chemin de fer -histoire-
Le prototype des ancienne chemins de fer était des pistes de chevaux pour le transport de marchandises lourdes. Initialement, des routes à voie apparente sont apparues sur le développement de la pierre, dans les mines et les mines de charbon. Leur première mention remonte au milieu du XVIe siècle.
Les soi-disant rails étaient des barres de bois - des lits. Sur une telle piste, un cheval pourrait porter une charge 4 fois plus grande que sur un chemin de terre ordinaire.
Cependant, les lits en bois se sont rapidement épuisés, les chariots se sont déplacés.
Pour réduire l'usure des tiges en bois, elles ont commencé à être renforcées avec des bandes de fer ou de fonte. Le décembriste Bestoujev a écrit de son exil sibérien à son frère: ".. les routes en fonte ne sont pas nouvelles, elles existent dans de nombreuses usines de fer pour transporter le minerai, Dieu sait à quelle époque ..."
Ainsi, en 1763, K. Frolov a construit dans les usines de Kolyvanovo-Voskresensky une piste de lit avec des bandes de fonte rainurées le long de laquelle le minerai était transporté dans des wagons entraînés depuis une centrale hydroélectrique - des chariots.
L'une des premières routes en fonte d'une longueur de 174 m a été construite à l'usine d'artillerie Alexander à Petrozavodsk (usine Onega) en 1788 sous la direction de A.S. Yartsev. La jauge était d'environ 0,8 m, le rail - un coin.
La conduite sur ce chemin était 12 fois plus facile que sur les chemins de terre ordinaires.
En 1806-1809 P.K Frolov a construit à la mine de Zmeinogorsk des usines Kolyvano-Voskresensky dans l'Altaï le premier ancienne chemin de fer au monde d'une longueur de 1,8 km pour transporter du minerai avec tous ses éléments de base.
La route avait des talus, des dragues, un viaduc de 293 m de long à travers un ravin profond, un pont sur la rivière Korbalikha sur 20 piliers de pierre jusqu'à 11 m de haut.
La pente de la ligne ne dépassait pas 14% o Sur cette route, un cheval pouvait transporter une charge 25 fois plus grande que la terre la route.
En 1834, le mécanicien de l'usine de Nizhny Tagil E.A. Cherepanov et son fils M.E. Cherepanov ont construit une route de 1 km de long reliant la mine et l'usine.
En 1837, le ancienne chemin de fer Saint-Pétersbourg - Tsarskoïe Selo (Pouchkine) a été construit avec une longueur de 27 km.
Cette route n'était pas pratique et ne servait que d'expérience pour la construction future.
Presque toute la plate-forme était située sur le talus. 42 petits ponts en bois ont été construits sur la route avec des portées de 2 à 3 m chacun. Le pont traversant le canal d'Obvodny mesurait 25,6 m de long.
La longueur des rails était différente - de 3,7 à 6,9 m. Le ballast était composé d'une couche de pavés et d'une couche de gravats d'une épaisseur totale de 45 à 50 cm.
La plus grande pente sur la route était de 2%. La jauge était à l'origine de 6 pieds (1829 mm).
Un grand pas en avant dans le développement des activités ferroviaires, y compris la voie ferrée, a été la construction en 1842-1851.
lignes Pétersbourg - Moscou, dont la construction a été sans précédent dans les difficultés.
Avec une longueur totale de route de 644 km, le volume des travaux de terrassement s'est élevé à 140 000 mètres cubes pour un kilomètre.
Près de 166 km. l'écartement des rails a été posé le long des marécages d'une profondeur de 2 à 10 m. Sur les 9 années de construction, les travaux d'excavation ont duré près de 8 ans.
Le 14 mars 1843, une carte du tracé du futur chemin de fer fut approuvée et acceptée pour gestion pendant la construction.
Sur l'insistance de P. Melnikov, une direction directe a été recommandée sans entrer dans Novgorod.
Il était rare pour l'époque, la rectitude du chemin de fer, où les sections de courbe ne représentaient au total que 7,5% (47,6 km). Pour la première fois, des rails à larges semelles fabriqués à l'usine Lyudinovsky, pesant 29 kg (densité linéaire 29 kg / m), 5,486 m de long et 89 mm de haut;
la couche de ballast avait une épaisseur de 0,5 m sur les talus et de 0,8 m dans les cavités et se composait de deux couches: la couche supérieure était en granit concassé de 18 cm d'épaisseur et la couche inférieure était en sable ou en gravier.
Une solution qualitativement nouvelle a été la fixation monolithique du ballast avec des latex et d'autres liants, qui a augmenté la capacité portante de la base du rail de 2 à 4 fois.
L'écartement des voies à l'insistance de P.P.Melnikov et d'autres ingénieurs russes a été fixé à 5 pieds (1524 mm). Melnikov a souligné qu'en faveur du gabarit de 1435 mm de large qui prévaut à l'étranger, «il n'y a pas d'arguments convaincants», le gabarit de 1829 mm entraînerait une surutilisation inutile des matériaux et la capacité de charge du wagon n'augmenterait pas.
Parallèlement au développement de la construction ferroviaire, la science du chemin de fer s'est développée.
L'ingénieur P.P.Melnikov a proposé en 1835 une formule de calcul des rails, en tenant compte de l'influence d'une charge en mouvement.
Les effets du matériel roulant sur la voie ont été étudiés par le professeur K.Yu. Tseglinsky en 1903 dans son ouvrage "The Railway Track in Curves".
L'académicien N.P. Petrov a grandement contribué au calcul du chemin vers la force.
Les experts nationaux ont accompli un grand travail pour améliorer la science des chemins de fer, mais dans les conditions de la Russie tsariste, beaucoup de leurs entreprises n'ont pas trouvé le soutien approprié.
Par conséquent, le transport ferroviaire dans la Russie tsariste était techniquement peu développé.
En 1913, la longueur du réseau ferroviaire était de 71,7 mille km. Ils étaient placés de manière extrêmement inégale.
La majeure partie du réseau (83%) était située dans la partie européenne du pays.
Sur le chemin, des rails de types légers pesant (1 m) 30 kg, des traverses imprégnées, du ballast de sable. Il a été décidé de renforcer la structure supérieure de la voie, y compris l'introduction de ballast ballast.
Pendant l'exploitation des voies ferrées, la surface des rails s'est bouchée et a exercé une grande résistance au roulement.
Cette raison a apparemment conduit à l'apparition de rails convexes avec une forme elliptique de la surface du ski, introduits par l'ingénieur minier P.K. Frolov.
Les roues avaient une rainure correspondant à la forme du champignon du rail.
Ce rail était un prototype de rail ferroviaire moderne. Avec l'avènement des locomotives à vapeur, la charge des roues a fortement augmenté et les vitesses (déjà sur les premières locomotives) ont atteint 50 km / h ou plus.
Étant donné les charges dynamiques élevées des roues du matériel roulant et la nécessité de travailler en flexion, toutes les options de rails à un degré ou un autre le long du profil se rapprochaient de la forme d'une poutre en I.
Deux conceptions de rails - à deux têtes et à semelles larges - se sont répandues.
Lors de la création d'un rail à deux têtes, ses auteurs pensaient qu'après l'usure d'une tête de rail, il serait possible de retourner et d'utiliser l'autre côté.
Cependant, cette idée ne s'est pas concrétisée, car l'usure de la tête supérieure due à l'action des roues du matériel roulant s'est accompagnée de l'usure de sa partie inférieure. Les premiers rails étaient principalement en fonte.
Il a été constaté que les rails en acier s'usent moins et plus uniformément que la fonte.
Actuellement, dans tous les pays, seuls des rails en acier sont utilisés, dont le métal (à l'exception du carbone) contient du silicium, du manganèse et d'autres additifs qui améliorent sa qualité.
Les rails durcis thermiquement sont très répandus, la dureté du matériau étant augmentée de 290-300 à 360-380 unités Brinell, ce qui augmente leur résistance à l'usure de 2 à 3 fois. Par la suite, le profil du rail a peu changé, mais sa masse est passée de 20 - 24 à 75 - 77 kg / m.
Pour les routes à voie large, les rails pesant le plus souvent ont commencé à être utilisés: 54 à 60 kg / m en Europe occidentale, 65 à 75 kg / m dans la CEI, 66 à 70 kg / m aux États-Unis, au Canada et en Australie.
Sur les lignes à grande vitesse, des rails ne dépassant pas 60 kg / m étaient utilisés partout.
Cependant, dans les pays d'Europe et aux États-Unis, ainsi que dans d'autres pays, des rails légers pesant de 33 à 44 kg / m sur des routes à voie étroite étaient encore utilisés sur des voies inactives et en gare.
Diverses options de raccordement des rails aux traverses à l'aide de béquilles ou de vis existent depuis la construction des premiers chemins de fer.
Fixations intermédiaires de type ressort utilisées, assurant une connexion élastique de la semelle de rail avec la base
Le développement progressif du transport ferroviaire a été interrompu en 1941.
Pendant les années de la Seconde Guerre mondiale, le transport ferroviaire, disposant de l'équipement technique nécessaire et du personnel qualifié, a réussi à répondre aux besoins de transport de base à l'avant et à l'arrière.
Pendant la Seconde Guerre mondiale, 16 des 54 routes ont été complètement désactivées.
Pendant la guerre et pendant la première période de cinq ans d'après-guerre, un grand travail a été fait pour restaurer le transport ferroviaire.
85 000 km de routes principales, un grand nombre de ponts, gares, lignes de communication et autres structures ont été restaurés.
Dans les années d'après-guerre, parallèlement à la construction de nouvelles lignes de chemin de fer, un gros travail a été fait pour renforcer la voie.
Des types de rails lourds (P65) ont commencé à être roulés dans les usines nationales et posés sur le chemin, des traverses en béton armé, un chemin de joint sans couture ont été introduits
Les traverses en bois avaient une durée de vie dans des conditions climatiques sévères à des charges opérationnelles élevées de 12 à 17 ans et ne pouvaient pas fournir la stabilité latérale nécessaire du chemin sans joint avec des fluctuations de température importantes en Russie.
Ensuite, la durée de vie des traverses en béton armé a atteint 50 à 60 ans.
Le 1er mars 1962 a publié le décret "sur les mesures visant à accroître la production de traverses en béton armé.
" Dans les pays de la CEI, la voie sans joint n'a été posée que sur des traverses en béton armé utilisant des joints élastiques en caoutchouc-amortisseurs dans les sections de rail.
Il convient de noter que lors de la construction de la route Saint-Pétersbourg-Moscou, des traverses ont été imprégnées sous pression.
Des traverses en bois imprégnées d'un antiseptique ont été posées sur le chemin, ce qui a augmenté leur durée de vie d'au moins 2 fois.
Pour renforcer la base du rail, des expériences ont été menées de plus en plus à l'aide de structures en béton armé, en blocs et également en béton armé monolithique.
L'une des structures typiques des ponts, des passages supérieurs et des tunnels était une base de rail de dalle.
La longueur des chemins de fer de l'URSS était d'environ 12% de la longueur des lignes ferroviaires du monde.
Ils ont réalisé plus de la moitié du chiffre d'affaires fret de tous les chemins de fer et transporté plus de 70% du fret à l'intérieur du pays.
L'intensité du fret des chemins de fer de l'URSS n'avait pas d'égal dans le monde.
Le chargement moyen était plus de 5 fois supérieur à celui des routes américaines, environ 6 fois - en Allemagne et en France, 15 fois - en Angleterre.
Pour assurer une augmentation de la vitesse des trains et une augmentation des charges axiales du matériel roulant, la conception de la structure supérieure de la voie a été renforcée et améliorée.
Sur les autoroutes les plus importantes du pays, un chemin sans couture a été posé avec des rails de types P65 et P75 sur des traverses en béton armé;
sur les lignes lourdes, des rails trempés et alliés ont été utilisés;
dans certaines sections, la voie ferrée a été posée sur des dalles en béton armé ou sur des bases en béton armé en blocs; fixations intermédiaires améliorées.
Chaque année, 4 à 5 milliards de roubles ont été alloués au développement de la base matérielle et technique du transport ferroviaire en URSS.
À la fin des années 80 en URSS, la longueur opérationnelle du réseau ferroviaire était d'environ 145 000 km. Le réseau ferroviaire comprend 32 routes, 185 services ferroviaires et plus de 11 000 gares.
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