Введение
Аспект железнодорожных перевозок. Поддержание пути (обычно сокращается до MOW, также известно как "Постоянное содержание пути" или "PWM" в Великобритании) включает в себя обслуживание, строительство и улучшение железнодорожной инфраструктуры, в том числе рельсового пути, балластной призмы, профиля пути и объектов вдоль железнодорожной линии, таких как сигнальное оборудование и знаки.
Maintenance of way (commonly abbreviated to MOW, also known as "Permanent Way Maintenance" or "PWM" in Britain.) refers to the maintenance, construction, and improvement of rail infrastructure, including tracks, ballast, grade, and lineside infrastructure such as signals and signs.
Следы
Железнодорожные пути состоят из нескольких ключевых компонентов: обочины и балласта, формирующего основание пути. Затем сами пути укладываются на балласт, и состоят из шпал, крепежных элементов для крепления рельсов к шпалам, таких как шпильки или клипсы, и самих рельсов, которые собираются на слое балласта, который, в свою очередь, опирается на обочину, поддерживающую всю конструкцию. Балласт – это материал, используемый для поддержки шпал и рельсов, а также для их фиксации. Он также является важной частью дренажной системы вдоль железнодорожных линий, обеспечивающей устойчивость пути во время дождя и других неблагоприятных погодных условий. Балласт обычно представляет собой щебень. Щебень должен иметь неправильную форму для увеличения трения, удерживающего путь в стабильном положении. Шпалы могут быть изготовлены из различных материалов: дерева, бетона, стали. Дерево – один из старейших материалов, используемых для шпал, и широко применяется благодаря своей простоте и удобству в большинстве ситуаций, а также легкости крепления рельсов. Бетонные шпалы предпочтительны на высокоскоростных участках, а также на участках с особо тяжелыми поездами, например, угольными поездами бассейна реки Паудер. В некоторых случаях, например, в Готардском базовом тоннеле, рельсы крепятся непосредственно к бетонному основанию, что исключает необходимость в отдельных шпалах и поддерживающем их балласте. Рельсы, используемые сегодня, изготавливаются из стали и приобретают свою окончательную форму в горячем состоянии. Рельсы часто измеряются в весе на ярд (0,91 м). До середины и конца 20-го века рельсы обычно скреплялись болтами, но сейчас их все чаще сваривают в непрерывные полосы, что уменьшает количество стыков. Рельсы крепятся к шпалам с помощью крепежных элементов. Для деревянных шпал обычно используются шпильки. Бетонные шпалы не позволяют использовать шпильки, поэтому применяются другие типы крепежа, такие как клипсы.
Инспекция пути
Тщательные осмотры – залог безопасности железной дороги, позволяющие выявлять дефекты и износ путей на ранней стадии, чтобы устранить их до возникновения схода с рельсов или до того, как повреждения станут настолько серьезными, что потребуют немедленного ремонта, независимо от удобства времени. Для решения этой задачи все чаще используются специализированные вагоны или транспортные средства, способные обнаруживать скрытые дефекты, невидимые невооруженным глазом, и осматривать километры пути ежедневно. Ранее эту работу часто выполняли работники путевого хозяйства, которым поручались участки пути для обслуживания и ремонта, а также для выявления дефектов. В Соединенных Штатах, где бригады могли нести ответственность за значительные расстояния, работники перемещались на дрезинах – небольших рельсовых транспортных средствах, предназначенных для передвижения рабочих по путям и которые можно было устанавливать на рельсы вручную. Специализированные поезда, предназначенные исключительно для осмотра протяженных участков пути, такие как "Доктор Желтый" японских железных дорог и "Новый измерительный поезд" Network Rail, все чаще включаются в планы осмотра путей. Некоторые из этих поездов также способны проверять инфраструктуру электроснабжения. В Великобритании до сих пор регулярно проводятся визуальные осмотры, выполняемые работниками, идущими вдоль участков пути. Обученный персонал железной дороги, "патрульные", обходят железнодорожные пути в поисках ненормальных состояний, ослабленных болтов и повреждений прилегающей инфраструктуры, такой как ограждения. Частота обходов зависит от таких факторов, как скорость движения поездов, конструкция пути и годовой объем перевозок на маршруте. При прогнозе жаркой погоды проводятся дополнительные "патрули в жаркую погоду", специально для выявления прогибов или искривлений, вызванных расширением рельсов от тепла.
Ремонт и замена
Наиболее фундаментальной задачей по содержанию пути является строительство, ремонт и замена пути, его балластной основы и земляного полотна. В первые годы развития железных дорог эта работа выполнялась почти исключительно вручную. Команды рабочих, так называемые «секционные бригады», несли ответственность за определенный участок пути протяженностью примерно в одну милю. Секционные бригады вручную выполняли такие задачи, как замена изношенных элементов пути, очистка канав и водопропускных труб, уплотнение балласта и удаление снега и мусора с переводов. Для более масштабных проектов привлекались специализированные бригады. По свидетельству Джозефа Нобла, одна из таких бригад, состоящая из 110 человек, могла заменить одну милю (2 км) пути за 10-часовой рабочий день. Вплоть до 1924 года некоторые бригады по замене пути все еще выполняли работу полностью вручную, вплоть до подъема рельсов вручную. По мере развития 20-го века замена пути в больших масштабах становилась все более механизированной. Инструмент для выдергивания шпилек заменил рабочих, вручную извлекавших шпильки из шпал. Команда рабочих, вручную снимавших шпалу и устанавливавших новую, была заменена машиной для замены шпал, а ручное забивание шпилек кувалдой – машиной для забивания шпилек. Ручная регулировка и укладка балласта лопатами и вилами для балласта были заменены машиной для уплотнения балласта и регулятором балласта. Железнодорожные краны взяли на себя задачу подъема тяжелых элементов пути, таких как шпалы и рельсы. Большинством этого оборудования мог управлять один человек или, в крайнем случае, небольшая группа, что значительно сократило количество рабочих, необходимых для выполнения проекта. К 1970-м годам механизированная бригада по обновлению пути могла заменять 400 шпал в среднем за день, используя всего 43 человека. В Соединенных Штатах подход, основанный на секционных бригадах, исчез, и теперь рутинные работы по содержанию пути выполняются командами рабочих, обученных и оснащенных для выполнения конкретных задач, таких как замена шпал или поврежденных рельсов, которые направляются по железнодорожной сети компании. Технологический прогресс сократил количество людей, необходимых для выполнения важных рутинных задач по техническому обслуживанию, которые ранее выполняли секционные бригады, и в некоторых случаях полностью упразднил эти рабочие места. Рабочие, использовавшие метлы и лопаты для очистки снега и льда с переводов, были заменены пропановыми нагревателями переводов. Более широкое использование бесшовных рельсов сократило количество стыков, требующих внимания и обслуживания, например, проверку затяжки болтов на рыбных пластинах, соединяющих не сварные рельсы. Копание и очистку канав теперь могут выполнять рабочие, использующие экскаваторы и погрузчики, или специализированное железнодорожное оборудование, которое копает канаву во время движения по пути.
Сигнальные системы
За пределами путей железнодорожные пути часто оснащены обширными и сложными системами сигнализации, требующими постоянного обслуживания для поддержания работоспособности. Работа техников по обслуживанию железнодорожной сигнализации значительно эволюционировала за всю историю железнодорожного транспорта, особенно в 20-м веке, по мере того как сигналы переходили от механических семафоров к электрическим светофорам, а в 21-м веке – к все более совершенным системам защиты поездов, таким как Европейская система управления поездом (ETCS). В более продвинутых установках ETCS позволяет отказаться от такого оборудования, как путевые сигналы и рельсовые цепи, полагаясь на информацию о местоположении, передаваемую по GSM-R, для обеспечения разделения поездов. Семафорные сигналы регулярно требуют обслуживания, включающего смазку механических приводов, перемещающих сигналы, заправку и регулировку масляных ламп, а также проверку свободы хода и правильности позиционирования стрелки семафора. Электрические светофоры требуют замены перегоревших ламп, проверки электрических цепей и реле, а также замены неисправных электрических компонентов. Персонал, обслуживающий сигналы, также оказывает помощь в уходе за стрелочными переводами, например, удаляет препятствия, мешающие их движению, и смазывает двигатели.
Электрификационные системы
На железнодорожных линиях, электрифицированных третьим рельсом или системой воздушной контактной сети, обслуживание пути также включает в себя монтаж, ремонт и замену этих систем. Электрификация воздушной контактной сети, хотя и является сложной задачей, при правильном планировании может выполняться с поездов на действующих железнодорожных линиях. British Rail в 1960-х – 1980-х годах, в ходе масштабных проектов по электрификации маршрутов, таких как West Coast Main Line и East Coast Main Line, разработала поезда, способные выполнять различные задачи: бурение фундаментов под опоры, приготовление цемента, установку стальных опорных конструкций и подключение контактного провода – подобно конвейерной сборке. Электрификация существующего маршрута может потребовать значительных дополнительных работ для адаптации к новой электрической системе, включая изменения или полную демонтаж и перестройку мостов, навесов станций и тоннелей. Альтернативой расширению тоннеля или перестройке моста может быть понижение балластного слоя, что, в свою очередь, приведет к опусканию рельсов. Контактные провода имеют срок службы около 20–30 лет. По истечении этого срока возрастает вероятность обрыва провода и его падения с опор, а также чрезмерный износ других компонентов, соединяющих контактный провод с контактной сетью. Отсутствие своевременного обслуживания может привести к катастрофическим повреждениям как самой контактной сети, так и оборудования поезда, особенно пантографа, даже на относительно небольшой скорости. Деревья и другая растительность представляют опасность для воздушных линий: падающие ветви могут привести к обрыву проводов и их отсоединению от опор, а при слишком близком расположении растительности к проводам может возникнуть электрическая дуга. Это создает серьезные риски, включая яркую вспышку дуги, возгорание, а также перебои в работе железной дороги из-за срабатывания автоматических выключателей и обрыва проводов. Разработка и неукоснительное соблюдение планов по контролю за растительностью вблизи воздушных линий имеет решающее значение для безопасного и бесперебойного движения поездов. Обычно это включает в себя обрезку ветвей, которые приближаются к проводам на заданное расстояние, а также удаление деревьев, которые находятся слишком близко к контактной сети и постоянно представляют угрозу.