Искусственные сооружения возводятся на пересечениях железных дорог с реками, ущельями, другими дорогами, с обвалоопасными или лавиноопасными участками. К ним относят мосты, виадуки, эстакады, путепроводы, водопропускные трубы, фильтрующие насыпи, лотки, дюкеры, тоннели, подпорные стенки, противообвальные галереи, дамбы, барражи, трансбордеры.
Мосты устраиваются при пересечении железных дорог с реками, каналами, ручьями, ущельями, оврагами. Они бывают каменные, металлические, бетонные, железобетонные и деревянные. Мост (рис. 9.6) состоит из опор и пролетных строений балочной, арочной или висячей конструкции. Они могут быть разводными или подвешенными для пропуска судов на крупных реках. Береговые опоры моста называются устоями, а промежуточные — быками. Нижняя часть устоев, находящихся в земле называется фундаментом, а верхняя часть, на которую устанавливаются пролетные строения, — исходной частью. Конец насыпи вокруг устоев моста называется конусами и обычно тщательно укрепляется от размыва.
Мосты бывают также одно-, двух-, трех- и многопролетными (по числу промежуточных опор). Расстояние в свету между противоположными устоями однопролетного моста называется отверстием моста. В многопролетных мостах отверстием моста является сумма расстояний между отдельными опорами.
Пролетное строение моста состоит из главных ферм, связей между ними, проезжей части и мостового полотна, включающего в себя рельсы, шпалы, балласт, деревянные или металлические поперечины, охранные и противоугонные устройства, боковые тротуары, настил, перила, системы водоотвода, обогрева, освещения. Путь на пролетных строениях укладывается на щебеночном балласте, на деревянных поперечинах или металлических поперечниках (особо крупные металлические мосты), на железобетонных плитах.
При расположении проезжей части моста на уровне верхнего пояса фермы мост называется с «ездой поверху» (рис. 9.6, а); при расположении на уровне нижнего пояса — «с ездой понизу» (рис. 9.6, б). Мост с ездой посередине показан на рис. 9.6, в, а висячий мост — на рис. 9.6, г.
Для прокладки железнодорожного пути в горной местности строятся тоннели вместо возведения дорогостоящих высоких насыпей или очень глубоких выемок. Тоннели, представляющие собой горизонтальное или наклонное подземное сооружение, строят под один, а иногда под два пути. По значимости они, как и мосты, — наиболее ответственные и дорогие искусственные сооружения в путевом хозяйстве, а по условиям эксплуатации — сложнее мостов. В плане тоннель может располагаться на прямой и на кривой, в ряде случаев строят петлевые и спиральные тоннели. Продольный профиль тоннелей может быть одно- и двухскатным (с уклоном в обе стороны от середины тоннеля). По условиям водоотвода расположение тоннеля на горизонтальных участках не допускается. При большой длине и расположении тоннеля на кривых требуется снижение уклона пути.
Около половины всех искусственных сооружений составляют трубы (рис. 9.7) диаметром от 2 до 6 м, в насыпях при проходе через них малых водотоков, действующих периодически. Наряду с одоноочковыми трубами применяются двух- и трехочковые трубы, а в отдельных случаях — и четырехочковые. Трубы применяют также при прокладке местных дорог через насыпь. Трубы бывают бетонные, железобетонные, каменные и металлические.
На пересечении железной дороги с глубокими оврагами, лощинами, горными ущельями строятся виадуки (рис. 9.8). Виадуки делают многопролетными на высоких опорах, часто на уклонах и криволинейных участках пути вдоль склона горы. Виадуки бывают арочные, балочные и рамные, изготавливаются из камня, бетона, железобетона и металла. Вместо высоких насыпей строятся также мосты-эстакады и акведуки (рис. 9.9), т.е. мосты с лотками под водоток (оросительный канал, водопровод). Для пропуска малых водотоков, например оросительных каналов, под путем в неглубоких выемках делают дюкеры (рис. 9.10) с колодцами по его концам. На крутых косогорах, а также у берегов рек и морей строятся подпорные стенки из камня, бетона, железобетона. Они могут быть монолитными или сборными (из свай, стоек, плит).
В местах пересечения рек для предохранения земляного полотна и искусственных сооружений от размывов устраиваются дамбы и траверсы. Дамбы отводят поток воды от насыпи, предохраняют от подмыва береговые устои и обеспечивают более спокойный проход высоких вод через отверстие моста. Траверсы сооружаются с обеих сторон насыпи для предотвращения течения воды вдоль насыпи.
