لإنشاء نقل آمن للقطارات أثناء سيرها من سكة الى أخرى، دعت الحاجة الى إنشاء نظام تفريعات يجمع ما بين التقاطعات والمفاتيح وسكك منتهية مجهزة بتصادمات لحالات الطوارئ وسكك أخرى تقود القطارات إلى وجهة محددة وهنا سنعرض لكم أهم هذه التفريعات.
ما هي تفريعات السكك الحديدية Turnouts
تعتبر السكك الحديدية من وسائل النقل محددة المسار ومن هنا يتضح أن مهمة سائق القطار التحكم في سرعة إما دفعه إلى التسارع حتى الحدود القصوى المسموح بالسير بها، أو الإقلال من هذه السرعة إلى حد الوقوف في المحطات، أما إنحراف القطار عن مساره فإنه يتم عن طريق أجهزة خارج نطاق القطار نفسه والذي يتم بسهولة عن طريق تنظيم شكل القضيب بمعنى أن حافة السير عند النقط التي تبدأ عندها الخطوط الحديدية في الاتصال أو التفرع ذات خواص هندسية بما يضمن سلامة انتقال عجلات القطار من خط الى خط آخر، ويطلق على النظم المتبعة في تشكل قطاع القضبان وتقاطعاتها عند نقط اتصال الخطوط ببعضها اسم “التفريعات”، وتتخذ هذه أشكالاً متعددة حسب وظيفتها في السكة.
شروط تصميم تفريعات السكك الحديدية
- تصميم التفريعة بشكل هندسي آمن بما يضمن سلامة السير عليها بالسرعة المقررة بمعنى أن يتم التفرع بمنحنى سلس يتناسب عند السرعة المقررة مع نصف قطره.
- تكاليف تشغيل التفريعة وصيانتها مناسبة وهذا يعني ألا يزداد طول التفريعة عما هو ضروري لسلامة السير بالسرعة المقررة، وأن تتشكل التفريعة من أجزاء متينة مناسبة لسرعة وأحمال القطارات المارة عليها.
- تشغيل أجزاء التفريعة متيسر في حدود الإمكانيات المتاحة.
أنواع تفريعات السكك الحديدية
1. المفتاح switch turnouts
يعتبر مفتاح السكة من أهم أنواع التفريعات وأكثرها شيوعًا وهي وسيلة تفرع سكة من سكة إلى أخرى.
مكونات المفتاح
- إبرتان ترتبطان مع بعضهما بخوصة تعمل على توحيد حركتهم.
- ذراع تشغيل المفتاح
- قضيب بجانب المفتاح
- حاجز مقابل التقاطع
2. التقاطع crossing
هو الجزء الذي يتقاطع فيه قضيبا سكتين ويراعى فيه ترك فجوة عند كل من القضيبين المتقاطعين تسمح بمرور شفة العجلات المارة على القضيب الآخر، ويطلق على الزاوية بين حافتي القضيبين المتقاطعين زاوية التقاطع (ɑ) “ألفا”.
أنواع التقاطعات
- تقاطع حربة: ويستخدم عندما تكون زاوية التقاطع أقل من (°35)، وينقسم الى قسمين هما التقاطع المفرد والتقاطع المزدوج.
- تقاطع قورة: ويستخدم عندما تكون زاوية التقاطع تقع بين (°35 و °145).
3. مفتاح السقوط Trap points
يتم تركيب مفتاح السقوط عند التقاء خطوط السكك الرئيسية مع خطوط سكك المخازن وترتبط مع كشك البلوك الذي يتحكم بتشغيلها عند اللزوم، ففي حالة تحرك أي قطار دون إذن من كشك البلوك في اتجاه الخط الرئيسي، فإن مفتاح السقوط يتولى توجيه هذا الإطار من الخط الرئيسي الى خط المخازن، ويمتد لمسافة تسمح بتخزين قاطرة أو أكثر وتنتهي هذه السكة بتصادم لحماية القاطرات من التصادم بما يكون قريب من سكة السقوط.
أنواع مفتاح السقوط
- مفتاح مفرد، يتم تركيبه على الخطوط التي بها إنحدارات شديدة.
- مفتاح بإبرتين
4. التصادمات dead end tracks
تستخدم مباني التصادمات لإيقاف العربات والقاطرات عند جميع السكك المنتهية وضمان عدم خروجها، ويجب أن يمتص التصادم القوة الناتجة عن صدم العربات أو القاطرات بهذا التصادم.
أماكن تركيب التصادمات
- المحطات النهائية
- سكك المخازن المنتهية
- مفاتيح السقوط
أنواع التصادمات
- تصادم الحديد: وهو مصنوع من القضبان القديمة، لذلك فهو ضعيف المقاومة ولا يتحمل الصدمات الشديدة، ويستخدم في نهاية سكك المخازن وفي حالة مفاتيح السقوط.
- تصادم المباني: وهو عبارة عن كتلة من الخرسانة أو كتلة من الطوب، وهو عالي المقاومة ويستخدم في المواقع الهامة حيث يوجد خلفه مبنى أو كشك بلوك.
- تصادم المكبس: وهو تصادم عالي جداً في مقاومة التصادمات ويستخدم في المحطات النهائية للركاب.
5. التحويلة Cross over
التحويلة: وهي عبارة عن مفتاحين متعاكسين يتصلان مع بعضهما البعض لربط سكتين متوازيتين.
6. التخطية Diamond crossing
التخطية: وهو تقاطع سكتين ينتج عن هذا التقاطع بينهما شكل المعين، وتتكون التخطية من أربع تقاطعات إثنان مفرد وإثنان مزدوج، ويسمى التقاطع “مفرد” إذا كانت زاويته حادة، ويسمى “مزدوج” إذا كانت زاويته منفرجة.
7. المقص Scissors cross over
يمكن تعريف “المقص” بأنه تحويلة مزدوجة لأنه يربط سكتين متوازيتين بتحويلتين متعاكستين تتقابلان في تخطية؛ والتخطية هي الشكل الناتج عن هذا التقاطع، ويتوقف موقع التخطية على حسب نوع المقص سواء متماثل أو غير متماثل، ويتكون المقص من أربعة مفاتيح وتخطية.
8. المفصلات Slips
المفصلات: وهي نوعية ربط السكتين المتقاطعتين مع بعض،
أنواع المفصلات
المفصل المفرد: هي ربط السكتين مع بعض من ناحية واحدة من التخطية، وتتكون من تخطية وأربع إبر وقضيبين منحنيين، وفي هذا النوع من مفصلات الربط يمكن للقطار أن يمر من اتجاه السكة الأولى وأن يكمل مسيره على نفس السكة أو اختيار السكة الثانية، أما القطار المار من السكة الثانية فلا يمكنه ذلك وسيستمر في نفس الاتجاه.
المفصل المزدوج: وتقوم بربط السكتين مع بعض من ناحيتين من التخطية، وتتكون من تخطية وثمان إبر وأربع قضبان منحنية، وهنا يمكن للقطار القادم من أي سكة أن يمر مستقيمًا، أو أن يمر في السكة الثانية يعني يتم ربط السكتين مع بعض من الناحيتين.
