Vaihde on mekaaninen laite, jolla vaunu ohjataan poikkeavalle tai suoraan menevälle raideosalle, ja joka yhdistää eri suunnista tulevat raiteet.

Raideristeys on raiteen ylittävä, ristikoista koostuva risteysosa.

Yksinkertainen vaihde, joka on eniten käytetty vaihdetyyppi, koostuu kielisovituksesta ja risteyksestä.

Vaihteen osat on esitetty kuvassa 1.

Vaihteen ajosuunta merkitään kuvan 2 mukaan.

Vaihteen risteyssuhde on merkitty symbolilla α.

Vaihteiden merkintä

Vaihteiden nimeäminen noudattaa seuraavaa kaavaa:

Vaihteen kiskoprofiili ilmoittaa vaihteen liitoskiskojen kiskoprofiilin.

Vaihteen kielisovituksen kaarresäde ilmoittaa poikkeavan suunnan kaarresäteen.

Kiskon kallistuksen puuttuminen merkitään, mikäli vaihteesta on olemassa versioita sekä kiskon kallistuksella että ilman kiskon kallistusta

Vaihteen risteyssuhde ilmoittaa vaihteen erkaneman jyrkkyyden matemaattisen pisteen suhteen muodossa y/x.

Vaihteen kätisyys ilmoitetaan suhteessa vastavaihdesuuntaan.

Vaihdetyypit

Vaihdetyypit ja näiden lyhenteet on lueteltu alla.

Yksinkertainen vaihde YV, oikea

Yksinkertainen vaihde YV, vasen

Sisäkaarrevaihde SKV

Ulkokaarrevaihde UKV

Tasapuolinen vaihde TYV

Yksipuolinen risteysvaihde YRV

Kaksipuolinen risteysvaihde KRV

Raideristeys

Raideristeys eli ristikko on kahden tai useamman raiteen risteyskohta. Raideristeyksen kertaluku määräytyy risteävien raiteiden lukumäärän perusteella.

Yksinkertainen raideristeys RR

Kaksinkertainen raideristeys

Vaihteen kielisovitus

Vaihteen kohdalla on oltava suoraa rataa kielisovituksista ja etujatkoksista muodostuvan ns. vaihteen kielisovituksen pituuden (L) verran, mikä on esitetty kuvassa 4.

Vaihteiden kielisovituksia tehdään pääsääntöisesti 50 ja 100 metrin säteellä. Mitoituksen lähtökohtana tulee olla aina mahdollisimman suuri säde matkustusmukavuuden takaamiseksi. Kielisovituksen jälkeen kaartuva rata sovitetaan kielisovituksen säteeseen siirtymäkaaren avulla. Yleisimmin käytössä olevat vaihdetyypit ja niiden kielisovituksien pituudet on esitetty taulukossa 2.

Urakiskovaihteiden risteyskappale

Risteyskappale on vaihteessa tai raideristeyksessä osa, jossa eri kulkusuuntien kulkupinnat kohtaavat ja pyörän kantopinta vaihtuu. Risteyskappaleen kiskon kantopintaan aiheuttaman epäjatkuvuuskohdan takia risteyskappaleen yli ajaminen aiheuttaa usein tuntuvan ja kuuluvan kolahduksen.

Raitiotiellä käytettävät vaihteet ja raideristikot jakautuvat syvä- ja matalauraisiin vaunun pyörien risteyskappaleessa käyttämän kantopinnan mukaan.

Syväuraisessa vaihteessa tai raideristeyksessä raitiovaunun pyörä kulkee ristikosta kulkupinnan kannattelemana. Syväuraisen vaihteen kriittinen risteyskulma α riippuu käytettävästä pyörän leveydestä. Kriittiset risteyskulmat pääkaupunkiseudun raitioteillä käytetyille pyörille on esitetty taulukossa 3.

Matalauraisessa vaihteessa tai raideristeyksessä risteyskulma α on suurempi kuin kriittinen risteyskulma, jolloin raitovaunun pyörän on kuljettava risteyksen läpi pyörän laipan kannattelemana. Matalauraisen vaihteen läpi ajavan raitiovaunun tuottaman melun ja tärinän, sekä kalustoon kohdistuvien voimien takia matalauraisissa vaihteissa sallittu ajonopeus on sekä suoralla että poikkeavalla suunnalla 10 km/h.

Alhaisen nopeuden ja suurten melu- ja tärinähaittojen vuoksi matalauraisia vaihteita tulee lähtökohtaisesti välttää.

Vignoles-vaihteiden vastakiskosovitus

Vignoles-vaihteessa raitiovaunun kulun ohjaukseen tarvitaan urakiskon uralaipan puuttuessa siipikiskot. Sisempien siipikiskojen, kärkikiskojen ja kärkikappaleen kokonaisuutta kutsutaan risteykseksi. Yhdessä ulompien siipikiskojen kanssa ne muodostavat vastakiskosovituksen.

Vaihteiden sijoittelu

Vaihteet pyritään sijoittamaan kohtiin, joissa raitiovaunun nopeus on hidas, esimerkiksi katualueella risteyksiin. Vaihteiden sijoittamisessa tulee huomioida myös niiden meluvaikutus. 

Vaihteen keskeisin osa on kielisovitus. Vaihteen kohdalla on oltava suoraa rataa kielisovituksista ja etujatkoksista muodostuvan ns. vaihteen kielisovituksen pituuden (L) verran. Vaihteiden kielisovitukset tulee pyrkiä sijoittamaan ajoneuvoliikenteen käyttämien alueiden ulkopuolelle toimintavarmuuden takaamiseksi. Vaihteeseen kulkeutuva lika voi haitata vaihteen toimintaa ja esimerkiksi estää vaihteen lukittumisen. Vastavaihteita ei lähtökohtaisesti tulisi sijoittaa muun liikenteen sekaan.

Suojateiden liukkaudentorjuntaan käytettävän sepelin kulkeutuminen kielisovitukseen edellyttää talvella tehostettua puhtaanapitoa. Kielisovitusten ja risteyskappaleen suurten teräspintojen aiheuttaman liukastumisvaaran takia kielisovituksia ja risteyskappaleita ei tulisi sijoittaa suojateiden kohdalle.

Kaarrelevitysten takia vaihteita ei tule sijoittaa pysäkkialueelle tai 15 m lähemmäs pysäkkiä.

Vaihteita ei saa lähtökohtaisesti sijoittaa pystygeometrian pyöristyskaaren kohdalle. Lupa-arvo pystypyöristykselle vaihteen kohdalla on 5000 m.

Kaupunkiraitioteillä voidaan käyttää venytettyä kielisovitusta vaihteen sijoittelun helpottamiseksi.

Vaihteiden ja raideristeyksien mitoitus

Vaihteissa sallittu ajonopeus riippuu vaihteessa käytettävästä kulkupinnasta (matala- vai syväurainen vaihde), kulkusuuntien geometriasta (suora vai kääntyvä suunta, näiden kaarresäteet), vaihteen ohjausmenetelmästä (opastimellinen lukittava, lukittava, ei lukittava), ajosuunnasta (myötä- vai vastavaihde) ja myötävaihteeseen ajettaessa siitä onko vaihde käännetty auki vai ajetaanko se auki.

Vaihteen rakenteen salliessa, voidaan myötävaihteeseen ajaessa kääntää vaihde ajamalla suljettuun kielisovitukseen, jolloin vaunu pakottaa kielisovituksen auki. Tätä kutsutaan aukiajoksi.

Raitiotievaihteiden valinnassa tulee huomioida erilaisten vaihteiden vaikutus raitiotien läpiajonopeuteen. Läpiajonopeus vaikuttaa muun muassa raitiotien sujuvuuteen ja raiteenvaihtopaikkojen käytettävyyteen.

Rajamerkki

Vaihteen rajamerkki merkitsee kohdan, jossa vaihteen suoran ja kääntyvän suunnan aukean tilan ulottumat kohtaavat.