איך גדר מגן למסילות רכבת מונעת תאונות?

התפקיד הגנתי העיקרי של גדרות המגן למסילות רכבת

לאורך מסילות הרכבת, הם משתמשים בסוג של מחסום שמונע מהרכבת לסטות מהמסילה במקרה של שינוי כיוון פתאומי של הרכבת או אם רכב חוצה את המסילה. אם רכבת הייתה פוגעת בקצה המסילה, המחסומים העצומים שמקיפים את המסילות ואת השפה של גלגלות הרכבת בעת ניסיון סטיה מהמסלול הופכים לנקודת מאמץ המחזיקה את הרכבת על המסילה הקריטית. אילו לא היו קיימים מחסומים כאלה, הרכבת הייתה עולה על המסילה וסוטה ממנה. כוחות חיצוניים שדוחפים את הרכבת ימינה ושמאלה גורמים לה לחזור למסלול. בעיקר, הכוח הפועל על המסילות הוא כוח אנכי, בעוד הכוחות הצדדיים שיכולים לגרום לסטייה מהמסלול נתמכים על ידי המחסומים. מחסומים מבודדים בנקודות קריטיות כגון צמתים, גשרים ומעברות ברמה של הדרכים מהווים את ההבדל בין מניעת סטיה מהמסלול לבין סיכון לחייהם של נוסעי הרכבת או של אנשים ופריטים הנשאים על הכביש.

איך סיכונים צדדיים במעבר רכבת-כביש מופחתים על ידי מחסומים רכבות

כאשר מכוניות או משאיות נעות על מסילות הרכבת, קיימת סבירות גבוהה לאי-תאום בין רכב לרכבת. עם זאת, מחסומים רכבות במעבר רכבת-כביש מפחיתים את הסיכוי לתאונות על ידי בליעת וסיבוב כוח ההתנגשות. לשם כך, מחסומים רכבות מספקים רכיבי מערכת לסיבוב ולבקרת התנגשות כדי לכוון ולשנות את נתיב ההתנגשות במעבר רכבת-כביש. בנוסף, ניתן למנוע גם סטייה צדדית של רכבת באמצעות פונקציית הבקרה וההנחייה של המחסומים. מלבד הצלה של חיים וצמצום עלויות משמעותיות לקהילה, מחסומים מגנים על מערכות הבקרה במעבר, על מערכות מניעת סטייה ועל ציוד מסילות הרכבת. במהלך הבנייה, מיקום המחסומים נקבע כדי לספק הגנה אופטימלית מפני חציית רכבים.

הנחיית גלגלים בעת התנגשות: שינוי נתיב תנועה מחוץ למסילה

במהלך התנגשות צדדית, מחסום יכול למלא כמה פונקציות:

החזקת פלנג'ה: הם תופסים את פלנגאות הגלגלים, ומונעים סחיפה צדדית.

הסבה של כוח הפגיעה: משטחים המסוגלים לקלוט פגיעה אובלייקית מוסבים את התנע הצדדי לתנועה מאורכת לאורך המסילה.

מניעת טיפוס גלגל: הגובה הספציפי שלהם מונע מהגלגל לטפס מעל המסילה.

מערכת ההכלה המשולבת הזו יכולה לשמור על יישור הגלגל-מסילה גם תחת השפעת כוחות צדדיים חדים. נתוני ה-FRA מצביעים על כך שבראשונים עם מחסומים מתרחשים 74 אחוז יותר סיכונים של התנתקות מאשר בראשונים ללא מחסומים. עובדה זו מדגימה כיצד העיצוב של מחסומי מסילה מפחית את הסיכון להתנתקות רק לאירוע מוגבל.

עיצוב מכוון של מחסום רכבת במבנים מסוכנים

מעקפים למסילות רכבת מעוצבים רק באזורים שבהם סיכון התרסקות הוא גבוה, ולא לעולם על פי עיקרון אקראי, ולכן בקטעי המסילה העקומים מעדיפים את התקנת המעקפים. הסיבה לכך היא שכוח הצנטריפוגלי דוחף את הרכבת החוצה, מגדיל את הלחץ בין השפה החיצונית של הגלגל לבין המסילה ופוחת את הדבקות. במצב של דחיפה צדדית חזקה, סיכון התרסקות עולה באופן משמעותי.

מיקום מבוסס על עקרונות פיזיקליים: ניהול כוח הצנטריפוגלי והשקה של השפה החיצונית של הגלגל

בבניית המסילה הפנימית בקטעי הפנייה מותקנים מעקפים. המרחק בין המסילות קטן, ובעתים קרובות הוא 6–12 אינץ' מהמסילה העוברת, ומעוצב בהתאם למחלקת מסילה, למהירות, לגאומטריה של הרכבת (כולל גודל הגלגלים, מיקום השפה וכו'). המרחק הקצר הזה תורם לפעולות הבאות:

לכפות את שפת הגלגל לפני שהתרחשה התנתקות מהמסילה

למזער את ההזזה הצדדית כדי להפחית את הסיכון לעליית השפה החיצונית של הגלגל על המסילה

להחזיר באופי עדין את הגלגל למרכז המסילה העוברת

המחסום מעוצב בקשיחות ובזווית מסוימות כדי ליצב ולבלוע את האנרגיה הקינטית בעת התחברות למחסום, ולמנוע מהמחסום המתחבר לגרום להאטה פתאומית או לאי-תפקוד מבני.

מחסום רכבת לעומת מסילה בדיקתית: שותפות לבטיחות

בשימור הבטיחות ברכבת, מעקות הגנה ומסילות בדיקה ממלאים תפקידים שונים. מעקות הגנה מותקנים לאורך הצלע הפנימית של המסילות על גשרים ומפגשי רחובות, שהם האזורים שסובלים מהרבה תאונות. המטרה העיקרית שלהם היא להכיל את התפזרות הרכבת. כאשר גלגל הרכבת יורד מהמסילה, מעקה ההגנה מדריך ומשנה את כיוון הגלגל לכיוון הצלע הפנימית של המסילה, וסופג חלק מההשפעה. מסילות הבדיקה ממלאות תפקיד הפוך. מסילות הבדיקה מותקנות לאורך הצלע הפנימית של המסילה בעקומים. מסילות הבדיקה מנהלות באופן פעיל את השפעת הכוח הצנטריפוגלי על ידי "אחזת" שפת הגלגלים, מה שמונע מהגלגלים לסטות החוצה מהמסילות ומאפשר להן לשמור על יישור תקין במהלך פינה. פעולה זו נבדלת מזו של מעקות ההגנה, אשר בחלק מהמקומות אמורה להתבצע ללא שהמצב יהיה מורגש. מעקות הגנה משמשים באזורים שבהם השלכות הכשל יהיו חמורות ביותר. לעומת זאת, נוכחות מסילות הבדיקה שכיחה ביותר באזורים שבהם יש צורך בתחזוקה שוטפת של המסילות.

תכונה: מחסום רכבתי / שורת בדיקה

המטרה העיקרית: להנחות גלגלים שיצאו מהמסילה, למנוע עלייה של הגלגלים על המסילה בפניות

הפעלה: לאחיזת הרכבת לאחר יציאה מהמסילה, למניעת יציאה מהמסילה מראש

התקנה עיקרית: גשרים, צמתים ברמה, פניות חדה (כשאי-האיזון המוטני עולה על 2°)

פעולה מכנית: סופגת את אנרגיית ההשפעה הצידית, מאלצת את הפער בין השפה החיצונית של הגלגל לבין המסילה באופן דינמי

שאלות נפוצות

מהי הפונקציה העיקרית של מחסומים רכבותיים?

התפקוד העיקרי של מעקפי מסילות רכבת הוא להפנות מחדש כוחות צדדיים שמתעוררים בעת התנתקות מהמסילה או התנגשויות במהלך אירועים קריטיים תחת מבנים תשתיתיים, כגון קטעי מסילה עקומים, מחלפות ומעברות ברמה.

באילו מקומות מותקנים מחסומים רכבותיים בעיקר?

מעקפי מסילות רכבת מותקנים במיקומים בעלי סיכון גבוה להתנתקות מהמסילה, כגון עקומים חדים, גשרים, מנהרות ומעברות ברמה, אשר נתונים להשפעות חיצוניות כמו כוח צנטריפוגלי או חדירה של כלי רכב.

איך נבדלים מחסומים רכבותיים משורות בדיקה?

גדרות הגנה למסילות נועדו לשלוט בהתפזרות על ידי הפיכת הגלגלים וניהול אנרגיית ההשפעה הצידית. לעומת זאת, מסילות בדיקה נועדו לשמור על יישור הגלגלים ולמקם אותם במהלך עקומים חדים.