Реферат: Железнодорожный транспорт в России
Одновременно с развитием железнодорожного строительства развивалась и наука о железнодорожном пути. Инженер П. П. Мельников в 1835 г. предложил формулу для расчета рельсов с учетом влияния подвижной нагрузки. Воздействия подвижного состава на путь были исследованы профессором К. Ю. Цеглинским в 1903 г. в труде «Железнодорожный путь в кривых». Большой вклад в расчеты пути на прочность внес академик Н. П. Петров.
Отечественные специалисты вели большие работы по созданию новых конструкций, совершенствованию науки о железнодорожном пути. Однако в условиях царской России многие их начинания не находили должной поддержки, поэтому железнодорожный транспорт в царской России был технически развит слабо.
В 1913 г. протяженность сети железных дорог в современных границах нашей страны составляла 71,7 тыс. км. Размещены они были крайне неравномерно. Основная часть сети (83%) находилась в европейской части страны. В Сибири, Казахстане, Средней Азии и на европейском Севере было проложено очень мало железных дорог. В пути лежали рельсы легких типов массой (1 м) 30 кг, непропитанные шпалы, песчаный балласт. Локомотивный парк состоял в основном из маломощных паровозов (550— 650 л. с.), вагонный грузовой парк — из двухосных вагонов средней грузоподъемностью 15,2 т.
В 1931 г. было решено усилить верхнее строение пути, в том числе начать внедрение щебеночного балласта. Предусматривалось введение мощных локомотивов, большегрузных вагонов с автосцепкой и автотормозами, оборудование линий автоблокировкой.
В период до Великой Отечественной войны был построен ряд важных железнодорожных линий, в том числе Туркестано-Сибирская магистраль (1452 км). Грузооборот железных дорог в 1940 г. превысил уровень 1913 г. в 5,4 раза.
Поступательное развитие железнодорожного транспорта было прервано в 1941 г. В годы Великой Отечественной войны железнодорожный транспорт, имея необходимое техническое оснащение и квалифицированные кадры, успешно обеспечивал основные потребности в перевозках, как фронта, так и тыла.
В ходе Великой Отечественной войны и в период первой послевоенной пятилетки были выполнены большие работы по восстановлению железнодорожного транспорта. Было восстановлено 85 тыс. км главных путей, большое количество мостов, станций, линий связи и других сооружений.
В послевоенные годы наряду со строительством новых железнодорожных линий проводились большие работы по усилению пути. Начали прокатываться на отечественных заводах и уклады даться в путь рельсы тяжелых типов (Р50, Р65), внедрялись железобетонные шпалы, бесстыковой путь.
Протяженность железных дорог СССР составляла около 12% протяженности железнодорожных линий мира. Они выполняют более половины грузооборота всех железных дорог. Внутри страны они перевозили более 70% грузов.
Грузонапряженность железных дорог СССР не имела себе равных в мире; средняя грузонапряженность более чем в 5 раз превышала грузонапряженность дорог США, около 6 раз — грузонапряженность дорог ФРГ и Франции, в 15 раз — дорог Англии. Ежегодно на развитие материально-технической базы железнодорожного транспорта в СССР выделялось 4-5 млрд. руб.
Для обеспечения повышения скоростей движения поездов и увеличения осевых нагрузок подвижного состава усиливались и совершенствовались конструкция верхнего строения пути. На важнейших магистралях страны укладывался бесстыковой путь рельсами типов Р65 и Р75 на железобетонных шпалах; на грузонапряженных линиях применялись закаленные и легированные рельсы; на отдельных участках железнодорожный путь укладывался на железобетонные плиты или блочные железобетонные основания; совершенствовались промежуточные скрепления.
В конце 80-х гг. в СССР эксплуатационная длина сети железных дорог составляла около 145 тыс. км. В сеть железных дорог входило 32 дороги, 185 отделений железных дорог, свыше 11000 железнодорожных станций.
МЕЛЬНИКОВ ПАВЕЛ ПЕТРОВИЧ
Почетный академик Академии наук СССР, народник, проведший более двадцати лет в одиночных камерах Петропавловской и Шлиссельбургской крепостей, Николай Александрович Морозов в своих воспоминаниях так писал о поэме Н.А. Некрасова “Железная дорога”: “… Наряду с образом землекопов, погибавших при постройке земляного полотна, следовало бы прибавить и образ тех мыслителей, которые думали в тишине бессонных ночей и нередко при враждебном отношении окружающих о том, как решить грандиозные задачи строительства”.
Одним из этих мыслителей был создатель отечественной транспортной науки, главный технический руководитель проектирования и строительства магистрали Петербург – Москва, первый министр путей сообщения России, почетный академик Петербургской Академии наук Павел Петрович Мельников. Это он и его коллеги по Петербургскому институту инженеров путей сообщения, их ученики осуществляли новые технические решения, позволившие построить уникальную железнодорожную магистраль.
Павел Петрович Мельников родился в Москве 4 августа в 1804 г. Достоверных сведений о месте рождения и родителях П.П. Мельникова не сохранилось. О себе он писал так: “Из дворян, крестьян не имею”.
В 1820 г. в возрасте 16 лет он окончил с отличием Московский благородный пансион Кряшева и поступил в Военно-строительную школу путей сообщения, только что учрежденную при Петербургском институте корпуса инженеров путей сообщения.
После окончания школы в 1822 г. показавшего наилучшие результаты на выпускных экзаменах юношу приняли в институт – сразу на третий курс.
В институте П.П. Мельников учился успешно, закончил его в 1825 г. первым по успехам и был оставлен преподавателем курса прикладной механики. Но Павел Петрович не ограничивался преподавательской деятельностью и каждый год выезжал на проектно-изыскатель-ские работы. В 1835 г. вышла книга П.П. Мельникова “О железных дорогах”. Это было, по его словам, “первое сочинение об этом предмете на русском языке”. Мы говорим “железная дорога”, “разъезд”, “стрелка”, не подозревая, что эти и другие слова-термины введены в употребление П.П. Мельниковым еще 160 лет тому назад. Книгу встретили с одобрением не только студенты, но и работники ведомства путей сообщения. Автор был награжден бриллиантовым перстнем.
Мельников, возглавив строительство первой отечественной железнодорожной магистрали, рассматривал ее как первое звено “разумно составленной” сети железных дорог. Сознавая всю сложность, новизну и ответственность строительства магистрали, он провел огромную подготовительную работу, досконально изучил, всесторонне и критически проанализировал опыт строительства железных дорог в зарубежных странах. При участии П.П. Мельникова и совещательного инженера Г.Уистле-ра специальная комиссия рассмотрела и после технико-экономических расчетов рекомендовала принять ширину колеи магистрали равной пяти футам (1524 мм), которая с тех пор стала нормальной для железных дорог России. Были решены вопросы о выборе числа путей, предельных уклонов и минимальных радиусов кривых, размещения раздельных пунктов, разработаны методики технико-экономического сравнения вариантов проектируемых железнодорожных линий и определения эксплуатационных расходов.
Ученый рекомендовал применять более крутые предельные уклоны в негрузовом направлении, допускал использование кратной тяги, инерционных уклонов, впервые в мире выдвинул идею применения сосредоточенного уклона (уклон круче предельного, но соответствующий среднему уклону местности по прямому направлению). Эти разработки П.П. Мельникова во многом были реализованы при изысканиях и проектировании магистрали Петербург – Москва и стали отправными в развитии теории и практики проектирования железнодорожных линий.
Многое при строительстве дороги в сложных климатических и инженерно-геологических условиях осуществлялось впервые. Строители успешно справились с постройкой земляного полотна на болотах, с обеспечением устойчивости откосов насыпей и выемок из глинистых грунтов. Было решено при сооружении насыпей на болотах опускать их до минерального дна, на неглубоких болотах вести выторфовывание, погружая насыпь в “болотный ящик”. Откосы земляного полотна устраивались двойными, а частично даже тройными. Пионером борьбы со снежными заносами стал ученик П.П. Мельникова – Н.И. Миклухо – отец знаменитого этнографа Н.Н. Миклухо-Маклая. Он впервые создал живую изгородь из елей на участке между Вышним Волочком и Тверью. По заданию П.П. Мельникова его талантливый ученик Д.И. Журавский провел исследования ферм системы Гау, дал их расчет на действие статической и подвижной нагрузки, заложил научные основы мостостроения, запроектировал и построил самый большой мост на магистрали – через Веребьинский овраг.
По инициативе П.П. Мельникова в 1844 г. Александровский механический завод в Петербурге был передан в ведение ведомства путей сообщения и переоборудован для производства железнодорожного подвижного состава. При заводе создали особый комитет (в него входил и Мельников), который разрабатывал технические условия на проектирование паровозов и вагонов и осуществлял контроль за качеством их изготовления.
На строительстве магистрали Петербург – Москва сформировалась русская школа строителей железных дорог и мостов. Об этом с гордостью писал П.П. Мельников в 1869 г.: “… Работы на Николаевской железной дороге, произведенные весьма добросовестно, образовали всех’ тех практических строителей, коими исполняются теперь с примечательным успехом и без всякой помощи иностранцев все строящиеся железные дороги в России”. На эту сторону деятельности П.П. Мельникова указывали и современники. В 1872 г. в связи с 50-летием его службы на железнодорожном транспорте в поздравительном адресе от Института инженеров путей сообщения отмечалось: “Николаевская железная дорога с ее величественными сооружениями представляет вдвойне замечательный памятник практической деятельности Вашей как самый важный путь сообщения в России и как школа образовавшихся под руководством Вашим строителей. Воздвигнутые ими сооружения, из которых многие известны всему ученому миру, по справедливости увеличивают блеск Ваших собственных деяний”.
Ученик и соратник Мельникова инженер В.А. Панаев так вспоминает об этом: “В то время на Николаевской дороге не было ни одного не только знакомого с постройкой железных дорог, но и видавшего их, кроме игрушки – Царскосельской дороги. А как построена дорога? Известно всему свету. Этот факт доказывает и силу учителя, а равно основательное образование инженеров. Система управления Мельникова отличалась полным отсутствием формализма, бюрократизма и педантизма. Производители работ были абсолютно избавлены от переписки, а потому могли вполне отдаваться своему делу. Мельников всячески поощрял инициативу инженеров-производителей работ и радовался, когда они предлагали что-то новое. Он сознательно готовил людей к самостоятельной деятельности. Посещение им работ было праздником для инженеров. Нетребовательность Мельникова в отношении собственного комфорта была легендарной. Он не имел экипажа и разъезжал по работам на перекладной тележке. Его рассказами во время посещения работ заслушивались. Его принимали за образец, которому всякий хотел подражать”.
Работа Мельникова на постройке магистрали Петербург – Москва была отмечена орденами Станислава и Святой Анны 1-й степени, в 1847 г. ему было присвоено звание генерал-майора.
Еще в 1844 – 1847 гг. Павел Петрович разработал проект развития сети железных дорог в центральных районах страны общей длиной более 3 тыс. км, чтобы связать Черное и Балтийское моря. Однако “… по недостатку тогда доверия- в Главном управлении путей сообщения к железнодорожному делу проекту этому не было дано дальнейшего хода”, – писал позднее П.П. Мельников. Только в 1854 г. правительство спешно создало экспедицию для изыскательских работ по постройке железных дорог по направлениям Москва – Харьков – Феодосия (с веткой на Севастополь и линиями в Донбасс и в Ростов-на-Дону) и Харьков – Одесса.
Начальником экспедиции назначили Мельникова. Она состояла из пяти изыскательских партий. Их возглавили ученики Мельникова – Д. И. Журавский, В. А. Панаев, B.C. Семичев и др. Экспедиция работала более двух лет, протрассировала около 4 тыс. км вариантов трассы и в начале 1857 г. представила технико-экономическое обоснование сооружения железных дорог к югу от Москвы.
В конце 50-х годов начало развиваться строительство железных дорог частными обществами, и для технического контроля за их деятельностью в ведомстве путей сообщения была создана Главная инспекция частных железных дорог. В конце января 1858 г. главным инспектором частных дорог назначили П.П. Мельникова. Главное внимание он обращал на выбор основных параметров и направления проектируемых дорог, пытался установить контроль за качеством изысканий и проектирования новых линий. Однако частные общества противились этому и фактически делали все по-своему. Не желая быть пособником злоупотреблений, П.П. Мельников в конце 1858 г. отказался от должности главного инспектора частных железных дорог. Его преемником стал А.И. Дельвиг.
Научная и инженерная общественность еще в 1857 г. выдвигала П.П. Мельникова в почетные члены Академии наук. Однако это предложение не прошло. Только на следующих выборах – в декабре 1858 г., по настоянию академиков М.В. Остроградского, В.Я. Буняковского и Б.С. Якоби, П.П. Мельников был избран почетным академиком Петербургской Академии наук.