4. Инженерные сооружения

4. Инженерные сооружения

Нижнее строение пути включает комплекс грунтовых и искусственных сооружений, служащих основанием для верхнего строения. Грунтовые инженерные сооружения носят название земляного полотна и состоят из насыпей, выемок, водоотводных, укрепительных и защитных сооружений. К искусственным сооружениям относятся мосты, путепроводы, эстакады, виадуки, тоннели, трубы, подпорные стенки, противообвальные галереи и др. Инженерные сооружения являются неотъемлемой деталью любого макета железной дороги и воспроизводятся на нём в том или ином объёме в зависимости от тематики макета, его размеров и возможностей моделиста.

Насыпи и выемки сооружают при прохождении железнодорожного пути по пересеченной местности. На рис. 53 изображены поперечные профили однопутной насыпи и выемки. Основные приёмы изготовления пути, рельефа насыпей и выемок на макетах изложены в предыдущей главе, поэтому остановимся лишь на некоторых конструктивных особенностях этих сооружений. Основная площадка насыпи или выемки в натуре имеет ширину: для однопутных линий 5,5 — 7 м, для двухпутных — 9,6 — 11,1 м; на макете ширина основной площадки вычисляется переведением этих размеров в соответствующий масштаб. Крутизна откосов земляного полотна характеризуется отношением высоты откоса к его заложению; для макетов крутизна откосов может, быть принята 1:1.

Рис. 53. Поперечные профили однопутной насыпи (а) и выемки (б)

Для предохранения земляного полотна от воздействия атмосферных осадков и отведения воды с основной площадки и откосов выемки устраивают кюветы или прямоугольные железобетонные лотки (рис. 54, а). В прошлом водоотводные лотки сооружали из дерева. Размеры кюветов в натуре (условные): глубина — 0,6 м, ширина по дну — 0,4 м; водоотводных лотков: глубина — 1 м, ширина — 0,6 м. Откосы земляного полотна защищают от воздействия атмосферных осадков, солнца, ветра, мороза, засеивая их травой и покрывая дёрном. Лотки на макете изготовляют из целлулоида или тонкой фанеры, собирают и окрашивают серой краской под цвет бетона. Местами дно кюветов и лотков покрывают клеем и присыпают мелким речным песком, показывая заиленные участки.

Рис. 54. Водоотводной лоток (а) и мощеный откос (б)

После создания рельефа насыпей и выемок приступают к окончательной отделке их поверхностей. На откосах насыпей и выемок имитируют травяной и земляной покров. Способы создания различных поверхностей при отделке макетов описаны в главе VII.

Перед береговыми устоями мостов и в местах возможного разлива паводковых вод для укрепления откосов насыпей от размыва производят каменное мощение (рис. 54, б). На макете такое мощение делают у основания откоса насыпи из песка крупностью частиц 3 — 5 мм или половинок гороховых зёрен. Для макетов, выполняемых в масштабах 1:120 и 1:160, крупность песка для имитации каменной отмостки соответственно уменьшается. Песок или гороховые зёрна приклеивают к поверхности макета клеем БФ2 и после высыхания открашивают серой масляной краской под цвет камня.

Искусственные инженерные сооружения — мосты, путепроводы, эстакады и виадуки — отличаются между собой главным образом своим назначением. Железнодорожные мосты возводят для преодоления водных препятствий. Они состоят из одного или нескольких пролётных строений и опор, подразделяющихся на береговые устои и промежуточные — быки. По длине мосты делят на малые (до 25 м), средние (25 — 100 м), большие (свыше 100 м) и внеклассные (более 600 м). По числу путей мосты бывают однопутные, двухпутные и многопутные. В зависимости от системы пролётных строений мосты делят на балочные, арочные и рамные (рис. 55). По материалу пролётного строения мосты подразделяют на металлические, каменные, бетонные, железобетонные и деревянные.

Рис. 55. Типы мостов:

а — балочный; б — арочный металлический; в — арочный бетонный; г — рамный (путепровод)

В зависимости от расположения железнодорожного пути относительно пролётного строения по высоте различают мосты с ездой поверху, посередине и понизу. Наиболее распространены на железных дорогах металлические и железобетонные мосты, опирающиеся на бетонные или каменные быки и устои. Деревянные мосты применяют как временные сооружения.

На модельной железной дороге воспроизводят макеты малых и средних мостов с металлическими пролётными строениями, бетонных, железобетонных, каменных и деревянных. С точки зрения моделизма наиболее простыми в изготовлении являются бетонные и железобетонные мосты. Макеты этих мостов можно изготовить из органического стекла или фанеры, поверхности деталей не требуют дополнительной обработки, а сходство с оригиналом достигается путём подбора соответствующего цвету бетона красителя. Более эффектно на макете выглядят металлические и деревянные мосты благодаря своей ажурной конструкции. Металлические мосты с пролётными строениями балочного типа могут быть со сквозными фермами (рис. 56, а) или сплошными стенками (рис. 56, б). Балочные пролётные строения со сквозными фермами имеют в качестве основных несущих элементов две главные фермы, состоящие из верхних и нижних поясов, соединенных между собой раскосами, подвесками, стойками. Главные фермы соединены между собой нижними и верхними связями и поперечными балками. Металлические пролётные строения со сплошными стенками устраивают с ездой поверху. Они состоят из двух главных балок, в состав которых входят стенки, пояса и связи между балками. Чертежи макетов этих мостов применительно к масштабу 1:87 приведены на рис. 57.

Рис. 56. Пролётные строения мостов:

а — со сквозными фермами (с ездой понизу): 1 — поперечная балка; 2 — нижние связи; 3 — продольная балка; 4 — верхний пояс; 5 — раскос; 6 — стойка; 7 — мостовое полотно; 8 — нижний пояс; 9 — узел;

б — со сплошнымн стенками: 1 — верхний пояс; 2 — верхняя распорка; 3 — мостовое полотно; 4 — уголок жёсткости; 5 — нижний пояс; 6 — стенка; 7 — диагональ; 8 — нижняя распорка

Рис. 57. Макеты металлических мостовых пролётных строений:

а — co сплошными стенками; б — со сквозными фермами

Макеты мостов изготовляют из металлических профилированных заготовок — уголков, тавровых и двутавровых профилей. Если строят макет моста клепаной конструкции, то на заготовках делают имитацию заклёпочных соединений (см. главу X). Сборку пролётного строения со сплошными стенками начинают с соединения боковых стенок, которые делают из металлического листа толщиной 0,7—1 мм, с поперечными связями и распорками. Эти соединения выполняют на пайке. После этого на боковые стенки наклеивают или напаивают нижние и верхние пояса, уголки жёсткости, монтируют продольные связи, диагонали. Сборку пролётного строения со сквозными фермами начинают с монтажа главных ферм. На деревянной пластине собирают ферму, закрепляя отдельные детали маленькими гвоздями, затем соединения пропаивают небольшими порциями олова и зачищают. Готовые фермы соединяют между собой через поперечные балки и распорки. Во избежание разрушения конструкций от нагревания паяльником соединения, расположенные близко к месту пайки, охлаждают смоченными водой ватными тампонами. Раскосы, верхние связи, угольники и другие элементы, не несущие в макете нагрузок, приклеивают к пролётному строению. После сборки основных элементов моста приступают к его окончательной отделке — укладывают пешеходные настилы, монтируют перила. Настилы можно изготовить из целлулоида или деревянного шпона толщиной до 1 мм. Перила делают из проволоки диаметром 0,5 — 0,7 мм. Сборку перил производят в специальных кондукторах (см. главу X). Макеты металлических мостов окрашивают серой или коричневой нитрокраской с предварительным грунтованием окрашиваемых поверхностей.

В настоящих металлических мостах пролётные строения опираются на устои и быки через шарнирные опорные части. На макетах мостов крепление пролётных строений жёсткое, но воспроизводится форма шарнирных опорных частей. Макеты мостовых устоев и быков делают из органического стекла. Для имитации каменной кладки поверхность заготовок расчерчивают, воспроизводят швы кладки, ей искусственно придают неровность и шероховатость.

Большой интерес для моделистов представляют деревянные мосты. Макет деревянного моста (рис. 58) можно построить из деревянных реек квадратного и прямоугольного сечения с шириной стороны 1 — 3 мм. Детали моста склеивают поливинилацетатным клеем (ПВА) или прозрачными нитроклеями, а затем покрывают тонким слоем масляного лака для сохранения естественной фактуры дерева. Деревянные конструкции моста можно искусственно «состарить», используя спиртовой раствор морилки или анилиновые красители.

Рис. 58. Деревянный железнодорожный мост

Для перехода небольших рек, суходолов и пропуска через насыпь ливневых и талых вод вместо мостов в теле насыпи устраивают трубы (рис. 59). По форме трубы бывают круглые, сводчатые и прямоугольные. У концов труб делают оголовки из камня, бетона или железобетона. Для макета оголовки изготовляют из органического стекла или полистирола толщиной 1,5 — 3 мм с имитацией поверхности материала, соответствующей оригиналу.

Рис. 59. Труба

При пересечении в разных уровнях железнодорожных путей или железнодорожных путей с автомобильными дорогами устраивают путепроводы (рис. 60). По своей конструкции путепроводы в основном не отличаются от обычных мостов. Путепроводы бывают балочного и рамного типа. При пересечении дорог под острым углом путепроводы располагают соответственно этому углу.

Рис. 60. Путепровод с металлическим пролётным строением

Виадуки сооружают для прокладки железнодорожного пути через глубокие овраги и горные ущелья. Виадуки строят из камня или бетона. По конструкции виадук представляет собой однопролётный или многопролётный арочный мост (рис. 61). Макет виадука можно изготовить из органического стекла. Сводчатую часть арок выгибают из подогретого органического стекла по деревянному шаблону.

Рис. 61. Каменный виадук

Если на макете показана холмистая местность, то для прохождения путей под возвышенностями или горами делают тоннели (однопутные или двухпутные). Размеры отверстий тоннелей принимают по схемам, показанным на рис. 62. Входы в тоннель оформляют порталами (рис. 63), которые сооружают из камня или бетона. Как и в макетах других сооружений, эти материалы заменяет органическое стекло и полистирол.

Рис. 62. Схема построения отверстия тоннеля:

I — однопутного при паровой и тепловозной тяге:

II — двухпутного при паровой и тепловозной тяге:

III — двухпутного при электрической тяге:

Рис. 63. Портал из бетона однопутного тоннеля

Для укрепления откосов и насыпей, удержания грунта от оползания устраивают подпорные стенки (рис. 64) из камня или железобетона. Эти сооружения часто воспроизводят на макетах железной дороги, так как на ограниченной площади бывает трудно разместить высокую насыпь или глубокую выемку полного профиля, поэтому вместо откоса устанавливают подпорную стенку.

Рис. 64. Подпорные стенки:

а — насыпи; б — выемки; 1 — стенка; 2 — земляное полотно