Железнодорожный путь, представляющий собой комплекс инженерных сооружений и устройств, предназначенных для обеспечения движения поездов, состоит из верхнего и нижнего строения. К верхнему строению относятся рельсы, скрепления, стрелочные переводы, шпалы, балласт, к нижнему — земляное полотно и искусственные сооружения.

Рельсы непосредственно воспринимают нагрузку колёс подвижного состава, они имеют профиль двутавра, который наиболее целесообразен при работе на изгиб. Ширина рельсовой колеи — расстояние между внутренними гранями головок рельсов на прямых участках железных дорог СССР — принята равной 1520 мм. Рельсы крепят к шпалам промежуточными скреплениями, которые сохраняют установленную ширину колеи, не допускают опрокидывания и продольного смещения рельсовых нитей. Стыковые соединения соединяют рельсы в непрерывную и прочную нить, места такого соединения называют рельсовыми стыками.

Шпалы служат для крепления рельсов, передачи давления от них на балластный слой, сохранения установленной ширины колеи и обеспечения устойчивости рельсового пути, Для равномерной передачи давления от шпал на земляное полотно служит балластный слой. Он смягчает удары колёс о рельсы, способствует удалению воды от верхнего строения пути и препятствует перемещению шпал. Основными материалами для балласта служат щебень и карьерный гравий.

На макетах железных дорог конструкция верхнего строения пути значительно упрощена. Международными нормами установлена ширина колеи — 9; 12; 16,5; 32 и 45 мм, что соответствует определённому масштабу модели железной дороги. Предприятия, изготавливающие модели железных дорог, делают звенья железнодорожного пути различной длины, для прямых и кривых участков, рельсы, шпальную решётку, стрелочные переводы, глухие пересечения, тупиковые упоры, элементы инженерных сооружений и др. Звенья пути (рис. 38, а) состоят из шпальной решётки, соединенной с рельсами. Шпальную решётку обычно изготавливают из пластмассы, она служит изолятором для рельсовых нитей, по которым проходит электрический ток для питания электродвигателей моделей локомотивов. Для подведения к рельсам электрического тока служат специальные звенья пути с выносными контактами (рис. 38, б). Кроме того, изготавливают звенья с изолирующими вставками (разрывами) на одной или двух рельсовых нитях (рис. 38, в), с рельсовой педалью (контактом, рис. 38, г), подающей сигнал о прохождении поезда. Особенности применения этих элементов рассмотрены в главе V.

Рис. 38. Звенья железнодорожного пути в масштабе 1:87:

а — прямые и кривые; б — с токоподводящими контактами; в — с изолирующими вставками (разрывами); г — с рельсовой педалью (контактом)

Рельсы изготавливают из жести, меди, латуни методом штамповки, прокатыванием или протягиванием. В зависимости от технологии изготовления рельсы бывают различных профилей (рис. 39, а), поэтому различают способы крепления рельсов к шпальной решётке и стыковые соединения звеньев пути (рис. 39, б). Последние должны обеспечивать надёжный контакт и минимальное сопротивление электрическому току. Во избежание схода подвижного состава с рельсов в стыках недопустимы вертикальные или горизонтальные смещения рельсов относительно друг друга.

Рис. 39. Профили рельсов (а) и стыковые соединения (б)

При постройке макетов железной дороги в домашних условиях используют готовые детали верхнего строения пути. В клубах, лабораториях, кружках железнодорожного моделизма при домах пионеров, станциях юных техников и профессионально-технических училищах возможно организовать изготовление рельсов и шпальных решёток, что целесообразно при постройке больших выставочных и учебных макетов.

Для изготовления рельсов делают специальные прокатные станки (рис. 40), на которых проволока прокатывается через валки, постепенно приобретая профиль рельса, соответствующий норме NEM 120 (см. главу IX). Основным рабочим органом такого станка являются прокатные валки диаметром 100 мм, изготовленные из стали марки 45. Канавки (ручьи) на валках протачивают специальными фасонными резцами (рис. 41). Первые две канавки протачивают только на нижнем валке. Расстояния между соответствующими канавками на нижнем и верхнем валках должны точно совпадать. После проточки канавок валки подвергают электротермической обработке и последующему шлифованию цилиндрических поверхностей. Установленные на станине валки должны свободно, без заедания, вращаться в подшипниках. Соответствующие канавки на нижнем и верхнем валках должны точно совпадать друг с другом. Осевые смещения валков и зазоры между их поверхностями в рабочей зоне не допускаются. Оси валков связаны между собой шестернями; привод осуществляется от электродвигателя через редуктор на нижний валок с частотой вращения 45 об/мин.

Рис. 40. Прокатный станок для изготовления рельсов:

1 — основание; 2 — станина; 3, 4 — нижний и верхний валки; 5 — канавки (ручьи); 6 — электродвигатель; 7 — редуктор

Рис. 41. Профили фасонных резцов (1 — 8) для изготовления рельсопрокатных валков (масштаб 1:87)

Станину прокатного станка изготавливают из стальных пластин толщиной 35 — 40 мм, собранных на болтовых соединениях. Прокатный станок жёстко закрепляют на основании на высоте 1,2 — 1,5 м от уровня пола. В качестве материала для прокатывания рельсов используют латунную проволоку сечением 2,3 мм². При подготовке к работе конец проволоки длиной 50 мм затачивают по форме квадрата и вводят в первый ручей, после чего станок включают в работу. После прокатывания проволоки через первые два ручья полученную заготовку поворачивают на 90° и вводят в последующие ручьи. Длина прокатываемых рельсов зависит от размеров помещения, где установлен станок. Однако максимально её следует принимать не более 4 — 5 м. Для правки и снятия напряжений в прокатанных рельсах делают приспособление (рис. 42), состоящее из одноканавочных валков, последовательно расположенных в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Причём валки, оси вращения которых расположены вертикально, имеют проточки резцом 8 (см. рис. 43), а валки с горизонтальными осями вращения имеют проточки, соответствующие ширине головки и основания (подошвы) рельса. Правку и снятие напряжений в рельсах достигают протягиванием вручную рельсовой нити через это приспособление 12—15 раз.

Рис. 42. Приспособление для правки рельсов

Шпальные решётки отливают из капрона или другой эластичной пластмассы в прессформе на ручных или полуавтоматических полистироловых прессах. Пресс-форма (рис. 43) состоит из трёх основных частей — верхней пластины с обратным изображением шпальной решётки, нижней пластины со шпильками для оттиска внутренней стороны промежуточных рельсовых скреплений и средней пластины, служащей выталкивателем. Пресс-форму изготавливают из стали, поверхности всех пластин должны быть отшлифованы и плотно прилегать друг к другу. Литник делают в верхней пластине. Верхняя пластина — форма, состоит из корпуса и двух матриц. Матрицы шпальной решётки изготавливают на фрезерном станке и после выполнения всех операций по обработке запрессовывают в корпус. В пресс-форме целесообразно размещать не более двух матриц, так как при большем их количестве пресс-форма будет очень тяжелой и потребуется пресс большой мощности.

Рис. 43. Пресс-форма для изготовления шпальной решётки:

а — общий вид; б — поперечное сечение; 1 — форма; 2 — крышка; 3 — пластина-выталкиватель

Шпильки на нижней пластине делают из стального прутка, запрессовывают в пластину и обрабатывают их головки на фрезерном станке. Особое внимание при изготовлении прессформы следует уделить чистоте обработки поверхностей шпальной решётки в матрицах и точному совпадению сопрягаемых элементов в верхней, нижней и средней пластинах.

Основные размеры шпалы для изготовления рекомендуемой пресс-формы показаны на рис. 44. Длину шпальной решётки следует принимать до 200 мм.

Рис. 44. Основные размеры шпалы и промежуточных рельсовых скреплений для колеи 16,5 мм (масштаб 1:87 H0)

Сборку звеньев пути из элементов, описание которых приведено выше, производят вдвиганием рельса в промежуточные рельсовые скрепления. Шпальные решётки отливают только для прямых участков пути, кривые любого радиуса можно получить, разрезая соединения между шпалами под наружной рельсовой нитью. Используя прокатанные рельсы, можно получить бесстыковые звенья пути длиной 1,5 — 2 м, что особенно важно при постройке больших макетов. Звенья пути такой длины уменьшают электрическое сопротивление рельсовой нити.

Путь укладывают на основание, в поперечном разрезе напоминающее балластную призму. Для уменьшения шума от движущихся поездов это основание лучше всего сделать из пористой резины. Размеры основания в поперечном сечении принимают в соответствии с нормой NEM 123 (см. главу IX). Резиновое основание наклеивают на площадку подмакетника клеем №88, этим же клеем на основание можно наклеить звенья пути. После укладки путей делают имитацию балластного слоя. В качестве материала можно рекомендовать измельченную пробку или маковые зёрна. Использование песка и других твёрдых материалов нежелательно, так как отклеившиеся от основания пути частицы могут попасть на движущиеся детали моделей подвижного состава и вызвать преждевременный их износ. Пробку измельчают, натирая её на металлической кухонной терке, используемой в домашнем хозяйстве. Измельченную пробку просеивают, удаляя частицы размером более 1,5 мм, окрашивают анилиновой краской или водяным раствором темперы и наклеивают на балластную призму клеем №88 или ПВА. Для имитации гравийного балласта используют серую краску, для песчаного — жёлтую. Неприклеившиеся частицы удаляют с макета мягкой кистью или пылесосом.

Если подмакетник имеет сборно-разборную конструкцию, то стыки рельсовых звеньев не должны совпадать со стыками отдельных частей макета. Рельсовый путь должен перекрывать соединение стыкуемых подмакетников, а стыки рельсовых звеньев располагают на расстоянии 70 — 100 мм от края подмакетника (по оси пути).

Для изготовления отдельных сооружений — переходных мостов, навесов над платформами, тупиковых упоров и др. могут потребоваться профильные рельсы, изогнутые по определённому радиусу. Способ изгибания рельсов на круглой оправке показан на рис. 45.

Рис. 45. Изгибание рельсов на оправке:

1 — оправка; 2 — рельс

В окончании станционных путей устанавливают тупиковые упоры, предохраняющие вагоны от ухода. Причём в окончании главных станционных путей устанавливают усиленные тупиковые упоры (рис. 46, а), собранные из железобетонных конструкций или деревянных шпал, иногда их снабжают сигнальным фонарем. Макеты этих тупиковых упоров делают из органического стекла толщиной до 2 мм. На рельсах перед тупиковым упором можно воспроизвести грунтовую засыпку, приклеив на рельсы кусочек пенопласта, окрашенный в серый или жёлтый цвет и присыпанный измельченной пробкой. На второстепенных станционных путях могут быть установлены облегченные тупиковые упоры (рис. 46, б), макеты которых делают из профилированных рельсов.

Рис. 46. Тупиковые упоры

План железнодорожного пути представляет собой проекцию оси пути на горизонтальную плоскость, а продольный профиль — на вертикальную плоскость. Необходимость подхода к населенным пунктам и обхода препятствий, неровностей земной поверхности вынуждает строить железнодорожный путь в плане в виде сочетания прямых и кривых, а в профиле — горизонтальных и наклонных участков.

На макетах железных дорог кривые участки пути в плане состоят из круговых кривых, основным параметром которых является радиус R. С уменьшением радиуса кривой прохождение подвижного состава по кривой затрудняется, движению поезда оказывается большее сопротивление, поэтому минимальные радиусы кривых на макете необходимо принимать следующие:

Следует учесть, что на макетах, где будут двигаться локомотивы с большей жёсткой базой (пять и более осей в одной раме) и поезда большой длины (40 — 50 вагонов), во избежание схода подвижного состава с рельсов минимальные радиусы кривых следует увеличивать в 1,5 — 2 раза, а сопряжение кривых участков пути с прямыми для облегчения плавного вписывания подвижного состава необходимо осуществлять при помощи переходных кривых, радиус которых постепенно уменьшается от бесконечности до величины радиуса кривой (рис. 47, a). Ось переходной кривой можно построить, пользуясь уравнением кубической параболы:

где С — коэффициент пропорциональности, называемый параметром, переходной кривой;

C = Rl; при этом l ? R.

Рис. 47. Элементы плана и профиля железнодорожного пути:

а — схема переходной кривой; НПК — начало переходной кривой; КПК — конец переходной кривой; б — сопряжение элементов профиля; в — профиль наклонного участка

Переходные кривые можно сделать из готовых рельсовых звеньев, если их шпальные решётки изготовлены из эластичной пластмассы. Для этого на шпальной решётке разрезают междушпальные крепления под наружной рельсовой нитью и скреплённые между собой звенья изгибают по шаблону, сделанному из фанеры или органического стекла толщиной 2 — 3 мм. При изготовлении шаблона на плоскости заготовки вычерчивают линию, соответствующую изгибу внутренней рельсовой нити, и по этой линии вырезают шаблон. Использование шаблонов из органического стекла, на которых нанесены оси прямых, кривых и стрелочных переводов, длина стандартных звеньев и др,, можно рекомендовать для вычерчивания всей рельсовой схемы макета.

Продольный профиль пути состоит из плавно соединенных между собой отрезков различной крутизны. Крутизна наклона профиля пути характеризуется уклоном, представляющим отношение разности высот точек h, и расстоянием между ними l

Уклоны пути i обозначают числовым значением со знаком ‰, например i = 5‰ (пять тысячных) или десятичной дробью — 0,005. В зависимости от направления движения поезда наклонный участок будет подъёмом или спуском. Наибольший уклон пути на модельной железной дороге рекомендуется принимать не более 50‰, так как при большей крутизне наклонного участка возникает опасность схода поезда с рельсов, а при движении на подъём — большое сопротивление движению.

Во избежание самопроизвольного расцепления вагонов и схода поезда с рельсов на макете не допускаются переломы профиля пути. Сопрягаемые элементы профиля (подъёмы и спуски) соединяют круговыми кривыми, а при малой разности сопрягаемых элементов устраивают горизонтальные площадки (рис. 47, б). Устройство прямых на горизонтальных площадках обязательно между сопряжениями спусков (подъёмов) с кривыми участками пути в горизонтальной плоскости. Горизонтальные участки пути — площадки — соединяют с наклонными участками отрезками меньшей крутизны или круговыми кривыми (рис. 47, в). Для правильного сопряжения элементов профиля укладку путей проверяют шаблонами.

Стрелочные переводы в зависимости от назначения и конструкции подразделяют на одиночные, двойные и перекрёстные. Одиночные стрелочные переводы (рис. 48, а) служат для соединения двух путей; они могут быть право- или левосторонними и применяют их при отклонении бокового пути от прямого в ту или иную сторону.

Рис. 48. Стрелочные переводы:

а — одиночный; 1 — рамные рельсы; 2 — остряки; 3 — переводная тяга; 4 — соединительные пути; 5 — контррельсы; 6 — усовики; 7 — сердечник крестовииы; б — на сопрягающихся кривых; в — двойной; г — перекрёстный

В состав стрелочного перевода входят: стрелка, соединительные пути и крестовина с контррельсами. Стрелка состоит из двух рамных рельсов, двух остряков, предназначенных для направления колёс подвижного состава на прямой или боковой путь, и переводного механизма. Остряки соединяют между собой поперечной стрелочной тягой, которая подводит один из остряков к рамному рельсу. Перевод остряков из одного положения в другое осуществляется через тягу ручным или электрическим приводом. Тонкую часть остряка называют острием, а другой его конец — корнем. корневое крепление остряка делают шарнирным, что обеспечивает поворот остряков в горизонтальной плоскости. Соединительные пути, лежащие между стрелкой и крестовиной, состоят из прямого рельса и переводной кривой.

На макетах стрелочных переводов соединительные пути могут быть сделаны в одно целое с остряками. В этом случае шарнирное корневое крепление располагают в месте сближения соединительных путей. Для плавного прохождения модели локомотива по стрелочному переводу к острякам стрелки и соединительным путям подводят электрический ток от соответствующих рамных рельсов. Следующим элементом стрелочного перевода является крестовина, состоящая из сердечника и двух усовиков. Крестовина обеспечивает пересечение гребнями колёс рельсовых головок, а контррельсы направляют гребни колёс в соответствующие желоба крестовины. Угол, образованный рабочими гранями сердечника, называется углом крестовины. Для модельной железной дороги выпускают одиночные стрелочные переводы с углом крестовины 7,5 и 15°.

Стрелочные переводы изготавливают из тех же материалов, что и звенья пути. Крестовины с усовиками и контррельсы могут быть отлиты из пластмассы в одно целое со шпальной решёткой. Если крестовина с усовиками изготовлена из металла, то её разделяют с отходящими рельсовыми нитями изолирующими вставками.

Одиночные стрелочные переводы можно устанавливать на сопрягающихся кривых участках пути. При этом от кривой большего радиуса отклоняется боковой путь меньшего радиуса (рис. 48, б). Выпускают стрелочные переводы на сопрягающихся кривых радиусом 900/440 мм.

Двойные стрелочные переводы (рис. 48, в) разветвляют основной путь на три направления и состоят из четырёх остряков и трёх крестовин.

Перекрёстный перевод (рис. 48, г) даёт возможность перехода подвижного состава с одного пути на другой в обоих направлениях. Перевод имеет восемь остряков и четыре крестовины — две острые и две тупые. Двойные и перекрёстные переводы устанавливают на станциях в стесненных местах.

Для автоматического привода стрелочных переводов используют электромагнитные импульсные реле, рассчитанные на переменный ток напряжением 16 В. Конструкции электромагнитных реле приведены в главе V.

В местах, где пути пересекаются между собой без перевода подвижного состава с одного пути на другой, устанавливают глухие пересечения (рис. 49) под прямым или острым углом. Такие пересечения состоят из четырёх крестовин с контррельсами и соединительных путей. Крестовины разделены с отходящими рельсовыми нитями и соединительными путями изолирующими вставками.

Рис. 49. Глухое пересечение

Взаимное расположение стрелочных переводов и глухих пересечений образуют соединения путей, называемые съездами. Съезды бывают обыкновенные (рис. 50, а), состоящие из двух одинаковых стрелочных переводов, перекрёстные или двойные (рис. 50, б), представляющие собой сочетание двух стрелочных съездов и глухого пересечения между ними. Путь, на котором последовательно расположены стрелочные переводы, ведущие на параллельные пути, называется стрелочной улицей (рис. 50, в), которая объединяет группы путей одного назначения в парки.

Рис. 50. Соединение путей:

а — обыкновениый съезд; б — перекрёстный съезд; в — стрелочная улица

Стрелочные переводы и пересечения можно изготовить в домашних условиях, используя готовые рельсы. Их изготовление может потребоваться при постройке макета, когда возникает необходимость установки нестандартного стрелочного перевода. Параметры элементов стрелочного перевода принимают в соответствии с нормами NEM 124, 127 и 310.

В качестве примера рассмотрим изготовление макета правостороннего стрелочного перевода для колеи 16,5 мм, с углом крестовины 15° и отклонением бокового пути по кривой радиусом 600 мм (рис. 51, а). Прежде всего из органического стекла, фанеры или аргиллита толщиной 5 мм вырезают основание балластной призмы стрелочного перевода (рис. 51, б), боковые грани стачивают под углом 60°, на основании вычерчивают оси путей и расположение шпал. Из органического стекла или полистирола толщиной 2 мм резаком нарезают полоски шириной 3 мм и обрезают их по длине шпал (рис. 51, в). Шпалы наклеивают на основание и согласно чертежу в них сверлят отверстия диаметром 1 мм для крепления рельсов. Затем шпалы окрашивают чёрной краской и создают имитацию балластной призмы, наклеивая на основание измельченную пробку. После высыхания клея удаляют частицы пробки с поверхности шпал и очищают пространство между третьей и четвертой шпалами для переводной тяги.

Рис. 51. Самодельный стрелочный перевод:

а — общий вид; б — основание (балластная призма); в — шпалы; г — детали перевода; 1, 2 — рамные рельсы; 3, 4 — остряки; 5 — крестовина; 6 — острие; 7 — усовики; 8 — контррельсы; д — корневое крепление и соединение с переводной тягой; е — крепление деталей перевода к шпалам

Рамные рельсы, остряки, выполняемые в одно целое с соединительными путями, усовики и контррельсы делают из готовых прямых рельсов, изгибая их в соответствии с чертежом по шаблонам. Контррельсы также можно изготовить из металлической или пластмассовой пластины размером 23 X 3 X 1,5 мм. У остряков стачивают сторону, прилегающую к рамному рельсу, — острие, а в подошве рамных рельсов делают соответствующие вырезы для плотного прилегания остряка. В конце острия и в корне к острякам припаивают пластины с отверстиями, служащие для шарнирного соединения с переводной тягой и корневого крепления (рис. 51, д). Сердечник крестовины собирают из двух обточенных отрезков рельсов, соединяя их пайкой.

При изготовлении усовиков и контррельсов, чтобы получить чёткую линию изгиба, с внутренней стороны изгиба узким надфилем делают пропилы на половину ширины рельса. Детали стрелочного перевода, изготовленные из рельсов, крепят к шпалам при помощи скобок, изготовленных из проволоки диаметром 0,5 мм. В рельсах со стороны подошвы делают пропилы на ¹/₃ высоты рельса, в которые вставляют скобки и припаивают (рис. 51, е). Скобки вставляют в отверстия, просверленные в шпалах, и загибают с нижней стороны основания. После сборки стрелочного перевода переводную тягу соединяют со стрелочным приводом. Для большего соответствия оригиналу электромагнитный привод можно разместить на нижней стороне подмакетника, а снаружи сделать макет ручного стрелочного переводного механизма. Описание конструкции электромагнитных приводов для стрелочных переводов приведено в главе V.

Ручной стрелочный переводной механизм (рис. 52, а) состоит из станины, рычага переводного механизма и балансирного рычага с балансиром. На станине устанавливают стойку со стрелочным фонарем или стрелочным указателем (рис. 52, б, в), который при переводе остряков поворачивается на 90° и служит для определения положения стрелочного перевода. Макет ручного переводного механизма может быть не действующим — декоративным, его детали изготавливают из пластмассы и металла. Станину, рычаги и балансир окрашивают чёрной краской.

Рис. 52. Ручной переводной механизм стрелочного перевода:

а — общий вид; б — со стрелочным указателем, в — со стрелочным фонарем

Часто при постройке макетов железной дороги в конструкцию готовых стрелочных переводов вносят некоторые доработки. Это заключается в переносе электромагнитного привода на нижнюю сторону подмакетника и устройстве снаружи ручного переводного механизма.

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

Одним из элементов, существенно дополняющим эффект правдоподобности, создаваемый макетом железной дороги, являются путевые знаки. Правильно расставленные на обочине железнодорожного полотна путевые знаки значительно оживляют макет. Как и в настоящей железной дороге, каждому знаку должно соответствовать свое, строго определённое место. Путевые знаки устанавливают с правой стороны пути по счёту километров на расстоянии не менее 2 м от крайнего рельса. На макете это расстояние соответственно уменьшают.

Километровый знак (рис. 65) указывает границы километров. С одной стороны километрового знака указывают номер окончившегося километра, а с другой — номер километра, начинающегося за знаком. На макете эти знаки можно устанавливать через какое-то условное, но обязательно одинаковое расстояние, например, в масштабе 1:87 через 4 — 5 м.

Рис. 65. Путевые знаки:

а, б — километровые знаки; в — пикетный знак; г — знаки начала и конца кривой; д — уклоноуказательный знак

Пикетный знак делит километр на 10 частей и устанавливают его между километровыми знаками через 100 м. Порядковые номера пикетов изображают на двух противоположных сторонах, перпендикулярных оси пути, с одной стороны — номер окончившегося пикета, с противоположной стороны — начинающегося за знаком.

В начале кривой устанавливают знак с надписью НК (начало кривой), в середине — знак с характеристиками кривой (радиус — R , длина кривой — К , возвышение наружного рельса — В и ширина колеи в кривой — ШК), а в конце кривой — знак с надписью КК (конец кривой).

Уклоноуказательный знак1 устанавливали в местах перелома продольного профиля. Положение таблички указывает характер впередилежащего элемента профиля (уклон, подъём, площадка), а цифры — крутизну элемента в тысячных и его протяжённость.

Технология изготовления путевых знаков та же, что и при изготовлении сигнальных знаков (см. главу IV).

Примечания:

1

В настоящее время уклоноуказательные знаки не устанавливают.