Наша почта
Оставьте заявку.
Наш менеджер свяжется с вами.
Наш менеджер свяжется с вами.
Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь c политикой конфиденциальности
Связаться с нами
Для заказа звонка оставьте контактные данные, наш менеджер свяжется с вами
Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь c политикой конфиденциальности
История железнодорожных рельс: от первых путей к современным технологиям
Железнодорожные рельсы — важнейший элемент мировой транспортной инфраструктуры. Мы не всегда задумываемся об их роли, но именно рельсы обеспечивают бесперебойную доставку грузов, сырья и пассажиров на тысячи километров. Сегодня они — неотъемлемая часть жизни современного человека. Но как всё начиналось?
Содержание статьи для быстрого перехода по разделам:
Кто придумал рельсы
Первые рельсы: от дерева к металлу
Первые прообразы рельсов появились задолго до изобретения паровоза и железной дороги. Уже в античности (в Древней Греции и Риме) использовались каменные колеи, выдолбленные в камне, чтобы повозки не съезжали с маршрута. Это были зачатки направляющего пути.
История железнодорожных рельсов началась задолго до появления паровозов. Самые ранние «пути» представляли собой деревянные брусья, уложенные на землю. По ним вручную или с помощью лошадей передвигались вагонетки — такой транспорт применяли в шахтах и на промышленных объектах в XVII–XVIII веках. Они предназначались для перевозки угля, руды и других полезных ископаемых.
История железнодорожных рельсов началась задолго до появления паровозов. Самые ранние «пути» представляли собой деревянные брусья, уложенные на землю. По ним вручную или с помощью лошадей передвигались вагонетки — такой транспорт применяли в шахтах и на промышленных объектах в XVII–XVIII веках. Они предназначались для перевозки угля, руды и других полезных ископаемых.
Однако деревянные рельсы были недолговечны — быстро стирались, трескались и не выдерживали веса гружёных тележек. Уже тогда стало ясно: нужно использовать более прочный материал — металл. Эти направляющие деревянные рельсы стали усиливать металлическими накладками, чтобы продлить срок службы дерева.
Несмотря на то, что идея движения грузовых вагонеток по путям, вырубленным в камне, относится к временам Древней Греции, а конки с деревянными рельсами появились в Германии в XVI веке, первый паровоз появился именно в Британии. Ранние «железные дороги» строились из параллельных деревянных рельс, по которым двигались вагонетки на гужевой тяге.
Рельсовый транспорт стал использоваться в американских колониях еще в 1720-е годы. Это были так называемые «гравитационные рельсовые дороги» — вдоль склона горы или холма укладывались деревянные рейки, по которым вниз под действием силы тяжести скатывались вагонетки со строительным материалом, древесиной или углём.
Несмотря на то, что идея движения грузовых вагонеток по путям, вырубленным в камне, относится к временам Древней Греции, а конки с деревянными рельсами появились в Германии в XVI веке, первый паровоз появился именно в Британии. Ранние «железные дороги» строились из параллельных деревянных рельс, по которым двигались вагонетки на гужевой тяге.
Рельсовый транспорт стал использоваться в американских колониях еще в 1720-е годы. Это были так называемые «гравитационные рельсовые дороги» — вдоль склона горы или холма укладывались деревянные рейки, по которым вниз под действием силы тяжести скатывались вагонетки со строительным материалом, древесиной или углём.
Эволюция рельсов до XX века
Чугун, железо и первые технологии
Первые полностью металлические рельсы были отлиты из чугуна в конце XVIII века.
В начале XIX века началось внедрение чугунных рельсов.
На смену деревянным рельсам в 1793 году пришли чугунные рельсы L-формы, использованные Бенджамином Аутрамом при строительстве конки. Этот вид рельс вскоре уступил место чугунным рельсам без «полочки», на колесах стали делать выступы, державшие вагоны на рельсах (современная конструкция колес и рельс), благодаря началу выпуска такой конструкции Уильямом Джессопом.
В начале XIX века началось внедрение чугунных рельсов.
На смену деревянным рельсам в 1793 году пришли чугунные рельсы L-формы, использованные Бенджамином Аутрамом при строительстве конки. Этот вид рельс вскоре уступил место чугунным рельсам без «полочки», на колесах стали делать выступы, державшие вагоны на рельсах (современная конструкция колес и рельс), благодаря началу выпуска такой конструкции Уильямом Джессопом.
В 1813 году Уильям Гедли и Тимоти Хэкворт спроектировали локомотив "Пыхтящий Билли" для использования на трамвайной дороге между Стоктоном и Дарлингтоном. Здесь использовались чугунные рельсы, которые стали символом начала эры железнодорожного транспорта.
Однако чугун оказался слишком хрупким. Альтернативой стали кованые железные рельсы, но и они быстро изнашивались. Необходим был новый материал, способный сочетать прочность и долговечность.
Однако чугун оказался слишком хрупким. Альтернативой стали кованые железные рельсы, но и они быстро изнашивались. Необходим был новый материал, способный сочетать прочность и долговечность.
Появление стальных рельсов
Прорывом стало начало производства в 1820 году в Англии катаных железных рельсов, которые были значительно прочнее применявшихся до того чугунных и позволили перевозить грузы большей массы с большей скоростью. Рельсы изготавливались на прокатных станах путём горячей, тёплой или холодной прокатки.
Первая в мире железная дорога общего пользования с паровой тягой была построена в Англии в 1825 году.
Стальные рельсы быстро начали вытеснять чугунные аналоги. Их преимущества были очевидны:
С развитием методов производства стали (бессемеровский процесс, томасовский процесс, мартеновский процесс) в 1850-1870 гг. рельсы стали изготавливать из неё, как из более прочного металла.
Первая в мире железная дорога общего пользования с паровой тягой была построена в Англии в 1825 году.
Стальные рельсы быстро начали вытеснять чугунные аналоги. Их преимущества были очевидны:
- более низкая стоимость производства,
- высокая износостойкость,
- меньший вес и большая прочность,
- устойчивость к температурным перепадам.
- Материалы: от чугуна к стали, от литых форм к прокату.
- Форма рельсов: появилась более устойчивая форма с широким основанием — т.н. «двуголовый рельс» (двойной Т).
- Стандартизация: начали появляться унифицированные типы рельсов — по длине, весу, профилю.
- Соединения: стыки стали соединяться не просто внахлёст, а с помощью накладок и болтов, что дало большую устойчивость.
С развитием методов производства стали (бессемеровский процесс, томасовский процесс, мартеновский процесс) в 1850-1870 гг. рельсы стали изготавливать из неё, как из более прочного металла.
Изобретение железнодорожных рельсов было результатом коллективного вклада множества инженеров и изобретателей, и определить, кто именно изобрёл рельсы в том виде, в котором мы их знаем, не так просто. Однако можно выделить несколько ключевых фигур в этой области.
Рельсы, как элемент железнодорожного пути, начали широко использоваться в начале XIX века, но они эволюционировали, начиная от деревянных, железных и до стальных. Стоит также отметить, что первое применение железных рельсов для локомотивов было сделано в начале 1800-х годов, и наиболее часто их использовали для паровозных железных дорог, что стало основой для модернизации транспорта в Великобритании.
Если рассматривать первоисточники, то часто на этот вопрос можно получить разные ответы, потому что многие изобретения были частью долгосрочного процесса, включавшего работы разных инженеров и компаний.
- Джордж Стивенсон (George Stephenson) — английский инженер, который создал первую промышленную железную дорогу с рельсами, что можно считать важным вкладом в развитие железнодорожных путей. Его знаменитый локомотив "Ракета" (Rocket), созданный в 1829 году, использовал рельсы, но сам Стивенсон не был первым, кто применил их. Он, скорее, усовершенствовал систему, превратив её в более эффективную транспортную сеть
- Лайонел Уитни (Lionel Whitney) — один из первых инженеров, кто начал использовать железные рельсы, ставшие основой для более широких железнодорожных систем. Рельсы из железа начали заменять деревянные еще в начале 19 века. Однако сам термин "рельсы" уже активно использовался на момент появления первых железных дорог.
- Эбенезер Браттер (Ebenezer Butcher) и другие — другие инженеры, которые работали над усовершенствованием конструкций рельсов и внедрением более прочных материалов.
Рельсы, как элемент железнодорожного пути, начали широко использоваться в начале XIX века, но они эволюционировали, начиная от деревянных, железных и до стальных. Стоит также отметить, что первое применение железных рельсов для локомотивов было сделано в начале 1800-х годов, и наиболее часто их использовали для паровозных железных дорог, что стало основой для модернизации транспорта в Великобритании.
Если рассматривать первоисточники, то часто на этот вопрос можно получить разные ответы, потому что многие изобретения были частью долгосрочного процесса, включавшего работы разных инженеров и компаний.
К началу XIX века Российская империя занимала первое место в мире по выплавке чугуна, необходимого для железнодорожных сетей. В 1790 году объемы отрасли превышали английские показатели примерно в два раза (Россия — 7957 тыс. пудов, Англия — 4880). Англия выступала основным покупателем русского железа, которое шло на потребности индустриализации. Уже в 1800 году показатели стран почти сравнялись: Россия — 9908 тыс. пудов, Англия — 9516. Металлургические производства России концентрировались преимущественно на Урале и в Сибири.
В 1809 году на алтайских Колывано-Воскресенских заводах предпринимателей Демидовых по проекту инженера Петра Фролова построили чугунную рельсовую дорогу, соединявшую Змеиногорский рудник с Корбалихинским сереброплавильным заводом. Длина ее составляла 1,87 км. Рельсы отливали в Томске и Змеиногорске.
В 1788 году в Петрозаводске на Александровском пушечном заводе был построен прообраз промышленной железной дороги — Чугунный колесопровод. Далее в конце XVIII века в России начинают работать железные дороги на промышленных предприятиях и крупных стройках. Используется лошадиная и людская тяга.
Первая железная дорога с паровозной тягой была открыта в 1834 году на Нижнетагильском металлургическом заводе Демидовых.
В 1834 г. в России был изобретен и построен крепостными умельцами-самородками Ефим Черепанов и его сын Мирон паровоз, получивший название «пароходный дилижанец».
«Дилижанец» водил состав весом до 3,3 т со скоростью 13–16 км/ч и использовался для перевозки руды с Медного рудника до Нижне-Тагильского завода.
В 1836 году император Николай I обнародовал указ о сооружении Царскосельской железной дороги. За несколько месяцев был построен пусковой участок от Большого Кузьмина до Павловска, на котором к концу года было запущено движение, а официальное открытие Царскосельской железной дороги состоялось в конце 1837 года.
Железная дорога строилась однопутной с шириной колеи 1829 мм (6 футов), максимальный продольный уклон пути составил 1,9 ‰, наименьший радиус кривых в поворотах — 430 м.
Почти всё необходимое для железной дороги закупалось за границей в основном из Англии: были приобретены рельсы, стрелочные переводы, крепления, подвижной состав. Длина пути Царскосельской железной дороги составляла около 26,3 км. Дорога связывала Санкт-Петербург с Царским Селом.
В 1830–1860-х годах в России началось активное строительство железных дорог:
1834 год — Нижнетагильская промышленная железная дорога Черепановых (3,5 км);1837 год — Царскосельская железная дорога (27 км);
1843 год — Инкерманская железная дорога (около одного км);
1848 год — Варшаво-Венская железная дорога (749 вёрст — 799 км);
1851 год — Николаевская железная дорога (604 версты — 644 км);
1855 год — Балаклавская железная дорога (около 23 км);
1862 год — Петербурго-Варшавская железная дорога (1046 вёрст — 1116 км)
1862 год — Московско-Нижегородская железная дорога (410 вёрст — 437 км)
1868 год — Московско-Курская железная дорога (543 км)
Паровозы, вагоны и рельсы в основном заказывались за границей, но часть вагонов для грузов, паровые машины для водоснабжения, водопроводные трубы, дорожные механизмы начали изготавливать на Александровском заводе в Петербурге.
Сначала рельсы закупались в Европе, но с ростом внутреннего производства появились первые отечественные заводы, например:
- Крюковский металлургический завод
- Обуховский завод (был основан 4 мая (16 мая) 1863 года в Российской империи на Шлиссельбургском тракте в селе Александровском)
- Путиловский завод (днём рождения завода считается 3 апреля (21 марта по старому стилю) 1801 года, когда на нём было отлито первое пушечное ядро)
К концу XIX века российские рельсы уже соответствовали международным стандартам. В 1880-х годах в стране начали применять тяжёлые типы рельсов Р24, Р33, рельсов Р24, Р33, Р38 с весом 24–38 кг/м, а в начале XX века в стране появились собственные марки — Р43, Р50, а позже — Р65, ставшие основой тяжёлого железнодорожного полотна.
Транссибирская железнодорожная магистраль (Транссиб), известная в дореволюционный период как Великий Сибирский путь, представляет собой крупнейший железнодорожный маршрут России и всего мира, соединяющий Челябинск и Владивосток. Строительство линии продолжалось с 1891 по 1916 год. После завершения основных работ, без включения Китайско-Восточной железной дороги (КВЖД), длина магистрали составляла около семи тысяч километров.
Официальное решение о возведении Великого Сибирского пути было утверждено императором Александром III рескриптом от 17 (29) марта 1891 года. Согласно документу, строительство западного участка должно было начаться от Челябинска.
Официальное решение о возведении Великого Сибирского пути было утверждено императором Александром III рескриптом от 17 (29) марта 1891 года. Согласно документу, строительство западного участка должно было начаться от Челябинска.
На первых этапах проект предусматривал использование английских рельсов, поскольку британские заводы того времени считались образцом качества и передовой металлургии. Однако доставка тяжёлых стальных изделий в Сибирь из Великобритании оказалась чрезмерно дорогой и логистически сложной.
В качестве эксперимента решили заказать ограниченную партию английских рельсов и доставить её морским путём. Для этой цели наняли судно под руководством капитана Виггинса. Плавание прошло успешно: корабль преодолел Северный Ледовитый океан и поднялся по Енисею до пристани в Красноярске, где груз выгрузили для нужд строительства Средне-Сибирской железной дороги (участок Обь — Иркутск).
Однако к тому моменту пути от Оби до Красноярска ещё не были уложены. Инженеры, получившие груз, обратились с докладом, предлагая использовать доставленные рельсы для ближайших работ. Разрешение было получено, и английского металла хватило на постройку пути длиной семнадцать вёрст (примерно 18 километров). Именно здесь, в месте окончания этого отрезка, возникла станция Минино.
В качестве эксперимента решили заказать ограниченную партию английских рельсов и доставить её морским путём. Для этой цели наняли судно под руководством капитана Виггинса. Плавание прошло успешно: корабль преодолел Северный Ледовитый океан и поднялся по Енисею до пристани в Красноярске, где груз выгрузили для нужд строительства Средне-Сибирской железной дороги (участок Обь — Иркутск).
Однако к тому моменту пути от Оби до Красноярска ещё не были уложены. Инженеры, получившие груз, обратились с докладом, предлагая использовать доставленные рельсы для ближайших работ. Разрешение было получено, и английского металла хватило на постройку пути длиной семнадцать вёрст (примерно 18 километров). Именно здесь, в месте окончания этого отрезка, возникла станция Минино.
Таким образом, участок между Красноярском и Минино стал единственным фрагментом Транссибирской магистрали, где использовались иностранные, конкретно британские рельсы. Историческое значение этого события заключается и в том, что именно эта линия стала первой железной дорогой в Восточной Сибири.
В 1898 году в эксплуатацию был введён участок от Оби до Красноярска, а уже в 1899 году полностью открыта Средне-Сибирская железная дорога протяжённостью 1818 километров, соединившая Обь и Иркутск — важный этап в формировании единого трансконтинентального пути.
В 1898 году в эксплуатацию был введён участок от Оби до Красноярска, а уже в 1899 году полностью открыта Средне-Сибирская железная дорога протяжённостью 1818 километров, соединившая Обь и Иркутск — важный этап в формировании единого трансконтинентального пути.
Почему в России ширина колеи — 1520 мм?
В отличие от Европы, где используется стандарт 1435 мм, в России принята ширина колеи 1520 мм. (ранее — 1524 мм). Исторически это решение было связано с несколькими факторами:
Локомотив просто сменяют на тот, что с местной локомотивной бригадой поведёт поезд дальше по зарубежной железной дорогое.
Для грузовых вагонов на пограничных станциях построены грузовые терминалы, где, например, уголь из России выгружается, после чего снова загружается, но уже в вагоны соответствующей страны.
Для пассажирских вагонов на пограничных станциях оборудуются специальные пункты, где производится перестановка вагонов на другие вагонные тележки. Процедура замены тележки довольно быстрая и занимает всего 10-15 минут, за которые вагон поднимают, выкатывают тележки и ставят на другие. Пассажиры, остаются на своих местах.
Рельсовое полотно в таких пунктах несколько необычное, в случае с переходом с 1520 на 1435 миллиметров и обратно, может применяться совмещенная колея, то есть целых четыре рельса будет.
Также если крупная станция, где разгружают вагоны или до которой следует пассажирский поезд, находится недалеко от границы, то сооружают сдвоенную колею или всё тот же третий рельс, чтобы до этой станции смогли без проблем доехать как поезда из другой страны, так и свои поезда могли ездить дальше этой станции, скажем до границы.
- Инженерные расчёты: широкая колея более устойчива при движении тяжёлых поездов по снежным и труднопроходимым участкам. Особенно учитывая климат и особенности российской географии.
- Стратегические соображения: при строительстве Николаевской железной дороги в XIX веке инженеры предложили шире колею, чтобы сделать невозможным использование российской инфраструктуры врагом.
- Императорская воля: по одной из версий, лично император настоял на более широкой колее во время строительства Николаевской железной дороги.
Локомотив просто сменяют на тот, что с местной локомотивной бригадой поведёт поезд дальше по зарубежной железной дорогое.
Для грузовых вагонов на пограничных станциях построены грузовые терминалы, где, например, уголь из России выгружается, после чего снова загружается, но уже в вагоны соответствующей страны.
Для пассажирских вагонов на пограничных станциях оборудуются специальные пункты, где производится перестановка вагонов на другие вагонные тележки. Процедура замены тележки довольно быстрая и занимает всего 10-15 минут, за которые вагон поднимают, выкатывают тележки и ставят на другие. Пассажиры, остаются на своих местах.
Рельсовое полотно в таких пунктах несколько необычное, в случае с переходом с 1520 на 1435 миллиметров и обратно, может применяться совмещенная колея, то есть целых четыре рельса будет.
Также если крупная станция, где разгружают вагоны или до которой следует пассажирский поезд, находится недалеко от границы, то сооружают сдвоенную колею или всё тот же третий рельс, чтобы до этой станции смогли без проблем доехать как поезда из другой страны, так и свои поезда могли ездить дальше этой станции, скажем до границы.
Совершенствование железнодорожных рельс в России в XX–XXI веках
XX век стал периодом бурного развития железнодорожной техники, и рельсы не стали исключением:
- Стандартизация ГОСТ. Появились чёткие стандарты на рельсы: Р43, Р50, Р65, Р75 — цифры означают округленный вес рельса в килограммах на метр.
- Внедрение термоупрочнённых рельсов. Рельсы начали подвергать закалке и термообработке, что значительно повышает срок их службы.
- Производство длинномерных рельсов. Современные технологии позволяют производить рельсы длиной 25 и более метров, что сокращает количество стыков и снижает вибрационные нагрузки.
- Ремонт и восстановление. В России активно применяется технология наплавки и шлифовки рельсов — это продлевает срок их эксплуатации и снижает затраты на полную замену.
- Развитие рельсов промышленного и специального назначения: трамвайные, крановые (КР), промышленные (РП), контактные рельсы метро.
Что нас ждёт дальше?
Сегодня производители экспериментируют с новыми материалами: титановыми сплавами, антикоррозийными покрытиями, низкошумными покрытиями. Ведутся работы над рельсами для высокоскоростных поездов, магнитолевитации и гибридных видов транспорта.
Но пока основной стандарт — это высокопрочная сталь, проверенная временем и миллионами километров.
Но пока основной стандарт — это высокопрочная сталь, проверенная временем и миллионами километров.
Заключение
Рельсы — не просто металл. Это символ промышленной революции и основа современной логистики. История рельсов — это путь длиною в века: от простых деревянных направляющих до высокоточных стальных конструкций, выдерживающих колоссальные нагрузки. Сегодня рельсы продолжают развиваться и оставаться основой транспортной и промышленной инфраструктуры России и мира.
Если вы ищете б/у рельсы Р65, Р50 или промышленные рельсы РП, компания "ККС" (nrgee.ru) предлагает проверенные решения с наличием на складе в Кемерово, гарантией качества и оперативной доставкой по всей России. Свяжитесь с нашими менеджерами прямо сейчас, чтобы получить консультацию и выгодное предложение!
Если вы ищете б/у рельсы Р65, Р50 или промышленные рельсы РП, компания "ККС" (nrgee.ru) предлагает проверенные решения с наличием на складе в Кемерово, гарантией качества и оперативной доставкой по всей России. Свяжитесь с нашими менеджерами прямо сейчас, чтобы получить консультацию и выгодное предложение!
Полезная информация
Что такое «Рельсы с резерва»?
Откуда появляется понятие рельсов с резерва на рынке материалов ВСП, и как мошенники пытаются одурачить клиентов, выдавая крашеные б/у рельсы за настоящие рельсы с резерва с целью получения дополнительной легкой маржи из воздуха. Как проверить рельсы, чтобы не попасться на их уловки
Читать подробнее → Лучше купить новые или б/у рельсы?
На рынке можно встретить в продаже три вида рельс
Читать подробнее → - Рельсы новые
- Рельсы с Госрезерва (с хранения)
- Рельсы б/у (старогодные) – годные к повторной укладке в путь
Что надо знать о рельсах б/у
Где используются б/у рельсы и почему не всегда целесообразно использовать только новые материалы при строительстве жд полотна. Вполне возможно применять рельсы, бывшие в употреблении и годные для повторной укладки. Для сокращения затрат выбор старогодных рельсов может стать решающим фактором.
Читать подробнее →