Строительство железных дорог это какая наука

Любая железная дорога начинается с колышка, вбитого проходчиками на месте будущей трассы. Строительство железных дорог — дело очень дорогостоящее и технологически сложное, требующее применения большого квалифицированного и неквалифицированного труда. Прокладка трассы — это высокое искусство, требующее от изыскателя не только профессиональных знаний, но и особой интуиции.

Работа изыскателя сродни труду геологов и не менее романтична. Первопроходец будущей трассы железной дороги пропитан дымом походных костров, овеян ветрами, но в главном все-таки его отличает особое знание покрова Земли, чувство местности, ландшафта, природы.

Он проходит тысячи километров пешком, чаще всего по дикой местности, в лесной чащобе, среди пустынь и болот, по отмелям речных или морских берегов, вдали от цивилизации. Изыскатель должен ориентироваться на любой местности так же легко, как космонавт, который видит земной шар с большого расстояния.

При этом он должен иметь навыки охотника, рыболова и опытнейшего туриста да к тому же в совершенстве владеть всеми приемами георазведки на местности. Очень часто, скажем, при выборе места постройки моста через большую реку, у изыскателя не бывает никаких источников сведений, кроме рассказов местных жителей, бывалых людей, старожилов.

Китай творит чудеса: Самая быстрая железная дорога в мире. Discovery. Наука и образование

Не обойти ли подальше эту опасно нависшую скалу? Не размоет ли в этом месте путь при подходе к мосту во время паводков? Не будет ли со временем сильно заболочен этот район, не уйдет ли полотно вместе с рельсами и шпалами в топь, не превратится ли эта зыбь в вечного поглотителя дороги? Вот обычный круг вопросов изыскателя, которые может разрешить лишь очень опытный в своем деле человек.

Изыскания трассы дороги Петербург — Москва были очень тяжелы. Павел Петрович Мельников на склоне лет, живя одиноким и полузабытым в своей Любани, вспоминал, как зарождалась эта дорога:

«Мы принялись за дело с неимоверным рвением, весь день проводили в поле, то есть на просеке, бродя выше колена в рыхлом, уже начинавшем таять снегу. Вечером вычисляли и наносили нивелировки и сондировки, сделанные в течение дня, а ночи проводили в грязных, душных избах, лежа один подле другого на соломе, постланной на полу.

В этих условиях ночлега не заспишься, особенно когда хозяйка начинает копошиться около печи еще до петухов и, чтобы выпустить дым из черной, без дымовой трубы, избы, откроет дверь настежь, а морозный воздух начнет расстилаться по полу. Поневоле, бывало, вскочишь с постели. Довольно сказать, что в два с небольшим месяца самого неудобного для изысканий времени мы успели сделать на протяжении более 150 верст просеки в непрерывном почти лесу, произвести нивелировку, сондировку болот, сделать промеры рек и ручьев, измерить количество протекающей в них весенней воды и из всего этого составить несколько десятков сажень планов, сопровождаемых подробными пояснительными записками. В то же время я успел выдержать горячку от простуды в лесу и выздороветь, чтобы снова приняться за работу… Ночью, чувствуя невыносимый жар, я в бреду приказал хозяйке обливать меня холодной водой» (уже через день Мельников вновь вышел на просеку! — А. В.).

Видеоролик про специальность строительство железных дорог, путь и путевое хозяйство

Очень любопытен момент в воспоминаниях Павла Петровича, когда он с истинной страстью изыскателя рассказывает о находке исторического чуда — первого петровского тракта между Петербургом и Москвой, который был использован для проложения линии будущей чугунки:

«На самом берегу реки, еще покрытой льдом, я собрал совет из моих офицеров, чтобы решить вопрос о том, как действовать для определения прямого направления на Волочек, т. е. проводить ли полигон по шоссе, делать ли просек по приблизительно прямому направлению с тем, чтобы вычислить угол отклонения от него прямой линии на Волочек или, наконец, определять высоту и широту крайних пунктов. Пока мы обсуждали этот затруднительный вопрос ввиду короткого срока, данного государем, нас окружила толпа любопытных мужичков, и один из них, уже древний старик, решился спросить меня, о чем мы толкуем. „Да толкуем о деле, в котором ты нам, любезный, не поможешь; думаем, как взять направление просека, чтобы выйти прямо к Волочку“. — „Нет, помогу, — отвечал мне, улыбаясь, старик, — потому что эта линия есть на самом деле, по ней шла прямая на Москву дорога, проложенная первым императором“. — „Ты ошибаешься, любезный, потому что неизвестно, чтобы Петром Великим была когда-нибудь прокладываема дорога по прямому направлению из Петербурга в Москву“. — „Нет, не ошибаюсь, барин, а вы ошибаетесь.

У нас эта дорога называется дорогою Первого Императора, есть старики в деревнях близ дороги, которые помнят еще, где стояли верстовые столбы, и рассказывают, что деды их видели своими глазами, как при Первом Императоре курьеры езжали по этой дороге летом в санях, потому что вся дорога была на жердях или пластинах и в телеге не выдержать бы тряски. Да вы стоите на самой линии — впереди, смотрите, по разливу видны как бы верхушки свай, это те самые, на которых стоял мост, а там за рекою верстах в четырех отсюда в лесу видно, как будто вырубка на вершинах деревьев. Это на самой линии, и деревья, выросшие на дороге, не доросли до прочих. Ежели отсюда вы возьмете направление на эту вырубку в лесу, то вы попадете прямо на Вышний Волочек“.

Я, разумеется, чрезвычайно обрадовался этому неожиданному открытию, которое выводило меня из большого затруднения, ежели рассказ старика верен. Тот же час я взял направление на вырубку в лесе, заставил Воробьева с топографами гнать просек по этому направлению. Инженерам приказал делать нивелировку и сондировку болот вслед за топографами, а сам сел в распуски в одну лошадь и поехал по деревням, пролегающим к прямому по карте направлению, расспрашивать стариков».

В процессе проложения трассы будущей линии непременно присутствует сакральный момент слияния железной дороги с природой, с местностью. Несмотря на то, что дорога железная и поэтому, казалось бы, должна быть чужда живой природе, она удивительным образом гармонирует с ней. Это один из феноменов железки.

Очень скоро после сооружения железная дорога становится привычной взгляду, полностью сливается с ландшафтом и заставляет даже усомниться в том, что когда-то никакой дороги здесь и вовсе не было. Особенно живописно выглядят на местности мосты и виадуки. Удивительно, но к железнодорожной линии быстро привыкают и животные: зимой едешь в глуши — придорожный наст весь в следах зайцев, лис, лосей (это, между прочим, тоже один из признаков гуманности чугунки). Нужно не просто почувствовать, но и суметь так вписать мир дороги в мир природы.

Очень хорошо приметил это Валентин Распутин, говоря о Кругобайкальской железной дороге: «Когда смотришь на Кругобайкалку или едешь по ней, ощущение такое, будто это даже не человеком всё построено, а самим Богом. Как будто Господь сначала все природные основы здесь создал — все эти сопки, горы, озеро, а потом расположил там железную дорогу. И она ничуть не мешает взору. Напротив, она настолько естественно там смотрится, что это только радует глаз. Я не раз ходил по ней пешком, и каждый раз это был праздник».

Инженер путей сообщения Г. Ф. Краевский в 1902 году так написал об изыскателях: «Изыскания, как астрономию в Древней Греции, часто причисляли к искусству. Считалось, что изыскатели должны были обладать особыми дарованиями или, как тогда называли, „специальным артистизмом“, т. е. умеющими „читать“ местность, чтобы правильно выбрать направление проектируемой железной дороги». Так или иначе, изыскатель должен непременно обладать именно дарованием в своей области.

Выдающимися изыскателями в России были П. П. Мельников, писатель Н. Г. Гарин-Михайловский (который называл время, проведенное в изысканиях, прекраснейшими днями своей жизни), К. Я. Михайловский, О. П. Вяземский и А. И. Урсати, прославившиеся на проложении Транссиба, и, конечно, многие другие — всех, к сожалению, не перечислишь. Существуют станции Вяземская, Урсатьевская и т. д., названные в память изыскателей еще в царское время.

В советское время несколько изыскателей тоже оказались увековеченными в названиях станций, но при трагических обстоятельствах. Вряд ли следует говорить о том, как тяжелы изыскания в Сибири, в первобытной и грозной для человека местности. В сущности, инженер-изыскатель в таежной местности — это настоящий путешественник-первопроходец.

На линии Абакан — Тайшет стоят памятники изыскателям А. М. Кошурникову, А. Д. Журавлеву, К. А. Стофато. Существуют и станции, названные их именами. В 1942 году эти инженеры проводили изыскания очень нужной для страны трассы, по которой должны были перевозить абакано-минусинский уголь для снабжения заводов Сибири.

Необходимость срочной постройки дороги не позволяла провести изыскания в благоприятное время года. Изыскатели не остановились даже перед риском для жизни, зная, что их ждут гибельные места.

Не давая себе ни отдыха, ни пощады, прошли они через таежные буреломы, но потом местность стала совсем непроходимой, и они были вынуждены прибегнуть к сплаву по рекам вдоль линии будущей трассы. После резкого похолодания даже быстрые реки начали покрываться льдом. На стремительной сибирской реке Казыр плот их затянуло под лед. Все трое погибли.

Последняя запись из дневника Александра Кошурникова: «3 ноября. Пишу, вероятно, последний раз. Вчера произошла катастрофа. Плот задернуло под лед, и Костя сразу ушел вместе с плотом. Алеша выскочил на лед и полз метров 25 по льду с водой. К берегу добраться помог ему я, но он уже закоченел… Я иду пешком. Очень тяжело.

Голодный, мокрый, без огня, без пищи».

Типический образ изыскателя создал режиссер и журналист Игорь Николаев в воспоминаниях о своем отце — инженере-изыскателе И. Н. Николаеве[7]: «Самое давнее цельное воспоминание — 1930 год, лето, Забайкалье. Отец ведет изыскания железнодорожного пути. Я, пятилетний, помогаю тянуть мерную ленту, отчего полон гордости.

Мне уже знакомы слова: „теодолит“, „пикет“, „полевые и камеральные работы“, „калька“ и „синька“. Отец — седой не по возрасту (плотная ранняя седина), в кожаной куртке — им нельзя не залюбоваться. Он страстный охотник, с нами по тайге колесят два ружья — двустволка ручной немецкой работы и американский многозарядный винчестер-полуавтомат.

Сколько я себя помню, в доме всегда оружие и боеприпасы. Маленьким играл старыми картонными гильзами — они были у меня солдатиками. Двустволка — память об отце — и сейчас жива… Сохранились фотографии изыскательских групп отца тех лет: обросшие черные люди, обремененные грузом. Накомарники и истрепанная рабочая одежда — не то беглые, не то каторжники. Вокруг дикая тайга — то переломанное редколесье, торчком сухие стволы, то непроходимая чащоба, то кедрач — вознесенные к небу высоченные кедры…»

Подробнейше разведав и изучив местность (для чего еще до революции использовались воздушные шары, после применялись малая авиация и аэрофотосъемка, а сегодня дело дошло до спутников), изыскатель намечает на карте трассу будущей дороги. Чаще всего для ее проложения выбираются самые ровные, низинные места, чтобы по возможности не было крутых подъемов и уклонов. В горах для линии железной дороги и вовсе мало места — либо «серпантин», либо тоннель, либо береговая полоса реки. Например, горный участок Транссиба от Иркутска до порта Байкал до затопления водохранилищем шел вдоль левого берега Ангары во многих местах почти у самой кромки воды (за Байкалом Транссиб вообще в основном тянется долинами вдоль берегов больших рек — Шилки, Ингоды, Хилка, Амазара). После того как в 1948 году для обхода места затопления построили прямую дорогу от Иркутска до Слюдянки со знаменитым перевалом и тоннелем у Ангасолки, спуск к Байкалу проходит по настоящему «серпантину».

Панорама Священного озера при подъезде к Иркутску — едва ли не самая красивая на всем Транссибе да и вообще на наших железных дорогах. Иркутские локомотивные бригады, которые видят это каждый день, говорят, что всё равно не могут насмотреться. Жаль, что пассажиры не имеют возможности обозревать эту часть дороги панорамно, как машинисты из кабины локомотива.

Первый раз озеро открывается с высоты 600 метров и кажется какой-то другой планетой, чудом перенесенной на Землю; затем происходит постепенный спуск в скалах с такими уклонами и кривыми, что фрагменты линии со столбами и проводами то и дело просматриваются далеко внизу, как на макете. В это время происходит чудо обретения Байкала, к которому поезд не просто приближается, а опускается, словно преклоняя колени. Миновав Слюдянку (неофициальную байкальскую столицу, где всегда продают на перроне копченого хариуса и омуля), поезд три с половиной часа мчится вдоль самого Байкала буквально в десятке метров от воды, прижатый к сплошным ало-коричневым скалам Хамар-Дабана, пролетая над чистейшими таежными речками. И не верится в пути, что можно было простым смертным проложить здесь дорогу, выведать для нее единственно верный путь, найти согласие с природой, чтобы та уступила для нее немного места.

Но участок Иркутск — Ангасолка — Слюдянка сооружен в 1940-х годах, когда был уже накоплен большой опыт в сооружении железных дорог. А Яблоновый перевал? Тяжелейшее место на Транссибе — участок Чита — Могзон, особенно перегон Яблоновая — Тургутуй, построенный еще до революции. Какое же глубокое нужно было иметь постижение природы, чтобы здесь, в этом суровом каменном краю с «глухой неведомой тайгою» и вплотную подступающей мерзлотой, протянуть ниточку дороги, вписать ее в местность. Автору довелось проехать здесь на электровозе и на всю жизнь испытать изумление, ибо непонятно: как можно было ездить по такому участку на старых паровозах — и ладно на паровозах, но еще и на допотопных тормозах?!

…Завывая богатырскими двигателями и вентиляторами, грузовая машина ВЛ85[8], способная стащить с места хоть 20-этажный дом, вся содрогаясь, будто штангист на рекорде, напряженно тянет на верх перевала, к разрубленному пополам зубу скалы Тургутуя километровый состав весом 6 тысяч тонн. Поезд такой длинный, что хвост его идет навстречу тебе, ты видишь его слева внизу бегущим под уклон, по которому только что ехали. Наконец вершина перевала позади — машинист сбрасывает ручку контроллера на ноль, электровоз успокаивается, затихает и, легче погромыхивая колесами, устремляется под очередной уклон по отвесно падающему склону скалы в какую-то бездну, на дне которой — только неясная даль тайги и туман. Скорость постепенно растет, сзади начинает наддавать поезд, который тоже вагон за вагоном выкатывается на спуск. Вдруг машинист берется за контроллер — маленькую стальную рукояточку, поворот которой способен сдвигать этакие массы, — и начинает резко наращивать тягу: плавно всплывают с нулей стрелки амперметров, движки под вздрагивающим железом кабины опять затягивают свою трудовую песню.

А бездна все ближе, ближе, рельсы исчезают в ее тумане. Появляется навстречу улавливающий тупик — такие тупики всегда ставят на крутых местах: стрелка, а от нее короткий путь в тупиковый упор.

Если у поезда откажут тормоза, эту стрелку переведут, чтобы состав отклонился в сторону и слетел с рельсов в стороне от главного пути и попутных поездов… В электровозе реле вскрикивают, словно вспуганные птицы; он нехотя, как чуть отдохнувший грузчик, опять наполняется всей своей шумящей и дующей мощью и начинает резко набирать скорость под гору. Хочется закричать машинисту: «Что ты делаешь?!

Куда разгоняешь состав?! Мы же свалимся!!» Но машинист наизусть знает свой участок: вдруг на дне ямы, в которую с нарастающим грохотом валится грузовой, оказывается невероятной крутизны поворот (на железнодорожном языке — кривая) вправо, и направление пути меняется градусов этак на сто пятьдесят.

Дорога устремляется на такой подъем, что встречный зеленый огонь светофора оказывается сбоку и далеко наверху, на самой вершине скалы. Тысяч пятнадцать подъем! (что это значит — узнаем чуть позже). Если вовремя тягу не увеличить — тут же встанешь с поездом даже на таком могучем жеребце, как ВЛ85-й.

И так всю дорогу от Кадалы до Сохондо, до конца перевального участка Яблонового хребта. Вот это мастерство вождения — какая там «Формула-1»! По ночам на этих участках забавно наблюдать за встречными светофорами — их огни появляются, как светлячки, из самых неожиданных мест — то сверху, то откуда-то сзади, то снизу, то… вообще неизвестно откуда, кажется — с неба.

А деды наши ездили здесь на паровозах «овечках», «еленах» и «щуках»[9] со старинными тормозами Вестингауза, а то и с ручными тормозами. А ну как тормоза не удержат — и ведь бывало такое. Подумать жутко! А зимой — сильнейшие морозы с такими ветрами, что весь снег сдувает, и в январе различается под поземкой грунт.

В дежурках депо Хилок, Могзон, Чита вывешены грозные приказы: «Имелись случаи обморожения локомотивных бригад в пути следования во время остановок из-за неисправностей локомотивов… машинисты, являющиеся на работу без унтов и теплой зимней одежды, будут отстраняться от поездки… вплоть до увольнения»… Костер развести, как ни парадоксально, во многих местах не из чего — вся растительность в стороне от линии, и через глубокий снег до нее не доберешься. На длинных перегонах (так называется участок пути между двумя ближайшими станциями) имелись случаи нападения волков и медведей на путейцев. Один монтер пути провел несколько часов на столбе, спасаясь от мишки. Как он сумел туда влезть — потом сам себе представить не мог… Вокруг безлюдье полное — только в пристанционных поселках какая-то жизнь теплится да слышен издали шум Транссиба. А так на сотни километров — доисторическая глушь…

Вот где проложили изыскатели трассу дороги! И как мастерски: поезда по ней ходят до сих пор с вагонами и локомотивами современных размеров и не встречают габаритных препятствий. Таков результат одинокого изыскательского костерка на неоглядном, доныне диком и безлюдном пространстве Забайкалья.

После войны пришли на Яблоновый участок более мощные товарные паровозы — «декаподы» серий Е а и Е м , поставлявшиеся из Америки по ленд-лизу, и отечественные пассажирские ПЗ6 — «Победы», получившие такое прозвище у машинистов за красоту и благородство форм, ставшие легендой Транссиба и одновременно одиссеей эпохи пара на нашей железке. Еще эти паровозы называли «генералами» из-за характерных «лампасов» — продольной красной полосы вдоль всей длины паровоза. По воспоминаниям ветерана депо Могзон А. Е. Ефременкова, могзонские машинисты на 240-километровом плече до Карымской вплоть до 1973 года успешно водили на «Победах» экспресс «Россию» Москва — Владивосток одним паровозом по крутым склонам и кривым забайкальского пути, преодолевая Яблоновый перевал и мастерски выдерживая расписание (машинисты говорят: «выдерживать ход»). И бежала «Россия» во главе с красавцем-паровозом по таким местам, где впору на каждом километре восклицать: «Какая же необъятная страна!»

А почему машинист точно знает, когда ему «сброситься» (то есть сбросить тягу), а когда «набраться» (набрать рабочие позиции контроллера и увеличить тягу)? Потому что он изучил профиль пути — именно то, что, собственно, и разведывает изыскатель. То есть тот ломаный в плане рисунок дороги, который и представляет ее точное расположение на местности.

Машинист наперед знает, когда начнется подъем, когда он закончится и перейдет в ровный участок (его называют «площадкой»), когда начнется спуск и т. д. — и в зависимости от этого подбирает режим ведения поезда. Не сразу машинист выучивает профиль — для этого нужны время и наблюдательность во многих поездках, особенно если машинист ездит из своего депо не на один, а на несколько участков. Знание профиля пути — это основное знание машинистом дороги. Без этого привести поезд из пункта А в пункт Б просто невозможно.

Машинист размышляет во время ведения поезда: сейчас после этого спуска начнется горочка — но она маленькая, ровная, здесь можно тягу не добавлять — поезд разгонится на спуске, и его в эту горочку сила инерции сама вымахнет — зачем зря жечь топливо или электричество? А здесь наоборот — хотя и уклон идет, но разгоняться нужно еще и еще, потому что следом начнется такой подъем, что без разгона до предельно допустимой скорости на него и вовсе не забраться. Профиль бывает тяжелый или легкий, в зависимости от крутизны уклонов. В просторечии машинисты говорят: «Таскать по тяжелому профилю» — это значит водить поезда по участку с очень крутыми или затяжными (длинными) подъемами. А бывает профиль «перевалистый» — дорога идет понемногу то вверх, то вниз — тут машинист подбирает какой-то один ровный режим тяги, и поезд держит у него скорость сам, то немного прибавляя, то сбавляя ход, но зато без всяких лишних рывков и толчков в составе, которые случаются при наборе и сбросе тяги контроллером.

Всё это изыскатель, работая на местности, должен загодя представлять себе вполне реально, как заправский машинист. Недаром в царские времена студентам-путейцам непременно полагалась паровозная практика! Вот почему стремится изыскатель к поиску максимальной ровности будущей дороги — он знает ей цену. Но достичь плавного профиля, конечно, можно не всегда.

Например, нельзя с ходу подвести дорогу напрямую к большой реке или горе, забраться на холм, спуститься в долину — нужно искать подходящее место для этого: где и как лучше всего вписаться в рельеф? И вот тут уже действия изыскателя определяются техническим заданием на планировку линии. Она может сооружаться, так сказать, по высшему разряду, как строили когда-то Мельников и Крафт первую Петербурго-Московскую дорогу. Может срочно прокладываться как линия скорее стратегического, чем хозяйственного значения, по так называемому облегченному варианту или как военная прифронтовая рокада — тогда это и вовсе будет «времянка».

По высшему разряду — это значит с «максимальным спрямлением и облегчением профиля». То есть, если трасса дороги встречает на своем пути возвышение рельефа местности — скажем, холм, то путь не поднимают по его склону или не пускают в обход, а выкапывают сквозь холм выемку, которая позволяет уменьшить уклон пути и избежать удлинения его протяженности на обходе. Если по пути трассы встречается углубление — скажем, пойма реки, то путь не будут опускать в пойму, а соорудят над поймой высокую насыпь, по которой рельсы лягут ровной прямой линией.

А вот если задание на прокладку пути облегченное, то линия будет состоять из сплошных подъемов, спусков и кривых. Средств на ее строительство потратят меньше, чем при «высшем разряде» (что и делали железнодорожные «короли» в погоне за скорой наживой), а вот грузы возить по ней будет значительно тяжелее (чем круче на дороге подъемы, тем меньше допустимый вес поездов), да и общее расстояние дороги увеличится. Конечно, иногда скорейшее открытие дороги важнее качества ее проложения — например, во время войны. Но, как правило, любая экономия на профиле будущего пути крайне нежелательна, поэтому изыскатель «выжимает» из рельефа местности всё, что только может, используя каждую ложбиночку, каждый ровный или прямой отрезок. А уж в горной и скалистой местности точность работы изыскателя буквально миллиметровая (точнее — метровая; за каждым лишним метром глубины породы стоят лишние взрывные и «долбильные» работы).

При строительстве дорог частными лицами до революции были нередки случаи умышленного увеличения длины участка ради наживы хозяев, подрядчиков и десятников на лишних верстах. Об этом ходили в народе анекдоты, публиковались ядовитые фельетоны. Например, про линию Узловая — Елец: «А как построена сама дорога — любо-дорого посмотреть.

Честь и слава г. Варшавскому, соорудившему такой изумительный путь! Вот человек, очевидно, уже совсем не склонный к экономии… на чужой счет! Это поэт, художник — все, что хотите. Прямая линия — вне законов красоты, вон ее, прямую линию! Геометрия говорит, что прямая линия есть кратчайшее расстояние между двумя точками, — что за дело г. Варшавскому до геометрии.

Зигзаги выходят действительно страшные. Подошла, например, дорога к самому Ельцу, и вдруг ей опять погулять захотелось. Что там, в самом деле, хорошего в Ельце? Ну, опять назад, да и дела восемь верст крюку. Прикиньте-ка эти восемь верст на железнодорожную табличку, ан и окажется, что ребятишкам не только на молочишко, но и на австрийское баронство хватит!

Оттого и приходится ехать чуть не целый день по крошечному пространству…» — это, между прочим, пишет в очерке «Елец. Из записной книжки скучающего туриста» В. И. Немирович-Данченко, будущий знаменитый режиссер, один из создателей МХАТа, а в молодости — репортер. Он, конечно, преувеличивает, но большая доля истины в его словах есть.

Иногда на строительстве просто экономили за неимением должных средств на нивелировку профиля. Вот, например, Московско-Виндавская дорога, которая построена в самом начале XX века одновременно и как стратегическая (согласно требованиям Генерального штаба России и ее союзника — Франции), и как коммерческая частным обществом «М.В.Р.».

Она уже в самом начале своего пути, у Рижского вокзала столицы, лежит в кривой — и так и петляет всю дорогу в сплошных кривых до самой Виндавы (Вентспилса), своей конечной станции. Машинисты депо Подмосковная, Нахабино, Ржев, Великие Луки про нее говорят: «Дорога наша кривая, словно пописал бычок». Такие встречаются на ней крутые повороты пути, что приходится по ним гонять локомотив-смазчик — для того, чтобы покрытые маслом головки рельсов не так яростно врезались в кривых в реборды[10] колес локомотивов и вагонов. Когда раньше, до распада СССР, бывало, едешь по ней в Ригу на скором поезде номер 1 «Латвия» или номер 3 «Юрмала», на больших скоростях мотает в вагоне весьма основательно. Очень много крутых кривых и на соседней Московско-Савеловской линии, тоже построенной частным обществом Московско-Ярославско-Архангельской дороги в режиме экономии средств.

А в войну железные дороги прокладывались вовсе без всяких изысканий — за отсутствием времени. Просеку тянут просто по общему географическому направлению.

Следуя по военной линии Тихвин — Будогощь, экстренно построенной воинами-железнодорожниками в 1942 году для подвоза грузов и боеприпасов к Ленинграду, автор наблюдал из кабины тепловоза, как линия огибает гигантские воронки от мощных фугасных бомб и даже… спускается в эти воронки, которые так и не заросли с тех пор. Тепловоз с двумя пассажирскими вагонами крадется по ним еле-еле.

Это типичная военная времянка: тут было не до топографической «классики». Путь лежит порой поперек болота. Между прочим, на некоторых из таких линий, построенных в войну и сохраненных в действии по ее окончании, до сих пор служат службу деревянные, а не железные мосты. Это линии, проложенные в глуши Новгородского края: Любытино — Неболчи, Кабожа — Чагода. Дороги с призраками больших скорбей…

Но большинство существующих железных дорог, конечно, проложено после тщательной разведки местности. Будущее дороги полностью зависит от качества изысканий: будут ли это потом вечные мучения с подтоплениями, просадками полотна, заболачиванием, размывами пути, или ляжет линия на местности так, словно всегда была заодно с ней, полностью совпадет с земным рельефом, с ландшафтом. Недаром изыскатели, особенно в царские времена, были людьми просвещенного сословия, с высокой общей культурой и обширными сведениями о жизни вообще, а не только о своей профессии. К тому же они обладали невероятной профессиональной интуицией. Таков был, например, уже упомянутый Николай Гарин-Михайловский — превосходный инженер и литератор.

Потому наши изыскатели и могли дороги прокладывать такие, что весь мир ахал от удивления. Потому и смогли протянуть от Урала до Тихого океана за десять лет железный путь «глухой неведомой тайгою, сибирской дальней стороной»…

Изыскатель не имеет права ошибаться. Ошибка изыскателя — это перерасход средств, материалов, топлива и времени в пути, когда дорога будет построена. По его вешкам и теодолитным строкам после пробегут мириады судеб. Так что он ошибаться не может.

Мудреная наука… Термины, термины… Крутизна уклона… План и профиль пути… Кривые, тысячные… кажется, настает пора кое-что пояснить читателю из обихода железнодорожника, так сказать — его ежедневной терминологии. Что поделаешь — точное ремесло!

Приложение 9 ОТЧЕТЫ ОБ УЩЕРБЕ, НАНЕСЕННОМ ВВС РККА ФИНСКИМ ЖЕЛЕЗНЫМ ДОРОГАМ (ВЫДЕРЖКИ ИЗ ПРИЛОЖЕНИЯ К ЖУРНАЛУ БОЕВЫХ ДЕЙСТВИЙ УПРАВЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ СТАВКИ ВЕРХОВНОГО КОМАНДОВАНИЯ ФИНСКОЙ АРМИИ ЭРК 2796)

Приложение 9 ОТЧЕТЫ ОБ УЩЕРБЕ, НАНЕСЕННОМ ВВС РККА ФИНСКИМ ЖЕЛЕЗНЫМ ДОРОГАМ (ВЫДЕРЖКИ ИЗ ПРИЛОЖЕНИЯ К ЖУРНАЛУ БОЕВЫХ ДЕЙСТВИЙ УПРАВЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ СТАВКИ ВЕРХОВНОГО КОМАНДОВАНИЯ ФИНСКОЙ АРМИИ ЭРК 2796) В период с 19 по 16 декабря 1939 года противник осуществил большое

Вульфов А. Б. Повседневная жизнь российских железных дорог

Вульфов А. Б. Повседневная жизнь российских железных дорог Посвящается железным дорогам и их труженикам, уже 170 лет работающим на благо России Железным дорогам суждено иметь громадное влияние на внутренний быт государств, и это влияние должно быть особенно значительно

Глава 6 Краткий обзор дальнейших боевых действий до конца июля Восстановление железных дорог и изменение условий подвоза в ходе операции

Глава 6 Краткий обзор дальнейших боевых действий до конца июля Восстановление железных дорог и изменение условий подвоза в ходе операции С разгромом трех немецких армий в Белоруссии и с выходом советских войск в середине июля на линию, проходившую южнее Двинска,

Восстановление железных дорог и изменение условий подвоза в ходе операции

Восстановление железных дорог и изменение условий подвоза в ходе операции Опыт Белорусской операции показывает, что темп развития наступления может значительно превзойти скорость восстановления железных дорог. Отрыв головных железнодорожных станций от линии фронта в

Глава XXXII НАЧАЛО ИНДУСТРИАЛИЗАЦИИ ШВЕЦИИ. ЭПОХА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ И ПАРЛАМЕНТСКОЙ РЕФОРМЫ (1844–1865 гг.)

Глава XXXII НАЧАЛО ИНДУСТРИАЛИЗАЦИИ ШВЕЦИИ. ЭПОХА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ И ПАРЛАМЕНТСКОЙ РЕФОРМЫ (1844–1865 гг.) «Там мы переносимся во времена, когда еще не было на земле человека», — так говорил Вернер фон Хейденстам в конце XIX в., давая поэтическое описание шведского леса. Огромные

ЭПОХА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ: ЯПОНСКАЯ ИМПЕРИЯ

ЭПОХА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ: ЯПОНСКАЯ ИМПЕРИЯ Япония к 1915 г. имела 8 тысяч миль (12 875 км) железных дорог, то есть столько же, сколько в Калифорнии, но они обслуживали в двенадцать раз больше людей. Три четверти их были национализированы правительством Сайондзи, частные

ЭПОХА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ: КИТАЙ

ЭПОХА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ: КИТАЙ Китай, континентальная страна, сравнимая по территории только с Россией, США и Канадой, подобно им должен был пережить драматичную эпоху железных дорог.В 1876 г. десятимильная колея (16 км) между Шанхаем и Янцзы была снята по религиозным

ЭПОХА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ В ЮЖНЫХ СТРАНАХ

ЭПОХА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ В ЮЖНЫХ СТРАНАХ Южнее Китая, где находятся архипелаги и узкие полуострова, больше необходим водный транспорт, чем сухопутный. К 1910 г. Бирма, лучше всех из южных стран обеспеченная транспортом, имела 1500 миль (2414 км) колеи шириной один метр.Сиам,

ЭПОХА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ: ОЦЕНКА

ЭПОХА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ: ОЦЕНКА Еще долго после того, как Европа и США создали свои железнодорожные системы, Восточная Азия была совершенно недостаточно насыщена железнодорожным транспортом. В начале Первой мировой войны общая длина железных дорог достигала около 15 тысяч

ПОЛЯКОВЫ Русские Ротшильды – владельцы банков и железных дорог

ПОЛЯКОВЫ Русские Ротшильды – владельцы банков и железных дорог Память человечества чрезвычайно коротка. Уже никто не помнит, кто такие были Поляковы. А между тем еще каких-нибудь сто лет назад эта фамилия гремела по России громче, чем гремит сейчас, к примеру, фамилия

4 Строительство железных дорог

4 Строительство железных дорог Наконец, следует сказать еще о таком положительном нововведении, как устройство первой в России железной дороги. Сначала был построен пробный путь из Петербурга в Царское Село. Тогда всех волновала одна проблема: а не сойдет ли человек с

№ 12. Уведомление Департамента полиции начальникам жандармско-полицейских управлений железных дорог в связи с подготовкой всеобщей железнодорожной забастовки

№ 12. Уведомление Департамента полиции начальникам жандармско-полицейских управлений железных дорог в связи с подготовкой всеобщей железнодорожной забастовки 7 августа 1906 г.СекретноЦиркулярноПо полученным Департаментом Полиции сведениям на собрании членов

№ 13. Предписание Департамента полиции начальникам жандармско-полицейских управлений железных дорог об организации внутренней агентуры в среде железнодорожных служащих

№ 13. Предписание Департамента полиции начальникам жандармско-полицейских управлений железных дорог об организации внутренней агентуры в среде железнодорожных служащих 7 августа 1906 г.СекретноТревожные события последнего времени, выразившиеся в непрерывных

№ 28. Письмо начальника Харьковского районного охранного отделения П. К. Попова[45] начальнику Московско-Киевского жандармского полицейского управления железных дорог Д. А. Правикову[46] о развитии агентурной работы

№ 28. Письмо начальника Харьковского районного охранного отделения П. К. Попова[45] начальнику Московско-Киевского жандармского полицейского управления железных дорог Д. А. Правикову[46] о развитии агентурной работы 15 марта 1908 г.Совершенно секретноЛичноМилостивый

№ 44. Циркуляр Департамента полиции начальникам жандармских полицейских управлений железных дорог об усилении агентурной работы

№ 44. Циркуляр Департамента полиции начальникам жандармских полицейских управлений железных дорог об усилении агентурной работы 15 мая 1910 г.Совершенно секретноЦиркулярноГосподин Товарищ Министра Внутренних Дел, Командир Отдельного Корпуса Жандармов, обратив внимание

Источник: history.wikireading.ru

1.2 Вклад изобретателей, инженеров и ученых в развитие железнодорожного транспорта

Появлению паровоза предшествовал ряд открытий, связанных с действием струи пара при кипячении воды. Еще в древние времена стали применять пар в качестве движителя. За 120 лет до новой эры греческий физик Герои Александрийский изготовил механическую игрушку, приводимую во вращение силой пара. Леонардо да Винчи (1452—1519) в своих рукописях отмечал, что имелся проект орудия, могущего выбрасывать ядра силой пара. Но подобные примеры не относились к использованию пара для работы машины.

Только Дени Папен (1647—1714), с 1688 г. профессор математики Марбургского университета, в 1680 г. сообщил о своем изобретении парового котла с предохранительным клапаном, регулирующим давление пара. В 1690 г. Д. Папен пытался соединить паровой котел с цилиндром и поршнем водяной помпы, но создать работоспособный двигатель не смог. Как физик Д. Папен понял и оценил энергетические свойства водяного пара, но как техник не смог реализовать их в конструкции двигателя. Однако данный принцип был использован в паровых машинах, применяемых в горнорудной промышленности.

Иван Иванович Ползунов (1728—1766), русский теплотехник, один из изобретателей теплового двигателя, создатель первой в России паросиловой установки. В библиотеке Барнаульского завода, на котором он работал, познакомился с трудами М.В. Ломоносова, изучил устройство паросиловых установок. В 1763 г. И.И. Ползунов разработал проект парового двигателя мощностью 1,8 л.с. (1,3 кВт) — первого в мире двухцилиндрового двигателя с объединением работы цилиндров на один общий вал, т.е. двигателя, универсального по своему техническому применению.

Он спроектировал новый паровой двигатель для привода воздуходувных мехов плавильных печей с рекордной по тому времени мощностью в 32 л. с. (24 кВт), который был построен и испытан в 1766 г. Будучи первым и до конца XIX века практически единственным универсальным двигателем, паровая машина И.И. Ползунова сыграла исключительную роль в прогрессе мировой промышленности и железнодорожного транспорта.

Джеймс Уатт (1736—1819), английский изобретатель, создатель универсальной паровой машины. С 1757 г. работал механиком в университете в Глазго, где познакомился со свойствами водяного пара. Пользуясь котлом Д. Папена, сам с большой точностью провел исследование зависимости температуры насыщенного пара от давления.

В 1769 г. Д. Уатт получил английский патент на «способы уменьшения потребления пара и вследствие этого — топлива в огненных машинах». В 1782 г. Д. Уатт получил английский патент на паровой двигатель с расширением, ввел первую единицу мощности — лошадиную силу, а позднее его именем была названа другая единица мощности — ватт.

Паровая машина Д. Уатта благодаря экономичности получила широкое распространение и сыграла огромную роль при конструировании и производстве паровозов, а следовательно — развитии железнодорожного транспорта.

В 1809 г. в России основан Петербургский институт водяных и сухопутных сообщений, который в 1810—1864 гг. назывался Институтом Корпуса инженеров путей сообщений. Первоначально он был закрытым учебным заведением военного типа. Этот институт внес значительный вклад в развитие путей сообщений и становление железнодорожной науки в России.

Николай Петрович Румянцев (1754—1826), известный государственный деятель, почетный член многих академий и ученых обществ, в 1801—1809 гг. стоял во главе Департамента водяных коммуникаций. Он свыше 15 лет был послом России в разных странах Европы и хорошо знал состояние путей сообщения и высшего образования за рубежом, особенно во Франции. С 1802 г., являясь министром коммерции, управлял торговлей и путями сообщений. В структуре департамента существовал особый отдел «по учебной части».

В модельном кабинете департамента экспонировались копии инженерных сооружений и механизмов, в том числе модель и описание «чугунной дороги для перевозки тяжестей». Н.П. Румянцев сознавал, что наступила эпоха подготовки инженерных кадров с целью усиленного строительства усовершенствованных путей сообщения. Высоко ценя французских ученых и инженеров, он в 1806 г. командировал группу специалистов во Францию и Англию «для познания гидравлических и технических наук».

По рекомендации Н.П. Румянцева в Россию был приглашен испанский ученый, механик и строитель А.А. Бетанкур. Августин Августинович Бетанкур (1758—1824), член-корреспондент французской Академии наук. В 1781 г. окончил Королевскую академию изящных искусств. С 1800 г. генерал-инспектор созданного им Института Корпуса инженеров путей сообщения, а также всех дорог и мостов Испании.

В 1808 г. русским правительством был приглашен и зачислен в армию в чине генерал-майора.

А.А. Бетанкур стал первым «особым инспектором» (директором) Института Корпуса инженеров путей сообщения, имевшим широкие полномочия в организации учебных занятий. В 1819—1822 гг. А.А. Бетанкур — главноуправляющий (директор) ведомством путей сообщения России. Под руководством А.А.

Бетанкура в России было проведено много жизненно важных работ, в числе которых при его участии в 1818—1822 гг. была построена первая крупная в России шоссейная дорога Петербург—Новгород—Москва, он способствовал улучшению устройства судоходства, содействовал распространению инженерного образования.По его инициативе в 1810 г. был учрежден в Петербурге Институт путей сообщения, которым А.А. Бетанкур руководил до конца жизни.

Козьма Дмитриевич Фролов (1726—1800), русский гидротехник, изобретатель в области горнозаводского дела, внес большой вклад в развитие рельсовых дорог в России, проложивший в 1764 г. лежневые пути. С 1763 г. он работал на Змеиногорском руднике на Алтае, где в 1766 г. участвовал в пуске паровой машины И.И. Ползунова. К концу 80-х годов под руководством К.Д. Фролова был создан комплекс сооружений и гидросиловых установок, позволивших механизировать транспортировку руды.

Петр Козьмич Фролов (1775—1839), сын К. Д. Фролова, по окончании в 1793 г. Петербургского горного училища работал на Алтае до 1830 г. П.К. Фролов построил в 1806—1809 гг. первую в России чугунную дорогу длиной около 2 км с конной тягой между Змеиногорским рудником и Колывано-Воскресенским заводом на Алтае.

Неоценим вклад в создание железной дороги в России и первого русского локомотива с паровой тягой талантливых мастеров-умельцев oтца Ефима Алексеевича Черепанова (1774— 1842) и сына Мирона Ефимовича Черепанова (1803—1849), русские машиностроители, крепостные заводчиков Демидовых, получивших вольную. Результатом их многолетней творческой работы была построенная в 1832 г. на уральском Нижнетагильском металлургическом заводе рельсовая дорога с паровой тягой.

Наиболее плодотворна деятельность Черепановых по постройке паровых машин, которые они настойчиво внедряли в производство. Всего начиная с 1820 г. Черепановыми было построено около 20 паровых машин мощностью от 2 до 60 л. с. В 1833—1834 гг. они создали первый в России паровоз, а в 1835 г. — второй, более мощный, в конструкции которых были осуществлены передовые на тот период времени технические идеи. Чугунная рельсовая дорога была проложена от Выйского завода до Медного рудника. Однако, несмотря на успешную работу паровозов, нововведение Черепановых не было поддержано и паровозы заменили конной тягой. В таком виде дорога работала еще в начале XX века.

Джордж Стефенсон (1781—1848), английский конструктор и изобретатель, положивший начало развитию парового железнодорожного транспорта. Научился читать и писать в 18 лет, путем упорного самообразования приобрел специальность механика паровых машин. С 1812 г. механик Киллингуортских копей (Нортамберленд).

С 1814 г. занимался строительством паровозов, первый из которых «Блюхер» строился при содействии бывшего помощника Р. Тревитика Дж. Стила для рудничной рельсовой дороги. В 1815—1816 гг. создал еще два паровоза усовершенствованных конструкций. В 1818 г. совместно с Н. Вулом Дж.

Стефенсон провел первые научные исследования зависимости сопротивления рельсового пути от нагрузок и профиля пути. В 1823 г. в Ньюкасле основал первый в мире паровозостроительный завод, на котором был изготовлен паровоз «Передвижение» (1825 г.) для строившейся под руководством Дж. Стефенсона железной дороги Дарлингто — Стоктон, а затем паровоз «Ракета» (1829 г.) для дороги между Манчестером и Ливерпулем (1826—1830 гг.).

При строительстве этой линии Дж. Стефенсоном впервые решены сложные задачи железнодорожной техники: созданы искусственные сооружения (мосты, виадуки и др.) и применены железные рельсы на каменных опорах, что позволило развивать паровозам типа «Ракета» скорость до 50 км/ч. Ширина колеи (1435 мм), принятая Стефенсоном, стала самой распространенной на железных дорогах Западной Европы.
В 1836 г. Дж. Стефенсон организовал в Лондоне проектную контору, ставшую научно-техническим центром железнодорожного строительства. По чертежам Дж. Стефенсона и его сына Роберта строились паровозы, которые эксплуатировались не только в Великобритании, но и в других странах.

Роберт Стефенсон (1803—1859), английский инженер, вместе с отцом Дж. Стефенсоном основал локомотивостроительные заводы (1823 г.), которые носили его имя. Р. Стефенсон построил железнодорожную линию Лондон—Бирмингем (1833 г.). Совместно с фирмой «Фейрбэйри и сыновья» строил мосты, в которых применялись трубчатые конструкции.Франц Антон Герстнер (1793—1840), чешский инженер и предприниматель.

В 1820-х гг. принимал участие в строительстве первой конно-железной дороги в Средней Европе (Ческе-Будеевице—Линц). Приглашенный в Россию в 1834 г. с целью начать строительство желез¬ных дорог Ф.А. Герстнер совершил поездку на Урал и Казань, преодолев путь в 4000 км. После возвращения из более длительной поездки по России подал Николаю I обстоятельную записку, в которой отмечал, что «…нет такой страны в мире, где железные дороги были бы более выгодны, чем в России, так как они дают возможность сокращать большие расстояния путем увеличения скорости передвижения».

В результате Ф.А. Герстнер учредил акционерное общество для постройки пригородной Царскосельской железной дороги, в котором важную роль играл также граф А.А. Бобринский, авторитетный и близкий к царскому двору сановник, в руках которого сосредоточивалась вся финансовая деятельность общества. Техническим руководителем строительства Царскосельской дороги был Герстнер.

Окончательный проект был утвержден 21 февраля 1836 г., а официальное открытие состоялось 30 октября (11 ноября) 1837 г. Это была первая в России железная дорога общего пользования. На другой день «Санкт-Петербургские ведомости» писали: «Шестьдесят верст в час; страшно подумать… Между тем вы сидите спокойно, вы не замечаете этой быстроты, ужасающей воображение; только ветер свистит, только конь пышет огненною пеною, оставляя за собой белое облако пара.

Какая же сила несет все эти огромные экипажи с быстротой ветра в пустыне; какая сила уничтожает пространство, поглощает время? Эта сила — ум человеческий…». И в этом немалая заслуга Ф.А. Герстнера.

Несмотря на положительный опыт работы Царскосельской линии, вопрос о строительстве железных дорог в России продолжал вызывать острую полемику. Требовалось научно обобщить опыт эксплуатации построенных рельсовых линий и доказать их экономическую эффективность. Особую роль в развитии железных дорог в России сыграл профессор Павел Петрович Мельников. Он, используя результаты командировки, наряду с глубокой эрудицией, знаниями и опытом, впервые разработал методику выбора основных технических параметров и дал научное технико-экономическое обоснование строительства Петербург-Московской железнодорожной магистрали.

Павел Петрович Мельников (1804—1880), русский инженер и ученый в области транспорта, почетный член Петербургской Академии наук (1858). В 1825 г. «первым по наукам» окончил Институт Корпуса инженеров путей сообщения и был оставлен для преподавательской работы, с 1833 г. профессор по курсу прикладной механики. Совместно с Н.О. Крафтом разработал проект железной дороги Петербург—Москва и с 1842 г. возглавлял Северную дирекцию по ее строительству. С 1862 г. — главноуправляющий, а в 1866—1869 гг. — министр путей сообщения, в 1870—1875 гг. — член Комитета железных дорог.

Автор проекта и строитель Петербург-Московской (Октябрьской) железной дороги и основоположник железнодорожной науки», Николай Осипович Крафт (1198—1857), русский инженер, генерал-майор. В 1820 г. окончил Институт Корпуса путей сообщения в Петербурге, а с 1836 г. преподавал в этом вузе, принимал участие в разработке технического проекта Петербург-Московской железной дороги и сметы ее строительства, а в 1852—1855 гг. был начальником этой дороги.

Совместно с П.П. Мельниковым и Н.И. Липиным разработал методы возведения железнодорожного земляного полотна в болотистой местности и технические условия на проектирование земляного полотна, верхнего строения, искусственных сооружений, станций этой дороги. Обосновал целесообразность применения пятифутовой (1524 мм) ширины колеи, ставшей нормальной колеей железных дорог страны.

30 января 1842 г. П.П. Мельникова и Н.О. Крафта пригласили в Зимний дворец на аудиенцию с государем, а 1 февраля был подписан высочайший Указ о сооружении железной дороги С. Петербург—Москва. Работы начались 1 августа 1842 г., руководство строительством было возложено на Главное управление путей сообщения и публичных зданий.

Линия была разделена на два строительных участка: Петербург—Бологое (Северная дирекция) во главе с П.П. Мельниковым и Бологое—Москва (Южная дирекция) во главе с Н.О. Крафтом. Причем обе дирекции представляли собой самостоятельные строительные управления. При всей сложности обстановки, возникающей в ходе работ, первая в России магистральная железная дорога между Петербургом и Москвой протяженностью 650 км и шириной колеи 1524 мм была построена. Официальное открытие ее состоялось 1(13) ноября 1851 г.

В 1862 г. П.П. Мельникова назначили главноуправляющим путями сообщения и публичными зданиями. Ему принадлежит разработка проекта первого плана сети путей сообщения. В проекте предусматривалось соединение рельсовыми путями Москвы с промышленными центрами страны, с портами на южных морях, создание транспортных связей между главными водными артериями и обеспечение вывоза каменного угля из Донбасса в Москву и Петербург. После обсуждения и доработки план рассмотрело правительство, и 23 апреля 1865 г. он был высочайше утвержден, получив силу закона.

В июне 1865 г. Главное управление путей сообщения и публичных зданий было преобразовано в Министерство путей сообщения, а первым министром утвержден П.П. Мельников. Министерство сосредоточило свое внимание на практическое осуществление плана создания сети железных дорог в России.
Совместно с П. П. Мельниковым работали на строительстве Петербург-Московской магистрали и над осуществлением плана создания сети железных дорог в России выдающиеся специалисты, такие как С.В. Кербедз и Д.И. Журавский.

Станислав Валерианович Кербедз (1810—1899), русский инженер-мостостроитель, почетный член Петербургской Академии наук (1858 г.). Окончил Институт Корпуса инженеров путей сообщения в Петербурге (1831 г.). Автор проекта и строитель арочного чугунного моста (ныне мост лейтенанта Шмидта) — первого постоянного моста через реку Неву в Петербурге (1842—1850 гг.). По проекту С.В.

Кербедза построены также металлический железнодорожный мост через реку Лугу (1853—1857 гг.) и городской мост через реку Вислу в Варшаве (1858—1866 гг.). В 1859 г. впервые исследовал сравнительную прочность заклепочных соединений с просверленными и пробитыми отверстиями. С.В. Кербедзу принадлежит видная роль в развитии конструктивных форм металлических мостов.

Дмитрий Иванович Журавский (1821—1891), русский ученый и инженер, специалист в области мостостроения и строительной механики. По окончании в 1842 г. в Петербурге Института Корпуса инженеров путей сообщения участвовал в изысканиях и проектировании железной дороги между Петербургом и Москвой. Впервые разработал теорию расчета многорешетчатых деревянных ферм с железными тяжами (так называемых ферм Гау), использовав ее при проектировании мостов через реки Веребья, Волга, Волхов и др. Исследования Д.И. Журавского дали возможность сооружать и безотказно эксплуатировать раскосные фермы пролетом до 60 м (прежние размеры таких ферм назначались эмпирически, вследствие чего происходили обрушения построенных мостов).

Всего в период с 1843 по 1851 г. на дороге было построено 184 моста и 19 путепроводов. Все мосты, спроектированные и построенные на Петербург-Московской магистрали под руководством Д.И. Журавского, оказались необыкновенно прочными и простояли свыше 35 лет, так как свои теоретические расчеты он всегда проверял опытами, в частности, широко использовал испытания на моделях. Д.И.

Журавский впервые в 1855 г. предложил метод определения касательных напряжений в изгибаемых балках и установил наличие в стенках балок косых усилий (главных напряжений). Будучи директором Департамента железных дорог (1877—1889 гг.) Д.И. Журавский осуществил ряд мероприятий по увеличению их провозной способности.

В память о выдающемся ученом 9 февраля 1897 г. в Петербургском государственном университете путей сообщения железнодорожники установили бюст, с надписью на медной доске: «Дмитрий Иванович Журавский. 1821—1891. Создатель расчета раскосных ферм и теории скалывания при изгибе. Знаменитый строитель мостов. Железнодорожный администратор».

Науку и практику отечественного мостостроения обогатили своими трудами Л.Ф. Николаи, Е.О. Патон, Л.Д. Проскуряков, Г.П. Передерий.

Леопольд Федорович Николаи (1844—1908), русский ученый в области мостостроения. В 1866 г. окончил Казанский университет, в 1871 г. — Петербургский институт инженеров путей сообщения. С 1880 г. профессор, в 1901—1905 гг. директор этого института, одновременно с 1892 г. член инженерного совета Министерства путей сообщения и эксперт по вопросам строительства железных дорог и мостов. Л.Ф. Николаи разработал многие вопросы теории расчета мостов, автор двух капитальных учебников о мостах, а также трудов в области проектировании железных дорог.

Евгений Оскарович Патон (1870—1953), советский ученый, специалист в области сварки и мостостроения, академик Академии наук УССР (1929 г.), вице-президент АН УССР (1945—1952 гг.), Герой Социалистического Труда (1943 г.). Окончил Политехнический институт в Дрездене (1894 г.) и Петербургский институт инженеров путей сообщения (1896 г.), работал на железных дорогах России. С 1898 г. Е.О.

Патон преподавал в Московском инженерном училище, с 1905 г. — профессор Киевского политехнического института. В 1921—1931 гг. возглавлял Киевскую мостоиспытательную станцию. С 1929 г. Е.О.

Патон занимался вопросами электрической сварки, по его инициативе при АН УССР была организована сварочная лаборатория, которая в 1934 г. преобразована в Научно-исследовательский институт электросварки. Е.О. Патон был директором института со дня основания, а в 1945 г. институту было присвоено имя Патона.

Лавр Дмитриевич Проскуряков (1858—1926), советский ученый в области мостостроения и строительной механики. По окончании в 1884 г. Петербургского института инженеров путей сообщения работал мостовиком-проектировщиком. С 1887 г. преподаватель Петербургского института инженеров путей сообщения.

С 1896 г. профессор Московского инженерного училища (ныне Московский государственный университет путей сообщения). По проектам Л.Д. Проскурякова построены крупные мосты через реки Нарва, Западный Буг, Волхов, Оку, Амур, Енисей и др. За проект моста через Енисей Л.Д. Проскурякову была присуждена золотая медаль на всемирной выставке в Париже (1900 г.).

Л.Д. Проскуряковым впервые предложена так называемая статически определимая треугольная решетка, а затем разработаны параболические и полигональные статически определимые мостовые фермы со шпренгельной решеткой, а также консольные и арочные фермы для железнодорожных мостов. Методы преподавания строительной механики, введенные Л.Д. Проскуряковым, используются в современной высшей школе.

Григорий Петрович Передерий (1871—1953), советский ученый в области мостостроения и строительной механики, академик Академии наук СССР (1943 г.). В 1897 г. окончил Петербургский институт инженеров путей сообщения. С 1902 г. преподавал в Московском инженерном училище, а с 1907 г. в Петербургском институте путей сообщения, затем в других институтах.

В 1901 г. организовал издание журнала «Инженерное дело», проводившего новые технические идеи в вопросах инженерно-строительного дела. Основные труды Г. П. Передерий посвящены теории и расчету мостов. Он дал ряд ценных инженерных решений по вопросам сооружения сборных мостов, индустриальных методов работ и применения электросварки в мостостроении. Автор новой методики преподавания курса мостов.

Особый интерес вызывала у специалистов проблема взаимодействия пути и подвижного состава. В этой области следует отметить Николая Павловича Петрова.

Николай Павлович Петров (1836—1920), русский ученый и инженер в области железнодорожного транспорта, почетный член Петербургской Академии Наук (1894 г.), инженер-генерал-лейтенант. По окончании Петербургской инженерной академии (1858 г.) работал там же на кафедре математики, которую возглавлял М.В. Остроградский. Первые исследования по механике выполнил под руководством И.А.

Вышнеградского. С 1871 г. профессор Петербургского практического технологического института. В 1888—1892 гг. — председатель Управления казенных железных дорог России, с 1892 г. председатель инженерного совета Министерства путей сообщения, с 1893 г. в течение нескольких лет товарищ (зам.) министра. Активно участвовал в строительстве Транссибирской магистрали.

По его инициативе создано Московское инженерное училище, ныне Московский государственный университет путей сообщения. В 1896—1905 гг. — председатель Русского технического общества.

В области отечественного паровозостроения немалые заслуги инженера А.П. Бородина. Александр Парфеньевич Бородин (1848—1898), русский инженер и ученый в области железнодорожного транспорта, один из основоположников паровозостроения в России. После окончания в Петербурге Технологического института (1870 г.) и Института путей сообщения (1872 г.) работал на руководящих инженерных должностях Ряжско-Вяземской (до 1877 г.), Киево-Брестской (1877—1878 гг.), Юго-Западной (1878—1896 гг.) и Московско-Рыбинской железных дорог.

В 90-х годах XIX века, когда в России осуществлялось усиленное железнодорожное строительство, научные работы А.П. Бородина оказали существенное влияние на развитие техники железнодорожного транспорта.

В 1880—1882 гг. на базе Киевских мастерских Юго-Западной железной дороги он создал первую в мире стационарную лабораторию по испытанию паровозов, провел крупные теоретические и экспериментальные работы в области создания локомотивных паровых машин с двойным расширением пара. По инициативе А.П.

Бородина был построен первый быстроходный четырехцилиндровый паровоз системы «тандем-компаунд», в 1896 г. выдвинул идею применения конденсации пара на паровозах. Им был внесен ряд предложений по унификации локомотивного и вагонного парка, а также автотормозов. Предложены рациональные схемы размещения пунктов водоснабжения на железных дорогах. А.П.

Бородин был бессменным председателем съездов инженеров службы тяги железных дорог России. Он активно участвовал в работах Русского технического общества; один из основателей журнала «Инженер» (1882 г.), издававшегося в Киеве, а с 1889 г. — его главный редактор. Русское общество в 1897 г. учредило золотую медаль имени Бородина на лучшие изобретения и исследования в области железнодорожного транспорта.

Егор Егорович Нольтейн (1854—1934), ученый в области железнодорожного транспорта. В 1896 — 1905 гг. преподавал в Московском инженерном училище (Московский государственный университет путей сообщения). Е.Е.

Нольтейн является конструктором паровоза серии Ч, под его руководством разработан проект сочлененного паровоза типа 0-3-0 + 0-3-0 серии 0. В 1899 г. на Брянском заводе было построено 10 таких паровозов, в 1900—1916 гг. еще 116. Е.Е. Нольтейн разработал методы расчета уравновешивания локомотивов. Издал «Курс паровозов», учебник по динамике паровозов.

Александр Сергеевич Раевский (1872—1924), инженер-механик, ученый в области конструирования паровозов. Создал проекты ряда серий паровозов для Харьковского и Путиловского заводов. Работал совместно с Я.М. Гаккелем над проектом одного из первых отечественных тепловозов, для которого сконструировал ходовую часть. Труды посвящены разработке графоаналитического метода расчета противовесов, расчетам головок шатунов паровозов, осей колесных пар и других узлов.

Рудольф Дизель (1858—1913), немецкий инженер, создатель двигателя внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. В 1878 г. он окончил высшую Политехническую школу в Мюнхене. В патентах 1892 и 1893 гг. Р. Дизель выдвинул идею создания двигателя внутреннего сгорания, работающего по циклу, близкому к идеальному.

В 1897 г. в Аугсбурге Р. Дизель построил двигатель, основанный на принципе сжатия воздуха и самовоспламенения топлива, подаваемого в цилиндр в конце такта сжатия.Двигатель отличался сравнительно высоким коэффициентом полезного действия, но работал на дорогостоящем керосине, имел ряд конструктивных дефектов. После некоторых усовершенствований, внесенных в 1898—1899 гг., двигатель стал надежно работать на дешевом топливе — нефти. Поэтому изобретенный Р. Дизелем двигатель внутреннего сгорания получил широкое распространение в промышленности и на транспорте, в частности, в тепловозах.

Яков Модестович Гаккель (1874—1945), ученый и конструктор в области самолетостроения и тепловозостроения, доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки и техники РСФСР. Я.М. Гаккель спроектировал и в 1924 г. построил один из первых в мире работоспособных тепловозов.

В 1906—1931 гг. преподавал в Московском электротехническом и Московском теплотехническом институтах, с 1936 г. — в Ленинградском институте инженеров железнодорожного транспорта (ныне Петербургский государственный университет путей сообщения). Я.М. Гаккель — автор изобретений в области тепловозной и электрической (трамвай) тяги, электроосвещения, трудов по вопросам конструирования и расчетам локомотивов и летательных аппаратов.

Значительный вклад в совершенствовании эксплуатационной работы железных дорог принадлежит отечественным ученым и инженерам.

Яков Николаевич Гордеенко (1851—1922), ученый в области железнодорожной сигнализации, централизации и блокировки, профессор Петербургского института инженеров путей сообщения. Я.Н. Гордеенко создал первую в России систему централизации стрелочных переводов, осуществленную на станции Саблино Николаевской железной дороги в 1885 г. Являлся членом комиссии Русского технического общества «По вопросу о железной дороге через всю Сибирь», автор учебника «Курс железных дорог», в котором рассматривались вопросы технической и коммерческой эксплуатации железных дорог.

Труды профессоров А.Н. Фролова, И.И. Васильева и других специалистов развивали теорию эксплуатации железных дорог, методы ускорения оборота вагонов и повышения безопасности движения поездов.

Александр Николаевич Фролов (1863—1939), инженер путей сообщения, ученый в области сооружения железнодорожного пути и эксплуатации железных дорог, основоположник теории маневровой работы, профессор Ленинградского института инженеров железнодорожного транспорта (1924 г.). А.Н. Фролов работал в службах пути и движения Ряза-но-Уральской, Харьковско-Николаевской, Московско-Рыбинской, Мурманской железных дорог, сочетал практическую деятельность с научной. Издал труды по вопросам обоснования пропускной способности железных дорог, планирования и регулирования перевозок, маршрутизации и специализации перевозок, по проектированию железнодорожных станций и организации работы на них.

Иван Иванович Васильев (1884—1949), инженер путей сообщения, один из создателей теории организации движения и эксплуатации железных дорог, доктор технических наук, профессор Московского и Ленинградского институтов железнодорожного транспорта, заведующий кафедрой «Эксплуатация железных дорог». Опубликовал труды по методам расчета, нормированию и анализу оборота вагонов, специализации поездов по направлениям, определению коммерческой скорости движения, теории графиков движения поездов, пропускной способности железных дорог, маневровой работе.

Труды инженера, впоследствии академика В. Н. Образцова и профессора С.Д. Карейши положили начало формированию науки о станциях и узлах.

Владимир Николаевич Образцов (1874—1949), инженер путей сообщения, ученый в области организации железнодорожного транспорта, транспортных систем, академик Академии наук СССР (1934 г.), заслуженный деятель науки и техники РСФСР (1935 г.). В.Н. Образцов преподавал с 1901 г. в ряде московских вузов.

В Московском институте инженеров железнодорожного транспорта основал кафедру «Станции и узлы», заведовал кафедрой. В 1935—1940 гг. В.Н. Образцов работал начальником научно-исследовательского института железнодорожного транспорта в Москве, с 1939 г. возглавлял секцию по научной разработке проблем транспорта Академии наук СССР.

Изданы труды по проектированию железнодорожных станций и узлов, эксплуатации железных дорог, взаимодействию различных видов транспорта. Имя В.Н. Образцова присвоено Николаевскому железнодорожному техникуму, улице в Москве; установлена мемориальная доска на доме, где он жил.

Сергей Демьянович Карейша (1854—1934), инженер путей сообщения, специалист в области железнодорожного пути, станций и узлов, заслуженный профессор, директор Петербургского института инженеров путей сообщения (1911—1917 гг.). В 1922 г. С.Д.

Карейша пожизненно был избран почетным председателем Совещательных съездов представителей служб пути отечественных железных дорог, член многих международных железнодорожных и других технических обществ. С.Д. Корейша представлял Россию на многих международных конгрессах. Им опубликованы труды по вопросам защиты от снежных заносов железнодорожных станций и пути, он автор многочисленных библиографических указателей по железнодорожной тематике.

Томас Алва Эдисон (1847—1931), американский изобретатель в области электротехники и предприниматель, основатель крупных электротехнических компаний, почетный член АН СССР (1930 г.). Т. Эдисон является автором более 1000 изобретений. Изобретательством Т. Эдисон начал заниматься с 1868 г., организовав мастерские, в которых изготавливались разработанные им устройства.

В 1872 г. создал в США первую техническую исследовательскую лабораторию. В 1877—1879 гг. изобрел фонограф, усовершенствовал лампу накаливания, телефон и телеграф. В 1880 г. Т.А. Эдисон провел первые опыты по применению электрической тяги на железной дороге в Менло-Парк (штат Нью-Йорк). В 1882 г. построил первую в мире электростанцию и провел испытания электрического вагона.

Первые проекты электрических железных дорог появились в России еще в конце XIX в. Здесь прежде всего следует назвать проект инженера П. С. Янова, предложившего в 1884 г. сооружение электрической железнодорожной линии протяженностью 470 км от Петербурга до Вытегры. В 1902 г. построена первая электрическая узкоколейная железная дорога Лодзь—Згерж длиной 19,8 км, в строительстве и эксплуатации которой участвовали инженеры путей сообщения Г.Д.

Дубелир и П.П. Дмитренко. В 1898 г. инженер Ф.Ф. Баталии предложил построить в Крыму электрическую железную дорогу, изыскания которой проводились под руководством Н.Г. Гарина-Михайловского в 1903 г. Однако осуществить проект в то время не удалось.

Николай Георгиевич Гарин-Михайловский (1852—1906), инженер путей сообщения, специалист в области строительства железных дорог, писатель. В 1878 г. окончил Институт путей сообщения в Петербурге, проявил себя как талантливый инженер, работая на строительстве крупных железных дорог, в том числе Великого Сибирского пути. Это был выдающийся изыскатель и строитель железных дорог.

В 1886—1890 гг. Н.Г. Гарин-Михайловский участвовал в прокладке Бакинского участка Закавказской железной дороги, Либаво-Ровенской, Жабинско-Пинской, Уфа-Златоусской линий. Являлся руководителем изысканий на Западно-Сибирской железной дороге (1891 г.). Под его руководством проводились изыскания электрической железной дороги на южном берегу Крыма (1903 г.) и др.

Великий Сибирский путь является своеобразным памятником мужеству, таланту, мастерству инженерно-технических работников и рядовых строителей. Поэтому многие станции на Транссибе названы в честь самых разных людей: от местного проводника до инженера-строителя и министра.

В 1903 г. возникла необходимость электрификации Петербургского железнодорожного узла, а в 1913 г. был разработан проект введения электрической тяги на Московском железнодорожном узле. В начале 90-х годов отечественные ученые опубликовали ряд исследований, посвященных теории электрической тяги и электрификации железных дорог. Среди них были работы Г.О. Графтио, Г.Д. Дубелира, К.Н.

Кашкина, в которых получили обоснование прогрессивные идеи и рекомендации по электрификации железных дорог.

Генрих Осипович Графтио (1869—1949), ученый в области электрификации железных дорог и гидротехнического строительства, академик Академии наук СССР (1932 г.). Г.О. Графтио окончил Новороссийский университет и в 1896 г. Петербургский институт инженеров путей сообщения. Он являлся одним из авторов раздела «Электрификация транспорта» ГОЭЛРО, руководителем отдела электрификации железных дорог НКПС, строительства Волховской ГЭС, которой присвоено его имя. В 1900—1917 гг. проектировал и строил железные дороги, принимал участие в проектировании и строительстве трамвая в Петербурге.

Григорий Дмитриевич Дубелир (1874—1942), инженер, специалист в области дорожного строительства, электрификации железнодорожного и городского транспорта, доктор технических наук, профессор. Г.Д. Дубелир один из авторов раздела об электрификации транспорта ГОЭЛРО, член комиссии ГОЭЛРО (1920 г.). Им изданы труды по электрификации железнодорожного и городского транспорта, устойчивости земляного полотна, планировке населенных пунктов.

В первые годы XX века в России независимо друг от друга занимались тепловозами две группы специалистов: профессор В.И. Гриневецкий и его ученики А.Н. Шелест, Б.М. Ошурков; профессор Ю.В. Ломоносов с учениками А.И. Липецом и Н.А. Добровольским. В эти же годы инженер Я.М.

Гаккель, занимавшийся строительством первых русских аэропланов, вынашивал идеи создания тепловоза с электрической передачей. Разработанные проекты послужили основой для создания тепловозов в дальнейшем.

В начале XX века в России появились первые инженерные разработки и в области метростроения. Относились они прежде всего к Петербургу и Москве, где быстро увеличивалось население, и городские застройки охватывали все новые и новые окраины.

В Петербурге, например, в то время единственным общедоступным видом городского транспорта была конная железная дорога (конка), электрический трамвай прошел по улицам только в 1907 г. В 1902 г. инженеры путей сообщения А.И. Антонович, Н.И. Голиневич и Н.П. Дмитриев составили проект внеуличной городской дороги в Москве. Авторы проекта предусматривали поэтапное развитие строительства с учетом роста населения Москвы.

Источник: www.vagoni-jd.ru

Строительство железных дорог это какая наука

Подключите пакет «Плюс» и пользуйтесь всеми сервисами сайта без ограничений и рекламы:

Полное отсутствие рекламы.

Неограниченный доступ к премиальным сервисам сайта.

5 тестов на выбор профессии с расширенными результатами.

Сервисы сравнения вузов по 50 критериям и специльностей по 22 критериям.

Калькулятор ЕГЭ с дополнительными опциями.

Персональный онлайн робот-помощник с искусственным интеллектом Поступика (планируется).

Все новые сервисы, которые мы планируем выпустить, также будут входить в пакет «Плюс» без ограничений.

Источник: postupi.online

Наука о земляном полотне для железнодорожных магистралей

Статья заведующего кафедрой «Путь и путевое хозяйство» МГУ ПС (МИИТ), доктора технических наук, профессора Евгения Самуиловича Ашпиза касается опыта проектирования и строительства земляного полотна железных дорог России, расположенных в зоне распространения многолетнемерзлых грунтов.

Статья заведующего кафедрой «Путь и путевое хозяйство» МГУ ПС (МИИТ), доктора технических наук, профессора Евгения Самуиловича Ашпиза касается опыта проектирования и строительства земляного полотна железных дорог России, расположенных в зоне распространения многолетнемерзлых грунтов.

Памяти выдающегося ученого Георгия Михайловича Шахунянца посвящается статья.

Остановлюсь только на вкладе Г.М. Шахунянца в развитие науки о земляном полотне. В 1938 году им была выпущена работа «Ликвидация пучин на железнодорожном пути», в которой заложены теоретические и практические основы по процессам морозного пучения земляного полотна и методам его предотвращения. В 1953 году выпущен фундаментальный труд «Земляное полотно железных дорог», рассматривающий вопросы проектирования и расчетов земляного полотна, в том числе и для сложных условий. Многие положения теории и методы расчета, изложенные в этой книге, остаются актуальными и сейчас.

Отдельно надо отметить, что профессор Г.М. Шахунянц создал в России Комитет по земляному полотну – научно-технический совет, который в течение 20 лет координировал и обобщал научные исследования, опыт проектирования, сооружения и эксплуатации земляного полотна на железных дорогах Советского Союза. По результатам работы Комитета по земляному полотну под его редакцией было выпущено 13 сборников трудов:

• «Борьба с оползнями, обвалами и размывами на железных дорогах» (1961 г.);
• «Защита железных дорог от селевых потоков» (1962 г.);
• «Сооружение и эксплуатация земляного полотна из пылеватых грунтов» (1964 г.);
• «Вопросы сооружения эксплуатационных насыпей на болотах» (1965 г.);
• «Борьба с пучинами на железных и автомобильных дорогах» (1965 г.);
• «Сооружение и эксплуатация земляного полотна в районах распространения засоленных грунтов и подвижных песков» (1966 г.);
• «Борьба с наледями на железных и автомобильных дорогах»;
• «Проектирование, строительство и эксплуатация земляного полотна в карстовых районах» (1968 г.);
• «Сооружение земляного полотна железной дороги Новокузнецк – Абакан – Тайшет» (1970 г.);
• «Земляное полотно, сооружаемое в зимних условиях» (1970 г.);
• «Земляное полотно вторых путей» (1974 г.);
• «Защита земляного полотна от горных рек» (1975 г.);
• «Земляное полотно в районах распространения легковыветривающихся скальных пород. Стабильность высоких насыпей» (1977 г.).

Одно из последних заседаний состоялось в 1978 году и было проведено на строительстве Байкало-Амурской магистрали, расположенной на территории с вечной мерзлотой.

Общая характеристика железных дорог России в зонах распространения мерзлоты

Большая часть России расположена на территории, где распространены многолетнемерзлые грунты. При этом, учитывая расположение основных сырьевых ресурсов и необходимость их дальнейшего освоения, в ближайшее время интенсивное новое строительство железных и автомобильных дорог следует ожидать в основном как раз на этих территориях.

В настоящее время протяжение эксплуатируемых железных дорог России в зонах распространения многолетнемерзлых грунтов составляет около 8 тысяч километров. Ввод в эксплуатацию первой железной дороги на многолетней мерзлоте (Забайкальская – часть Транссиба) относится к началу XX века, а последние железные дороги построены в настоящее время. Эксплуатация этих железных дорог показывает, что имеются многочисленные деформации земляного полотна, связанные с деградацией мерзлоты. Такое положение вызывает необходимость постоянных работ по исправлению пути, приводит к многочисленным ограничениям скоростей движения поездов и, в конечном счете, значительно увеличивает эксплуатационные расходы. Основной причиной этих деформаций является отепляющее влияние сооружения земляного полотна на мерзлые грунты основания, которые при оттаивании становятся слабыми, не воспринимая нагрузку.

Все железные дороги России, расположенные в зоне мерзлоты, по условиям ее формирования могут быть разделены на две большие группы:

• 1 группа – железные дороги, расположенные в Северном регионе (проходят в высоких широтах в районе полярного круга, широта выше 64 градусов);
• 2 группа – железные дороги, расположенные в Дальневосточном регионе (расположены в широтах 52–56 градусов).

Северный регион расположен в климатической зоне с относительно невысокой годовой амплитудой воздуха (60–70 °С), где отмечается короткое прохладное лето с невысокой радиационной составляющей и большим количеством осадков и суровая длительная зима, характерная сильными ветрами, большой толщиной снежного покрова и его метелевым переносом. Для региона характерна малая глубина сезонного оттаивания грунтов деятельного слоя.

Дальневосточный регион характеризуется резко континентальным климатом с высокой годовой амплитудой воздуха (80– 90 °С), имеющим жаркое лето с высокой радиационной составляющей и большим количеством теплых осадков и суровую холодную зиму, с небольшой толщиной снежного покрова и отсутствием метелей. В регионе отмечается большая глубина сезонного оттаивания грунтов деятельного слоя.

Этапы проектирования и строительства

По условиям проектирования и сооружения железных дорог в условиях многолетнемерзлых грунтов в историческом плане могут быть выделены 5 этапов.

1 этап – последнее десятилетие XIX века и начало XX века

Строительство первой железной дороги в условиях мерзлоты Транссиба осуществляется без достаточного опыта и ведется по нормам для обычных условий, без учета особенностей мерзлоты в основании. В результате большое количество деформаций земляного полотна в виде осадок при деградации мерзлоты и пучения при промерзании пучинистых грунтов земляного полотна и основания. Деформации земляного полотна на отдельных участках дороги продолжаются до настоящего времени.

2 этап – 30–50 годы XX века

Строительство линий севернее Транссиба до Второй мировой войны и в Северном регионе после ее окончания ведется с учетом опыта первого строительства Транссиба по нормам временного документа – проекта «Технических условий по строительству железных дорог в районах вечной мерзлоты», разработанного в 1939 году.

В этот период осуществлено накопление фактического материала о мерзлоте и работе сооружений, построенных на мерзлых грунтах, проведено лабораторное изучение процессов и создаются методы расчета промерзания земляного полотна. Основное внимание при этом обращается на два процесса, приводящих к деформациям на мерзлоте: процессу пучинообразования и процессу потери грунтами при их оттаивании несущей способности.

На этом этапе были даны рекомендации по предупреждению деформаций с применением различной теплоизоляции: шлака, торфа и торфогрунтовых смесей, разработаны конструкции водоотводных сооружений. Несмотря на неполный учет особенностей происходящих тепловых процессов и даже некоторые неверные выводы, в целом на данном этапе было накоплено большое количество фактического материала, разработаны основы методик как полевых изысканий, так и научных исследований. Были созданы конструктивные решения, способствующие уменьшению деформаций. Тогда же было сформулировано одно из основных положений о двух принципах строительства на мерзлоте. I принцип – сохранение и использование при эксплуатации основания в мерзлом состоянии и II принцип – допущение оттаивания основания с использованием грунтов в талом состоянии.

3 этап – 70–80 годы XX века

Осуществляется строительство Байкало-Амурской магистрали (БАМ) на Дальнем Востоке и линии на север Тюменской области. Проектирование и строительство этих линий ведется по первому постоянному нормативному документу «Технические указания по изысканиям, проектированию и постройке железных дорог в районах вечной мерзлоты» ВСН 61-61, который и определил основные решения. Учитывая, что после 50-х годов новых железных дорог в зоне мерзлоты до строительства БАМа не было, решения ВСН 61-61 во многом были приняты на эмпирическом уровне. К сожалению, поэтому далеко не все из них, использованные при проектировании БАМа, оказались эффективными.

Так, например, для Восточного участка БАМа, где наиболее сложные мерзлотно-грунтовые условия и температура грунтов в естественном состоянии – 0,5°С – 1,0°С было ошибочно принято положение, что насыпи должны отсыпаться оптимальной высотой 4 м из дренирующих грунтов из условия вхождения мерзлоты в тело насыпи, а для предотвращения оттаивания с боков устраиваться бермы. Насыпи предписывалось отсыпать на мерзлое основание, без нарушения мохового покрова. При расчетном обосновании учитывалась только кондуктивная теплопередача.

Фактически такое решение привело к серьезному нарушению естественного теплообмена грунтов с воздухом. Основным условием существования мерзлых грунтов в этом регионе являлось интенсивное охлаждение их за счет мохового покрова через испарение влаги в летний период и разницы в теплопроводности его в теплый и холодный периоды, что не было предусмотрено в расчетах. Также большое отепляющее влияние и предпосылки для образования термокарста создали неудачные решения с водоотводами, которые привели к подтоплению прилегающей к земляному полотну территории.

В результате на БАМе отмечается большое количество деформаций земляного полотна, в основном – осадок, которые происходят из-за деградации мерзлоты длительное время.

Осадки проявляются как в виде резких локальных просадок пути протяжением в несколько десятков метров, так и в виде протяженных «волнообразных» участков длиной до 1 км и более. При этом осадки протекают крайне неравномерно, приводя к значительным расстройствам рельсовой колеи, вызывая необходимость частых выправок и подъемок пути.

По причине этих деформаций снижается безопасность движения поездов, что приводит к ограничениям скоростей движения. В местах интенсивных деформаций отмечаются трещины по обочинам и бермам и значительная просадка последних вплоть до их погружения в марь. Годовая величина осадки по результатам инструментальных измерений составляет до 10–20 см. Большинство осадок насыпей приходится на маревые ландшафты, сложенные сильнольдистыми грунтами III и IV категории просадочности. У подошвы насыпей образуются термокарстовые понижения, ускоряющие процесс деградации мерзлоты.

Основной причиной деформаций является деградация мерзлоты в основании, вызванная нарушением естественных условий теплообмена между атмосферой и грунтовым массивом, выражающимся:

• в замене в зоне сезонного оттаивания-промерзания слоя торфа или переувлажненного суглинка на дренирующий маловлажный грунт;
• в уменьшении испарения и увеличении инфильтрации тепловых атмосферных осадков через оголенные поверхности контура насыпи по сравнению с естественными маревыми ландшафтами;
• в увеличении поглощения солнечной радиации поверхностями контура насыпи по сравнению с естественными маревыми ландшафтами;
• в ухудшении условий стока поверхностных вод вблизи насыпей, приводящему к отепляющему влиянию углублений поверхности, заполненных водой и фильтрующихся через насыпь потоков.

Строительство БАМа вызвало активизацию мерзлотных исследований в этом регионе, позволившую, объединив усилия ученых геологов-мерзлотоведов и ученых геотехников-строителей, существенно продвинуться в изучении процессов, происходящих при взаимодействии сооружений с основаниями из многолетнемерзлых грунтов.

В это время создается современное понимание взаимодействия железнодорожного земляного полотна с многолетнемерзлыми основаниями, разрабатываются математические модели, определяющим становится численное моделирование тепловых процессов с применением ЭВМ. Но данные исследования уже работают на будущее, так как основные проектные решения по БАМу выполнены и полученные научные результаты удается внедрить только на отдельных опытных объектах.

В качестве мероприятий по стабилизации деформаций осадок был предложен ряд конструктивных решений, направленных на охлаждение оснований и регуляцию поверхностного стока, которые вошли в разработанный в 1993 году нормативный документ «Технические указания по стабилизации деформирующихся насыпей железных дорог, расположенных на протаивающих основаниях из вечномерзлых грунтов». Такими мероприятиями явились охлаждающие каменные наброски на откосы насыпей, сезонные охлаждающие установки (СОУ) из труб, различные экраны откосов и др.

Для обеспечения отвода воды от земляного полотна были предложены в качестве водопропускных сооружений бесфундаментные металлические гофрированные трубы, а для продольных водоотводов лотки из композитных стеклопластиковых материалов, которые меньше нарушают естественные условия и менее чувствительны к деформациям.

Согласно основным выводам, вытекающим из результатов работ, при строительстве земляного полотна на мерзлоте необходимо учитывать изменение условий теплообмена и выполнять прогнозные расчеты положения мерзлоты, а для участков, сложенных в основании грунтами III и IV категории просадочности, где возможна деградация мерзлоты, необходимо принятие мероприятий по сохранению грунтов в мерзлом состоянии. Если не учитывать эти особенности и допустить оттаивание (II принцип строительства на мерзлоте), то при эксплуатации происходят многолетние осадки, вызывающие потери, которые превышают начальные капитальные вложения на охлаждающие мероприятия.

4 этап – 80–90 годы XX века

Строительство Амурско-Якутской магистрали (АЯМ) на Дальнем Востоке и продолжение строительства линий в Заполярье происходит с учетом накопленного богатого опыта на строительстве БАМа. Проектирование АЯМа ведется по новой редакции ведомственных норм ВСН 61-89 «Изыскания, проектирование и строительство железных дорог в районах вечной мерзлоты», созданной на базе ВСН 61-61. Этот документ явился компромиссом между устоявшимися принципами, заложенными в проектные решения БАМа, и отдельными новыми решениями.

Несколько иное положение сложилось в середине 80-х годов с проектированием участков линий в Заполярье: линии Ягельная – Ямбург и линий на полуострове Ямал. Для этих линий под руководством СибЦНИИСа были разработаны ведомственные строительные нормы ВСН 200-85 и ВСН 203-85, в которых конструктивные решения для земляного полотна были основаны на классификации методов управления тепловым режимом грунтовых массивов, разработанной проф. А.А. Цернантом.

Классификация учитывает все изменения теплового баланса мерзлого основания, вызванные сооружением земляного полотна, и предлагает теоретически обоснованные методы управления температурным режимом, позволяющие сохранить мерзлоту. Поэтому в решения, содержащиеся в нормах, были введены новые к тому времени синтетические материалы: геотекстиль и пенополистирол, позволяющие значительно повысить надежность земляного полотна. Данные нормы для дорог Заполярья в основном сохраняют свою актуальность и в большинстве своем были применены и при проектировании и строительстве железных дорог на 5 этапе.

5 этап – начало XXI века

Продолжение строительства АЯМа с выходом к Якутску на Дальнем Востоке и строительство линий на полуострове Ямал в Заполярье происходит с учетом всего накопленного богатого опыта строительства. Проектирование ведется по специальным техническим условиям отдельно для линии Томмот – Якутск и отдельно для линии Обская – Бованенково Карская на Ямале.

В основу данных нормативных документов положены современные теоретические представления о взаимодействии земляного полотна с грунтовым основанием, результаты многочисленных натурных наблюдений за температурным режимом грунтов и поведением земляного полотна, численное моделирование и прогноз процессов с применением компьютерных программ.

Основные принципы проектирования и сооружения земляного полотна железных дорог в условиях мерзлоты, заложенные в современных нормах, сводятся к следующему:

• основой для проектирования должны быть результаты изысканий, в ходе которых получена достаточная информация об инженерно-геологических, в целом, и мерзлотных условиях, в частности, участков прохождения трассы линии;
• проектные решения по земляному полотну должны приниматься на основе прогноза изменения мерзлотных условий после сооружения полотна, при этом температурный режим и развитие деформаций должно проектироваться на перспективу не менее 50 лет;
• прогноз температурного режима земляного полотна с основанием должен выполняться с учетом всех составляющих теплообмена между атмосферой и грунтовым массивом, особое внимание должно уделяться изменению характеристик поверхностных покровов (мох, снег) и условиям изменения поверхностного стока;
• трассирование и проектирование продольного профиля линии на участках со сложными инженерно-геологическими условиями должно вестись в комплексе с проектированием земляного полотна;
• сравнение вариантов технических решений земляного полотна должно производиться не только по первоначальной строительной стоимости, но и с учетом расходов при эксплуатации;
• для участков трассы, расположенных на сильнольдистых грунтах III и IV категории просадочности, как правило, следует отдавать предпочтение I принципу использования грунтов основания, т.е. не допускать их оттаивания в период эксплуатации; для этих целей на участках, где типовыми решениями не удается предотвратить деградацию мерзлоты, необходимо выполнение специальных охлаждающих мероприятий;
• особенное внимание при проектировании должно уделяться надежному водоотведению от земляного полотна.

Основные конструктивные решения, предложенные для участков льдистых грунтов в основании, для линии Томмот – Якутск, предусматривают сохранение мерзлоты применением различных охлаждающих конструкций.

Источник: posh-geotextil.ru