Overbygning/Prosjektering/Sporveksler

Fra Teknisk regelverk utgitt 1. februar 2017
Hopp til: navigasjon, søk

1 Hensikt og omfang

Kapitlet omhandler prosjektering av sporveksler med hensyn på valg av sporvekselkonstruksjon, definisjoner av sporvekseltyper og komponenter, hovedmål og beregningsgrunnlag for kurveveksler.

1.1 Definisjoner

1.1.1 Enkel sporveksel

En enkel sporveksel består av et rett hovedspor og et krumt avvikespor. Avhengig av om det avvikende sporet sett fra tungespissen dreier til høyre eller venstre, benyttes betegnelsen høyre eller venstre sporveksel.

Enkel sporveksel med kort kurve

Avvikesporet danner en sirkelkurve som starter ved sporvekselens stokkskinneskjøt og slutter foran skinnekrysset, dvs. at skinnekrysset er rettlinjet i begge spor.
Figur 1: Enkel sporveksel med kort kurve

Enkel sporveksel med lang kurve

Avvikesporet danner en sirkelkurve som går gjennom skinnekrysset.
Figur 2: Enkel sporveksel med lang kurve

Klotoideveksel

Avvikesporet inneholder en overgangskurve (klotoide) som et av de sporgeometriske elementer.
Figur 3: Klotoideveksel

1.1.2 Kurveveksel

En kurveveksel er en enkel veksel med lang kurve som er krummet slik at både hovedspor og avvikespor danner en sirkelkurve.
Figur 4: Kurveveksel

1.1.3 Usymmetrisk dobbeltveksel

Skal to spor avvike til hver sin side av hovedsporet kreves normalt to enkle sporveksler etter hverandre. For å spare plass kan det benyttes en usymmetrisk dobbeltveksel som består av to enkle sporveksler hvor tungepartiene til de to vekslene er plassert rett etter hverandre. En usymmetrisk dobbeltveksel har tre skinnekryss og har samme radius i begge avvik.

a) Usymmetriske dobbeltveksler skal ikke nyanskaffes.

Figur 5: Usymmetrisk dobbeltveksel

1.1.4 Enkle og doble kryssveksler

En kryssveksel er en sammensatt sporveksel som kan legges inn der to spor krysser hverandre. En enkel kryssveksel har mulighet for avvik til en side mens en dobbel kryssveksel har mulighet for avvik til begge sider. Kryssveksler har to endekryss og to sidekryss. Tungepartiene ligger vanligvis innenfor endekryssene.
Figur 6: Dobbel kryssveksel

1.1.5 Sporkryss

Et sporkryss er en konstruksjon som bygges inn der to spor skal krysse hverandre. En kryssveksel uten tungeanordninger er et sporkryss.

1.1.6 Stigning

Stigningsforholdet til en sporveksel er definert som tangens til vinkelen mellom senterlinjen i hovedsporet og tangenten til avvikesporets senterlinje ved sirkelbuens endepunkt. Stigningen angis vanligvis som en brøk; 1:n.

1.1.7 Radius, R

Angir radius til sirkelkurven som dannes av avvikesporet. Kurveveksler og usymmetriske dobbeltveksler angis med to radier, f.eks: H/V 1200/900.

1.1.8 Teoretisk kryss

Teoretisk kryss, TK er skjæringspunktet mellom tangentene til sporenes midtlinje.

1.1.9 Tungeanordninger

Figuren under viser de 4 varianter av tungeanordninger i en enkel sporveksel,avhengig av om vekselen har avvik til venstre eller høyre, og om tungen er rett eller krum.
Figur 7: Angivelse av tungeanordninger

1.1.10 Byggelengde

Sporvekselens byggelengde er avstanden fra stokkskinneskjøt til skjøten i bakkant av skinnekrysset.
Figur 8: Byggelengde

1.1.11 Langsville

Langsville er sporvekselsville under begge spor som benyttes etter bakkant av sporveksel.

1.1.12 Kortsville

Kortsville er korte spesialsviller som anvendes etter bakkant av sporveksel (og langsvilleparti) der det ikke er plass til sviller med normal lengde.

1.1.13 Overgangssville

Overgangssville er en betongsville med skinnehelning 1:60, 1:40 eller 1:30 som benyttes rett foran og bak sporveksler uten skinnehelning for utjevning av skinnehelning. Overgang etter normalsville med 1:20 utjevnes normalt ved å å anvende to overgangsviller med skinnehelning 1:30 og deretter to overgangsviller med 1:60. Bak sporvekselen vil overgangsviller normalt være kortsviller.

2 Valg av sporvekseltype

a) Etter funksjonsmessige og økonomiske overveielser skal den sporveksel velges som i størst mulig grad tilfredsstiller følgende krav:

  • maksimal anvendelighet
  • minimal vedlikeholdskostnad

b) Vedlegg/Oversikt over sporvekseltegninger angir hvilke sporvekseltyper som skal anvendes i Bane NOR.

2.1 Hovedtype

a) Ved prosjektering av nyanlegg bør det velges enkle sporveksler i hovedspor.

b) Kryssveksler, og sporforbindelser med sporkryss, skal bare velges dersom det av plasshensyn ikke kan benyttes enkle veksler i sporanlegget.

c) Usymmetriske dobbeltveksler skal ikke nyanskaffes.

d) Kryssveksler og usymmetriske dobbeltveksler i hovedspor bør erstattes med enkle sporveksler ved ombygging av sporanlegg.

2.2 Geometri

a) Sporvekselens stigning og radius i avvikesporet skal velges ut fra krav til hastighet i avvikespor, tilgjengelig plass og økonomiske betraktninger.

b) Tillatt hastighet gjennom sporvekselen, avhengig av togvei, skal bestemmes ut fra regler gitt i avsnitt Største hastighet i sporveksler.

c) I togspor med persontrafikk skal ikke avvikespor med radius mindre enn 300 meter prosjekteres.

3 Konstruksjon

a) Konstruksjon og materialkvaliteter for nye sporveksler er gitt i Teknisk spesifikasjon for sporveksler, kryss og sporforbindelser

  • Sporveksler med skinneprofil 60E1 har skinnehelning 1:20 gjennom sporvekselen
  • Sporveksler med skinneprofil 54E3 har ikke skinnehelning gjennom sporvekselen. Her utjevnes skinnehelning foran og bak sporvekselen ved hjelp av overgangsviller

3.1 Skinneprofil

a) Ved nyanlegg og sporombygging skal det velges sporveksler med samme skinneprofil som sporet forøvrig, dog ikke sporveksler med lettere skinner enn 54E3.

3.2 Svilletype

a) For enkle sporveksler skal det anvendes betongsviller.

b) Overgang mellom sporveksel uten skinnehelning og normalt spor skal utjevnes ved hjelp av overgangsviller

c) Dersom det er mindre enn 20 meter mellom to sporveksler uten skinnehelning skal det benyttes sporvekselsviller uten skinnehelning i det mellomliggende sporavsnitt.

3.3 Skinnekryss

a) Sporveksler med grunnradius 1200 m eller større skal ha skinnekryss med bevegelig krysspiss eller vingeskinne.

b) Skinnekryss med bevegelig krysspiss eller vingeskinne bør anvendes for alle sporvekseltyper på følgende steder:

  • I spesielt støyutsatte områder
  • På baner med aksellaster over 22,5 tonn
  • På baner med høy trafikkbelastning (> 10 MGT / år)
  • I sporveksler med hastighet over 130 km/h

c) Skinnekryss med bevegelig krysspiss eller vingeskinne skal anvendes i sporveksler med hastighet > 250 km/h

4 Hovedmål

Tegnforklaring:

SS: stokkskinneskjøt

BK: bakkant sporveksel

R2: sirkelkurvens endepunkt i avvik

TK: teoretisk kryss

L: byggelengde

D: rettlinjet parti i avvik

E: lengde av parti med langsviller utenfor BK

F: lengde av parti med kortviller utenfor BK

  • Byggelengde omfatter ikke langsville- og kortsvilleparti som kommer i tillegg til dette målet
  • Lengde av kortsvilleparti / antall kortsviller vil variere med hvordan sporarrangementet er utformet. Lengde som er oppgitt i tabellene under er for enkel veksel uten tilstøtende veksel i bakkant.
Figur 9: Enkel veksel, hovedmål


Tabell 1: Enkel veksel for spor uten persontrafikk i avvik, hovedmål
Profil Sviller Stigning Radius A B C D L E F Total masse Tegn.nr
54E3 Betong 1:7 R190 13503 13503 13503 - 27006 3654 2375 OB 800157
54E3 Betong 1:9 R190 10523 16616 10523 6093 27139 3000 3575 36,3 Sk 3450

Sporveksler i Tabell 1 skal ikke prosjekteres med persontrafikk i sporvekselens avvikespor.

Alle mål er i mm.

Masse er oppgitt i tonn og inkluderer alle skinner, ståldeler og sviller

Tabell 2: Sporveksler med fast skinnekryss, hovedmål
Profil Sviller Stigning Radius A B C D L E F Total masse Tegn.nr
54E3 Betong 1:9 R300 16616 16616 16616 - 33231 3575 3000 40,5 Sk 3250
Betong 1:12 R500 20797 20797 20797 - 41594 5835 4775 50,3 Sk 3350
Betong 1:14 R760 27108 27108 27108 - 54216 3900 5375 52 Sk 3400
60E1 Betong 1:9 R300 16615 16615 16615 - 33230 5400 2350 43,4 Sk 3900
Betong 1:12 R500 20797 21985 20797 1188 42783 7200 - 53,8 Sk 3500
Betong 1:14 R760 27108 27108 27108 - 54216 7200 9000 57,2 Sk 3600
Betong 1:15 R760 25305 28911 25305 3606 54216 7200 9600 54,2 Sk 3650

Alle mål er i mm.

Masse er oppgitt i tonn og inkluderer alle skinner, ståldeler og sviller


Tabell 3: Sporveksler med bevegelig skinnekryss, hovedmål
Profil Sviller Stigning Radius A B C D L E F Total masse Tegn.nr
60E1 Betong 1:9 R300 16615 19760 16615 3145 36375 1750 2950 OB.800099
Betong 1:12 R500 20797 23306 20797 2509 44103 5994 - OB.800090
Betong 1:14 R760 27108 27108 27108 - 54216 10825 9000 OB.800108
Betong 1:15 R760 25305 28911 25305 3606 54216 2400 9600 OB.800164
Betong 1:18,4 R12001 32829 34429 34429 - 67257 10781 - OB.800081
Betong 1:26,1 R25001 48109 46491 46491 - 94600 17400 - Sk 3800

Alle mål er i mm.

1) Klotoideveksel


Figur 10: Dobbel kryssveksel 54E3, 1:9 R190, hovedmål
Figur 11: 60E1 dobbel sporsløyfe med sporkryss 1:12 og 4 stk enkle veksler 1:12
Figur 12: 60E1 dobbel sporsløyfe med sporkryss 1:15 og 4 stk. enkle veksler 1:14

5 Kurveveksler

  • Kurveveksler er enkle veksler med lang kurve som er krummet slik at sporvekselen kan legges inn i kurve.
  • Hovedsporet i en kurveveksel er det sporet som har samme radius og retning som kurven hvor sporvekselen er lagt inn i.

5.1 Benevnelser

Figur 13: Benevnelser av kurveveksler

5.2 Beregningsgrunnlag

Figur 14: Beregningsgrunnlag for kurveveksler

5.2.1 Utgangsmål

r0 = radius til kurvevekselen før bøying (enkel veksel med lang kurve)

t = tangentlengde

S = sporvidden = 1435 mm

α= stigningsvinkel

Φ = spissvinkel til skinnekryss

t = r_0 \cdot \tan(\tfrac{1}{2}\alpha)    (1)


\tan\Phi = \frac{2\sqrt{2r_0 \cdot S}}{2r_0-S}    (2)

5.2.2 Beregning av kurveradius

R = radius til hovedspor

r = radius til avvikespor

Når en av radiene er kjent, kan den andre bestemmes tilnærmet ved hjelp av følgende formler:


H/H eller V/V - veksel


r = \frac{R\cdot r_0 - t^2}{R + r_0}    (3)


R = \frac{r\cdot r_0 + t^2}{r_0 - r}    (4)


V/H eller H/V - veksel


r = \frac{R\cdot r_0 + t^2}{R - r_0}    (5)


R = \frac{r\cdot r_0 + t^2}{r - r_0}    (6)

Den eksakte størrelsen av r kan beregnes etter følgende formler:

H/H eller V/V - veksel

r = \frac{X_N}{\sin(\phi+\beta)} - \frac{1}{2}S    (7)


V/H eller H/V - veksel

r = \frac{X_N}{\sin(\phi-\beta)} - \frac{1}{2}S    (8)

Beregningsgrunnlaget gjelder ikke for klotoideveksler.

5.2.3 Beregning av koordinater

H/H eller V/V - veksel

\varepsilon = (\alpha-\phi)\cdot \frac{2r_0+S}{2R-S}    (9)


\tan\left(\frac{\beta+\varepsilon}{2}\right) = \frac{t}{R}    (10)


X_N = \left(R-\tfrac{1}{2}S\right) \sin\beta    (11)


Y = R - \frac{S}{2} - \sqrt{\left( R-\frac{S}{2}\right)^2 - X_N^2}    (12)


V/H eller H/V - veksel

\varepsilon = (\alpha-\phi)\cdot \frac{2r_0+S}{2R+S}    (13)


\tan\left(\frac{\beta+\varepsilon}{2}\right) = \frac{t}{R}    (14)


X_N = \left(R+\tfrac{1}{2}S\right) \sin\beta    (15)


Y = R - \frac{S}{2} - \sqrt{\left( R+\frac{S}{2}\right)^2 - X_N^2}    (16)


Beregningsgrunnlaget gjelder ikke for klotoideveksler.

5.3 Minste kurveradius for kurveveksler

a) Minste tillatte kurveradius, R i hovedspor for kurveveksler er angitt i Tabell 4

b) Det tillates ikke å krumme sporveksler med bevegelig skinnekryss

c) Det tillates ikke å krumme klotoideveksler

d) Dersom en sporveksel skal krummes, skal det gjennomføres en kost/nytte analyse hvor følgende kostnader skal veies opp mot nytteeffekten som oppnås ved å krumme sporvekselen:

  • økte vedlikeholdskostnader for krummede sporveksler
  • økt kostnad og leveringstid for reservedeler som må spesialtilpasses
  • lagerkostnader for reservedeler

Tabell 4: Minste kurveradius for kurveveksler
Sporvekseltype (stigning, radius) Minste kurveradius i hovedspor, R
1:9 R300 1000 m
1:12 R500 600 m
1:14 R760 600 m
1:18,4 R1200 1
1:26,1 R2500 1

1) Klotoideveksler skal ikke krummes

6 Omstilling og låsing

Sporvekselens bevegelige tungeparti omstilles til kjøring fra hovedspor til avvikende spor ved hjelp av elektrisk eller mekanisk sporvekseldrivanordning.

Omstilling av sporveksler kan skje ved hjelp av

  • sentralstilt drivanordning (anvendes i hovedspor)
  • stillbukk (anvendes i sidespor)

Låsing av sporveksler kan skje ved hjelp av

  • innebygd lås (i sentralstilte drivanordninger)
  • bolt og hengelås
  • klave og sikringslås
  • pal- eller hakestengsel

a) Regler for låsing av sporveksler er gitt i Signal/Prosjektering/Sporveksel- og sporsperreutrustning og Signal/Bygging/Sporveksel- og sporsperreutrustning.

7 Største hastighet i sporveksler

7.1 Geometri

a) Tillatt hastighet skal fastsettes avhengig av togveien gjennom sporvekselen i henhold til krav gitt i Sporets trasé#Sporveksler og sporforbindelser og Sporets trasé#Kurver uten overgangskurver.

Tabell 5 viser tillatt hastighet i avvik for enkle sporveksler uten overhøyde.

Tabell 5: Hastighet i avvik enkle sporveksler
Sporvekseltype (stigning, radius) Hastighet i avvik [km/h]
1:9 R190 35
1:9 R300 40
1:12 R500 60
1:14 R760 80
1:15 R760 80
1:18,4 R1200 100
1:26,1 R2500 140

7.2 Tungekonstruksjon

a) Hastighet i sporveksler med leddtunger skal ikke overstige 100 km/h

7.3 Kryssveksler

a) Hastighet i kryssveksler og sporkryss skal ikke overstige 100 km/h

b) Hastighet i kryssveksler med stigning 1:8 skal ikke overstige 70 km/h.

7.4 Tungelåsing

a) Avhengig av låsesystem for tunger skal ikke hastighet i sporveksler overstige verdier i Tabell 6

Tabell 6: Hastighet avhengig av tungelåsing
System for låsing av tunge
Maks tillatt hastighet [km/h]
direkte låsing og direkte deteksjon
ingen hastighetsbegrensning
min. 2 drivmaskiner av ikke oppkjørbar type
160
enkel oppkjørbar drivmaskin (for eksempel type Siemens bsg.antr. 9b)
130
drivmaskin type EB/LME JEA-30 og med motorsperre utført som snekkedrev
130
drivmaskiner av andre typer
100
palstengsel og rigel type DSI
130
palstengsel og kontrollås etter tegning S.585a
130
hakestengsel med rigel eller kontrollås
100
for øvrig
40

7.5 Sikring

a) Avhengig av sikring skal ikke hastighet i sporveksler overstige verdier i Tabell 7

Tabell 7: Sikring av sporveksler
System for låsing av tunge
Maks tillatt hastighet [km/h]
sentralstilt sporveksel
ingen hastighetsbegrensning
forriglet eller kontrollåst og i avhengighet til hovedsignal
130
kontrollåst og underlagt A-lås, B-lås eller D-lås
130
kontrollåst og underlagt C-lås uten avhengighet til hovedsignal når kryssing ikke finner sted
130
betjent eller låst med klave og hengelås
40

8 Gjenbruk

a) Sporveksler som er skiftet ut på grunn av slitasje kan gjenbrukes i sidespor.

9 Nummerering av sporveksler

a) Sporveksler på stasjoner skal nummereres.

b) Sporveksler på holdeplasser og andre sporområder utenom stasjon bør nummereres.

c) Nummereringen foretas etter følgende prosedyre:

  • ved nummerering av sporveksler anvendes alltid arabiske tall
  • sporveksler som har tungespiss mot kilometreringens 0-pkt. får ulike nr.
  • sporveksler med tungespiss fra kilometreringens 0-pkt. får like nr.
  • nummereringen med ulike nr. foretas fortløpende fra den ende av stasjonen som ligger nærmest kilometreringens 0-pkt og med like nr. fra den andre enden av stasjonen
  • ligger flere sporveksler på samme høyde og retning, skal den som ligger nærmest stasjonsbygning eller spor nr 1 ha det laveste nr.
  • er det flere sporgrupper, nummereres sporvekslene fortløpende med ulike, henholdsvis like nr. innen samme sporgruppe
  • kryssveksler gis ulike nr. og med litrabetegnelse a/c for tungeparene med tungespiss mot kilometreringens 0-pkt. og b/d for tungeparene med tungespiss fra kilometreringens 0-pkt.
  • sporveksler mellom innkjørsignal A og sporveksel 1 som har tungespiss mot kilometreringens 0-punkt, får ulike nummer 101, 103, 105 osv., mens sporveksler med tungespiss fra kilometreringens 0-punkt får like nummer 102, 104, 106 osv.
  • sporveksler mellom innkjørsignal B og sporveksel 2 som har tungespiss mot kilometreringens 0-punkt, får ulike nummer 201, 203, 205 osv., mens sporveksler med tungespiss fra kilometreringens 0-punkt får like nummer 202, 204, 206 osv.

For nummerering av spor, se Plattformer og spor på stasjoner#Nummerering av spor på stasjoner.

Figur 15 viser eksempel på nummerering av sporveksler.

Figur 15: Nummerering av sporveksler - eksempel

10 Vedlegg

Oversikt over sporvekseltegninger