3-skinnespor

Jernbane med kombinert sporvidde eller 3-skinnespor (engelsk: Dual gauge railway eller mixed gauge railway) er jernbanespor som gjør det mulig for tog med ulike sporvidder å bruke den samme kjøreveien, slik at man slipper å anlegge separate spor for hver sporvidde ved siden av hverandre. Dermed er slike spor både plass- og økonomivennlige. Den vanligste typen av jernbanespor med flere sporvidder er 3-skinnespor, der de to ytterste skinnene gir større sporvidde mens en av de ytre skinnene og den indre skinnen gir en smalere sporvidde. Dermed er en av de tre skinnene felles for all trafikk. (Denne anordningen må ikke forveksles med en elektrisk tredjeskinne, strømskinnen.)
Den viktigste spesifikasjonen innen jernbaneinfrastruktur er knyttet til sporet; sporvidden, eller avstanden mellom innerkantene av skinnene i et jernbane-, T-bane- eller trikkespor (se figuren). Både spor og hjul (akslene og boggiene) må bygges med den samme sporvidden: Med mindre de to passer sammen nesten perfekt (innenfor en grenseverdi på 13 mm på banen) vil toget enten spore av eller det vil bli umulig å kjøre toget forbi sporveksler, sporsperrer, sporkryss og lignende. F.eks. kjører de elektriske togsettene i Hongkongs MTR (undergrunnssystem) på 1 432 mm, men de kan også kjøre på KCR-nettverket (Kowloon-Canton Railway) med en sporvidde på 1 435 mm dersom toget har et lokomotiv eller KCR elektrisk togsett som trekkraft. Disse trengs fordi det er forskjellige elektriske spenninger i de to nettverkene. Et annet problem oppstår når ulike sporvidder møter hverandre, nemlig sporbrudd. Enten må sporet eller toget bygges for å håndtere ulike sporvidder, eller så må passasjerer bytte tog og gods omlastes.
Kombinert spor gjør det mulig for jernbanespor med forskjellige sporvidder å dele den samme kjøreveien, og med dette kan kostnadene reduseres betydelig, spesielt i områder med broer og tunneler. Kombinert spor kan erstatte to separate jernbanespor, bestående av to skinner hver, med et spor bestående av tre skinner. Dette gir én skinne mindre i strekninger med kombinert spor, men det finnes også komplikasjoner og kostnader som kan oppveie besparelsene.
Et problem er som nevnt sporvekslene. Komplisert strukturering er nødvendig for å sikre at trafikken på begge sporviddene trygt kan passere og bruke sporvekslene. Signalsystemet må også være mer avansert, siden de tre skinnene må være tilknyttet sporkretser eller mekaniske stillverk. Det er enklere å bruke elektrisk signalsystem enn mekanisert signalisering på kombinert spor. Siden skinnene slites svært langsomt, er den ekstra tonnasjen på skinnen som er felles vanligvis ikke et problem.
Sporveksler på kombinert spor blir mer kompliserte, dyre og er kun egnet for lave hastigheter.
I Norge har 3-skinnespor oppstått der baner med ulike sporvidder har møtt hverandre. Stasjoner der baner med to forskjellige sporvidder møtes kalles sporbruddstasjon. På slike stasjoner vil deler av sporarrangementet ofte være 3-skinnet. I dag finnes det kun én slik stasjon i Norge, nemlig Grovane stasjon nord for Kristiansand der den smalsporede museumsbanen Setesdalsbanen går inn på Bane NOR-stasjonen som har normalspor. Tidligere fantes det en rekke slike sporbruddstasjoner i Norge siden statsbanenettet allerede fra starten i 1861 besto av baner med både smal sporvidde (1067 mm) og normalspor (1435 mm). År 1900 var det omtrent like mange kilometer med smalsporet som normalsporet statsbane. Fra 1904 begynte man å bygge om smalsporbanen til normalsporbaner, en prosess som varte helt til 1949 da Vestfoldbanen ble ombygget til normalspor. Noen smalsporbaner ble aldri ombygget, men nedlagt i stedet.
Ettersom ombyggingen til normalt spor skred fram, flyttet også sporbruddstasjonene seg. Rørosbanen, Norges første stambane, var opprinnelig smalsporet på hele strekningen Hamar – Trondheim. Hvordan sporbruddstasjonene for Rørosbanen endret seg over tid viser noe av kompleksiteten ved denne gradvise overgangen mellom to sporvidder:
I tabellen inngår to strekninger som en periode var 3-skinnet, Hamar-Rena og Trondheim-Støren. Dette var midlertidige ordninger som ble innført dels fordi man ikke hadde nok rullende materiell med normal sporvidde til å overta trafikken med en gang, dels fordi man kunne utnytte fleksibiliteten i om mulig å kunne framføre godsvogner helt fram til bestemmelsesstasjonen i stedet for dyr omlasting. Som et eksempel kunne en godsvogn i 1919-1921 som skulle til Løten fra Oslo framføres normalsporet hele veien, eller den kunne framføres smalsporet fra Trondheim. De fleste 3-skinnestrekningene var operative under eller rett etter en av verdenskrigene, perioder med knapphet på tilgang på nytt rullende materiell. Tabellen nedenfor viser samtlige 3-skinnestrekninger på hovedlinje ved statsbanene. (Det antagelig første 3-skinnesporet var mellom Vippetangen på Havnebanen og industrisidesporene til Thune og Skabo ved Skøyen, som kom i 1907 (Vippetangen-Vestbanestasjonen) og 1913 (Vestbanestasjonen-Thune/Skabo), og varte til 1920.)
Thamshavnbanen ble bygd om til 3-skinnespor av den tyske okkupasjonsmakten i 1944–45. Den tredje skinnen ble fjernet etter frigjøringen i 1945 og banen bygget tilbake til smalspor.
For at kombinert spor skal kunne utføres med tre skinner, må forskjellen mellom sporviddene være minst like bred som skinnens fot, ellers vil det ikke være plass for festeanordninger (bolter, spikre og lignende). Av den grunn kan normalspor (1 435 mm, 4' 8/2") og indiske spor (1 676 mm, 5' 6") godt kombineres uten problemer, mens normalspor og spor med sporvidde på 1 600 mm (irsk sporvidde) også kan kombineres, dog med lettere skinner som har smalt fotfeste. Denne kombinasjonen finnes blant annet i Victoria i Australia. På den andre siden ligger meterspor (1 000 mm, 3' 3/8") og kappspor (1 067 mm, 3' 6"), som finnes i Afrika, for nært hverandre til å kunne utføres som 3-skinnespor. Det samme gjelder kombinasjonen av 1 000 mm og 914 mm (vanlig i Sør-Amerika) og kombinasjonen av 1 435 mm og 1 524 mm (5'). Den sistnevnte kombinasjonen er av spesiell historisk interesse, ettersom en av de viktigste grunnene til at sporvidde på 1 520 mm ble innført i Russland var å stoppe vestlige tog i å bruke russisk jernbane under en invasjon. Det var av strategisk betydning under andre verdenskrig.
Dersom det er umulig å utføre et kombinert spor som 3-skinnespor (f.eks. mellom 1 435 mm og 1 524 mm), må det brukes 4-skinnespor.
Sporvidde på 1 067 mm og 1 000 mm er vanlig i Afrika, og ligger for nær hverandre til å utføres som 3-skinnespor, så det må utføres som 4-skinnespor i stedet. Med litt forsiktighet og små ekstrakostnader kan jernbanesvillene for denne sammenstillingen av kombinert spor lages for å støtte tre sporvidder, inkludert normalspor (1 435 mm).
Trafikken på jernbanenettet i Afrika er vanskeliggjort av de mange ulike sporviddene som møtes ved landegrensene.
En fordel med 4-skinnespor er at de fire skinnene kan kombineres for å gi noe av den større styrken som ett par skinner med dobbelt så stor vekt har. Dette gjør at eldre skinner kan brukes om igjen, i stedet for å bli vraket eller brukt som dårlige sikkerhetsgjerder.
2006 Et indisk forslag gikk ut på å forbinde Benin og Togo på kysten med landlåste Burkina Faso og Niger. De andre tilstøtende landene, Ghana og Nigeria, har sporvidden på 1 067 mm. Med fremtiden i tankene bør stål- og betongsviller, i det minste mellom stasjoner, tilfredsstille tre sporvidder: 1 000 mm, 1 067 mm og 1 435 mm.
2004 Den 12. oktober 2004 ble det kunngjort et forslag om å bygge en elektrifisert bane som vil forbinde Kenya, Uganda og Sør-Sudan. Selv om Kenya og Uganda bruker sporvidden 1 000 mm og Sudan bruker 1 067 mm, foreslår dette foreslaget å bruke normalspor (1 435 mm). Heldigvis kan alle sporviddene støttes av de samme svillene beskrevet ovenfor.
En sville for tre nærliggende sporvidder kan lages med fem skinner. Siden gapet mellom skinnene er temmelig stor, er sporveksler som deler sporviddene praktiske.
De nevnte komplikasjonene og vanskelighetene viser hvor viktig det er å forsikre seg om at jernbanespor er standardiserte fra første stund, dersom det er mulig. Dersom en jernbaneoperatør prøver å konvertere fra en sporvidde til en annen, kan det løses ved å ha en strekning med kombinert spor (dette har ofte vært praktisert i det siste).
Hvis sporvidden skal reduseres kan svillene fortsette å stikke ut fra siden av skinnene. Dersom sporvidden skal økes kan svillene for smalspor være for korte, og i det minste må noen av disse «korte» svillene erstattes med lengre typer. Alternativt kan skinnene være for lette til at de skal kunne tåle trykket og belastningen som togvogner med bredere sporvidde påfører dem. Slike potensielle problemer kan utelukke kombinert spor som et mulig alternativ. Et annet problem er å feste skinnene til svillene (spikre, nagler eller bolter blir brukt). Dersom eksisterende sviller er laget av tre kan ekstra hull bores uten problemer. Dersom de eksisterende svillene er laget av betong er det upraktisk å bore ekstra hull, og hele svillen må skiftes ut med mindre det ikke er laget ekstra hull fra før.
Det kan også hende at banevollen må gjøres bredere. Broer og viadukter kan også være for smale eller lave. Dette kan koste mye og vil medføre stenging av banen i et år eller to.
Under omleggingen av Melbourne-Adelaide-banen i Australia fra 1 600 mm til 1 435 mm var det ikke mulig å anvende kombinert spor med tunge skinner fordi skinnenes feste i bakken var for bred. En spesialtilpasset sville måtte anlegges under omleggingen, som tok to uker.
I Adelaides storbyområde blir nå bredsporede tresviller erstattet med spesialtilpassede betongsviller. Den 5. juni 2008 kunngjorde myndighetene i Sør-Australia at jernbanenettverket i storbyområdet skulle konverteres til normalspor innen 2012.
Baner med kombinert spor på Java ble omlagt fra normalspor til kappspor (1 067 mm) under det japanske styret i 1942-43. Omlegging skjedde bare på den relativt korte hovedbanen Brumbung-Kedungjati-Gundih og sidelinjen Kedungjati-Ambarawa, siden resten av linjen allerede hadde kombinert spor (noen strekninger har nylig blitt omlagt).
I Tsjekkia er det et kombinert spor (1 435 mm/760 mm) ved Jindřichův Hradec. De to sporviddene brukes av forskjellige jernbaneselskaper.
I Storbritannia hadde Great Western Railway bredspor (2 140 mm) til å begynne med. Etter «krigen om sporvidder» midt på 1800-tallet ble det bestemt å omlegge hele banen. Dette var fullført i 1892. Siden man i dette tilfellet sporet om fra en bred sporvidde til en smalere, kunne 3-skinnespor enkelt innføres ved at det "nye" skinnen ble lagt mellom de to opprinnelige for bredsporet. Metropolitan Railway, en del av Londons undergrunnsbane, ble åpnet som 3-skinnesporet bane. Dagens tredje og fjerde skinne er for strømforsyning, og er ikke kombinert spor.
I Irland ble kombinert spor ikke brukt ved omleggingen av Ulster Railway (UR). Da banens dobbeltspor ble omlagt fra 1 880 mm til den nye irske standarden på 1 600 mm, ble arbeidet utført i to faser. Dublin & Drogheda Railway (D&DR) ble i mellomtiden omlagt fra 1 575 mm, som lå for nær den nye irske standarden til å kunne tillatte bruk av kombinert spor. Kombinert spor ble brukt av havnevesenet I Londonderry i et på-gate-nettverk for å frakte gods mellom byens fire stasjoner på en av sporviddene (to 914 mm-spor og to 1 600 mm-spor).
I Italia blir kombinert spor (1 435 mm/950 mm) brukt på Potenza-Avigliano Lucania-banen.
I Frankrike er Chemin de Fer de la Baie de Somme er kombinertsporet med fireskinnespor (1 435 mm/1 000mm) mellom Noyelles-sur-Mer og Saint-Valery-sur-Somme.
I Vest-Australia er det en dobbeltsporet hovedbane med kombinert sporvidde (1 067 mm/1 435 mm) fra East Perth til Northam, en strekning på rundt 120 km. Kombinert spor er også brukt fra trekanten i Woodbridge til Cockburn stasjon, og deretter til Kwinana på det ene sidesporet og til North Fremantle på det andre.
I Brisbane i Australia finnes det kortere strekninger med kombinert spor (1 067 mm/1 435 mm) mellom godsterminalen i Acacia Ridge og havnen i Brisbane, åpen for godstog. En kombinertsporet bane tar av ved Park Road stasjon og går langs den elektrifiserte og smalsporede forstadsbanen Citytrain over Merivalebroen og inn på plattform 1 på Roma Street stasjon. Dette sporet trafikkeres av de normalsporede langdistansetogene CountryLink XPT som kjører til Sydney.
I Belgia var noen strekninger av sporveisnettverket i Brussel kombinert spor (1 000 mm/1 435 mm) for forstadsbaner og bytrikker. Metersporet ble etter hvert erstattet med normalspor.
I Stuttgart i Tyskland var trikkelinjene tidligere metersporet. I 1970 ble det besluttet å konvertere trikkenettverket til et moderne system av forstadsbaner og omlegge sporet til normalspor for å øke kapasiteten. Tunneler i indre by erstattet tidligere gatenivåseksjoner i travle gater og disse var egnet for normalsporede sporvogner. Etter at omleggingen begynte i 1981 med ferdigstillingen av de tre første Klasse DT-8 Stadtbahn-vognene ble det anlagt kombinert spor (1 435 mm/1 000 mm) i tunneler og alle andre strekninger som ble brukt av flere linjer. På denne måten kunne både trikker av gammel type og nye Stadtbahn-vogner kjøre på disse strekningene, mens linjene ble omlagt en etter en over de neste tiårene. I 2006 ble omleggingen av linje 15 (den siste linjen) satt igang og i 2008 ble arbeidet avsluttet, selv om noen strekninger vil beholde kombinert spor i ubestemt tid for trikkemuseets tjeneste i Stuttgart. Museet opererer noen gamle metersporede trikker i helger og ved spesielle anledninger.
I Sveits blir treskinnespor (1 435 mm/1 000 mm) brukt på stasjonene Luzern og Interlaken i begge endene av Brünigbahn, og på RhB mellom Chur og Domat Ems i tillegg til noen andre steder.
I Japan brukes kombinert spor når de normalsporede Shinkansen-linjene går sammen med det smalsporede nettverket (1 067 mm), som er nasjonal standard. F.eks. ble en delstrekning av Ōubanen en del av Akita Shinkansen ved at den ble omlagt til kombinert spor.
I Nederlandsk Østindia (senere Indonesia) ble kombinert spor anlagt mellom Yogyakarta og Solo i 1899. Banen var eid av Nederlandsch-Indische Spoorweg Maatschappij, et privat selskap som bygget den normalsporede (1 435 mm) banen i 1867. Den tredje skinnen ble anlagt for å gjøre det mulig for passasjerer og gods som kom på den smalsporede (1 067 mm) statsbanen (ned. Staatsspoorweg) å opprettholde en direkte forbindelse uten togbytte i begge byer. Senere ble et separat par av spor anlagt på regjeringens regning, slik at banen kunne øke kapasiteten og hastigheten.
I 1940 ble en tredje skinne anlagt mellom Solo og Gundih på banen som gikk til Semarang, noe som tillot kappsporede tog å kjøre mellom Semarang, Solo og Yogyakarta (via Gambringan, på linjen til Surabaya i stedet for å kjøre via Kedungjati på den opprinnelige banen).
En kort strekning med kombinert spor (1 067 mm/750 mm) fantes også på Nord-Sumatra, på en sidelinje av Delibanen og Aceh-sporveien. Denne banen eksisterte frem til 1970-årene.
Noen jernbanelinjer knyttet til sukkerindustrien på Java har fortsatt treskinnespor.
I Vietnam er det kombinert spor (1 000 mm/1 435 mm) mellom Hanoi og den kinesiske grensen.
I Sverige og Finland er det 2 km med kombinert spor (1 435 mm/1 524 mm) mellom Haparanda og Torneå. Dette sporet ligger på broer ved grensen. Ved hver ende av den kombinertsporede strekningen er det terminaler med normalspor og finsk sporvidde hvor det er mulig å omlaste. Fireskinnespor brukes fordi sporviddene ligger nær hverandre. Broens struktur må være bredere enn normalt med kombinert spor. I terminalen i Torneå finnes det en sporviddeveksler.
I Los Angeles opererte begge de nå nedlagte Los Angeles Railway (1 067 mm) og Pacific Electric Railway (1 435 mm) på kombinert spor i enkelte downtown-gater.
I Spania er det kombinert spor på AVE-linjen fra Zaragoza til Huesca, som kan brukes av både høyhastighetstog (1 435 mm) og ordinære spanske tog (1 668 mm).
I Australia ble den nye jernbanelinjen mellom Perth og Northam planlagt i 1960-årene. Den forbedrede justeringen var opprinnelig ment for å separere parallellgående normalspor og smalspor, med møtestasjoner i intervaller. Imidlertid ville kapasiteten til denne banen ha vært dårlig. Ved å innføre dobbeltsporet kombinert spor langs hele linjen, ble banekapasiteten økt i stort omfang bare på kostnad av ekstra utgifter for en tredje skinne, som trengtes for en jernbane med kombinert sporvidde.
Det finnes noen tilfeller av jernbanestasjoner hvor sporbrudd har oppstått som følge av at kombinert spor med tre sporvidder har møtt/møter hverandre.
Siden disse eksemplene på steder med tre sporvidder i samme spor hovedsakelig var godsterminaler som lå ved havner hvor trafikk opererte ved lavere hastigheter, kunne bybaner brukes for å tette avstanden mellom skinnene dersom det var nødvendig. Hovedbanedrift ved høye hastigheter er derimot en annen sak.
Hengebroen ved Niagarafallene var opprinnelig bygget for å føre tre ulike sporvidder.
I National Railway Museum (Port Adelaide) i Adelaide finnes det utstilte spor med de tre sporviddene som den australske hovedbanen har, samt en turistbane med en sporvidde på kun 457 mm.
Den 9. september 2004 fant det sted en ulykke på en sporveksel i den tsjekkiske byen Jindřichův Hradec hvor det kombinerte sporet deler seg i hver sin sporvidde. Et Junák ekspresstog fra Plzeň til Brno sporet av her på grunn av en signalgivers feil. Han byttet sporvekslens stilling til den smalsporede sporvidden til tross for at ekspresstoget brukte normalspor. Bare føreren av ekspresstoget ble lettere skadet.
I Vest-Australia registrerer signalsystemet sporvidden til tog som nærmer seg og gir stoppsignal dersom sporvekslen er innstilt på feil sporvidde.
Sporveksler på kombinert spor som gjør at begge sporviddene kan skifte spor, er ganske kompliserte med flere bevegende deler enn sporveksler på konvensjonell jernbane. De kan kun passeres ved lave hastigheter. Hvis disse sporvekslene blir drevet og overvåket elektronisk kan deres pålitelighet derimot være høy.
Når to sporvidder separeres (f.eks. dersom de to sporviddene kun har en felles trasé, slik som på bildet til høyre) behøves det få eller ingen bevegelige deler.
Dersom de to sporviddene i et kombinert spor er svært like og forskjellen mellom dem er liten, må sporvekslene ha mange små deler som vil være svake i konstruksjonen og sette grenser for hastigheten. Paradoksalt nok; jo større forskjell, desto bedre er det. Som en tommelfingerregel bør forskjellen mellom sporviddene være 50 mm større enn bredden på skinnenes fundament. De tre mest vanlige sporviddene i Afrika har relativt store forskjeller mellom sporviddene når de er konfigurert som beskrevet ovenfor, og sporvekslene vil bli relativt sterke og hastighetene rimelige. På grensene til Afghanistan er situasjonen den motsatte; de tre sporviddene er for like. Også forskjellen mellom normalspor og østeuropeisk/russisk sporvidde er for liten.
En måte å unngå slike kompliserte og svake sporveksler på kombinert spor, er ved å separere sporviddene først og deretter bruke delte stasjonsområder med vanlige sporveksler og sporkryss. Dette forutsetter dog at det er nok plass til å dele stasjonen mellom de to sporviddene. Sporviddedelere antar at togene bruker én sporvidde. Sporviddedelere kan være fastinstallerte, noe som betyr at de ikke har noen bevegelige deler og er beregnet for operasjon ved lave hastigheter, eller de kan være motordrevne i likhet med vanlige sporvekslere.
Hvis sporveksler for kombinert spor opererer for tregt eller er for vanskelige å lage på grunn av små forskjell mellom sporviddene, kan det alternativt bygges to separate linjer – en med hver sporvidde, side om side. Dette valget avhenger også av mengden trafikk på linjen.
Eksempler inkluderer:
Bangladesh takler sine vanskeligheter med sporbrudd ved å legge til en tredje skinne på landets bredsporede og smalsporede baner. Dermed vil det nasjonale jernbanenettet i hovedsak bestå av kombinert spor. Den nye Jamunabroen som forbinder de østlige og vestlige jernbanesystemene har fireskinnespor, slik at begge sporviddene bruker den samme senterlinjen.
På et stadie vil Bangladesh kanskje velge en sporvidde fremfor den andre og omlegge banenettet til denne sporvidden, men det er ingen umiddelbare planer om dette.
Bangladeshs nabo i øst bruker meterspor, men det er usikkert om den manglende forbindelsen noensinne vil bli bygget.
En variant av overlappende sporvidde er å forlenge en bane med én bestemt sporvidde inn i område hvor det i hovedsak brukes en annen sporvidde, slik at omlasting av spesifikk trafikk kan unngås. F.eks. vil kanskje en industribane som i dag går fra en jernmalmgruve i Ukraina til et stålverk i Slovakia med en sporvidde på 1 524 mm, forlenges til Østerrike.
Andre måter å håndtere flere sporvidder på inkluderer:
En mini-metro i Gijón i Spania skal ha både kombinert spor (1 000 mm/1 668 mm) og kombinert spenning (1500 V DC/3000 V DC).