Железная дорога начинается с России?

Однако деревянные лежни быстро изнашивались, повозки сходили с пути. Чтобы уменьшить износ деревянных лежней, их стали укреплять железными или чугунными полосами. Для предотвращения сходов повозок с пути на лежнях стали делать закраины.

Чугунные рельсы появились в XVIII веке. Одна из первых чугунных дорог длиной около 160 м была построена на Александровском заводе в Петрозаводске (Онежский завод) в 1788 году под руководством А. С. Ярцева. Ширина колеи была около 0,8 м. Рельс был уголковым. Движение по этому пути было в 12 раз легче, чем по обыкновенным грунтовым дорогам. Такая конструкция пути была более совершенной, однако в процессе эксплуатации поверхность рельсов засорялась и оказывала большое сопротивление качению.

Эта причина, видимо, привела к появлению выпуклых рельсов с эллиптической формой поверхности катания, введенных горным инженером П. К. Фроловым. Колеса имели желоб, соответствующий форме головки рельса. Этот рельс явился прообразом современного железнодорожного рельса.

Первая конно-чугунная дорога с выпуклыми рельсами протяженностью около 2 км была построена в России в 1806—1809 годах П. К. Фроловым на Змеиногорском руднике Колывано-Воскресенских заводов на Алтае. Она была первой в мире железной дорогой со всеми ее основными элементами: дорога имела насыпи, выемки, виадук, мост через реку Корбалиху на 20 каменных столбах высотой до 11 м. Уклон линии не превышал 14%. По этой дороге одна лошадь могла везти груз в 25 раз больший, чем по грунтовой дороге.

Подобные дороги в Америке появились только через 17 лет, а в Англии — через 10−15 лет.

В 1755 году для перевозки породы на рудниках Алтая уже был построен узкоколейный путь с деревянными рельсами, по которым двигались деревянные же вагонетки. Вдоль пути была натянута тросовая петля. Для приведения её в движение использовались лошади, вращавшие шкив. На каждой вагонетке имелось по два зажима, которые можно было поочерёдно прицеплять к одной или другой стороне петли ведущего троса. Благодаря этому, имелась возможность останавливать вагонетки или изменять направление их движения при непрерывном движении ведущего троса.

Талантливый русский инженер П. К. Фролов предложил ряд проектов строительства дорог на Алтае, а в 1812 году — проект солевозной дороги между озером Эльтон и Волгой протяженностью около 150 км. Эти проекты выходили за рамки внутризаводского транспорта. Выдвигая их, Фролов опережал все страны Западной Европы и Америки. Но царские чиновники не поддержали эти грандиозные по тем временам планы.

Большим шагом вперед в развитии железнодорожного дела, в том числе и железнодорожного пути, явилось строительство в 1842—1851 годах линии Петербург-Москва протяженностью 651 км. На линии впервые были применены широкоподошвенные рельсы массой 1 метра 29 кг (линейная плотность 29 кг/м), длиной 5,486 м и высотой 89 мм; балластный слой имел толщину 0,5 м на насыпях и 0,8 м в выемках и состоял из двух слоев: верхнего — из гранитного щебня толщиной 18 см и нижнего — песчаного или гравийного. В процессе строительства подрядчики стали применять только песчаный балласт.

Ширина колеи по настоянию П. П. Мельникова и других русских инженеров была установлена 5 футов (1524 мм). Мельников подчеркивал, что в пользу господствующей за рубежом колеи шириной 1435 мм «нет никаких убедительных доводов», колея в 1829 мм поведет к бесполезному перерасходу материалов, а грузоподъемность вагонов не повысится.

Одновременно с развитием железнодорожного строительства развивалась и наука о железнодорожном пути. Инженер П. П. Мельников в 1835 году предложил формулу для расчета рельсов с учетом влияния подвижной нагрузки. Воздействия подвижного состава на путь были исследованы профессором К. Ю. Цеглинским в 1903 году в труде «Железнодорожный путь в кривых». Большой вклад в расчеты пути на прочность внес академик Н. П. Петров.

Отечественные специалисты вели большие работы по созданию новых конструкций, совершенствованию науки о железнодорожном пути. Однако в условиях царской России многие их начинания не находили должной поддержки, поэтому железнодорожный транспорт в царской России был технически развит слабо.