Трасса и габариты метрополитена

При проектировании линий глубокого заложения они располагаются между станциями по кратчайшему расстоянию, и фактор городской застройки не имеет особого значения.

Над перегонными тоннелями на участках пересечения магистральных улиц и дорог глубина заложения составляет обычно не менее 3 м, в остальных местах допускают уменьшение этой величины при обеспечении защиты тоннелей от промерзания и возможности устройства над ними дорожного покрытия. Перегонные тоннели – это там, где между станций за окном метро мелькают тусклые фонарики и серая бетонная стена. Иногда, правда, появляются «станции-призраки». Но это удел «метроэльфов» – они лучше знают, что там мелькает.

Внутренние размеры тоннельных сооружений устанавливают для колеи 1520 мм габаритами, которые предусматривают использование на линиях подвижного состава (вагонов), имеющего размеры 3,7 м (высота от головки рельса) на 2,7 м (ширина) и 19,2 м (длина вагона); применение верхнего строения пути на шпалах длиной 2,65 м и контактного рельса с нижним токосъемом; размещение оборудования и проход в тоннеле обслуживающего персонала. При движении поезда по прямой ни одна часть вагона не должна выходить за очертание габарита подвижного состава.

В ряде стран метрополитены строятся и эксплуатируются с меньшими габаритами подвижного состава.

Верхнее строение пути

Элементами верхнего строения пути являются рельсы, подрельсовое основание, бетонный или балластный слой, промежуточные скрепления, стыки рельсов и др. Конструкция верхнего строения пути обеспечивают бесперебойность и безопасность движения поездов, стабильность пути, технологичность обслуживания, возможность подключения устройств электроснабжения, электрическую изоляцию рельсов.

Основанием для верхнего строения пути (рис. 5) в тоннелях является плоский лоток из бетона или железобетона, на открытых наземных участках и в электродепо – земляное полотно, а также конструкции мостов, в том числе эстакад и путепроводов.

Ширина колеи между внутренними гранями головок рельсов на прямых участках пути и на кривых участках радиусами 600 м и более принимается равной 1520 мм.

Типичная ширина колеи при радиусе в 3 м – 1524 мм. Данные разнятся в зависимости от конструктивных особенностей.

Рис.5. Строение пути

В качестве подрельсового основания (то, что под рельсами) применяются деревянные или железобетонные шпалы и деревянные шпалы-коротыши длиной 0,9 м на главных путях и длиной 0,75 м на станционных путях. Главные пути – это когда долго едем. Станционные – когда на станции. Деревянные шпалы и шпалы-коротыши пропитаны маслянистыми антисептиками, не проводящими электрический ток.

Поперечный профиль поверхности путевого бетонного слоя обеспечивает отвод воды от рельсов. Опасное дело – вода плюс электричество.

Конструкция пути на бетонном основании с деревянными шпалами обеспечивает необходимую упругость пути и обладает высоким электрическим сопротивлением, что имеет большое значение при наличии контактного рельса, находящегося под высоким напряжением во влажной среде.

При размещении в перегонных и станционных тоннелях рельсового пути на бетонном основании по оси пути устраивают водоотводную канаву шириной 0,9 м и глубиной (от уровня головки рельса) 0,5 – 0,6 м. В этом случае уклон водоотводной канавы равен уклону пути. Когда станция располагается на горизонтальной площадке, минимальный продольный уклон (3%) обеспечивается путем устройства канавы переменной глубины. Имеется ввиду, что нет ничего абсолютно горизонтального. Вода имеет свойство течь под уклон.

Конструкции промежуточных рельсовых скреплений обеспечивают возможность быстрой смены рельсов, регулировку их положения по высоте и электрическую изоляцию от путевого бетонного слоя, нижнего строения пути и тоннельной обделки. Обделка – это конструкция, которая не позволяет всей толще земли сверху свалиться внутрь.

Для электроизоляции рельсовых нитей на путях используются клееболтовые стыки, а также стыки с накладками из древесины. Без изоляции с током никак.

Электроэнергия для обеспечения движения поездов поступает по контактному (третьему) рельсу, который подвешивается с левой стороны пути по ходу движения поездов на специальных кронштейнах (рис. 6).

На всем протяжении контактный рельс закрыт электроизоляционным защитным коробом. Это не означает, что, свалившись с платформы, зазевавшийся пассажир должен на него запрыгнуть и лезть обратно (это – первое желание). Защитный короб хрупкий и если встать, то запросто сломается. А сломается – 850 вольт под ногами.

Рис.6. Контактный рельс

На стрелочных переводах, перекрестных съездах, в местах проходов служебного персонала устраиваются разрывы контактного рельса (воздушные промежутки), величина которых определяется из условия безостановочного прохода подвижного состава.

Подвижный состав

Подвижный состав – то, что двигается в метро по рельсам. А то, что движется, называется метропоездом (подвижным электросоставом). Обычно количество вагонов в метропоездах устанавливается в зависимости от их вместимости, максимального значения пассажиропотока в определенное время и интенсивности движения на линии.

В зависимости от интенсивности пассажиропотока в течение суток возможно изменение количества вагонов в составе поезда. Это логично. Составы метропоездов, как правило, разделяют на отдельные секции, имеющие постоянные тяговые свойства (головной вагон во многих метрополитенах). Секции состоят из определенного числа моторных (те, что тянут весь состав) и прицепных вагонов или из одних моторных вагонов. Цепи управления вагонов в составе связаны междувагонными электрическими соединениями, благодаря чему составы поездов из нескольких секций управляются из головной кабины по системе, гарантирующей синхронную работу моторов всех соединенных секций.

В связи с тем, что на линиях преобладают конечные станции тупикового типа, вагоны применяются с двусторонним расположением дверей и расположением кабины управления в каждом конце секций, что позволяет осуществлять оперативное маневрирование подвижным составом. Состав на конечной станции не уезжает в «никуда», а просто меняет направление движения. Заехал, перешел из «первой» кабины состава в «последнюю» и поехал назад. То есть – уже вперед, но по другому пути (на некоторых линиях – по нему же). Двусторонние двери – для того, чтобы вне зависимости от расположения платформы дружелюбно открыть вам двери. Кто уснул, может выпасть, если прислонился. Хотя на дверях вагонов на двух языках написано – «не прислоняться!».

В большинстве метрополитенов вагоны являются четырехосными. Однако за рубежом на отдельных линиях метрополитена эксплуатируются секции, состоящие из сочлененных кузовов, что увеличивает проходимость составов. Что бы кто ни говорил о суперсовременных вагонах, а самым распространенным в России и СНГ является «ЕЖ» (рис. 7).

Рис.7. Вагон типа «Еж»

Сравнивая подвижной состав метрополитенов различных стран, в соответствии с размерами (габаритами) подвижного состава, можно выделить:

вагоны с железнодорожным габаритом (некоторые линии метро в Нью-Йорке, Лондоне, Париже), которые применяются на выносных линиях, связанных с пригородными участками электрифицированных железных дорог (в принципе – полноценные железнодорожные вагоны, смотри в сравнении рис.8);

вагоны с уменьшенным, чем на железных дорогах, габаритом (в России);

вагоны с габаритом, приспособленным к условиям вписывания в тоннели кругового очертания со скошенными стенками (некоторые линии Лондонского метро (рис. 9)).