Ширина колеи

13

Содержание

Введение

1. Ширина колеи. Исторические этапы её становления в мире

2. Колея железных дорог в России

Заключение

Список литературы

Введение

Каждый, кому приходилось хоть раз пересекать западную границу бывшего СССР, не мог не обратить внимание на процедуру смены колёсных пар. Каждый вагон затаскивают на домкрат, поднимают, выкатывают из-под него «советские» тележки, закатывают под него «буржуйские» - и вот уже поезд продолжает свой путь по железной дороге другой колеи. Что же такое «колея»? Книга «Техническая эксплуатация железных дорог», изданная в 1982 году, определяет ширину колеи как расстояние между внутренними гранями головок рельсов. Именно это расстояние следует измерять любителям «весей и глухоманей» при обнаружении железных дорог неизвестной колеи.

В данной контрольной работе хочу раскрыть понятие колеи, ее развитие в истории железнодорожного транспорта России и других стран мира.

1. Ширина колеи. Исторические этапы её становления в мире

Ширина колеи -- расстояние между внутренними гранями головок рельсов, на арго железнодорожников -- «шаблон» (рис.1).

В настоящее время самая распространённая ширина колеи в мире -- 1 435 мм, эту ширину колеи имеют 60% всех железных дорог мира (по длине).

Рис. 1 - Схема колеи

Ширина колеи на железных дорогах измеряется по внутренним граням головок рельсов.

Казалось бы, первые строители железных дорог имели большие возможности для выбора ширины колеи. Можно было, например, сделать ширину колеи 3 м, тогда в один вагон вмещалось бы намного больше грузов, чем сейчас. Между тем изобретатели железных дорог остановились на ширине колеи, равной примерно 5 футам. В одном футе, как известно, содержится 12 дюймов, а в одном дюйме 2,54 см. Значит, ширина колеи железных дорог составляет примерно 1,5 м. Почему же выбрана именно такая ширина колеи? Эта ширина колеи явилась результатом исторического процесса развития колейного транспорта. Еще первые колейные дороги древней Греции и древнего Рима, представлявшие собой углубления до 50 мм в каменном основании, имели ширину 1,5--1,6 м. Это соответствовало ширине уличных экипажей. Сотников Е.А. Железные дороги мира из XIX в XXI век / Е.А. Сотников. - М.: Транспорт, 1993.-с.72

Железным дорогам, в частности, предшествовали, если можно так сказать, городские «деревянные конные дороги» XVI и XVII веков, колея которых составляла также примерно 5 футов. На первых железных дорогах с конной тягой в рудниках и на угольных копях использовали разную ширину колеи -- от 2 до 5 футов. Наиболее удачно была спроектирована железная дорога Мертир -- Тайэфайль в Англии шириной 5 футов, соответствующая колее обыкновенных экипажей. Удачной эксплуатации этой железной дороги способствовало использование рельсов и колес с ребордами. Этот принцип взаимодействия системы рельс -- колесо главенствует и поныне.

Полагают, что именно эта дорога послужила для Джорджа Стефенсона прообразом при постройке в 1825 г. первой железной дороги с паровой тягой Стоктон -- Дарлингтон. Стефенсон сначала принял ширину колеи, равную 4'6" (4 фута 6 дюймов -- 1372 мм), соответствующую ширине колеи обыкновенных дорог, распространенной на севере Великобритании. Однако при конструировании своего паровоза ему не удалось удобно разместить паровой цилиндр и пришлось расширить колею на два с половиной дюйма. Получилась ширина колеи:

4'6"+2 1/2"=4'8 1/2" (1435 мм).

На свои паровозы Стефенсон стал получать много заказов, и поэтому такая ширина колеи получила распространение в Европе и Америке. Ее иногда называют «стефенсоновской», или «нормальной широкой железнодорожной колеей». Сотников Е.А. Железные дороги мира из XIX в XXI век / Е.А. Сотников. - М.: Транспорт, 1993.-с.73

Сын Джорджа Стефенсона, Роберт Стефенсон, настаивал на большей ширине колеи (5 футов-- 1524 мм или 5 футов 3 дюйма-- 1600 мм). Он исходил при этом из более удобного размещения частей конструируемых паровозов.

В то время мало кто думал, что ширину колеи следует выбирать исходя из создания единой сети железных дорог в одной стране или тем более на целых континентах. Казалось, что это вопрос далекого будущего. В Великобритании с самого начала строительства принималась разная ширина колеи. В 1833 г. инженер Бринель предложил строить Большую Западную дорогу в Великобритании с шириной колеи 7 футов (2135 мм). Он считал, что это создаст более благоприятные условия для повышения скорости движения. И такая железная дорога была построена. Кроме нее, еще три крупные железные дороги имели ширину колеи, отличную от стефенсоновской, а именно 1676 и 1600 мм. Таким образом, только на родине железных дорог было принято в начале строительства четыре разных ширины колеи! Несколько позже были приняты и другие значения ширины колеи.

Сначала, пока все строящиеся разными компаниями и акционерными обществами железные дороги были разобщены друг от друга, особых забот это не вызывало. Однако примерно через 20 лет после начала железнодорожного строительства -- в середине 40-х годов XIX века -- вопрос о ширине колеи стал одним из самых острых в общественной жизни страны. Там, где соединялись дороги с разной шириной колеи, для продолжения пути пассажирам требовалось пересаживаться из одних вагонов в другие, а грузы надо было перегружать. Это вызывало большие неудобства. Наконец, вопрос был поставлен в парламенте Великобритании.

Была создана специальная парламентская комиссия, которая 12 августа 1846 г. на основании мнений 46 экспертов приняла билль по вопросу о ширине колеи. Комиссия установила, что строительные расходы при более широкой колее выше, но не удалось показать, как это компенсируется в процессе эксплуатации линий. К моменту принятия билля в Великобритании было железных дорог с шириной колеи:

4'8 1/2"(1435 мм) --3228 км;

5'3"(1600 мм) -- 55 км;

5'6"(1676 мм) --55 км;

6'2"(1880 мм) --43 км;

7'(2135 мм) -- 469 мм. Сотников Е.А. Железные дороги мира из XIX в XXI век / Е.А. Сотников. - М.: Транспорт, 1993.-с.73

Все-таки большинство дорог имели стефенсоновскую колею. Да и перешивка широкой колеи на узкую обходится дешевле, чем узкой на широкую. Это также было важным доводом в пользу принятия более узкой колеи.

В то же время были высказаны серьезные доводы в пользу ширины колеи 5'3", 5'6" и 6'2". Лишь за колею 7' не высказался ни один из экспертов.

Принятый парламентом Великобритании закон обязывал всех владельцев железных дорог перешить колею на ширину 4'8-1/2" (1435 мм). Все будущие дороги также должны были строиться;с такой колеей. В случае нарушения закона о ширине колеи «виновная дорога» должна была выплачивать штраф в размере 10 ф. ст. с каждых 10 миль за каждый день существования. Исключение было сделано для Ирландии, где была сохранена ширина колеи 5'3" (1600 мм). Сотников Е.А. Железные дороги мира из XIX в XXI век / Е.А. Сотников. - М.: Транспорт, 1993.-с.74

В Ирландии вопрос о ширине колеи решался не просто. В 40-х годах XIX века в Ирландии было шесть стандартов ширины колеи -- от 6'2" (1880 мм) и меньше. Чтобы решить вопрос справедливо, ширину колеи вычислили как среднее всех значений ширины колеи, и все железные дороги были обязаны перешить свою колею на новую. Сегодня в Ирландии ширина колеи равна 1600 мм.

На Европейском континенте с шириной колеи в начале также была настоящая чехарда. В основном была принята стефенсоновская колея -- 4'8х1/2". Но в Германии Баденские железные дороги ввели широкую колею 6', в Испании, а затем и в Португалии-- колею шириной 5'6", линия Амстердам -- Аргейм также ; была уширенной. Более широкую колею имели и некоторые железные дороги Швейцарии.

Однако долго такое положение терпимым быть не могло -- пересадки пассажиров и перегрузка грузов вызывали слишком большие и ничем не оправданные потери времени и средств. Между существовавшими тогда государствами заключались договоры о введении единой колеи. Такие соглашения заключались, например, между городом Франкфуртом и великим герцогством Гессенскцм, Нидерландами и Пруссией. Союз Немецких управлений железных дорог окончательно высказался за стефенсоновскую колею шириной 4'8х1/2. Она в конечном итоге и стала основной для большинства европейских стран.

В Испании осталась более широкая колея. Считается, что после наполеоновских войн Испания старалась вести политику изоляции от Франции, что сказалось и на ширине железнодорожной колеи. Эта ширина колеи сохранилась в Испании до сих пор.

В Северной Америке преимущество получила колея шириной 4'8х1/2", но часть железных дорог строилась с другой шириной колеи. Например, дорога Нью-Орлеан -- Нэшвилл длиной 579 км была построена с колеей 6'. Соединенные Штаты Америки тогда были накануне Гражданской войны, и использование разной ширины колеи было частью враждебной политики Южных Штатов по отношению к Северным. До 1860 г. строились железные дороги с шириной колеи (кроме стефенсоновской): 6' (1829 мм), 5'6" (1676 мм), 5' (1524 мм), 4'10" (1473 мм), 4'9" (1448 мм).

В феврале 1886 г. после долгих переговоров была заключена «Конвенция о введении единой ширины колеи железных дорог США». Интересно, что сама перешивка колеи на стефенсоновскую на длине примерно 21 000 км была выполнена за два дня -- 31 мая и 1 июня 1886 г. Колея была сужена в штатах: Джорджия (3882 км); Теннесси (3034 км), Алабама (2901 км), Южная Каролина (2124 км), Флорида (2011 км), Кентукки (1799 км), Вирджиния (1578 км), Северная Каролина (1545 км), Миссисипи (1249 км), Луизиана (504 км). История железнодорожного транспорта России / под редакцией Красковского Е.Я., Уздина М.М. - Спб., 1994 г, -с. 115

Подготовительные работы заняли 79 дней, а после перешивки доводочные работы продолжались еще 50 дней. Перешить примерно 21000 км железнодорожной колеи за два дня -- размах поистине американский. Так, ширина колеи железных дорог США стала равной 1435 км. Аналогичную ширину имеют и железные дороги Канады.

В Центральной и Южной Америке встречаются железные дороги с различной шириной колеи -- от 1676 до 1435 мм.

В Азии Индийские железные дороги имеют колею шириной 1676 и 1667 мм, в Китае в основном используют колею шириной 1435 мм, а в Японии -- 1067 мм. В 1955г. в Японии начали строить высокоскоростные специализированные пассажирские линии с максимальными скоростями движения 200 км/ч и более. Для них приняли ширину колеи 1435 мм. История железнодорожного транспорта России / под редакцией Красковского Е.Я., Уздина М.М. - Спб., 1994 г, - с. 111

В Африке железные дороги Египта, Алжира и Туниса имеют стефенсоновскую колею и частично колею шириной 1676 мм. В остальных странах этого континента ширина колеи в основном примерно 1 м. В бывших колониальных странах железные дороги строили в первую очередь для вывоза сырья в метрополии.

В Австралии применяли несколько стандартов ширины колеи -- от 1600 до 1087 мм.

Железные дороги шириной колеи 1435 мм и более обычно называют ширококолейными. Более узкие называют узкоколейными, такие дороги относятся к второстепенным. Только в США к 1890 г. протяженность подобных дорог была 20 800 км. В Европе для узкоколейных железных дорог были установлены стандарты -- 600, 750 и 1000 мм. На практике же во всем мире имеется до 30 различных вариантов, узкой колеи, начиная с 420 мм.

В целом на Земном шаре примерно 75% длины железных дорог имеют стефенсоновскую колею -- 1435 мм, 11% дорог -- более широкой колеи и 14% --узкой. Вопрос о ширине железнодорожной колеи имеет свою историю, часто пересекающуюся с историей человечества в XIX и XX веках.

2. Колея железных дорог в России

В России первая железная дорога С.-Петербург -- Царское Село была построена с шириной колеи 6' (1829 мм). Эта дорога была введена в действие в 1837 г., т. е. через 12 лет после постройки Джорджем Стефенсоном первой железной дороги Стоктон -- Дарлингтон. Это был период, когда принятая шири-на колеи 4'8-~- подвергалась критике, и в ряде случаев строились дороги большей колеи.

Железная дорога С.-Петербург -- Москва начала строиться в 1843 г;, О выборе ширины колеи один из ее строителей инженер Мельников, после тщательного изучения железнодорожного дела в США, писал: «Трудно допустить, чтобы измерение для одного из главных элементов железной дороги (т. е. ширины колеи), принятое почти случайно на первой дороге Англии, было выгоднейшим для всех железных дорог вообще… До сих пор не обнаружились еще весьма убедительные причины к увеличению или уменьшению числа 4^/8-1/2"...Впрочем, многие из лучших инженеров Америки полагают, что ежели бы при теперешней их опытности им предстояло назначить норму для ширины путей в стране, где железных дорог еще не существует, то они решились бы увеличить эту ширину до 5 1/2 и даже, может быть, до 6"». Виргинский В.С. Возникновение железных дорог в России / В.С. Виргинский. - М.: Желдориздат, 1949, - с. 44

В России тогда еще железных дорог, имеющих серьезное хозяйственное значение, не существовало. Выбор колеи более широкой, чем 4'8-1/2", обеспечивал более удобное размещение механизма паровоза, увеличение объема его котла, массы груза в вагонах, лучшую устойчивость подвижного состава. Мельников предложил колею шириной 5' (1524 мм), что на 89 мм шире стефенсоновской колеи. 29 сентября 1842 г. был издан указ «Об учреждении Комитета устройства железной Петербурго-Московской дороги». Крупнейшая дорога длиной 650 км стала предшественницей всех русских железных дорог, а также и железных дорог Финляндии.

Заключение

С середины XIX века стандартом на железных дорогах России (позже - СССР), Финляндии и Монголии была ширина колеи 1 524 мм. С мая 1970 года до начала 1990-х годов железные дороги СССР были переведены на колею 1 520 мм. Это было сделано с целью увеличить стабильность пути при эксплуатации товарных поездов, повысить их скорость движения без модернизации самого подвижного состава. После распада СССР это - стандарт ширины колеи на железных дорогах всех стран, образовавшихся на его месте. Железные дороги Финляндии до настоящего времени продолжают использовать прежний стандарт - 1 524 мм.

Самой распространённой в мире шириной колеи является 1435 мм (4 английских фута и 8,5 дюймов). Такую колею имеют железные дороги Северной Америки, Китая и Европы (за исключением стран СНГ, Прибалтики, Финляндии, Ирландии, Испании и Португалии).

Список литературы

1. Закон российской Федерации от 8 января 1998г. № 2-ФЗ «Транспортный устав железных дорог Российской Федерации».

2. Сотников Е.А. Железные дороги мира из XIX в XXI век / Е.А. Сотников. - М.: Транспорт, 1993.

3. Виргинский В.С. Возникновение железных дорог в России / В.С. Виргинский. - М.: Желдориздат, 1949.

4. История железнодорожного транспорта России / под редакцией Красковского Е.Я., Уздина М.М. - Спб., 1994 г.

4. Белов И.В., Персианов В.А. Транспорт России: основные задачи и перспективы // Железнодорожный транспорт, 1992. № 12.