Строительство высокоскоростных железнодорожных путей — это процесс, посредством которого Lignes à Grandes Vitesses (LGV, дословно « высокоскоростная железнодорожная линия »), земля, по которой будут курсировать поезда TGV , подготавливается к использованию, включая создание полотна и укладку пути . Эта технология строительства используется как для французской сети TGV, так и для других сетей на основе TGV за пределами Франции .
Это похоже на строительство стандартных железнодорожных линий, но есть и различия. В частности, процесс строительства более точен, чтобы путь был пригоден для регулярного использования со скоростью 300 км/ч (186 миль/ч). Качество строительства было проверено, в частности, во время заездов на мировой рекорд скорости TGV на LGV Atlantique ; путь использовался со скоростью более 500 км/ч (310 миль/ч) без значительных повреждений. Это контрастирует с предыдущими попытками установления французского мирового рекорда скорости на железной дороге (326/331 км/ч в 1955 году), которые привели к серьезной деформации пути.
Первая высокоскоростная железнодорожная линия за пределами Японии, LGV Sud-Est , открылась для публики между Парижем и Лионом 27 сентября 1981 года. В отличие от своих более ранних скоростных услуг, SNCF предназначала обслуживание TGV для всех типов пассажиров, с той же начальной ценой билета, что и у поездов на параллельной обычной линии. Чтобы противодействовать распространенному заблуждению, что TGV будет премиум-услугой для деловых путешественников, SNCF начала крупную рекламную кампанию, сосредоточившись на скорости, частоте, политике бронирования, обычной цене и широкой доступности услуги. [1] Эта приверженность демократизированному обслуживанию TGV была усилена в эпоху Миттерана рекламным слоганом «Прогресс ничего не значит, если он не разделяется всеми». [2] TGV был значительно быстрее (с точки зрения времени в пути от двери до двери), чем обычные поезда, автомобили или самолеты . Поезда стали широко популярны, общественность приветствовала быстрые и практичные поездки.
Работа на высокоскоростной линии ( ligne à grande vitesse , или LGV) начинается с земляных работ. Полотно пути вырезается в ландшафте с помощью скреперов , грейдеров , бульдозеров и другой тяжелой техники . Строятся все стационарные конструкции; к ним относятся мосты , эстакады , водопропускные трубы , игровые туннели и тому подобное. Строятся дренажные сооружения, в первую очередь большие канавы по обе стороны полотна пути. Базы снабжения создаются вблизи конца высокоскоростных путей, где бригады будут формировать рабочие поезда для перевозки рельсов, шпал и других материалов на рабочую площадку.
Затем на полотно пути выкладывается слой плотного гравия . После уплотнения катками он обеспечивает подходящую поверхность для транспортных средств с шинами . Затем продолжается укладка пути TGV. Процесс укладки пути не является специально специализированным для высокоскоростных линий; та же общая технология применима к любому пути, который использует бесстыковой сварной рельс . Описанные ниже этапы используются во всем мире при современной укладке пути. Однако путь TGV соответствует строгим требованиям к материалам, размерам и допускам .
Чтобы начать укладку пути, козловой кран на резиновых шинах используется для укладки панелей сборного пути. Они укладываются примерно в том месте, где будет построен один из путей (все LGV имеют два пути). Каждая панель имеет длину 18 метров (60 футов ) и опирается на деревянные шпалы . На этом этапе балласт не используется, поскольку панельный путь является временным.
После укладки панельного пути рабочий поезд (тягач которого осуществляется дизельными локомотивами ) может доставить секции бесстыкового рельса, которые будут использоваться для постоянного пути этого первого пути. Рельсы поставляются с завода длиной от 200 м (660 футов) до 400 м (1310 футов). Такие длинные куски рельсов просто укладываются на несколько платформ ; они очень гибкие, поэтому это не представляет проблемы. Специальный кран выгружает секции рельсов и размещает их по обе стороны временного пути, примерно в 3,5 м (12 футов) друг от друга. Эта операция обычно выполняется ночью из-за тепловых причин. Сам рельс представляет собой стандартный профиль UIC , 60 кг/м (40 фунтов /фут), с прочностью на разрыв 800 ньютонов на квадратный миллиметр или мегапаскалей (116 000 фунтов на квадратный дюйм ).
Для следующего шага снова используется козловой кран. Однако на этот раз кран едет по двум рельсам, которые только что были уложены вдоль временного пути. На площадку прибывает поезд платформ, наполовину загруженный шпалами LGV. Его толкает специальный тепловоз, который достаточно низок, чтобы поместиться под козловыми кранами. Краны снимают панели временного пути и укладывают их на пустую половину шпального поезда. Затем они поднимают комплекты из 30 шпал LGV, заранее установленных с надлежащим интервалом (60 см или 24 дюйма), с помощью специального приспособления. Шпалы укладываются на гравийное основание там, где был рельсовый путь. Поезд со шпалами покидает строительную площадку, загруженный секциями рельсового пути.
Шпалы, иногда называемые двухблочными шпалами, представляют собой двухблочные железобетонные блоки U41 шириной 2,4 м (7 футов 10 дюймов) и весом 245 кг (540 фунтов) каждая. Они оснащены крепежом для пружинных креплений Nabla RNTC и резиновой прокладкой толщиной 9 мм (3/8 дюйма). (Резиновые прокладки всегда используются под рельсом на бетонных шпалах, чтобы избежать трещин). Затем рельсорез используется для подъема рельсов в их окончательное положение на шпалах. Эта машина ездит по рельсам так же, как портальные краны, но также может опираться непосредственно на шпалу. Делая это, она может поднимать рельсы и сдвигать их внутрь по концам шпал до нужной колеи ( стандартной колеи ). Затем она опускает их на резиновые подушки шпал, и рабочие используют пневматическую машину для прикручивания зажимов Nabla с заданным крутящим моментом . Рельсы наклонены внутрь под уклоном 1 к 20.
Секции рельса свариваются вместе с помощью термита . Обычная сварка (с использованием определенного типа пламени) не подходит для больших металлических деталей, таких как рельсы, поскольку тепло отводится слишком быстро. Термит лучше подходит для этой работы. Это смесь алюминиевого порошка и порошка ржавчины (оксида железа), который реагирует с образованием железа , оксида алюминия и большого количества тепла, что делает его идеальным для сварки рельс.
Перед соединением рельса его длина должна быть отрегулирована очень точно. Это гарантирует, что термические напряжения в рельсе после его соединения в одну непрерывную деталь не превысят определенных пределов, что приведет к боковым перегибам (в жаркую погоду) или трещинам (в холодную погоду). Операция соединения выполняется методом термитной сварки , который оснащен рельсовой пилой , сварочными ножницами и шлифовальной машиной. После завершения процесса термитной сварки сварной шов шлифуется по профилю рельса, в результате чего получается бесшовное соединение между секциями рельса. Напряжение в рельсе из-за колебаний температуры поглощается без продольной деформации , за исключением участков вблизи мостов, где иногда используется компенсатор .
Следующий шаг состоит в том, чтобы заполнить глубокий слой балласта под новым путем. Балласт прибывает в составе вагонов- хопперов, которые тянут тепловозы. Управление этим поездом является сложной задачей, поскольку балласт должен быть распределен равномерно. Если поезд остановится, балласт может навалиться на рельсы и сойти с рельсов .
Первый слой балласта сбрасывается непосредственно на путь, а трамбовочно-подбивочно-выравнивающая машина , едущая по рельсам, вдавливает камни под шпалы. Каждый проход этой машины может поднять уровень пути на 8 см (3 дюйма), поэтому для наращивания слоя балласта толщиной не менее 32 см (1 фут) под шпалами требуется несколько проходов балласта и машины. Балласт также складывается с каждой стороны пути для боковой устойчивости. Машина выполняет первоначальное выравнивание пути. Затем регулятор балласта равномерно распределяет балласт. Наконец, динамическая вибрационная машина встряхивает путь для выполнения окончательной трамбовки, эффективно имитируя прохождение 2500 осей .
Теперь, когда первый путь почти готов, начинаются работы на соседнем пути. Однако на этот раз нет необходимости прокладывать временный путь. Поезда, идущие по первому пути, подвозят шпалы, а затем рельсы, которые выгружаются непосредственно на шпалы с помощью распределительных рычагов, которые откидываются в нужное положение. Крепления Nabla закрепляются, и балласт забивается под путь, как и прежде.
Два пути теперь по сути завершены, но работа на линии еще не закончена. Необходимо установить опоры контактной сети и натянуть на них провод. После завершения контактной сети путь подвергается окончательной корректировке выравнивания с точностью до миллиметра. Затем балласт продувается, чтобы удалить мелкие фрагменты гравия и пыль, которые могут быть подняты поездами. Этот шаг особенно важен на высокоскоростных путях, поскольку струя проходящего поезда сильна. Наконец, поезда TGV испытываются на линии на постепенно увеличивающихся скоростях. Путь квалифицируется на скоростях, немного превышающих те, которые будут использоваться в повседневной эксплуатации (обычно 350 км/ч или 210 миль/ч), прежде чем он будет открыт для коммерческого обслуживания.