Logo name

История железнодорожного транспорта России. Том 1. 1836—1917 (книга, часть 5)



Материал из Энциклопедия нашего транспорта

Перейти к: навигация, поиск

Часть 4

Содержание

Глава 12. Строительство Мурманской железной дороги

12.1. Возникновение идеи транспортного освоения Заполярья. Особенности проектирования Мурманской магистрали

Транспортное освоение богатого сырьевыми ресурсами и малоизвестного северного края давно занимало умы государственных деятелей. Вопрос о соединении Балтийского и Белого морей водным путём возник ещё при Петре I. В 1702 г. на яхте с военным отрядом он прошёл от Белого моря через Ладожское и Онежское озёра, реки и волоки в устье Невы, доказав тем самым возможность водного пути. Именно Петром I было задумано строительство Беломорско-Балтийского канала, и лишь ранняя смерть помешала ему осуществить ему эту идею.

Создание первого проекта соединения Белого моря с путями сообщения России относится к 70-м годам прошлого века. В 1872 г. житель Архангельской губернии Василий Воробьёв выполнил предварительные изыскания для строительства Вытегорско-Онежской железной дороги длиной 357 км, которая должна была связать Белое море с Мариинской водной системой. Несколько позднее статский советник Больман представил проект железной дороги на конной тяге от г. Повенца на Онежском озере до Кеми с продолжением на Мурман (побережье Кольского полуострова).

Идея сооружения железной дороги от Петербурга к незамерзающему Кольскому заливу возникла в 1894 г., в связи с чем министр финансов С. Ю. Витте посетил Мурманское побережье и представил подробный доклад по вопросу строительства здесь порта. В докладе также содержалось мнение о необходимости постройки железной дороги. В том же году Министерство путей сообщения организовало изыскания трассы от Сороки до Кандалакши. Одновременно инж. Б. А. Риппас произвёл предварительные обследования района севернее Кандалакши до Екатерининской гавани в Кольском заливе.

В 1895 г. проводились изыскания в направлении Петербург — Петрозаводск — Кемь через Старую Ладогу и Лодейное Поле с пересечением р. Свири у села Важины. Однако эти изыскания не в полной мере учитывали местные экономические интересы и носили предварительный характер.

В связи со строительством в начале века Петербурго-Вятской железной дороги возник вопрос о взаимной увязке её направления с трассой будущей линии на Петрозаводск, сооружение которой планировалось начать в 1903 г. В соответствии с ходатайством Олонецкого губернского и Новоладожского уездного земств предполагалось, что участок от Петербурга до р. Волхова (длиной 128 км) будет общим для Петербурго-Вятской железной дороги и Петрозаводского хода. С этой целью дорога на подходе к Волхову значительно отклонялась от своего прямого направления на Тихвин и пересекала водный рубеж ниже порогов у дер. Дубовики. Земства исходили из того, что общие участки до Волхова и мост для обоих направлений значительно облегчат и удешевят сооружение линии Петербург — Петрозаводск протяжённостью около 370 км.

Представляет большой интерес вопрос о выборе направления и пункта примыкания Петрозаводской линии к Петербурго-Вятской дороге в пределах Приладожья, который нашёл отражение в докладе Петербургской городской комиссии «О северных железных и водных путях и о торговле С.-Петербургского порта». Комиссия отстаивала вариант, согласно которому трасса от пересечения Волхова шла далее по его правому берегу на Новую Ладогу. Выйдя возможно ближе к Новой Ладоге, линия должна была пройти через Сясьские Рядки и устье р. Свири и направиться через Олонец к Петрозаводску. Комиссия считала, что, несмотря на удлинение трассы на 6 км, этот вариант в большей степени соответствует главной цели — соединить железной дорогой наиболее важные в экономическом отношении пункты края, тяготевшие к Петербургу. К ним в первую очередь относилась Новая Ладога, расположенная в узле Мариинской, Тихвинской и Вышневолоцкой водных систем.

Окончательный вариант приняли с отходом от Волховского моста через Лодейное Поле на Петрозаводск. Он впоследствии и был реализован. Однако в тот период сооружение железной дороги «не представлялось предприятием первостепенного государственного значения», так как считалось, что незамерзающие порты Балтийского и Чёрного морей удовлетворят потребности русской торговли. Однако необходимость хозяйственного освоения северного края всё же неизбежно приводила к мысли о строительстве железнодорожной линии.

В 1908 г. Особая комиссия для всестороннего исследования железнодорожного дела в России под председательством проф. Н. П. Петрова предложила включить в планы работ на 1912—1917 гг. строительство железной дороги Москва — Савёлово — Красный Холм — Мурман. В 1912 г. она высказалась за немедленное строительство Мурманской железной дороги.

В связи с началом Первой мировой войны важнейшими портами, связывавшими Россию с внешним миром, стали Владивосток и Архангельск. Но Владивосток располагался на расстоянии 8 тыс. км от театра военных действий, и на преодоление этого расстояния требовалось около полумесяца. Кроме того, на Транссибе катастрофически не хватало подвижного состава. Архангельский же порт имел слабую связь с ширококолейной сетью страны. Сообщение осуществлялось через Вологду по плохо оснащённой, маломощной узкоколейной железной дороге. Положение осложнялось ещё тем, что бухта Белого моря у Архангельска замерзала. В 1913 г. началось строительство Олонецкой железной дороги от ст. Званка (Волховстрой) до Петрозаводска длиной 282 км. Эту линию можно было рассматривать как важный участок магистрали Петербург — Мурман.

Развитие событий на фронтах в 1914 г. побудило правительство ускорить сооружение линии.

12.2. Организация строительства магистрали

В июне 1914 г. в Петрограде было организовано Управление по строительству Мурманской железной дороги. Возглавил управление В. В. Горячковский. Его заместителями были В. Н. Дмитриев и П. Е. Соловьёв, техническом отделом руководил Б. А. Крутиков. Дорогу разделили на 14 строительных участков. В числе начальников участков были В. А. Важеевский, В. И. Карышев, В. Д. Сахаров, А. И. Панов, Н. К. Рощенский, Л. И. Бутаревич, В. В. Реентович, Д. Д. Кожевников, Д. Д. Бизюкин, впоследствии ставший профессором Института инженеров железнодорожного транспорта. В строительстве участвовал С. Д. Марков, будущий заместитель народного комиссара путей сообщения. Заместителем начальника стройки по материально-техническому обеспечению был инж. А. П. Клягин.

В конце осени 1914 г. приступили к изысканиям, и уже 1 января следующего года на докладе министра путей сообщения появилась резолюция Николая II о постройке железной дороги от Петрозаводска «до одной из лучших бухт Мурманского побережья». К марту подготовили проектные материалы, после чего начались работы на всей трассе.

Строительство дороги проходило в чрезвычайно сложных природных условиях, малоосвоенной и необжитой местности. В различных районах строительства линии плотность населения составляла от 0,2 до 0,8 человека на 1 квадратный километр. Суровый климат, полярная ночь, большое количество болот и озёр, скалы, многочисленные гранитные холмы и валунные поля создавали серьёзные препятствия. Положение усугублялось отсутствием надёжных транспортных путей подвоза. Строительные материалы и продовольствие доставлялись по внутренним водным путям, а в зимнее время — гужевым транспортом по санным дорогам. Для переброски грузов по воде пришлось построить ряд пристаней. Из Петрограда грузы следовали по Неве, приладожским каналам, Свири и далее по Онежскому озеру в Кондопожскую и Большую губы. Этим маршрутом перевезли 28 800 т груза, 20 паровозов и 545 вагонов. Часть грузов поступала по Белому морю из Архангельска. В течение навигации 1915 г. этим путём доставили 33 600 т. Сооружаемая в этом районе Олонецкая железная дорога не могла быть использована, движение на ней открылось только в январе 1916 г., за 10 месяцев до ввода Мурманской магистрали в действие.

Для доставки из портов на линию Кандалакша — Мурман паровозов, вагонов, элементов верхнего строения пути на прибрежной части морского дна в Кандалакшской губе был уложен рельсовый путь, куда подавались платформы. Во время прилива над ними устанавливались пароход-буксир и баржи с грузом, которые при отливе опускались на платформы, где и закреплялись. Эти платформы перегонялись паровозом к пристани Зашеек на оз. Имандра, где буксир и баржи по специально построенному слипу спускались на воду. На баржи грузились паровоз и платформы, после чего пароход уводил их к северному берегу озера.

Укладочные материалы подавались в пункты Кондопога, Кумса, Сорока, Кемь, Поньгама, Чупа, Кандалакша, Кола. Это позволило начать устройство пути почти одновременно из разных опорных пунктов.

Трудные условия, а также максимально сжатые сроки строительства постоянно ставили перед инженерами сложные задачи. Дорогу планировали строить по облегчённым условиям, но при этом предусматривалась возможность её реконструкции без перерыва в движении поездов. По сравнению с Олонецкой линией предельный уклон увеличивался почти вдвое и составлял 15 ‰, а минимальный радиус кривых был уменьшен с 640 до 225 м. Одно только это позволило сократить объём земляных работ на 40 %. Однако жёсткие сроки вынудили строителей отступить и от этих технических условий. В ряде мест предельный уклон достигал 30 ‰, имелись отступления и в плане линии.

При пересечении рек, особенно сплавных, широко применялись временные деревянные мосты с 10- и 20-метровыми пролётными строениями упрощённой конструкции, разработанные инж. А. А. Боровиком. Их особенность состояла в том, что они сооружались из круглого леса. Это требовало минимальных затрат труда на обделку материала. Поскольку в руслах большинства рек коренные скальные породы залегают неглоубоко, а скорости течения воды значительны, почти все мосты возводились на ряжевых опорах.

А. А. Боровик разработал эффективную конструкцию деревянных ферм взамен металлических. Увеличив их высоту, он вдвое уменьшил усилия в элементах ферм. Пояса ферм изготавливались из брёвен с устройством анкеров из плоских накладок на шурупах. Таким образом при строительстве мостов, помимо сокращения сроков, было сэкономлено большое количество металла. Эта конструкция позднее нашла применение при сооружении подъездных путей.

Отсутствие грунта для сооружения насыпей и песка для балластировки заставляли организовать поездную возку эти материалов на расстояния свыше 25 км. Большие препятствия создавали валунные образования, среди которых часто встречались глыбы огромных размеров. Но особые трудности возникали из-за болот, по которым проходила почти четверть трассы. Отдельные заболоченные участки достигали большой длины, например, линия от Сороки до Кеми протяжённостью 55 км полностью проходила по болоту. В таких местах в качестве основания для земляного полотна и построечных дорог широко применялись деревянные слани. Нередко насыпи на болотах настолько оседали, что проваливались с рельсами при проходе рабочих поездов. Чтобы не задерживать строительство, в таких местах устраивались деревянные ростверки и по ним отсыпалось верхнее строение пути. Прогрессивные технические решения и облегчённые нормы проектирования позволили значительно сократить объёмы строительных работ.

В среднем на 1 км пути приходилось отсыпать 15 тыс. кубометров грунта. Около десятой части всего объёма земляных работ выполнено в скальных образованиях, треть выемок также разрабатывалась в скалах. В условиях полярной ночи работы велись при свете факелов и костров.

Инженеры путей сообщения искали и находили смелые и оригинальные технические решения. Например, взамен обхода Кандалакшского залива было решено соорудить фильтрующую дамбу длиной более 1 км. Её высота достигала 10 м. Отсыпалась она из местного камня. Для сооружения дамбы использовали четыре небольших попутных островка, в середине её устроили однопролётный деревянный мост. Чтобы обеспечить фильтрацию воды, нижнюю часть укладывали валунами размером около 1 кубометра, а верхнюю — из камня объёмом 0,3 кубометра. Поперечное сечение дамбы приняли аналогичным профилю обычной насыпи. Скальный материал привозился на узкоколейных платформах, северная и южная части дамбы отсыпались с эстакад.

Это было первое в практике железнодорожного строительства фильтрующее сооружение. Его создавали по проекту выпускника Петербургского института инженеров путей сообщения В. П. Ивашева, начальника участка Сорокская бухта — Кандалакша. Ранее он работал на строительстве линий Петербург — Вологда, Амурской и в службе пути Николаевской дороги.

Принцип работы дамбы заключался в том, что вода, поднимавшаяся во время приливов на высоту 2—4 м, проходила через промежутки между отдельными камнями. При отливах она возвращалась, одновременно прочищая отверстия от принесённых ею ила и твёрдых частиц. Насыпь сооружалась одновременно с обоих берегов. Когда оставалось засыпать последние 80—100 м, скорость течения воды в этом отверстии возросла настолько, что сброшенные камни объёмом свыше кубометра уносило течением из тела насыпи. Работы пришлось временно остановить. В мурманской лаборатории по изучению Баренцева моря занялись анализом материалов наблюдения за морскими приливами. На его основании была определена необходимая крупность камня и создан его запас. Используя период «низкой воды», успешно закончили устройство насыпи.

Смелое проектное решение позволило сократить длину линии по сравнению с обходом Кандалакшского залива на 9 км. Отсыпанная более 70 лет назад фильтрующая дамба работает в условиях приливно-отливных течений со значительным колебанием горизонта воды. В ней отсутствуют деформации, пустоты между слагающими её камнями не заиливаются, и в настоящее время она служит вполне удовлетворительно.

Суровый климат, почти полное отсутствие постоянных жилищ накладывали на строителей дополнительные тяготы. На месте нельзя было достать ни продуктов, ни фуража, ни тёплой одежды. Даже подножного корма для скота и лошадей не хватало. Сено приходилось привозить из более южных районов.

Количество рабочих на стройке всё время менялось. В целом за период сооружения линии (1915—1916) в работах участвовало почти 138 тыс. человек. Из них 80 тыс. доставили к месту работы из европейской части России, 7 тыс. из Финляндии, 10 тыс. из Китая. Привлекались и военнопленные. Большую помощь строителям оказали солдаты сводного батальона в составе шести военно-рабочих рот. В мае и августе 1916 г. в распоряжение стройки дополнительно поступило ещё два железнодорожных батальона, личный состав которых использовался для обслуживания временного движения, а также в качестве инструкторов и квалифицированных рабочих. Для ускорения работ по предложению лорда Френча делались попытки привлечь строителей из Канады. Прибывшим 500 канадцам был отдан подряд на участок протяжённостью около 130 км. Почти месяц они укладывали рельсы от Семёновской бухты до Колы (10 км). Неудовлетворительное ведение работ и низкое их качество побудили МПС отказаться от услуг иностранцев. После их отъезда весь путь был разобран и за три дня снова уложен местными рабочими.

Не имеющая примеров в истории железнодорожного строительства скорость прокладки рельсового пути в условиях Крайнего Севера обязана напряжённому труду и несокрушимой энергии всего состава рабочих и служащих стройки. 30 октября 1915 г. газета «Таймс» по этому поводу писала: «Встречались бесконечные трудности, которые не в состоянии изменить ни знания, ни человеческая энергия. Преодолевая их, по колено в воде или болотной грязи, среди камней и корней деревьев русские рабочие и инженеры одновременно с двух концов прокладывают дорогу. Когда всё будет закончено, когда на берегу Ледовитого океана засвистит наконец первый паровоз, Россия будет вправе заявить, что ею ещё раз выполнена титаническая работа; тогда в полной мере оценят железную волю, знания и неутомимую энергию строителей дороги». Один из участников строительства Б. В. Сабанин подчёркивал: «Работа выполнена гигантская, и Россия вправе перед всем миром гордиться своим трудом».

30 ноября 1916 г. состоялось открытие сквозного движения на Мурманской магистрали протяжённостью около 1,5 тыс. км, построенной в условиях Первой мировой войны за 20 месяцев. Одновременно с её эксплуатацией продолжались достроечные работы — производилась выборочная балластировка пути, отладка устройств тягового хозяйства, водоснабжения и т. п.

21 сентября 1916 г. в присутствии министра путей сообщения и морского министра состоялась закладка города, названного Романов-на-Мурмане. Он строился по плану, разработанному управлением Мурманской дороги. После февральской революции 1917 г. город и станцию переименовали в Мурманск.

1 апреля 1917 г. правительство выкупило частную Олонецкую железную дорогу и передало её Мурманской. Таким образом, сформировалось сплошное железнодорожное направление, связывающее столицу и центральную часть страны с Мурманском. Россия получила надёжный выход к незамерзающим бухтам Баренцева моря и Северному Ледовитому океану.

Глава 13. Перевозочная работа железных дорог в годы русско-японской и Первой мировой войн. Роль службы военных сообщений и железнодорожных войск

13.1. Железнодорожное обеспечение в русско-японской войне 1904—1905 гг.

Русско-японская война велась на территории, удалённой более чем на 7 тыс. км от центральных губерний России. Театр военных действиях был связан с базой, питающей фронт, единственной [Транссибирская магистраль[Транссибирской магистралью]], построенной по облегчённым техническим условиям. Это затрудняло переброску воинских частей на фронт.

Дорога вокруг Байкала не была достроена, поезда с одного берега на другой переправлялись летом паромами, зимой по льду. Железнодорожные поезда в составе 24 двухосных вагонов шли от центра России до района военных действий целый месяц, в то время как база снабжения японской армии находилась в трёх сутках пути по морю. Сибирская магистраль заканчивалась у Сретенска; поэтому перевозки осуществлялись по Китайско-Восточной железной дороге, недавно построенной и имевшей много недоделок. Из-за трудного профиля на некоторых участках поезда проводились частями, по 5—10 вагонов.

Чтобы увеличить пропускную способность магистрали, строительные работы велись безостановочно. К 1 сентября 1904 г. её пропускная способность достигла 17 пар поездов в сутки. В транспортном обеспечении военных действий непосредственное участие принимали железнодорожные войска — батальоны, сведённые в бригады. Заамурская бригада обеспечивала подвоз войск и грузов, эвакуацию раненых, заграждение и восстановление железнодорожных участков в местах боевых действий.

Другая бригада — Барановичская — использовалась на работах по усилению пропускной способности Сибирской магистрали. Структура управления железнодорожными перевозками была недостаточно совершенной, её приходилось корректировать сообразно обстановке и нуждам войск. Первоначально перевозками ведал железнодорожный отдел полевого управления при наместнике царя на Дальнем Востоке. В сентябре 1904 г. управление перевозками возглавил начальник военных сообщений (ВОСО) при главнокомандующем. Централизованные перевозки от ст. Харбин планировались Управлением ВОСО Главного штаба.

За время войны было перевезено около 2 млн военнослужащих с артиллерией, обозами и другими воинскими грузами.

Железнодорожным войскам приходилось работать в чрезвычайно трудных условиях. Особенно сложная обстановка возникла в феврале — апреле 1904 г. на головном участке протяжённостью около 30 км единственной железнодорожной линии Харбин — Мукден — Ляоян — Порт-Артур. Для заграждения, восстановления и эксплуатации этого участка был организован особый железнодорожный отряд численностью 300 человек. 22 апреля противник захватил ст. Пуландян, что севернее Порт-Артура, разрушил мосты и часть пути южнее этой станции. В городе сложилась драматическая обстановка. В связи с этим начальник отдела получил приказ восстановить железнодорожное сообщение с Порт-Артуром и доставить туда поезд с артснарядами. Приказ был выполнен. За проявленное мужество отличившихся наградили золотым оружием и орденами.

В дальнейшем армия разместилась на ст. Ляоян, имевшей недостаточное путевое развитие. Железнодорожные батальоны в короткий срок уложили здесь и на ст. Янгай 9,5 км пути. С потерей Ляояна армия переместилась на ст. Мукден, где военным железнодорожникам пришлось уложить 16 км пути. Дополнительно была развита ст. Телин.

Для обеспечения подвоза войск и техники для 1-й и 2-й Маньчжурских армий, находившихся на флангах, были построены железнодорожные ветви нормальной колеи общей протяжённостью 68 км. Строительство велось в зимних условиях со средним темпом 1 км в сутки.

В середине февраля 1905 г. в связи с наступлением противника базирование войск перенесли на ст. Сыпингай. При этом был исправлен путь, повреждённый артобстрелами, восстановлено движение поездов, эвакуированы раненые. Личный состав железнодорожных войск под постоянной угрозой окружения сумел вывезти 30 км рельсов, 56 стрелок, шпалы с 15 км пути, привёл в негодность мосты через крупные реки Хуанхэ, Чинзухэ и другие.

Недостаточное количество железных дорог широкой колеи и плохое состояние грунтовых дорог побудили командование прибегнуть к постройке большого количества узкоколейных линий с конной тягой. За время войны уложили около 570 км таких путей. Силами железнодорожных войск было построено 6890 км грунтовых дорог.

Опыт организации и деятельности службы ВОСО и железнодорожных войск, их достижения и неудачи были учтены при транспортном обеспечении военных действий в последующие годы.

13.2. Служба военных сообщений и железнодорожные войска в Первой мировой войне

Мост через р. Бялу, восстановленный подразделением железнодорожных войск
Выгрузка эшелона кавалерийской части, прибывшей на фронт. 1904

Перед войной транспортная ситуация складывалась не в пользу России. Со стороны Германии и Австро-Венгрии к российской границе подходили 32 железнодорожные линии, в том числе 14 двухпутных, тогда как из России к ней вели только 13 линий, из которых лишь восемь были двухпутными. Это позволило противнику сосредоточить свои войска на границе через 13 — 15 дней после начала мобилизации. России для этого требовалось в два раза больше времени.

В 1913 г. Генеральный штаб составил план развития и усиления железных дорог. Этим планом предусматривалось строительство двух новых железнодорожных магистралей, 4250 км вторых путей, выполнение других важных мероприятий. Однако план не удалось выполнить из-за недостатка средств и начавшейся войны. Ряд поражений русской армии в значительной мере был обусловлен отставанием транспорта.

Железные дороги России за пределами театра военных действий были также слабо развиты. С запада к Волге подходило десять железных дорог, с востока — всего четыре; центральные губернии соединялись с Уралом и Сибирью только двумя мостами через Волгу. К Архангельску, северному порту страны, от Вологды шла железная дорога узкой колеи, а с незамерзающей Мурманской бухтой железнодорожной связи вовсе не существовало. Техническое оснащение железных дорог было слабым. Длина грузового поезда составляла всего 80 осей, средний вес — 573 т. Всё это крайне осложняло транспортное обеспечение войск.

К началу войны в России существовала единая для всех видов транспорта служба военных сообщений во главе со специальным отделом ВОСО Главного управления Генерального штаба. Имелись окружные органы, входившие в штабы военных округов, и линейные, ведавшие передвижением войск по группам железных дорог и водных путей, с комендатурами на крупных узловых станциях военного значения.

Незадолго до войны, 16 июля 1914 г., было утверждено Положение о полевом управлении войск в военное время, согласно которому руководство путями сообщения на театре военных действий сосредоточивалось исключительно в военном ведомстве; представителями последнего стали полевые органы ВОСО. В ходе войны система управления совершенствовалась.

Подразделения военных сообщений являлись важной службой Генерального штаба. На них возлагались разработка военных требований к развитию путей сообщения и контроль за их осуществлением, участие в разработке планов мобилизационных и сосредоточения вооружённых сил, оперативных планов наступательных и оборонительных операций армий, фронтов и групп фронтов, планирование всех видов воинских перевозок и контроль за их своевременным выполнением.

Главнейшей задачей органов ВОСО являлось оборудование театра военных действий путями сообщения, обеспечивающими подвижность и маневренность армий, руководство железнодорожными войсками.

Генеральный штаб, однако, допустил ряд просчётов в организации железнодорожных войск. В первый месяц войны стало ясно, что железнодорожных батальонов не хватает, и их пришлось увеличить в четыре раза. Не предусматривался порядок действия железнодорожных войск в случае отхода наших армий, не было проведено заграждение железных дорог на направлениях отхода войск в 1914 г., что позволило противнику захватить станции Калиш, Ченстохов, Бендин с оборудованием и подвижным составом. Подобные примеры не являлись единичными.

Первую мировую войну условно можно разделить на два периода: маневренный, с августа 1914 г. до половины 1915 г., и позиционный — до конца войны.

Восточно-Прусская операция в начале войны сопровождалась успешным наступлением двух русских армий, входивших в состав Северо-Западного фронта. Вслед за наступающими армиями восстановление железнодорожных линий, разрушенных противником, вели два батальона. Одновременно они перешивали прусские железные дороги шириной 1435 мм на российскую колею (1524 мм) и ликвидировали негабаритные места для пропуска подвижного состава. Перешивка осложнялась тем, что шпалы были металлические.

При отступлении армий эти же батальоны выполняли операции по заграждению железнодорожных участков. В распоряжении батальонов не было взрывчатых веществ. Военные использовали артснаряды, оставленные противником во время отступления, для разрушения верхнего строения пути. Когда артснаряды кончились, пришлось пользоваться механическими способами. Эффективным средством для вывода из строя верхнего строения пути служил путеразрушитель оригинальной и весьма простой конструкции, предложенной подпрапорщиком Червяком.

При наступлении русских армий во время Варшаво-Ивангородской операции военным железнодорожникам потребовалось выполнять такой большой объём работ по перешивке и восстановлению рельсовых путей, что оказалась необходимой помощь МПС. Министерство срочно приступило к созданию на тыловых дорогах ремонтных команд. Однако их было явно недостаточно, поэтому стали формировать головные поезд для ремонта пути, мостов, линий связи и т. п. Эти поезда усиливали восстановленные военными строителями объекты и передавали их в эксплуатацию дорогам. Для скорейшего открытия поездного движения на двухпутных участках восстанавливался только один путь. В больших и средних мостах суживали отверстия до размеров, необходимых для пропуска меженных вод, отверстия малых мостовых переходов заполнялись шпальными клетками или засыпались землёй с устройством дренажа из камня.

Общий объём работ, выполненных военными железнодорожниками на Юго-Западном фронте до середины 1915 г., характеризуется следующими данными: восстановлено 3900 км железнодорожного пути, вновь построено 270 км ширококолейных и 368 км узкоколейных дорог, восстановлено и вновь построено 4170 км линий связи. Воины железнодорожных батальонов спецформирований МПС в трудных условиях обеспечили ввод в действие разрушенных фронтовых коммуникаций.

По собственной инициативе и своими силами 6-й и 9-й железнодорожные батальоны создавали первые бронепоезда и бронедрезины, ставшие эффективным средством защиты железных дорог от неприятеля.

К концу 1915 г. обе стороны перешли к обороне. Фронт стабилизировался. Войска укрылись в окопах, и начался период позиционной войны. Переж железнодорожными войсками в этот период ставились задачи: усилить пропускную и провозную способность коммуникаций фронтального направления; принять участие в постройке железнодорожных линий в прифронтовых районах и в тылу (на Мурманской и Черноморской дорогах); реконструировать и перешить линию Ярославль — Архангельск с узкой на широкую колею; помочь тыловым дорогам в ремонте верхнего строения пути и подвижного состава; строить дороги узкой колеи.

Опыт работы железнодорожных войск в условиях войны был обобщён в новой инструкции (1916), определявшей границы их деятельности. По-новому решался вопрос подчинения этих войск. В строевом и хозяйственном отношении они подчинялись начальнику ВОСО, в техническом — начальнику железной дороги; последняя обеспечивала их техникой, материалами, конструкциями, которыми не располагало военное ведомство. Указанная инструкция явилась, по существу, статусом железнодорожных войск.

Во время войны значительно расширилась сеть дорог узкой колеи, построенных военными железнодорожниками. Узкоколейные линии явились важным транспортным средством для подвоза грузов войскам от станций снабжения.

Несмотря на ряд недостатков, связанных с управлением и материальным обеспечением, железнодорожные войска и спецформирования МПС смогли в трудные годы войны выполнить задания командования по обеспечению непрерывной работы фронтовых железных дорог.

Раздел IV. Технические средства, технология перевозок и экономика отрасли, развитие науки. Участие железнодорожников в демократическом движении

Глава 14. Путь и путевое хозяйство. Организация строительства железных дорог

14.1. Земляное полотно и верхнее строение пути

Типы рельсов, укладывавшихся в путь на железных дорогах с 1908 г.
Рельсовый стык первоначального типа с чугунной подушкой

С первых лет строительства и эксплуатации железных дорог велись работы по совершенствованию основных элементов железнодорожного пути, его нижнего и верхнего строений.

Разнообразие топографических, климатических и гидрогеологических условий районов сооружения железных дорог накладывало отпечаток на геометрические и конструктивные характеристики земляного полотна.

Очертание основной площадки земляного полотна имело на однопутных участках трапециедальную форму, а на двухпутных — треугольную, что обеспечивало благоприятные условия для отвода воды. Ширина основной площадки составляла на однопутных линиях от 4,7 до 7,6 м, на двухпутных — от 9,4 до 11,5 м. Откосы земляного полотна в зависимости от грунта принимались: 1:1,2; 1:1,5; 1:2. Земляное полотно в поперечном профиле представляло собой насыпи и выемки. Царскосельская дорога располагалась в основном на насыпи, что предотвращало снежные заносы. Для стока поверхностных вод устраивались канавы с продольным уклоном не менее 2 ‰.

Что касается верхнего строения пути, то его конструкция подвергалась существенным изменениям. С 1866 г. вместо железных рельсов в путь начали укладывать стальные. Разнообразие рельсов усложняло ведение путевого хозяйства, поэтому возникла необходимость унифицировать типы рельсов. Важную роль в этом деле сыграл чугунолитейный завод за Нарвской заставой в Петербурге, приобретённый в 1868 г. инж. Н. И. Путиловым. Завод специализировался на изготовлении рельсов. Его производительность быстро выросла, что принесло Путиловскому заводу широкую известность. К весне 1883 г. здесь скопилось свыше 6 млн пудов рельсов. Большие возможности завода способствовали введению единых типов стальных рельсов.

В 1908 г. были утверждены четыре типа рельсов: Iа, IIа, IIIа, IVа весом погонного метра соответственно 43,6; 38,4; 33,4 и 30,9 кг соответственно. Характерной их особенностью являлась вертикальность боковых граней шеек, что упрощало прокатку рельсов на заводах. Рельсы изготовлялись длиной 10,68 м.

Подрельсовым основание пути служили сосновые и еловые шпалы, а также балластная призма. Применение деревянных шпал объяснялось сравнительно небольшой их стоимостью, простотой формы и удобством эксплуатации. В 1886 г. установили шесть типоразмеров шпал. Основными являлись брусковые. Под стыки укладывались шпалы, обрезанные с четырёх сторон.

Подверженность деревянных шпал гниению привела к необходимости пропитки древесины различными антисептиками — смолой (на Царскосельской дороге), а затем креозотовым маслом, хлористым цинком и т. п. Для этой цели построили шпалопропиточные заводы на Николаевской, Московско-Нижегородской, Орловско-Витебской и других дорогах. Пропитка шпал позволила увеличить срок их службы с четырёх до восьми лет.

Рельсовые стыки, применявшиеся на первых железных дорогах (Петербург — Москва), устраивали на шпале, концы рельса объединяли объемлющей чугунной подушкой, которую врезали в шпалу, под ней укладывали слой балласта из песка или гравия.

В начале 70-х годов начали укладывать стальные рельсы с новым типом стыка, располагаемого на весу между шпалами. При этом вместо простых стыковых накладок стали применять более совершенные — фасонные, для предупреждения развинчивания болтов использовались специальные шайбы.

Некоторые специалисты пытались разработать конструкцию пути на бетонном безбалластном основании. Значительный интерес в этом отношении представлял предложенный инж. Н. Е. Долговым путь, построенный в 1909 г. на опытном участке на ст. Пологи Екатерининской дороги. Несмотря на положительную оценку конструкции, она не получила в то время распространения; идея её была учтена в дальнейшем при разработке подобных конструкций.

Балластный слой на железных дорогах России создавался из различных материалов. На магистрали Петербург — Москва призма была двухслойной (щебень и песчаная подушка), а на многих других дорогах, в том числе на Транссибе, — из песчано-гравийных материалов. При сооружении железнодорожных линий в южных районах в качестве балластного слоя использовался ракушечник.

Толщина балласта под шпалой составляла 30—40 см. Стремление к экономии побудило на ряде дорог уменьшить эту величину, что впоследствии привело к многочисленным повреждениям основной площадки земляного полотна. В связи с этим в конце 90-х годов стали принимать толщину балластного слоя не менее 55 см. В 1906 г. на XXIV съезде инженеров службы пути приняли решение улучшить качество балласта за счёт использования щебня и гравия.

14.2. Стрелочные переводы

Сдвоенный стрелочный перевод на станции Гродеково Уссурийской железной дороги. 1900

Среди элементов верхнего строения пути наибольшим изменениям подвергались стрелочные переводы.

В первые годы эксплуатации на Царскосельской и Петербурго-Московской железных дорогах применялись безостряковые стрелки с одиночными передвижными рельсами, приводимыми в движение посредством рычагов и тяг. Эти стрелки были просты по конструкции, но обладали существенным недостатком — имели разрыв колеи в начале перевода, что при неправильном положении его могло привести к сходу экипажа, идущего в пошёрстном направлении. Вследствие этого безостряковые стрелки с одиночными передвижными рельсами просуществовали недолго и впоследствии были заменены более совершенными конструкциями.

На Петербурго-Московской железной дороге использовались также безостряковые стрелки с двойными подвижными рельсами. Они были гораздо устойчивее в горизонтальной плоскости и обеспечивали более плавный вход экипажа на ответвление по сравнению со стрелками с одиночными передвижными рельсами. Однако наличие разрыва колеи в начале стрелки препятствовало широкому их распространению. С середины прошлого столетия на железных дорогах России появились стрелки с двумя подвижными прямыми остряками из обычных рельсов. Они явились прототипом современных стрелок.

В конце столетия стали применять стрелки из остряковых рельсов специального профиля одной высоты с рамными рельсами. На Псковско-Рижской линии укладывались остряковые рельсы несимметричного профиля, на Ивангород-Домбровской — пониженного профиля. На Калишской линии Варшаво-Венской дороги остряковые рельсы специального профиля имели поперечное сечение уголкового профиля, на Московской окружной дороге — колоколо- и шляпообразного профилей. Хотя эти конструкции и повышали прочность остряков, однако вследствие усложнения корневых устройств, больших отходов при изготовлении и по другим причинам они не нашли в дальнейшем применения.

В 1907 г. по заданию МПС были спроектированы стрелочные переводы к рельсам типов Iа и IIа, позднее — и к рельсам типа IIIа с пониженными остряками симметричного очертания, напоминавшего колоколообразный профиль. Подошвы остряков в этих конструкциях позволяли облегчить монтаж стрелочных тяг. Впоследствии такую конструкцию применили в стрелках к рельсам типа Р50.

Как показали научные исследования, наиболее рациональными оказались пониженные остряковые рельсы специального профиля несимметричного сечения. Такие рельсы явились для наших дорог основными, так как по весу и поперечному сечению они мощнее, чем рельсы нормального профиля, обладают большей боковой жёсткостью, не требуют прострожки подошвы рамного рельса и создают благоприятные условия для монтирования тяг благодаря наличию широкой полки подошвы остряка.

Корневое устройство стрелок на первых дорогах представляло собой обычный стык с плоскими накладками, соединявшими остряк в корне с подходившим к нему рельсом. С появлением пониженных остряков специального профиля стали применять корневые устройства различных конструкций шкворневого типа. В этих устройствах конец остряка опирался на пятник со шкворнем, с которым остряк скреплён неподвижно накладными удержками, связанными с пятником. Последний имел внизу круглый шкворень диаметром 70—100 мм, вставленный в круглое отверстие в корневом мостике и лафете. При переводе стрелки из одного положения в другое остряк вместе с пятником и шкворнем свободно вращался вокруг вертикальной оси шкворня. К преимуществам этого корневого устройства следует отнести возможность применять пониженные остряковые рельсы специального профиля без выпрессовки и фрезеровки корневой части остряка.

Вместе с тем это корневое устройство содержало большое количество отдельных деталей (до тридцати в стыке одного остряка) и не имело непосредственной связи корня остряка с примыкающим к нему рельсом, что ускоряло расстройство корневого скрепления. Эти недостатки были учтены в дальнейшем при совершенствовании конструкции корневых устройств.

В рассматриваемый период на железных дорогах России применялись жёсткие крестовины стрелочных переводов без подвижных элементов. Первые жёсткие крестовины, появившиеся с возникновением железных дорог, были собраны целиком из рельсов нормального профиля. Основным их преимуществом являлась возможность изготовления в дорожных мастерских.

В конце 70-х годов прошлого столетия на Орлово-Витебской, Ряжско-Вяземской, Закавказской и других дорогах появились сборные крестовины из рельсов специального профиля (крестовины Вильямса). Конструктивное оформление их в принципе такое же, как и сборно-рельсовых, но сердечник усилен благодаря рельсам специального профиля. В 90-х годах на Балтийской дороге использовались сборные крестовины с литым односторонним сердечником. Сердечник и усовики крепились на листе-лафете. Эти крестовины по сравнению со сборно-рельсовыми более устойчивы, прочны и имеют меньше деталей.

В конце прошлого века на Петербурго-Московской дороге применялись сборные крестовины с литым двухсторонним сердечником. Предполагалось, что использование второй стороны сердечника повысит срок службы крестовины в два раза. Но на практике оказалось, что к моменту износа одной стороны сердечника другие его элементы настолько изнашивались, что повторное использование их без дополнительной обработки было невозможно. Сборные крестовины с одно- и двухсторонним сердечником применялись на протяжении более полувека. Эксплуатировались и цельнолитые крестовины. Они оказались более устойчивыми и прочными, чем сборно-рельсовые, имели минимальное число деталей, обеспечивали лучшие условия прохождения подвижного состава, отличались увеличенным сроком службы и являлись наиболее рациональными среди жёстких крестовин. В 1907 г. инженеры Н. Богуславский и Э. Гомолицкий спроектировали и изготовили цельнолитые литые крестовины для переводов марки 1/11 для рельсов типов I, II и III.

С самого начала появления железных дорог в качестве подстрелочного основания использовались деревянные брусья. Они обладали нужной упругостью, значительной прочностью, были просты по форме, удобны в эксплуатации и изготовлении. Переводные брусья имели различные поперечные сечения — от более или менее обработанного круглого до прямоугольного.

В качестве промежуточных скреплений в пределах стрелочных переводов на одних дорогах применялись костыльные, на других — шурупные скрепления.

На станциях железных дорог, как правило, укладывались обыкновенные стрелочные переводы с маркой крестовин 1/9 и 1/11. В стеснённых же условиях иногда применяли двойные перекрёстные переводы, требующие значительно меньше места, чем обыкновенные. Характеристика наиболее распространённых обыкновенных стрелочных переводов, применявшихся на некоторых линиях, приводится в таблице.

Книга История ЖДТ России Том 1 110.jpg

14.3. Путевое хозяйство

Двухпутный снегоочиститель, впервые применённый на Николаевской железной дороге
Путеизмерительная тележка Н. Е. Долгова

Чтобы обеспечить надлежащее состояние пути, отвечающее требованиям безопасности и бесперебойности движения поездов, на российских дорогах постепенно формировались определённая система его текущего содержания и ремонта, а также соответствующая структура управления путевым хозяйством.

Эта структура во многом напоминает современную. Организацией путевых работ и строительством на дороге занималась служба пути. В её подчинении были дистанции (участки) пути, которые делились на околотки, а последние — на рабочие отделения. На каждую версту выделялась путевая охрана, по одному-два обходчика. Однако на дорогах наблюдался некоторый разнобой в организации управления путевым хозяйством. Поэтому специалисты ставили вопрос о регламентировании эксплуатации железнодорожного пути. Так возникли Правила содержания и охраны железнодорожного пути (1883). Согласно им максимальное протяжение дистанции пути составляло 100 вёрст, околотка, вверенного одному дорожному мастеру, — 18 вёрст главного пути и ветвей или станционных путей. Рабочее отделение во главе с артельным старостой (бригадиром) ограничивалось 6 верстами, а сторожевой обходной участок пути не превышал 1,5 версты. В Правилах также указывалось, что начальниками служб пути и зданий, а также дистанций должны быть только лица, окончившие высшие технические учебные заведения.

Ремонты пути классифицировались: по сезонам года — весенний, летний, зимний; по объёму работ — текущий и капитальный. К текущему относились: одиночная смена скреплений, локальная перешивка пути, устранение просадок пути, одиночная смена рельсов, шпал и переводных брусьев, рихтовка, отвод пучин, очистка пути от снега, перестановка щитов, очистка канав, кюветов и лотков. Капитальный ремонт включал сплошную смену рельсов, шпал, выборочную смену рельсов или шпал, подъёмку пути на балласт, смену стрелочных переводов, ликвидацию пучин и др.

Действия линейных руководящих работников во время производства путевых работ регламентировались инструкциями и предписаниями. Из них особый интерес представляет Железнодорожный катехизис для дорожных мастеров и артельных старост, составленный инж. К. Е. Газдановым, начальником дистанции пути Владикавказской дороги. В этом документе в форме вопросов и ответов изложены права и обязанности дорожных мастеров и артельных старост, а также инструкции по сигнализации, сохранению шпал, установке снегозащитных щитов и т. п.

Путевые работы на железных дорогах выполнялись ручным способом с применением ваги для вывески пути, маховой ручной подбойки, штопки и других путевых инструментов. Исключение составляла работа по очистке путей от снега. Первый снегоочиститель представлял собой конный плуг, состоявший из деревянного треугольника, который перемещался вдоль пути пятёркой лошадей. В первые годы эксплуатации Николаевской дороги появились двухпутные паровозные снегоочистители типа плугового уголкового отвала. В 1879 г. на Уральской дороге инж. С. С. Гендель сконструировал однопутный плуговой снегоочиститель. Одновременно на Владикавказской дороге был создан роторный снегоочиститель, который выдержал испытания на ст. Минеральные Воды. В 1893 г. начальник Тагильского участка пути инж. А. Э. Бурковский создал снегоочиститель, имевший плуг в виде двух боковых крыльев, расположенных под вагоном. Эта конструкция совершенствовалась и применялась более 40 лет. Направление дальнейших разработок конструкции снегоуборочных машин определила снегоуборочная машина с продольным транспортёром, спроектированная инж. А. Н. Шумиловым в 1910 г.

Большую работу по обобщению опыта снегоборьбы на железных дорогах провёл С. Д. Карейша. Это позволило ему предложить комплекс мер по защите путей от снежных заносов. Рекомендации учёного служили долгие годы практическим руководством по снегоборьбе. Ценные исследования в этой области провёл также инж. С. Н. Лазарев-Станищев.

С первых лет эксплуатации железных дорог отрабатывалась организация проверки состояния пути в целях обеспечения безопасности движения. Проверка включала измерения ширины колеи, возвышения одной рельсовой нити над другой, положения пути в плане и др. Для контроля ширины колеи были изготовлены ручные и катучие шаблоны, путеизмерительные тележки и путеизмерительные вагоны. Первый катучий шаблон изобрёл инж. Н. А. Онуфрович в 1886 г. Путеизмерительная тележка была сконструирована в 1905 г.; кроме ширины колеи она фиксировала возвышение одного рельса над другими. Наиболее совершенная путеизмерительная тележка была создана в 1913 г. инж. Н. Е. Долговым.

Вагоны-путеизмерители были разработаны в 1906 г. Позже, помимо ширины колеи, с их помощью стали определять продольный профиль, уровень и просадки пути.

Учёные и инженеры путей сообщения сделали многое для развития теории расчёта и совершенствования строительства и эксплуатации железнодорожных путей. В 1874 г. инж. Ф. И. Энрольд в работе «Нормальные типы рельсов» предложил формулу расчёта прочности рельса, которой пользовались как отечественные, так и зарубежные специалисты. Инж. А. А. Штукенберг в 1885 г., проф. С. Г. Войслав в 1891 г. теоретически и экспериментально изучили процесс пучинообразования и внесли научные рекомендации, нашедшие применение в практике.

Проф. А. А. Холодецкий в 1888 г. разработал метод расчёта пути при совместном действии вертикальных и горизонтальных сил. В работе «Исследования влияния внешних сил на верхнее строение железнодорожного пути» (1897) он в общей форме определил изгибающий момент от действия на рельс системы сил. Инж. Л. Н. Любимов в книге «Пучины на железных дорогах и меры их устранения» (1898) впервые обобщил практический опыт и теоретические исследования в этой области. Классический труд проф. К. Ю. Цеглинского «Железнодорожный путь в кривых», изданный в 1903 г., обогатил науку решением ряда вопросов взаимодействия пути и подвижного состава. Тогда же проф. Н. П. Петров своей работой «Влияние поступательной скорости колеса, упругости опор рельса и ширины колеи на напряжения рельса» заложил начало новой теории динамического расчёта пути. Обобщающим трудом «Давление колеса на рельсы железных дорог, прочность рельсов и устойчивость пути» он продвинул вперёд отечественную науку в области взаимодействия пути и подвижного состава.

Научные основы соединения и пересечения путей были заложены такими капитальными работами, как «Взаимное соединение путей» инж. В. В. Перминова (1903), «Расчёт стрелочных переводов» инж. Е. А. Гибшмана (1905), «Рельсы, переводы и расчёт стрелочных улиц» проф. С. Д. Карейши (1910).

Существенным вкладом в теорию динамического расчёта пути явились работы профессоров А. М. Годыцкого-Цвирко «О динамических расчётах верхнего строения пути» (1905), Н. Т. Митюшина «Динамические напряжения в рельсах железнодорожного пути в кривых» (1917), С. П. Тимошенко «К вопросу о прочности рельс» (1915), «К вопросу о вибрациях рельс» (1915), «Влияние начальной осадки шпалы на условиях изгиба рельс» (1916) и другие.

14.4. Организация строительства железных дорог

Схема управления строительством на Средне-Сибирской железной дороге. 1894
Укладка рельсового пути на западном участке Транссиба. 1894
Разработка выемки паровым экскаватором на 1991-м км участка Ачинск — Иркутск. 1908

Строительство железных дорог России происходило в большинстве случаев на полигонах большой протяжённости, в малозаселённых и труднодоступных местах, изобилующих реками, непроходимыми болотами и лесами, в трудных климатических, геологических и топографических условиях. Сложность и масштабность работ требовали особой организации строительства, обеспечивавшей эффективное использование подготовительного периода, своевременный подвоз материалов, чёткое выполнение самих строительных процессов.

Во время подготовительного периода производили разбивку и закрепление трассы на местности, расчистку полосы отвода с рубкой леса и корчёвкой пней, осушали территории, создавали карьеры для добычи строительных материалов, строили временные сооружения и здания. Для подвоза материалов устраивались дороги для конной и тачечной возки, а на водных путях — причалы.

Во время основного периода строительства возводили земляное полотно с водоотводными канавами, укрепляли его откосы, строили искусственные сооружения. Затем укладывали главные пути и производили их балластировку, возводили здания и строения, а также пути на раздельных пунктах, необходимые для первоначальной эксплуатации строящейся дороги. Вдоль линии устанавливали путевые знаки и сигналы.

Организация работ и расстановка строительных подразделений предусматривали использование сооружаемой дороги последовательно, перегон за перегоном, для перевозки материалов и конструкций верхнего строения пути, мостов, труб, зданий.

В период временной эксплуатации помимо перевозки грузов для строительства осуществлялись в небольшом объёме перевозки пассажиров и грузов. В конце периода окончательно выправляли путь после обкатки и подготавливали дорогу к постоянной эксплуатации.

Особо следует остановиться на строительстве железных дорог в условиях вечной мерзлоты. Крупнейший авторитет в области мерзлотоведения проф. М. И. Сумгин утверждал: «…что же касается научного изучения вечной мерзлоты, здесь и приоритет по времени, и приоритет по значению целиком принадлежит русским учёным — начало этому было положено во время изысканий Забайкальской железной дороги Великого Сибирского пути. Изыскатели… собрали массу ценных наблюдений над вечной мерзлотой», важных для строительства железных дорог в районах с вечномёрзлыми грунтами.

Огромные масштабы скальных работ на Транссибе и условия вечной мерзлоты потребовали предварительного решения проблем, связанных с производством буровзрывных операций. В результате проведёных опытов с различными взрывчатыми веществами были определены целесообразные размеры скважин, их направление и размещение, а также установлены числовые соотношения между радиусами сфер непосредственного сжатия выброса, раздробления и трещин в грунтах.

Пр постройке Закаспийской железной дороги строители впервые встретились с сыпучими надвижными песками в пустынях Кара-Кум и Кзыл-Кум. Песчаные пустыни приходилось преодолевать и при строительстве южной части линии Оренбург — Ташкент. Для этих условий пришлось принимать специальные поперечные профили выемок и вносить необходимые изменения в типовых решениях по устройству водоотводных сооружений.

Эффективная организация работ при сооружении железных дорог во многом зависела от структуры управления строительством. В первый период строительства ещё не было опыта возведения крупных железнодорожных линий в сложных условиях, поэтому велись поиски наиболее рациональных структур управления. На линии Петербург — Москва обе дирекции (Южная и Северная) делились на строительные участки, а последние — на дистанции. Каждый большой мост имел своего строителя. Здесь уже проявился принцип специализации строительства, когда мосты на дороге сооружались отдельными подразделениями, возглавляемыми крупными специалистами в этой области.

На Транссибе управления строительством дорог также подразделялись на участки, которые непосредственно осуществляли все виды работ на своих объектах. Так, на Средне-Сибирской дороге Транссиба работы велись одновременно на всех участках. Это позволило в короткие сроки строительного сезона, длящегося около 100 дней в году, освоить колоссальный объём работ: вырубить лес на 8327 гектарах, выполнить 8,7 млн кубометров земляных работ и др.

Так как трасса Средне-Сибирской магистрали пересекала непроходимую тайгу и в районе строительства не было местной промышленности, все необходимые материалы и оборудование надо было завозить издалека. Поэтому значительными были и работы, связанные с сооружением притрассовых гужевых дорог, устройством пристаней и подъездных путей к ним. Только на притрассовых дорогах было построено более 200 мостов и гатей, а на самой Средне-Сибирской магистрали сооружено 15 крупных мостов на каменных опорах, 146 больших водопропускных труб и 797 деревянных мостов.

Несмотря на огромные трудности, сооружение Средне-Сибирской дороги закончили в установленные сроки при высоком качестве работ. Это было достигнуто благодаря чёткой организации строительства и рациональному распределению сил и средств.

На многих стройках по примеру Петербурго-Московской дороги разрабатывались организационно-технологические планы строительства; при этом предусматривались:

выбор опорных баз в зонах примыкания трассы к водным путям сообщения, по которым осуществлялось снабжение материалами и оборудованием;
многолучевой способ строительных работ, когда они велись из одного пункта по нескольким лучам (направлениям) одновременно;
поэтапный ввод участков дороги в эксплуатацию, что благоприятствовало ускорению и удешевлению строительства, а также создавало условия для обучения эксплуатационного штата железнодорожников.

Для ускорения строительства магистралей большого протяжения путь укладывали одновременно с обоих концов, а во многих случаях — на нескольких участках. На дорогах, где ожидался значительный рост размеров движения в перспективе, строился один путь, но с двухпутным земляным полотном (Московско-Курская, Нижегородская и др.). На линии Омск — Карымская широко применялся способ значительного усиления провозной способности посредством сооружения вторых путей с одновременным переустройством главного элемента дороги — её трассы. Этот способ был использован в дальнейшем при проектировании грузонапряжённых железных дорог.

Ускорению строительства некоторых железнодорожных линий способствовало внедрение элементов механизации работ. Например, при разработке громадной выемки между станциями Валдай и Березайка на линии Петербург — Москва были применены землеройные машины, сходные по конструкции с экскаваторами. При забивке свай мостовых переходов применялись паровые копры. Для перевозки грунта использовались специально сконструированные землевозные вагоны и путь для них.

Позже на больших железнодорожных стройках, например на Транссибе, стали применять как зарубежные, так и отечественные механизмы и приспособления, паровые, дизельные и электрические строительно-дорожные и погрузочно-разгрузочные машины.

При больших объёмах земляных работ иногда прокладывали временные железнодорожные линии узкой колеи — от выемок к насыпям — с конной или паровой тягой. В 1908 г. на строительстве Московской окружной дороги было занято 6 экскаваторов, а всего на железнодорожных стройках страны — 30 экскаваторов. В годы Первой мировой войны они сыграли решающую роль в ускорении земляных работ на отдельных объектах при строительстве Мурманской железной дороги.

Однако в рассматриваемый период механизированный способ производства строительных работ ещё не получил широкого распространения. Дешёвый ручной труд оказался в то время более выгодным. Успешная организация строительства железных дорог в большой степени зависела от используемых капиталов и последующего распределения прибыли. Прогрессивные учёные, предприниматели и государственные деятели, преодолев упорное сопротивление влиятельных лиц в правительстве, убедили Николая I в необходимости строительства железных дорог за счёт казны с последующей эксплуатацией на правах государственной собственности. Именно это создавало наиболее благоприятные условия для достижения главной цели — строить в интересах государства — и одновременно являлось стимулом интенсивного развития промышленности, сельского хозяйства и торговли.

Глава 15. Мосты и тоннели

15.1. Первые железнодорожные мосты

Веребьинский мост на линии Петербург — Москва. Автор проекта Д. И. Журавский. 1851
Въезд на железнодорожный мост через Волгу на Николаевской железной дороге. 1885

Железнодорожное мостостроение в России возникло как составная часть отечественной мостостроительной школы, отличавшейся рационализмом в выборе и оценке конструкций, отказом от надуманных решений во имя внешней эффектности, стремлением к возможно более полному учёту условий работы конструкций.

К началу строительства первых мостовых переходов на железных дорогах страны был накоплен богатый опыт сооружения мостов на обыкновенных дорогах, имелись уже проверенные на практике типы конструкций. Однако железнодорожные мосты во многом отличаются от мостов под обыкновенную дорогу. На железнодорожных мостах не требуется устраивать сплошную проезжую часть, их ширина меньше. С другой стороны, они несут существенно большую нагрузку, что не может не сказаться на их конструкции. Повышенные требования к железнодорожным мостам, а также отсутствие научных методов расчёта, недостаточная изученность свойств строительных материалов, в том числе дерева, существенно осложняли проблему проектирования и строительства первых мостов под поездную нагрузку.

Самым крупным водным препятствием на первой железнодорожной линии Петербург — Царское Село явился Обводный канал в Петербурге. Через него в 1836 г. перекинули однопролётный деревянный арочный мост под два пути. Устои моста были каменные на свайном основании. Он прослужил свыше 30 лет и был заменён металлическим лишь в 1869 г.

Значительно более сложные проблемы возникли в процессе строительства железнодорожной магистрали Петербург — Москва. Здесь потребовалось устроить 19 путепроводов, 69 труб и 184 моста, в том числе через такие крупные реки, как Волга, Волхов, Тверца, Мста. Руководил проектированием мостов Д. И. Журавский. Одной из особенностей мостовых переходов была значительная высота опор, что вызвало необходимость применять большие пролёты вместо малых во избежание удорожания стоимости строительства. Кроме того, часто поставленные опоры при небольших пролётах препятствовали судоходству и затрудняли пропуск льда.

Д. И. Журавский отказался от слепого копирования известных в то время большепролётных конструкций деревянных мостов. Справедливо полагая, что арочная система при большой высоте мостов потребует устройства массивных и дорогих опор, он остановил своё внимание на более лёгких балочных пролётных строениях с деревянными фермами, предложенных американским инженером Гау. Однако теории расчёта таких конструкций не было, что вызывало серьёзные сомнения в правильности подхода к назначению размеров сечений отдельных элементов.

В 1845 г. Д. И. Журавский создал теорию расчёта решётчатых ферм, дав метод определения усилий в отдельных элементах. В частности, он нашёл, что сечения вертикальных металлических тяжей назначались в фермах Гау необоснованно: тяжи у опор нагружены сильнее и должны быть более мощными. По конструктивным соображениям предусматривалось постоянное сечение поясов ферм по всей длине, в то время как в однопролётных конструкциях сечение поясов могло быть использовано полностью только в середине пролёта. Для мостов больших пролётов учёный предложил балочную неразрезную систему, обеспечивающую рациональное использование материала поясов. На основе проведённых исследований Д. И. Журавский дал рекомендации по расчёту ферм Гау и разработал проекты деревянных мостов через все крупные водотоки на трассе железной дороги Петербург — Москва. Было разработано пять групп пролётных строений длиной от 16,4 до 60,8 м. Проектирование конструкций сопровождалось всесторонними исследованиями их работы под нагрузкой и свойств применяемых строительных материалов.

Пролётные строения всех мостов имели деревянные многорешётчатые неразрезные фермы, образуемые наложением друг на друга нескольких простых треугольных решёток, что существенно улучшало работу сжатых элементов.

Уникальным мостовым переходом явился Веребьинский виадук. По отзывам современников, этот виадук считался одним из лучших сооружений такого типа не только в России, но в Европе и Америке.

Мстинский мост имел девять пролётов по 61 м. Его опоры представляли собой пирамидальные башенные деревянные конструкции на каменном фундаменте, обшитые железом.

Особенностью моста через Волхов, имевшего пять пролётов по 51 м, был 10-метровый разводной судоходный пролёт раскрывающейся системы. Автор проекта инж. В. И. Граве для обеспечения уравновешенности системы при любом угле раскрытия предложил противовес оригинальной конструкции.

Мосты через Волгу и Тверцу имели по три пролёта длиной 59,6 м. Существенно отличались от других мосты через Обводный канал и р. Славянку. Растянутые пояса ферм Гау, применённые в пролётных строениях этих мостов, были металлическими (железными).

На дороге Петербург — Варшава мосты сооружались из железа. Большинство из них спроектировали французские инженеры. Конструкции не отличались от аналогов в европейских странах. Пролётные строения имели сквозные фермы с параллельными поясами и системой перекрещивающихся раскосов. Независимо от характера усилий (сжатия или растяжения) раскосы устраивались плоскими из полосового железа. Большой интерес представляют мосты через Лугу, Великую и Западную Двину, спроектированные С. В. Кербедзом.

Балочный неразрезной двухпутный мост через Лугу у ст. Преображенская явился первым целиком железным мостом в России. Он сооружён в 1853—1857 гг. под руководством инженеров И. И. Стебницкого и И. Ф. Рерберга. Каждый путь уложен на пролётное строение длиной 55,3 м. Опоры моста каменные, под два пути.

Принципиально новой по тому времени была конструкция пролётных строений. Главная особенность заключалась в том, что сжатые раскосы, в отличие от растянутых, сделанных из полосового железа, имели дополнительные приклёпанные уголки, что увеличивало их жёсткость и существенно улучшало работу на сжатие. Настил проезжей части, устроенной по верхним поясам ферм, сделали сплошным, что предохраняло фермы от попадания на них атмосферных осадков, отводимых с проезжей части при помощи специальных трубок. Коробчатые нижние пояса закрывались крышками из листового железа. Совершенная конструкция моста обеспечила его надёжную работу до 1941 г., когда он был разрушен во время боевых действий.

15.2. Отечественное мостостроение в период первого подъёма железнодорожного строительства

Сызранский мост через Волгу. 1880. Автор проекта Н. А. Белелюбский
Н. А. Белелюбский (1845—1922)

Во второй половине XIX в., когда протяжённость магистралей росла быстрыми темпами, строительство железнодорожных мостов велось в больших масштабах. В это время увеличилась потребность в специалистах-мостостроителях, что привело к образованию в 1862 г. в Институте Корпуса инженеров путей сообщения самостоятельной кафедры мостов. Её возглавил проф. Ф. И. Энрольд. Кафедра стала не только основной базой подготовки квалифицированных кадров, но и организационно-научным центром отечественного мостостроения.

Большой вклад в развитие научной школы мостостроения внесли Л. Ф. Николаи, Э. М. Зубов, Ф. И. Энрольд. Их классические труды по расчёту мостовых конструкций явились руководством для многих поколений проектировщиков и строителей мостов.

В рассматриваемый период основным материалом пролётных строений стало железо, а опор — камень. Дерево употреблялось, как правило, лишь для временных конструкций.

Среди транспортных сооружений, построенных в 70-х годах, необходимо отметить мосты, автором проектов которых был инж. А. Е. Струве. В 1866 г. по его проекту построили мостовой переход через Оку у Серпухова длиной около 530 м — первый в России мост под совмещённую езду. Пролётное строение для него сделали в мастерской по изготовлению металлоконструкций в Коломне, организованной А. Е. Струве в процессе строительства моста через Оку у села Боброва (1863). А. Е. Струве являлся также автором проектов больших мостов через Днепр у Киева и Кременчуга.

К этому времени отечественная мостостроительная школа имела большие достижения. Д. И. Журавский разработал методы расчёта сквозных ферм, исследовал работу изгибаемых элементов на поперечную силу, предложил формулу для определения касательных напряжений, впервые определил механические свойства древесины как строительного материала. С. В. Кербедз совершил в мостостроении переход от чугуна к сварочному железу, провёл обширные исследования работы заклёпочных соединений и влияния способа образования отверстий под заклёпки на свойства металла. Инж. Ф. И. Цвирко при строительстве моста через р. Нарову в 1869 г. предложил и использовал способ подводной укладки бетонной смеси с помощью вертикально перемещающейся трубы. За рубежом подобный способ применили лишь в 1908 г. Инж. Г. С. Семиколенов создал стройную теорию расчёта консольных балок и сделал экономический анализ эффективности их применения. Отечественные инженеры, в частности Ф. С. Ясинский, считали особо важным обеспечить устойчивость сжатых стержней. Именно поэтому в России аварий мостов практически не было, тогда как в Европе и Америке крушения мостов случались нередко, причём в большинстве случаев они происходили из-за потери устойчивости сжатых элементов. Большое внимание при расчёте мостов уделялось также определению величины расчётной нагрузки. Научное обоснование норм этой нагрузки явилось важным вкладом в развитие теории мостостроения.

Оценивая деятельность отечественных мостостроителей, академик Г. П. Передерий писал: «Русские инженеры построили для своей сети путей сообщения тысячи мостов. Если мы не можем похвалиться особым блеском наших мостов в смысле оригинальности их системы, мы, можем, однако, сказать, что мы скромно делали, мы делали хорошо, солидно, с полным знанием дела и с полным пониманием ответственности за те жизни, которые общество доверило нам, поручая сооружение мостов. Мы можем похвалиться минимумом мостовых катастроф. Можно сказать, что за наши неудачи мы платили деньгами, а не человеческими жизнями».

Дальнейшее развитие русская школа мостостроения получила благодаря трудам выдающегося инженера, учёного и общественного деятеля Н. А. Белелюбского, более полувека возглавлявшего отечественное мостостроение. Начало его инженерной деятельности совпало с проведением работ по замене деревянных мостов Николаевской железной дороги на металлические.

Первая серия из 48 мостов реконструировалась в 1868—1872 гг. Для этого Н. А. Белелюбскому пришлось сделать 26 проектов пролётных строений. На мостах через Шошу, Волхов, Тверцу и другие реки три деревянные фермы Гау заменялись двумя железными. В малых мостах, имевших по две фермы под каждый путь, количество ферм сохранялось.

Учитывая необходимость заменять мосты без перерыва движения поездов, учёный предложил два способа производства работ. По первому — пролётные строения длиной до 35 м изготовлялись в Петербурге, доставлялись на место и устанавливались на опоры специальным краном. Этот способ получил наиболее широкое распространение. По второму способу пролётные строения больших размеров собирались на подмостях, подвешенных к существовавшим деревянным фермам.

Учёный в максимальной степени использовал принципы унификации и стандартизации. Так, вся первая серия пролётных строений мостов была сведена к пяти типам преимущественно раскосных и решётчатых ферм. Работа над второй серией продолжалась в 1872—1880 гг., для чего он разработал свыше 30 различных проектов. Ему же принадлежат проекты переустройства моста через Мсту и обхода Веребьинского виадука.

Перестройка мостов на дороге закончилась в 1893 г. Из больших мостов позже других реконструировали мост через Волгу в Твери, проект которого — результат совместной работы Н. А. Белелюбского и Н. Б. Богуславского.

Заслугой Н. А. Белелюбского явилось также создание в 1884 г. первых типовых проектов металлических пролётных строений железнодорожных мостов и основных принципов типового проектирования. Эти проекты отличались продуманностью и тщательностью проработки, что позволило применять их вплоть до конца 20-х годов без существенных изменений, а типовые величины пролётов сохранились до настоящего времени.

В годы первого подъёма железнодорожного строительства было построено много крупных и интересных сооружений. Можно назвать мосты через Сейм у Курска, С. Донец у Белгорода, Днепр под Смоленском, Волгу на линии Бологое — Рыбинск. По проектам Н. А. Белелюбского построили мосты через Оку у Алексина, Волгу у Сызрани и Твери, Белую под Уфой.

Мост через Оку около Алексина, построенный в 1872—1874 гг., стал, по существу, дальнейшим шагом вперёд в развитии конструкций металлических пролётных строений. Все раскосы в средней части ферм пролётных строений имели жёсткое поперечное сечение, раскос в первой панели принят восходящим. Жёсткие сечения раскосов, испытывавших знакопеременные усилия, улучшили условия работы; восходящий опорный раскос позволил облегчить сечение опорной стойки и усовершенствовать конструкцию опорного узла. Повышенная жёсткость связей уменьшила их вибрацию, а вместе с тем и расстройство заклёпочных соединений.

Самый протяжённый в Европе железнодорожный мостовой переход через Волгу у Сызрани, построенный в 1876—1880 гг., имел 13 пролётов по 109,2 м. При составлении проекта моста были решены не только конструкторские задачи, но и разработаны принципы расчёта отверстий больших мостов, не потерявшие своего значения и в настоящее время. Работами по строительству моста руководили военный инженер В. И. Березин и инженер путей сообщения К. Я. Михайловский. Сызранский мост явился «одним из самых грандиозных созданий русского инженерного искусства».

В 1881—1883 гг. построены большие мосты через Ингулец и Днепр у Екатеринослава. По двухъярусному мосту через Днепр проходила как железная, так и шоссейная дорога. Н. А. Белелюбскому принадлежит инициатива применения для металлических пролётных строений литого железа — материала, близкого по свойствам современным малоуглеродистым сталям. С 1883 г. мосты в России строили только из литого железа.

В мостах через Волгу около Твери и Белую под Уфой, построенных в 80-х годах, в конструкциях пролётных строений применили шарнирное опирание балок проезжей части на главные фермы, что сделало работу балок более определённой, сблизило фактическое поведение конструкции с расчётными предпосылками. В конце прошлого и начале нынешнего столетия эта так называемая «свободная» проезжая часть была широко распространена как в нашей стране, так и за рубежом.

Наконец, следует отметить оригинальную конструкцию моста, построенного в 1887 г. через Сулу на Кременчуг-Ромненской дороге по проекту Л. Д. Проскурякова. Здесь впервые в России применили балочно-консольное металлическое пролётное строение, а при сооружении моста — опускные колодцы в качестве оснований опор.

15.3. Строительство железнодорожных мостов на рубеже XIX и XX веков

Мост через Обь на Транссибе. 1897. Автор проекта Н. А. Белелюбский
Л. Д. Проскуряков (1858—1926)

Необычайно трудные задачи как в техническом, так и в организационном плане встали перед отечественными инженерами-мостовиками в связи со строительством Транссибирской магистрали.

ложной проблемой явился выбор величины отверстий мостов через такие многоводные реки, как Енисей, Обь, Иртыш, Томь, отличающиеся большим подъёмом воды в половодье и мощными ледоходами при толщине льда до 1,5 м. Эта проблема была успешно решена на основе упомянутых выше принципов Н. А. Белелюбского. Существенно удешевить и ускорить строительство сибирских мостов помогли использование испытанного приёма типизации пролётных строений, производство конструкций различных мостов по типовым проектам. Иртыш, Тобол, Ишим были перекрыты мостами с одинаковыми балочными пролётными строениями длиной 109,2 м. Эти пролётные строения имели криволинейные верхние пояса и двухраскосную решётку ферм. Предложенный Н. А. Белелюбским проект пролётного строения с треугольной решёткой для мостов на Забайкальской железной дороге использовали затем при сооружении крупнейшего 25-пролётного моста через Аму-Дарью у Чарджуя.

Проектировщики продолжали работу по совершенствованию конструкций металлических пролётных строений. При сооружении моста через Обь применили консольную систему, что позволило уменьшить расход металла на 10 % по сравнению с обычными разрезными конструкциями.

Особого внимания заслуживает мост через Енисей, пролёт которого достигал 144 м. По этому показателю он был первым в России. Основная его особенность заключалась в использовании шпренгельной решётки на главных фермах, что давало новое решение проблемы перекрытия больших отверстий. Модель Енисейского моста экспонировалась в Париже на Всемирной выставке 1900 г., где удостоилась золотой медали. Второй мост, на котором установили пролётные строения со шпренгельной решёткой главных ферм, построил в 1899 г. инж. И. Ф. Куровский через Оку у Каширы. Автором проектов обоих мостов был Л. Д. Проскуряков.

При проектировании и сооружении мостовых переходов на Южно-Уссурийской дороге (1891—1894) реализовали принцип скоростного строительства. Все мосты, за исключением большого через Уссури, были эстакадного типа, с величиной пролётов, не превышавшей 19,2 м. Это позволило собирать их во Владивостоке и перевозить к месту установки по готовым участкам железнодорожного пути. Промежуточные опоры устраивались из металлических свай, соединённых насадками и диагональными связями. Такая конструкция давала возможность сократить сроки их возведения.

Транссибирская магистраль в значительной степени проходила через девственные леса, что пробудило новый интерес к деревянным мостам. Дерево стали широко использовать для строительства малых мостов, причём разработанные конструкции были настолько совершенны, что представляют интерес и в наше время. Вот что писал академик Г. П. Передерий о деревянных мостах Средне-Сибирской дороги: «Большинство мостов малых пролётов было здесь из пиленого леса по прекрасно разработанным для своего времени проектам, в которых мы находим конструктивные мотивы, имеющие ныне применение в американских эстакадах».

Продолжалось строительство мостов и в европейской части страны. Весьма экономичные по расходу материала типовые пролётные строения разработал Л. Д. Проскуряков для установки на мостах Рязано-Уральской дороги. Пролётные строения имели треугольную решётку главных ферм и криволинейный нижний пояс. Он же спроектировал оригинальное пролётное строение моста через р. Которосль — с параллельными поясами и треугольной решёткой со стойками и подвесками и расположением порталов в плоскости крайних раскосов.

Применение треугольной решётки главных ферм, характерной для современных конструкций, позволяло в ряде случаев добиться существенной экономии металла. Так, пролётное строение с треугольной решёткой и полигональным верхним поясом длиной 109,2 м, спроектированное инж. Е. И. Ададуровым для моста через р. Хопёр на Рязано-Уральской дороге, оказалось на 17,5 % легче таких же по длине пролётных строений Иртышского моста.

Начало нового столетия характеризовалось нарастающими масштабами строительства железнодорожных мостов. С этого времени до 1917 г. их сооружено столько, сколько за все предшествующие годы. Резко увеличилось количество крупных мостовых переходов. Если до начала века в стране было всего три моста с пролётами свыше 106,5 м, то к 1917 г. их насчитывалось уже двадцать девять. Они перекрыли такие реки, как Днепр, Амур, Нева, Кама, Ока, Зея. Над Волгой и протоками её дельты повисло семь больших мостов. Многие из них своей общей длиной и величиной пролётов значительно превосходили подобные сооружения прошлого века.

К их числу относится мост через Днепр около Кичкаса, сооружённый в 1908 г. по проекту инж. В. Д. Латы. Ось перехода пересекала Днепр в месте, где скалистые берега образуют узкую и глубокую долину, называвшуюся «Волчьим горлом». Своеобразные топографические и геологические особенности места перехода определили необычные решения. Нижним поясам среднего подвесного пролётного строения автор проекта придал круговое очертание, вследствие чего мост, будучи по системе балочно-консольным, выглядел как арочный. Речной пролёт имел рекордную для отечественных конструкций длину — 190 м. Переход был двухъярусным: в верхнем уровне проходили два железнодорожных пути, по нижнему ярусу — шоссейная дорога. Для увеличения устойчивости главные фермы были наклонены. Сооружение замечательно также новизной приёмов строительно-монтажных работ. При сборке речных консолей и подвесного пролётного строения применили метод навесной сборки специальными кранами, а на монтажной клёпке использовали пневматические молотки.

В 1907 г. на Астраханской железной дороге построили мостовой переход через проток Бузан. Он имел пролётные строения балочно-консольной системы, причём среднее двухконсольное строение спроектировано с криволинейным очертанием верхнего пояса и максимальной высотой над промежуточными опорами. Последние возводились с помощью кессонов в сложных условиях. Опыт их устройства обогатил технологию выполнения кессонных работ. Авторами проекта были Н. А. Белелюбский и В. С. Персон, руководил строительством И. А. Цишевский.

В 1913 г. по проекту С. И. Ольшевского Волгу у Ярославля перекрыли пятью пролётными строениями длиной по 145,6 м. В конструкциях удачно сочетались криволинейное очертание верхнего пояса, нисходящие раскосы и шпренгельная решётка. Аналогичными пролётными строениями отличались мосты через Волгу у Свияжска и Симбирска, построенные по проектам Н. А. Белелюбского, А. П. Пшеницкого и О. А. Маддисона.

Мост у Свияжска, законченный в 1913 г., связал концы железнодорожной линии, подведённой к Волге ещё в начале 90-х годов. До этого в течение 20 лет подвижной состав переправлялся через Волгу летом на пароме, зимой — по льду с использованием конной тяги. Речные пролёты разрезной системы достигали 158,4 м, что явилось рекордной величиной для европейских мостов.

Мост у Симбирска, построенный в 1916 г., с учётом правобережной эстакады имел наибольшую среди отечественных мостовых переходов длину — 2567 м. Пролётные строения аналогичны установленным на Свияжском мосту, но их в два раза больше. Работами по сооружению Свияжского и Симбирского мостов руководил И. А. Цишевский.

Вторым по величине был мост через Амур под Хабаровском, который, благодаря удачным конструктивным решениям, эксплуатируется до настоящего времени.

На рубеже двух столетий стали несколько меняться взгляды на эстетическую функцию мостов. В 1899 г. известный мостостроитель Г. Г. Кривошеин писал: «Задача инженера, проектирующего мосты, не должна заключаться только в тщательной разработке главных конструкций… сооружения должны быть художественными образцами в своих основных и общих формах». В ряде случаев такой подход определил принимаемые решения при проектировании железнодорожных мостов, особенно если они располагались в городской черте. Ярким примером служит строительство мостовых переходов на Московской окружной дороге у Лужников по проекту Л. Д. Проскурякова. Русло Москвы-реки здесь перекрывалось однопролётными 135-метровыми серповидными арками. Во многом архитектурно-эстетическими соображениями определился и выбор конструкции Финляндского железнодорожного моста через Неву в Петербурге, сооружённого по проекту Н. А. Белелюбского и Г. Г. Кривошеина.

15.4. Использование железобетона при строительстве мостов

Сооружение Амурского моста через Бешеную протоку. 1914 г.

Железобетон как материал для строительства мостов привлёк внимание русских инженеров в конце прошлого века. Значительная роль в его применении принадлежит А. Ф. Лолейту и особенно Н. А. Белелюбскому. В начале 90-х годов проводились исследования экспериментальных железобетонных конструкций, в том числе арочного моста пролётом 17 м. Труды механической лаборатории Института инженеров путей сообщения способствовали развитию отечественной цементной промышленности — базы внедрения железобетона в практику строительства. В 1903 г. Н. А. Белелюбский отметил: «Неоднократно имевшиеся по настоящее время случаи обрушения железобетонных конструкций никоим образом не могут не только приостановить, но даже задержать дальнейшее применение их, так как в среде, сознательно относящейся к железобетону, твёрдо усвоены преимущества такого рода сооружений».

Первые конструкции искусственных сооружений из железобетона носили экспериментальный характер. В железобетонных сооружениях на первых порах повторяли формы, характерные для каменных конструкций.

В начале 1900-х годов железобетон стали применять при устройстве водопропускных труб. Две трубы отверстиями 1,07 и 2,13 м были уложены на железнодорожной линии Рязань — Казань. На линии Витебск — Жлобин построили 412 м труб отверстием от 1,28 до 2,67 м. Но к применению железобетона в мостах Министерство путей сообщения подходило осторожно, учитывая недостаточную его изученность, особенно при работе под действием тяжёлых ударных и динамических нагрузок. В 1898 г. было разрешено применять сводчатые железобетонные мосты, конструкция которых уподоблялась каменным, однако для балочных требовалось специальное разрешение МПС.

Разработка отечественных норм проектирования железобетонных конструкций и утверждение их в 1908 г. приказом министра путей сообщения способствовали внедрению этого материала в практику строительства мостов. Следует отметить, что к тому времени аналогичные технические условия имелись лишь в двух странах — Германии (1904) и Франции (1906). В США нормы для проектирования железобетонных конструкций разработаны в 1910 г., в Англии — в 1915-м, другие страны приняли их ещё позже.

Несколько десятков небольших железобетонных мостовых переходов с пролётами от 2,13 до 6,14 м были сооружены на Владикавказской и Китайско-Восточной дорогах. Железобетон стали применять при сооружении опор, в частности кессонных фундаментов, а также для изготовления свай.

Привлекала внимание отечественных инженеров и идея сборности железобетонных конструкций. Такие мосты для шоссейных дорог начали применяться ещё в конце 1900-х годов. Позднее предпринимались попытки разработать подобные конструкции и для железнодорожных мостов. Здесь можно упомянуть инж. Н. Б. Каменского, предложившего проекты сборных типовых балочных пролётных строений длиной от 1,07 до 8,52 м. В качестве главных балок использовались конструкции с поперечным сечением, близким к двутавровому.

В 1911—1913 гг. возведено самое значительное железобетонное сооружение в России — левобережная эстакада Финляндского железнодорожного моста через Неву в Петербурге. Длина эстакады превышала 600 м.

В 1915 г. по проекту Г. П. Передерия построена шестипролётная 200-метровая эстакада на подходе к мосту через Амур. Длина пролётов составляла 35,98 м.

Железобетон всё шире использовался при строительстве мостовых переходов. В середине 1910-х годов по проекту Г. П. Передерия сооружен двенадцатипролётный арочный виадук на линии Арзамас — Шиханы. Два больших арочных виадука возвели на дороге Казань — Екатеринбург (авторы П. В. Щусев, О. А. Маддисон, М. Ф. Клочанов). Длина пролётов здесь достигала 20—25 м.

Дальнейшей работе по внедрению железобетона в практику железнодорожного строительства и совершенствованию конструкций металлических мостов помешала начавшаяся Первая мировая война. Однако прогрессивные традиции отечественной мостостроительной школы не угасли. Об этом прекрасно сказал Н. А. Белелюбский: «Русский инженер проявил себя и смелостью взгляда, и распорядительностью, и беспримерною быстротою исполнения… Русские техники, выросшие на почве долгого теоретического и практического труда, представляют уверенный кадр работников для того громадного строительства, которым должна будет заняться с окончанием страшно разрушительной войны обновлённая Россия».

15.5. Тоннели

Искусственные сооружения на побережье озера Байкал Кругобайкальской железной дороги. 1905
Тоннель на Карском участке Закавказской железной дороги. 1912

Начало строительства железнодорожных тоннелей относится к концу 50-х годов прошлого столетия.

С 1859 г. велась проходка двухпутных железнодорожных тоннелей дли­ной 427 м у Вильны и 1280 м около Ковно. Они отличались большим для того времени поперечным сечением. Здесь рационально осуществили систему ряда промежуточных шахт. Руководил работами инженер-подполковник Корпуса путей сообщения Г. Ф. Перрот. Он впервые применил оригинальные способы определения давления и статического расчёта тоннельной обделки, позволившие сделать значительный шаг вперёд от господствовавшего эмпирического метода проектирования.

В 1872—1874 гг. ввели в эксплуатацию шесть двухпутных железнодорожных тоннелей общим протяжением 2012 м, наибольший из них имел длину 610 м. Тоннели проходили через массив нуммулитовых известняков и белых бартонских мергелей. Внутреннее очертание тоннелей соответствовало породам средней крепости. Все тоннели, кроме одного, имели каменную обделку из бутовой кладки.

В 1874—1879 гг. на Пермской железной дороге построили шесть коротких однопутных тоннелей в условиях слабых пород с небольшим боковым давлением. В 1886 г. началась проходка длиннейшего в стране Сурамского перевального железнодорожного тоннеля, сыгравшего большую роль в развитии тоннелестроения. Его длина составила 4 км. Он сооружался под руководством инженеров Ф. Д. Рыдзевского, Ф. Ф. Даратана и К. Н. Симберга. Над составлением инженерно-геологического прогноза условий проходки тоннеля много потрудился академик Ф. Ю. Левинсон-Лессинг. На основе созданной им теории была предсказана ожидаемая температура грунта с точностью до 1 градуса.

При составлении проекта Сурамского тоннеля проф. Л. Ф. Николаи разработал и впервые применил расчёт свода обделки как упругого тела. Обделка коробового очертания осуществлялась применительно к слабым породам. При проходке применялись бурильные машины. Открытый в 1890 г. тоннель позволил более чем вдвое увеличить вес поездов и провозную способность участка.

В 1895—1896 гг. в Закавказье пробили ещё несколько больших тоннелей. Наибольший из них имел длину 1705 м.

На Китайско-Восточной дороге в 1890—1904 гг. сооружено девять двухпутных тоннелей общим протяжением 4310 м, в их числе Хинганский, пересекавший одноимённый хребет. Этот тоннель длиной 3077 м, спроектированный под два пути с уклоном 12 ‰, проходил главным образом в гранитах, местами сильно выветренных, имевших много трещин. Работы по его сооружению начались осенью 1901 г. Благодаря устройству железнодорожных подъездных путей строительство обеспечивалось всем необходимым оборудованием. Направляющая штольня пробивалась бурильными колонковыми перфораторами, что ускоряло проходку. Из-за чрезвычайной крепости гранитов при бурении приходилось держать давление воздуха не менее 7 атм.

Разработка тоннеля велась способом опёртого свода. Четкая организация работ позволила закончить нижнюю штольню в октябре 1902 г., а верхнюю — в феврале следующего года. Через полгода была полностью завершена кладка сводов. Первоначальный одиночный путь укладывался посредине тоннеля, с учётом возможности устройства второго пути.

Обделка возводилась из бутового гранитного камня кольцами длиной от 6 до 12 м, между которыми оставлялись зазоры в 3 см. Вода отводилась посредством отверстий в обделках, сообщавшихся с сухой забутовкой между обделкой и породой. Посредине тоннеля проходил водоотводный канал, стенки которого при однопутной колее служили основанием для продольных брусьев под шпалы.

Общая строительная стоимость тоннеля составила около 4,8 млн руб. Его сдали в эксплуатацию 18 февраля 1904 г. Несмотря на сложные горногеологические условия и удалённость от промышленных центров, Хинганский тоннель прошли и обустроили всего за 2,5 года. Такой успех свидетельствовал о высоком уровне техники тоннелестроения и самоотверженной работе его создателей, в частности руководителя стройки Н. Н. Бочарова.

Следующим важным этапом в развитии тоннелестроения явилось создание серии тоннелей на Кругобайкальской дороге. Здесь руководили работами Б. У. Савримович и К. Н. Симберг. Строителям пришлось преодолевать громадные трудности, связанные с тяжёлыми топографическими и геологическими условиями, характерными для южного берега Байкала. Тем не менее за период 1902—1904 гг. было построено 39 двухпутных тоннелей. Они проходились преимущественно в массивных кристаллических породах, состоявших из гранитов и гнейсов различной крупности зерна.

В невыветривающихся скальных породах выработка оставалась без обделки, во всех других случаях применялась бутовая кладка горизонтальными рядами с тщательной околкой лицевой поверхности. В слабых породах кладка выполнялась из камня грубой тёски. 30 тоннелей имели обделку типа Сурамского тоннеля, а остальные 9 — параболического очертания, разработанную Управлением строительства Кругобайкальской дороги. На некоторых участках, вследствие одностороннего бокового давления, применялась несимметричная тоннельная обделка.

Чтобы защитить полотно дороги от обвалов со склонов гор, возвели 47 каменных галерей общим протяжением около 2 км.

Тоннели сооружались главным образом методом опёртого свода и лишь в неустойчивых породах — методом полностью раскрытого профиля. Вследствие большого количества трещин и громадных скоплений обломков при раскрытии профиля нередко происходили вывалы породы. Они наблюдались как во время разработки верхней части профиля, так и в процессе подведения стенок обделки. Протяжённость вывалов местами достигала 10 м.

На строительстве широко применялось механическое бурение скважин как электрическими, так и пневматическими молотками.

При постройке Амурской дороги от ст. Куэнга до Хабаровска многие пересекавшие трассу водоразделы преодолевались тоннелями, достигавшими порой длины 2 км.

Среди тоннелей, сооружённых в рассматриваемый период, следует отметить Керакский, Архаринский, Тамарчуканский и Лагар-Аульский, построенные под руководством проф. А. В. Ливеровского. Тоннель у ст. Облучье впервые в мировой практике сооружён в вечномёрзлых грунтах. Его проходкой руководил инж. А. Н. Пассек.

Все тоннели Амурской дороги были двухпутными. Обделка выполнялась по типу Сурамского тоннеля. При необходимости портальные участки осушались системой дренажных штолен и шахт-колодцев. Так как поверхность пересекавшихся горных массивов была, как правило, заболоченной и лесистой, то над осью тоннеля на ширину 50 м лес сплошь вырубался и устраивалась система водоотводных канав.

В 1900—1917 гг. строительство тоннелей велось также на Урале, Кавказе и в других регионах. На линии Армавир — Туапсе было сооружено три кольцевых тоннеля, причем один из них протяжённостью 986 м; на линии Казань — Свердловск — пять однопутных тоннелей, в том числе один длиной свыше 2 км. Тоннель на железнодорожной линии Мерефа — Херсон возле Екатеринослава имел протяжённость 851 м.

Одновременно со строительством тоннелей велись научные исследования в этой области. Они охватывали прежде всего вопросы устройства тоннельных обделок и определения основной действующей нагрузки — горного давления.

В 1908 г. проф. М. М. Протодьяконов предложил гипотезу разгружающего свода. Рассматривая горные породы как сыпучие тела, обладающие связью между частицами, он вывел уравнение, определяющее высоту свода обрушения в зависимости от пролёта выработки и коэффициента крепости пород. Рекомендациями М. М. Протодьяконова пользуются до сих пор на стадии предварительного проектирования тоннельных обделок.

К этому же времени относятся первые опыты по определению на моделях оптическим методом наивыгоднейшего очертания поперечного сечения железнодорожных тоннелей. В 1915 г. в лаборатории Петроградского политехнического института под руководством академика Ф. Ю. Левинсона-Лессинга на специально сконструированной установке исследовали несколько форм поперечных сечений тоннелей — как укреплённых обделкой, так и необлицованных. Обделка моделировалась из целлулоида большой толщины. Опыт постройки обделок показал, что они хорошо работают в крепких породах, не формирующих бокового давления. Для слабых пород более рациональным оказался тип обделки Сурамского тоннеля.

Большой интерес представляют исследования, проведённые при проектировании обделок тоннелей на Уссурийской дороге — двухпутного Кипарисовского и однопутного на ветви Первая Речка — Владивосток. Первый тоннель длиной 820 м проходил в глинистых сланцах различной крепости; второй длиной 1275 м прорезал более твёрдые породы с прослойками глины. Для выбора рационального очертания обделок пользовались известным исследованием проф. С. И. Белзецкого «Рациональные формы сплошных упругих арок». Поскольку пространство между обделкой и породой заполнялось щебёнкой слоем не менее 0,2 м, было сделано допущение, что нагрузка на свод действует сплошным образом, тем самым вопрос сводился к проектированию арок, поддерживающих сыпучий массив. Для этого случая учёный и дал решение.

В заключение отметим, что все железнодорожные тоннели, сооружённые в России в различное время, сохранились и успешно эксплуатируются в настоящее время.

Часть 6



[1 наблюдающий участник] 
Эта страница последний раз была изменена 1 мая 2015 в 16:58, автор изменения — участник Энциклопедия нашего транспорта Anakin. В создании приняли участие: участник Энциклопедия нашего транспорта Workweek
info2008 ≤co-бa-кa≥ nashtransport.ru
«Наш транспорт» © 2009—2017
Rambler's Top100