Колея трамвая. Колея железной дороги, то что ты обязательно должен знать. История рельсовой колеи

Доброго времени суток! Уважаемые читатели, что Вам известно о железной дороге? Все ли подробности Вы знаете? Возможно, многие нюансы были упущены в Вашем «бюро находок»? Предлагаю всем вместе погрузиться в дальнее плавание по изучению, дополнению и развитию Ваших знаний, дабы наверстать упущенное, узнать много нового, захватывающего и интересного о железнодорожном мире. Так сказать от А до Я.

Каждый из нас был на перроне поезда, попадал в одно купе с шумной компанией, которая всю ночь пела песни, смеялась и не давала уснуть до рассвета. Был во влиянии этих самых чувств поездки – легкость, свобода и неразгаданность. Заводил друзей, которым, как и тебе по пути. Задавался вопросом, куда и откуда едут эти железнодорожные машины, как себя чувствует машинист, когда приходит на станцию, либо наоборот, только тронулся с места…

Колея железной дороги в России является неотъемлемой частью всего железнодорожного мира, от этого зависит не только своевременность и безопасность поездки, также правильная работа самого поезда. Колея представляет собой две, параллельно размещены, рельсовые нити, которые находятся друг от друга на определенном расстоянии. Это и есть ширина пути – расстояние между двумя параллельными нитями. Простыми словами это то, самое расстояние между колеями.

Размеры железнодорожных линий

Железнодорожная линия в России и Европе совершенно разная (Европейская железнодорожная линия шириной в 1435 миллиметров, в то время как в России 1520 миллиметров), этому сопутствует масса различных причин – стратегических и исторических. На сегодняшний день лишь 60% дорог Европы имеют европейскую колею. Как таковых преимуществ ширины в 1520 единиц перед шириной в 1435 единиц нет, ведь разница не так уж и велика, каких-то 85 миллиметров, либо 8 половинной сантиметров, единственным отличием есть устойчивость, так как в ширине в 1520 миллиметров, устойчивость более надежна. Допуски разрешены +6 -4 мм.

Размер колесных пар связан с шириной пути, ведь они должны соответствовать и подходить друг другу. Интересно, почему так важна ширина колеи в работе железнодорожной машины? Чем шире колея, тем больше массу может перевезти грузовой либо пассажирский поезд. Как бы странно не звучало, но даже минимальная разница в изменении ширины линии может сказываться на пассажирских и грузовых перевозках, ведь чем меньше ширина, тем меньше массу с собой увезет поезд.

На данный момент ширина железнодорожной линии в России является 1520 миллиметров, и является второй суммарной длинной по проложенным путям в мире, кстати, она практически не меняется на протяжении нескольких веков. Не только в России ширина колеи имеет такую длину, также в странах бывшего СССР, Финляндии и Монголии.

Ширина в 1524 мм VS ширина в 1520 мм

Ширина в 1524 единицы либо в 1520, как по мне, то конечно разница в каких-то 4 мм, практически не заметна, и не несет в себе ужасающие последствия. Не требуется переоборудование состава, и изменение мелких нюансов. Но, во время переходного этапа, были вызваны серьезные проблемы с износом колесных пар. Колесные пары – одна из основ ходовой части железнодорожного транспорта. Ширина в 1524 единицы, стала актуальной, во время построения Николаевской железной дороги, в период 19 века, но была изменена на ширину в 1520 мм, в 70-х годах, 20 века.

Известно, что ширина колеи применяется не только на территории железной дороги, также в метрополитенах и в большинстве трамвайных систем. Все это, на секундочку, составляет 11% железных дорог. Насколько известно, данная величина ширины пути является не только стандартной, но и наиболее оптимальной: увеличение стабильности путей при использовании поездов и локомотивов, также уменьшение износа рельсов и колесных пар, повышение скорости железнодорожного зверя. По-моему, довольно неплохие факторы.

Существует интересный факт, что ширина пути в 1524 единиц была создана, по причине того, что ее было легко запомнить, и выражалась круглым числом, 1524 мм – 5 футов. По историческим данным, эти самые 5 футов сыграли довольно важную роль в период Второй мировой войны, ведь стандарты линий России отличались от стандартов и внутренних различий европейских железнодорожных колей. То есть противнику было бы затруднительно переправить свои войска и военный груз, так как пришлось бы менять собственную ширину путей.

Есть еще один тип железнодорожных путей. Узкоколейная железная дорога, либо узкая железная дорога. Она примечательна тем, что имеет ширину, всего лишь 600 – 1200 мм. Встречаются колеи с еще меньшей шириной, к примеру, Декалиевская колея, которая шириной 500 миллиметров!

Огромным плюсом узкоколейных железных дорог является то, что они не такие затратные в создании, и не так сложны в использовании как железные дороги со стандартной шириной колеи. Если стандартные колеи подходят лишь для грузовых и пассажирских перевозок, то узкоколейные направлены для работы и обслуживания шахт, лесосека, торфоразработок, рудников.

И конечно как же не задеть тему детских железных дорог. Это не только весело и увлекательно, это очень занимательно и познавательно не только для Вашей крохи, но и для родителей. Только представьте, какой труд исполняют работники детской железной дороги, ради удовлетворения наших желаний и прихоть, что бы при выходе из этого места мы смотрели в след тем воспоминаниям и обещали себе вернуться сюда снова! Ширина колеи детской дороги составляет 750 миллиметров, и да, она относиться к категории узкоколейных.

Не многие знают, что самой первой дорогой в России была Царскосельская, которая имела самую большую ширину линии – 1829 единиц.

На сегодняшний день, железная дорога есть неотъемлемой частью в случае путешествия, командировки либо простого переезда с одного места на другое.

К примеру, подадим элементарное сравнение, представим машину без одного, четвертого колеса, разве она тронется с места? Буду капитаном Очевидность, она даже не устоит на месте и просто-напросто рухнет на землю, не простояв и секунды. Также и железная дорога, без чего-то одного, будь это колесные пары, либо какие-то внутренние механизмы, в конце — концов, она не сможет существовать, а просто будет занимать определенную территорию, припадать пылью, и ловить взгляды жалости и призрения у прохожих мимо людей.

Надеюсь, что моя статья была не только интересной, но и в какой-то степени познавательной и увлекательной, возможно, Вы узнали много нового для себя, возможно, сделали какие-то определенные выводы, открытия, черпнули новые знания в сфере железнодорожной жизни изнутри. Думаю, что бытием железной дороги интересуются и Ваши друзья, либо коллеги, а может кто-то из родных?! Поэтому было бы неплохо, если бы Вы поделились статьей в социальных сетях, пусть все узнают и поучатся.

Конечно же, подписывайтесь и подписывайте друзей на обновление блога.

« Когда так много позади, всего в особенности горя, поддержки чьей-нибудь не жди, сядь в поезд, высадись у моря…» — Иосиф Бродский

Страница 7 из 33

ВЕРХНЕЕ СТРОЕНИЕ ПУТИ

2.42. К верхнему строению трамвайного пути относятся: рельсы, контррельсы, стыковые и промежуточные скрепления, противоугоны, путевые и междупутные тяги, температурные компенсаторы (уравнительные приборы), подрельсовые основания - шпалы, брусья, рамы, лежни, балласт, а также спецчасти - стрелочные переводы и глухие пересечения; кроме того, на совмещенном и обособленном полотне - дорожное покрытие пути, а на мостах, путепроводах, эстакадах и насыпях - охранные рельсы и брусья.

2.43. Конструкция верхнего строения пути и его отдельных элементов должна соответствовать расчетной нагрузке и расчетной скорости. При назначении конструкции и ее элементов следует учитывать:

назначение трамвайных путей;

интенсивность и скорости движения поездов (вагонов);

типы покрытий проезжей части улицы;

требования благоустройства;

гидрогеологические условия;

план и продольный профиль пути;

наличие местных строительных материалов;

защиту подземных сооружений от коррозии и старения.

2.44. В трамвайных путях следует применять рельсы следующих типов:

трамвайные желобчатые Тв60 и Тв65 (ТУ 14-2-751-87);

железнодорожные Р65 [ГОСТ 8161-75 (СТ СЭВ 1667-79)]; Р50 (ГОСТ 7174-75); Р43 (ГОСТ 7173-54).

В зависимости от назначения путей и устройства полотна следует применять рельсы в соответствии с табл. 9.

2.46. Ширину колеи следует принимать в соответствии с табл. 10.

Переход от нормальной ширины рельсовой колеи к увеличенной надлежит предусматривать на протяжении переходной кривой. При отсутствии переходной кривой уширение колеи производится на прямом участке, примыкающем к круговой кривой.

Отвод уширения колеи не должен превышать 1 мм на 1 м длины пути.

2.48. Трамвайный путь, как правило, должен быть бесстыковым.

Температурно-напряженную систему бесстыкового пути следует применять при железобетонных шпалах и щебеночном основании.

На обычных линиях с дорожным покрытием рельсы надлежит сваривать в плети. Длина рельсовой плети не лимитируется и может быть ограничена только наличием несварного узла, деформационного шва на искусственных сооружениях и т.п.

На участках без дорожного покрытия, если конструкция пути не удовлетворяет требованиям бесстыкового пути, следует укладывать длинные рельсы. Плети разделяются температурными компенсаторами (уравнительными приборами).

Границы рельсовых плетей, укладываемых на мостах, путепроводах и эстакадах, должны назначаться с учетом расположения деформационных швов.

Таблица 9

	Тип рельсов трамвая
Участок пути	обычные линии трамвая		скоростные	депо, парки,
	на совмещенном полотне (с дорожным покрытием)	на обособленном полотне (без дорожного покрытия)	линии трамвая	ремонтные заводы
Прямо и кривой радиусом более 400 м				Новые или старогодные Тв60; Р50; Р43
Кривой радиусом от 200 до 400 м при продольном уклоне: менее 20 ‰			Тв60, а также при деревянных шпалах Р65 или Р50 с контррельсами Р50 или Р43 по обеим ниткам
более 20 ‰	Тв65	Тв65, а также при деревянных шпалах Р50 с контррельсами Р43 по внутренней нитке	То же	“
Кривой радиусом от 75 до 200 м при продольном уклоне: менее 20 ‰
более 20 ‰	Тв65	То же, по обеим ниткам	¾	“
Кривой радиусом менее 75 м	Тв65	То же	¾	“
На мостах, путепроводах, эстакадах и насыпях высотой более 2 м, в стрелочных переводах и глухих пересечениях	Тв65	“	Тв65, а также при деревянных шпалах Р65 или Р50 с контррельсами Р50 или Р43 по обеим ниткам	Новые или старогодные Тв65, а также при деревянных шпалах Р50 с контррельсами Р43 по обеим ниткам

Примечания: 1. Высшие административные органы, ведующие городским электрическим транспортом в республиках, имеют право по согласованию с Госстроем СССР разрешать в опытном порядке применение других типов рельсов (опытных или импортных, не соответствующих стандартам СССР или СЭВ) с типовыми и опытными конструкциями пути или их оснований.

2. На территориях депо и парков разрешается укладывать старогодные рельсы, если они имеют износ, не превышающий 50 % нормы, установленной Правилами технической эксплуатации трамвая.

Таблица10

Примечания: 1. Ширина колеи 1521 мм допускается при рельсах железнодорожного типа на скоростных линиях трамвая, при условии применения соответствующих конструкций шпал и креплений.

2. В коротких кривых между спецчастями допускается ширина колеи 1524 мм.

2.47. Расстояние между головками рельса и контррельса (ширина желоба) должно составлять 35 мм, а возвышение головки контррельса над головкой рельса - 10 мм. Концы контррельсов должны быть выпущены на прямые, примыкающие к кривой, на 4 м. При этом ширина желоба у конца контррельса должна быть не менее 60 мм.

2.48. Желобчатые рельсы, устанавливаемые на деревянных шпалах, надлежит соединять поперечными путевыми тягами:

на прямых и кривых участках радиусом более 200 м ¾ через 2,6 ¾ 2,4 м;

на кривых участках радиусом от 75 до 200 м - через 2,4-2,0 м;

на кривых участках радиусом менее 75 м ¾ через 1,8¾1,3 м.

При покрытии пути сборными железобетонными плитами допускается изменять расстояние между тягами, которое должно быть кратным размеру плит.

На путях с железобетонными шпалами установка тяг не обязательна.

2.49. На путях с открытым верхним строением без дорожного покрытия, расположенных на спусках с уклоном более 20 ‰ и протяжением более 200 м при костыльном или шурупном скреплении, на подходах к мостам и путепроводам с безбалластной проезжей частью независимо от продольного профиля и плана пути, а также на других участках, где возможен угон пути, следует предусматривать установку противоугонов.

Число противоугонов следует определять расчетом или принимать по типовым схемам.

Для путей, укладываемых на железобетонных шпалах, противоугоны не предусматриваются.

2.50. Для трамвайного пути, располагаемого на самостоятельном полотне или на обособленном полотне сбоку от проезжей части, при высоте насыпи более 2 м с наружной стороны пути следует предусматривать установку охранного рельса:

на кривых участках пути (независимо от величины радиуса) на спуске с уклоном более 50 ‰;

на кривых участках пути радиусом менее 200 м.

Охранный рельс необходимо располагать на расстоянии 215 мм в свету от края крайнего ходового рельса.

Головку охранного рельса следует устанавливать с допуском ±15 мм относительно головки ходового рельса.

2.51. Электропроводимость рельсового пути должна быть обеспечена прочным и надежным закреплением рельсовых стыков, а также электрическими соединениями, соответствующими ГОСТ 9.602-89.

2.52. В качестве подрельсовых оснований следует применять железобетонные и деревянные шпалы, укладываемые на балласт (упругое основание).

Допускается предусматривать под балластным слоем сборные железобетонные конструкции или монолитные бетонные основания (полужесткие основания).

Безбалластные (жесткие) бетонные подрельсовые основания допускается предусматривать на мостах, эстакадах и путепроводах, в тоннелях.

При расположении трамвайных путей на продольных уклонах более 60 ‰ при щебеночном балласте и более 40 ‰ при гравийном и песчаном балластах применение в основаниях пути сборных железобетонных и бетонных монолитных конструкций не допускается.

2.53. Трамвайные железобетонные шпалы (ГОСТ 21174-75) надлежит применять в путях без дорожного покрытия с рельсами типа Тв60, Тв65, Р65, Р50, Р43 на щебеночном основании на прямых и кривых участках пути радиусом 20 м и более.

Допускается применять железнодорожные железобетонные шпалы (ГОСТ 10629-88) в трамвайных путях без дорожного покрытия с рельсами типа Р65 и Р50 на щебеночном основании на прямых участках и кривых радиусом более 400 м, а также на кривых участках пути радиусом от 200 до 400 м при продольном уклоне менее 20 ‰.

В путях, укладываемых на железобетонных шпалах или иных железобетонных конструкциях, следует предусматривать упругие прокладки (нормальной или повышенной эластичности) и упругие элементы прижатия рельса.

В раздельных конструкциях скреплений упругие прокладки должны быть между подошвой рельса и подкладкой, а также между подкладкой и шпалой; в нераздельных конструкциях - между подошвой рельса и шпалой. Упругое прижатие рельса к подкладке или шпале должно осуществляться пружинной или жесткой клеммой.

При жесткой клемме следует использовать двухвитковые шайбы (ГОСТ 21797¾76).

2.54. Деревянные шпалы, пропитанные антисептиками, не проводящими электрический ток и удовлетворяющие требованиям ГОСТ 78- 89, следует предусматривать:

I и II типа - на путях скоростного и обычного трамвая;

III типа - на путях грузовых и служебных, а также расположенных на территории депо и ремонтных мастерских (заводов).

2.55. Число шпал на 1 км пути следует принимать:

для путей скоростного трамвая на прямых участках и на кривых участках радиусом 1200 м и более - 1680, на кривых участках радиусом менее 1200 м ¾ 1840;

для путей обычного трамвая - 1680;

для путей грузовых, служебных, а также расположенных на территории депо и ремонтных мастерских (заводов) ¾ 1440.

В пределах стрелочных переводов и пересечений число переводных брусьев (шпал) надлежит принимать по типовым эпюрам.

2.56. В качестве балласта следует предусматривать:

щебень из естественного камня (ГОСТ 7392¾85);

щебень из валунов и гальки (ГОСТ 7392¾85);

гравий карьерный (ГОСТ 7394¾85);

песок (ГОСТ 8736-85).

Допускается применять щебень из естественного камня для строительных работ (ГОСТ 8267¾82), щебень из металлургических шлаков, отходов асбестового производства и дробильно-сортировочных установок, а также других местных материалов, удовлетворяющих требованиям государственных стандартов на балласт.

2.57. Толщину слоя балласта (в уплотненном состоянии) под шпалой на прямых участках пути следует принимать в соответствии с табл. 11.

Таблица 11

Примечания: 1. В скобках указана толщина подстилающего слоя из песка, металлического шлака, дресвы, песчано-гравийной смеси или ракушки.

2. В полужестких конструкциях подрельсовых оснований толщина балластного слоя должна быть не менее 10 см.

3. При расположении путей трамвая в одном уровне с проезжей частью, а также на переездах через пути толщину балласта под шпалой следует увеличить на 3 см.

2.58. На кривых участках балластную призму надлежит проектировать с учетом возвышения наружного рельса (в соответствии с п. 1.33) при сохранении под внутренним рельсом толщины балласта, установленной для прямых участков.

2.59. Откосы балластной призмы для путей, расположенных на самостоятельном полотне, следует проектировать крутизной 1:1,5 для всех видов балластных материалов и 1:2 для подстилающего слоя.

Ширина плеча балластной призмы (от торца шпалы до бровки призмы) должно быть 25 см, а на кривых участках пути радиусом менее 600 м с наружной стороны - 35 см. Для бесстыкового пути ширину балластной призмы следует определять расчетом.

Верхняя поверхность балластной призмы для путей без дорожного покрытия должна быть на 3 см ниже верхней постели деревянных шпал и в одном уровне с верхом средней части железобетонных шпал.

2.60. Специальные части (стрелочные переводы и глухие пересечения) в узлах следует предусматривать, как правило, с литыми стрелками и крестовинами из высокомарганцовистой стали.

Сборные или сборно-сварные специальные части допускается проектировать для путей с малой интенсивностью движения, грузовых и служебных, а также на путях, расположенных на территории депо и ремонтных мастерских (заводов).

2.61. Стрелочные переводы надлежит применять по типовым эпюрам с радиусами кривизны 50 и 30 м.

В стесненных условиях, а также на путях грузовых, служебных и расположенных на территории депо и ремонтных мастерских (заводов), допускается применять стрелочные переводы с радиусам кривизны 20 м. Крестовины стрелочных переводов могут быть криволинейными или прямыми.

2.62. Специальные части трамвайного пути следует предусматривать на переводных брусьях или, как исключение, на деревянных шпалах, укладываемых на щебеночный балласт. При этом должен обеспечиваться отвод воды от стрелочных и путевых водоприемных коробок.

Содержание

Железнодорожные перевозки - один из самых лидирующих видов транспортировки пассажиров и грузов. Мало кто задумывается о ширине колеи, садясь в поезд. Ещё меньше людей знают, чем были продиктованы эти параметры. По различным причинам, колея жд пути в различных странах имеет существенные различия.

Немного истории

Писатель-фантаст из Англии Герберт Джордж Уэллс рассказывает, что размеры колеи подбирали исходя из расстояния между колесами обыкновенной конной повозки. Об этом можно прочитать в его сочинении «Предвидения».

Развитие железнодорожного транспорта приходится на середину 19 века. Тогда же компании-гиганты в этой отрасли максимально усиливают свое влияние в бизнес-кругах. Разумеется, в то же время фиксируется значительный рост промышленности.

Первые локомотивы воспринимались как альтернатива лошадиной силе. Их параметры полностью соответствовали размерам экипажей. Именно этим продиктованы габариты первого железнодорожного транспорта и ширина колеи (1435 мм).

Не все первые пути прокладывались исходя из общепринятой нормы. Так, например, ширина жд колеи на дороге из Дублина в Дрогеда (Ирландия) составляла 1600 мм.

Борьба за размер колеи

Инженер Изамбарт Брунель, живший в 1806-1859 годах, всегда высказывался за расширение колеи. В 1835 году было окончено строительство Большой Западной дороги. Расстояние между рельсами составило 2135 мм.

Разногласия по вопросу относительно того, какая же ширина жд колеи должна приниматься за стандарт, продолжались до 1845 года. За время споров были тщательно изучены эксплуатационные характеристики дорог различного типа. Для принятия единственно правильного решения в Англии создали специальную парламентскую комиссию, которая должна была установить единые размеры жд колеи. Таким образом, в 1845 году появился закон о строительстве железных дорог с колеей в 1435 мм. А существующие пути, которые не соответствовали этим данным, обязаны были реконструировать. Нарушителям грозил штраф в стерлингов за каждую милю за 1 день существования незаконной дороги.

Особые условия для Ирландии

Большая Западная дорога вынуждена была проложить ещё один, третий, рельс. Для Ирландии правительство Англии сделало исключение (ширина колеи здесь и до сих пор 1600 мм). В стране в 40-х годах 19 века благополучно сосуществовали колеи шести стандартов. Для того чтобы проблема была решена справедливо, правительство определило единый стандарт, высчитав средний результат.

Железные дороги США

В США до гражданской войны штаты стремились обособиться. Конечно, это не могло не отразиться на транспорте. Первые дороги очень различались расстоянием между рельсами. В Нью-Йорке был утвержден закон, который запрещал другим веткам соединяться с дорогами (ширина колеи у них составляла 1524 мм).

С 1865 по 1886 год происходило объединение американских магистралей. Штаты начинают находить пути взаимодействия, английский стандарт обретает все больше сторонников.

Только в феврале 1886 года приняли «Конвенцию», которая закрепила введение единой колеи в США. Магистрали продолжительностью 21000 км были перешиты всего за два дня. А подготовка заняла 79 дней. Ширина жд колеи в США была сведена к 1435 мм. Такой же размер у железнодорожных дорог Канады.

Европейские железные дороги

Английская колея (1435 мм) была распространена и на европейском континенте. Законодательно этот размер был утвержден в разных странах в разное время: в Баварии в 1836 году, в Пруссии в 1837 году, на территории всего Германского ТС - в 1850 году.

С тех пор ширина колеи принятая в Англии, взята за основу и является самой распространенной.

Однако истоки этих параметров следует искать в Древнем Риме. В те далекие времена, с целью предотвращения постоянных поломок колесниц, было принято решение создавать повозки с одинаковым расстоянием между колесами (а равнялось оно 1435 мм).

Широкая колея

Кроме Ирландии, широкая колея (1600 мм) используется также в таких странах, как Австралия (частично и с 1854 года) и Бразилия. Более широкая (1676 мм) введена была в Испании в 1848 году, в Португалии - в 1854 году, в Аргентине - в 1857-м, а еще позже - в Индии, Чили, на Цейлоне.

Во всех этих странах принятая тогда ширина колеи до сих пор так и осталась преобладающей.

А что в России

Ширина колеи жд в России была больше английской. От цифры в 1829 мм, введенной на Царскосельской дороге, страна перешла на размер в 1524 мм. Она была характерна для дороги Москва - Петербург. В дальнейшем этот параметр и стал нормой. Судя по всему, российские инженеры позаимствовали цифру у США. В то время консультанты из Америки принимали активное участие в прокладывании новых путей.

Ширина в 1524 мм была обоснована экономическими расчетами. При создании такой колеи правительство несло меньше бесполезных издержек. Возможно, это было еще и стратегическим решением. Поскольку соседние страны не смогли бы вторгнуться в страну через железнодорожные транспортные пути.

В конце 60-х годов прошлого века колею уменьшили до 1520 мм. Это было сделано для удобства расчетов. На сегодняшний день транспортные пути с колеями 1520 и 1524 мм занимают второе место в мире по длине дорог (суммарная их продолжительность).

Ширина жд колеи в России и Европе принималась за стандарт в разное время. По каким причинам регионы не пришли к общему показателю, доподлинно не известно.

Российские метрополитены

Ширина колеи жд в России во всех метрополитенах такая же, как и на большинстве железных дорог страны. Это касается также и всех стран СНГ. Трамвайные линии России имеют аналогичное расстояние между рельсами - 1520 мм. Есть несколько городов, которые в этом плане отличаются. В Ростове-на-Дону, к примеру, проложена европейская колея. Её ширина составляет 1435 мм. В некоторых российских субъектах и населенных пунктах СНГ для движения трамваев используется узкая колея шириной 1000 мм. Это такие города, как Калининград (Россия), Пятигорск (Россия), Львов (Украина), Житомир (Украина), Винница (Украина) и другие.

Страны с российской колеей

Ширина колеи с показателями 1520 и 1524 мм имеет место ещё в ряде государств. В основном это страны бывшего СССР и граничащие с ним: Финляндия, Монголия, Афганистан. Конечно, это не означает, что там не применяются другие колеи.

Есть такие варианты, когда используется несколько железнодорожных полотен, ширина которых отличается от принятого стандарта. Например, в Болгарии есть небольшой участок дороги в Варне на В Германии - в порту Засниц. Ширина колеи жд в Китае на с Россией также имеет соответствующий размер. В КНДР в 2011 году восстановили участок на пограничном переходе Хасан - Туманган. Румыния имеет линию, которая соединяет металлургический комбинат и Молдову. Также такие короткие пути имеются в Словакии, Швеции, Иране.

Несмотря на то что ширина колеи жд в Европе отличается от наших параметров, участки с российской колеей позволяют сэкономить средства при частой транспортировке грузов с заводов, комбинатов и при большом стабильном пассажиропотоке.

Применение узкой колеи

Когда только начинали прокладывать рельсы, в Англии появилась дорога с колеей в 590 мм. Потом такое железнодорожное полотно стелили во Франции, Бельгии, странах Скандинавии. В России также была введена узкоколейка (в 1871 году).

В некоторых странах такие дороги до сих пор используются. Так, например, в Капской колонии их протяженность настолько велика (112 тысяч километров), что они остались неизменными. Дорога так и называется - «Капская колея», её ширина - 1067 мм.

В странах ЮАР и центральной Африки, на Филиппинах, в Новой Зеландии, в части Японии и Австралии также есть такие узкие ж/д дороги. Ширина жд колеи на Сахалине также имела размер 1067 мм. С 2004 года ОАО «РЖД» проводит реконструкцию для повышения объемов грузопотока.

В Японии для высокоскоростных поездов строят магистрали с расстоянием между рельсами в 1435 мм.

Ширина колеи жд в России на границе с Польшей и до Калининграда такая же. Сейчас на Южном вокзале этого города обустроено несколько таких путей.

В СССР использовалась также колея шириной 750 мм. Эти пути занимали второе место по популярности и использовались до 1980 года. В настоящее время их либо перешили под общепринятый стандарт, либо просто закрыли.

В некоторых европейских странах использовали 1000-мм пути.

Недостатки узкоколеек

Узкая колея всегда выбиралась из соображений экономии. По ним могли свободно передвигаться только легкие составы. Это способствовало удешевлению сооружения ж/д-полотен. Вычисления показали, что дорога в Фестиньоге стоила бы в три раза дороже, если бы имела нормальную колею.

К сожалению, такая ширина не позволяла удовлетворять все потребности. В конце 19 века страны начали активно переходить на большие размеры.

Несмотря на уверенность сторонников узкоколейки и их желание доказать целесообразность и практичность таких полотен, эти взгляды не были приняты большинством. И 1435-миллиметровые пути распространялись с огромной скоростью на дорогах различного значения.

Сейчас узкие колеи используются для промышленных перевозок внутри крупных заводов и комбинатов, для туристических маршрутов, в шахтах, на некоторых линиях внутри страны для перевозки пассажиров.

Немного статистики и курьезы

Дороги с колеей в 1435 мм являются самыми распространенными. Их доля составляет 75 % от всех ж/д путей. Более широкие варьируются в пределах 11 %, а узкоколейки - 14 %.

Протяженность ж/д путей во всем мире - 1,2 млн км. Больше всего дорог проложено в США (почти 240 тысяч км). На втором месте Канада (90 тысяч км). Третье место принадлежит России (86 тысяч км).

Самой узкой шириной колеи (0 мм) может похвастать часть ж/д дороги в Германии, где использовалась одна рельса. Этот путь носил экспериментальный характер.

Самая широкая колея жд пути (3000 мм) предлагалась генеральным штабом Гитлера для того, чтобы вывозить из оккупированной Украины и других стран Европы сырье и материалы. Победа над фашистами сделала этот план невозможным. Трехметровая ширина жд колеи в Украине осталась только на бумаге.

Самые распространенные колеи

Ширина колеи (мм)	Протяженность (км)	Название дороги	Страны, где используется
1676	42300	Индийская	Индия, Чили, Пакистан, Аргентина
1668	14300	Иберийская	Испания и Португалия
1600	9800	Ирландская	Ирландия, Бразилия и Австралия (частично)
1524	7000	Русская	Эстония и Финляндия
1520	220000	Русская	в странах СНГ, Литва, Латвия, Эстония, Монголия (частично)
1435	720000	Европейская	Европа, Канада, США, Китай, Австралия, Корея, Северная Африка, Ближний Восток, Куба, Панама, Мексика, Венесуэла, Перу, Уругвай
1067	112000	Капская	Южная Япония, Индонезия, Тайвань, Новая Зеландия, Австралия, Сахалин (Россия)
1000	95000	Метровая	Азия (юго-восток), Индия, Боливия, Бразилия, Уганда, Чили, Кения

Трудности использования колеи с разной шириной

Использование полотен с различной шириной колеи в разных странах мира создает целый ряд неудобств при транспортировке грузов и перевозке пассажиров. На месте «встречи» таких путей приходится пересаживать людей (перемещать товар). Также используется технология перестановки вагонов на другие тележки.

Ширина жд колеи в России и Европе отличается на 85 мм. Поэтому все пересечения границы связаны с дополнительными трудностями. Самые используемые стандарты - это европейская и русская колеи.

Самое большое количество стыковочных пунктов (15 штук) сосредоточено на приграничных территориях с Украиной. Это узлы в Польше, Словакии, Венгрии и Румынии. Ширина колеи ЖД в России и Украине одинакова. Тем не менее, все вагоны приходится переставлять. Эта операция занимает не меньше двух часов для пассажирского транспорта. Грузовой состав может стоять неделями в очереди для совершения перестановки.

Еще в 1968 году была разработана технология автоматического изменения ширины колеи. Это происходит на небольшой скорости без участия работников железнодорожных путей.

Конечно, учитывая все эти факторы, многие предпочитают отправлять свои товары морем. полностью загружены. Представители европейских железнодорожных компаний и руководство российской железной дороги постоянно обсуждают возможность усовершенствования стыковки путей в автоматическом режиме.

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

Ширина колеи железной дороги в России имела в разные времена и на разных путях различные параметры данного показателя. Так первая российская железная дорога, соединяющая Царскосельский вокзал города Санкт-Петербурга, Царское Село и Павловское, была запущена в эксплуатацию в 1837 году. Носила название Царскосельского пути. Ширина рельсовой колеи той поры равнялась значению - 1829 мм. Но уже в 1851 году Россия торжественно открывает Перетербурго-Московскую железную дорогу. После смерти императора Николая Первого в 1855 году, ветка пути становится Николаевской. Как правило, после свершения революции в России начинают переименовывать всё и вся. Не избежала данной участи и Николаевская дорога, начиная с 1923 года, во всех документах она проходит уже, как Октябрьская. Сообщение по ней осуществлялось между Москвой и Санкт-Петербургом, параметр ширины рельсовой колеи равен 1524 мм, отличаясь от значительной части европейских стран, порядка 60 % от общего числа государств в большую сторону на 89 мм. Но, несмотря на все эти описанные различия, данный размер ширины колеи железной дороги на долгие годы в Российской империи и в СССР становится тем самым пресловутым стандартом.

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.

Что касается ширины рельсовой колеи, то к этому стандарту инженеры обратились из-за экономии, учитывая опыт строительства Царскосельской дороги, а также строительный опыт американских инженеров по созданию железнодорожных путей. Чем шире колея, тем больше потребуется денежных ассигнований. В действительности споров о ширине рельсовой колеи вначале проектирования было очень много. На этом настаивал в своё время американский инженер Уистлер. Европейская колея с размером - 1435 мм российскими спецами была отвергнута по причине отсутствия необходимого уровня устойчивости, а главное, невозможности развивать высокую скорость, а какой же русский человек не любит прокатится с ветерком. Имелись по этому поводу и соображения оборонительного характера. Тогда считалось, что наступающий неприятель не сможет воспользоваться русской железной дорогой из-за разницы в её ширине. Что в большей степени и подтвердилось при ведении военных действий вражескими войсками на территории нашего государства в период первых двух мировых войн. Любители легенд свидетельствуют, что спорам о ширине рельсовой колеи положил конец Николай Первый, ответив на вопрос инженеров о возможности выбора ширины дороги относительно европейского или американского параметра. Решение императора было быстрым, кратким и лаконичным: «Шире американской не надо - дорого, меньше европейского стандарта не следует, рассчитывайте на размер русской телеги.» Что и было создано, в обличии русского стандарта, равного - 1524 мм. Несмотря на то, что это всего лишь легенда, но она родилась на реальных событиях. Ширину колеи российского стандарта применяют В Монголии и по сегодняшний день в Финляндии. Начиная с мая 1970 года, на железной дороге России применяется рельсовая колея с шириной, равная - 1520 мм. Поскольку разница с предыдущим стандартом является незначительной, всего четыре миллиметра, то подвижной состав не подвергался переоборудованию. Однако уже в то время начавшийся переходный период показал, что наши железные дороги сталкивались с серьёзными проблемами, поскольку на подвижном составе, у колёсных пар начался резкий рост износа. До сегодняшнего учёные так и не определили точной взаимосвязи колёсного гребня колёсной пары и рельсовой шириной железной дороги.

Узкая колея

Железная дорога с узкой колеёй может обладать следующими параметрами, например, декавилевскую колею создали во Франции, её ширина равна значению - 500 мм, строилась она первоначально в сельских районах. Проект создавался французским инженером Полем Декавилем. Поскольку он был выходцем из сельской местности, то и приложил свои руки для облегчения крестьянского труда. Основу такой дороги составляли рельсошпальные решётки с металлическими элементами. В вагонетках по таким путям перевозили вручную урожай свёклы. В последующем система модернизировалась и имела широкое применение на полях сражений, во внутренних помещениях оборонительных сооружений доставлялись снаряды непосредственно к орудиям. Горная промышленность Европы тоже использовала подобную колею, перевозя добытую руду. Тяговая сила таких дорог начинала свою модернизацию с гужевой тяги. В Российской империи возможности применения декавилевской колеи было опробовано инженером путей сообщения М. С. Волковым.

Возможности узкоколейных дорог с шириной - 600 мм или 1200 мм нашли своё применение на гражданских или военных объектах. Российские узкоколейные железные дороги имели ширину путей, равную - 750 мм. Все республики Прибалтики тоже применяли подобную ширину колеи на своих предприятиях и сооружениях. Эстония стала использовать такую колею с 1896 года, первый путь соединил города Валга и Пярну. В начале двадцатого столетия ветка с узкой колеёй появилась и в таллиннском порту. В последующем были налажены сообщения с районами Украины и СССР. В Эстонии и по сей день функционирует депо, которое обслуживало составы, работающие на дорогах с узкой колеёй. Сегодня это предприятие обслуживает дизельные составы и обычные локомотивы.

Трамвайная

Трамвайные пути в различных российских городах имеют и разную ширину. Так, в Ростове-на-Дону ширина трамвайных путей равна размеру стандарта европейских железнодорожных путей - 1435 мм. Такие города, как Пятигорск или Калининград применяют трамвайные пути с шириной – 1067 мм. Такая же ширина путей в эстонском Таллине. В германском городе Лейпциге ширина трамвайной колеи равна – 1458 мм, а в Дрездене – 1458 мм. Сегодня на российской территории сохранена пятигорская и калининградская система.

Метро

В российском метрополитене используется такая же ширина путевой колеи, как и на железной дороге в нашем государстве.

Ширина колеи в разных странах

В 1830 году открывается железная дорога по маршруту Манчестер – Ливерпуль, одним из авторов проекта являлся английский инженер Джордж Стефенсон. Размер ширины рельсовой колеи был равен - 1435 мм, что составляло в английских мерах: четыре фута и восемь с половиной дюймов. По истечению шестнадцати лет, указанная ширина колеи становится европейским стандартом. Эта же колея была установлена на железных дорогах в США, в 60 % части европейских стран и в Китае.

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.

Согласно решению английского парламента, обоснованного по результатам работы специальной парламентской комиссии, эталоном размера ширины рельсовых путей на территории Великобритании становится показатель, равный значению - 1435 мм, и с той поры должен устанавливаться на всех строящихся железнодорожных путях. Дороги, которые не соответствовали принятому стандарту подлежали реконструкции. Интересен и тот факт, что нарушители того принятого закона, полежали штрафу в размере десяти фунтов стерлингов за каждый день существования, каждой обнаруженной сухопутной мили нестандартной дороги.

На этом история создания сверх широкой рельсовой колеи не заканчивается. В 30-х годах. 20 столетия, специалистами третьего рейха была предпринята попытка по разработке сверх ширококолейной скоростной железной дороги, носящей название «Breitspurbahn», ширина её колеи равнялась - 3000 мм. Строительство данной сети дорог планировалось на европейском и в последующем на азиатском континенте. Замысел авторов проекта заключался в связывании территорий Индии и Японии со всей Европой. Для наглядной демонстрации был построен небольшой участок дороги. Инженеры трудились над созданием принципиально нового типа вагонов, тепловозов и паровозов. Осуществить проект не удалось.

В 2001 году в виде горной фуникулёрной дороги для осуществления подъёма горных лыжников была создана «Cairngorm Mountain Railway», её ширина равна – 2000 мм. В Нидерландах такая дорога имела колею, равную - 1945 мм. В Англии максимальное значение ширины достигло - 1880 мм. Максимальная ширина колеи первой российской Царскосельской железной дороги составила - 1829 мм, на территории Франции данный показатель достиг значения – 1750 мм.

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.

Реборда - от французского слова «reborde» - «гребень», несколько выступающая часть конструкции колеса или шкива, предназначенная для удержания движения колеса или троса в заданном направлении. Расстояние между наружными кромками реборды у железнодорожных колёсных пар соответствует такому параметру как колея железной дороги.

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 .

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.

При этом многие из этих специалистов считают, что увеличение такого параметра как колея железной дороги до величины 51/2" или даже до 6", имело бы хоть какое-то экономически целесообразное обоснование. Ведь более широкая колея железной дороги дала бы возможность более рациональное размещение механизмов парового локомотива, в частности при той же его длине можно было существенно увеличить объём парового котла. Не говоря уже о большей устойчивости подвижного состава и реальной возможности увеличения скорости движения, в тех же грузовых или пассажирских вагонах, возможно, было бы большего количества грузов. Здесь достаточно вспомнить довольно амбициозный проект начала 30 - х годов разрабатывавшийся в Германии «Breitspurbahn», где колея железной дороги составляла не много не мало, а 3000 миллиметров. И это были не только фантазии немецких конструкторов по созданию трансконтинентальной железной дороги начинавшейся в столице Третьего рейха и пересекавшей всю Европу и Азию с целью соединить Берлин с Японией и Индией.

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.

Трамвайный путь представляет собой инженерное со­оружение, включающее конструктивные элементы: верхнее строение, основание или нижнее строение, земляное полотно, а также водоот­водные сооружения и дорожное покрытие. Возведение трамвайного пути начинают с подготовки земляного полотна, которое выполняют в виде продольного котлована при размещении пути на проезжей час­ти улиц, или насыпей и выемок при размещении пути на обособлен­ном полотне. На земляное полотно укладывают основание, состоящее из подрельсовых опор и балласта. Подрельсовые опоры выполняют из шпал, продольных лежней или рамных конструкций. В качестве мате­риалов для балласта применяют песок, щебень или гравий. Верхнее строение пути составляют рельсы, специальные части (стрелочные переводы, крестовины и пересечения), скрепления, служащие для со­единения рельсов с подрельсовыми опорами (подкладки, накладки, костыли, болты, шурупы, стяжки и пр.), электросоединения. Водоот­водные сооружения служат для удаления дождевых и грунтовых вод. Дорожное покрытие укладывают в междупутье и снаружи рельсов при расположении трамвайного пути на проезжей части улиц. Дорожное покрытие выполняют из асфальтобетона, железобетонных плит, бу­лыжника или брусчатки.

В плане улицы относительно ее оси трамвайные пути размещают по центру проезжей части, а при наличии бульвара по его краям. На улицах с односторонним движением, крупных магистралях и набе­режных трамвайные пути укладывают вдоль одной стороны проезжей части. Предпочтительно укладывать трамвайные пути на изолирован­ном от прочего дорожного движения полотне, что не всегда удается сделать из-за отсутствия свободных земель. В городах Волгограде, Усть-Илимске, Ижевске и Старом Осколе сооружены линии скорост­ного трамвая, проходящие, в основном, по изолированному полотну и имеющие искусственные сооружения (путепроводы, тоннели) на пересечениях с транспортными потоками. Скоростной трамвай весь­ма эффективен, поскольку при умеренных затратах и непродолжи­тельных строительных работах по скорости и провозной способности он приближается к метрополитену.

Трамвайные пути по назначению подразделяют на эксплуатаци­онные (по этим путям проходят трамвайные маршруты), временные (укладывают на период проведения ремонтных работ) и служебные (пути на территориях трамвайных депо и соединительные пути между депо и эксплуатационными путями). Эксплуатационные пути выпол­няют, как правило, двухпутными. Однопутные эксплуатационные пу­ти укладывают в тесных местах, где невозможно организовать двух­путное движение.

Основным конструктивным размером рельсового пути является ширина колеи, измеряемая расстоянием между рабочими гранями го­ловок рельсов перпендикулярно продольной оси пути. На прямых участках нормальная ширина колеи равна 1524 мм (соответствует рос­сийскому стандарту железнодорожной колеи). Для обеспечения дви­жения вагонов на кривых ширина колеи несколько увеличивается со­образно с радиусом кривой. На двухпутных участках необходимо обеспечить разъезд встречных вагонов, для чего выдерживают опреде­ленный размер междупутья, обусловленный габаритной шириной ва­гонов (2600 мм) и нормальным зазором между их бортами (600 мм). При отсутствии на междупутье центральных опор для контактных проводов минимальная ширина междупутья на прямых составляет 3200 мм (нормальную ширину междупутья с запасом принимают рав­ной 3550 мм; в Москве междупутье принято проектировать равным 3424 мм, в Санкт-Петербурге - 3758 мм), а при наличии таких опор -3550 мм. При этом фактическую ширину междупутья отсчитывают между осями параллельных путей. В эксплуатационной практике для упрощения замеров ширину междупутья измеряют между рабочими гранями внутренних рельсов, что меньше указанных стандартных раз­меров на ширину колеи 1524 мм, откуда минимальная ширина между­путья при упрощенном определении составляет минимум 1676 мм, а нормально - 2026 мм.

В общем случае ширина, м, трамвайного полотна на прямых уча­стках в зависимости от типа полотна должна соответствовать следую­щим нормативам:,

Двухколейный путь на обособленном полотне с посадочными

площадками и полосами озеленения между путями и проезжей частью улиц….. 9,60

Двухколейный путь на обособленном полотне без

Посадочных площадок с центральной подвеской контактного провода……… 7,35

То же, с поперечной подвеской......................................... ……………………….. 7,00

Двухколейный путь в одном уровне с проезжей частью улицы ………………… 6,60

Одноколейный путь в одном уровне с проезжей частью улицы…………………... 3,40

То же, на обособленном полотне....................................... ………………………….3,80

Поскольку трамвайный вагон лишен возможности маневра относительно оси пути, в эксплуатации важно обеспечить нормальное удаление от вагона различных предметов. Нормы таких удалений задаются габаритом приближения строений (рис.), представляющим пре­дельное очертание контура в вертикальной плоскости, перпендикуляр­ной продольной оси пути, внутрь которого не должны заходить располо­женные вдоль пути сооружения, здания и иные предметы. Такой габарит определяется на основе габарита вагона трамвая, представляющего ана­логичный по построению контур, в котором должен помещаться ис­правный вагон (с учетом его возможного раскачивания на рессорах при движении). Проверку выдерживания габарита приближения строений производят в движении с использованием макета контура, размещаемого на специальном служебном вагоне трамвая.

Рис. Габарит приближения строений (сооружений) к трамвайному пути: 1 и 2 - соответственно максимальная и минимальная высоты подвеса контактно­го провода; 3 - расстояние до ограды бульвара; 4- расстояние до границы тро­туара; 5- расстояние до нежилых постро­ек, сооружений, заборов и т.п.; 6- рассто­яние до внешней поверхности зданий

Расположение трамвайного пути относительно улицы опре­деляют его планом, продольным и поперечным профилями.

В плане трамвайные пути выполняют из прямых или кри­вых участков и узлов (соедине­ний, пересечений, сплетений, конечных пунктов). Чертежи трамвайных путей в плане вы­полняют в масштабах 1:500, 1:1000, 1:2000 с указанием кон­туров рельсов и всех близко рас­положенных сооружений по трассе (с обозначением их уда­ления от оси пути).

Кривые участки пути по радиусу в плане подразделяют на малые, радиусом 20-75 м; средние - 76-200 м и большие - свыше 200 м. Как исключение допускается уменьшение радиуса в стесненных условиях до 18 м. Максимальный радиус кривой 2000 м. Минимальная длина дуги составляет 8 м. Для предотвращения сильных толчков при пере­ходе вагона в движении с прямого на кривой участок предусматрива­ют переходные кривые, плавно «переводящие» прямую линию в дугу постоянного радиуса: при радиусе кривой до 50 м - с начальным ра­диусом 210 м; при радиусе 50-75 м - с начальным радиусом 420 м (рис.).

Узлы трамвайных линий (рис.) выполняют из сочетания эле­ментов нормального (прямого) пути и специальных частей пути - стрелочных переводов, крестовин, пересечений и др. В целях унифи­кации специальных частей кривые перевода равны 20 м, 30 м или 50 м. Стрелочные переводы подразделяют на левые (ответвление на­правляется влево, если смотреть на прямой путь в противошерстном направлении стрелки), правые и симметричные (расходятся вправо и влево по дугам). Пересечения подразделяют на прямые (под пря­мым углом), косые (угол менее 90°), одиночной кривизны (один из путей в месте пересечения проходит по дуге), двойной кривизны (оба пути проходят по дуге). Стрелки переключаются электромагни­тами. При необходимости допускаются пересечения трамвайных пу­тей только со второстепенными железнодорожными путями под уг­лом не менее 45° по согласованию с владельцами этих железнодорожных путей и при обеспечении достаточной видимости и оборудования места пересечения шлагбаумами. В узких проездах, на мостах распо­лагают сплетения двойного пути, при которых внутренние рельсы пересекаются.

На концах трамвайных линий устраивают оборотные петли ра­диусом 20-50 м, предназначенные для перевода вагонов с одного направления движения на обратное (рис.). При нескольких марш­рутах, особенно с различными интервалами движения, петли выпол­няют многопутными. Это обеспечивает независимое отправление в рейс трамвайных вагонов каждого из маршрутов. Когда по планиро­вочным условиям невозможно соорудить петлю, используют треу­гольник, недостатком которого является необходимость движения вагонов задним ходом при маневрировании. Для от­стоя трамвайных вагонов на конечных пунктах в до­полнение к петлям устра­ивают тупики. В исключи­тельных случаях конечные пункты могут быть тупи­ковыми, однако это требу­ет оборудования каждой единицы подвижного со­става двумя кабинами для водителя и наличия пасса­жирских дверей по обоим бортам трамвая.

Рис. Геометрия элементов переходных кривых рельсового пути трамвая с начальными радиусами 210 м (а) и 420 м (б)

В трамвайных депо (см. подразд. 4.4) рельсо­вые пути имеют множество разветвлений, что позво­ляет компактно хранить вагоны и перемещать их на посты обслуживания и ре­монта. Пути заезда и выез­да из трамвайного депо разделяют. Предусматри­вают запасные пути заезда и выезда для избежания возможных непредвиден­ных заторов в движении.

В одном или нескольких местах трамвайного пути производят его сопряжение (гейт) с железнодорожными путями, позволяющее доставлять в трамвайные предприятия различные материально-тех­нические ресурсы, поступающие по железной дороге, в том числе передавать вагоны трамвая, рельсы и другие крупногабаритные предметы.

Продольный профиль трамвайного пути проектируют в соответ­ствии с аналогичным профилем улицы. Продольные уклоны не должны превышать: для одиночных вагонов 90 %о, для двухвагонных поездов - 80 %о, а трехвагонных - 60 %о. В исключительных случаях допускается увеличение указанных уклонов на 10 %о. В таких случа­ях перед участком с повышенным уклоном предусматривают техниче­скую остановку для проверки исправности тормозов и медленного въезда на уклон. Узлы и их специальные части для безопасности дви­жения проектируют на уклонах не свыше 40 %о. Перед пересечениями устраивают горизонтальные площадки, или участки с уклоном не бо­лее 2,5 %о длиной не менее 15 м вне сопрягающей вертикальной кри­вой. Два смежных участка с разностью уклонов более 7 %о сопрягают в вертикальной плоскости кривыми радиусом 500-2000 м.

Рис. Трамвайные узлы: а - одиночные стрелочные пе­реводы; б - одноколейные от­ветвления; в - двухколейные ответвления; г - пересечение одиночного пути; д - пересе­чение двойного пути с одиноч­ным; е - пересечения двойного пути; ж - двойные переводы

Между вер­тикальными кривыми, изогнутыми в разные стороны, предусматри­вают прямую вставку длиной 7 м. Прямая вставка такой же длины предусматривается между стрелочными переводами, направленными

В разные стороны (для линий скоростного трамвая эта вставка должна быть не менее 10 м). Между смежными точками перелома продольно­го профиля должен быть участок не менее 20 м. На подходах к искус­ственным сооружениям (мост, тоннель) перелом профиля должен от­стоять от начала пролетного строения не менее чем на 5 м.

Рис. Некоторые варианты выполнения оборотных пунктов трамвайного пути: а - тупиковый; б - треугольник; в - кольцо; г - кольцо с тупиком; д - петля; е - петля с двумя тупиками; ж - двойное кольцо; з - тройная петля

Поперечный профиль трамвайного пути при расположении на оси проезжей части выполняют таким образом, чтобы головка право­го рельса была расположена на 10 мм ниже головки левого рельса (по­перечный уклон 6,7 %о), что обеспечивает сток дождевых вод с проез­жей части. Однако на прямых участках без дорожного покрытия и в зоне размещения специальных частей головки рельсов должны быть расположены в одном уровне. На кривых в плане наружный относи­тельно центра поворота рельс располагают над внутренним рельсом на следующем возвышении, мм, с учетом радиуса кривой, м:

Обычные Тяжелые участки в одном Тяжелые участки

участки уровне с проездом на обособленном полотне

До 50 70 100 150

51 – 100 70 80 120

101 – 250 50 60 90

251 – 500 40 40 40

501 – 1000 30 30 30

При расположении на проезжей части улиц головки рельсов трамвайного пути на прямых участках располагают в одном уровне с покрытием проезжей части. На обособленном трамвайном полотне го­ловки рельсов выступают на 150-250 мм над уровнем поверхности.

Для водоотвода на прямых участках трамвайного пути, на кривых участках с вогнутыми переломами не менее чем через каждые 200-250 м располагают водоотводные коробки. Коробки устанавли­вают под отверстиями, просверленными в желобах рельсов. Такие же коробки устанавливают под стрелочными переводами. Вдоль всей ли­нии устраивают дренаж для отвода воды, проникшей в основание пу­ти. Дренаж можно не устраивать в песчаных грунтах и на уклонах бо­лее 35 %о.

Остановочные пункты трамвайных маршрутов должны распола­гаться вне зоны нахождения специальных, частей пути и секционных изоляторов контактной сети

Для трамвайного пути используют специальные трамвайные или железнодорожные рельсы. Трамвайные рельсы отличаются наличием желоба и имеют буквенное обозначение Тв, после которого указыва­ют удельную массу рельса (в кг/м). Рельсы Тв-60 используют для пря­мых участков пути, а Тв-65 (усиленные) для кривых. На обособленных участках при отсутствии дорожного покрытия применяют железнодо­рожные рельсы Р-43. Рельсы выпускаются длиной 12,5 и 25 м. Перед укладкой на кривых рельсы согласно теоретическому чертежу подвер­гают гибке на специальных станках. Заменяют рельсы по мере их фи­зического износа. Излом рельса трамвайного пути относительно ре­док из-за невысоких эксплуатационных нагрузок.

Техническое обслуживание, профилактические осмотры и текущий ремонт трамвайного пути возлагают на службу пути. В городах, имею­щих одно трамвайное или троллейбусно-трамвайное предприятие, служба пути создается на правах структурного подразделения такого предприятия. При наличии нескольких трамвайных депо функции службы пути могут быть переданы специализированному унитарному предприятию по содержанию пути. В организационном и пространст­венном отношении путевое хозяйство трамвая подразделяют на дис­танции пути. За каждой дистанцией, представляющей производствен­ное подразделение, закрепляют трамвайные пути и производственно-технологическое оборудование. Пути дистанции разделяют на участки или околотки, обслуживаемые бригадами рабочих.

Отказы в путевом хозяйстве приводят, как правило, к прекраще­нию движения на маршрутах, проходящих по соответствующему уча­стку. Поэтому для оперативного проведения ремонта в дистанции пу­ти организуют дежурство аварийных бригад путевых рабочих. Наибо­лее частым нарушением в путевом хозяйстве является сход вагонов с рельсов. Для постановки вагона на рельсы применяют домкраты и другое специальное оборудование.

Соответствие пути предъявляемым техническим требованиям контролируют ручными приспособлениями и с помощью измери­тельной и записывающей аппаратуры, установленной на путеизмери­тельных вагонах. Укладку и ремонт пути производят с использовани­ем дорожно-строительной техники и специальных вагонов.

От снега и мусора пути очищают с использованием специальных вагонов, оснащенных плужными очистителями, шнеками и подметальными щетками барабанного типа с механическим приводом. Применяют также уборочную технику на автомобильном шасси (ком­бинированные уборочно-моечные машины, используемые в комму­нальном хозяйстве). На продольных уклонах для предотвращения скольжения вагонов по рельсам юзом применяют посыпку песком. Запас песка содержат в ящиках на конечных станциях маршрутов и на трассе маршрутов перед началом участков с крутыми продольными уклонами. Для предотвращения обмерзания льдом подвижных частей стрелочных переводов, пересечений и крестовин используют местный обогрев.

Лекция: Энергохозяйство

Энергетическое хозяйство (энергохозяйство) ГПТ представляет собой комплекс технических средств, обеспечивающих подвижной состав энергией на тягу и вспомогательные нужды. Состав и структура энергохозяйства, а также управление им существенно за­висят от вида используемой энергии.

Автобусы используют моторное топливо, основным видом кото­рого является дизельное топливо, различающееся в зависимости от фракционного состава на летнее (Л), зимнее (3) и арктическое (А). Летнее дизельное топливо используют при температуре окружаю­щего воздуха выше 0 °С, зимнее - при температуре до -20 °С, арк­тическое - до -50 °С. Некоторые автобусы, преимущественно осо­бо малого и малого классов по пассажировместимости, работают на бензине. Бензин различается по маркам в соответствии с октано­вым числом, а также бывает летний и зимний. Марки бензина А-76, А-91, АИ-93 и АИ-95, установленные отмененным ГОСТ 2084-77, еще применяются, и параллельно осуществляется переход на марки бензина по новому ГОСТ Р 51105-97, разработанному в соответст­вии с европейскими требованиями к качеству и экологичности топ­лива: АИ-80 (Normal), АИ-91 (Regular), АИ-95 (Premium) и АИ-98 (Super). Подготовлен перспективный ГОСТ Р 51866-2002.

Для повышения октанового числа ранее широко использовали специальные присадки к бензину, являющиеся сильными ядами (на­пример, тетраэтилсвинец - этилированные бензины). Поэтому такой бензин окрашивали путем добавления специальных красителей. В настоящее время производство этилированных бензинов запрещено. Наибольшую топливную экономичность и минимум экологического ущерба обеспечивает использование в качестве моторного топлива га­за. Для работы на газе может быть приспособлен любой бензиновый двигатель. Газовое топливо подразделяют на сжатый природный газ (основной компонент метан) и сжиженный нефтяной газ (смесь про­пана или пропилена с бутаном или бутиленом при добавлении не­большого количество метана, этана или этилена). Запас хода город­ского автобуса на сжатом газе меньше, чем на сжиженном, но доста­точен для работы целый день без дозаправки. Сжиженный газ марки СПБТЛ применяют летом, а СПБТЗ - зимой.

Заправка автобусов дизельным топливом и бензином осуществля­ется на автомобильных заправочных станциях (АЗС), сжатым природ­ным газом - на автомобильных газокомпрессорных станциях (АГКС), а заправка сжиженным газом - на автомобильных газона­полнительных станциях (АГНС). Указанные заправочные станции эксплуатируются организациями и предпринимателями, экономиче­ски и организационно обособленными от организаций ГПТ. По дей­ствующему порядку заправка моторным топливом маршрутных авто­бусов осуществляется вне общей очереди. Для обеспечения ритмич­ности работы при составлении расписаний движения автобусов по маршрутам предусматриваются заправочные рейсы. График таких рейсов согласуют с руководителями соответствующих АЗС, АГКС и АГНС. При большом числе эксплуатируемых автобусов становится экономически выгодным сооружение в АТО собственного заправоч­ного комплекса. Это позволяет оплачивать моторное топливо по оп­товым ценам и продавать его на сторону в качестве источника допол­нительных доходов. Сооружение такого заправочного комплекса возможно при наличии соответствующей пригодной для этого тер­ритории и получении необходимых разрешений. В качестве пер­спективного моторного топлива в настоящее время рассматривается вода, из которой возможно извлечение водорода посредством топ­ливных элементов.

Энергоснабжение подвижного состава ГНЭТ (рис.) осуществ­ляется посредством передачи электроэнергии на борт транспортного средства по контактным проводам, расположенным вдоль трассы маршрутов. К контактным проводам электроэнергия подводится силовыми кабелями от тяговых подстанций. Тяговые подстанции служат для получения постоянного тока и питаются электроэнергией от общегосударственной энергосистемы.

Напряжение в контактной сети троллейбуса составляет 550+1™ В постоянного тока с минусом на левом проводе по ходу троллейбуса. В трамвайной контактной сети используется такое же напряжение с плюсовой полярностью контактного провода. Электрический ток по­ступает на плюсовой контактный провод троллейбуса и далее через токосъемник и штангу подается на тяговый двигатель, а также исполь­зуется для питания вспомогательных электроустановок троллейбуса. Возврат тока на тяговую подстанцию осуществляется в обратном по­рядке через другой контактный провод.

Металлические части кузова троллейбуса не заземлены, в связи с чем должны быть надежно изоли­рованы от сетей, электрически связанных с контактными проводами. Для питания тягового двигателя и вспомогательных агрегатов трамвайного вагона электроэнергия поступает из контактного провода на токоприемник пантографного типа.

Рис. Схемы энергоснабжения ГПТ и отвода блуждающих токов: а - энергоснабжение трамвая; б - энергоснабжение троллейбуса; в - схема про­хождения блуждающих токов; 1-ввод высокого напряжения; 2- тяговая подстан­ция; 3 - питающий кабель; 4 - отсасывающий кабель; 5 - контактные провода; 6- рельсовый путь; 7- транспортное средство ГНЭТ; 8- подземные металличес­кие конструкции (трубопроводы, арматура и пр.); I-III соответственно катодная, нейтральная и анодная зоны

Пантографы обеспечивают на­дежный прижим токосъемника к контактному проводу на скоростях свыше 50 км/ч. Далее, пройдя через электродвигатель, ток поступает на корпус вагона и уходит в электрически связанный с корпусом рель­совый путь. Рельсовый путь заземлен, что обеспечивает электробезо­пасность. Таким образом, рельсовый путь служит отрицательным проводником. Однако использовать рельсовый путь для непосредст­венного возврата тока на тяговую подстанцию нельзя по причинам высокого переходного сопротивления в участках рельсового пути и возникновения блуждающих токов (см. далее). Поэтому с рельсами электрически соединяют отсасывающие кабели, по которым ток воз­вращается на тяговую подстанцию.

На тяговые подстанции по основному и резервному вводу подает­ся переменный трехфазный электрический ток напряжением 6-10 кВ. Понижающие трансформаторы снижают напряжение до 600 В и питают тиристорные выпрямители. Выпрямители преобразу­ют переменный ток в постоянный. На тяговой подстанции имеется несколько трансформаторов и выпрямителей, что обеспечивает на­дежную работу при отказах части оборудования. Коммутация элект­рических цепей на подстанции обеспечивается распределительными устройствами. Для собственных нужд подстанции (освещение, пита­ние электроинструмента и пр.) имеются трансформаторы, понижаю­щие напряжение до 380/220 В переменного тока. Современные тяго­вые подстанции работают автоматически или имеют телемеханичес­кое управление.

Систему электропитания организуют по централизованному или децентрализованному принципам. При централизованном принципе обслуживаемую городскую территорию разделяют на отдельные зоны радиусом 1,5-3,5 км. Примерно в центре зоны сооружают тяговую подстанцию. Эта подстанция соединяется кабельной сетью с различ­ными участками трамвайных и троллейбусных маршрутов, проходя­щих в пределах зоны. Электрическую мощность подстанции опреде­ляют исходя из возможного числа троллейбусов и вагонов трамвая, одновременно работающих в пределах соответствующей зоны. Для вылетных линий трамвая и троллейбуса, когда движение осуще­ствляется по достаточно протяженным участкам пути, проходящего вдали от прочих маршрутов, используют децентрализованный прин­цип размещения тяговых подстанций вдоль маршрута примерно через каждые 1-1,5 км. Такие подстанции имеют меньшую электрическую мощность и располагаются вблизи контактной сети, что позволяет сделать кабельные линии предельно короткими. Децентрализованные тяговые подстанции целесообразно располагать у стыка двух участков контактной сети, что позволяет подавать электроэнергию на оба таких участка от одной подстанции.

Кабельные линии, соединяющие тяговые подстанции с кон­тактной сетью, располагают преимущественно под землей в тран­шеях (заглубленных от поверхности не менее чем на 700 мм), трубах или коллекторах. В питающей и отсасывающей сетях используют кабели сечением 120-500 мм 2 на напряжение до 1 кВ с дополни­тельными контрольными жилами для передачи сигналов управле­ния. Для питающих тяговые подстанции силовых вводов использу­ют трехжильные бронированные кабели на напряжение 1-10 кВ се­чением каждой жилы 35-240 мм 2 . Как правило, кабельные линии прокладывают у тротуаров вдоль опор контактной сети не ближе 0,6 м от линии застройки.

Контактная сеть состоит из контактных проводов, поперечных и продольных проволочных и тросовых подвесок, соединенных с кон­тактными проводами через двойные изоляторы, опор с поперечина­ми, крепежной арматуры, натяжных устройств и специальных частей, обеспечивающих прохождение токоприемников подвижного состава в ответвлениях, на пересечениях и в местах секционирования элект­ропитания.

В качестве опор для контактной сети используют железобетонные или металлические столбы, как правило, одновременно служащие для размещения арматуры уличного освещения. При близко расположен­ных зданиях для крепления подвески контактных проводов используют анкерные заделки, вмонтированные в стены зданий.

Нормальное расстояние между контактными проводами трол­лейбуса составляет 520 мм. Давление токоприемника на контакт­ный провод должно составлять для троллейбуса до 120 Н, для трам­вая до 80 Н. :

Для равномерного изнашивания токоприемника трамвайного пантографа контактный провод на прямых участках подвешивают зигзагообразно в горизонтальной плоскости с отклонениями от оси пути на 250-350 мм. Такое расположение контактного провода обес­печивает поочередное включение в работу различных мест контакт­ной вставки трамвайного пантографа и не дает ей сильно нагреваться из-за трения о провод. Высота подвеса контактного провода над уров­нем головки рельса или проезжей части должна находиться в пределах 5500-6300 мм и может быть уменьше­на под мостами и путепроводами до 4200 мм. В местах пересечения с же­лезнодорожными путями высота под­веса контактных проводов не должна быть менее 5750 мм.

Для эксплуатационных линий применяют контактные провода из цельнотянутой электротехнической меди сечением 85 мм 2 или 100 мм 2 (рис.). Профилированные боковые пазы контактного провода слу­жат для захода фиксирующих эле­ментов, связанных с подвесками. Возможно также использование сталеалюминевых проводов сечением 180 мм 2 .

Рис. Профили контактных проводов: а – медный (размеры проводов сечением 85 мм 2 – А = 11,3; В = 10,8, а сечением 100 мм 2 – А = 12,7; В = 11,8); б – сталеалюминевые сечением 180 мм 2

Троллейбусные провода, помимо своей основной функции передачи электроэнергии, выполняют также роль направляющих для скользящих по ним штанг троллейбусов. На кон­цах штанг смонтированы шарнирно установленные токоприемники, снаб­женные быстросъемными контактны­ми вставками. Контактная вставка своей верхней частью прижимается к низу контактного провода. Вставки имеют профилированный полукруг­лый паз, удерживающий ее, а вместе с ней и штангу, от свободного бокового перемещения. Обычные контактные вставки изготовляют из графи­та, и их стойкость к истиранию составляет 3-4 дня. Такое быстрое изнашивание объясняется постоянным контактом рабочей зоны вставки с проводом, вследствие чего температура вставки летом превышает 100 °С. Применяют также металлокерамические вставки (стойкость к истиранию составляет около 7 рабочих дней), однако такие вставки значительно изнашивают контактный провод, в свя­зи с чем их рекомендуют использовать только во время дождя. Для замены контактных вставок водитель троллейбуса опускает и фик­сирует обе штанги. Время, потребное для замены пары вставок, около 2 мин.

В местах разветвления троллейбусных контактных проводов уста­навливают стрелки, обеспечивающие переключение продолжения троллеев на различные направления, наподобие стрелочных перево­дов рельсового пути. Скорость прохождения разветвлений до 5 км/ч. Разветвления снабжены датчиком, чувствительным к нахождению тягового двигателя троллейбуса под нагрузкой. При движении трол­лейбуса с включенным тяговым двигателем электропривод по сигналу от датчика переводит подвижные части влево, а при движении нака­том - вправо. В местах пересечения линий ГНЭТ (троллейбус-трол­лейбус, трамвай-трамвай, троллейбус-трамвай) устанавливают спе­циальные части контактной сети, называемые пересечениями. Пере­сечения трамвайной и троллейбусной контактных сетей выполняют под углом 40-90°, а взаимное пересечение троллейбусных проводов под углом 50-90°.

Продукты износа контактных проводов (медная пыль) и кон­тактных вставок (графитовая пыль) представляют экологическую опасность. Для снижения трения в паре провод-вставка за рубежом применяют роликовые токосъемы. Проводятся исследования по со­зданию новых композитных материалов для изготовления контакт­ных вставок.

Другой проблемой, которую необходимо решить при эксплуатации контактной сети, являются блуждающие токи. Эти токи возникают в результате утечек в отсасывающей сети. Механизм возникновения и перемещения блуждающих токов можно пояснить на следующем при­мере. При попадании тока в рельс не весь ток уходит по рельсу к мес­ту контакта с отсасывающим кабелем. Часть тока, особенно в сырую погоду, уходит в землю, представляющую собой электролит, и далее направляется к месту контакта с отсасывающим кабелем. Место вхо­да тока в землю образует катодную зону, а выхода - анодную зону. При этом блуждающий ток может проходить по находящимся в грунте металлическим конструкциям (арматуре фундаментов и кол­лекторов, трубам, проводам и пр.), вызывая при этом их электрохи­мическую коррозию (особенно сильную в анодной зоне) вплоть до полного разрушения. Аналогичные процессы могут возникать в троллейбусной отсасывающей сети, где утечки тока объясняются на­личием уличной пыли и влаги на изоляторах подвески. Блуждающие токи, портившие здания старой постройки, стали одной из причин прекращения эксплуатации некогда многочисленных троллейбусов в Великобритании. Для борьбы с блуждающими токами проводят комплекс мероприятий, направленных на улучшение электропрово­димости отсасывающей сети и ее изоляцию от объектов потенциаль­но возможной утечки.

Техническое содержание тяговых подстанций, кабельных и кон­тактных сетей другого энергосилового оборудования возлагают на службу энергохозяйства ГНЭТ. Принципы организационного строе­ния этой службы аналогичны принципам, используемым при органи­зации службы пути. При наличии нескольких трамвайных и троллей­бусных депо функции службы энергохозяйства можно передать спе­циализированному унитарному предприятию. В составе службы энер­гохозяйства по территориальному признаку образуют дистанции (районы) энергоснабжения ГНЭТ (контактной сети и тяговых под­станций). Дистанции (районы) разделяют на производственные уча­стки, закрепляемые за бригадами. В составе службы также функцио­нируют мастерские, специализирующиеся на определенных электро­технических и слесарных работах.

Наиболее частой неисправностью в энергохозяйстве ГНЭТ, влия­ющей на движение по троллейбусным и трамвайным маршрутам, яв­ляется обрыв контактного провода. При обрыве часто происходит па­дение провода. Для предотвращения поражения электрическим током устанавливают автоматические предохранительные устройства, сра­батывающие в момент обрыва. Обрывы устраняют дежурные аварий­ные бригады, оснащенные автомобилями со специальными подъем­никами и технологическим оборудованием.

Движение подвижного состава через место обрыва контактной сети иногда возможно обеспечить по аварийной технологии, напри­мер, буксированием троллейбусов (вагонов) на жесткой сцепке или проталкиванием вагона вперед подошедшим следующим вагоном. Однако такие приемы могут применяться ограниченно при уверен­ности в обеспечении БДЦ и только при полном удалении пассажиров из салона буксируемых транспортных средств. После достижения троллейбусом или вагоном трамвая места, от которого возможно во­зобновить прерванное движение, пассажиры вновь садятся в транс­портное средство.