Železničný zvršok, 3. časť – výhybky a koľajové križovatky, diel prvý

Vývoj výhybiek prebiehal súčasne s vývojom koľaje, avšak okrem toho, že ich konštrukcia sa prispôsobovala novým sústavám železničného zvršku, vyvíjala sa i konštrukcia výhybiek ako takých. Zachytiť tento vývoj v skratke súčasne s popisom jednotlivých častí v jednom článku by malo za následok neprimerané zostručnenie tejto témy a preto je táto časť rozdelená na dva diely. Prvý diel je venovaný všeobecným údajom, v dieli druhom budú opísané detailnejšie niektoré súčastí výhybiek (srdcovky, jazyky, opierky, zariadenia na odstraňovanie snehu, podvaly, závery,...).

Rozdelenie výhybiek je z hľadiska konštrukčných úprav na výhybky jednoduché, obojstranné, oblúkové, symetrické, dvojité, celé križovatkové a polovičné križovatkové. Ku konštrukciám výhybiek možno zaradiť i ich kombinácie v koľajových spojkách, pričom rozoznávame koľajové spojky jednoduché a dvojité. Z hľadiska vyjadrenia uhlu odbočenia rozoznávame výhybky stupňové (uhol odbočenia je vyjadrený v stupňoch) a pomerové, vyrábané v súčasnosti s uhlom odbočenia vyjadreným tangentou. Obojstranné výhybky v stupňovej sústave boli nahradené oblúkovými v sústave pomerovej, dvojité výhybky sa nachádzajú iba v stupňovej sústave. Oblúkové výhybky vznikajú transformáciou výhybiek jednoduchých, s výnimkou symetrickej výhybky 1:5,7-230. Transformácia spočíva v ohýbaní základného tvaru jednoduchej výhybky tak, že obe vetvy sú v oblúku. Jednostranná oblúková výhybka má stredy oboch oblúkov na jednej strane a polomer vo vedľajšej vetve je vždy menší ako polomer v odbočnej vetve základnej jednoduchej výhybky. Obojstranne transformovaná výhybka má stredy oblúkov na opačných stranách a oba polomery sú vždy väčšie ako polomer v základnej výhybke. Výhybky s priamou srdcovkou je možné transformovať len v časti s oblúkom. Zo stupňových výhybiek bolo možné transformovať len výhybky s uhlom odbočenia 5°, 4° a 3°06‘.

Označenie výhybiek a príbuzných konštrukcii je zložené z jedenástich znakov, ktoré každú konštrukciu presne definujú. Označuje sa

1. druh konštrukcie

J - jednoduchá výhybka

O - obojstranná výhybka (u stupňových výhybiek)

Obl - j jednostranná; -o obojstranná

S - symetrická výhybka

C - celá križovatková výhybka

B - polovičná križovatková výhybka

K  - koľajová križovatka

DKS - stredná časť DKS s jednoduchými srdcovkami s oddelenými prídržnicami

DKS I - stredná časť DKS s jednoduchými srdcovkami s predĺženými krídlovými koľajnicami

D - dvojitá výhybka

2. sústava železničného zvršku je uvedená skratkou pre jednotlivé sústavy (A, T, R65 a pod). Výhybky sústavy UIC 60 sú označené 60, výhybky sústavy S49 prvej generácie majú označenie S49, generácie druhej 49.
3. uhol odbočenia alebo kríženia sa uvedie pomerom alebo stupňom podľa sústavy
4. polomer oblúku v konštrukcii sa uvádza v metroch, u oblúkových výhybiek sa hlavný smer podčiarkne. U stupňových výhybiek sa neuvádza.
5. typ výhybky sa uvádza, ak jednotlivé výhybky majú viacero typov, označuje sa rímskymi číslami
6. žľabový podval je označený skratkou zl, ak je vo výhybke použitý
7. smer odbočenia sa určuje podľa toho na ktorú stranu výhybka odbočuje od priameho smeru, resp oblúka s väčším polomerom. Označuje sa P alebo L. U DKS, koľajových križovatiek a križovatkových výhybiek sa neuvádza.
8. poloha prestavného zariadenia označuje, na ktorej strane pri pohľade od hrotu sa prestavné zariadenie nachádza. Označuje sa p alebo l.
9. druh záveru určuje aký záver je vo výhybke použitý. ČZ – čeľusťový; ČZP – čeľusťový podvalový; HZ – hákový; RZ – rybínový
10. druh upevnenia srdcovky je označený K pre tuhé zvierky ŽS 4(ŽS3); KS pre upevnenie so zvierkami Skl 12; Ke pre upevnenie so sponami Pandrol; VT pre upevnenie zvierkami VT 2
11. typ srdcovky označuje aký typ srdcovky sa vo výhybke nachádza
12. vzdialenosť osí koľají sa udáva u DKS a uvedie sa 4,75 alebo 5
13. typ jazykov sa uvedie ak ide o presne definované typy

Podľa typu konštrukcie môžu byť niektoré označenia neobsadené. Napr. označenie J60 1:12-500-I-zl-Pp-ČZP-b-KS-ZMB označuje jednoduchú výhybku sústavy UIC 60 s uhlom odbočenia 1:12 a polomerom v odbočnej vetve 500m, prvý typ, so žľabovými podvalmi, pravú s prestavníkmi na pravej strane, s čeľusťovým záverom podvalovým, na betónových podvaloch, s pružným upevnením srdcovky pomocou pružných zvierok Skl12 a srdcovkou skráteným monoblokom.

Časti výhybky, z ktorých sa skladá sú obyčajne tri – výmenová, stredová a srdcovková. Výnimkou sú výhybky s malou stavebnou dĺžkou (1:5,7-230), ktoré majú stredovú časť vynechanú, naopak, dlhé výhybky (1:18,5-1200; 1:26,5-2500) majú stredové časti dve. Dĺžkou výhybky sa rozumie vzdialenosť stykov na jej začiatku a konci v priamej vetve. Najdlhšou výhybkou vloženou na sieti SŽDC je výhybka 1:26,5-2500 s dĺžkou 94,306 m.

Výmenová časť sa skladá z oporníc, jazykov a ďalších častí umožňujúcich a zabezpečujúcich pohyb jazykov. Opornica je koľajnica normálneho prierezu, ku ktorej prilieha jazyk a jej hlava je opracovaná tak, aby jazyk v mieste dotyku mohol mať potrebné rozmery a nemusel vybiehať do príliš ostrého hrotu. V priamej vetve sa nachádza priama opornica, ku ktorej prilieha ohnutý jazyk, k ohnutej opornici v odbočnej vetve prilieha priamy jazyk.

Stredová časť je tvorená koľajnicami normálneho tvaru, ktoré sú buď priame alebo ohnuté v požadovanom polomere.

Srdcovková časť je miestom, v ktorom dochádza ku kríženiu priamej a odbočnej vetvy. Nachádza sa v nej srdcovka, v ktorej dochádza ku križovaniu vonkajšieho koľajnicového pásu odbočnej vetvy a vnútorným pásom vetvy priamej. Srdcovky sú v jednoduchých výhybkách jednoduché, v križovatkách a križovatkových výhybkách sa nachádzajú tiež srdcovky dvojité. V odôvodnených prípadoch sa používajú srdcovky s pohyblivým hrotom.

Podľa toho, či oblúk vo výhybke končí pred srdcovkou, alebo pokračuje až na koniec výhybky rozoznávame srdcovky priame a oblúkové. Výhybka s priamou srdcovkou má pri rovnakom polomere v odbočnej vetve väčšiu konštrukčnú dĺžku ako výhybka so srdcovkou oblúkovou, naopak, u výhybiek s podobnou konštrukčnou dĺžkou je polomer u výhybky s oblúkovou srdcovkou väčší ako u výhybky so srdcovkou priamou. Pri oblúkovej srdcovke môže za výhybkou plynulo nasledovať koľaj v oblúku, pri priamej srdcovke sa priama v srdcovkovej časti započítava do dĺžky medzipriemej medzi oblúkmi opačných smerov. Pri výhybkách s priamou srdcovkou je uhol odbočenia totožný s uhlom kríženia (uhol, ktorý zviera dotyčnica k oblúku v matematickom bode kríženia, na srdcovke), u výhybiek s oblúkovou srdcovkou je uhol kríženia menší ako uhol odbočenia.

Pri starších typoch výhybiek bol uhol odbočenia vyjadrený priamo v stupňoch. Najmenší uhol odbočenia/kríženia u týchto výhybiek bol 6°, štíhlejšie výhybky sa začali používať až na prelome 40. a 50. rokov, kedy boli zavedené výhybky v sústave T s uhlami odbočenia 5°, 4° a 3,06° a polomermi v odbočnej vetve 500, 800 a 1200m. S nástupom sústavy R65 sa začali zavádzať tzv. pomerové výhybky novej zjednotenej sústavy. Stupňovú výhybku možno od pomerovej na prvý pohľad rozoznať najčastejšie podľa umiestnenia stykov. U stupňových výhybiek sú styky jazykov a stredových koľajníc posunuté oproti stykom v oporniciach smerom ku srdcovke a na konci výhybky sú na iných miestach v priamej a odbočnej vetve. Pomerové výhybky majú všetky styky v jednej rovine. Zavedenie pomerových výhybiek si síce vyžiadalo pomerne rozsiahle rekonštrukcie zhlaví, pri ktorých dochádzalo ku zmenám polohy výhybiek s následnou úpravou zabezpečovacieho zariadenia a trakčného vedenia, avšak na druhej strane so sebou prinieslo i značné výhody. Došlo najmä ku zväčšeniu polomerov vo výhybkách pri malom náraste dĺžky zhlaví, zmenšil sa počet typov výhybiek, bolo možné kooperovať pri vývoji a výrobe so zahraničnými výrobcami a jednotlivé súčiastky bolo možné použiť pri viacerých typoch výhybiek. 

Rýchlosť cez výhybky v priamom smere je teoreticky neobmedzená, avšak v našich podmienkach je limitovaná konštrukciou výhybky, jej zabezpečením a rýchlosťou v koľaji do ktorej je vložená. V súčasnosti sa na SŽDC overujú konštrukcie pre rýchlosť 300 km/h. V odbočnej vetve je rýchlosť závislá na najmenšom použitom polomere.

Koľajové križovatky vznikajú križovaním dvoch koľají, pričom ak sú jedna alebo obe koľaje v oblúku hovoríme o oblúkovej križovatke. Najmenší uhol kríženia je 6°, keďže pri menších uhloch by nevedené miesto na srdcovke bolo príliš dlhé a nebezpečné pre chod vozidiel. Naopak, pri uhloch väčších ako 30° dochádza pri prejazde vozidla na srdcovke k veľkým rázom a preto sa v srdcovke zriaďujú nábehy, po ktorých koleso prechádza cez srdcovku po okolesníku.  

Križovatkové výhybky (tzv. „angličany“) sú tvorené koľajovou križovatkou doplnenou o výmeny, ktoré umožňujú prechod medzi jednotlivými koľajami. U križovatkových výhybiek používaných na našich tratiach sa jazyky nachádzajú medzi jednoduchými srdcovkami. Okrem jednoduchých srdcoviek sa v stredovej časti nachádzajú srdcovky dvojité, ktoré sú u križovatkových výhybiek s uhlom kríženia 1:11 riešené s pohyblivými hrotmi. Pokiaľ je prechod umožnený len v jednom smere, hovoríme o polovičnej križovatkovej výhybke. Svojou pomerne zložitou konštrukciou je ich použitie limitované do stiesnených pomerov tam, kde ich nemožno nahradiť dvoma výhybkami jednoduchými. Ich konštrukčné usporiadanie vyhovuje rýchlosti 120 km/h v priamom smere, rýchlosť v smere odbočnom vyplýva z polomeru oblúka.

Jednoduchá koľajová spojka vzniká prepojením dvoch výhybiek ležiacich srdcovkami proti sebe v susedných koľajach. Podľa smeru odbočenia použitých výhybiek rozoznávame JKS ľavé alebo pravé. V súčasnosti sa používajú JKS pre max. rýchlosť v spojke 100 km/h, sú tvorené výhybkami 1:18,5-1200.

Dvojitá koľajová spojka sa skladá zo štyroch jednoduchých výhybiek uložených srdcovkami proti sebe, medzi ktorými sa nachádza koľajová križovatka. V stiesnených pomeroch môžu byť jednoduché výhybky nahradené križovatkovými výhybkami alebo koľajovými križovatkami. Podobne ako križovatková výhybka je i DKS náročná na údržbu a preto sa používa len tam, kde ju nemožno nahradiť dvoma JKS. V súčasnosti sa používajú DKS pre max. rýchlosť v spojkách 50 km/h.

Výrobcami výhybiek pre naše trate boli ešte v povojnovom období podniky v Kladne (Spojené ocelárny, huť Koněv), Ostrave (Vítkovické železárny K. Gottwalda), Třinci ( Třinecké železárny VŘSR) a Prostějove (Hanácké strojírny). V súčasnosti je jediným výrobcom v ČR firma DT-Výhybkárna a strojírna, a.s. v Prostějove so svojou dcérskou spoločnosťou DT-Slovenská výhybkáreň, a.s. v Novom Meste nad Váhom. V ojedinelých prípadoch sa môžeme stretnúť s výhybkami dovezenými zo zahraničia (napr. Nemecko, Poľsko, Francúzsko, Maďarsko).

Použitá literatúra: