Ширина, уклоны и кривизна железнодорожного пути

Для проектирования дороги в качестве исходных были приняты технические характеристики, получившие надлежащее технико-экономическое обоснование и позволявшие обеспечить требуемую пропускную способность и безопасность движения. К этим характеристикам относятся ширина колеи, мощность верхнего строения, число главных путей, предельный уклон, минимальный радиус кривых, размещение раздельных пунктов, типы искусственных сооружений, локомотивов, вагонов, устройств сигнализации и связи, водо- и топливоснабжения и др. В те годы железные дороги в зарубежных странах строились с самой различной шириной колеи . Некоторые отдавали предпочтение широкой колее - до 6 футов (1829 мм). Возник вопрос, какую колею принять для магистрали Петербург-Москва: 6 или 5 футов (1524 мм). Для решения этого вопроса создали специальную комиссию, которая установила, что объем земляных работ при ширине 5 футов сокращается по сравнению с 6- футовой колеей на 1750 тыс. кубометров, в денежном выражении это составляло 1130 тыс. руб., или 3% от сметной стоимости дороги. В отчете ведомства путей сообщения за 1843 г. говорилось:

"Шестифутовая колея, вовлекая в излишние издержки более миллиона рублей серебром, совершенно бесполезна... Пятифутовая ширина, представляя ту же безопасность при скорой езде, те же удобства для устройства паровозов, предпочтительнее в экономическом отношении" 60_1 . Эти расчеты и предопределили ширину колеи в 1524 мм. Первые английские железные дороги, как правило, строились двухпутными, а американские - только однопутными. Проф. П. П. Мельников полагал, что число главных путей должно определяться в зависимости от расчетных размеров движения поездов, стоимости строительства и расходов на эксплуатацию. Он, в частности, утверждал, что издержки на постройку двойного пути меньше, чем при сооружении двух параллельных однопутных линий. Кроме того, двухпутные линии и в эксплуатации более выгодны по сравнению с двумя путями, взятыми отдельно. Ученый установил, что расчетные размеры грузовых перевозок на линии Петербург- Москва должны составлять 400 тыс. т, пассажирских - 300 тыс. человек в год. Освоить эти перевозки оказывалось возможным при наличии двухпутной линии. Исследования проводились и при выборе предельного уклона линий. Английские инженеры применяли на железных дорогах "малые пределы скатов", а американские, наоборот, крутые, с целью снижения первоначальных капитальных вложений. П. П. Мельников не пошел по пути заимствования опыта зарубежных инженеров, а разработал общие теоретические основы выбора предельного уклона и опубликовал их в 1842 г. в "Журнале путей сообщения". Он установил, что выбор предельного уклона зависит от назначения проектируемой дороги, расчетных размеров движения, типа локомотива, топографии местности и себестоимости перевозок. На основе анализа всех этих факторов ученый пришел к выводу, что "всегда существует некоторый предел, далее которого уменьшение скатов перестает быть выгодным". Он также обосновал возможность применения уравновешенных уклонов в случае неравномерности движения по направлениям. Эти идеи легли в основу выбора предельных уклонов для проектируемой дороги. В качестве исходных принимались уклоны 2,5; 5; 10 и 20*/оо. По каждому из них проводились технико-экономические расчеты, чтобы установить, "какой предел ската есть наивыгоднейший". Оказалось, что себестоимость перевозки одного пуда груза будет наименьшей при пологих уклонах. Учитывая, что 80% грузооборота приходилось на направление в сторону Петербурга и 20% - в сторону Москвы, приняли уклоны 2,5*/оо к столице и 5*/оо в обратном направлении. Здесь впервые был применен уравновешенный уклон, при котором поезда с одним и тем же количеством вагонов следовали в обоих направлениях с одинаковой скоростью за счет уменьшения веса составов на Москву. На одном участке трассы пришлось применить сосредоточенный уклон, круче предельного, равный 7,8*/оо. Такой профиль позволил провести линию по прямому направлению на Веребьинском подъеме протяжением 17,6 км между реками Мстой и Веребьей. В 1881 г. в связи с заменой деревянных мостов металлическими был построен Веребьинский обход, удлинивший линию на 5,4 км. С этого времени протяженность магистрали составила 649,9 км 60_2 . Проектировщики магистрали выбор минимального радиуса кривых связывали со скоростью движения поездов. Они считали, что уменьшение скорости по условиям плана линии "представляет тем большую невыгоду, чем протяженнее участок и чем интенсивнее на нем движение". Ставилась задача, чтобы на кривых участках пути поезда следовали с той же скоростью, что и на прямых. Исходя из этого, при проектировании плана линии стремились применять как можно большие радиусы кривых. Минимальный радиус установили в 1600 м на перегонах и 1065 м на раздельных пунктах. Из общей длины магистрали на кривые приходилось всего 47,6 км, или 7,5%. Такая прямолинейность железнодорожной линии позволяет и в настоящее время развивать скорость движения поездов до 200 км/ч.

Ссылки: