История развития железнодорожного пути

Главная » Статьи, полезная информация » История развития железнодорожного пути

   В восемнадцатом веке в Росси преобладал водный вид транспорта и гужевой (перевозка грузов с использованием животных).  Поэтому самыми крупными и успешно развивающимися были города, расположенные на больших реках и у моря, которые связывали между собой крупные  населенные пункты. Первая в мире железная дорога общего пользования с паровой тягой была построена в Англии в 1825 году.

   Где же в России появился первый железнодорожный путь? Впервые родоначальник нынешнего железнодорожного пути появился в Алтае в 1755 году. Он представлял собой «узкоколейку» на деревянных шпалах и использовался для перевозки горных пород в деревянных вагонетках. Такой тип перевозки был уже гибридом между железной дорогой и гужевым транспортом, несмотря на установленные рельсы, движущей силой для перевозки была все та же лошадиная сила.

   Действительно, железнодорожный путь зародился именно благодаря развитию промышленных заводов и изначально имел местное (заводское) значение. Никто поначалу и не рассматривал железнодорожные дороги, как конкурента другим видам транспорта. В Петрозаводске на Александровском заводе в 1788 году появилась первая железная заводская дорога с узкой колеёй и теми же самыми вагонетками.  Первая железная дорога с паровозной тягой была открыта в 1834 году на Нижнетагильском металлургическом заводе Демидовых. На ней использовались первые русские паровозы, изготовленные отцом и сыном Черепановыми.

   Рельсы в то время были совсем другие, они были деревянными направляющими  с железной обшивкой или металлическими уголками, прикрепленными к деревянным шпалам. Конечно же, такие рельсы не подходили для перевозки тяжелых грузов и не могли обеспечить приличной скорости движения состава. Нагрузка на них была сильной, и рельсы её не выдерживали.

 

 

Развитие формы железнодорожного рельса:

1) корытообразный рельс Рейнольдса;

в) угловой рельс Керра,

с) рельс Джессона;

d) рельс первой немецкой железной дороги,

е) рельс, с рыбообразным утолщением;

f) современный рельс Виньоля

   Российскими инженерами были предложены несколько вариантов рельсов.  При подборе профиля рельса были учтены высокие динамические нагрузки на рельс, необходимость работы на продольный и поперечный изгиб,  оптимальным вариантом был признан профиль в виде двутавра. Распространение получили два типа рельсов: рельс с широкой подошвой и двухголовый рельс (предполагалось, что по мере износа рельс можно будет перевернуть и использовать другую головку рельса, однако данная теория потерпела неудачу, т.к. от воздействия колес подвижного состава изнашивались обе головки рельса).

 

 

   Первые рельсы,  изготавливаемые в России,  были чугунными, но чугун быстро и неравномерно изнашивался, и было решено изготавливать  рельсы из стали. В России сразу стал широко использоваться широкоподошвенный рельс, изготавливаемый на Людиновском заводе. Такие рельсы были использованы при строительстве Николаевской  железнодорожной линии Санкт-Петербург - Москва в 1851 г. Николаевская дорога стала первой двухпутной казённой железной дорогой в Российской Империи и положила начало созданию в государстве железнодорожной сети общегосударственного значения. Протяжённость дороги составила 604 версты (645 км).

 

 

 

   В наше время во всех странах рельсы изготавливают только из стали, которая (кроме углерода) содержит марганец, кремний, и другие добавки, повышающие его качество. Для повышения прочности рельсов их подвергают термической обработке, термически упрочненные рельсы обладают прочностью 360-380 единиц по Бринеллю, что в 2 - 3 раза повышает их износоустойчивость.

   На сегодняшний  день рельс почти не изменил свой профиль, однако увеличилась  его масса в 2-3 раза. В Европе вес рельса - 55-60 кг на метр, в странах СНГ 66-75 кг на метр, в Америке 65-70 кг на метр. На узкоколейных дорогах вес рельса не превышает 44 кг на метр. Во всем мире при постройке железных дорог применяются рельсы различных типов в зависимости от грузонапряженности линии и скоростей движения.  При грузонапряженности 15 млн. тонн брутто на 1 км в год используют рельсы Р50 и б/у рельсы, использованные ранее и снятые с главных путей, при 15 - 80 млн. тонн брутто на 1 км в год - рельсы Р65, при более 80 млн. т. брутто на 1 км в год кладут рельсы Р75.

   Рельсы укладываются на шпалы, зашиваются в рельсо-шпальную решетку  промежуточными креплениями различного типа:  в России, странах СНГ, в Америке в качестве крепления используют костыль, а в Европе рельсы прикрепляют к деревянным и железобетонным шпалам с помощью шурупов.

   Соединения рельс со шпалами с помощью костылей или шурупов существовали со времен постройки первых железных дорог. Но уже пятьдесят лет назад в качестве промежуточного скрепления рельс со шпалами используют механизм пружинного типа для упругости соединения.

   В СНГ, Японии, странах Западной Европы промежуточные скрепления с пружинными элементами являются обязательными при устройстве бесстыкового пути. В этом случае нет необходимости устанавливать добавочные противоугонные приспособления, что является обязательным при костыльном скреплении.

   Стрелочные переводы также со временем видоизменялись: вначале применялись стрелки с подвижными рельсами, затем появились стрелки с рамными рельсами и остряками, при этом рамные рельсы располагались на сплошных металлических лафетах.

 

 

   Первые крестовины  были подвижные в виде коротких рельсов. Очень скоро их перестали использовать. Вместо них появились неподвижные стальные литые крестовины. Позднее стали устраивать сборные крестовины из обыкновенных рельсов со стальными литыми сердечниками. На большинстве железных дорог России применялись два вида переводов: одни - имеющие большое протяжение в длину и крестовины с маркой 1/11, другие - меньшей длины и с крестовинами марки 1/9. Эти стрелочные переводы получили широкое распространение в нашей стране.

   В качестве опоры для рельсов применялись деревянные шпалы или поперечины в виде бруса, изготовленные из крепких пород древесины: сосна, дуб, ель и другие породы.

 

   Размер деревянных шпал колебался от 2 до 3 с половиной метров, это привело к тому, что появилось около 12 типов шпал, к началу 20 века их количество уменьшилось до 5. Форма деревянных шпал почти не изменилась, зато увеличился срок эксплуатации. Для того чтобы деревянные шпалы служили дольше, русские инженеры придумали механизм пропитки древесины различными антисептиками.  Однако при строительстве первых железных дорог в целях экономии укладывали непропитанные шпалы, которые служили не дольше 8 - 12 лет, а затем начинали разрушаться. Следует отметить, что уже при строительстве дороги С.-Петербург - Москва шпалы пропитывали под давлением.

   Железобетонные шпалы получили широкое применение в Европе и Азии в основном после 1950 г. В США, Канаде и ряде стран Африки железобетонные шпалы применяют ограниченно, поскольку там имеется возможность изготавливать шпалы из деревьев твердых пород. Срок службы железобетонных шпал достигает 50 - 60 лет. В странах СНГ бесстыковой путь укладывают только на железобетонных шпалах с использованием упругих резиновых площадок-амортизаторов в подрельсовых сечениях.

 

 

   Однако прогресс не стоит на месте, люди применяют новейшие технологии и материалы при изготовлении материалов ВСП. К примеру, в Америке развивается технология производства шпал из вторичных полимеров. Вторичное использование полимерных веществ: полиэтилена, пластика и т.д. весьма выгодно с экономической точки зрения. Повторная переработка, повышенная прочность материала, износостойкость, упругость и высокая плотность - вот качества, которыми будут обладать шпалы, изготовленные из композитных материалов!