Живая история. Первые российские железнодорожные шпалы
05 декабря 2013 г.
Несложная техника перевозки грузов и пассажиров гужевым транспортом долгое время вполне удовлетворяла человека. Дешево и надежно. Запряг лошадь, вола, верблюда, слона, и вперед, до точки назначения. Но всегда существовала проблема, что делать там, где природный ландшафт непрост и одомашненное животное с телегой не пройдет. Или что делать, когда нужно регулярно перевозить большое количество грузов, людей?
Идея колейной дороги рождается невольно при взгляде на борозды, оставляемые на земле колесом. Уже в Древнем Египте делали искусственные колеи в виде выбоин в камне для более простого и плавного движения колесниц и повозок с грузами. С развитием промышленности о поиске удобных транспортных средств задумались в Европе.
Известно, что еще в XIV веке на немецких рудниках вагонетки стали передвигать по специальным брусьям – лежням. Впоследствии схожие технологии применялись во многих странах мира, в том числе в России. В середине XVII века, еще при царе Алексее Михайловиче, неизвестный русский крепостной, работавший на уральских рудниках, сделал один из наиболее реальных прототипов железной дороги. Впрочем, в то время ее стоило назвать деревянной. Это были лежни-жерди, прикрепленные к распиленным на части стволам. Чем не рельсы и шпалы?
Однако деревянная дорога быстро изнашивалась. Сначала ее детали пробовали просто укреплять металлом. А в 1788 году на территории Александровского завода в Петрозаводске была построена, как считают многие специалисты, первая в мире действительно железная дорога в виде чугунной колеи. Но если рельсом ключевой ее элемент можно назвать с некоторой натяжкой, то основанием здесь служили вполне узнаваемые шпалы.
Позднее в России было построено еще несколько подобных дорог. А в начале XIX века на Алтае на рудниках Колывано-Воскресенских заводов был создан конно-чугунный путь с выпуклыми рельсами. Причем здесь были также и другие основные элементы верхнего строения пути: балласт, шпалы, крепления.
В 1834 году на Урале была построена первая в России железная дорога с паровой тягой. Авторы ее всем известны – это механик Нижнетагильского завода Ефим Черепанов и его сын Мирон. Созданная ими линия соединила рудник с медеплавильным заводом у горы Высокой. Чугунные рельсы закреплялись в чугунных же подушках, установленных на деревянных поперечинах.
Примерно в это же время началось обсуждение первого большого железнодорожного проекта России – Царскосельской магистрали. Идею ее строительства выдвинул австрийский инженер Франц фон Герстнер. Он прибыл в Россию в 1834 году по приглашению начальника штаба Корпуса горных инженеров Константина Чевкина. Герстнера воодушевила мысль о постройке железных дорог в нашей стране. Он уделил несколько месяцев сбору и анализу данных, а также произвел нивелировку Московского шоссе. В 1835 году инженер подал записку императору Николаю I, в которой говорилось, что нет другого государства, кому «железные дороги были бы более выгодны», чем России.
Пока император раздумывал над этим, информация о проекте Герстнера получила огласку. Начало дискуссии положил журнал «Общеполезные сведения», где появилась статья, написанная якобы простым крестьянином. «Прельстясь заморскими затеями, хотят завести между Питером, Москвою и Нижним чугунные колеи, по которым будут ходить экипажи, двигаемые неведомой силой», – возмущался автор. Редактор журнала, поддерживая его, писал, что железнодорожное дело в России «невозможно, бесполезно и невыгодно».
Но император разрешил строительство магистрали. Работы начались в мае 1836-го. По распоряжению Герстнера деревянные шпалы укладывались непосредственно на насыпь, а засыпку балласта производили следующей весной, дождавшись оседания. Открытие дороги состоялось 11 ноября 1837 года.
На Царскосельской дороге одиночный путь шел по насыпи из булыжника и щебня. Шпалы длиной три метра были предварительно пропитаны смолой.
Расстояние между ними составляло три фута, то есть немногим меньше метра.
К шпалам нагелями (это скрепления, называемые также костылями) присоединялись чугунные подушки, в которые с помощью клиньев «входили» двухголовые рельсы. Впоследствии на первой в России железной магистрали уложили второй путь. Его конструкция несколько отличалась от прежней. Рельсы крепились к шпалам с помощью двухдырных подкладок и костылей. Известно, что к концу XIX века на этой дороге применялись сосновые шпалы, они укладывались по 1100 штук на километр пути.
Летом 1843 года началось строительство магистрали Санкт-Петербург – Москва. Деревянные шпалы укладывали на нижний песчаный слой балласта, а шпальные ящики и торцы шпал засыпали щебнем. На километр пути приходилось 1166 шпал. При этом рельсы, в основном импортные, пришивались прямо к поперечинам костылями, которые изготавливались в России.
Соединившая столицы крупнейшая по тем временам двухпутная дорога, названная Николаевской, была открыта в 1851 году. Считается, что конструкция ее пути была очень близка к современной. Однако изначально для уменьшения осадки и более равномерного распределения нагрузки под шпалами лежали продольные лежни. Впоследствии их стали постепенно вынимать, а количество шпал на километр пути увеличили до 1480. Позже продольные лежни на российских магистралях уже не применялись.
Во второй половине XIX века сеть железных дорог охватила уже почти всю европейскую часть России, а также Среднюю А зию и Закавказье. Подрельсовым основанием практически везде служили сосновые и еловые шпалы.
Применение дерева объяснялось сравнительно небольшой его стоимостью и легкостью обработки.
Однако в это же время за рубежом и в России предпринимались многочисленные попытки придумать более прочные и долговечные опоры для рельсов. В 1858 году в Европе появились металлические шпалы. И хотя первые опыты с ними были не вполне удачны, они все же нашли применение. Например, в Германии до 1939 года металлическими шпалами была оснащена треть железных дорог.
У нас также не раз пытались опробовать такой подход. О пользе замены деревянных шпал писал в 1880 году «Журнал М. П. С.». Железные шпалы использовались на отдельных участках Донецкой, Екатерининской, Курско-Киевской и Московско-Курской магистралей. А в 1913-м Гербы-Келецкая дорога (проходит по территории современной Польши) протяженностью 135 км «обулась» в металл.
И все же, в основном по экономическим причинам, древесина осталась на многие годы основным материалом для шпал. Они же применялись и для строительства грандиозного Великого Сибирского пути – Транссибирской магистрали. С тех пор сохранились некоторые интересные детали реализации этого проекта. Строительство Транссиба требовало огромных средств. Ради экономии проектировщики старались упростить технические требования. Так, например, была уменьшена ширина земляного полотна в насыпях, выемках, в балластном слое. В путь укладывались облегченные рельсы и укороченные шпалы, их общее количество на километр пути было также сокращено. Однако идея сэкономить оказалась неудачной. Пропускная способность магистрали оставляла желать лучшего, а частые аварии надолго останавливали движение. После Русско-японской войны российское правительство приняло решение ради увеличения скорости поездов реконструировать магистраль.
Было решено увеличить количество шпал на километр пути и ширину земляного полотна, заменить облегченные рельсы на более тяжелые и укладывать их на металлические подкладки, а вместо временных деревянных мостов строить капитальные.
