Путь и путевое хозяйство

Главная → Путь и путевое хозяйство → Искусственные сооружения

Путевое хозяйство – одна из основных отраслей железнодорожного транспорта, в которую входят железнодорожный путь со всеми его сооружениями и обустройствами; предприятия и подразделения с объектами производственного, служебно-технического и санитарно-бытового назначения, в т. ч. обеспечивающие текущее содержание и ремонт пути, изготовление шпал, сварных рельсов для бесстыкового пути, материалов для балластировки пути и т. д. На долю путевого хозяйства приходится более половины основных фондов ж.-д. транспорта, четверть эксплуатационных расходов, пятая часть персонала отрасли по основным направлениям деятельности.

XIX век

Впервые в России понятие «путь» применительно к верхнему строению железной дороги было введено проф. Н. И. Липиным в статье, опубликованной в «Журнале путей сообщения» в 1840 г. С тех пор этот термин применяется на отечественном ж.-д. транспорте. По поручению первого министра путей сообщения П.П.Мельникова была начата отработка необходимых документов, регламентирующих эксплуатационную деятельность железных дорог. В тот же период было введено деление персонала дорог на службы; одной из первых была организована служба пути и зданий. В 1874 г. издано первое постановление о правилах содержания и охраны железных дорог, которые неоднократно уточнялись и дополнялись. На их основе в 1883 г. под руководством Д.И.Журавского разработаны «Правила содержания и охранения паровозных железных дорог, открытых для общественного пользования». В них впервые на уровне официального документа были сформулированы задачи путевого хозяйства. Правила также определяли протяженность участков, обслуживаемых подразделениями путевого хозяйства.

Условия эксплуатации пути тех лет, характеризующиеся небольшой грузонапряженностью, которая составила в 1913г. 1,1 млн. т-км брутто на 1 км в год, а к концу 30-х гг. не превышала 3 млн. т-км, не требовали всеобъемлющей регламентации системы ведения путевого хозяйства. Все путевые работы выполнялись бригадами по текущему содержанию, в которые при выполнении попикетного ремонта включались временные рабочие. Текущее содержание пути было основной и единственной формой ведения путевого хозяйства.

Вместе с тем отдельные элементы регламентации уже появились. В России раньше, чем во многих других странах, были установлены единые для сети характеристики рельсов. В 1874 г. МПС были приняты три типа железных и четыре типа стальных рельсов. В 1903 г. для упорядочения рельсового хозяйства введены четыре типа рельсов – I, II, III, IV, а в 1908 г. после корректировки размеров был введен типаж под индексом «а». Самый тяжелый рельс Iа весил 43,6 кг/м, а самый легкий IVa – 30,9 кг/м. Такие рельсы просуществовали на рос. дорогах четыре десятилетия и вынесли шестикратное увеличение грузонапряженности. Эти годы можно считать началом типизации верхнего строения пути.

XX век

Впервые в 1903 г., исходя из условий ограничения выхода рельсов и других неисправностей и расстройств пути, МПС России циркуляром № 14 регламентировало наибольшие нагрузки на ось подвижного состава в зависимости от типа верхнего строения пути, а в 1914 г. Временными указаниями – соотношение наибольших допускаемых скоростей движения паровозов и типа верхнего строения пути. При этом впервые дополнительно были введены ограничения скорости в кривых малого радиуса. Таким образом, в эти годы были сделаны дальнейшие шаги по совершенствованию типизации верхнего строения пути в зависимости от условий эксплуатации.

Особенностью работы пути отечественных железных дорог на протяжении почти всего 20 в. было запаздывание увеличения его мощности относительно роста объема перевозок. Показателем, характеризующим это соотношение, служит удельная масса рельса, приходящаяся на 1 млн. т средней грузонапряженности сети. В России в 1913 г. этот показатель составлял 30 кг/млн. т, к нач. 50-х гг.-8 кг/млн. т, а к кон. 80-х гг. снизился до 1,6 кг/млн. т (для сравнения – в США в 1990 г. он составил 4,6 кг/млн. т).

В связи с ростом грузонапряженности, осевых нагрузок и скоростей движения поездов в 1951 г. был прекращен выпуск рельсов Р38, в 1959 г.- Р43, а в 1980 г.- Р50. Введению с 1976 г. повышенных осевых нагрузок грузовых вагонов сначала 220 кН, затем 235 кН предшествовало создание рельсов Р75, ГОСТ на которые был утвержден в 1977 г. С 1953 г. перестали укладывать рельсы длиной 12,5 м и перешли на 25-метровые, а с 1959 г. приступили к укладке бесстыкового пути температурно-напряженного типа из рельсов Р65. К 1967 г. была разработана технология объемной закалки рельсов на Нижнетагильском, а в 1980 г. и на Кузнецком металлургических комбинатах.

Но не только рельсы определяли несущую способность пути. К концу 30-х гг. практически вся ж.-д. сеть имела песчаный балласт и ок. 40% деревянных шпал пришли в негодность. Улучшить состояние пути только текущим содержанием уже было невозможно. В связи с этим 15 июля 1932 г. постановлением Коллегии НКПС было принято решение о переходе на плановый вид ремонта ж.-д. путей. Однако еще до принятия этого решения железные дороги, начиная с 1928 г., уже выполняли «сплошной ремонт пути», включавший сплошную подбивку шпал как основную работу. Кроме этого, на участках пути, где проводилась сплошная смена рельсов, также выполнялся сплошной плановый ремонт пути.

В 1934 г. вышла временная Инструкция ЦУП-НКПС п/548-34, которая предусматривала выполнение капитального ремонта пути (в виде сплошного возобновления), включавшего сплошную смену рельсов, шпал, скреплений, балласта и реконструкцию элементов верхнего строения пути, в т. ч. замену рельсов на более мощные, песчаного балласта – на щебеночный, добавление шпал. Возобновление и реконструкция сопровождались плановым ремонтом, т. е. сплошной подбивкой шпал и другими сопутствующими работами.

В мае 1936 г. (Приказ НКПС 79/Ц от 28.05.36 г. и 283/ЦЗ от 31.05.36 г.) была принята классификация путевых работ, которая включала реконструкцию пути, капитальный ремонт пути, средний ремонт пути, текущее содержание пути. По каждому виду ремонта были указаны как перечень, так и объем работ. Вопрос об установлении периодичности ремонтов пути рассматривался уже в кон. 40-х гг., но из-за отсутствия достаточных обоснований не был решен. Исследования, проведенные после Великой Отечественной войны учеными отделения путевого хозяйства ВНИИЖТ и транспортных вузов под руководством д. т. н. А. Ф. Золотарско-го, П. С. Дурново, С. Н. Попова, П. П. Цуканова и др., позволили в нач. 50-х гг. впервые в мировой практике установить межремонтные сроки по общему тоннажу.

В 1953-1958 гг. приказом МПС № 89/Ц от 21.05.53 г. и 48/Ц от 28.05.58 г. номенклатура путевых работ была изменена и расширена. Она была дополнена подъемочным ремонтом пути, сплошной заменой рельсов новыми и старогодными, капитальным ремонтом переездов. На основе опыта применения норм 1958 г. была разработана последующая классификация путевых работ, утвержденная Госстроем СССР 5 мая 1964 г. Эта классификация, вошедшая в «Положение о планово-предупредительном ремонте пути, земляного полотна и искусственных сооружений», дополнительно включала: текущее содержание и капитальный ремонт земляного полотна, текущее содержание и капитальный ремонт искусственных сооружений и ряд других работ, выполнение которых разрешено было производить за счет амортизационных отчислений на капитальный ремонт. «Положением» были определены типы верхнего строения пути. Прослеживалась направленность «Положения» – усиление верхнего строения пути, прежде всего за счет увеличения массы рельсов для освоения все возраставшего объема перевозок. «Положение» действовало в течение 30 лет и сыграло огромную роль в освоении отечественными дорогами беспрецедентного в мировой практике объема перевозок. За время действия «Положения» грузонапряженность выросла с 24 до 42 млн. т-км брутто, а масса рельса с 49 до 62 кг. Вместе с тем ряд положений этого документа не были реализованы. Это прежде всего касалось глубины очистки балластной призмы и промежуточных смен рельсов на железобетонных шпалах, которые велись в весьма ограниченном объеме.

В таблице приведены показатели усиления мощности пути на отечественных железных дорогах с начала 20 в. В 1995 г. в России в связи с изменением экономических условий и снижением интенсивности перевозок стало действовать новое «Положение о ведении путевого хозяйства», основанное на внедрении ресурсосберегающих технологий и повышении технического уровня пути и используемых средств механизации.

Механизация

До середины 1920-х гг. практически все путевые работы на отечественных железных дорогах выполнялись с помощью ручного инструмента. Определенный опыт в области механизации был накоплен при строительстве железных дорог. Так, на Закаспийской дороге (1880 г.) был применен роликовый транспортер для укладки рельсов производительностью за смену до 2 км пути. В 1898 г. был построен специальный вагон с опрокидывающимся кузовом для перевозки балласта.

В 1924 г. для выправки пути в Германии были закуплены четыре машины с пневматическими шпалоподбойками. В 1927 г. начался выпуск моторных дрезин и мотовозов, на железных дорогах России стали создаваться механические мастерские. С 1928 г. на ж.-д. сеть стали поступать первые отечественные путевые механизмы. Увеличение объемов планового ремонта и появление первых средств механизации потребовали изменений в организации работ. В 1930 г. по инициативе инженера П. С. Дурново на бывшей Московско-Белорусско-Балтийской железной дороге была организована первая путевая колонна в составе 140 человек, а в 1932 г. подобных колонн уже работало 120.

Одной из первых отечественных тяжелых путевых машин был струг, сконструированный в 1931 г. Ф.Д.Барыкиным и Н. В. Ко-рягиным. В 1934 г. Ф.Д.Барыкиным, В.А.Алёшиным и П.Г.Белогорцевым была создана балластировочная машина Б-5. Впоследствии В.А.Алёшин, Г.М.Девьякович и А.В.Лобанов создали на ее базе электробалластер, осуществляющий подъемку путевой решетки мощными электромагнитами вместо роликовых клещей. Основополагающим шагом, определившим последующую технологию капитального ремонта пути, явилось создание в 1934 г. В.И.Платовым путеукладчика, что позволило перейти к индустриальным методам замены рельсошпальной решетки. В период 1935-1940 гг. на сеть поступило 3 комплекта кранов грузоподъемностью 3,5 т для замены звеньев длиной 12,5 м. Одновременно с путеукладчиком выпускалась моторная платформа для подачи пакетов звеньев на кран.

С появлением этих средств механизации путевые колонны начали преобразовывать в машинно-путевые станции. Первые станции были образованы на бывших Московско-Курской и Ярославской железных дорогах, которые оснащались компрессорными станциями, пневматическими шпалоподбойками и другими средствами механизации, закупленными за границей. В апреле 1936 г. вышел приказ НКПС № 35Ц «Об организации машинно-путевых станций», которым предусматривалось создать 50 общесетевых станций и 150 новых путевых мастерских. В дополнение к общесетевым путевым машинным станциям (ПМС) в границах каждой дороги до 1946 г. было организовано 6 путевых дорожных машинных станций (ПДМС). Позднее их число составило 47, но из-за отсутствия необходимых средств механизации производительность этих предприятий смогли довести до уровня общесетевых станций лишь в 60-е гг. В 1937 г. был организован трест по реконструкции пути «Желдорпутьрекон-струкция», а в 1939 г.- трест машинно-путевых станций.

Приказом НКПС № 79Ц от 28.05.36 г. для усиления ремонта металлических частей верхнего строения пути в рамках текущего содержания предусматривалось оснащение дистанций пути следующим оборудованием: газо- и термитно-сварочные агрегаты, бензорезы, шлифовально-рельсосверлильные станки, рельсорезные моторные станки, винтовые домкраты, винтовые приборы для разгонки зазоров, одноосные вагонетки, велосипеды.

К концу 1940 г. отечественная промышленность освоила выпуск механизированного путевого инструмента и электро- и пневмооборудования для его питания. Калужский завод производил передвижные компрессоры на базе автомобиля ЗИС-5 и пневмошпалоподбой-ки. Завод «Пневматика» освоил выпуск пневматических шпалоподбоек, костыльных молотков, рельсосверлильных станков, гаечных ключей. Запорожский завод начал выпуск электрического путевого инструмента (шпалоподбоек и рельсосверлилок). Для их питания Калужским заводом выпускались передвижные электростанции мощностью 23 кВт на базе автомобиля ЗИС-5. Кроме этого, выпускалось оборудование с приводом от двигателей внутреннего сгорания: механический путевой домкрат Калужского завода, рельсорезный и рельсошлифовальный моторные станки Запорожского завода.

Насыщение предприятий путевого хозяйства средствами механизации потребовало новых подходов к их эксплуатации. 14 мая 1940 г. НКПС был издан приказ № 300/а «Об улучшении механизации путевых работ в 1940 году». Предусматривался перевод на механизированные способы производства работ по текущему содержанию пути 15 околотков, создание в службах пути отделов механизации, а на дистанциях пути введение должности инженера-механика. Кроме того, приказом поручалось разработать классификацию ремонтов машин, межремонтные нормы и нормы расхода материалов, технические условия на приемку машин из ремонта. В 1940 г. из 15 предприятий была организована контора путевых ремонтномеханических заводов «Реммашпуть», на которую возлагались обязанности по ремонту машин, изготовлению и ремонту инструмента.

В 1953 г. были выпущены первые хоппер-дозаторы, а в 1957 г. щебнеочистительная машина конструкции А. М. Драгавцева с центробежным способом очистки щебня. К нач. 1959 г. Тульским заводом изготовлено 11 таких машин. С 1954 г. стали выпускать путеукладочные краны типа УК-25/9, позволившие осуществлять укладку звеньев длиной 12,5 м на железобетонных шпалах. Существенным шагом стало начало изготовления в 1961 г. шпалоподбивочной машины цикличного действия типа ШПМ-02. Ускорению ремонта пути и улучшению его качества способствовало создание машины ВПО-3000, которая в нач. 60-х гг. была выпущена Тульским заводом. В 1961 г. на Путевом ремонтно-механическом заводе № 3 (г. Пушкино Московской обл.) было освоено производство передвижных сварочных машин со сварочными головками, разработанными в Институте электросварки им. Е.О.Патона.

Темп насыщения средствами механизации (прежде всего ПМС) был довольно высоким. Так, если в 1955 г. путеукладчиками было отремонтировано 837 км, в 1958 г.- 2518 км, то в 1961 г.- уже 5807 км. Вместе с тем дистанции пути оснащались в основном механизированным путевым инструментом. Например, в табеле оснащения механизированных дистанций пути 1966 г из путевых машин упоминалась только шпалоподбивочная машина ШПМ-02.

К концу 70-х гг. грузонапряженность на отечественных ж. д. по сравнению с 1960 г. выросла в 1,8 раза. Проведение текущего содержания пути с помощью механизированного инструмента к этому периоду уже было недостаточным для ликвидации деформаций, возникающих при эксплуатации пути. В связи с этим в 1978 г. был взят курс на машинизацию путевых работ. Основой этого способа явилось использование комплекса машин, выполняющих наиболее трудоемкие работы по выправке и рихтовке пути, закреплению гаек промежуточных скреплений на бесстыковом пути. Первые образцы таких машин ВПР-1200 и ВПРС-500 были выпущены в 1976 г.

Совершенствование организационной структуры

В начальный период организации капитальных путевых работ затраты труда на 1 км капитального ремонта пути при ручном исполнении составляли 1700-1800 чел.-дней, а общая продолжительность закрытия перегона 16-18 ч. Раздельный способ комплексного производства работ вызывал неизбежные нарушения графика движения поездов, не позволял обеспечивать высокое качество работ, приводил к непроизводительным потерям рабочей силы на пропуск поездов. В связи с этим возникла острая необходимость вынесения максимального количества работ с перегонов на звеносборочные базы. Этому способствовало внедрение путеукладочных кранов. Первые звеносборочные базы временного типа появились в кон. 40-х гг. В последующие годы с развитием средств механизации их стали реорганизовывать в постоянные производственные базы ПМС со стационарными строениями и агрегатами для сборки и разборки звеньев путевой решетки. С 1972 г. началось широкое применение поточных звеносборочно-разборочных линий для деревянных и железобетонных шпал, а также стендов для сборки стрелочных переводов. Комплексная механизация позволила постоянно наращивать выработку в «окно» при капитальном ремонте пути, что было особенно важно в условиях роста объемов перевозок.

До конца 80-х гг. грузонапряженность отечественных ж. д. превосходила тот же показатель в развитых странах Западной Европы в 6-8 раз и Северной Америки в 3-4 раза. При этом для производства путевых работ предоставлялись «окна» продолжительностью 3-5 ч. В связи с этим отечественная технология ремонта пути и средства механизации разрабатывались, исходя из условий создания минимальных помех для движения поездов. Это явилось одной из причин более высокой трудоемкости работ по ремонту и содержанию пути, менее качественному их выполнению, что не обеспечивало длительную стабильность пути и приводило к сокращению межремонтных сроков. Вместе с тем минимальные перерывы в движении (занятие пропускных способностей) на линиях для ведения путевых работ позволяли обеспечить беспрецедентные в мировой практике объемы перевозок и интенсивность использования пути.

Новейшая история

В начае 90-х гг. с переходом к рыночной экономике и сокращением объема перевозок появилась возможность использования на путевых работах машинных комплексов, обеспечивающих более высокое качество операций и сохранение последующей длительной стабильности пути. На железные дороги России стала поступать путевая техника нового поколения, производство которой было освоено в кратчайшие сроки отечественной промышленностью, в т. ч. в кооперации с лучшими зарубежными фирмами. К концу 2001 г. ж. д. были обеспечены машинами для глубокой очистки балластной призмы, ремонта земляного полотна и водоотводов, автоматической выправки пути и стрелочных переводов, динамическими стабилизаторами пути, кранами для укладки стрелочных переводов блоками на железобетонных брусьях, специализированным подвижным составом для накопления и транспортировки засорителей после глубокой очистки, поездами для профильной шлифовки рельсов, рельсосварочным оборудованием и станками для репрофилирования старогодных рельсов, а также средствами диагностики пути и рельсов с бортовыми компьютерами и другой высокопроизводительной техникой на уровне 30-70% от расчетной потребности.

Расширение полигона бесстыкового пути с рельсовыми плетями неограниченной длины на упругих промежуточных скреплениях, увеличение доли стрелочных переводов на железобетонном подрельсовом основании, оздоровление искусственных сооружений, применение ресурсосберегающих технологий с использованием нового поколения путевой техники позволят в ближайшие годы увеличить на 30-40% межремонтные сроки, свести к минимуму объемы работ по текущему содержанию пути.

При этом основной задачей работников путевого хозяйства было и остается обеспечение состояния пути, его сооружений и обустройств, гарантирующее бесперебойное и безопасное движение поездов с установленными скоростями. Выполнение этих задач реализуется на основе систематического надзора и контроля состояния объектов путевого хозяйства с выявлением и предупреждением причин, вызывающих их неисправности и расстройства, выполнением в необходимых объемах и в установленной технологической последовательности работ по ремонту и текущему содержанию.

Литература

• Железнодорожный путь/Под редакцией Т. Г. Яковлевой 2-е изд М., Транспорт, 2001;
• Железнодорожный транспорт: Энциклопедия М., 1994;
• Справочник по земляному полотну эксплуатируемых железных дорог М., Транспорт, 1978;
• Коншин Г.Г. Вибросейсмическая диагностика эксплуатируемого земляного полотна М., 1994;
• Коншин Г.Г. Система диагностики земляного полотна в современных условиях эксплуатации железных дорог. Радиолокационный метод экспресс-диагностики земляного полотна//Юбилейный сборник научных трудов МИИТ В. 901. М., 1996;
• Напряжения и упругие деформации в земляном полотне под воздействием поездов «Труды ЦНИИ МПС» В 460 М , 1972;
• Коншин Г.Г. Новый метод определения динамических напряжений//Путь и путевое хозяйство 2000. № 9, его же. Рабочая зона в насыпи//Там же, 2001 № 1;
• Королев В.А. Мониторинг геологической среды Учебник/Под ред В. Т Трофимова. М . Изд-во МГУ, 1995;
• Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. Л., Гидрометеоиздат, 1984;
• Израэль Ю.А. Философия мониторинга//Метеорология и гидрогеология, 1990. № 6 С. 5-10;
• Епишин В.К., Трофимов В.Т. Особенности взаимодействия геологической среды и инженерных сооружений//Теоретические основы инженерной геологии. Социально-экономические аспекты/Под редакцией акад. Е. М. Сергеева М. Недра, 1985. С 32-36;
• Принципы и методы геосистемного мониторинга/Под редакцией А.М. Грина и Л.И. Мухиной. М. Наука, 1989;
• Бондарик Г.К., Ярг Л.А. Природно-технические системы и их мониторинг//Инженерная геология, 1990. № 5. С. 3-9;
• Рагозин А.Л. Основные подходы к организации мониторинга природно-технических систем с целью снижения ущерба от природных и техно-природных катастроф//Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях М. ВИНИТИ, 1993. С 42-50;
• Яковлева Т.Г. Метод вероятностно-прогностической оценки деформативности земляного полотна//Вестник ВНИИЖТ, 1976 №5. С. 42-46;
• Альбрехт В.Г. Бромберг Е.М. и др. Бесстыковой путь М., Транспорт, 1982;
• Изыскания и проектирование железных дорог Учебник для вузов ж д транспорта \Под ред. И.В. Турбина М., Транспорт, 1989;
• Строительно-технические нормы МПС РФ Железные дороги колеи 1520 мм СТНЦ 01 95 М., 1995;
• Кантор И.И. Продольный профиль пути и тяга поездов М., Транспорт, 1984;
• Правила технической эксплуатации железных дорог РФ М., Транспорт, 1993;
• Железные дороги в долинах рек/Под редакцией Г.С.Переселенкова М., Транспорт, 1991;
• Гришаев В.И. Железнодорожные тоннели М., 1963;
• Компаниец С.А.,Поправко А.К., Богородецкий А.А. Проектирование тоннелей М., 1973;
• Тоннели Справочно-методическое пособие/Под редакцией Д.И.Федорова М., 1979;
• Тоннели и метрополитены/Под редакцией В.Г.Храпова М., 1989;
• Справочник инженера-тоннельщика/Под редакцией В.Е.Меркина и др. М., 1993;
• Байкало-Амурская ж-д магистраль. Тоннели/Под редакцией С.Н.Власова М., 1999;
• Бобриков Б.В., Русаков И.М., Царьков А.А. Строительство мостов М., 1978;
• Индустриальное строительство мостов Киев, 1978;
• Проектирование деревянных и железобетонных мостов/Под редакцией А.А.Петропавловского М., 1978;
• Проектирование металлических мостов М., 1982;
• Глотов Н.М., Силин К.С. Строительство фундаментов глубокого заложения М., 1985;
• Содержание и реконструкция мостов М., 1986;
• Технология, механизация и автоматизация путевых работ Учебник /Под редакцией Э.В.Воробьева, К.Н.Дьякова М., Транспорт, 1996;
• Технические условия по ремонту и планово-предупредительной выправке пути/МПС России М., Транспорт, 1998;
• Сборник отдельных технологических процессов по ремонту и содержанию пути и стрелочных переводов ПКТБ ЦП МПС В 1,2 М., 1997;
• Семенов В.Т., Карпущенко Н.И. Состояние и перспективы развития путевого хозяйства Новосибирск, Изд-во СГУПС(НИИЖТ), 2000;
• Справочник инженера-путейца/Под редакцией В.В.Басилова и М.А.Чернышова Т.1 М., Транспорт, 1972;

См. также

• Водоборьба

• Снегоборьба

• Раздельные пункты