Mazsola Tananyag 3. rész: Váltók – kitérők – keresztezések
Az utak, a vasutak keresztül-kasul behálózzák a tájat, az országot, a kontinenst. Lehetne olyan vonalat építeni, mely egyetlen kígyózó sínpárral tekereg az állomások során, de az a Sárga út, amelyen Dorotthy az Óz palotájába jut, csak a mesében fordul elő. A sínek országútjain ott találjuk a kitérőket és a keresztezéseket. A kezdet-kezdetén használt bányaváltó egyszerű szerkezete azonban csak az emberi vagy állati erővel, s egyenként mozgatott járművek közlekedését biztosítja. El tudod képzelni, amint a csillés (sűrű szitkozódások közepette) megáll a váltó előtt, rögzíti a járgányt, kézzel átrakja a váltónyelvet a másik állásba, ha kell valamivel rögzíti, majd a csillét… Folytassam?
A modern kitérők ennél bonyolultabb és megbízhatóbb szerkezetek, de mindig gondos építést és kezelést igényelnek. A szerkezet egyes szakaszait az ábrán láthatod.
A MÁV vonalain használt váltók egy része távirányítással működik, de még találkozhatsz a kézi állítószerkezetekkel. Pontos tervezést igényel a szerkezet, hogy a váltásnál a csúcssínek a helyükre kerüljenek és ott stabilan rögzüljenek. Ez utóbbi segítésére szolgál a kézi váltó állítókarján elhelyezett súlykörte.
A Trainz váltóinál ezt nem láthatod, csupán egy egyszerű rudat (junction’s level). Ha megnézed a terepeket, a váltókról hiányoznak az igazinál nélkülözhetetlen elemek – könyöksínek és a pályasínek melletti vezetősínek -, amelyek biztosítják a kerekek vezetését, a jármű sínen maradását. Ez a szimuláció! De nyugi! A vonataink mennek. A szimulánsnak tehát a váltó szerkezetével nem kell foglalkoznia, ám a váltó vonalvezetésével, geometriai tulajdonságaival igen.Különféle kitérők
A kitérőkben legalább az egyik sínpárt ívben kell vezetni. Az egyszerű kitérő egyenes és íves ágból áll. Lehet jobbos vagy balos aszerint, hogy az ív az egyenestől merre téríti el a szétfutó ágakat. Építenek egyszerű kitérőket tisztán köríves kitérő ággal, de olyanokat is, ahol valamelyik részben egyenes szakasz található.
Az íves kitérők mindkét ága kanyarodik. Ha a két ív azonos irányba tart, akkor azonos görbületű, ha széttartók akkor ellenkező görbületű a váltó. Ez utóbbi lehet szimmetrikus, ha mindkét ága azonos sugarú ívvel terel. (A modellvasutak építői mondják még belső- és külsőíves-nek az aszimmetrikus váltókat.)
Kis helyigénye miatt kedvelt az angol váltó – átszelési kitérő -, aminek két változata van: a kettős átszelési kitérő (a felső az ábrán) és az egyszerű, aminél csak az egyik kitérőirány található meg. A részletesebb kép mutatja, hogy szerkezete bonyolultabb, mint az egyszerű kitérőké és keresztezéseké.
A háromfelé ágazó, úgynevezett összefont kitérőt a magyar vasutak nem használják, de a Trainz szplájnjaiból lehet ilyent váltót építeni, akár mindhárom ágát ívesre kiképezve.
Az irányváltás meredeksége
A váltógeometria nem egyszerű, azonban az íves pálya szerkesztésénél alig bonyolultabb. A szimuláció eléggé szabadon kezeli a váltókat, de most az egyszerű váltóval mutatom meg a feladatot és annak megoldását. Abból kell kiindulni, hogy az íves ágnak az egyenes iránytól kell kitéríteni a vonatot. Az egyenes és a kitérő irány tehát különbözik. Ezt az eltérítést a kitérő rajzán a-val jelölt kitérőszöggel adjuk meg.
Ahogy az emelkedőknél és az íveknél, itt is igen kis szögekről van szó. Könnyebb tehát a szögnek a tangensével számolnunk, amit a kitérő hajlásá-nak nevezünk: m = tgalfa . A MÁV a legtöbbször m = 1:9 = 0,1111… hajlású kitérőket használ, ami 6,34o kitérőszöget eredményez. Készülnek ennél kisebb szöggel lapos, a nagyobb szöggel meredek kitérők. A MÁV normál nyomtávú vonalain használt váltóknál a kitérőszög a 2,1o – 12o tartományba esik, az ívsugár pedig 100 m – 2200 m között van. Ezeknél a szögeknél a kitérő hajlása 1:27,4 – 1:4,7, ami tizedes törtben 0,0365 – 0,213 meredekséget jelent.
A Trainz kitérőit a program szerkeszti, a kitérőszöget azonban Te állíthatod. Sokkal nagyobbra, mint amilyent az igazi vasútnál használhatnak.
NE TEDD!
Váltók szerkesztése
Már említettem, s talán magad is rájöttél, hogy Trainz által konstruált kitérők harmadfokú Bézier-ívek. Egyik végpontját kell kijelölnöd az egyenes vagy íves fővágányon, s a másik végpontját kell egy tetszőleges – a fővágányon kívüli – pontba letenned. Ezt az alábbi ábrán h-val jelölt távolságot a kitérő eltérítésének nevezzük. Nyilvánvaló kikötés, hogy az eltérítés nagyobb legyen a nyomtávnál.
Példaként kiszámítjuk egy lehetséges kitérő adatait. A tiszta köríves egyszerű kitérő ívsugarát, hajlását és az eltérítést – az ismert határok között – mi választhatjuk:
R = 360 m, tg alfa = m = 1 : 9, h = 1,5 m.
Az ábrán t-vel jelölt szakaszra fennáll: m = h :t =1: 9, tehát t = 9h = 1,5 x 9 = 13,5 m. Az ábrából leolvashatod, hogy az egyenes ág elméleti hossza: q = R.tgalfa = 360/9 =40 m. Ezt a csúcssínek O kezdetétől az ív végének Q vetületéig kell számítani: q = OQ. A készítéskor természetesen erre ráhagynak mindkét végén.
Az igazi nagyvasúti váltókat a példánk alapján most már könnyű utánozni – szimulálni. Ettől persze el lehet tekinteni, de akkor a terep csupán óvodásoknak való olcsó játék lesz, ahol hegyek között, völgyek között zakatol a vonat… 🙂
A szerkesztés lépései a terepháló segítségével kivitelezhetők:
- Leteszel egy legalább 50 m-es egyenest. Egyik vége lesz a Q vetületi pont.
- Ettől 40 m-re kijelölöd az O pontot, az elágazás kezdetét.
- Az O pontból indított ív vége lesz P, amit a Q-ban emelt merőlegesre kell letenni úgy, hogy a két sínpár vége már egymáson kívül legyen.
- A P-hez csatolt, egyenesbe feszített vágánnyal a kitérőszöget állítod be.
Természetesen a példában használt adatok nem kizárólagosak. Ha laposabb kitérőt akarsz, akkor változatlan h eltérítés mellett a q kitérőhosszt kell 40 m-nél nagyobbra választani, ha meredekebbet, akkor kisebbre. Fordítva is lehet: a fix kitérőhossznál alkalmazott változó eltérítés ugyanígy működik. Figyeld meg, hogy a nagyon meredek váltók már nem hasonlítanak az igaziakhoz. A szimulátor majdnem teljes szabadságot ad a tervezőnek: ÉLJ VELE, DE NE ÉLJ VISSZA. A kész váltó ágainak folytatása még „elhúzza” az íveket, de az eltérítési szöget könnyű ellenőrizni és korrigálni.
Keresztezések
A keresztezésekkel, átszelésekkel nem sokat kell foglalkozni, mert ezeket a Trainz programjai szerkesztéskor, futtatáskor még a váltóknál is egyszerűbben kezelik. Nem titok, hogy a szimulátorban a pálya vonalát a vágányközép azonosítja, s ez elegendő a járművek mozgásának vezérléséhez (persze csak a szimuláláshoz). A képernyőn – mint a váltóknál – nem látszanak a szerkezeti elemek: a csúcs– és könyöksínek. A nagyvasutak keresztezéseket – átszeléseket – nyílt pályán ritkán alkalmaznak, a városi villamosoknál annál több van belőlük. A Trainz megengedi tetszőleges keresztezési szög használatát, de az „élethű” szimulációhoz jó megjegyezni, hogy a szabványos keresztezések az ugyancsak szabványos kitérők szögének 1-, 2- és 3-szorosával készülnek. Ezt a pályaudvarok vágányrendszerének szerkesztésénél vedd figyelembe (úgy ahogy :-).
A vasúti pálya különböző vágányait még két elem kapcsolhatja össze: a fordítókorong és a tolópad, amiket a leállított járművek mozgatására használnak -,ez utóbbit a párhuzamos, az előbbit a szöget bezáró vágányok között.
A kitérők – keresztezések szerkesztéséhez segítségként egy táblázatot adok a legkisebb, legnagyobb és leggyakoribb adatokról, melyek az egyszerű kitérőre vonatkoznak. Az íves kitérőknél a két ívsugár összehangolása sem komplikáltabb (a szimulátor keretei között). Az adatok kerekítettek, de a szimulációhoz szükségesnél szigorúbbak.
| Lapos | Átlagos | Meredek | |
| Keresztezési szög | 5o | 15-20o | 30o |
| Kitérőszög ( alfa ) | 2o | 6,5o | 12o |
| Kitérő hajlás (m=tgalfa) | 1:35 | 1:9 | 1:5 |
| Maximum | Közepes | Minimum | |
| Ívsugár | 2200 m | 300 m | 100 m |
| Kitérőhossz | ~100 m | 35 m | 20 m |
