Overbygning/Prosjektering/Sporveksler

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.
Enkel sporveksel med kort kurve

Enkel sporveksel med lang kurve

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

Klotoideveksel

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

1.1.2 Kurveveksel

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

TRV:08551

Usymmetriske dobbeltveksler skal ikke nyanskaffes.

Figur: 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: 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

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

1.1.10 Byggelengde

Sporvekselens byggelengde er avstanden fra stokkskinneskjøt til skjøten i bakkant av skinnekrysset.
Figur: 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. Kortsviller er sporvekselsviller i lengder på 2000, 2100, 2200, 2300, 2400 og 2500 mm. Oversikt over Kortsviller og overgangssviller finnes her

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 anvende to overgangsviller med skinnehelning 1:30 og deretter to overgangsviller med 1:60. Bak sporvekselen vil overgangsviller normalt være kortsviller.
Figur: Overgangssviller

2 Valg av sporvekseltype

TRV:02688

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

  • maksimal anvendelighet
  • minimal vedlikeholdskostnad

TRV:02689

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

2.1 Hovedtype

TRV:02690

Ved prosjektering av nyanlegg bør det velges enkle sporveksler i hovedspor og hovedtogspor.

TRV:02691

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

TRV:02692

Usymmetriske dobbeltveksler skal ikke nyanskaffes.

TRV:02693

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

2.2 Geometri

TRV:02694

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

TRV:02695

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

TRV:02696

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

3 Konstruksjon

TRV:02697

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 overgangssviller
Ballastmatter bør ikke brukes i sammenheng med sporveksler

3.1 Skinneprofil

TRV:02698

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

3.2 Tungeprofiler

Følgende tungeprofiler anvendes i henhold til EN 13674-2:

  • I sporveksler med 60E1 skinneprofil benyttes tungeprofil 60E1A4
  • I sporveksler med 54E3 skinneprofil benyttes tungeprofil 54E1A2
  • I sporveksler med 49E1 skinneprofil benyttes tungeprofil 49E1A1

3.3 Svilletype

TRV:02699

For enkle sporveksler skal det anvendes betongsviller.

TRV:02700

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

TRV:02701

Dersom det er mindre enn 20 meter mellom to sporveksler (SS-SS, SS-BK eller BK-BK) uten skinnehelning skal det benyttes sporvekselsviller uten skinnehelning i det mellomliggende sporavsnitt.

3.4 Skinnekryss

TRV:02702

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

TRV:02703

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

TRV:02704

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

4 Hovedmål

4.1 Enkle sporveksler

Tegnforklaring:

SS: stokkskinneskjøt

BK: bakkant sporveksel

R2: sirkelkurvens endepunkt i avvik

TK: teoretisk kryss

L: byggelengde

A: tangentlengde/lengde i X-retning før teoretisk kryss

C: tangentlengde til sirkelkurven etter teoretisk kryss

B: lengde i X-retning av C + D

D: rettlinjet parti i avvik

E: lengde av parti med langsviller utenfor BK

F: lengde av parti med kortsviller 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 sporveksel uten tilstøtende sporveksel i bakkant.
Figur: Enkel sporveksel, hovedmål

Enkel veksel med kort kurve, hovedmål

Tabell: Enkel sporveksel for spor uten persontrafikk i avvik (EVF), 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 KO-800157
54E3 Betong 1:9 R190 10523 16616 10523 6093 27139 3000 3575 36,3 KO-701334

TRV:02705

Sporveksler i Tabell: Enkel sporveksel for spor uten persontrafikk i avvik, hovedmål 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

Sporveksler med fast skinnekryss, hovedmål

Sporveksler med fast skinnekryss (EVF), 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 KO-701287
Betong 1:12 R500 20797 20797 20797 - 41594 5835 4775 50,3 KO-701306
Betong 1:14 R760 27108 27108 27108 - 54216 3900 5375 52 KO-701319
60E1 Betong 1:9 R300 16615 16615 16615 - 33230 5400 2350 43,4 KO-701409
Betong 1:11,66 R500 21393 21391 21393 - 42783 7314 2400 53,8 KO-800068
Betong 1:12 R500 20797 21985 20797 1188 42783 7314 3600 53,8 KO-800068
Betong 1:14 R760 27108 27108 27108 - 54216 7200 9000 57,2 KO-701372
Betong 1:15 R760 25305 28911 25305 3606 54216 7200 9600 54,2 KO-701382

Alle mål er i mm.

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

Sporveksler med bevegelig skinnekryss, hovedmål

Sporveksler med bevegelig skinnekryss (EVB), 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 4150 - KO-800099
Betong 1:8,21 R300 18188 18188 18188 - 36375 3550 - KO-065306
Betong 1:11,3 R500 22052 22052 22052 - 44103 7533 - KO 067168
Betong 1:12 R500 20797 23306 20797 2509 44103 5994 - KO-800090
Betong 1:14 R760 27108 27108 27108 - 54216 2400 9000 KO-800108
Betong 1:15 R760 25305 28911 25305 3606 54216 2400 9600 KO-800164
Betong 1:18,4 R12001 32829 34429 34429 - 67257 10781 3600 KO-800081
Betong 1:26,1 R25001 48109 46491 46491 - 94600 17400 - KO-701399

Alle mål er i mm.

  1. Klotoideveksel

Sporveksler for 35 tonn aksellast med bevegelig skinnekryss, hovedmål

Sporveksler for 35 tonn aksellast med bevegelig skinnekryss (EVB HH), hovedmål
Profil Sviller Stigning Radius A B C D L E F Total masse Tegn.nr
60E1 Betong 1:9 R300 1) 16615 19780 16615 3165 36395 KO-068389
Betong 1:8,21 R300 2) 18198 18198 18198 - 36395 KO-068389
Betong 1:11,3 R500 2) 21705 21705 21705 - 43410 KO-068390
Betong 1:12 R500 1) 20797 22613 20797 1816 43410 KO-068390
Betong 1:14 R760 2) 27108 27108 27108 - 54216 KO-068391
Betong 1:15 R760 1) 25305 28911 25305 3606 54216 KO-068391

Alle mål er i mm.

Alle sporveksler har bevegelig skinnekryss

1) Sporveksel med rett spor etter bakkant i avvik.

2) Sporveksel med gjennomgående radius i avvik.

4.2 Dobbel kryssveksel

Dobbel kryssveksel 54E3 1:9 R190 - KO-800167

Figur: Dobbel kryssveksel 54E3, 1:9 R190, hovedmål

Dobbel kryssveksel 60E1 1:9 R190 - KO-068394

Dobbel kryssveksel 60E1, 1:9 R190, hovedmål

4.3 Sporsløyfer med sporkryss

TRV:02706

Ved prosjektering av sporsløyfer med 60E1 sporkryss, skal det velges en av løsningene som vist under: Figur: 60E1 dobbel sporsløyfe med sporkryss og 4 stk enkle veksler 1:9, Figur: 60E1 dobbel sporsløyfe med sporkryss og 4 stk. enkle veksler 1:12

Dobbel sporsløyfe 60E1 med sporkryss og 4 sporveksler 1:9 - sporavstand 4700 mm. - Tegning: KO-066249

Figur: 60E1 dobbel sporsløyfe med sporkryss og 4 stk enkle veksler 1:9

Dobbel sporsløyfe 60E1 med sporkryss og 4 sporveksler 1:12 - sporavstand 4700 mm. - Tegning:: KO-066250

Figur: 60E1 dobbel sporsløyfe med sporkryss 4 stk. enkle veksler 1:12

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: Benevnelser av kurveveksler

5.2 Beregningsgrunnlag

Figur: Beregningsgrunnlag for kurveveksler

5.2.1 Utgangsmål

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

t = tangentlengde

S = sporvidden = 1435 mm

α= stigningsvinkel

Φ = spissvinkel til skinnekryss

[math]\displaystyle{ t = r_0 \cdot \tan(\tfrac{1}{2}\alpha) }[/math]    (1)


[math]\displaystyle{ \tan\Phi = \frac{2\sqrt{2r_0 \cdot S}}{2r_0-S} }[/math]    (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 - sporveksel


[math]\displaystyle{ r = \frac{R\cdot r_0 - t^2}{R + r_0} }[/math]    (3)


[math]\displaystyle{ R = \frac{r\cdot r_0 + t^2}{r_0 - r} }[/math]    (4)


V/H eller H/V - sporveksel


[math]\displaystyle{ r = \frac{R\cdot r_0 + t^2}{R - r_0} }[/math]    (5)


[math]\displaystyle{ R = \frac{r\cdot r_0 + t^2}{r - r_0} }[/math]    (6)

Den eksakte størrelsen av r kan beregnes etter følgende formler:

H/H eller V/V - sporveksel

[math]\displaystyle{ r = \frac{X_N}{\sin(\phi+\beta)} - \frac{1}{2}S }[/math]    (7)


V/H eller H/V - sporveksel

[math]\displaystyle{ r = \frac{X_N}{\sin(\phi-\beta)} - \frac{1}{2}S }[/math]    (8)

Beregningsgrunnlaget gjelder ikke for klotoideveksler.

5.2.3 Beregning av koordinater

H/H eller V/V - sporveksel

[math]\displaystyle{ \varepsilon = (\alpha-\phi)\cdot \frac{2r_0+S}{2R-S} }[/math]    (9)


[math]\displaystyle{ \tan\left(\frac{\beta+\varepsilon}{2}\right) = \frac{t}{R} }[/math]    (10)


[math]\displaystyle{ X_N = \left(R-\tfrac{1}{2}S\right) \sin\beta }[/math]    (11)


[math]\displaystyle{ Y = R - \frac{S}{2} - \sqrt{\left( R-\frac{S}{2}\right)^2 - X_N^2} }[/math]    (12)


V/H eller H/V - sporveksel

[math]\displaystyle{ \varepsilon = (\alpha-\phi)\cdot \frac{2r_0+S}{2R+S} }[/math]    (13)


[math]\displaystyle{ \tan\left(\frac{\beta+\varepsilon}{2}\right) = \frac{t}{R} }[/math]    (14)


[math]\displaystyle{ X_N = \left(R+\tfrac{1}{2}S\right) \sin\beta }[/math]    (15)


[math]\displaystyle{ Y = R - \frac{S}{2} - \sqrt{\left( R+\frac{S}{2}\right)^2 - X_N^2} }[/math]    (16)


Beregningsgrunnlaget gjelder ikke for klotoideveksler.

5.3 Minste kurveradius for kurveveksler

TRV:02707

Minste tillatte kurveradius, R i hovedspor for kurveveksler er angitt i Tabell: Minste kurveradius for kurveveksler.

TRV:02708

Det tillates ikke å krumme sporveksler med bevegelig skinnekryss

TRV:02709

Det tillates ikke å krumme klotoideveksler

TRV:02710

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: 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


TRV:08302

Sporveksellodd skal være slik malt at den øvre halvdel av loddet er hvit og den nedre halvdel svart når sporvekselen ligger i normalstilling. Se tegning KO-700328

7 Største hastighet i sporveksler

7.1 Geometri

TRV:02712

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: Hastighet i avvik enkle sporveksler viser tillatt hastighet i avvik for enkle sporveksler uten overhøyde.


Tabell: Hastighet i avvik enkle sporveksler
Sporvekseltype (stigning, radius) Hastighet i avvik [km/h]
1:9 R190 35 1)
1:9 R300 40 2)
1:12 R500 60
1:14 R760 80
1:15 R760 80
1:18,4 R1200 100
1:26,1 R2500 140
  1. Unntak: Gjelder ikke driftsbanegårder, skifteområder og andre spor uten persontrafikk. Her tillates hastigheten økt til 40 km/h.
  2. Unntak: Ved behov for å øke hastigheten til 50 km/h, skal de lokale tekniske og driftsmessige forhold for hver enkelt sporveksel vurderes spesielt.

7.2 Tungekonstruksjon

TRV:02713

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

7.3 Kryssveksler

TRV:02714

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

TRV:02715

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

7.4 Tungelåsing

TRV:02716

a) Avhengig av låsesystem for tunger skal ikke hastighet i sporveksler overstige verdier i Tabell: Hastighet avhengig av tungelåsing.


Tabell: 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

TRV:02717

a) Avhengig av sikring skal ikke hastighet i sporveksler overstige verdier i Tabell: Sikring av sporveksler.


Tabell: 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

TRV:02718

Sporveksler kan gjenbrukes i hensettingsspor, terminalspor og sidespor.

9 Nummerering av sporveksler

TRV:02719

Sporveksler på stasjoner skal nummereres.

TRV:02720

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

TRV:02721

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
  • hver kryssveksel gis to nummer hvor tungeparene med tungespiss fra kilometreringens 0-pkt får like nummer og tungeparene med tungespiss mot kilometreringens 0-pkt får ulike nummer .
  • 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: Nummerering av sporveksler - eksempel viser eksempel på nummerering av sporveksler.

Figur: Nummerering av sporveksler - eksempel

10 Vedlegg

Oversikt over sporvekseltegninger

Oversikt over Kortsviller og overgangssviller

Hentet fra «http://trv.banenor.no/w/index.php?title=Overbygning/Prosjektering/Sporveksler&oldid=129341»