Прежде чем приступить к постройке железной дороги, необходимо иметь точно зафиксированное место на земле будущей железнодорожной линии, или, как говорят, трассу. Эту линию нужно выбрать на территории как самую выгодную и самую рациональную среди многих возможных линий.
Процесс определения этой линии и составляет то, что называется техническими изысканиями железных дорог. Естественно, что самой выгодной линией считается та, которая, во-первых, короче и, во-вторых, требует для своего сооружения меньше земляных работ.
Изыскатели железных дорог живут в палатках, которые переносятся за движущейся партией все дальше и дальше вдоль будущей железнодорожной линии. С помощью специальных инструментов (теодолитов и нивелиров) изыскатели производят одновременно две съемки: съемку плана и съемку продольного профиля земли. На план наносятся леса, реки, долины и горы. Чтобы ярче представить себе, что такое продольный профиль, вообразите на мгновение, что земля рассечена огромным ножом, падающим вертикально вниз. Контур рассеченной таким образом земли и составляет продольный профиль.
Когда изыскатели составят план и профиль земли по всей линии, тогда основная полевая работа закончена. Наступает вторая очередь работ — проектная.
Для чего же снимался план земли и ее профиль? Дело в том, что на план нанесена, во-первых, ситуация местности, т. е. леса, луга, болота, реки и т. д., и, во-вторых, все высотные изменения естественной поверхности земли — долины, горы, водоразделы, обрывы и т. д. Взглянув на план, легко видеть, где возможна по техническим условиям трасса новой железнодорожной линии. Исходя из целесообразности и технической возможности, и проектируют эту линию.
На профиле же проектируют наивыгоднейшую линию поверхности будущего земляного полотна. Эта линия сразу отчеркивает места, в которых будет срезаться (выемки) или насыпаться (насыпи) земля. Эта проектная линия сразу дает четкое представление о размерах земляных работ. Когда проект утвержден, линию размечают на местности с указанием всех размеров и уже тогда приступают к постройке.
*
Рельсовый путь укладывается на земляное полотно, которое называется нижним строением пути. Земляное полотно может быть, как известно, насыпью или выемкой в зависимости от профиля пути. Насыпь отсыпается землею, взятой из ближайших котлованов — резервов. Когда же для сооружения земляного полотна производят выемку земли, она отсыпается рядом вдоль полотна в небольшие насыпи, называемые кавальерами. При сооружении насыпем часто, приходится наталкиваться на очень серьезные технические трудности. Особенно это бывает трудно на болоте, например, или на косогоре, где близко проходят грунтовые воды. При проходах высокой насыпью к мосту через реку большие неприятности доставляет весенняя вода разливающейся реки. В этих случаях для борьбы с размывом отсыпи приходится мостить ее склоны камнем, иногда даже в два ряда. Впрочем, не всегда это ограждение от размыва делается из камня, это было бы слишком дорого. Чаще прибегают к «фашинным тюфякам». Они представляют собой связку прутьев, начиненных внутри, как колбаса, камнями.
Все, что находится выше земляного полотна (на нем), называется верхним строением пути. Сюда входят балласт, шпалы, рельсы и скрепления. Для чего нужен еще балласт между шпалами и земляным полотном? Почему нельзя было бы просто на поверхность земляного полотна уложить шпалы и к ним прикрепить рельсы? — Потому, что рельсовый, путь, по которому с большой скоростью движутся тяжелые колеса экипажа, должен быть обязательно упругим, эластичным. Жесткое основание вызывало бы очень болезненные удары, которые с увеличением скорости быстро разбили бы и подвижной состав и рельсовый путь. Естественно, что пассажирам, пользующимся такой железной дорогой, было бы очень «грустно» от жестких ударов и стука. Кроме того, на поверхности земляного полотна под шпалами появились бы выбоины, которые не замедлили бы наполниться водой, к зиме замерзнуть и выпучить путь, как выпучивает щеку от флюса. Но «путейский флюс» — страшнее. Он приводит к крушению поезда!
Таким образом одним из основных требований, предъявляемых к балласту — это его упругость, крупность и чистота зерен, свободно пропускающих воду. Лучшим балластом считается щебеночный. Обычно шпалы укладываются по балластному слою с такой частотой, чтобы на один километр пути приходилось не менее 1440 шпал. Но для наших новых реконструированных путей для мощных паровозов ФД, ИС и других нужно не менее 1800 шпал на километр пути. Шпалы имеют четкую задачу — передать давление от рельс на широкую площадь балласта и через него дальше на всю тяжелую массу земляного полотна.
Теперь о рельсах. Две стальные нитки рельсового пути являются внешне очень простой конструкцией. Но достаточно подробно присмотреться к рельсу, и мы увидим его сложный контур, состоящий из многих кривых и прямых частей. По форме рельс, имеющий головку, шейку и широкую подошву, напоминает двутавровую металлическую балку. Балки такой формы лучше других сопротивляются изгибу под действием вертикальных сил. Рельс в сущности тоже балка, лежащая на многих опорах, она должна хорошо и упорно сопротивляться изгибающим силам от движущегося экипажа. Поэтому не случайно, что рельс напоминает двутавровую балку.
Очень трудно создать такой химический состав стали для рельса, который бы удовлетворял предъявляемым к нему противоречивым требованиям. С одной стороны, рельс должен быть нехрупким и неломким, от изгибающих сил он должен упруго гнуться. С другой стороны, он должен быть достаточно жестким и твердым, чтобы не очень быстро истираться от частого трения с колесами экипажа.
Рельсы бывают различной мощности или различного веса. У нас в СССР принято в основном 4 типа. Самый тяжелый — 42,6 килограмма в метровом куске рельса. Но есть рельсы, например, в Америке, значительно более тяжелые. Известен максимальный вес — 75 килограммов в погонном метре. Любопытно отметить, что тяжелый рельс вовсе не вызван техническими требованиями, а является результатом того, что необходимо было куда-то использовать «липший», не находящий сбыта металл.
Рельс укрепляется на шпалах с помощью костылей и подкладок. Костыль — это мощный четырехгранный гвоздь с цепкой головкой, захватывающей подошву рельса и прижимающей его к подкладке, проложенной между рельсом и шпалой. Подкладка передает давление от рельса на шпалу и, таким образом, меньше мнет волокна шпалы и, значит, увеличивает срок ее службы. Между собою рельсы связываются двумя накладками. Накладки охватывают шейки двух соседних рельс и сболчиваются двумя общими болтами, проходящими через две накладки и шейку рельса. Это соединение называется стыком. В стыке между рельсами должен быть обязательно зазор (температурный). За счет этого разрыва рельсы имеют возможность расширяться от нагревания солнца, сохраняя при этом прямолинейность.
 |
| Для того чтобы рельсы, нагретые солнечными лучами, не выгибались, между ними обязательно должен быть сохранен т. н. температурный зазор |
Стык является самым больным местом пути, самым величайшим врагом путейца. Почему? — Потому, что разрыв рельс неизбежно ведет к частым ударам колес. Разбиваются колеса, сминаются концы рельс, образуя маленькие ямы. В пути эти удары в торец рельса гонят его по шпалам, путь перекашивается и постепенно разрушается. Борьба с угоном — основная проблема ремонта пути.
*
Представьте себе подготовленное для укладки пути земляное полотно. Ровная, широкая отсыпанная дорога там чуть подальше как стрела прорывает бугор земли, образуя выемку и, снова вырвавшись на волю, бежит по высокой отсыпи земли.
Материалы привезли. Можно приступать к укладке пути. Здесь рельсы, шпалы, накладки, подкладки, костыли, болты.
Итак, работа начинается: раньше всего прямо на готовое земляное полотно укладывают одну за другой шпалы. Они теснятся сначала нестройным частым рядом. Сзади движется цепь людей, которая особыми клещами и щипцами растягивает по шпалам две нитки рельс, которые в будущем образуют путь. Догоняя их, движется бригада, сболчивающая рельсы. Позади нее рельсовые нитки уже связаны, каждая — в сплошную цепь. Это уже не отдельные рельсы, а непрерывная стальная нить.
 |
| На готовое земляное полотно укладывают шпалы. Они ложатся нестройным рядом |
 |
| Цепь людей растягивает по шпалам две линии рельс |
Теперь эти две черные линии, лежащие на новых шпалах, нужно прикрепить к шпалам, закрепив между ними постоянное расстояние. На языке железнодорожников это называется «пришить» рельсы. Сначала пришивается одна нитка рельс. Она укладывается на расстоянии 50 сантиметров от края шпал. На каждой шпале под рельс вбивается металлическая подкладка. Подкладки и костыли заготовлены далеко вперед. По уложенной нитке рельс движется несколько пар рабочих, пришивающих путь. В каждой паре один ломом, как рычагом, подвешивает шпалу для того, чтобы она плотнее прильнула к рельсу. Другой рабочий вбивает костыли. Приятно смотреть, с какой легкостью и точностью падает удар за ударом в головку костыля. Пары движутся непрерывной цепью, обгоняя друг друга. Другая нитка рельс пока еще не пришита. С ней дело обстоит сложнее.
 |
| Несколько бригад одна за другой "пришивают" рельсы к шпалам |
Вторая нитка должна быть пришита на точном, до миллиметра, расстоянии от первой. Она шьется по шаблону. Шаблон — это жесткая металлическая линейка, назначающая ширину колеи между внутренними гранями головок рельсов. На прямой линии эта колея равна точно 1524 миллиметрам. На кривой линии колея несколько уширяется. Чтобы было понятней, почему это так, вспомним, чем сопровождается движение железнодорожного экипажа по кривой. Во-первых, возникает известная читателю центробежная сила от движения по кругу. Онa равна:
\(\frac{mv^2}R\)
m — масса поезда, или его вес, поделенный на ускорение свободно падающего тела. Величина этого ускорения есть величина постоянная и составляет 9,81 м/сек².
v² -— квадрат скорости движения поезда.
R — радиус круговой кривой железнодорожной линии. Эта центробежная сила стремится выбросить экипаж из пути и прижимает внешнее колесо к внешнему рельсу кривой.
Кроме центробежной силы, в кривой возникает при проходе экипажа так называемая радиальная сила. Она возникает в месте соприкосновения с рельсом внешнего переднего колеса. От того, что экипаж стремится двигаться по касательной к кривой, рельс, упираясь своей головкой в реборду колеса, все время поворачивает его по направлению кривой. Для того чтобы ослабить вредные затруднения и последствия, принимается ряд мер при конструировании экипажа.
Что же касается пути, то здесь устраивается некоторое уширение колеи на величину, зависящую от длины жесткой базы экипажа и радиуса кривой. Теперь вернемся к процессу стройки.
Путь пришит. Перед нами голый, неровный скелет пути. Шпалы лежат недостаточно ровно, рельсы вогнуты, выгнуты и очень далеки от прямого направления. Теперь нужно приступать к одеванию этого голого скелета.
Вот уже дымится сзади паровоз, везущий целый поезд с балластом. Он ползет медленно. На платформах, на кучах чистого песка уже устроились рабочие с лопатами. Они уже сбрасывают балласт на путь. Состав разгружен, он убирается и снова закипела работа на пути. Балласт забрасывается между шпалами (эти места называются ящиками). Теперь весь путь — рельсы со шпалами — необходимо поднять на балластный слой. Рельсы поднимаются вместе с пришитыми шпалами специальными домкратами, Для того чтобы они застыли навсегда в поднятом состоянии, под них быстро подкладывают балласт и уплотняют, или, как говорят путейцы, производят «подштопку шпал». Сначала одну нитку, потом другую — уже по уровню. Постепенно путь, одетый в чистую песчаную одежду, начинает принимать приличный вид. Но пока еще, если мы взглянем вдоль пути, он покажется нам кривым и змеевидным, — неприятное впечатление!
Теперь дальше. Работа течет, как по конвейеру. Выходит бригада человек в 14 с железными ломами. Она будет сейчас выпрямлять путь, делать его подобным стреле. Эта прямизна прежде всего бросается нам в глаза, когда мы проходим по железной дороге. Они будут заниматься так называемой рихтовкой пути.
Семь человек на одной нитке, семь — на другой. Они становятся, подбираясь ломами под рельсы и упираясь их концами в землю. Под команду, похожую на песню, они двигают путь. За ними наблюдает и дает указания стоящий на пути командир.
Оглянешься назад на путь, лежащий позади бригады рихтовщиков, и приятный холодок пробегает по телу — до чего хорошо убегает путь — ровный, ровный, как сверкающая линейка.
Теперь осталось немного. Путь уже поднят, он ровный, как скатерть, прямой, как стрела. Теперь его нужно отделать. Подсыпается новая порция балласта, доверху заполняющая ящики между шпалами. Этот свежий балласт, только что привезенный из песчаного карьера, заравнивается и заглаживается. Он подметается и вычищается, как комната перед праздником. Он выглядит новым и выутюженным. Путь готов!
Он должен быть сдан в эксплуатацию. Самым торжественным, самым сильным моментом всей стройки является тот момент, когда к сдаваемому участку медленно подъезжает тяжелый паровоз. Инженер-строитель первым влезает на паровоз, становится впереди котла у барьера и навстречу ветру с максимальной скоростью пролетает новый перегон!
Комментариев нет:
Отправить комментарий