также должны функционировать для обеих колеи. Многоколейный путь часто связан со станцией смены колеи, где железнодорожный подвижной состав или содержимое вагонов перегружаются с одной колеи на другую. Смена колеи вызывает задержки и увеличивает загруженность, особенно на однопутных линиях. По сути, для выполнения работы, которую обычно выполняет один поезд, требуется два поезда. Если движение осуществляется преимущественно в одном направлении, полные вагоны, доставленные к границе, приходится возвращать пустыми, а состав с пустыми вагонами необходимо доставить к станции смены колеи с другой стороны для загрузки груза. Загруженность также вызвана разгрузкой и погрузкой. Проблема усугубляется, когда существует несоответствие между мощностью локомотивов и вагонов на двух колеях: как правило, для перевозки одного состава широкой колеи требуется три состава узкой колеи.

Три рельса

Строительство пути двойной колеи с использованием трех рельсов возможно, если две смежные рельсы могут быть разнесены в основании как минимум на расстояние, необходимое для крепежных элементов рельсов, таких как шпальные костыли и/или рельсовые клипсы. Если расстояние между двумя колеями меньше этого значения, необходимо использовать четыре рельса. В зависимости от применяемых рельсовых крепежных элементов и веса рельсов (более тяжелые рельсы имеют большие размеры), практическая разница между двумя колеями составляет от 1600/1000 мм (5 футов 3 дюйма / 3 фута 3 3/8 дюйма) до 1600/1435 мм (5 футов 3 дюйма / 4 фута 8 1/2 дюйма), 1435/891 мм (4 фута 8 1/2 дюйма / 2 фута 11 3/32 дюйма), 1435/1000 мм (4 фута 8 1/2 дюйма / 3 фута 3 3/8 дюйма) и 1435/1067 мм (4 фута 8 1/2 дюйма / 3 фута 6 дюймов).

Более трех калибров

На действующих железнодорожных путях и в железнодорожных парках обычно встречается не более трех колеи, однако некоторые производители подвижного состава могут использовать более трех колеи на своих предприятиях, в зависимости от требований их заказчиков.

Альтернативы

Перевозка грузов и пассажиров между различными колеями не обязательно требует использования пути с двойной колеей: может быть просто два пути, подходящие к обеим сторонам платформы без пересечения. В Австралии к 1945 году существовало 13 станций с перегрузкой, возникших в результате давнего межштатного соперничества: три различных колеи сохранялись с 1850-х годов, а столицы пяти континентальных штатов были соединены стандартной колеей только к 1995 году. Значительные затраты и длительные задержки были вызваны перевалкой грузов на станциях с перегрузкой, будь то вручную, с помощью козлового крана или заменой тележек или комплектов колес. К затратам и неэффективности, в случае с пассажирами, добавлялось значительное неудобство. В 1896 году на станции Альбери на железной дороге Сидней — Мельбурн известный американский писатель Сэмюэл Клеменс (Марк Твен) был вынужден пересесть в другой поезд посреди "пронизывающе холодной" ночи, где и сформировал свое резкое мнение о "параличе мышления, породившем эту идею". В некоторых местах альтернативой строительству длинных участков пути с двойной колеей стала замена колесных пар подвижного состава, либо путем снятия и замены комплектов колес у четырехколесных транспортных средств, либо заменой тележек (US: trucks) у восьмиколесных транспортных средств. В этом случае короткий участок пути с двойной колеей требуется только в пределах станции. Преимущество заключается в том, что содержимое полностью загруженных вагонов не нарушается. Эта схема была впервые применена на французско-испанской границе и в Польше. Она увеличивает время в пути по сравнению с эксплуатацией пути с двойной колеей, но значительно быстрее, чем перевалка: когда она была внедрена в 1962 году в Мельбурне (Австралия) на маршруте между Сиднеем и Аделаидой, время обработки грузов на поезд сократилось с пяти дней до менее чем двух. Процесс включает отсоединение тормозных тяг, а также отсоединение центральных штифтов тележек перед подъемом транспортного средства и установкой новых тележек. В Европе аналогичный принцип реализован в низкопрофильных, малоколесных транспортных платформах, которые перевозят транспортные средства, предназначенные для одной колеи, по линии с другой колеей. Один из вариантов – роллбок (Rollböcke на немецком языке), используемый под двухколесные транспортные средства стандартной колеи: каждый комплект колес устанавливается на небольшую четырехколесную тележку узкой колеи. Весь поезд переводится за считанные минуты при медленной пешеходной скорости, при этом каждый роллбок автоматически подстраивается под свой комплект колес снизу. Другой вариант – "поезд на поезде", при котором весь узкоколейный поезд перевозится на стандартных грузовых платформах, на которых уложен бесшовный рельс. Различия в колее также учитываются регулируемыми комплектами колес, которые, по состоянию на 2022 год, были установлены под некоторыми пассажирскими вагонами на международных линиях между Испанией и Францией, Швецией и Финляндией, Польшей и Литвой, а также Польшей и Украиной. В Испании широко распространены перегрузочные пункты, поскольку, хотя преобладает широкая колея, и высокоскоростные линии проложены по стандартной колее 1435 мм, существует множество линий с более узкой колеей (и другими).