Железнодорожные перевозки - один из самых лидирующих видов транспортировки пассажиров и грузов. Мало кто задумывается о ширине колеи, садясь в поезд. Ещё меньше людей знают, чем были продиктованы эти параметры. По различным причинам, колея жд пути в различных странах имеет существенные различия.
Немного истории
Писатель-фантаст из Англии Герберт Джордж Уэллс рассказывает, что размеры колеи подбирали исходя из расстояния между колесами обыкновенной конной повозки. Об этом можно прочитать в его сочинении «Предвидения».
Развитие железнодорожного транспорта приходится на середину 19 века. Тогда же компании-гиганты в этой отрасли максимально усиливают свое влияние в бизнес-кругах. Разумеется, в то же время фиксируется значительный рост промышленности.
Первые локомотивы воспринимались как альтернатива лошадиной силе. Их параметры полностью соответствовали размерам экипажей. Именно этим продиктованы габариты первого железнодорожного транспорта и ширина колеи (1435 мм).
Не все первые пути прокладывались исходя из общепринятой нормы. Так, например, ширина жд колеи на дороге из Дублина в Дрогеда (Ирландия) составляла 1600 мм.
Борьба за размер колеи
Инженер Изамбарт Брунель, живший в 1806-1859 годах, всегда высказывался за расширение колеи. В 1835 году было окончено строительство Большой Западной дороги. Расстояние между рельсами составило 2135 мм.
Разногласия по вопросу относительно того, какая же ширина жд колеи должна приниматься за стандарт, продолжались до 1845 года. За время споров были тщательно изучены эксплуатационные характеристики дорог различного типа. Для принятия единственно правильного решения в Англии создали специальную парламентскую комиссию, которая должна была установить единые размеры жд колеи. Таким образом, в 1845 году появился закон о строительстве железных дорог с колеей в 1435 мм. А существующие пути, которые не соответствовали этим данным, обязаны были реконструировать. Нарушителям грозил штраф в стерлингов за каждую милю за 1 день существования незаконной дороги.
Особые условия для Ирландии
Большая Западная дорога вынуждена была проложить ещё один, третий, рельс. Для Ирландии правительство Англии сделало исключение (ширина колеи здесь и до сих пор 1600 мм). В стране в 40-х годах 19 века благополучно сосуществовали колеи шести стандартов. Для того чтобы проблема была решена справедливо, правительство определило единый стандарт, высчитав средний результат.
Железные дороги США
В США до гражданской войны штаты стремились обособиться. Конечно, это не могло не отразиться на транспорте. Первые дороги очень различались расстоянием между рельсами. В Нью-Йорке был утвержден закон, который запрещал другим веткам соединяться с дорогами (ширина колеи у них составляла 1524 мм).
С 1865 по 1886 год происходило объединение американских магистралей. Штаты начинают находить пути взаимодействия, английский стандарт обретает все больше сторонников.
Только в феврале 1886 года приняли «Конвенцию», которая закрепила введение единой колеи в США. Магистрали продолжительностью 21000 км были перешиты всего за два дня. А подготовка заняла 79 дней. Ширина жд колеи в США была сведена к 1435 мм. Такой же размер у железнодорожных дорог Канады.
Европейские железные дороги
Английская колея (1435 мм) была распространена и на европейском континенте. Законодательно этот размер был утвержден в разных странах в разное время: в Баварии в 1836 году, в Пруссии в 1837 году, на территории всего Германского ТС - в 1850 году.
С тех пор ширина колеи принятая в Англии, взята за основу и является самой распространенной.
Однако истоки этих параметров следует искать в Древнем Риме. В те далекие времена, с целью предотвращения постоянных поломок колесниц, было принято решение создавать повозки с одинаковым расстоянием между колесами (а равнялось оно 1435 мм).
Широкая колея
Кроме Ирландии, широкая колея (1600 мм) используется также в таких странах, как Австралия (частично и с 1854 года) и Бразилия. Более широкая (1676 мм) введена была в Испании в 1848 году, в Португалии - в 1854 году, в Аргентине - в 1857-м, а еще позже - в Индии, Чили, на Цейлоне.
Во всех этих странах принятая тогда ширина колеи до сих пор так и осталась преобладающей.
А что в России
Ширина колеи жд в России была больше английской. От цифры в 1829 мм, введенной на Царскосельской дороге, страна перешла на размер в 1524 мм. Она была характерна для дороги Москва - Петербург. В дальнейшем этот параметр и стал нормой. Судя по всему, российские инженеры позаимствовали цифру у США. В то время консультанты из Америки принимали активное участие в прокладывании новых путей.
Ширина в 1524 мм была обоснована экономическими расчетами. При создании такой колеи правительство несло меньше бесполезных издержек. Возможно, это было еще и стратегическим решением. Поскольку соседние страны не смогли бы вторгнуться в страну через железнодорожные транспортные пути.
В конце 60-х годов прошлого века колею уменьшили до 1520 мм. Это было сделано для удобства расчетов. На сегодняшний день транспортные пути с колеями 1520 и 1524 мм занимают второе место в мире по длине дорог (суммарная их продолжительность).
Ширина жд колеи в России и Европе принималась за стандарт в разное время. По каким причинам регионы не пришли к общему показателю, доподлинно не известно.
Российские метрополитены
Ширина колеи жд в России во всех метрополитенах такая же, как и на большинстве железных дорог страны. Это касается также и всех стран СНГ. Трамвайные линии России имеют аналогичное расстояние между рельсами - 1520 мм. Есть несколько городов, которые в этом плане отличаются. В Ростове-на-Дону, к примеру, проложена европейская колея. Её ширина составляет 1435 мм. В некоторых российских субъектах и населенных пунктах СНГ для движения трамваев используется узкая колея шириной 1000 мм. Это такие города, как Калининград (Россия), Пятигорск (Россия), Львов (Украина), Житомир (Украина), Винница (Украина) и другие.
Страны с российской колеей
Ширина колеи с показателями 1520 и 1524 мм имеет место ещё в ряде государств. В основном это страны бывшего СССР и граничащие с ним: Финляндия, Монголия, Афганистан. Конечно, это не означает, что там не применяются другие колеи.
Есть такие варианты, когда используется несколько железнодорожных полотен, ширина которых отличается от принятого стандарта. Например, в Болгарии есть небольшой участок дороги в Варне на В Германии - в порту Засниц. Ширина колеи жд в Китае на с Россией также имеет соответствующий размер. В КНДР в 2011 году восстановили участок на пограничном переходе Хасан - Туманган. Румыния имеет линию, которая соединяет металлургический комбинат и Молдову. Также такие короткие пути имеются в Словакии, Швеции, Иране.
Несмотря на то что ширина колеи жд в Европе отличается от наших параметров, участки с российской колеей позволяют сэкономить средства при частой транспортировке грузов с заводов, комбинатов и при большом стабильном пассажиропотоке.
Применение узкой колеи
Когда только начинали прокладывать рельсы, в Англии появилась дорога с колеей в 590 мм. Потом такое железнодорожное полотно стелили во Франции, Бельгии, странах Скандинавии. В России также была введена узкоколейка (в 1871 году).
В некоторых странах такие дороги до сих пор используются. Так, например, в Капской колонии их протяженность настолько велика (112 тысяч километров), что они остались неизменными. Дорога так и называется - «Капская колея», её ширина - 1067 мм.
В странах ЮАР и центральной Африки, на Филиппинах, в Новой Зеландии, в части Японии и Австралии также есть такие узкие ж/д дороги. Ширина жд колеи на Сахалине также имела размер 1067 мм. С 2004 года ОАО «РЖД» проводит реконструкцию для повышения объемов грузопотока.
В Японии для высокоскоростных поездов строят магистрали с расстоянием между рельсами в 1435 мм.
Ширина колеи жд в России на границе с Польшей и до Калининграда такая же. Сейчас на Южном вокзале этого города обустроено несколько таких путей.
В СССР использовалась также колея шириной 750 мм. Эти пути занимали второе место по популярности и использовались до 1980 года. В настоящее время их либо перешили под общепринятый стандарт, либо просто закрыли.
В некоторых европейских странах использовали 1000-мм пути.
Недостатки узкоколеек
Узкая колея всегда выбиралась из соображений экономии. По ним могли свободно передвигаться только легкие составы. Это способствовало удешевлению сооружения ж/д-полотен. Вычисления показали, что дорога в Фестиньоге стоила бы в три раза дороже, если бы имела нормальную колею.
К сожалению, такая ширина не позволяла удовлетворять все потребности. В конце 19 века страны начали активно переходить на большие размеры.
Несмотря на уверенность сторонников узкоколейки и их желание доказать целесообразность и практичность таких полотен, эти взгляды не были приняты большинством. И 1435-миллиметровые пути распространялись с огромной скоростью на дорогах различного значения.
Сейчас узкие колеи используются для промышленных перевозок внутри крупных заводов и комбинатов, для туристических маршрутов, в шахтах, на некоторых линиях внутри страны для перевозки пассажиров.
Немного статистики и курьезы
Дороги с колеей в 1435 мм являются самыми распространенными. Их доля составляет 75 % от всех ж/д путей. Более широкие варьируются в пределах 11 %, а узкоколейки - 14 %.
Протяженность ж/д путей во всем мире - 1,2 млн км. Больше всего дорог проложено в США (почти 240 тысяч км). На втором месте Канада (90 тысяч км). Третье место принадлежит России (86 тысяч км).
Самой узкой шириной колеи (0 мм) может похвастать часть ж/д дороги в Германии, где использовалась одна рельса. Этот путь носил экспериментальный характер.
Самая широкая колея жд пути (3000 мм) предлагалась генеральным штабом Гитлера для того, чтобы вывозить из оккупированной Украины и других стран Европы сырье и материалы. Победа над фашистами сделала этот план невозможным. Трехметровая ширина жд колеи в Украине осталась только на бумаге.
Самые распространенные колеи
| Ширина колеи (мм) | Протяженность (км) | Название дороги | Страны, где используется |
| 1676 | 42300 | Индийская | Индия, Чили, Пакистан, Аргентина |
| 1668 | 14300 | Иберийская | Испания и Португалия |
| 1600 | 9800 | Ирландская | Ирландия, Бразилия и Австралия (частично) |
| 1524 | 7000 | Русская | Эстония и Финляндия |
| 1520 | 220000 | Русская | в странах СНГ, Литва, Латвия, Эстония, Монголия (частично) |
| 1435 | 720000 | Европейская | Европа, Канада, США, Китай, Австралия, Корея, Северная Африка, Ближний Восток, Куба, Панама, Мексика, Венесуэла, Перу, Уругвай |
| 1067 | 112000 | Капская | Южная Япония, Индонезия, Тайвань, Новая Зеландия, Австралия, Сахалин (Россия) |
| 1000 | 95000 | Метровая | Азия (юго-восток), Индия, Боливия, Бразилия, Уганда, Чили, Кения |
Трудности использования колеи с разной шириной
Использование полотен с различной шириной колеи в разных странах мира создает целый ряд неудобств при транспортировке грузов и перевозке пассажиров. На месте «встречи» таких путей приходится пересаживать людей (перемещать товар). Также используется технология перестановки вагонов на другие тележки.
Ширина жд колеи в России и Европе отличается на 85 мм. Поэтому все пересечения границы связаны с дополнительными трудностями. Самые используемые стандарты - это европейская и русская колеи.
Самое большое количество стыковочных пунктов (15 штук) сосредоточено на приграничных территориях с Украиной. Это узлы в Польше, Словакии, Венгрии и Румынии. Ширина колеи ЖД в России и Украине одинакова. Тем не менее, все вагоны приходится переставлять. Эта операция занимает не меньше двух часов для пассажирского транспорта. Грузовой состав может стоять неделями в очереди для совершения перестановки.
Еще в 1968 году была разработана технология автоматического изменения ширины колеи. Это происходит на небольшой скорости без участия работников железнодорожных путей.
Конечно, учитывая все эти факторы, многие предпочитают отправлять свои товары морем. полностью загружены. Представители европейских железнодорожных компаний и руководство российской железной дороги постоянно обсуждают возможность усовершенствования стыковки путей в автоматическом режиме.
Доброго времени суток! Уважаемые читатели, что Вам известно о железной дороге? Все ли подробности Вы знаете? Возможно, многие нюансы были упущены в Вашем «бюро находок»? Предлагаю всем вместе погрузиться в дальнее плавание по изучению, дополнению и развитию Ваших знаний, дабы наверстать упущенное, узнать много нового, захватывающего и интересного о железнодорожном мире. Так сказать от А до Я.
Каждый из нас был на перроне поезда, попадал в одно купе с шумной компанией, которая всю ночь пела песни, смеялась и не давала уснуть до рассвета. Был во влиянии этих самых чувств поездки – легкость, свобода и неразгаданность. Заводил друзей, которым, как и тебе по пути. Задавался вопросом, куда и откуда едут эти железнодорожные машины, как себя чувствует машинист, когда приходит на станцию, либо наоборот, только тронулся с места…
Колея железной дороги в России является неотъемлемой частью всего железнодорожного мира, от этого зависит не только своевременность и безопасность поездки, также правильная работа самого поезда. Колея представляет собой две, параллельно размещены, рельсовые нити, которые находятся друг от друга на определенном расстоянии. Это и есть ширина пути – расстояние между двумя параллельными нитями. Простыми словами это то, самое расстояние между колеями.
Размеры железнодорожных линий
Железнодорожная линия в России и Европе совершенно разная (Европейская железнодорожная линия шириной в 1435 миллиметров, в то время как в России 1520 миллиметров), этому сопутствует масса различных причин – стратегических и исторических. На сегодняшний день лишь 60% дорог Европы имеют европейскую колею. Как таковых преимуществ ширины в 1520 единиц перед шириной в 1435 единиц нет, ведь разница не так уж и велика, каких-то 85 миллиметров, либо 8 половинной сантиметров, единственным отличием есть устойчивость, так как в ширине в 1520 миллиметров, устойчивость более надежна. Допуски разрешены +6 -4 мм.
Размер колесных пар связан с шириной пути, ведь они должны соответствовать и подходить друг другу. Интересно, почему так важна ширина колеи в работе железнодорожной машины? Чем шире колея, тем больше массу может перевезти грузовой либо пассажирский поезд. Как бы странно не звучало, но даже минимальная разница в изменении ширины линии может сказываться на пассажирских и грузовых перевозках, ведь чем меньше ширина, тем меньше массу с собой увезет поезд.
На данный момент ширина железнодорожной линии в России является 1520 миллиметров, и является второй суммарной длинной по проложенным путям в мире, кстати, она практически не меняется на протяжении нескольких веков. Не только в России ширина колеи имеет такую длину, также в странах бывшего СССР, Финляндии и Монголии.
Ширина в 1524 мм VS ширина в 1520 мм
Ширина в 1524 единицы либо в 1520, как по мне, то конечно разница в каких-то 4 мм, практически не заметна, и не несет в себе ужасающие последствия. Не требуется переоборудование состава, и изменение мелких нюансов. Но, во время переходного этапа, были вызваны серьезные проблемы с износом колесных пар. Колесные пары – одна из основ ходовой части железнодорожного транспорта. Ширина в 1524 единицы, стала актуальной, во время построения Николаевской железной дороги, в период 19 века, но была изменена на ширину в 1520 мм, в 70-х годах, 20 века.
Известно, что ширина колеи применяется не только на территории железной дороги, также в метрополитенах и в большинстве трамвайных систем. Все это, на секундочку, составляет 11% железных дорог. Насколько известно, данная величина ширины пути является не только стандартной, но и наиболее оптимальной: увеличение стабильности путей при использовании поездов и локомотивов, также уменьшение износа рельсов и колесных пар, повышение скорости железнодорожного зверя. По-моему, довольно неплохие факторы.
Существует интересный факт, что ширина пути в 1524 единиц была создана, по причине того, что ее было легко запомнить, и выражалась круглым числом, 1524 мм – 5 футов. По историческим данным, эти самые 5 футов сыграли довольно важную роль в период Второй мировой войны, ведь стандарты линий России отличались от стандартов и внутренних различий европейских железнодорожных колей. То есть противнику было бы затруднительно переправить свои войска и военный груз, так как пришлось бы менять собственную ширину путей.
Есть еще один тип железнодорожных путей. Узкоколейная железная дорога, либо узкая железная дорога. Она примечательна тем, что имеет ширину, всего лишь 600 – 1200 мм. Встречаются колеи с еще меньшей шириной, к примеру, Декалиевская колея, которая шириной 500 миллиметров!
Огромным плюсом узкоколейных железных дорог является то, что они не такие затратные в создании, и не так сложны в использовании как железные дороги со стандартной шириной колеи. Если стандартные колеи подходят лишь для грузовых и пассажирских перевозок, то узкоколейные направлены для работы и обслуживания шахт, лесосека, торфоразработок, рудников.
И конечно как же не задеть тему детских железных дорог. Это не только весело и увлекательно, это очень занимательно и познавательно не только для Вашей крохи, но и для родителей. Только представьте, какой труд исполняют работники детской железной дороги, ради удовлетворения наших желаний и прихоть, что бы при выходе из этого места мы смотрели в след тем воспоминаниям и обещали себе вернуться сюда снова! Ширина колеи детской дороги составляет 750 миллиметров, и да, она относиться к категории узкоколейных.
Не многие знают, что самой первой дорогой в России была Царскосельская, которая имела самую большую ширину линии – 1829 единиц.
На сегодняшний день, железная дорога есть неотъемлемой частью в случае путешествия, командировки либо простого переезда с одного места на другое.
К примеру, подадим элементарное сравнение, представим машину без одного, четвертого колеса, разве она тронется с места? Буду капитаном Очевидность, она даже не устоит на месте и просто-напросто рухнет на землю, не простояв и секунды. Также и железная дорога, без чего-то одного, будь это колесные пары, либо какие-то внутренние механизмы, в конце — концов, она не сможет существовать, а просто будет занимать определенную территорию, припадать пылью, и ловить взгляды жалости и призрения у прохожих мимо людей.
Надеюсь, что моя статья была не только интересной, но и в какой-то степени познавательной и увлекательной, возможно, Вы узнали много нового для себя, возможно, сделали какие-то определенные выводы, открытия, черпнули новые знания в сфере железнодорожной жизни изнутри. Думаю, что бытием железной дороги интересуются и Ваши друзья, либо коллеги, а может кто-то из родных?! Поэтому было бы неплохо, если бы Вы поделились статьей в социальных сетях, пусть все узнают и поучатся.
Конечно же, подписывайтесь и подписывайте друзей на обновление блога.
« Когда так много позади, всего в особенности горя, поддержки чьей-нибудь не жди, сядь в поезд, высадись у моря…» — Иосиф Бродский
Настоящий свод правил распространяется на проектирование вновь строящихся и реконструируемых транспортных сооружений, располагаемых в населенных пунктах:
Трамвайных линий (с шириной рельсовой колеи на прямых участках 1524 мм) обычных, скоростных, грузовых и служебных, а также располагаемых на территории депо и ремонтных мастерских (заводов);
Примечание - При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов в информационной системе общего пользования на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим сводом правил следует руководствоваться замененным (измененным) стандартом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка да него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
Трамвайных линий с шириной рельсовой колеи на прямых участках 1524 мм с расчетными скоростями сообщения менее 24 км/ч (обычный трамвай) и 24 км/ч и более (скоростной трамвай); грузовых и служебных трамвайных линий, а также трамвайных линий, расположенных на территории депо, ремонтных мастерских и заводов, разворотных колец;
1 Допускается проектировать скоростные участки путей с шириной рельсовой колеи на прямых участках 1521 мм при соблюдении условий, изложенных в примечании 1 к таблице 10.
2 При проектировании путей обычного трамвая, которые в перспективе (в ближайшие 10-15 лет) могут быть использованы для скоростного трамвая, труднопереустраиваемые элементы пути (земляное полотно, кривые участки, продольный профиль, габариты приближения строений и др.) следует предусматривать по нормам проектирования скоростных участков.
3 За расчетную скорость сообщения принимается скорость движения трамваев или троллейбусов между конечными пунктами посадки (высадки) пассажиров, включая время стоянок на промежуточных остановках.
4.2 При проектировании путей обычного трамвая, которые в перспективе (в ближайшие 10-15 лет) могут быть использованы для скоростного трамвая, труднопереустраиваемые элементы пути (земляное полотно, кривые участки, продольный профиль, габариты приближения строений и др.) следует предусматривать по нормам проектирования скоростных участков.
4.3 За расчетную скорость сообщения принимается скорость движения трамваев или троллейбусов между конечными пунктами посадки (высадки) пассажиров, включая время стоянок на промежуточных остановках.
4.4 Трамвайные и троллейбусные линии следует проектировать на основании распределения пассажиропотоков и комплексной схемой развития всех видов городского пассажирского транспорта и в увязке с проектом планировки и застройки города.
4.5 Линии скоростных участков следует проектировать в городах и между городом и тяготеющими к нему населенными пунктами на направлениях с устойчивым пассажиропотоком не менее 7 тыс. пассажиров в максимум нагрузки в одном направлении или при других потоках при соответствующем обосновании. Линии трамвая, работающего в обычном режиме, следует проектировать на направления с устойчивым пассажиропотоком не менее 5 тыс. пассажиров в минимум нагрузки в одном направлении.
Движение по линиям скоростных участков, должно быть организовано автономно от трамвая, работающего в обычном режиме, с обеспечением удобных пересадочных узлов. Допускается проектирование линии обычного трамвая с организацией скоростного движения на вылетных направлениях или при подземном прохождении трассы в зоне центра города. Для скоростного и обычного трамваев следует предусматривать единую систему хранения, технического обслуживания, энергоснабжения и управления.
4.6 Пропускную и провозную способность трамвайных и троллейбусных линий следует определять на пятый год эксплуатации по участку, наиболее загруженному в максимум нагрузки. При этом наполнение подвижного состава следует принимать из расчета, что все места для сидения заняты, а на 1 свободной площади пола пассажирского салона размещаются 4,5 стоящих пассажира.
Наименьший допустимый интервал во времени между поездами (одиночными вагонами) трамвая надлежит определять расчетом. На стадии разработки комплексных транспортных схем этот интервал можно принимать равным 50 с.
4.8 Пассажирские трамвайные линии следует проектировать двухпутными. Однопутные участки допускается предусматривать в местах, где исключается одновременное встречное движение поездов (вагонов).
Сплетение трамвайных путей и однопутные участки протяженностью не более 500 м на двухпутных линиях могут допускаться временно на период производства строительных или ремонтных работ.
На обособленном полотне, отделенном от проезжей части или тротуаров разделительной полосой; при этом головки рельсов должны располагаться выше или на одном уровне с бортовым камнем, ограждающим проезжую часть;
На совмещенном полотне (при этом головки рельсов должны быть не ниже уровня проезжей части улиц и площадей, по оси проезжей части или по одной из ее сторон) с устройством разметки или ограждений, запрещающих доступ пешеходов и нерельсового транспорта, а также на реконструируемых трамвайных линиях при невозможности переустройства на обособленное полотно.
Размещение трамвайных путей в пределах проезжей части автомобильных дорог общей сети не допускается. На автомагистралях, имеющих раздельные полосы движения, размещение трамвайных путей возможно в разделительной полосе, если ее ширина отвечает требованиям 2.35 настоящих правил.
4.10 Скоростные линии трамвая следует проектировать, как правило, наземными на обособленном полотне, расположенном вдоль магистральных улиц, или на самостоятельном полотне - вне пределов населенных пунктов.
Во многих странах Европы, в Китае и США размер железнодорожной коли составляет 4 фута и 8,5 дюймов, то есть 1435 мм. Такая ширина была принята инженером Джорджем Стефенсоном для постройки первой пассажирской железнодорожной линии из Ливерпуля в Манчестер. На тот момент такая ширина путей была самой узкой из всех существующих.
Стефенсон не случайно остановился на ширине 1435 мм - она соответствовала расстоянию между колесами римских колесниц, а впоследствии и дилижансов. Ну а первый английский паровоз, как известно, построили именно по ширине дилижанса.
Чуть позже по проекту инженера Бринеля была построена железная дорога шириной 2135 мм. Считалось, расстояние создаст условия для увеличения скорости паровоза. По всей Европе началась настоящая чехарда, связанная с колеями разной ширины, а паровозы стали ходить нерегулярно. В результате в 1846 году парламент Великобритании издал указ, обязующий всех владельцев железных дорог перешить колеи по размеру Стефенсона.
Российская колея
В России железнодорожная колея шире колеи Стефенсона ровно на 85 см и составляет 1520 мм. Правда, на таком размере остановились далеко не сразу. Самая первая Санкт-Петербург – Царское Село, открывшаяся в 1837 году, вообще имела колею шириной 1829 мм.
В 1843 году инженер Мельников спроектировал железную дорогу Санкт-Петербург – Москва и заложил в ней колею шириной 1524 мм. По его мнению такой размер был гораздо более оптимален для скорости и устойчивости подвижного состава, чем Стефенсона. Кроме того, он обеспечивал более удобное размещение механизма паровоза и увеличение объема котла и массы груза. Железнодорожная колея такого размера была распространена в последствие не только по всей России, но и в Финляндии с Монголией.
Существует также версия, что отличные от европейских размеры железнодорожной колеи были связаны с тем, чтобы затруднить противнику ввод войск в России в случае нападения на страну.
В советские годы ширину колеи уменьшили на 4 мм, и все железные дороги были переведены на колею в 1520 мм, что осталось и по сей день, в том числе и в странах бывшего СНГ. Это было связано с целью повысить скорость движения железнодорожных составов, не проводя их модернизацию, а также чтобы увеличить стабильность при эксплуатации товарных поездов. В Финляндии ширина колеи осталась прежней – 1524 мм, да и в России некоторые линии метрополитена и трамваи по сей день имеют колею такой ширины.
Трамвайный путь представляет собой инженерное сооружение, включающее конструктивные элементы: верхнее строение, основание или нижнее строение, земляное полотно, а также водоотводные сооружения и дорожное покрытие. Возведение трамвайного пути начинают с подготовки земляного полотна, которое выполняют в виде продольного котлована при размещении пути на проезжей части улиц, или насыпей и выемок при размещении пути на обособленном полотне. На земляное полотно укладывают основание, состоящее из подрельсовых опор и балласта. Подрельсовые опоры выполняют из шпал, продольных лежней или рамных конструкций. В качестве материалов для балласта применяют песок, щебень или гравий. Верхнее строение пути составляют рельсы, специальные части (стрелочные переводы, крестовины и пересечения), скрепления, служащие для соединения рельсов с подрельсовыми опорами (подкладки, накладки, костыли, болты, шурупы, стяжки и пр.), электросоединения. Водоотводные сооружения служат для удаления дождевых и грунтовых вод. Дорожное покрытие укладывают в междупутье и снаружи рельсов при расположении трамвайного пути на проезжей части улиц. Дорожное покрытие выполняют из асфальтобетона, железобетонных плит, булыжника или брусчатки.
В плане улицы относительно ее оси трамвайные пути размещают по центру проезжей части, а при наличии бульвара по его краям. На улицах с односторонним движением, крупных магистралях и набережных трамвайные пути укладывают вдоль одной стороны проезжей части. Предпочтительно укладывать трамвайные пути на изолированном от прочего дорожного движения полотне, что не всегда удается сделать из-за отсутствия свободных земель. В городах Волгограде, Усть-Илимске, Ижевске и Старом Осколе сооружены линии скоростного трамвая, проходящие, в основном, по изолированному полотну и имеющие искусственные сооружения (путепроводы, тоннели) на пересечениях с транспортными потоками. Скоростной трамвай весьма эффективен, поскольку при умеренных затратах и непродолжительных строительных работах по скорости и провозной способности он приближается к метрополитену.
Трамвайные пути по назначению подразделяют на эксплуатационные (по этим путям проходят трамвайные маршруты), временные (укладывают на период проведения ремонтных работ) и служебные (пути на территориях трамвайных депо и соединительные пути между депо и эксплуатационными путями). Эксплуатационные пути выполняют, как правило, двухпутными. Однопутные эксплуатационные пути укладывают в тесных местах, где невозможно организовать двухпутное движение.
Основным конструктивным размером рельсового пути является ширина колеи, измеряемая расстоянием между рабочими гранями головок рельсов перпендикулярно продольной оси пути. На прямых участках нормальная ширина колеи равна 1524 мм (соответствует российскому стандарту железнодорожной колеи). Для обеспечения движения вагонов на кривых ширина колеи несколько увеличивается сообразно с радиусом кривой. На двухпутных участках необходимо обеспечить разъезд встречных вагонов, для чего выдерживают определенный размер междупутья, обусловленный габаритной шириной вагонов (2600 мм) и нормальным зазором между их бортами (600 мм). При отсутствии на междупутье центральных опор для контактных проводов минимальная ширина междупутья на прямых составляет 3200 мм (нормальную ширину междупутья с запасом принимают равной 3550 мм; в Москве междупутье принято проектировать равным 3424 мм, в Санкт-Петербурге - 3758 мм), а при наличии таких опор -3550 мм. При этом фактическую ширину междупутья отсчитывают между осями параллельных путей. В эксплуатационной практике для упрощения замеров ширину междупутья измеряют между рабочими гранями внутренних рельсов, что меньше указанных стандартных размеров на ширину колеи 1524 мм, откуда минимальная ширина междупутья при упрощенном определении составляет минимум 1676 мм, а нормально - 2026 мм.
В общем случае ширина, м, трамвайного полотна на прямых участках в зависимости от типа полотна должна соответствовать следующим нормативам:,
Двухколейный путь на обособленном полотне с посадочными
площадками и полосами озеленения между путями и проезжей частью улиц….. 9,60
Двухколейный путь на обособленном полотне без
Посадочных площадок с центральной подвеской контактного провода……… 7,35
То же, с поперечной подвеской......................................... ……………………….. 7,00
Двухколейный путь в одном уровне с проезжей частью улицы ………………… 6,60
Одноколейный путь в одном уровне с проезжей частью улицы…………………... 3,40
То же, на обособленном полотне....................................... ………………………….3,80
Поскольку трамвайный вагон лишен возможности маневра относительно оси пути, в эксплуатации важно обеспечить нормальное удаление от вагона различных предметов. Нормы таких удалений задаются габаритом приближения строений (рис.), представляющим предельное очертание контура в вертикальной плоскости, перпендикулярной продольной оси пути, внутрь которого не должны заходить расположенные вдоль пути сооружения, здания и иные предметы. Такой габарит определяется на основе габарита вагона трамвая, представляющего аналогичный по построению контур, в котором должен помещаться исправный вагон (с учетом его возможного раскачивания на рессорах при движении). Проверку выдерживания габарита приближения строений производят в движении с использованием макета контура, размещаемого на специальном служебном вагоне трамвая.
Рис. Габарит приближения строений (сооружений) к трамвайному пути: 1 и 2 - соответственно максимальная и минимальная высоты подвеса контактного провода; 3 - расстояние до ограды бульвара; 4- расстояние до границы тротуара; 5- расстояние до нежилых построек, сооружений, заборов и т.п.; 6- расстояние до внешней поверхности зданий
Расположение трамвайного пути относительно улицы определяют его планом, продольным и поперечным профилями.
В плане трамвайные пути выполняют из прямых или кривых участков и узлов (соединений, пересечений, сплетений, конечных пунктов). Чертежи трамвайных путей в плане выполняют в масштабах 1:500, 1:1000, 1:2000 с указанием контуров рельсов и всех близко расположенных сооружений по трассе (с обозначением их удаления от оси пути).
Кривые участки пути по радиусу в плане подразделяют на малые, радиусом 20-75 м; средние - 76-200 м и большие - свыше 200 м. Как исключение допускается уменьшение радиуса в стесненных условиях до 18 м. Максимальный радиус кривой 2000 м. Минимальная длина дуги составляет 8 м. Для предотвращения сильных толчков при переходе вагона в движении с прямого на кривой участок предусматривают переходные кривые, плавно «переводящие» прямую линию в дугу постоянного радиуса: при радиусе кривой до 50 м - с начальным радиусом 210 м; при радиусе 50-75 м - с начальным радиусом 420 м (рис.).
Узлы трамвайных линий (рис.) выполняют из сочетания элементов нормального (прямого) пути и специальных частей пути - стрелочных переводов, крестовин, пересечений и др. В целях унификации специальных частей кривые перевода равны 20 м, 30 м или 50 м. Стрелочные переводы подразделяют на левые (ответвление направляется влево, если смотреть на прямой путь в противошерстном направлении стрелки), правые и симметричные (расходятся вправо и влево по дугам). Пересечения подразделяют на прямые (под прямым углом), косые (угол менее 90°), одиночной кривизны (один из путей в месте пересечения проходит по дуге), двойной кривизны (оба пути проходят по дуге). Стрелки переключаются электромагнитами. При необходимости допускаются пересечения трамвайных путей только со второстепенными железнодорожными путями под углом не менее 45° по согласованию с владельцами этих железнодорожных путей и при обеспечении достаточной видимости и оборудования места пересечения шлагбаумами. В узких проездах, на мостах располагают сплетения двойного пути, при которых внутренние рельсы пересекаются.
На концах трамвайных линий устраивают оборотные петли радиусом 20-50 м, предназначенные для перевода вагонов с одного направления движения на обратное (рис.). При нескольких маршрутах, особенно с различными интервалами движения, петли выполняют многопутными. Это обеспечивает независимое отправление в рейс трамвайных вагонов каждого из маршрутов. Когда по планировочным условиям невозможно соорудить петлю, используют треугольник, недостатком которого является необходимость движения вагонов задним ходом при маневрировании. Для отстоя трамвайных вагонов на конечных пунктах в дополнение к петлям устраивают тупики. В исключительных случаях конечные пункты могут быть тупиковыми, однако это требует оборудования каждой единицы подвижного состава двумя кабинами для водителя и наличия пассажирских дверей по обоим бортам трамвая.
Рис. Геометрия элементов переходных кривых рельсового пути трамвая с начальными радиусами 210 м (а) и 420 м (б)
В трамвайных депо (см. подразд. 4.4) рельсовые пути имеют множество разветвлений, что позволяет компактно хранить вагоны и перемещать их на посты обслуживания и ремонта. Пути заезда и выезда из трамвайного депо разделяют. Предусматривают запасные пути заезда и выезда для избежания возможных непредвиденных заторов в движении.
В одном или нескольких местах трамвайного пути производят его сопряжение (гейт) с железнодорожными путями, позволяющее доставлять в трамвайные предприятия различные материально-технические ресурсы, поступающие по железной дороге, в том числе передавать вагоны трамвая, рельсы и другие крупногабаритные предметы.
Продольный профиль трамвайного пути проектируют в соответствии с аналогичным профилем улицы. Продольные уклоны не должны превышать: для одиночных вагонов 90 %о, для двухвагонных поездов - 80 %о, а трехвагонных - 60 %о. В исключительных случаях допускается увеличение указанных уклонов на 10 %о. В таких случаях перед участком с повышенным уклоном предусматривают техническую остановку для проверки исправности тормозов и медленного въезда на уклон. Узлы и их специальные части для безопасности движения проектируют на уклонах не свыше 40 %о. Перед пересечениями устраивают горизонтальные площадки, или участки с уклоном не более 2,5 %о длиной не менее 15 м вне сопрягающей вертикальной кривой. Два смежных участка с разностью уклонов более 7 %о сопрягают в вертикальной плоскости кривыми радиусом 500-2000 м.
Рис. Трамвайные узлы: а - одиночные стрелочные переводы; б - одноколейные ответвления; в - двухколейные ответвления; г - пересечение одиночного пути; д - пересечение двойного пути с одиночным; е - пересечения двойного пути; ж - двойные переводы
Между вертикальными кривыми, изогнутыми в разные стороны, предусматривают прямую вставку длиной 7 м. Прямая вставка такой же длины предусматривается между стрелочными переводами, направленными
В разные стороны (для линий скоростного трамвая эта вставка должна быть не менее 10 м). Между смежными точками перелома продольного профиля должен быть участок не менее 20 м. На подходах к искусственным сооружениям (мост, тоннель) перелом профиля должен отстоять от начала пролетного строения не менее чем на 5 м.
Рис. Некоторые варианты выполнения оборотных пунктов трамвайного пути: а - тупиковый; б - треугольник; в - кольцо; г - кольцо с тупиком; д - петля; е - петля с двумя тупиками; ж - двойное кольцо; з - тройная петля
Поперечный профиль трамвайного пути при расположении на оси проезжей части выполняют таким образом, чтобы головка правого рельса была расположена на 10 мм ниже головки левого рельса (поперечный уклон 6,7 %о), что обеспечивает сток дождевых вод с проезжей части. Однако на прямых участках без дорожного покрытия и в зоне размещения специальных частей головки рельсов должны быть расположены в одном уровне. На кривых в плане наружный относительно центра поворота рельс располагают над внутренним рельсом на следующем возвышении, мм, с учетом радиуса кривой, м:
Обычные Тяжелые участки в одном Тяжелые участки
участки уровне с проездом на обособленном полотне
До 50 70 100 150
51 – 100 70 80 120
101 – 250 50 60 90
251 – 500 40 40 40
501 – 1000 30 30 30
При расположении на проезжей части улиц головки рельсов трамвайного пути на прямых участках располагают в одном уровне с покрытием проезжей части. На обособленном трамвайном полотне головки рельсов выступают на 150-250 мм над уровнем поверхности.
Для водоотвода на прямых участках трамвайного пути, на кривых участках с вогнутыми переломами не менее чем через каждые 200-250 м располагают водоотводные коробки. Коробки устанавливают под отверстиями, просверленными в желобах рельсов. Такие же коробки устанавливают под стрелочными переводами. Вдоль всей линии устраивают дренаж для отвода воды, проникшей в основание пути. Дренаж можно не устраивать в песчаных грунтах и на уклонах более 35 %о.
Остановочные пункты трамвайных маршрутов должны располагаться вне зоны нахождения специальных, частей пути и секционных изоляторов контактной сети
Для трамвайного пути используют специальные трамвайные или железнодорожные рельсы. Трамвайные рельсы отличаются наличием желоба и имеют буквенное обозначение Тв, после которого указывают удельную массу рельса (в кг/м). Рельсы Тв-60 используют для прямых участков пути, а Тв-65 (усиленные) для кривых. На обособленных участках при отсутствии дорожного покрытия применяют железнодорожные рельсы Р-43. Рельсы выпускаются длиной 12,5 и 25 м. Перед укладкой на кривых рельсы согласно теоретическому чертежу подвергают гибке на специальных станках. Заменяют рельсы по мере их физического износа. Излом рельса трамвайного пути относительно редок из-за невысоких эксплуатационных нагрузок.
Техническое обслуживание, профилактические осмотры и текущий ремонт трамвайного пути возлагают на службу пути. В городах, имеющих одно трамвайное или троллейбусно-трамвайное предприятие, служба пути создается на правах структурного подразделения такого предприятия. При наличии нескольких трамвайных депо функции службы пути могут быть переданы специализированному унитарному предприятию по содержанию пути. В организационном и пространственном отношении путевое хозяйство трамвая подразделяют на дистанции пути. За каждой дистанцией, представляющей производственное подразделение, закрепляют трамвайные пути и производственно-технологическое оборудование. Пути дистанции разделяют на участки или околотки, обслуживаемые бригадами рабочих.
Отказы в путевом хозяйстве приводят, как правило, к прекращению движения на маршрутах, проходящих по соответствующему участку. Поэтому для оперативного проведения ремонта в дистанции пути организуют дежурство аварийных бригад путевых рабочих. Наиболее частым нарушением в путевом хозяйстве является сход вагонов с рельсов. Для постановки вагона на рельсы применяют домкраты и другое специальное оборудование.
Соответствие пути предъявляемым техническим требованиям контролируют ручными приспособлениями и с помощью измерительной и записывающей аппаратуры, установленной на путеизмерительных вагонах. Укладку и ремонт пути производят с использованием дорожно-строительной техники и специальных вагонов.
От снега и мусора пути очищают с использованием специальных вагонов, оснащенных плужными очистителями, шнеками и подметальными щетками барабанного типа с механическим приводом. Применяют также уборочную технику на автомобильном шасси (комбинированные уборочно-моечные машины, используемые в коммунальном хозяйстве). На продольных уклонах для предотвращения скольжения вагонов по рельсам юзом применяют посыпку песком. Запас песка содержат в ящиках на конечных станциях маршрутов и на трассе маршрутов перед началом участков с крутыми продольными уклонами. Для предотвращения обмерзания льдом подвижных частей стрелочных переводов, пересечений и крестовин используют местный обогрев.
Лекция: Энергохозяйство
Энергетическое хозяйство (энергохозяйство) ГПТ представляет собой комплекс технических средств, обеспечивающих подвижной состав энергией на тягу и вспомогательные нужды. Состав и структура энергохозяйства, а также управление им существенно зависят от вида используемой энергии.
Автобусы используют моторное топливо, основным видом которого является дизельное топливо, различающееся в зависимости от фракционного состава на летнее (Л), зимнее (3) и арктическое (А). Летнее дизельное топливо используют при температуре окружающего воздуха выше 0 °С, зимнее - при температуре до -20 °С, арктическое - до -50 °С. Некоторые автобусы, преимущественно особо малого и малого классов по пассажировместимости, работают на бензине. Бензин различается по маркам в соответствии с октановым числом, а также бывает летний и зимний. Марки бензина А-76, А-91, АИ-93 и АИ-95, установленные отмененным ГОСТ 2084-77, еще применяются, и параллельно осуществляется переход на марки бензина по новому ГОСТ Р 51105-97, разработанному в соответствии с европейскими требованиями к качеству и экологичности топлива: АИ-80 (Normal), АИ-91 (Regular), АИ-95 (Premium) и АИ-98 (Super). Подготовлен перспективный ГОСТ Р 51866-2002.
Для повышения октанового числа ранее широко использовали специальные присадки к бензину, являющиеся сильными ядами (например, тетраэтилсвинец - этилированные бензины). Поэтому такой бензин окрашивали путем добавления специальных красителей. В настоящее время производство этилированных бензинов запрещено. Наибольшую топливную экономичность и минимум экологического ущерба обеспечивает использование в качестве моторного топлива газа. Для работы на газе может быть приспособлен любой бензиновый двигатель. Газовое топливо подразделяют на сжатый природный газ (основной компонент метан) и сжиженный нефтяной газ (смесь пропана или пропилена с бутаном или бутиленом при добавлении небольшого количество метана, этана или этилена). Запас хода городского автобуса на сжатом газе меньше, чем на сжиженном, но достаточен для работы целый день без дозаправки. Сжиженный газ марки СПБТЛ применяют летом, а СПБТЗ - зимой.
Заправка автобусов дизельным топливом и бензином осуществляется на автомобильных заправочных станциях (АЗС), сжатым природным газом - на автомобильных газокомпрессорных станциях (АГКС), а заправка сжиженным газом - на автомобильных газонаполнительных станциях (АГНС). Указанные заправочные станции эксплуатируются организациями и предпринимателями, экономически и организационно обособленными от организаций ГПТ. По действующему порядку заправка моторным топливом маршрутных автобусов осуществляется вне общей очереди. Для обеспечения ритмичности работы при составлении расписаний движения автобусов по маршрутам предусматриваются заправочные рейсы. График таких рейсов согласуют с руководителями соответствующих АЗС, АГКС и АГНС. При большом числе эксплуатируемых автобусов становится экономически выгодным сооружение в АТО собственного заправочного комплекса. Это позволяет оплачивать моторное топливо по оптовым ценам и продавать его на сторону в качестве источника дополнительных доходов. Сооружение такого заправочного комплекса возможно при наличии соответствующей пригодной для этого территории и получении необходимых разрешений. В качестве перспективного моторного топлива в настоящее время рассматривается вода, из которой возможно извлечение водорода посредством топливных элементов.
Энергоснабжение подвижного состава ГНЭТ (рис.) осуществляется посредством передачи электроэнергии на борт транспортного средства по контактным проводам, расположенным вдоль трассы маршрутов. К контактным проводам электроэнергия подводится силовыми кабелями от тяговых подстанций. Тяговые подстанции служат для получения постоянного тока и питаются электроэнергией от общегосударственной энергосистемы.
Напряжение в контактной сети троллейбуса составляет 550+1™ В постоянного тока с минусом на левом проводе по ходу троллейбуса. В трамвайной контактной сети используется такое же напряжение с плюсовой полярностью контактного провода. Электрический ток поступает на плюсовой контактный провод троллейбуса и далее через токосъемник и штангу подается на тяговый двигатель, а также используется для питания вспомогательных электроустановок троллейбуса. Возврат тока на тяговую подстанцию осуществляется в обратном порядке через другой контактный провод.
Металлические части кузова троллейбуса не заземлены, в связи с чем должны быть надежно изолированы от сетей, электрически связанных с контактными проводами. Для питания тягового двигателя и вспомогательных агрегатов трамвайного вагона электроэнергия поступает из контактного провода на токоприемник пантографного типа.
Рис. Схемы энергоснабжения ГПТ и отвода блуждающих токов: а - энергоснабжение трамвая; б - энергоснабжение троллейбуса; в - схема прохождения блуждающих токов; 1-ввод высокого напряжения; 2- тяговая подстанция; 3 - питающий кабель; 4 - отсасывающий кабель; 5 - контактные провода; 6- рельсовый путь; 7- транспортное средство ГНЭТ; 8- подземные металлические конструкции (трубопроводы, арматура и пр.); I-III соответственно катодная, нейтральная и анодная зоны
Пантографы обеспечивают надежный прижим токосъемника к контактному проводу на скоростях свыше 50 км/ч. Далее, пройдя через электродвигатель, ток поступает на корпус вагона и уходит в электрически связанный с корпусом рельсовый путь. Рельсовый путь заземлен, что обеспечивает электробезопасность. Таким образом, рельсовый путь служит отрицательным проводником. Однако использовать рельсовый путь для непосредственного возврата тока на тяговую подстанцию нельзя по причинам высокого переходного сопротивления в участках рельсового пути и возникновения блуждающих токов (см. далее). Поэтому с рельсами электрически соединяют отсасывающие кабели, по которым ток возвращается на тяговую подстанцию.
На тяговые подстанции по основному и резервному вводу подается переменный трехфазный электрический ток напряжением 6-10 кВ. Понижающие трансформаторы снижают напряжение до 600 В и питают тиристорные выпрямители. Выпрямители преобразуют переменный ток в постоянный. На тяговой подстанции имеется несколько трансформаторов и выпрямителей, что обеспечивает надежную работу при отказах части оборудования. Коммутация электрических цепей на подстанции обеспечивается распределительными устройствами. Для собственных нужд подстанции (освещение, питание электроинструмента и пр.) имеются трансформаторы, понижающие напряжение до 380/220 В переменного тока. Современные тяговые подстанции работают автоматически или имеют телемеханическое управление.
Систему электропитания организуют по централизованному или децентрализованному принципам. При централизованном принципе обслуживаемую городскую территорию разделяют на отдельные зоны радиусом 1,5-3,5 км. Примерно в центре зоны сооружают тяговую подстанцию. Эта подстанция соединяется кабельной сетью с различными участками трамвайных и троллейбусных маршрутов, проходящих в пределах зоны. Электрическую мощность подстанции определяют исходя из возможного числа троллейбусов и вагонов трамвая, одновременно работающих в пределах соответствующей зоны. Для вылетных линий трамвая и троллейбуса, когда движение осуществляется по достаточно протяженным участкам пути, проходящего вдали от прочих маршрутов, используют децентрализованный принцип размещения тяговых подстанций вдоль маршрута примерно через каждые 1-1,5 км. Такие подстанции имеют меньшую электрическую мощность и располагаются вблизи контактной сети, что позволяет сделать кабельные линии предельно короткими. Децентрализованные тяговые подстанции целесообразно располагать у стыка двух участков контактной сети, что позволяет подавать электроэнергию на оба таких участка от одной подстанции.
Кабельные линии, соединяющие тяговые подстанции с контактной сетью, располагают преимущественно под землей в траншеях (заглубленных от поверхности не менее чем на 700 мм), трубах или коллекторах. В питающей и отсасывающей сетях используют кабели сечением 120-500 мм 2 на напряжение до 1 кВ с дополнительными контрольными жилами для передачи сигналов управления. Для питающих тяговые подстанции силовых вводов используют трехжильные бронированные кабели на напряжение 1-10 кВ сечением каждой жилы 35-240 мм 2 . Как правило, кабельные линии прокладывают у тротуаров вдоль опор контактной сети не ближе 0,6 м от линии застройки.
Контактная сеть состоит из контактных проводов, поперечных и продольных проволочных и тросовых подвесок, соединенных с контактными проводами через двойные изоляторы, опор с поперечинами, крепежной арматуры, натяжных устройств и специальных частей, обеспечивающих прохождение токоприемников подвижного состава в ответвлениях, на пересечениях и в местах секционирования электропитания.
В качестве опор для контактной сети используют железобетонные или металлические столбы, как правило, одновременно служащие для размещения арматуры уличного освещения. При близко расположенных зданиях для крепления подвески контактных проводов используют анкерные заделки, вмонтированные в стены зданий.
Нормальное расстояние между контактными проводами троллейбуса составляет 520 мм. Давление токоприемника на контактный провод должно составлять для троллейбуса до 120 Н, для трамвая до 80 Н. :
Для равномерного изнашивания токоприемника трамвайного пантографа контактный провод на прямых участках подвешивают зигзагообразно в горизонтальной плоскости с отклонениями от оси пути на 250-350 мм. Такое расположение контактного провода обеспечивает поочередное включение в работу различных мест контактной вставки трамвайного пантографа и не дает ей сильно нагреваться из-за трения о провод. Высота подвеса контактного провода над уровнем головки рельса или проезжей части должна находиться в пределах 5500-6300 мм и может быть уменьшена под мостами и путепроводами до 4200 мм. В местах пересечения с железнодорожными путями высота подвеса контактных проводов не должна быть менее 5750 мм.
Для эксплуатационных линий применяют контактные провода из цельнотянутой электротехнической меди сечением 85 мм 2 или 100 мм 2 (рис.). Профилированные боковые пазы контактного провода служат для захода фиксирующих элементов, связанных с подвесками. Возможно также использование сталеалюминевых проводов сечением 180 мм 2 .
Рис. Профили контактных проводов: а – медный (размеры проводов сечением 85 мм 2 – А = 11,3; В = 10,8, а сечением 100 мм 2 – А = 12,7; В = 11,8); б – сталеалюминевые сечением 180 мм 2
Троллейбусные провода, помимо своей основной функции передачи электроэнергии, выполняют также роль направляющих для скользящих по ним штанг троллейбусов. На концах штанг смонтированы шарнирно установленные токоприемники, снабженные быстросъемными контактными вставками. Контактная вставка своей верхней частью прижимается к низу контактного провода. Вставки имеют профилированный полукруглый паз, удерживающий ее, а вместе с ней и штангу, от свободного бокового перемещения. Обычные контактные вставки изготовляют из графита, и их стойкость к истиранию составляет 3-4 дня. Такое быстрое изнашивание объясняется постоянным контактом рабочей зоны вставки с проводом, вследствие чего температура вставки летом превышает 100 °С. Применяют также металлокерамические вставки (стойкость к истиранию составляет около 7 рабочих дней), однако такие вставки значительно изнашивают контактный провод, в связи с чем их рекомендуют использовать только во время дождя. Для замены контактных вставок водитель троллейбуса опускает и фиксирует обе штанги. Время, потребное для замены пары вставок, около 2 мин.
В местах разветвления троллейбусных контактных проводов устанавливают стрелки, обеспечивающие переключение продолжения троллеев на различные направления, наподобие стрелочных переводов рельсового пути. Скорость прохождения разветвлений до 5 км/ч. Разветвления снабжены датчиком, чувствительным к нахождению тягового двигателя троллейбуса под нагрузкой. При движении троллейбуса с включенным тяговым двигателем электропривод по сигналу от датчика переводит подвижные части влево, а при движении накатом - вправо. В местах пересечения линий ГНЭТ (троллейбус-троллейбус, трамвай-трамвай, троллейбус-трамвай) устанавливают специальные части контактной сети, называемые пересечениями. Пересечения трамвайной и троллейбусной контактных сетей выполняют под углом 40-90°, а взаимное пересечение троллейбусных проводов под углом 50-90°.
Продукты износа контактных проводов (медная пыль) и контактных вставок (графитовая пыль) представляют экологическую опасность. Для снижения трения в паре провод-вставка за рубежом применяют роликовые токосъемы. Проводятся исследования по созданию новых композитных материалов для изготовления контактных вставок.
Другой проблемой, которую необходимо решить при эксплуатации контактной сети, являются блуждающие токи. Эти токи возникают в результате утечек в отсасывающей сети. Механизм возникновения и перемещения блуждающих токов можно пояснить на следующем примере. При попадании тока в рельс не весь ток уходит по рельсу к месту контакта с отсасывающим кабелем. Часть тока, особенно в сырую погоду, уходит в землю, представляющую собой электролит, и далее направляется к месту контакта с отсасывающим кабелем. Место входа тока в землю образует катодную зону, а выхода - анодную зону. При этом блуждающий ток может проходить по находящимся в грунте металлическим конструкциям (арматуре фундаментов и коллекторов, трубам, проводам и пр.), вызывая при этом их электрохимическую коррозию (особенно сильную в анодной зоне) вплоть до полного разрушения. Аналогичные процессы могут возникать в троллейбусной отсасывающей сети, где утечки тока объясняются наличием уличной пыли и влаги на изоляторах подвески. Блуждающие токи, портившие здания старой постройки, стали одной из причин прекращения эксплуатации некогда многочисленных троллейбусов в Великобритании. Для борьбы с блуждающими токами проводят комплекс мероприятий, направленных на улучшение электропроводимости отсасывающей сети и ее изоляцию от объектов потенциально возможной утечки.
Техническое содержание тяговых подстанций, кабельных и контактных сетей другого энергосилового оборудования возлагают на службу энергохозяйства ГНЭТ. Принципы организационного строения этой службы аналогичны принципам, используемым при организации службы пути. При наличии нескольких трамвайных и троллейбусных депо функции службы энергохозяйства можно передать специализированному унитарному предприятию. В составе службы энергохозяйства по территориальному признаку образуют дистанции (районы) энергоснабжения ГНЭТ (контактной сети и тяговых подстанций). Дистанции (районы) разделяют на производственные участки, закрепляемые за бригадами. В составе службы также функционируют мастерские, специализирующиеся на определенных электротехнических и слесарных работах.
Наиболее частой неисправностью в энергохозяйстве ГНЭТ, влияющей на движение по троллейбусным и трамвайным маршрутам, является обрыв контактного провода. При обрыве часто происходит падение провода. Для предотвращения поражения электрическим током устанавливают автоматические предохранительные устройства, срабатывающие в момент обрыва. Обрывы устраняют дежурные аварийные бригады, оснащенные автомобилями со специальными подъемниками и технологическим оборудованием.
Движение подвижного состава через место обрыва контактной сети иногда возможно обеспечить по аварийной технологии, например, буксированием троллейбусов (вагонов) на жесткой сцепке или проталкиванием вагона вперед подошедшим следующим вагоном. Однако такие приемы могут применяться ограниченно при уверенности в обеспечении БДЦ и только при полном удалении пассажиров из салона буксируемых транспортных средств. После достижения троллейбусом или вагоном трамвая места, от которого возможно возобновить прерванное движение, пассажиры вновь садятся в транспортное средство.
