Габариты подвижного состава железных дорог и их грузов

Введение

Максимальные габариты железнодорожных транспортных средств и их грузов

Габарит погрузки – это схема или физическая конструкция, определяющая максимальные высоту и ширину железнодорожных транспортных средств и их грузов. Его назначение – обеспечить безопасное прохождение железнодорожного подвижного состава через туннели и под мостами, а также предотвратить касания платформ, придорожных зданий и сооружений. Системы классификации различаются в разных странах, и габариты могут меняться в пределах одной сети, даже если ширина колеи одинакова. Термин "габарит погрузки" также может применяться к максимальным размерам автотранспортных средств по отношению к туннелям, эстакадам и мостам, а также к проемам в автомастерских, автобусных парках, автозаправочных станциях, гаражах жилых домов, многоуровневых парковках и складах. Связанным, но отдельным понятием является габарит конструкции, который устанавливает пределы, до которых мосты, туннели и другая инфраструктура могут заходить на железнодоротельные пути. Разница между этими двумя габаритами называется зазором (или просветом). Установленный размер зазора учитывает качку железнодорожного подвижного состава при движении с высокой скоростью.

Обзор

Размер погрузочного профиля ограничивает габариты пассажирских вагонов, грузовых вагонов и контейнеров, которые могут перемещаться по участку железнодорожного пути. Он варьируется по всему миру и часто в пределах одной железнодорожной системы. Со временем наблюдается тенденция к увеличению погрузочного профиля и большей стандартизации; на некоторых старых линиях габариты проходной части были увеличены за счет поднятия мостов, увеличения высоты и ширины туннелей и внесения других необходимых изменений. Контейнеризация и тенденция к использованию более крупных контейнеров побудили железнодорожные компании увеличивать габариты проходной части, чтобы эффективно конкурировать с автомобильными перевозками. Термин "погрузочный профиль" также может относиться к физической конструкции, иногда использующей электронные датчики с использованием световых лучей на стреле или портале, установленных над выездными путями сортировочных станций или в точке входа в участок сети с ограниченными габаритами. Эти устройства обеспечивают, чтобы грузы, размещенные на открытых или полувагонах, оставались в пределах высоты и формы мостов и туннелей, и предотвращают выход на линию подвижного состава, не соответствующего габариту. Соответствие погрузочному профилю может быть проверено с помощью вагона-проверки. Ранее это были простые деревянные рамы или физические щупы, установленные на подвижном составе. В последнее время используются лазерные лучи. Погрузочный профиль – это максимальный допустимый габарит подвижного состава. Он отличается от минимального габарита проходной части, который определяет размеры мостов и туннелей на линии, учитывая инженерные допуски и динамику движения железнодорожных транспортных средств. Разница между ними называется зазором. Термины "динамический очертание" или "кинематический очертание" – включающие такие факторы, как ход подвески, свесы на кривых (с обоих концов и посередине) и боковое перемещение по пути – иногда используются вместо погрузочного профиля. Высота железнодорожной платформы также является важным фактором при определении погрузочного профиля пассажирских поездов. Если эти два параметра несовместимы, могут потребоваться ступени, что увеличит время посадки. При использовании длинных вагонов на криволинейных платформах между платформой и дверью вагона будут зазоры, создающие опасность. Проблемы усугубляются, когда по одной и той же платформе используются (или даже должны проезжать без остановки) поезда с разными погрузочными профилями и высотой пола. На размер груза, который можно перевозить по железной дороге определенного габарита, также влияет конструкция подвижного состава. Низкопольный подвижной состав иногда может использоваться для перевозки более высоких 9-футовых (3 м) контейнеров на линиях с меньшим габаритом, хотя на таком низкопольном подвижном составе нельзя перевозить столько же контейнеров. Высокоскоростные железные дороги (метро) обычно имеют очень небольшой погрузочный профиль, что снижает стоимость строительства туннелей. Эти системы используют только собственный специализированный подвижной состав.

The loading gauge restricts the size of passenger coaches, goods wagons (freight cars) and shipping containers that can travel on a section of railway track. It varies across the world and often within a single railway system. Over time there has been a trend towards larger loading gauges and more standardization of gauges; some older lines have had their structure gauges enhanced by raising bridges, increasing the height and width of tunnels and making other necessary alterations. Containerisation and a trend towards larger shipping containers has led rail companies to increase structure gauges to compete effectively with road haulage. The term "loading gauge" can also refer to a physical structure, sometimes using electronic detectors using light beams on an arm or gantry placed over the exit lines of goods yards or at the entry point to a restricted part of a network. The devices ensure that loads stacked on open or flat wagons stay within the height/shape limits of the line's bridges and tunnels, and prevent out of gauge rolling stock entering a stretch of line with a smaller loading gauge. Compliance with a loading gauge can be checked with a clearance car. In the past, these were simple wooden frames or physical feelers mounted on rolling stock. More recently, laser beams are used. The loading gauge is the maximum size of rolling stock. It is distinct from the minimum structure gauge, which sets limits to the size of bridges and tunnels on the line, allowing for engineering tolerances and the motion of rail vehicles. The difference between the two is called the clearance. The terms "dynamic envelope" or "kinematic envelope" – which include factors such as suspension travel, overhang on curves (at both ends and middle) and lateral motion on the track – are sometimes used in place of loading gauge. The railway platform height is also a consideration for the loading gauge of passenger trains. Where the two are not directly compatible, stairs may be required, which will increase loading times. Where long carriages are used at a curved platform, there will be gaps between the platform and the carriage door, causing risk. Problems increase where trains of several different loading gauges and train floor heights use (or even must pass without stopping at) the same platform. The size of load that can be carried on a railway of a particular gauge is also influenced by the design of the rolling stock. Low deck rolling stock can sometimes be used to carry taller 9 feet (3 m) shipping containers on lower gauge lines although their low deck rolling stock cannot then carry as many containers. Rapid transit (metro) railways generally have a very small loading gauge, which reduces the cost of tunnel construction. These systems only use their own specialised rolling stock.

История

На основных линиях Великобритании, большинство из которых были построены до 1900 года, погрузочный габарит, как правило, меньше, чем в других странах. В континентальной Европе в 1913 году был согласован Бернский габарит (Gabarit passe partout international, PPI), который был немного больше и вступил в силу в 1914 году. В результате британские поезда имеют заметно и значительно меньшие погрузочные габариты, а для пассажирских поездов – меньшие внутренние размеры, несмотря на то, что рельсы имеют стандартную колею, что соответствует большинству стран мира. Это часто приводит к увеличению затрат на закупку новых поездов или локомотивов, поскольку их необходимо специально проектировать для существующей британской сети, а не приобретать серийно. Например, новые поезда для HS2 имеют 50%-ную надбавку к стоимости "классически совместимых" составов, которые будут "совместимы" с текущим (или "классическим") погрузочным габаритом железнодорожной сети, а также с линией HS2. "Классически совместимые" составы поездов будут стоить 40 миллионов фунтов стерлингов за состав, в то время как составы, предназначенные только для HS2 (созданные по европейскому погрузочному габариту и пригодные только для эксплуатации на линиях HS2), будут стоить 27 миллионов фунтов стерлингов за состав, несмотря на то, что составы для HS2 физически больше. Еще в XIX веке признали, что это создаст проблемы, и страны, чьи железные дороги были построены или модернизированы до более широкого погрузочного габарита, настаивали на том, чтобы соседние страны повысили свои стандарты. Это особенно касалось континентальной Европы, где скандинавские страны и Германия, с их относительно широким погрузочным габаритом, хотели, чтобы их вагоны и локомотивы могли курсировать по всей сети стандартной колеи, не ограничиваясь небольшими размерами. Франция, которая в то время имела наиболее ограничительный погрузочный габарит, в конечном итоге пошла на компромисс, что привело к созданию Бернского габарита, который вступил в силу незадолго до Первой мировой войны. Военные железные дороги часто строились по особенно высоким стандартам, особенно после Американской гражданской войны и Франко-прусской войны, которые показали важность железных дорог для военной переброски сил и мобилизации. Германская империя (Кайзеррайх) была особенно активна в строительстве военных железных дорог, которые часто возводились с большими затратами, чтобы быть максимально прямыми, ровными и иметь максимально широкий погрузочный габарит, обходя крупные городские районы, что делало эти линии малопригодными для гражданского движения, особенно для пассажирских перевозок. Однако все вышеупомянутые факторы в некоторых случаях приводили к последующему закрытию этих железных дорог.

The loading gauge on the main lines of Great Britain, most of which were built before 1900, is generally smaller than in other countries. In mainland Europe, the slightly larger Berne gauge (Gabarit passe partout international, PPI) was agreed to in 1913 and came into force in 1914. As a result, British trains have noticeably and considerably smaller loading gauges and, for passenger trains, smaller interiors, despite the track being standard gauge, which is in line with much of the world. This often results in increased costs for purchasing new trainsets or locomotives as they must be specifically designed for the existing British network, rather than being purchased "off the shelf". For example, the new trains for HS2 have a 50% premium applied to the "classic compatible" sets that will be "compatible" with the current (or "classic") rail network loading gauge as well as the HS2 line. The "classic compatible" trainsets will cost £40million per trainset whereas the HS2 only stock (built to European loading gauge and only suitable to operate on HS2 lines) will cost £27M per trainset despite the HS2 only stock being physically larger. It was recognized even during the nineteenth century that this would pose problems and countries whose railroads had been built or upgraded to a more generous loading gauge pressed for neighboring countries to upgrade their own standards. This was particularly true in continental Europe where the Nordic countries and Germany with their relatively generous loading gauge wanted their cars and locomotives to be able to run throughout the standard gauge network without being limited to a small size. France, which at the time had the most restrictive loading gauge ultimately compromised giving rise to Berne gauge which came into effect just before World War I. Military railways were often built to particularly high standards, especially after the American Civil War and the Franco Prussian War showed the importance of railroads in military deployment as well as mobilization. The Kaiserreich was particularly active in the construction of military railways which were often built with great expense to be as flat, straight and permissive in loading gauge as possible while bypassing major urban areas, making those lines of little use to civilian traffic, particularly civilian passenger traffic. However, all those aforementioned factors have in some cases led to the subsequent abandoning of those railroads.

Гейдж Международного союза железных дорог (UIC)

Международный союз железных дорог (UIC) разработал стандартный ряд контуров подвижного состава, обозначенных A, B, B+ и C.
Контур PPI – предшественник контуров UIC – имел максимальные габариты с почти круглой верхней частью. UIC A: самый маленький (чуть больше, чем контур PPI). Максимальные габариты UIC B+: во Франции новые сооружения строятся в соответствии с контуром UIC B+.

Европейские стандарты

В Европейском союзе директивы UIC были заменены Техническими спецификациями ERA для обеспечения совместимости (TSI) Европейского союза в 2002 году, которые определили ряд рекомендаций по гармонизации железнодорожных систем. ТСОС "Подвижной состав" (2002/735/EC) переняла определения профилей колеи UIC, определяющие кинематические профили с базовым профилем, в соответствии с которым профили GA и GB имеют высоту (они различаются по форме), а профиль GC достигает высоты, позволяющей ширину плоской крыши в . Все вагоны должны помещаться в габарит шириной на кривой радиуса . Поезда TGV, ширина которых составляет , соответствуют этому ограничению. Обозначение габарита погрузки GB+ относится к плану создания общеевропейской грузовой сети для контейнеров ISO и полуприцепов с загруженными контейнерами ISO. Эти контейнерные поезда (поезда с платформой для перевозки контейнеров) вписываются в габарит B с плоской верхней частью, поэтому для широко распространенных конструкций, построенных в соответствии с габаритом B в континентальной Европе, требуются лишь незначительные изменения. Некоторые сооружения на Британских островах были расширены для соответствия GB+, где первые линии, подлежащие реконструкции, начинаются у туннеля под Ла-Маншем. В силу исторического наследия железные дороги многих государств-членов не соответствуют спецификации TSI. Например, роль Великобритании в развитии железнодорожного транспорта в XIX веке обрекла ее на небольшие габариты инфраструктуры той эпохи. Напротив, габариты погрузки стран, бывших спутниками бывшего Советского Союза, значительно больше, чем в спецификации TSI. За исключением GB+, их модернизация маловероятна из-за огромных затрат и нарушений, которые это повлечет за собой.

In the European Union, the UIC directives were supplanted by ERA Technical Specifications for Interoperability (TSI) of European Union in 2002, which has defined a number of recommendations to harmonize the train systems. The TSI Rolling Stock (2002/735/EC) has taken over the UIC Gauges definitions defining Kinematic Gauges with a reference profile such that Gauges GA and GB have a height of (they differ in shape) with Gauge GC rising to allowing for a width of of the flat roof. All cars must fall within an envelope of wide on a radius curve. The TGVs, which are wide, fall within this limit. The designation of a GB+ loading gauge refers to the plan to create a pan European freight network for ISO containers and trailers with loaded ISO containers. These container trains (piggy back trains) fit into the B envelope with a flat top so that only minor changes are required for the widespread structures built to loading gauge B on continental Europe. A few structures on the British Isles were extended to fit with GB+ as well, where the first lines to be rebuilt start at the Channel Tunnel. Owing to their historical legacies, many member states' railways do not conform to the TSI specification. For example, Britain's role at the forefront of railway development in the 19th century has condemned it to the small infrastructure dimensions of that era. Conversely, the loading gauges of countries that were satellites of the former Soviet Union are much larger than the TSI specification. Other than for GB+, they are not likely to be retrofitted, given the enormous cost and disruption that would be entailed. Loading gauge Static reference profile Kinematic reference profile Comments UIC and/or TSI RIV Width Height Width Height G1 / UIC 505 1 T 11 3.150 m 4.280 m 3.290 m 4.310 m Static profile also known as Berne gauge, PPI or OSJD 03 WM. GA T 12 4.320 m 4.350 m GB T 13 GB1 / GB+ GB2 G2 T 14 4.650 m 4.680 m Formerly UIC C; Static profile also known as OSJD 02 WM. DE3 not defined Expansion for G2, part of TEN T regulations. GC 3.150 m 4.650 m 4.700 m Formerly UIC C1. C 3.600 m 4.830 m not defined High capacity rail corridor standard for Øresund Bridge and Fehmarn Belt Tunnel

Габарит нагрузки Статический профиль Кинематический профиль Примечания UIC и/или TSI RIV Ширина Высота Ширина Высота G1 / UIC 505 1 T 11 3,150 м 4,280 м 3,290 м 4,310 м Статический профиль, также известный как Бернский габарит, PPI или OSJD 03 WM. GA T 12 4,320 м 4,350 м GB T 13 GB1 / GB+ GB2 G2 T 14 4,650 м 4,680 м Ранее UIC C; статический профиль, также известный как OSJD 02 WM. DE3 не определено Расширение для G2, часть регламентов TEN-T. GC 3,150 м 4,650 м 4,700 м Бывший UIC C1. C 3,600 м 4,830 м не определено Стандарт железнодорожного коридора высокой пропускной способности для моста Эресунн и туннеля Фемарн Бельт.

Двухэтажные вагоны

Особый пример ценности этих габаритов заключается в том, что они позволяют использовать двухэтажные пассажирские вагоны. Хотя они в основном используются на пригородных линиях, Франция примечательна тем, что применяет их и на своих высокоскоростных поездах TGV: вагоны SNCF TGV Duplex имеют большую высоту, а также большое количество двухэтажных междугородних поездов можно встретить в Нидерландах, Бельгии и Швейцарии.

Нидерланды

В Нидерландах используется профиль, аналогичный UIC C, достигающий в высоту. Поезда шире, что обеспечивает ширину, сопоставимую со шведской. Примерно треть голландских пассажирских поездов использует двухэтажные вагоны. Однако высота голландских платформ значительно больше, чем шведских.

Бетувероуте

Betuweroute: для обеспечения возможности пропуска двухэтажных контейнерных поездов в будущем. Существующая контактная сеть не позволяет это, поскольку должна соответствовать установленным нормам.