Артерии жизни

По бескрайним просторам нашей страны на север, запад, юг и восток протянулись нити железных дорог. И ничто не остановило их: ни реки, ни горы, ни вековая тайга, ни знойные пески пустынь, ни вечная мерзлота. Бегут и бегут "артерии жизни". Зовут их так не случайно. Точно по кровеносным сосудам человеческого организма, несущим необходимый для жизни кислород, мчатся по железным дорогам поезда с углем и рудой, нефтью и лесом, хлебом и комбайнами, цементом и кирпичом, тканями, продовольствием и другими грузами, без которых немыслима жизнь страны. Тысячи дальних, местных и пригородных поездов везут пассажиров к местам назначения.

Уложенные рядом две "нитки" стальных рельсов образуют железнодорожную колею ровную и прочную дорогу, которая выдерживает тяжесть вагонов и локомотивов и направляет их движение. На 150 тысяч километров пролегла она по территории нашей страны. Ею можно было бы почти 4 раза опоясать земной шар по экватору. На первый взгляд может показаться, что сооружение железной дороги дело простое: уложили шпалы, на них рельсы, и дорога готова. Но эта кажущаяся простота обманчива.

Сооружению каждого километра железной дороги предшествует упорный и сложный труд изыскателей и проектировщиков. Многочисленные экспедиции, оснащенные геодезическими инструментами, всевозможными приборами, аппаратурой и буровым оборудованием, на лошадях, оленях, собаках, верблюдах, автомобилях, вездеходах, вертолетах и самолетах отправляются к местам прокладки новых железнодорожных линий.

Строительство дороги начинается с экономических изысканий, целью которых является определение размеров и характера предстоящих перевозок. Результаты этих изысканий служат для того, чтобы ответить на вопрос, какой должна быть новая железнодорожная линия (однопутная или двухпутная, сколько поездов должна пропускать, какие районы обслуживать и т. п.), или, говоря инженерным языком, "составить техническое задание на проектирование железной дороги".

Следующий этап работы - технические изыскания. Специалисты обследуют район, по которому пройдет дорога, прокладывают (трассируют) линию на местности в нескольких вариантах, определяют места пересечения рек, сообщают данные, необходимые для проектирования других устройств и сооружений и определения стоимости и организации строительства.

Чтобы ответить на вопрос, как лучше проложить дорогу, инженеры-проектировщики рассматривают различные варианты прокладки трассы линии и выбирают вариант, наиболее выгодный технически и экономически.

Рис. 3. Уложенные рядом рельсы образуют железнодорожную колею

Сооружая дорогу, строители стремятся сделать ее как можно дешевле, а этого можно достичь в значительной мере, если уменьшить объем земляных работ. Это значит, что надо как можно меньше возводить насыпей и рыть выемок. Но представьте себе, что строители, погнавшись за дешевизной, совсем отказались от земляных работ и, не обращая внимания на горбы и овраги, уложили шпалы прямо на поверхность земли, прикрепили к ним рельсы. По такой дороге не смог бы проехать даже один локомотив, а ведь он, кроме того, должен еще тянуть за собой и состав. Поэтому при строительстве железной дороги поверхность земли в месте укладки рельсов приходится выравнивать.

Конечно, ее не делают горизонтальной на всем протяжении - это стоило бы невероятно дорого, да и времени отняло бы очень много. Просто стараются выровнять местность настолько, чтобы железнодорожная линия, кроме горизонтальных участков, имела подъемы и спуски не круче, чем это положено.

Какой же все-таки должна быть наибольшая крутизна железной дороги? Ведь можно сделать такой крутой подъем, что локомотиву будет не под силу втащить на него состав. Чтобы этого не случилось, при строительстве каждой железной дороги устанавливают наибольший уклон, который может преодолеть локомотив с составом заданной массы и с определенной скоростью. Такой уклон называют руководящим. Им руководствуются строители дороги.

Величина руководящего уклона устанавливается с таким расчетом, чтобы размеры земляных работ были не слишком большими и в то же время чтобы состав поезда был возможно тяжелее.

Задача непростая. Ведь земляных работ будет тем меньше, чем круче руководящий уклон. Но чем круче руководящий уклон, тем меньше масса поезда. Поэтому прежде чем ответить на вопрос, каким должен быть руководящий уклон, производят большое количество расчетов, с помощью которых сравнивают выгоду, полученную от увеличения массы поезда и уменьшения земляных работ.

На железных дорогах нашей страны наибольшая величина руководящего уклона равна 15-тысячным (на главных направлениях), 20-тысячным (на второстепенных линиях) и 30-тысячным (на подъездных и соединительных путях). Первое значение показывает, что на протяжении 1 километра линия поднимается на 15 метров, второе - на 20 метров, а третье - на 30 метров.

Рис. 4. В возвышенностях прорезают выемки

Чтобы железнодорожная линия имела уклоны не круче руководящего, для ее укладки возводят земляное полотно, которое представляет собой довольно сложное инженерное сооружение и требует больших затрат труда и средств. Земляное полотно - это основа для шпал и рельсов, по которым ежедневно будут мчаться сотни тяжеловесных грузовых поездов и скоростных пассажирских экспрессов. Поэтому строители заботятся о том, чтобы оно было устойчивым, надежным, охраняют от размыва водой и сооружают многочисленные специальные водоотводные устройства: кюветы, банкетные и водоотводные канавы, лотки, дренажи. Откосы земляного полотна укрепляют травами, дерном, булыжником. Лишь в немногих местах земляное полотно расположено непосредственно на поверхности земли. Такие места называют "нулевыми".

Рис. 5. В низинах и оврагах возводят насыпи

Гораздо чаще надо прорезать возвышенности и создавать в их толще выемки. Для этого сотни тысяч кубометров земли вынимают и отвозят туда, где она очень нужна. А нужда в грунте при сооружении железной дороги огромна. Ведь на ее пути встречаются не только возвышенности, но и глубокие овраги, низины. Вот сюда и укладывают вынутую из выемок землю и возводят насыпь. Но иногда путь преграждают такие глубокие овраги, что возводить в них насыпь невыгодно, так как она будет очень дорогой. В таких случаях прибегают к помощи железобетона и строят виадуки. Сооружение виадуков требует меньше времени, да и обходится дешевле.

Позже, когда на готовое земляное полотно будут уложены балластный слой, шпалы и рельсы, можно увидеть, что железнодорожная линия состоит из горизонтальных участков, подъемов и спусков различной крутизны, вплоть до руководящего уклона, которые и составляют "продольный профиль пути".

Сооружая дорогу, строители стараются сделать ее и как можно короче. Но не всегда строители железных дорог идут напрямик, не всегда они стремятся преодолеть препятствия "в лоб". Там, где это необходимо для пользы дела, их обходят. Если встречается очень высокий холм и выгоднее обойти его стороной, чем рыть глубокую выемку, строители так и делают.

Обходить приходится не только высокие холмы, но и большие озера, болота, а иногда и населенные пункты. Так появляются кривые участки пути.

С птичьего полета железная дорога напоминает гигантскую змею, стремительно уходящую вдаль, извивающуюся на кривых участках. Сочетание прямых участков пути с кривыми есть "план железной дороги".

Не прихоть строителей заставляет железную дорогу поворачивать то влево, то вправо, а необходимость и инженерный расчет. Почти каждый изгиб колеи объясняется стремлением человека меньше рыть выемок или возводить насыпей, меньше строить мостов и других сооружений, требующих больших затрат труда и средств. Но не всегда можно обойти препятствие.

Рис. 6. Глубокие выемки пересекают виадуками

Нередко путь строителям железной дороги преграждают высокие горы. В таких случаях, пробивая толщу камня, сооружают тоннели и в них укладывают шпалы и рельсы.

Интересно, что тоннели строили еще древние греки и римляне, но расцвет тоннельного строительства начался только с появлением железных дорог.

Самый длинный на сегодняшний день тоннель в Швейцарии - Симплон I. Его длина 19 825 метров. В нашей стране первенство принадлежит Северо-Муйскому тоннелю, протяженность которого достигает 15 тысяч метров. Он сооружен на Байкало-Амурской магистрали.

Много хлопот доставляют строителям большие и малые реки, которые тоже не объедешь стороной. Перешагнуть их помогают мосты. Поднятые опорами над водой, они служат надежным основанием для железной дороги. На подходах к реке возводят насыпь, она-то и поднимает железнодорожную колею на мост.

Рис. 7. Если гору нельзя обойти стороной, сооружают тоннель

Надо сказать, что до недавнего времени даже небольшие мосты, или точнее их фермы, делали только металлическими и лишь их "ноги" - опоры, которыми они опирались на дно рек, были каменными. Но металл требовал за собой ухода: чтобы он не ржавел, фермы надо было регулярно красить. Поэтому строители решили заменить металл Железобетоном. Сейчас фермы мостов длиной 30 - 40 метров сооружают из железобетона. Успешно конкурирует железобетон с металлом и в фермах длиной 100 - 200 метров. Лишь фермы длиной свыше 200 метров делают из металла.

Рис. 8. Перешагнуть реки железной дороге помогают мосты

Железобетонные мосты долговечнее и прочнее металлических.

В наши дни сооружение мостов поставлено на индустриальную основу. Это значит, что фермы мостов изготовляют (собирают) на промышленных предприятиях. Готовые фермы доставляют к месту сооружения моста и с помощью специальных кранов укладывают на возведенные ранее мостовые опоры. Сооружение мостов, особенно больших, - трудоемкая и сложная работа, требующая точного инженерного расчета, высокого профессионального умения.

Небольшие речки и ручьи пропускают сквозь земляное полотно по трубам. Малые мосты и трубы строят по типовым проектам.

Иногда, чтобы преодолеть крупную реку, морской залив или даже море, сооружают речные и морские переправы. Они позволяют значительно сократить путь, ускорить доставку пассажиров и грузов. Так решили поступить на юге нашей страны. Чтобы попасть из Ашхабада в Баку по железной дороге, поезд должен обогнуть с севера Каспийское море. На это необходимо много дней, ведь надо преодолеть почти 5 тысяч километров. Поэтому грузы и пассажиров из Средней Азии на Кавказ везут в поездах в Красноводск, а дальше поезда "идут"... по морю. Их грузят на паром, и уже через 12 часов паром причаливает к кавказскому берегу Каспия в Баку. Здесь пассажиры сходят на берег, а железнодорожный состав, совершивший морской переход на палубе парома, продолжает свой путь по железной дороге. В 70-е годы вступили в строй паромные переправы Холмск - Ванино, Ильичевск - Варна и совсем недавно Клайпеда - Мукран. Первая помогает поездам перебраться на остров Сахалин, вторая "протянула" железнодорожную колею по Черному морю, а третья - по Балтийскому в ГДР.

О переправе Ильичевск - Варна расскажем несколько подробнее. Она была торжественно открыта 14 ноября 1978 года, соединив два дружественных государства - Советский Союз и Болгарию, и хотя и неофициально, названа "мостом дружбы и братства".

Переправу обслуживают мощные внушительных размеров паромы, изящные линии и внешний вид которых очень напоминают пассажирские лайнеры. Каждый паром имеет длину 1842 метра и ширину 26,7 метра. Высота бортов 15,2 метра - это пятиэтажное здание. Внутри корпуса размещены 3 грузовые палубы (верхняя, нижняя и палуба двойного дна), на которых уложены 13 железобетонных путей общей протяженностью более 1500 метров.

Маневровый локомотив надвигает с причала по кормовой аппарели вагоны на верхнюю палубу, а гидравлический подъемник - лифт грузоподъемностью 170 тонн - перемещает их вверх и вниз на две другие палубы.

На пароме есть два маневровых локомотива: один из них работает на верхней палубе, а другой внизу - на палубе двойного дна. Они расставляют вагоны по соответствующим путям, уложенным на палубах и соединенных стрелочными переводами.

Рис. 9. Поезда 'идут'... по морю

Интересная деталь: чтобы переехать с одного пути на другой, локомотивы, кроме железнодорожных тележек, имеют пневматические шасси. Достаточно машинисту включить специальное устройство, и железнодорожные колеса поднимутся, а локомотив превратится в своего рода автомобиль, движение которого не ограничивает рельсовая колея.

Не пройдет и четырех часов, как 108 четырехосных вагонов будут размещены на палубах парома, и он может отправляться в дальний морской путь.

Скорость парома 20,5 узла (1 узел=1,852 км/ч). Приводят его в движение два двигателя внутреннего сгорания мощностью по 6600 киловатт. На весь путь от Ильичевска до Варны требуется только 48 часов.

При подходе к населенным пунктам железнодорожная линия часто пересекает шоссейные дороги. Чтобы не мешать движению городского транспорта, в местах пересечения сооружают путепроводы, поднимая их с помощью насыпей и опор над шоссейными дорогами, или, как говорят специалисты, "сооружают развязку в двух уровнях".

Если движение городского транспорта сравнительно небольшое, в местах пересечения железнодорожных линий с шоссейными дорогами "в одном уровне" сооружают переезды. Интенсивно работающие переезды автоматизированы: при приближении поезда их шлагбаумы автоматически закрываются, загорается красный сигнальный огонь, установленный на переезде, и звуковой сигнал сообщает о том, что проезд запрещен.

Как видите, работы, которые приходится выполнять строителям железных дорог, разнообразны и очень трудоемки. Так, чтобы соорудить 1 километр земляного полотна даже на равнине, надо вынуть для будущих выемок и уложить в насыпи 10 - 12 тысяч кубических метров земли. Если же дороги прокладывают в гористой местности, объем земляных работ увеличивается до 50 тысяч кубических метров.

Раньше земляное полотно возводилось вручную, вручную насыпался балласт, укладывались шпалы и рельсы. Это был тяжелый и изнурительный труд.

В наши дни при строительстве железных дорог используются высокопроизводительные машины и механизмы. Землекопов заменили мощные экскаваторы, а лошадей - автомобили-самосвалы. Вместимость ковша современного экскаватора достигает 25 кубических метров. Под стать ему и самосвалы: их кузова вмещают до 180 тонн груза.

Для перевозки земли, кроме автомобилей, используются железнодорожные вагоны и тракторы с прицепами, а также специальные машины - скреперы. Скреперы не нуждаются в помощи экскаваторов, а сами при движении зачерпывают ковшом грунт, везут его к месту сооружения насыпи и здесь высыпают. Вместимость ковша тракторного скрепера составляет 25 кубических метров. Специальные машины - катки - уплотняют привезенный грунт, планируют откосы насыпей и выемок. Одним словом, от ручного труда остались одни воспоминания.

Но не только машины помогают строителям возводить насыпи и рыть выемки. Человек заставил воду выполнять эту тяжелую работу. Вот как он это сделал.

Вода под напором подается в устройство, называемое гидромонитором. Гидромонитор - это своего рода пушка, стреляющая водой. Такую пушку в миниатюре можно увидеть в руках пожарников, когда они заливают огонь. Она имеет ствол со специальной насадкой, проходя через которую, вода приобретает огромную скорость. Мощная струя, направленная стволом гидромонитора, размывает встречающийся на ее пути грунт и переносит его по канавам или трубам к месту, где должна быть насыпь. Здесь смесь воды с частицами грунта растекается по большой площади и замедляет свой бег. Грунт оседает и остается на месте, а вода, выполнив свою работу, уходит прочь. Принесенному водой грунту придается форма насыпи; верхняя площадка и откосы выравниваются.

Себе на помощь железнодорожники призвали и взрывчатые вещества, заставив их не разрушать, а строить. Заложат подрывники на месте будущей выемки заряды, взорвут их - и выемка готова. Надо лишь подравнять ее низ и откосы. С помощью взрывчатых веществ не только роют выемку, но и возводят насыпи. Сила взрыва перемещает огромные массы земли и засыпает овраги.

Одновременно с земляным полотном сооружают мосты, укладывают трубы. И здесь на помощь людям приходят машины. Мощные краны легко поднимают и перемещают фермы мостов и тяжелые трубы.

Но вот земляное полотно сооружено, плотно утрамбовано, спланированы его откосы и поверхность - основание балластной призмы. Оно готово принять на себя верхнее строение пути: балласт (слой песка или щебня, отсыпанный в форме призмы), шпалы, рельсы. И строители не заставляют себя ждать - приступают к укладке пути. На первый взгляд, выполняется эта работа странно, образно говоря шиворот-навыворот. Сначала укладываются шпалы и рельсы, а потом балласт, на котором они должны лежать. Почему так делают, вы узнаете чуть позже.

А сейчас продолжим наш рассказ об укладке пути.

Вблизи будущей железной дороги сооружают звеносборочную базу. Сюда привозят рельсы и шпалы. Здесь же рельсы прикрепляют, или, как говорят железнодорожники, "пришивают", к шпалам. Все работы на такой базе механизированы.

Два рельса, "пришитых" к шпалам, называют рельсовым звеном. Такие звенья грузят мостовыми кранами на специальные платформы, оборудованные транспортером. Впереди состава из платформ, груженных рельсовыми звеньями, находится путеукладочный кран, на платформе которого тоже лежат звенья. Состав, заполненный до отказа, локомотив толкает на перегон по ранее уложенным рельсам. Наконец, дальше ехать некуда: рельсовая колея закончилась. Локомотив останавливается, и путеукладчик приступает к работе.

По его ферме, нависшей над земляным полотном, перемещаются подъемные тележки с захватами. Вот они останавливаются над верхним звеном, захватывают, поднимают и, передвигаясь по ферме, выносят его далеко вперед. Затем медленно опускают и укладывают на земляное полотно. Рабочие тут же с помощью специальных приспособлений соединяют звено с концами ранее уложенных рельсов.

Рис. 10. Километр пути за 1 час укладывает путеукладочная машина

Дорога стала длиннее на 25 метров, и локомотив продвигает путеукладочный кран вперед до тех пор, пока его передние колеса не остановятся у обрыва железнодорожной колеи. Опять приходят в движение тележки - и новые 25 метров рельсов ложатся в путь.

Когда все звенья, находящиеся на самом путеукладочном кране, будут израсходованы, транспортер подаст пакет звеньев с первой, затем со второй, третьей платформ. Когда все платформы окажутся порожними, путеукладчик возвращается на базу за новым запасом звеньев. Здесь его уже ждут. Пакеты звеньев быстро заполняют платформы, и путеукладчик снова возвращается на перегон. Звено за звеном ложатся рельсы до тех пор, пока железнодорожная колея не соединит начальный и конечный пункты новой дороги.

Как это видно из описания работы звеносборочной базы, необходимым элементом каждого рельсового звена являются рельсовые опоры - шпалы. На каждый километр идет 1840 шпал в прямых и 2000 шпал в кривых участках пути. На станционных путях в зависимости от характера и интенсивности работы это число может быть уменьшено до 1440 или 1600 шпал.

Шпала - это деревянный или железобетонный брус, предназначенный для удержания рельсов в строго определенном положении и передачи нагрузки движущихся поездов земляному полотну.

Сегодня на железных дорогах нашей страны в пути лежит полмиллиарда шпал. Из них 4/5, то есть 400 миллионов деревянные. Только на замену вышедших из строя ежегодно расходуется 2,5 - 3 миллиона кубических метров высококачественной древесины, которая стоит десятки миллионов рублей.

Чтобы уменьшить эти расходы, надо реже менять шпалы. Чем больше срок службы шпал, тем меньше расходы. Многое для этого уже сделано. Чтобы деревянные шпалы не гнили, их, прежде чем уложить в путь, сушат, пропитывают специальными растворами-антисептиками. За уложенными в путь шпалами тщательно следят, своевременно устраняют появившиеся неисправности.

За последние 30 лет средний срок службы деревянной шпалы продлился на 4 года, хотя работа ее значительно "потяжелела".

Известно, что железнодорожный путь должен быть одновременно и жестким и мягким, то есть достаточно прочным, чтобы выдерживать большие динамические нагрузки от движущихся поездов, и в то же время обладать хорошей эластичностью, чтобы как можно больше смягчать возникающие при этом удары.

Таким требованиям отвечает рельсовый путь, уложенный на деревянные шпалы. Но дерево с каждым годом становится все более дефицитным. Вот почему стремятся не только продлить сроки службы деревянных шпал, но и изготовлять шпалы из более долговечных материалов, не поддающихся гниению и хорошо сопротивляющихся износу и различного рода повреждениям.

Такими материалами оказались железобетон и металл. Металлические шпалы применяются в некоторых странах уже давно. Шпалы из железобетона появились значительно позже. С их появлением появилась возможность экономить древесину для других нужд народного хозяйства. Путь, уложенный на железобетонные шпалы, устойчивее, требует меньших расходов. И служат они почти в 2 раза дольше, чем деревянные. Но это не значит, что с появлением железобетонных шпал деревянные исчезнут. Нет, в путь будут укладывать и те и другие.

А теперь продолжим наш рассказ о работе звеносборочной базы.

На шпалы параллельно друг другу укладывают две нити рельсов, изготовленных из стали высокого качества. Чтобы рельсы могли выдерживать интенсивное движение и большую нагрузку, их подвергают специальной закалке токами высокой частоты. Длина каждого рельса 25 метров, а масса одного погонного метра достигает 75 - 80 килограммов. Почти 40 миллионов тонн весят все уложенные в нашей стране рельсы.

К шпалам рельс прикрепляется с помощью специальных костылей или шурупов. Между рельсом и шпалами размещаются металлические подкладки, которые воспринимают нагрузку от рельсов и передают ее на шпалы.

Чтобы сделать путь непрерывным и более устойчивым, концы рельсов соединяют между собой с помощью стыковых накладок, болтов, гаек и пружинных шайб. Места таких соединений называют стыками. В стыках оставляют зазоры: ведь при нагревании рельсы удлиняются. Величина зазоров определяется с таким расчетом, чтобы при самой высокой температуре летом они были бы равны нулю, а зимой при наиболее низкой температуре не превышали 20 миллиметров.

Рис. 11. Электробалластер мощным магнитом вытаскивает рельсовые звенья из-под балласта

О стуке колес на стыках рельсов написано немало хороших поэтических строк. Но железнодорожникам стыки доставляют только заботы. Стык - наиболее слабое место пути. Именно здесь рельсы чаще всего портятся. Вот почему в последнее время распространение получает бесстыковой путь. Рельсы сваривают между собой в сплошные нити длиной до 800 м. В конце каждой такой нити устанавливают так называемые уравнительные приборы. Благодаря им рельсовые нити могут легко перемещаться при изменении длины, вызываемом колебаниями температуры.

Рис. 12. После прохода машины ВПО-3000 новый участок пути готов принять первые поезда

- Значит, и бесстыковой путь все-таки имеет стыки? - спросите вы.

- Да, имеет. Но примерно в 40 раз меньше, чем обычный.

Благодаря этому более плавным делается ход поездов, уменьшается сопротивление их движению, а значит, экономятся электроэнергия и дизельное топливо, значительно увеличивается срок службы рельсов и шпал, существенно снижаются затраты труда на содержание пути. А так как с уменьшением числа стыков требуется меньше стыковых накладок, болтов и гаек, на каждом километре пути экономится почти 2 тонны металла. Если весь путь сделать бесстыковым, то можно сэкономить более 250 тысяч тонн высококачественного металла. И еще - экономится дефицитная древесина, так как бесстыковой путь укладывают на железобетонные шпалы.

После того как путеукладчик закончит свою работу, на смену ему отправляются саморазгружающиеся вагоны, наполненные песком или щебнем. Железнодорожники зовут эти материалы одним словом - балласт. Медленно перемещаясь, вагоны разгружаются. Балласт ложится с обеих сторон пути, засыпая концы шпал. Но это явление временное - только до тех пор, пока по такому пути не пройдет электробалластер. Эта машина мощным магнитом поднимет рельсы, а вместе с ними и шпалы, разровняет балласт по всей площадке земляного полотна и опустит на него путь.

Как только электробалластер закончит свою работу, на вновь уложенный участок пути отправляется выправочно-подбивочно-отделочная машина ВПО-3000. Она выравнивает рельсовую колею, подбивает балласт под шпалы, выполняет отделочные работы. После ее прохода участок готов принять первые поезда.

Как видите, при сооружении железнодорожной колеи работает комплекс-цепочка путевых машин.

Может возникнуть вопрос: а зачем нужен балласт, не проще было бы уложить рельсы на земляное полотно, да так и оставить?

Балласт нужен, чтобы воспринимать давление от шпал и передавать его на возможно большую поверхность основной площадки. Кроме того, хорошо пропуская воду, он позволяет содержать рельсы и шпалы всегда сухими. Вода быстро проходит между частицами песка или щебня, и, попав на наклонную поверхность основной площадки, а затем на откосы, стекает вниз. Балласт также смягчает удары колес о рельсы и сдерживает перемещение шпал вдоль и поперек пути.

Да, да, пусть это вас не удивляет: шпалы и рельсы действительно все время движутся. Дело в том, что колеса поездов, катясь по рельсам, увлекают за собой и железнодорожный путь в том же направлении, в котором движется поезд. Это явление называется "угоном пути". Чтобы предотвратить его, прибегают к помощи приспособлений - противоугонов. Это пружинящие металлические скобы, которые одним концом крепятся за рельс, а другим упираются в шпалу и удерживают рельс на месте.

Рис. 13. Пути соединяются друг с другом с помощью стрелочных переводов

Для того чтобы железная дорога могла работать, недостаточно только уложить путь. На станциях, а при необходимости и на перегонах пути надо соединить друг с другом. Такие соединения осуществляются с помощью стрелочных переводов, которые обеспечивают переход поездов с одного пути на другой. На станции стрелочных переводов так много, что они образуют целые "стрелочные улицы".

Рельсы, подкладки, накладки, шурупы, костыли, болты и гайки, шпалы, балласт и противоугоны - все это, вместе взятое, принято называть верхним строением пути. А мосты, путепроводы, виадуки, тоннели и трубы называют искусственными сооружениями. Земляное полотно и искусственные сооружения образуют нижнее строение пути.

Но вернемся к верхнему строению пути и присмотримся повнимательнее к рельсовой колее. Сразу же бросится в глаза нечто странное: подкладки, на которые уложены рельсы, имеют скошенную поверхность, и поэтому рельсовые нити наклонены внутрь колеи, навстречу друг другу. Сделано это неспроста. Колеса вагонов и локомотивов имеют форму усеченного конуса, и рельсы как бы подлаживаются к ним, чтобы колеса могли опереться на всю их поверхность, или, как говорят специалисты, на всю поверхность катания головки верхней части рельса.

Но почему же колеса имеют форму конуса, зачем это надо?

А вот зачем. В кривых участках пути наружная нить рельсовой колеи длиннее внутренней. Следовательно, бегущее по ней колесо должно преодолеть большее расстояние, чем колесо, которое катится по внутренней, и отстать от него. Естественно, что ось, на которую оба колеса насажены жестко, при этом перекосится.

Но этого не происходит. И вот почему. На повороте под действием центробежной силы вагоны и локомотивы вместе со своими колесами смещаются в сторону кривой. Вот тут-то и начнет играть свою роль конус. Благодаря ему каждое колесо имеет как бы несколько диаметров, увеличивающихся от вершины к основанию, от наименьшего к наибольшему. В кривых колесо, прижатое к наружному рельсу, катится по нему своим большим диаметром, а другое, отжатое от внутреннего рельса, - меньшим. В результате при одинаковом числе оборотов наружное колесо пробежит больший путь, чем внутреннее.

Так конусность колес позволяет вагонам и локомотивам свободно проходить кривые участки пути и, кроме того, делает колеса менее чувствительными к неровностям пути.

Чтобы вагоны и локомотивы не могли сойти с рельсов, их колеса имеют выступы, которые называются гребнями, или ребордами. Сами же рельсы расположены строго параллельно на определенном расстоянии друг от друга. На наших железных дорогах это расстояние в прямых участках пути до 1970 года было принято равным 1524 миллиметрам.

- Почему именно 1524? - спросите вы.

Вопрос о ширине колеи возник в 1836 году при строительстве железной дороги между Петербургом и Москвой. Многочисленные расчеты и всесторонний анализ с точки зрения устойчивости поездов, влияния ширины колеи на мощность паровозов и грузоподъемность вагонов показали, что наилучшей будет колея шириной 5 футов. Если футы перевести в миллиметры, то получится цифра 1524.

Так, много лет назад была определена стандартная ширина колеи русских железных дорог. А в 1970 году для улучшения взаимодействия пути с подвижным составом ширина колеи была уменьшена с 1524 до 1520 миллиметров. Такая она и сегодня.

В кривых участках пути ширину колеи приходится увеличивать, иначе глухая насадка колес и постоянно параллельное размещение осей не позволят локомотиву проехать по кривой. Не будь уширения пути, локомотив ребордами колес вынужден был бы раздвинуть рельсовые нити и разрушить их. Величина уширения колеи зависит от крутизны кривой: чем круче кривая, тем больше уширение. На кривых участках радиусом 300 метров и менее величина его достигает 15 миллиметров.

Переход поезда с прямого участка на кривую стараются сделать плавным. Для этого между ними укладывают переходную кривую.

Когда поезд проходит по кривой, центробежная сила стремится опрокинуть вагоны. Чтобы этого не случилось, наружный рельс в кривых приподнимают, в результате чего нагрузка от подвижного состава распределяется на оба рельса равномерно, и положение вагона делается более устойчивым. Наибольшая высота возвышения достигает 150 миллиметров.

Ни на один день не прекращается строительство стальных магистралей в нашей стране. Сегодня трудно найти человека, который бы не знал, что такое БАМ. Это Байкало-Амурская магистраль, по праву названная "стройкой века" и "дорогой мужества".

Почему же строительство Байкало-Амурской магистрали названо "стройкой века"?

Потому, что Байкало-Амурская магистраль по протяженности, объему работ, многочисленности и сложности инженерных сооружений, применению самых современных машин не имеет себе равных в мировой практике строительства.

Байкало-Амурская магистраль - это почти 3,5 тысячи километров рельсового пути, 9 тоннелей в горах, 126 только больших мостов через реки и ущелья, 3136 искусственных сооружений, 200 станций и разъездов.

Строителям дороги пришлось переместить 750 миллионов кубических метров грунта.

Не менее справедливо БАМ назвали "дорогой мужества". Почти 40 процентов дороги находится в районе вечной мерзлоты. Летом здесь столбик термометра поднимается до +35°С, а зимой опускается до отметки - 50°С. Строителям приходилось бороться с горными речками и наледями, учитывать высокую сейсмичность - до 10 баллов, работать в условиях резких колебаний температуры.

Но ни размах работ, ни трудности не испугали строителей БАМа. По болотам, сквозь горы, через реки пролегли километры дороги к океану, появились новые станции, мосты.

Байкало-Амурскую магистраль строила вся страна. Это была всенародная стройка. XVII съезд ВЛКСМ объявил Байкало-Амурскую магистраль Всесоюзной ударной комсомольской стройкой. Первые добровольцы - посланцы комсомольских организаций Москвы, Ленинграда, всех союзных республик - отправились на стройку прямо из Кремлевского Дворца съездов, где проходил съезд.

Трудно было прокладывать стальную колею сквозь тайгу и горы, по болотам и бездорожью, через бурные реки и глубокие ущелья, наледи и вечную мерзлоту, пробивать тоннели. Но работа была успешно завершена. Путеукладочные краны, шедшие с востока и запада навстречу друг другу, 29 сентября 1984 года встретились у разъезда Балбухта и уложили последнее "золотое" звено Байкало-Амурской магистрали. Дорога была сдана во временную эксплуатацию.

Площадь Сибири и Дальнего Востока - почти 13 миллионов квадратных километров. Из них свыше полутора миллионов километров прилегают к новой магистрали. Байкало-Амурская железная дорога позволит значительно расширить и ускорить перевозки грузов и пассажиров, откроет широкие возможности освоения неисчерпаемых природных богатств Сибири и Дальнего Востока. Уже сегодня она дала жизнь новым городам, заводам, рудникам, обеспечила второй железнодорожный выход к Тихому океану.

Но как ни велик БАМ, он лишь начало грандиозной системы железных дорог, с помощью которых будет освоен чуть ли не самый суровый и недоступный край нашей планеты - от Оби до Охотского моря, от Байкала и Амура до Северного Ледовитого океана. Первые километры железнодорожной колеи уже устремились к Якутску.

И, возможно, недалек тот день, когда сбудутся мечты фантастов, писавших в 20-е годы об экспрессах Берлин - Москва - Нью-Йорк, мчащихся по просторам Сибири.

Железнодорожный путь - очень сложное и дорогостоящее сооружение. Много средств, времени и труда затрачивается на возведение земляного полотна, постройку искусственных сооружений и укладку верхнего строения пути. Но и с окончанием строительства не прекращаются заботы. Построенная дорога нуждается в повседневном уходе, а периодически - и в ремонте.

Рис. 14. Специальная машина очищает щебень

Работа эта довольно трудоемкая и, чтобы ее выполнять быстро, у железнодорожников-путейцев имеются всевозможные машины и механизмы.

Специальные вагоны-путеизмерители определяют состояние рельсовой колеи: приборы точно указывают места, где рельсовые нити слишком разошлись или сблизились, а также где наружный рельс недостаточно поднят над внутренним. Современные ультразвуковые дефектоскопы "Рельс" помогают обнаружить в металле дефекты. Ультразвуковые вагоны-дефектоскопы дают возможность вести контроль со скоростью 60 - 70 километров в час и регистрировать сигналы о дефектах на кинопленку и бумажную ленту. Путевые струги выравнивают и очищают от мусора откосы насыпей и выемок. Машины ремонтируют земляное полотно, укладывают путь, убирают снег, очищают щебень.

Рис. 15. Работает цепочка путевых машин

В распоряжении путейцев находится также большое количество разнообразных механизмов. Среди них электрошпалоподбойки (с их помощью уплотняют балласт под шпалами), рельсорезные и рельсосварочные установки, гайковерты, назначение которых понятно из их названия, и целый ряд других.

Особенно много забот у путейцев при капитальном ремонте пути. Работы ведутся в "окно", это значит, что движение поездов на участке прекращается, поэтому дорога каждая минута.

На линию выходит комплекс путевых машин. Первым к работе приступает путеразборочный кран. Он убирает старые звенья пути и укладывает их на платформы. Вслед за путеразборочным краном идет балластоочистительная машина, которая очищает щебень от мусора, планирует и уплотняет его. После прохода этой машины балластная призма готова принять новую путевую решетку. Эту работу выполняет путеукладочный кран. Он за 1 час укладывает до 800 метров нового пути на железобетонных шпалах.

На вновь уложенном пути сразу же появляются специальные вагоны - хоппер-дозаторы. Они досыпают щебень: ведь после очистки его стало меньше. Завершает капитальный ремонт пути универсальная машина ВПО-ЗОООР, которая подбивает шпалы и рихтует (выравнивает) путь. После прохода этой машины перегон вновь открывается для пропуска поездов.

Немало хлопот доставляет путейцам и текущее содержание пути. Объясняется это частично тем, что уровень механизации этих работ недостаточно высок. Решать эту задачу помогает комплекс путевых машин. А происходит это так. Сначала проходит уборочная машина, которая очищает поверхность балластной призмы от засорителей. После к работе приступает моторный гайковерт. Он смазывает болты, отворачивает, а затем заворачивает гайки рельсового скрепления.

Рис. 16. Машина, которая выправляет, подбивает и рихтует путь

Основа комплекса - выправочно-подбивочно-рихтовочная машина, автоматически выправляющая путь в плане и профиле. Завершает работу универсальная балластнораспределительная машина, которая восстанавливает форму балластной призмы.

Для текущего содержания стрелочных переводов и станционных путей используется машина ВПРС-500. Специальные датчики посылают сигналы о состоянии пути в электронное устройство машины, которая перерабатывает информацию и подает соответствующие управляющие сигналы рабочим органам.

Ухода и ремонта требует не только путь, но и земляное полотно, на котором он лежит. Необходимо своевременно отводить воду от земляного полотна, чтобы не допускать появления различных "болезней", а если они все же появляются, то немедленно их устранять. И в этом случае на помощь путейцам приходят машины для очистки кюветов, укладки дренажей, канавокопатели и другая техника.

Машины вытеснили ручной труд. С их помощью сейчас выполняются многие трудоемкие работы. Они облегчают труд многочисленной армии путейцев, помогают содержать путь в отличном состоянии.

...Все мы любим смотреть, как идет пушистый белый снег, любим кататься на лыжах. Снег укрывает растения от мороза, весной он поит поля влагой. Лишь путейцам он не приносит радости. Снежные бураны обрушиваются на железную дорогу, грозя занести ее и остановить движение поездов. И люди борются со стихией.

Кто не обращал внимания на стройные ряды деревьев, растущих вдоль пути. Посаженные заботливой рукой человека, они образуют защитные лесные полосы. Выстроившись на многие километры по обе стороны вдоль железной дороги, живой заслон защищает ее от снежных заносов, смягчая порывы ветра, предохраняет пути от песка и пыли, а линии связи - от повреждений. Ветер, несущий хлопья снега или тучи песка, встречая на своем пути преграду, теряет скорость, и снег или песок опускаются на землю, не долетая до железнодорожной колеи.

Такие лесонасаждения называются ветроослабляющими. Есть и другие - почвоукрепительные. Имея хорошо развитую корневую систему, они предохраняют почву от оползней, обвалов, осыпания откосов насыпей и выемок, разрушительного действия горных потоков, образования оврагов. Они же препятствуют перемещению песков.

Сегодня надежно несут свою службу на железных дорогах нашей страны почти 400 тысяч гектаров защитных лесонасаждений, протянувшихся вдоль стальных путей более чем на 80 тысяч километров. Больше половины из них защищают путь от снежных заносов.

На участках, где пока еще нет лесных полос, путь защищают от снежных и песчаных заносов деревянными щитами или заборами.

Но ни деревья, ни щиты не могут полностью уберечь железные дороги от заносов. Метели бывают настолько сильными, что снег, перекатываясь через верхушки деревьев и щиты, попадает на рельсы и засыпает их толстым слоем. В таких случаях на помощь железнодорожникам приходят специальные машины-снегоочистители. Плуговые и таранные снегоочистители сдвигают с путей снег в сторону ножами и крыльями, роторные захватывают снег вращающимися лопастями и отбрасывают его далеко в сторону. Для очистки путей от снега, особенно на станциях, широко применяются также снегоуборочные машины, которые не только удаляют снег с пути, но и грузят его в свои вагоны, а затем увозят со станции и выгружают на перегонах в специально отведенных местах.

Рис. 17. Роторный снегоочиститель захватывает снег и отбрасывает его далеко в сторону

Интересно, что первый снегоочиститель появился на наших железных дорогах в 1875 году. Вот что писала по этому поводу газета "Саратовские губернские ведомости": "На наших железных дорогах правильность движения поездов часто нарушается снежными заносами рельсовых путей, очистка которых, производясь ручною работою, обходится дорого и требует много времени. Недавно изобретена крестьянином Павлом Васильевичем Петровым весьма хорошо придуманная снегоочистительная машина, которая, выметая почти совершенно дорогу, в состоянии будет со скоростью товарного поезда счищать свежевыпавший снег полуаршинной глубины. Для очистки снега проектировано г. Петровым особое зябло, действующее наподобие обыкновенных снеговых плугов".

Принцип "плуга" сохранился и в наши дни в плуговых снегоочистителях.

Весной, когда снег тает и бурные потоки воды устремляются в низменности и овраги, у путейцев снова наступает горячая пора. Надо пропустить под мостами лед и весенние воды так, чтобы они не повредили мостов и не разрушили земляное полотно. Специальные команды подрывников отправляются от мостов вверх по течению рек, закладывают в толщу льда пироксилиновые шашки и взрывают их. Расколотый силой взрывов лед свободно проходит под мостами, не загромождая пролетов.

Чтобы предохранить земляное полотно от размыва, приходится возводить большое количество всевозможных искусственных сооружений, которые заставляют воды разлившихся рек течь в нужном направлении.

Днем и ночью несут вахту путейцы - хозяева "артерий жизни".