какая колея в метро
Ширина колеи
Ширина колеи — расстояние между внутренними гранями головок рельсов.
На железных дорогах и метрополитенах Российской федерации ширина колеи измеряется на расстоянии 16 мм от линии касательной к головкам рельсов, что соответствует 13 мм ниже поверхности катания.
Самой распространённой в мире шириной колеи является 1 435 мм (4 английских фута и 8,5 дюймов). Такую колею имеют железные дороги Северной Америки, Китая и Европы (за исключением стран СНГ, Прибалтики, Финляндии, Ирландии, Испании и Португалии).
Стандартом на железных дорогах России (позже — СССР), Финляндии и Монголии была выбрана ширина колеи 1 524 мм, так как она обеспечивает перевозку грузов большей массы, чем распространённая в Западной Европе колея шириной 1 435 мм.
С мая 1970 года до начала 1990-х годов железные дороги СССР были переведены на колею 1 520 мм. Это было сделано с целью увеличить стабильность пути при эксплуатации грузовых поездов, повысить их скорость движения без модернизации самого подвижного состава. После распада СССР это — стандарт ширины колеи на железных дорогах всех стран, образовавшихся на его месте. Железные дороги Финляндии до настоящего времени продолжают использовать прежний стандарт — 1 524 мм.
Разница в 4 мм не требует переоборудования подвижного состава, но на переходном этапе вызвала серьёзные проблемы с резко увеличившимся износом колёсных пар подвижного состава.
Эта же ширина колеи применяется на всех метрополитенах бывшего СССР и на большинстве трамвайных систем.
Железная дорога
Номинальный размер ширины колеи между внутренними гранями головок рельсов на прямых участках железнодорожного пути и на кривых радиусом 350 м и более — 1 520 мм. Ширина колеи на более крутых кривых должна быть:
На участках железнодорожных линий и железнодорожных путях, где комплексная замена рельсошпальной решётки не производилась, до их реконструкции допускается на прямых и кривых участках железнодорожного пути радиусом более 650 м номинальный размер ширины колеи — 1 524 мм. В этих случаях на более крутых кривых ширина колеи принимается:
Величины отклонений от номинальных размеров ширины колеи, не требующие устранений, на прямых и кривых участках железнодорожного пути не должны превышать по сужению −4 мм, по уширению +8 мм, а на участках, где установлены скорости движения 50 км/ч и менее, — по сужению −4 мм, а по уширению +10 мм.
Порядок устранения отклонений, превышающих указанные значения, устанавливается, соответственно, владельцем инфраструктуры или владельцем железнодорожных путей необщего пользования.
Ширина колеи менее 1 512 мм и более 1 548 мм не допускается. Нахождение и курсирование железнодорожного подвижного состава, предназначенного для использования на железнодорожных путях общего пользования, по железнодорожным путям, не соответствующим указанным нормам, не допускается.
На железнодорожных путях необщего пользования допускается сохранять до переустройства:
Метрополитен
Ширина колеи между внутренними гранями головок рельсов на прямых участках пути должна быть 1 520 мм.
На всех кривых участках пути ширина колеи должна быть при радиусе:
На существующих линиях на прямых и кривых участках пути допускается ширина колеи по установленным ранее нормативам. Нормы содержания таких участков пути устанавливает начальник метрополитена.
Отклонения от ширины колеи не должны превышать по уширению +8 мм (10 мм на парковых путях) и по сужению −4 мм. Ширина колеи менее 1 512 мм и более 1 548 мм не допускается. Если рельсы имеют боковой износ, то величины допускаемых отклонений от указанных норм устанавливаются управлением метрополитена.
Железнодорожная колея в разных странах
Ещё с середины XIX века стандартом на железных дорогах России (позже — СССР), Финляндии и впоследствии Монголии была выбрана ширина колеи 1524 мм, так как она обеспечивает перевозку грузов большей массы, чем распространённая в Западной Европе колея шириной 1435 мм. С мая 1970 года до начала 1990-х годов железные дороги СССР были переведены на колею 1520 мм. Это было сделано с целью увеличить стабильность пути при эксплуатации грузовых поездов, повысить их скорость движения без модернизации самого подвижного состава. После распада СССР это — стандарт ширины колеи на железных дорогах всех стран, образовавшихся на его месте. Железные дороги Финляндии до настоящего времени продолжают использовать прежний стандарт — 1524 мм.Разница в 4 мм не требует переоборудования подвижного состава, но на переходном этапе вызвала серьёзные проблемы с резко увеличившимся износом колёсных пар подвижного состава.Впрочем, до конца взаимосвязь ширины колеи или, более корректно, зазора между внутренними гранями головок рельсов и гребней колёс (реборд) колёсной пары с интенсивностью их износа установить не удалось.Эта же ширина колеи (1520 мм) используется во всех метрополитенах России и СНГ. На многих трамвайных линиях применяется колея 1520 мм (хотя есть и узкоколейные, трамвайные системы с шириной колеи в 1 метр, например, в Калининграде, Пятигорске, Львове, Виннице, Житомире и Евпатории).
Интересно отметить, что самая первая железная дорога России — Царскосельская — имела ещё более широкую колею: 1829 мм. Ширина колеи в 1524 мм впервые стала использоваться в России в ходе постройки Николаевской железной дороги (середина XIX века). Существует мнение, что это было связано с работой на строительстве дорог консультантов из США, и прежде всего Дж. В. Уистлера (в то время эта колея была популярна в южных штатах США). Возможно также, что использовать эту ширину колеи предложили русские инженеры П. П. Мельников и Н. О. Крафт, посетившие Америку перед началом строительства Николаевской железной дороги. Кроме того, эта ширина колеи была удобна тем, что выражалась круглым числом — 5 футов. Существует распространённое мнение, что при выборе ширины колеи сыграл роль и военный аспект — отличная от европейской ширина колеи затруднила бы гипотетическому противнику снабжение войск в случае вторжения в Россию (так было во времена Великой Отечественной войны, когда немецким войскам пришлось менять ширину колеи для своего подвижного состава). Кроме того, в России был сразу принят единый стандарт на ширину колеи, в то время как в Европе такой стандарт был принят позднее.До начала 1980-х годов второй по распространённости в СССР шириной колеи была 750 мм, использовавшаяся для промышленных, торфо- и лесовозных узкоколеек, а также на детских железных дорогах. Однако за последние 10 лет протяжённость железных дорог этой колеи резко уменьшилась. Некоторые, наиболее оживлённые, узкоколейки были перешиты на стандартную колею, но большая часть узкоколеек просто была закрыта, часто из-за банкротства обслуживающих предприятий.
Самой распространённой в мире шириной колеи является 1435 мм (4 английских фута и 8,5 дюймов). Такую колею имеют железные дороги Северной Америки, Китая и Европы (за исключением стран СНГ, Прибалтики, Финляндии, Ирландии, Испании и Португалии). Именно эта ширина колеи была принята для постройки первой пассажирской железнодорожной линии Ливерпуль — Манчестер инженером Джорджем Стефенсоном. Фактически эта колея была самой узкой из всех многочисленных вариантов широкой колеи, выбранная для того, чтобы перешивка железных дорог не потребовала вложений для перестраивания мостов, насыпей и выемок. Спустя 20 лет (в 1846 году) эта колея была принята стандартом английским парламентом, и должна была использоваться при постройке новых железных дорог.Следует отметить, что одна из первых британских железнодорожных компаний Great Western Railway использовала широкую колею 2140 мм. В 1866 году протяжённость дорог на широкой колее этой компании составляла 959 км.[1] За стандарт колеи в 1844—1846 годах в Англии шли «колейные войны» (Gauge Wars), однако в дальнейшем эти линии были перешиты на стандартную колею.Существует предположение о том, что стандартная ширина колеи связана с шириной колеи древнеримской повозки.На приграничных территориях, где используется различная колея, иногда используют пути с совмещённой колеёй, в частности, от Калининграда (Россия) до станции Бранево (Польша). Далее продолжается европейская колея. На этом участке ежедневно ходит состав Калининград — Берлин.
Почему Московские центральные диаметры – это не метро
Московские центральные диаметры (МЦД), строительство которых одобрил на прошлой неделе президент, повсеместно называют новой веткой наземного метро. На самом деле с метро у проекта мало общего. Что будет роднить его с подземкой и заставит москвичей ездить на электричках по городу, узнал у экспертов в области железнодорожного транспорта портал Москва 24.
Как это называть?
Фото: ТАСС/Сергей Фадеичев
Еще одно отличие метро от электричек – обособленная инфраструктура. Пригородные электропоезда по Москве идут по путям общего пользования вместе с грузовыми и поездами дальнего следования. А метро – по путям, предназначенным исключительно для пассажирских перевозок.
Поэтому Зюзин считает проект Московских центральных диаметров (как и МЦК) чисто железнодорожным. «Устоявшегося названия нет. Приоритетные такие: электричка, S-Bahn, пригородно-городская железная дорога», – предложил эксперт.
Что привлечет пассажиров?
Фото: портал Москва 24/Михаил Сипко
Пользоваться городской электричкой москвичей убедят привлекательные тарифы на проезд, полагают транспортные эксперты. «Система оплаты на диаметрах должна быть организована точно так же как и на МЦК, то есть необходимо создать единую систему оплаты между железной дорогой, МЦК и метрополитеном, при этом пересадки должны быть бесплатными. Проезд по всем диаметральным маршрутам: от первой платформы в Москве до противоположной платформы на другом конце города должен стоить одинаково», – отметил Александр Чекмарев.
По словам Владимира Савчука, интеграция с системой метрополитена привлекла существенное количество пассажиров на МЦК. «Важно предусмотреть, чтобы проезд по этим линиям был интегрирован в единое тарифное меню городского транспорта Москвы», – подчеркнул он.
Сейчас пассажирам, которые пересаживаются на существующие диаметральные маршруты электричек, чтобы доехать, например, от станции Каланчевская до Савеловской, нужно купить дополнительный билет на электричку, а пройти через турникеты на станциях по городским проездным билетам невозможно. «Это является одним из недостатков тех маршрутов, которые есть. На новый вид транспорта пассажиры придут, если им не придется задумываться о покупке отдельного билета», – добавил представитель «Пробок.нет».
Разгрузят ли диаметры метро?
Фото: портал Москва 24/Михаил Сипко
Создание диаметральных маршрутов позволит пригородным пассажирам и пассажирам с окраин Москвы передвигаться по городу на электричках и не спускаться в метро. «Этот проект позволит создать сеть маршрутов по городу. Большинство электричек не будет заканчиваться на вокзале, а будут идти дальше, переходить с одного железнодорожного направления на другое, тем самым люди будут как можно глубже и дальше проезжать в город, пересаживаться с одного диаметрального направления на другое. В городе будет создан еще один контур скоростного уличного транспорта», – считает Александр Чекмарев из «Пробок.нет».
Кликните для увеличения
По его словам, в Москве развитая железнодорожная инфраструктура – несколько сотен километров железнодорожных путей, которые используются неэффективно. «Пригородное сообщение в основном тупиковое, движение электропоездов заканчивается на вокзале, а дальше приходится пересаживаться в метро», – пояснил эксперт.
О том, что в Москве исторически сложилась крупнейшая железнодорожная сеть, также напомнил Владимир Савчук. Он уверен, что это отличает столицу России от многих крупнейших городов мира. «Ее необходимо использовать для улучшения транспортной ситуации в городе и повышения мобильности населения», – подчеркнул заместитель гендиректора института проблем естественных монополий.
Где-то в мире это работает?
Фото: ТАСС/Barcroft Images/Amer Ghazzal
Однако Павел Зюзин из центра исследований транспортных проблем мегаполисов не уверен, что проект в том варианте, который предлагается сейчас, изменит транспортную ситуацию в городе.
По его мнению, необходимо прокладывать подземные железнодорожные диаметры между тупиковыми вокзалами, прежде всего между Киевским и площадью трех вокзалов под центром города. «Это наиболее эффективный способ решения транспортных проблем Москвы», – считает Павел Зюзин.
Его поддержал Александр Чекмарев. «Наиболее эффективно – связать тупиковые радиальные направления между собой в центре города под землей. Заходя в город, поезд следует несколько участков по поверхности, потом спускается в тоннель и проходит центральный участок города под землей, делая там остановки. На этих остановках пассажиры могут перейти на другие линии и станции как метрополитена, так и железной дороги», – предложил Чекмарев. Адаптировать к таким наземно-подземным перевозкам можно, по его словам, поезда «Ласточка» или новые электропоезда «Иволга».
Оба эксперта ссылаются на опыт европейских городов: Лондона, Парижа, Берлина, где для связи тупиковых радиальных направлений железной дороги между собой и с линиями метро строят транспортно-пересадочные узлы под землей. Подобный проект, по словам Чекмарева, сейчас реализуется в Лондоне. «Проект называется Сrossrail. Ожидается, что в конце 2018-го – начале 2019 года он будет запущен. Ветка Сrossrail протянется более чем на 100 км на западе и на востоке города с помощью новых тоннелей под центром Лондона. Она охватит 40 станций, включая 10 новых», – отметил эксперт.
Он не исключил, что в будущем по пути Лондона пойдет и Москва.
Ширина колеи железной дороги в России и других странах
Железнодорожная колея, состоит из двух параллельных рельсовых нитей, уложенных на основание, в состав которого входят блоки, брусья и шпалы. Последние изделия изготавливаются из различной древесины, но предпочтение отдаётся сосне. В последнее время всё чаще для этих целей применяется железобетон. Все перечисленные составляющие крепятся с учётом определённого расстояния друг от друга. Рельсовая колея непосредственно направляет колёса подвижного состава, следующего во время движения по криволинейным и прямым участкам дороги. Рельсовая подуклонка и ширина самой колеи считаются основными параметрами всей колеи в целом. Наклон внутренней части колеи в соотношении с верхней плоскостью, состоящей из шпал, в терминологии носит название подуклонка рельсов. Как и во всех инженерных сооружениях, рельсовые пути имеют специальные допуски превышать которые нельзя, для этих целей совершаются периодические осмотры железной дороги. Установленный регламент проведения осмотровых работ предназначен регулирования периодичности их исполнения.
Ширина колеи в России
Стандартная
Протяжённость Николаевской дороги составляла шестьсот четыре версты или 645 километров. В качестве сравнения, астрономический расчёт данного пути между Москвой и Санкт-Петербургом равен показателю 598 версты, тогда, как длина шоссейной дороги между назваными городами равнялась 674 вёрстам. Всё это ярко свидетельствует в защиту чисти легенд, связанных со строительством дороги.
Одной из популярных баек заключалась в том, что Николай Первый отдавал все распоряжения, касающиеся строительства будущей Николаевской железной дороги, лично сам. Свидетели подтверждают, что император очертил линию путей сообщения по линейке. Правда, не обошлось без казуса, якобы самодержец, проводя линию дороги, очертил на карте, в районе Бологого один из пальцев своей руки. Государевы указания не обсуждаются, а выполняются. Хотя, на самом деле данный изгиб имеет своё объяснение. В районе Мстинского моста должен был прокладываться путь по прямой, но мощности тогдашних паровозов явно бы не хватило, поскольку перепад природного профиля не позволил бы это сделать, дополнительно пришлось бы цеплять ещё один паровик. Потому пришлось строить путь с изгибом, так называемый, Веребьинский обход, при этом, создавая и новую станцию Оксочи. Сегодня другие времена и другие мощности локомотивов, а кривая железной дороги с большим радиусом позволяет обеспечивать на указанном участке скоростное движение поездных составов. Даже кривые с меньшим радиусом сегодня будут реконструированы. Давно уже нет серпантина Веребьинского обхода, а в станции Оксмочи больше нет надобности, Октябрьская железная дорога стала действительно прямой, как и хотел того российский самодержец. Дорога изначально создавалась с двумя линиями путей.
Узкая колея
Трамвайная
Метро
В российском метрополитене используется такая же ширина путевой колеи, как и на железной дороге в нашем государстве.
Ширина колеи в разных странах
Сверхширокая колея
В тридцатых годах девятнадцатого столетия была завершена стройка Большой западной дороги. Ширина её рельсовой колеи была равна значению – 2135 мм. Английским инженером Изамбартом Брунелем, жившему в то бурное время, были сделаны предложения о строительстве сверх широкой колеи. Но его прожектам не суждено было сбыться. В 1945 году разногласиям относительно размеров ширины рельсовой колеи был положен конец английским законодательным органом.
История рельсовой колеи
Рельсы и паровозы
В нашем обществе сложилось несколько утилитарное представление о том, что рельсовый транспорт как таковой появился в середине XVIII века с изобретением паровых колёсных машин. При этом в истории остались такие имена гениальных конструкторов как Иван Иванович Ползунов, Джеймс Уатт и Ричард Тревитик. Однако перемещение больших грузов по рельсам имеет более древнюю историю и традиции. Не менее древнюю, чем такое понятие как колея железной дороги.
Немного теории
Для того, чтобы немного более правильно воспринимать необходимость возникновения рельсового транспорта и такого параметра как колея железной дороги стоит немного вспомнить курс физики из той же начальной школы. Из него мы где-то можем вспомнить, что давление на ту или иную поверхность распределяется прямо пропорционально площади, на которую мы воздействуем. В данном случае вполне приемлем пример, когда усилием нашей руки мы не можем отверстие в той же ткани или древесине, но вооружившись иголкой, при той же силе воздействия мы это делаем без особого труда. В несколько ином примере ступая по снегу, мы запросто проваливаемся под свежевыпавший наст. Но если мы наденем на ноги лыжи или иные приспособления, то данная проблема будет решена.
Рельс – слово произошло от многочисленного числа английского слова «rails» — от латинского «regula», что означает прямая палка. Такое техническое решение было изобретено древними римлянами, и начальная ширина между рельсами составляла 143,5 см., что несколько меньше современного значения такого параметра как колея железной дороги для большегрузного рельсового железнодорожного транспорта.
Аналогичная проблема возникала и у наших предков, при транспортировке больших тяжёлых грузов. Грузы просто застревали в том же грунте или песке. С учётом именно этой особенности и обстоятельств наши предки начали располагать сам груз, на какой либо подложке, которая и распределяла общую нагрузку на более большую площадь, чем площадь самого груза, и делала возможность перемещения груза более приемлемой.
Именно таким образом поступили древние греки, когда у них появилась необходимость транспортировать свои морские корабли через Коринфский перешеек. Выложив весь маршрут из каменных плит, смазанных жиром, греки с наименьшими затратами перемещали свои суда в нужном направлении. И здесь возможно впервые стоит упомянуть такое понятие как колея железной дороги, хотя более корректно это необходимо было бы назвать как колея каменной дороги, но сущность понятия и параметра от этого не меняется. В данном случае это был желоб, выдолбленный в каменных плитах по которым и перемещали сами корабли. Правда, в отличие от современных аналогов в качестве движущей силы применяли не паровые локомотивы или упряжки лошадей тяжеловозов, корабли тащили рабы, и если верить древнегреческим историкам это им удавалось довольно не плохо.
Колея железной дороги это строго установленное расстояние между внутренними сторонами уложенного рельса, и являющееся неизменным на всём протяжении данного пути.
Рельсовый транспорт в Европе
Многовековой опыт древних греков и римлян по перемещению больших грузов при помощи рельсов не канул в лету и успешно был реализован в горнорудной промышленности Германии и Англии XVI – XVIII веков. Так в частности на шахтах германской Тюрингии для транспортировки добытой руды, предприниматели начали применять деревянные рельсы, по которым перемещались вагонетки. Особенностью этого проекта являлось то обстоятельство, что отличие от иных аналогичных разработок конструкция колёс вагонеток имели так называемые реборды.
В то же время предприниматели предприятий расположенных на поверхности не стали отставать от своих коллег занимавшихся шахтным бизнесом. И уже в 1603 году для транспортировки добытого угля к потребителям вблизи Ноттигема появляется первая наземная «Уоллатонская вагонная дорога». На ней тоже применялись деревянные рельсы, у которых колея железной дороги была аналогичной той, которая применялась в шахтах, а её протяженность по тем временам была просто колоссальной, целых три с половиной километра. Просуществовала «Уоллатонская вагонная дорога» так же довольно продолжительное время вплоть до закрытия в 1620 году самой шахты.
Отечественный рельсовый транспорт
Не отставали от своих европейских коллег и отечественные изобретатели и бизнесмены. Так в 1755 году на Алтайском горнодобывающем предприятии была построена одна из первых в России узкоколейных рельсовых дорог. Колея железной дороги составляла значительно меньшие размеры, чем это было принято в Европе, и имела всего 650 миллиметров между внутренним расстоянием деревянных рельс. В данном случае такая колея железной дороги была обусловлена шириной, как самой шахтной выработки, так и применением несколько иного метода транспортировки груза.
Так в частности, если на европейских шахтных выработках для транспортировки вагонеток использовались или сами шахтёры или лошади, то на алтайских шахтах вагонетки перемещались при помощи троса протянутого вдоль всего маршрута. При этом сам трос был выполнен в виде замкнутого кольца закреплённого на двух шкивах, вращение которых приводило к перемещению всего троса вдоль всего маршрута. Сами же вагонетки можно было зацепить специальными крючками за кольца, расположенные на тросе с определённым шагом. Шкивы, как и сам трос, приводились в движение парой или тройкой лошадей. Такое решение однозначно давало возможность применения не только меньшей величины такого параметра как колея железной дороги, но и возможность осуществлять торможение вагонетки и изменение направления её движения при непрерывном движении троса.
С отечественный историей железнодорожного транспорта можно ознакомится в музеях городов России.
Чугунный колесопровод
Не менее примечательным моментом в истории отечественных железных дорог является строительство в 1788 году в Пертрозаводстке, на Олонецких горных заводах Чарльза Гаскойна первой в царской России железной дороги. В отличие от многих существовавших в то время в России рельсовых дорог, эта рельсовая дорога была полностью выполнена из чугуна, из-за этого в народе, она была прозвана «Чугунным колесопроводом». Колея железной дороги, по примеру европейских производителей подвижного состава, была установлена в пределах 800 миллиметров. В данном случае этого было вполне достаточно для устойчивой транспортировки руды и отливок из сталеплавильного цеха в сверлильный, где дополнительно обрабатывались отливки стволов пушек. При этом на всём протяжении этой дороги в качестве тягловой силы использовались рабочие.
Эта узкоколейная железная дорога в том или ином виде просуществовала до 1956 года, когда Онежский сталелитейный завод был перепрофилирован в тракторный. А отдельные фрагменты данной дороги были демонтированы и выставлены в Карельском краеведческом музее.
Первые паровозы
Хотя, по мнению многих историков, пальма первенства в изобретении и постройке первого парового локомотива принадлежит англичанину Ричарду Тревитику, однако его проект 1804 года к сожалению не получил должного распространения. И основная проблема была не в самой конструкции парового локомотива, а в конструкции и материале из которого изготавливались рельсы. И если такой параметр железнодорожного полотна как колея железной дороги удалось определить более или менее объективно в 1435 миллиметров, что обеспечивало вполне надёжную устойчивость движения состава, однако проблема возникла с качеством рельс. Так как, на то время основным материалом для их изготовления использовали чугун, то такие чугунные рельсы не всегда выдерживали те нагрузки, которые развивали, как сам паровой локомотив, так и перемещаемые им нагруженные вагоны.
С учётом этого наиболее удачная модель парового локомотива появилась только в 1812 году с лёгкой руки англичанина Джорджа Стеферсона. Его паровой локомотив «Ракета» была настолько удачной конструкции, что выиграл специальные соревнования на участке Манчестер – Ливерпуль, что послужило толчком для многих шахтовладельцев выделить средства на строительство железной дороги Дарлингтон – Стоктоун. При этом рельсы начали изготавливать из стали, а колея железной дороги стала практически стандартом и составила 1435 миллиметров.
Не менее интересным моментом является и то обстоятельство, что именно с этого периода деревянные шпалы под рельсы, начали укладывать не вдоль расположения рельс, а в поперечном, более привычном для нас положении. При этом такая конструкция крепления рельс давала более жёсткое их расположение одной рельсы относительно другой, тем самым колея железной дороги на всём протяжении пути имела меньший разброс этого параметра.
Типы рельс
Рельсы деревянные
Если первые рельсы, изготовленные из дерева, имели один и существенный недостаток это износостойкость, то для его устранения или минимизации, некоторые конструкторы начали покрывать поверхность деревянной рельсы полосами металла. Но более перспективным предложением стало применение вместо металлических полос, уголков изготовленных из железа. В данном случае вертикальная направляющая железного уголка являются направляющими при движении, как парового локомотива, так и самих вагонеток. При этом впервые в практике рельсового транспорта колёса катились по внешней стороне вертикальной полки уголка, а расстояние между этими элементами рельса есть не что иное, как колея железной дороги.
Рельсы чугунные
Приблизительно в 1790 году английский изобретатель Джордж Утрам предложил изготавливать рельсы в виде чугунных пластин с двойными направляющими. Где колея железной дороги уже по самой конструкции рельса, была неизменной и составляла уже знакомую нам величину в 1435 миллиметров, что в свою очередь определяло неизменность такого параметра как колея железной дороги на всём протяжении уложенной колеи. Такие рельсы довольно легко монтировались в цельный путепровод и при необходимости могли с минимальными трудозатратами быть демонтированы и перенесены в иное место по необходимости. Не менее примечательным моментом такой конструкции было и то обстоятельство, что возможность изготовления таких плит методом литья решала и такую проблему как их взаимозаменяемость и стандартизация данной конструкции. В связи с этим данный тип рельс получил довольно большое распространение как на угольных шахтах и открытых рудниках, так и на промышленных предприятиях в качестве транспортного средства перемещения сырья и материалов внутри производственных помещений.
Головчатые рельсы Джессона
Однако более революционным изобретением этого периода стала работа английского инженера-механика Стивена Джессона, работавшего на угольных рудниках Лоуберроу. Немного разбираясь в теоретической механике и такой научно-технической дисциплине как сопротивлении материалов, Джессон предложил практически современную конструкцию рельса, головчатого типа, где колея железной дороги определялась так же по расстоянию между внутренними сторонами головки рельса.
При этом такая конструкция обеспечивала не только приемлемую технологичность изготовления и монтажа этого типа рельс, но и давала довольно существенную экономию самого металла. Так в частности в конструкции Джессона, направляющая реборда, располагалась не по всей длине рельса, а только на колёсной паре парового локомотива или грузопассажирского вагона. При этом сама форма рельса вместо чисто прямоугольной формы, имеет форму «двутавра», что существенно снижает не только вес самого рельса, но и снижает расход металла на его изготовление. Но не зависимо от этого колея железной дороги осталась не изменой величиной в 1435 миллиметров, так как при помощи специальных зажимов, так называемых «глухарей», обе рельсы довольно жёстко крепились к набору уложенных шпал.
Металлургия
По мнению многих историков, именно разработка и широкое применение рельса конструкции Джессона дало существенный толчок развитию металлургии. Ведь перед её специалистами были поставлены задачи не только по увеличению объёмов производства стали, но и получения соответствующего профиля. С учётом этого уже к середине XVIII века сталь начали производить наиболее прогрессивными методами, такими как бессемеровский, мартеновский и конверторный. А само производство стальных рельс, освоили на прокатных станах. Что в свою очередь давало более стабильные значения как самой геометрии рельса, так и такого параметра, как колея железной дороги. При этом первый прокатный стан, для масштабного промышленного производства рельс был сконструирован ещё в 1828 году английским инженером Нилом Беркиншау. На первой конструкции этого прокатного стана, было возможно получение стальных рельс, длинной в 4.5 метра. Однако после соответствующей его модернизации этот показатель на прокатном стане был доведен до 7.25 метра, что давало существенное сокращение трудозатрат при монтаже рельсового пути или при проведении ремонтных работ. И здесь не следует забывать, что при более длинной базе единицы рельсового полотна, такой показатель, как колея железной дороги так же имеет более стабильные показатели допустимого предела отклонений.
Ещё одной проблемой, которую необходимо было решить металлургам в вопросах производства рельсовой продукции это её прочность и износостойкость. Первые рельсы, изготовленные из углеродистой стали, имели довольно низкие показатели этих параметров, которые помимо всего прочего существенно влияли и на такой показатель как колея железной дороги.
Так, что со временем для устранения этих недостатков металлурги разработали специальные легированные сплавы для производства как самих рельс, так и основных элементов подвижного состава. К последним в первую очередь следует отнести колёсные пары подвижного состава, которые в значительной степени влияют на такой параметр как колея железной дороги.
С учётом этого, металл из которого изготавливают эти изделия, содержат в определённом процентном содержании такие легирующие металлы как марганец, ванадий, титан и цирконий. При этом с технологической точки зрения для получения требуемых параметров металла немаловажную роль играет и термическая обработка готовых изделий. Так в частности по разработанным технологиям глубина термической обработки должна составлять не менее 8 – 10 миллиметров от поверхности изделия, а в самой макроструктуре металла не допускаются микротрещины, пустоты и посторонние включения. Хотя данные показатели химического состава и физических свойств металла существенно не влияют на такой показатель как колея железной дороги, но они в значительной степени определяют качество и надёжность основных элементов подвижного состава.
Как выбрали стандарт колеи?
По мнению многих специалистов железнодорожников остаётся определённой загадкой, по какой именно причине в качестве стандарта такого параметра как колея железной дороги был выбран размер именно 4’81/2″ или 1435 миллиметров. Существует немало версий появления этого размера, но практически все они не имеют строго научного и документального подтверждения.
Так, что данный вопрос не является абсолютно праздными и носит под собой существенные как технические, так и экономические проблемы.
Где-то с аналогичными проблемами, по определению такого параметра как колея железной дороги столкнулись конструкторы скоростных пассажирских поездов. Ведь при тех же габаритах подвижного состава необходимо было решить многие технические проблемы для возможности движения таких поездов со скоростью гораздо более 320 км/час.
Вопросы стыковки
Не менее интересной проблемой в развитии отечественной железной дороги является вопрос стыковки европейской железнодорожной колеи с колеёй расположенной на территории России. Ведь европейская колея имеет стандартный размер в 1435 миллиметров, при, том, как российская колея железной дороги имеет размер 1520 миллиметров.
С целью обеспечения беспрепятственного перемещения грузопассажирских потоков в такие страны как Польша, Словакия, Венгрия и Румыния на приграничной территории были оборудованы так называемые «стыковочные» узлы, где производится перестановка вагонных тележек одного стандарта на иной. В среднем данная операция занимает до двух – двух с половиной часов. При этом на «стыковочных» узлах задействуются мощные домкраты, поднимающие пассажирские и грузовые вагоны на требуемую высоту. При этом на подвижный состав устанавливаются колёсные пары, на которых колея железной дороги соответствует требуемому размеру.