Знаете ли вы, что каждый стык рельсов — это слабое место пути?
Да-да, именно стыки на старых железных дорогах были причиной сильного грохота поездов, быстрого износа колесных пар и частых ремонтов путей. Но все изменилось с появлением бесстыкового пути. Как? Давайте разберемся.
В России эта технология появлялась постепенно. Её история началась ещё в конце 19 века — намного раньше, чем думают многие.
Путь к удлинению рельсов
В середине 19 века рельсы в России были короткими. А чем короче рельс, тем чаще будут стыки.. Поэтому постепенно инженеры стали удлинять рельсы.
Так, на Варшавско-Венской железной дороге (1857–1867) использовались рельсы длиной всего 4,57 метра на главных путях, на станционных путях еще короче — 2,13 метра.
На магистрали Москва—Санкт-Петербург в 1851 году укладывали рельсы длиной 5,486 метра.
А к началу 1870-х годов в России начали использовать рельсы длиной 7,315 метра (24 фута), а в начале 1880-х — уже 8,534 метра (28 футов).
На международном конгрессе 1905 года обсуждали преимущества рельсов длиной 24 метра. Такие рельсы уже укладывали, например, в Германии и Австрии, а в России к этому шагу подошли позже. К 1909 году в стране разрешили использовать рельсы длиной 12,8 м и 14,94 м, при этом длину 12,8 м предложили считать стандартом
Что мешало делать рельсы ещё длиннее
Температурные перепады! 🌡️
Технические ограничения того времени серьёзно сдерживали удлинение рельсов, в первую очередь из-за температурных перепадов. Рельс, как и любой металл, расширяется при нагреве и сжимается при охлаждении. Это явление невозможно избежать, если рельс не ограничен в движении.
Однако, когда рельс закреплён на каждой шпале с помощью рельсовых скреплений, его свобода движения становится ограниченной. Скрепления не позволяют рельсу свободно удлиняться или укорачиваться, что создаёт дополнительные сложности.
Если температурные изменения всё же приводят к преодолению сопротивления, зазор между рельсами исчезает. Это может быть проблемой, так как продолжительное удлинение рельсов приводит к давлению друг на друга.
Если процесс удлинения не остановить, рельсы начинают сжиматься, что может привести к выбросу пути. Интересно, что подобные проблемы возникают даже на современном бесстыковом пути.
Чем длиннее рельс, тем больше должен быть зазор. Когда-то рельсы не могли быть длиннее из-за недостаточной прочности деталей и элементов пути, которые не могли удержать их перемещение. Важен также материал, на котором лежат шпалы. Например, песок хуже удерживает рельсошпальную решетку по сравнению со щебнем.
Поэтому инженеры считали необходимым оставлять стыковые зазоры. Это был единственный способ избежать чрезмерных напряжений.
Но в 1896 году русский инженер И.Ф. Стецевич предложил необычное решение — укладывать рельсы с волнообразным искривлением. Эта идея могла бы стать гениальным способом регулировать температурные изменения и компенсировать сжимающие и растягивающие силы, возникающие из-за перепадов температуры. Идея была новаторской и оригинальной, но для своей реализации требовала технологий, которых в тот момент ещё не существовало.
В 1920-е годы на железных дорогах всего мира начали активно изучать проблему длины рельсов. Учёные различных стран пытались выяснить, как создать бесстыковой путь.
Революция на железных дорогах: 1930-е годы
В 1930 году на VIII Конгрессе железных дорог подтвердили: укладка рельсов длиной 60 метров — реальность. Уже в 1932 году на участке Купянск—Валуйки в СССР появились рельсы длиной 37,5 м. На мостах под Серпуховом и Калязином применили сварные плети длиной до 225 м.
Именно тогда на станциях начали применять сварку рельсов. Благодаря этому стало возможным получать плети длиной 60–100 м, а позже — и ещё длиннее. Сварка позволила убрать множество стыков, сделав путь более надёжным и долговечным.
В 1933 году на станции Подмосковная уложили первый в СССР бесстыковой путь длиной 477 метров. Это был настоящий прорыв!
Дальше — больше!
1937 год: на станции Данилов — рельсы длиной от 300 до 800 метров.
После войны, в 1949 году, был построен первый бесстыковой путь с саморазрядкой температурных напряжений на Томской железной дороге.
Эти технологии стали основой для бесстыкового пути, который позже развивался в длинные рельсовые плети до 4 км.
✔️ С конца 1950-х годов в СССР начали укладывать бесстыковой путь на железобетонных шпалах — прочных и долговечных.
А полностью стыков больше нет?
Не совсем. Даже на современном бесстыковом пути стыки всё ещё встречаются. Укладывают уравнительные рельсы. Они все же нужны для компенсации температурных деформаций плетей.
Таких вставок на российских дорогах десятки тысяч. Без них нельзя обеспечить безопасную работу пути — при больших перепадах температур.
✔️ В 2000 году разрешили укладывать рельсы длиной до всего перегона!
✔️ К этому времени материал балласта уже массово заменили на щебень.
Таким образом инженеры 20 века проделали огромную работу, теперь поезда могут двигаться без частого громыхающего звука, поездки стали более комфортными, а долговечность пути значительно увеличилась.
Спасибо, что дочитали до конца! Если вам было интересно — ставьте лайк 👍 и подписывайтесь, чтобы не пропустить новые статьи. А если хотите поддержать — буду рад вашему донату. Такая поддержка — отличный источник мотивации и вдохновения продолжать делиться интересным материалом!