Adv-fabrika.ru

Ремонт и Дизайн
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

В чем преимущества и недостатки железобетонных шпал?

В чем преимущества и недостатки железобетонных шпал?

135 лет железобетонной шпале

135 лет железобетонной шпале

«Опять от меня сбежала последняя электричка, и я по шпалам, опять по шпалам иду домой по привычке» – строчки известной песни, и предмет описания банален и знаком: железобетонные шпалы. А ведь всего 135 лет назад о возможности существования таких шпал никто даже не подозревал!

Кто же явился Колумбом в этой области? Француз Жозеф
Монье, к слову сказать, не имевший ни инженерного, ни строительного образования, в 1878 году получает патент на железобетонные шпалы и балки.

К своему «Ноу-хау» он пришел не сразу: сначала им была запатентована цветочная кадка из железа и цемента.

Как знать, было ли это изобретение продуктом деятельности исключительно его пытливого ума? Вполне вероятно, что Монье прочитал публикацию 1861 года другого француза Куанье «Применение бетона в строительном искусстве», где автор сообщает о том, что, если в бетон поместить железные стержни, его несущая способность усиливается.

Так или иначе, все лавры первооткрывателя принадлежат парижскому садовнику Жозефу Монье. Считается, что именно он, будучи в стесненных обстоятельствах, начинает делать кадки для цветов из цемента и песка.

Француз использует две деревянные формы: большую и меньшую по диаметру. Зазор между ними заполняется жидким цементом с песком. После затвердевания раствора получались удобные бетонные кадки. Все бы хорошо, но со временем некоторые из них лопались под натиском корней растений. Изобретатель так решил эту проблему: он надел на кадки каркас из арматуры и сверху обмазал еще одним слоем цемента. Сделал он это в 1861 году.

Так был открыт новый строительным материал из бетона и стали, монолитно соединенных и совместно работающих в конструкции.

Монье продолжил применять свое открытие в строительстве. На все свои новшества он получал патенты: патент на садовые кадки (1867), патент на резервуары и трубы из железобетона (1868 год), патент на плиты и перегородки (1869 год), патент на железобетонный мост (1873 год), патент на шпалы и балки (1878 год). В 1880 году Жозефу Монье выдали общий патент на все его изобретения.

Несмотря на все преимущества этого изобретения, к открытиям француза, как часто бывает, относились с недоверием. Ему требовалось прилагать огромные усилия, для того чтобы этот материал начали применять в строительстве повсеместно.

В конце концов, в 1884 году Жозеф Монье продает свои патенты немецкой строительной фирме.

Совершенствовани е железобетона продолжается: после инженерных расчетов арматура материала была перенесена из середины сечения в нижнюю часть изделия, которая испытывала наибольшую нагрузку при эксплуатации.

Материал был недорогой, а входящие в его состав песок и гравий можно было добывать непосредственно на месте строительства. Кроме того, железобетон обладал большей прочностью по сравнению с бетоном, и что еще более важно, имел высокую огнестойкость. С 1887 года этот новый материал начинают активно применять в строительстве мостов и зданий –начинается век железобетона.

В 1903 году, на русских железных дорогах впервые были применены опытные железобетонные шпалы, которые имели сквозное цилиндрическое отверстие для облегчения их веса, а также для прикрепления к ним рельсов при помощи закладных болтов и клемм. Но широкого распространения эта конструкция не получила.

И все же такие «пустотелые» шпалы в небольшом количестве были уложены на Владикавказской, Екатерининской, Николаевской и других железных дорогах. Затем на смену им пришли шпалы с переменным сечением по длине, у которых были развитые подрельсовые блоки и относительно слабая средняя часть. В 1922 году на Южной железной дороге в эксплуатации их было около 6 тысяч штук. Но практически все они после непродолжительно й эксплуатации были изъяты из пути.

Дальнейшие попытки применения железобетонных шпал с обычной, не напряженной арматурой оканчивались неудачей.

Главным недостатком всех железобетонных шпал была низкая трещиностойкость . Чтобы избавиться от него, была разработана конструкция из предварительно напряженного железобетона.

В Советский Союз железобетонные шпалы приходят в 1956 году и демонстрируют преимущества по сравнению с деревянными: невысокая цена, долговечность (используются — 40-50 лет); стандартный размер, позволяющий обеспечивать более плавное движение поездов.

В чем преимущества и недостатки железобетонных шпал?

Время перемен – железобетонные шпалы вместо деревянных

06 сентября 2014 г.

В ходе эксплуатации железобетонных шпал были в полной мере оценены все их достоинства, главное из которых долговечность. Если средний срок службы деревянных шпал на железных дорогах СССР не превышал 16 лет, то расчетный срок службы их железобетонных «собратьев» составлял 40–50 лет, то есть втрое больше.

Железобетонные шпалы имеют еще ряд существенных плюсов, например обеспечивают повышенную устойчивость колеи в отношении боковых сдвигов и выброса вверх, что особенно важно при использовании длинных рельсовых плетей, чувствительных к изменениям температуры. Именно это свойство железобетона способствовало внедрению на отечественных магистралях бесстыкового («бархатного») пути, придающего движению поездов замечательную плавность. Кроме того, шпалы из железобетона сохраняют однородность физического состояния на протяжении всего срока службы, что позволяет обеспечивать одинаковую упругость подрельсового основания.

Наконец, наращивание производства таких шпал позволяет значительно сократить расход древесины, снизив тем самым остроту экологических проблем. Ведь для изготовления шпал только на один километр пути вырубается до двух гектаров высококачественного леса из 80–100-летних деревьев. В свое время из-за истощения ресурсов места заготовки древесины в СССР были перемещены на северо-восток, где восстановление лесов длится намного дольше, а иногда вообще невозможно. Кроме того, массовые вырубки меняют климат целых регионов, уложенные в путь деревянные шпалы, пропитанные креозотом, отравляют почву, а те, что отслужили свой век, очень сложно поддаются утилизации.

Однако и у железобетонных шпал есть свои противники. В числе недостатков этой технологии называют ее относительную дороговизну. Поэтому, с одной стороны, всегда стояла задача удешевить производство верхнего строения пути, а с другой – использовать железобетон на самых грузонапряженных участках пути, чтобы ускорить его окупаемость. Другой недостаток – высокая жесткость пути приводит к повреждению рельсов в зоне стыков. Эту проблему старались нивелировать укладкой железобетонных шпал под бесстыковой путь. Сочетание железобетонной шпалы с бесстыковым путем в значительной мере компенсировало изъяны обоих элементов рельсошпальной решетки и было признано оптимальным.

В целом же плюсы всегда намного перевешивали минусы. А потому полигон использования железобетонных шпал рос буквально каждый год. Вот лишь несколько цифр. К 1967 году в СССР железобетонные шпалы были уложены более чем на 8 тыс. км путей (развернутая длина всех главных путей была тогда 171,2 тыс. км). А в 1977 году они эксплуатировались более чем на 45 тыс. км пути.

К 1970-м годам ежегодные объемы укладки были доведены до 4,4–4,5 тыс. км, а в середине 1980-х они превысили 4,7 тыс. км. Для того чтобы

обеспечивать растущий спрос, по всей стране строились новые заводы. Впрочем, далеко не все они носили узкоспециализированный характер. Многиепредприятия производили не только шпалы, но и иную железобетонную продукцию, к примеру строительные плиты, трубы.

Однако конец XX века для многих предприятий отрасли стал настоящей проверкой на прочность. Проблемы в экономике страны нарастали как снежный ком. Строительные проекты какое-то время еще велись по инерции, но на рубеже 1980-х и 1990-х годов почти все остановились. Из-за резкого сокращения спроса производства, ориентировавшиеся на выпуск строительных конструкций, были поставлены на грань выживания.

Подобная участь постигла, к примеру, Лискинский завод «Спецжелезобетон». Обиднее всего, что это было почти новое предприятие: его пустили в строй лишь летом 1980 года. А уже в 1988-м Министерство промышленности строительных материалов СССР, в состав которого входил тогда завод, решило закрыть предприятие, посчитав его неэффективным. На базе производственных активов вполне в духе того времени был создан кооператив «Струна», который тоже просуществовал недолго. Таких историй было очень много, а производственные линии останавливались почти повсеместно. Для предприятий, выживших в те тяжелые годы, это оборачивалось прежде всего потерей квалифицированных кадров – предприятия были вынуждены сокращать штат.

Но даже если спрос на продукцию сохранялся, возникал вопрос: сможет ли покупатель рассчитаться? Популярным инструментом в 1990-е стал бартер: за железобетонные конструкции различной сложности платили консервами, сапогами, бытовой техникой, одеждой и даже сигаретами, то есть всем, что служило средством натурального обмена.

Впрочем, сложности были не только с покупателями, но и с поставщиками сырья и комплектующих. К примеру, на Челябинском заводе, который когда-то был пионером в деле выпуска железобетонных шпал, чтобы снизить зависимость от поставщиков, начали осваивать вспомогательные производства. Так, был построен цех, где изготавливались закладные шайбы и пилорама, на которой выпускались деревянные прокладки.

Одним из немногих надежных партнеров в те времена являлось Министерство путей сообщения, продолжавшее закупки железобетонных конструкций (в первую очередь шпал). Поэтому неудивительно, что заводы стремились расширять взаимодействие с железной дорогой. «1990-е – это были тяжелейшие времена. Задача была выстоять, ведь Министерство промышленности строительных материалов СССР, куда входил наш завод, ликвидировали. У нас было два пути – приватизация, как это сделал Муромский завод, после чего и закрылся, или вхождение в состав МПС, нашего основного заказчика. Это был правильный выбор. Мы выстояли», – вспоминает заместитель генерального директора Вяземского завода Олег Свиридов.

Стремясь к сотрудничеству с железной дорогой, некоторые предприятия спешно меняли вид деятельности. Например, расположенный в Энгельсе (Саратовская область) ЖБИ № 6 до распада СССР был крупным производителем сборного железобетона для мелиоративного строительства. В начале 1990-х государство прекратило финансировать это направление, выпускаемая заводом продукция оказалась никому не нужна. Зато на находящейся рядомПриволжской железной дороге ощущался острый дефицит шпал: привозить их издалека было невыгодно, а вблизи ни одного производителя не было. Энгельсский ЖБИ № 6 в сжатые сроки наладил выпуск шпал, а в дальнейшем вошел в состав данной железной дороги.

Коллектив Энгельсского завода неоднократно отмечался за производственные достижения. Так, например, в марте 1981 года предприятие было награждено орденом Трудового Красного Знамени. «Эта государственная награда не только стала венцом десятилетнего юбилея завода, но и подчеркнула его заслуженный статус лучшего железобетонного предприятия Советского Союза», – говорит председатель профкома Энгельсского филиала Александр Имкин. Он вспоминает, что уже в первые годы работы предприятие не только освоило выпуск простейших конструкций из железобетона, но и запустило в производство такие уникальные изделия, как крупногабаритные преднапряжные плиты облицовки каналов, напорные трубы с металлическим сердечником. «Талантливые, думающие специалисты, выросшие на предприятии, они брались за реализацию наиболее важных проектов для мелиорации и строительства», – говорит Александр Имкин

Надо сказать, что по такому пути в те годы пошли многие предприятия. Магистраль, в состав которой включалось предприятие, гарантированно получала материалы верхнего строения пути, а завод обеспечивался твердым заказом. Для многих такая схема оказалась единственным спасением. Например, после ликвидации производственного кооператива «Струна» все производственные мощности Лискинского завода вошли в состав Юго-Восточной железной дороги. Сначала ситуация была крайне тяжелой, но со временем картина выправилась. «В первый год зимой д ля обогрева в цехах разводили костры – центральное отопление попросту не работало. Но постепенно началось возрождение завода. Пошли заказы на шпалы, началось восстановление предприятия», – вспоминает тот период нынешний директор Лискинского филиала Александр Кадуков. Уже в 1990-х предприятие удалось модернизировать. А вскоре Лискинский завод расширил ассортимент своей продукции, приступив к производству бруса для стрелочных переводов.

Присоединение к Министерству путей сообщения сыграло важную роль также в истории Горновского завода – предприятия, являющегося теперь крупнейшим производителем за Уралом. Первую партию шпал и железобетонных труб, на тот период крайне важной и необходимой для развития народного хозяйства на востоке страны продукции, завод выпустил в 1974 году. Для своего времени это было очень прогрессивное по уровню оснащения предприятие. Важно и то, что оно «привязано» к весьма богатой местной сырьевой базе: расположенные рядом Буготакские сопки содержат запасы качественных диабазовых порфиритов и базальтов. Однако в 1990-х перед этим заводом, как и перед многими другими, встал вопрос выживания. Решением оказалась полная переориентация производства на выпуск железнодорожной продукции.

Вспоминает Иван Маложон, начальник Дирекции по ремонту пути Западно-Сибирской железной дороги:

– Из-за резкого уменьшения спроса на профильную продукцию – железобетонные трубы – Горновский завод оказался в 1990-х на грани остановки. Его руководство во главе с директором Валерием Александровичем Отмаховым наметило программу освоения видов продукции, пользующейся спросом у платежеспособных партнеров.

Так в круг интересов завода попала наша магистраль. Главной продукцией, изготовленной для железнодорожников, естественно, стали шпалы. Затем – склейка изолирующих стыков. Следующим этапом, который смело можно назвать революционным, было освоение технологии изготовления рельсовых скреплений, в которых дорога испытывала острую нужду. Их выпуск позволил избежать срыва планов ремонта пути.

Сравнение железобетонных и деревянных шпал

Когда прокладываются новые железнодорожные пути, встаёт вопрос, какие шпалы лучше приобрести: железобетонные или деревянные. Первое, на что фокусируется внимание — это разница в цене. Деревянные шпалы значительно дешевле. Второе — это срок эксплуатации: в этом выигрывают железобетонные шпалы, которые могут прослужить очень долго.

Читать еще:  Железобетонные плиты оболочки

Время самоокупаемости шпал из железобетона более продолжительное, в связи с этим их обычно применяют на магистралях с большим грузопотоком. В противоположность этому, деревянные шпалы чаще используют там, где нет большой нагрузки, соответственно, используя деревянные шпалы мы сокращаем затраты на 1 тонну перевезенного груза.

На этом разница между железобетонными и деревянными шпалами не заканчивается. Рассмотрим основные преимущества и недостатки.

Преимущества железобетонных шпал:

  • продолжительный срок эксплуатации (от 40 до 50 лет);
  • не поддаются коррозии;
  • устойчивость рельс;
  • однородность ж/д пути.

Недостатки железобетонных шпал:

  • повышенная электропроводность;
  • чувствительность к ударам (в частности в местах стыков);
  • жесткость пути, что приводит к более быстрому износу рельс в местах стыков;
  • значительная масса шпалы (в среднем 270 кг/шт.);
  • сложность монтажа;
  • восприимчивость к перепаду температур;
  • высокая стоимость.

Преимущества и недостатки деревянных шпал

Последнее время, интернет заполнен информацией, что «железобетонные шпалы вытиснули деревянные шпалы из производства». Это неверное суждение, и те, кто до сих пор использует деревянные шпалы, прекрасно об этом знают. Деревянные шпалы ни чуть не хуже железобетонных. Они также имеют свои преимущества и недостатки.

Преимущества деревянных шпал:

  • быстрая окупаемость, они значительно дешевле ж/б шпал;
  • масса деревянной шпалы (в среднем 65 кг) в три раза меньше, чем масса железобетонной шпалы;
  • срок службы шпал из дерева от 12 до 50 лет, при условии качественной обработки;
  • возможность увеличения или уменьшения колеи ж/д пути;
  • устойчивость к перепадам температур;
  • диэлектрические свойства древесины;
  • устойчивость сцепления с подложкой;
  • упругость.

Недостатки деревянных шпал:

  • При неправильной обработке антисептиками (или вовсе без обработки) шпалы подвергаются гниению. Срок использования таких шпал составляет всего 1-2 года.

У железобетонных и деревянных шпалы есть свои достоинства и недостатки. Использование тех или других шпал зависит от конкретной ситуации. В некоторых случаях нужно использовать только деревянные шпалы. И там даже не ставится вопрос, что лучше. Где-то целесообразнее использовать железобетонные. В случае выбора деревянных шпал, главным критерием становится качество обработки древесины. Именно от антисептика и технологии пропитки зависит срок эксплуатации железнодорожных путей.

ООО « Юкон » использует технологию, которая позволяет увеличить срок службы деревянных шпал до 30 лет. А это уже существенно сокращает разрыв между железобетонными и деревянными шпалами, делая покупку деревянных шпал более выгодной.

Наши услуги

  • Шпалы деревянные пропитанные
  • Брус стрелочного перевода
  • Пропитка древесины антисептиком
  • Купим сырье
  • Технологический процесс пропитки древесины

Найдите нас

Адрес
301241, РОССИЯ, Тульская обл., г. Щекино, ул. Южная, дом 1, литер В, офис 1.

Часы
Понедельник—пятница: 8:00–17:00
Суббота и воскресенье: выходной

Шпалы деревянные: достоинства, недостатки, зона укладки, стрелочные брусья и комплекты

Более 50% использования шпал на сети железных дорог России – это деревянные шпалы.

Достоинства деревянных шпал :
– упругость;
– легкость обработки;
– простота прикрепления рельсов;
– возможность плавного отвода уширения рельсовой колеи с кривых с малыми радиусами (менее 300 м);
– хорошее сцепление со щебнем;
– малая чувствительность к ударам и колебания температуры;
– небольшой вес;
– диэлектрик.

Основные породы леса – хвойные: сосна (70%) и ель (30%). Деревянные шпалы изготовляют из сосны, ели, пихты, лиственницы, кедра и березы, причем лучшими являются сосновые шпалы. По форме поперечного сечения деревянные шпалы укладывают только после пропитки масляными антисептиками. Деревянные шпалы очень дефицитные и дорогие, срок службы небольшой, они выходят из строя из-за износа, трещин, гниения. Средний срок службы деревянной шпалы 15-17 лет.
Деревянные шпалы в пути находятся в условиях переменной влажности, что способствует развитию гнилостных грибков и быстрому загниванию шпал. Для защиты от гниения пропитывают антисептиками.

Фотографии шпалы: непропитанные, пропитанные:

Недостатки :
– сравнительно небольшой срок службы;
– расход дефицитной строевой древесины.

Основные дефекты:
– продольные трещины с обнаженной непропитанной древесиной, расколы на торцах;
– износ древесины под подкладками;
– выколы кусков древесины между трещинами;
– поперечные изломы;
– загнивание торцов.
Основная проблема деревянных шпал — тенденция их загнивания в местах крепления к ним рельсов, и проблема с дальнейшей их утилизацией.

Деревянные шпалы не имеют ограничений по зонам укладки.
Их целесообразно укладывать:
– звеньевой путь, кривые малого радиуса (менее 300м), где колея 1530-35 мм;
– на участках с нестабильным земляным полотном, на вечномерзлых и болотистых основаниях;
– на пучинистых основаниях;
– высоко грузонапряженных.

По форме поперечного сечения различают: обрезные, полуобрезные, необрезные шпалы.
Стрелочные брусья подразделяют на: обрезные – пропилены четыре стороны, необрезные – пропилены две противоположные стороны.

Мостовые брусья изготовляют только обрезные.
В зависимости от назначения деревянные шпалы и стрелочные брусья изготовляют трех типов, отличающихся размерами поперечного сечения: I – для главных путей, II – для станционных и подъездных путей; III – для малодеятельных подъездных путей промышленных предприятий.
Длина стрелочных брусьев изменяется от 3,00 до 5,50 м. с шагом 0,25 м. Количество брусьев в комплекте стрелочного перевода составляет 80 шт. (марка 1/11), 137 шт. (1/18), 177 шт. (1/22). Длина мостовых брусьев обычного сечения 3,25 м.

Деревянные шпалы не имеют ограничений по зонам укладки, их целесообразно, в первую очередь, укладывать:
– звеньевого пути, где необходимо уширение колеи до 1530 – 1535 мм;
– подверженных пучению;
– высоко напряженных, где применение бесстыкового пути с ж/б шпалами является малоэффективным.

Будем признательны, если вы поставите ссылку на данную страницу на своем сайте.
Шпалы деревянные: достоинства, недостатки, зона укладки, стрелочные брусья и комплекты
Код ссылки:

Публикация является авторской, при коммерческом или ином использовании просим ознакомиться с «пользовательским соглашением»

Типы шпал. Достоинства и недостатки

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 25 Октября 2012 в 18:56, реферат

Краткое описание

Шпа́лы (нидерл. spalk — подпорка) — опоры для рельсов в виде брусьев. В железнодорожном пути обычно укладываются на балластный слой верхнего строения пути и обеспечивают неизменность взаимного расположения рельсовых нитей, воспринимают давление непосредственно от рельсов или от промежуточных скреплений и передают его на подшпальное основание (обычно — балластный слой, в метрополитене — бетонное основание).[1]

Содержание

Деревянным шпалам- 2
Железобетонные шпалы- 7
Стальные шпалы- 12
Шпалы из пластика- 13
Шпалы в метрополитене- 14

Вложенные файлы: 1 файл

реферат.docx

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВПАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Иркутский государственный университет путей сообщения

Кафедра: ИПиПЖД

Дисциплина: Изыскания и проектирование железных дорог

Реферат

Тема: Типы шпал. Достоинства и недостатки.

Деревянным шпалам- 2

Железобетонные шпалы- 7

Стальные шпалы- 12

Шпалы из пластика- 13

Шпалы в метрополитене- 14

Шпа́лы (нидерл. spalk — подпорка) — опоры для рельсов в виде брусьев. В железнодорожном пути обычно укладываются на балластный слой верхнего строения пути и обеспечивают неизменность взаимного расположения рельсовых нитей, воспринимают давление непосредственно от рельсов или от промежуточных скреплений и передают его на подшпальное основание (обычно — балластный слой, в метрополитене — бетонное основание). [1]

При прокладке железной дороги Ливерпуль — Манчестер (англ. Liverpool and Manchester Railway) использовались каменные плиты служившие основанием для укладки рельсов. Позже появились деревянные шпалы, (причём именно дерево длительное время являлось наиболее распространённым материалом для шпал) [2] , а затем и другие типы шпал. (железобетонные, стальные, шпалы из полимерных материалов).

Шпалы:

деревянным шпалам

Более 50% использования шпал на сети железных дорог России – это деревянные шпалы.

Основные породы леса – хвойные: сосна (70%) и ель (30%). Деревянные шпалы изготовляют из сосны, ели, пихты, лиственницы, кедра и березы, причем лучшими являются сосновые шпалы. По форме поперечного сечения деревянные шпалы укладывают только после пропитки масляными антисептиками. Деревянные шпалы очень дефицитные и дорогие, срок службы небольшой, они выходят из строя из-за износа, трещин, гниения. Средний срок службы деревянной шпалы 15-17 лет.
Деревянные шпалы в пути находятся в условиях переменной влажности, что способствует развитию гнилостных грибков и быстрому загниванию шпал. Для защиты от гниения пропитывают антисептиками.

Деревянные шпалы обладают многими достоинствами:

– упругость;
– легкость обработки;
– простота прикрепления рельсов;
– возможность плавного отвода уширения рельсовой колеи с кривых с малыми радиусами (менее 300 м);
– хорошее сцепление со щебнем;
– малая чувствительность к ударам и колебания температуры;
– небольшой вес; деревянная шпала весит около 80 кг (железобетонная — 270 кг), что облегчает ремонт пути.
– диэлектрик.

Срок службы деревянных шпал (в зависимости от типа древесины, внешних условий и интенсивности эксплуатации) составляет от 7 до 40 лет. Деревянные шпалы в России изготавливают преимущественно из сосны, а также из ели, пихты, кедра [2] , хотя ранее проводились эксперименты по изготовлению шпал из дуба, лиственницы. Основная проблема деревянных шпал — тенденция их загнивания в местах крепления к ним рельсов, и проблема с дальнейшей их утилизацией.

Деревянные шпалы изготавливаются по ГОСТ 78-2004.

В зависимости от назначения деревянные шпалы изготавливают трех типов:

I типа предназначены для главных путей магистральных железных дорог

II типа — для станционных и подъездных путей

III типа — для путей промышленных предприятий.

Шпалы из дерева подразделяются на три вида:

обрезные (отёсанные со всех 4 сторон)

полуобрезные (отёсанные только с 3 сторон)

необрезные (отёсанные только сверху и снизу)

Ранее для тёски шпал применялся топор-дексель (тесло).

Пропитка шпал осуществляется каменноугольными маслами, креозотом, либо антисептиками ЖТК для пропитки железнодорожных шпал. В настоящее время в России пропитка осуществляется методом «вакуум-давление-вакуум», этот метод нормирован ГОСТ.

Фотографии шпалы: непропитанные, пропитанные:

Недостатки:
– сравнительно небольшой срок службы;
– расход дефицитной строевой древесины.

Основные дефекты:
– продольные трещины с обнаженной непропитанной древесиной, расколы на торцах;
– износ древесины под подкладками;
– выколы кусков древесины между трещинами;
– поперечные изломы;
– загнивание торцов.
Основная проблема деревянных шпал — тенденция их загнивания в местах крепления к ним рельсов, и проблема с дальнейшей их утилизацией.

Деревянные шпалы не имеют ограничений по зонам укладки.
Их целесообразно укладывать:
– звеньевой путь, кривые малого радиуса (менее 300м), где колея 1530-35 мм;
– на участках с нестабильным земляным полотном, на вечномерзлых и болотистых основаниях;
– на пучинистых основаниях;
– высоко грузонапряженных.

Стрелочные брусья подразделяют на: обрезные – пропилены четыре стороны, необрезные – пропилены две противоположные стороны.

Мостовые брусья изготовляют только обрезные.
В зависимости от назначения деревянные шпалы и стрелочные брусья изготовляют трех типов, отличающихся размерами поперечного сечения: I – для главных путей, II – для станционных и подъездных путей; III – для малодеятельных подъездных путей промышленных предприятий.
Длина стрелочных брусьев изменяется от 3,00 до 5,50 м. с шагом 0,25 м. Количество брусьев в комплекте стрелочного перевода составляет 80 шт. (марка 1/11), 137 шт. (1/18), 177 шт. (1/22). Длина мостовых брусьев обычного сечения 3,25 м.

Деревянные шпалы не имеют ограничений по зонам укладки, их целесообразно, в первую очередь, укладывать:
– звеньевого пути, где необходимо уширение колеи до 1530 – 1535 мм;
– подверженных пучению;
– высоко напряженных, где применение бесстыкового пути с ж/б шпалами является малоэффективным.

Бывшие в использовании деревянные шпалы Путь на деревянных шпалах

Шпалы являются наиболее важным видом подрельсовых оснований и служат для восприятия давления от рельсов и передачи его на балластный слой. Кроме того, шпалы предназначены для крепления к ним рельсов и обеспечения постоянства ширины колеи. Помимо шпал к подрельсовым основаниям относятся мостовые и переводные брусья, отдельные опоры в виде полушпал, а также сплошные опоры в виде плит и рам. Необходимо, чтобы шпалы были прочными, упругими и дешевыми, а также обладали достаточно высоким электрическим сопротивлением. Материалом для шпал служат дерево, железобетон и металл.

Размеры поперечного сечения шпал в зависимости от их типа приведены в таблице. Стандартная длина деревянных шпал 2750 мм.

Читать еще:  Заливка пола на пеноплекс

Для особо грузонапряженных участков изготавливают шпалы длиной 2800 мм.

Деревянная шпала в три раза легче, своей конкурентки, что облегчает работу с ней в условиях минимальной механизации. Так же надо отметить, что деревянная шпала значительно ниже по цене, чем железобетонная.

Из вышесказанного можно сделать вывод, что деревянные пропитанные шпалы ещё долгое время будут незаменимы в строительстве железнодорожных путей, особенно там, где к ним не предъявляется особенных требований, а надежность, цена и простота в укладке являются главным решающим аргументом при выборе.

Железобетонные шпалы

С 1970-х в СССР приобрели популярность шпалы из напряжённого железобетона, особенно удачным их использование оказалось на бесстыковом пути.

Современная железобетонная шпала — цельнобрусковая из предварительно напряженного железобетона, армированная высокопрочной проволокой.

При изготовлении железобетонных шпал ей придают трапециевидную форму, что улучшает ее работу под нагрузкой по сравнению с прямоугольным параллелепипедом как у пропитанных шпал.

Так, наибольшие прогибы и давления на балласт имеют место у торцов железобетонной шпалы. Для компенсации этого неблагоприятного для балласта и шпал обстоятельства ширина подошвы уменьшена в средней части шпал и увеличена у торцов.

Поперечное сечение шпалы имеет трапецеидальную форму, что снижает давление на балласт и его деформации, особенно у краев балластной призмы, где сопротивление выдавливанию балласта наименьшее. При этом увеличивается сопротивляемость пути сдвигу в поперечном направлении и выбросу, что особенно важно для бесстыкового пути.

Продольное сечение железобетонной шпалы — переменное по ее длине с относительно малой жесткостью средней части по сравнению с подрельсовыми сечениями. Увеличение высоты в этих сечениях достигнуто за счет утолщения слоя бетона над продольной арматурой; верхняя часть шпалы под поездной нагрузкой испытывает сжатие, а на сжатие хорошо работает даже неармированный бетон.

При этом одновременно достигаются следующие положительные эффекты:

— рациональное предварительное обжатие бетона обеспечивается за счет того, что центр тяжести подрельсовых сечений выше, чем центр тяжести арматуры, а в средней части — наоборот. Благодаря этому максимальное предварительное обжатие бетона имеет место в зонах, растянутых под поездной нагрузкой: нижних — в подрельсовых сечениях и верхних — в середине шпалы;

— изгибающий момент в междурельсовой средней части шпалы тем меньше, чем меньше ее изгибная жесткость.

Кроме того, в подрельсовых зонах устраиваются углубления с наклоном для обеспечения подуклонки рельсов, а также передачи боковых сил на бетон и улучшения работы закладных болтов и нашпальных резиновых прокладок.

В зависимости от трещиностойкости, точности геометрических параметров и качества бетонных поверхностей шпалы подразделяют на два сорта: первый и второй.

Шпалы второго сорта ( аналог шпал пропитанных 2 типа) предназначены для укладки на малодеятельных, станционных и подъездных путях и поставляются только с согласия потребителя.

Многолетний опыт эксплуатации шпал брускового типа из предварительно напряженного железобетона показал их бесспорные достоинства по сравнению с деревянными пропитанными шпалами:

— увеличение межремонтных периодов благодаря долговечности шпал (до 30—50 лет);
— повышенная (на 10—20 % по сравнению с деревянными шпалами) устойчивость бесстыкового пути против выброса;
— стабильность ширины рельсовой колеи;
— однородность упругих свойств по длине пути и плавность движения поездов (что важно для скоростных линий);
— сохранение лесов.

Преимуществом железобетонных шпал по сравнению с деревянными пропитанными шпалами является то, что они лучше обеспечивают равноупругость рельсовых опор. Кроме того, железобетонные шпалы не подвержены гниению и имеют значительно большую прочность на смятие.

При железобетонных шпалах наблюдается большая плавность в движении поездов, создаются лучшие условия для работы бесстыкового пути вследствие большой поперечной устойчивости.

Недостатки этих шпал заключаются в следующем:

— повышенная жесткость пути по сравнения с деревянными пропитанными шпалами, которую приходится снижать с помощью резиновых прокладок-амортизаторов;
— высокую чувствительность к неоднородности балластного основания;
— малую площадь активной зоны контакта;
— относительно высокие нагрузки на балласт при жестком нижнем строении пути.

-большая стоимость и вес

-возможность усталостного разрушения бетона

— электропроводности. Во избежание утечки электрического тока применяют рельсовые скрепления специальной конструкции с электроизоляционными деталями.

— сложность крепления рельсов к ним

— слабая сопротивляемость бетона выколам и растяжению неармированных частей.

Для снижения роли указанных недостатков необходимы новые конструктивные решения, которые должны разрабатываться с учетом максимального снижения затрат жизненного цикла. Одним из таких решений является железобетонная шпала с упругой подошвой.

Железобетонные шпалы эффективны в следующих условиях:

в сочетании с бесстыковыми рельсовыми плетями

на линиях со скоростным движением пассажирских поездов (более 140 км/ч) благодаря высокой стабильности и равноупругости такого пути.

Следует иметь в виду, что переход от железобетонных к пропитанным деревянным шпалам осуществляют вне зоны рельсового стыка, для того чтобы «скачок» жесткости пути не совпадал с неровностью, неизбежной для стыков.

Шпала железобетонная тип Ш-1,44х3, ГОСТ 10629-88, может использоваться на магистральных путях, на путях общего пользования, на станционных путях, на подъездных путях, на тупиковых путях и вспомогательных путях следования.

Марка: Тип Ш-1 ГОСТ 10629-88
Соответствие: Новые с хранения
Категория: 44х3
Сорт: 1 сорт
Размер: Согласно ГОСТу

Изготовление железобетонных шпал предварительно напряженными — процесс трудоемкий и требует особого внимания со стороны компаний-поставщиков — это влияет и обуславливается ужесточением со стороны покупателей шпал и требований эксплуатации, равно как и экономической эффективности, по этому постоянно модернизируется изготовление железобетонных шпал и вводят современные технологии. Не исключено, скоро будут внедрять и нанотехнологии.

Армирование шпал производится проволокой Вр II, сечением 3 мм.
Техническая характеристика железобетонных шпал Ш1

Масса изделия – 270 кг.
Объем бетона – 0,108 м. куб.
Класс бетона – В40
Марка бетона по морозостойкости – F200
Длина – 2700 мм, ширина – 300 мм, высота – 230 мм.
Шпалы в зависимости от типа рельсового скрепления подразделяют на:
Ш1 – для раздельного клеммно-болтового рельсового скрепления (типа КБ) с болтовым креплением подкладки к шпале;
Ш2 – для нераздельного клеммно-болтового рельсового скрепления (типа БПУ) с болтовым прикреплением подкладки или рельса к шпале.
Ш3 – так же применяются для нераздельного клеммно-болтового скрепления (типа ЖБР65) с болтовым прикреплением рельса к шпале.

Применение железобетонных шпал, технические характеристики, изготовление

Обратив внимание на историю железных дорог, можно заметить, что существовало несколько видов подпорок, укладываемых под рельсы: плиты из камня, опоры из дерева. Позже железобетонные шпалы стали надежным решением.

Шпалы из железобетона

Опоры из камня отличались сложностью обработки, на них быстро возникали трещины. Деревянные шпалы предварительно смолили, чтобы защитить от негативных атмосферных воздействий. Однако через небольшой промежуток времени им требовалась замена.

Шпала железобетонная — балка, имеющая переменное сечение. Они снабжены площадками для установки рельсов, имеют отверстия для соединения болтов рельсошпального скрепления. При изготовлении изделий используется предварительное натяжение арматуры.

В случае использования преднапряженного материала появляется возможность применения изделий меньшего размера, что приводит к экономии на бетоне и арматуре, транспортных расходах, упрощении монтажа.

Заводы по производству изделий из железобетона расположены как Москве, так и в других городах России. Опоры из ж/б востребованы повсюду, спрос на них постоянно растет.

Определение

Шпалы из железобетона представляют собой рельсовую опору в форме бруса. Их укладывают на балластный слой, чтобы взаимное расположение нитей рельсов сохранялось неизменным.

Где применяются

Жб шпалы часто применяют в процессе устройства бесстыковых ж/д путей. В этих случаях между стыками рельсов расстояние больше стандартного (25 м), что обеспечивает более высокую скорость движения железнодорожного транспорта и уменьшает эксплуатационные расходы.

Преимущества и недостатки

К преимуществам бетонных шпал относятся:

  • длительный эксплуатационный период (в случае благоприятных условий достигает 60 лет);
  • высокие показатели устойчивости к влиянию отрицательных факторов со стороны внешней среды;
  • способность выдерживать высокие механические нагрузки;
  • сравнительно низкая стоимость;
  • отсутствие гниения, коррозии;
  • высокий уровень сопротивляемости к перемещениям;
  • возможность монтажа независимо от уровня загруженности;
  • незначительные финансовые траты на эксплуатационное обслуживание;
  • не требуется больших физических усилий в процессе монтажа и укладки;
  • удобство при транспортировке и разгрузке из-за одинаковой ширины и длины конструкции;
  • возможность демонтажа и повторного использования.

Несмотря на многочисленные преимущества, у таких изделий имеются недостатки:

  • необходимость регулярно осматривать железнодорожные пути из-за усталостного разрушения, происходящего в бетонных шпалах;
  • вес железобетонной шпалы равен 0,27 т, поэтому устанавливать изделия можно лишь с использованием специализированной техники;
  • для уменьшения жесткости требуются специальные упругие прокладки;
  • относительно высокая стоимость новых изделий;
  • необходима изоляция, поскольку такие шпалы отличаются высокой электропроводностью.

С учетом длины, ширины изделий, устойчивости к образованию трещин существуют следующие типы:

  • шпалы 1 сорта;
  • шпалы 2 сорта (к геометрическим размерам предъявляют менее жесткие требования, степень стойкости к образованию трещин невысокая).

Железобетонные изделия различаются по классу, типу используемой арматуры, наличию электроизоляции (неизолированные или изолированные). Требования к параметрам шпал из железобетона предъявляют строгие.

В зависимости от особенностей использования и установки рельсовые ж/б опоры бывают:

  • мостовыми (укладывают на мостах);
  • челночными (для мостов и тоннелей);
  • предназначенными для кривых участков (с радиусом меньше 350°);
  • трансформаторными (отличаются прямоугольным сечением по длине);
  • для стрелочных переводов;
  • для детских железных дорог (ширина колес 750 мм, рельсы Р-43);
  • полушпалы (для путей, по которым передвигаются мостовые краны).

Технология производства

Производственные технологии обеспечивают эксплуатационные свойства изделий. Они должны отвечать следующим требованиям:

  • бетонный раствор должен иметь однородную консистенцию;
  • необходимая прочность материала для требуемой передачи силы напряжения;
  • соблюдение размеров и форм, имеющих большое значение при соединении шпал и рельсов.

При производстве изделий используют бетон М500 с показателем морозостойкости не меньше F200. Заполнитель — щебень или гравий с размером фракций от 5 до 20 мм.

4 наиболее распространенные технологии, которые соответствуют требованиям:

  1. Карусельный тип с задержкой снятия формы. Залитую в формы бетонную смесь уплотняют, извлекают изделие лишь после того, как оно достигает высоких показателей прочности. При изготовлении используют специальные формы, вмещающие до 6 ед. С помощью специальных механизмов натяжения обеспечивают напряжение прутьев арматуры (в дальнейшем оно, передаваясь на бетон, создает наилучшее с ним сцепление).
  2. Линейный тип. Используется конвейер с несколькими формами, расположенными друг за другом (его длина достигает 100 м). С торцов форм имеются специальные устройства, передающие на прутья арматуры предварительное напряжение. Когда состав высохнет, на бетон передается усилие.
  3. Снятие формы с последующим напряжением. Данный технологический процесс предусматривает помещение форм в шаблоны, определяющие положение прутков арматуры. После этого заливается и уплотняется бетонная смесь. В ходе застывания в бетон вводят штыри из металла, на которые оказывают механическое давление. Спустя положенное время выполняется демонтаж формы, извлечение шаблонов. Такой способ обеспечивает непрерывный процесс, для получения желаемого результата требуется наличие небольшого количества форм.
  4. Демонтаж с предварительным напряжением. Технология аналогична предыдущему методу, отличие заключается в передаче напрягающего усилия (вместо штырей используются рамы).

Монтаж, ремонт и утилизация шпал

В ходе монтажа ж/д путей с использованием шпал из ж/б существуют некоторые особенности:

  1. Перед установкой опор и рельсов требуется предварительная подготовка поверхности. Чтобы при эксплуатации шпалы сохранили целостность, на верхний слой почвы насыпают песчаные полосы.
  2. Для монтажа используют специальное оборудование (учитывая, сколько весит конструкция) для уменьшения физических затрат и снижения стоимости работ.
  3. Чтобы опоры служили дольше, необходимо выполнять диагностику путей для обнаружения деформаций и дефектов. Проверка элементов крепежа предотвращает поломки.
  4. В результате несвоевременного выявления нарушения целостности крепежных деталей могут возникать трещины и поломка шпал (не только частичная, но и полная).
  5. После того как истек срок эксплуатации, или в результате разрушений опор требуется их утилизация. В таких случаях используют щековую дробилку для измельчения изделий. После переработки ими засыпают ямы (небольшого объема), используют при формировании насыпей.

В ходе ремонта на этом участке помещают сигнальный знак, движение поездов не останавливают. Проведение капитального ремонта осуществляется в междуремонтные сроки, заключается в замене шпал. Для выполнения ремонтных работ используют путевые машинные станции.

Железобетонные шпалы.

Массовая укладка ж/б шпал на отечественных дорогах началась в 1959г.

Железобетонные шпалы делятся на монолитные из предварительно напряженного бетона, образующие непрерывный брус и двухблочные, состоящие из двух самостоятельных подрельсовых опор, соединенных между собой стержнями. Последние не получили в России распространения, т.к. имея малую изгибную жесткость в средней части и относительно малую опорную площадь обеспечивали не достаточную стабильность колеи по шаблону и уровню.

Современная железобетонная шпала – цельнобрусковая из предварительно напряженного железобетона (бетон класса по прочности на сжатие В40, по морозостойкости F200), армированная высокопрочной проволокой периодического профиля класса Вр диаметром 3 мм. Номинальное число проволок в шпале 44, каждая из них натягивается усилием 8.1 кН. Современная шпала должна соответствовать требованиям ОСТ32.152 – 2000 Основная часть эксплуатируемых в пути шпал зготовлена по ранее действовавшему ГОСТ 10629-88 .

Читать еще:  Железобетонные сваи с ростверком

Типы железобетонных шпал, принятых к серийному применению на ж.д. России приведены в табл.2.

Таблица 2. – Типы ж/б шпал _

ТипСкрепленияПодтипОсобенность шпалы
Ш1КБШ1 -4*10Стержневая арматура
КБШ1 -44*3Проволочная арматура
Ш1 — ЧЧелночная ж.б. шпала
КБШ1- КДля укладки в кривых радиусом менее 350 м.
КБШ1 — ММостовая ж.б шпала
Ш3ЖБРШ3 – Д (дюбель)_
Ш – АРСАРСБезболтовое_

Геометрические размеры железобетонной шпалы на примере шпалы типа Ш-1 приведены на рис 2.

При формовании шпале придана форма, улучшающая ее работу под поездной нагрузкой.:

— Наибольшие прогибы и давления на балласт имеют место у торцов железобетонных шпал. Для компенсации этого неблагоприятного для балласта и шпал обстоятельства ширина подошвы уменьшена в средней части шпал (250мм) и увеличена у торцов (300мм).

— Поперечное сечение шпалы имеет трапецеидальное очертание, благодаря чему снижается давление на балласт и увеличивается сопротивление пути сдвигу.

— Кроме того, в подрельсовых зонах устраивают углубления (по 25 мм) с наклоном (1:20) для обеспечения подуклонки рельсов, а также передачи поперечных горизонтальных сил на бетон.

=В продольном сечении шпала состоит из двух более крупных по размерам подрельсовых частей и более низкой и узкой средней части. Предварительно напряженная арматура максимально смещена в сторону растянутой под поездной нагрузкой поверхности шпалы (в подрельсовом сечении – нижней, в середине шпалы – верхней), благодаря чему достигается максимальное обжатие бетона в растянутых зонах, а следовательно увеличивается трещиностойкость шпал .

Рис 2. Железобетонные шпалы типа Ш – 1.

.Достоинства и недостатки железобетонных шпал, сферы их применения.

— высокий срок службы (30-50 лет);

— устойчивость против выброса;

— стабильность рельсовой колеи;

— однородность упругих свойств по длине пути, а, следовательно, плавность движения экипажа;

— значительное увеличение жесткости пути, приводящее к увеличению износа элементов пути и ходовых частей подвижного состава;

— хрупкость и чувствительность к ударам;

— низкая работоспособность в зоне стыков;

— большая масса.(265 кг).

Сферы эффективного применения:

1.Бесстыковой путь 1 – 4 классов;

( 1-2 класс – новые шпалы 1 сорта; 3-5 класс – старогодные шпалы; 4-5 класс новые шпалы 2 сорта.)

2.Звеньевой путь 5 класса.

3. Участки скоростного движения.

Железобетонные шпалы применяются в прямых и кривых радиусом 350м и более. В кривых радиусом менее 350 м и в переходных кривых допускается применять специальные шпалы с индексом К и двумя последними цифрами номинальной ширины колеи.

При укладке шпал между их подошвой в средней части и спланированной поверхностью балластного слоя следует обеспечить зазор высотой до 4 -5 см и длиной не более чем 25 -30 см в обе стороны от оси колеи.

Описание блочных железобетонных подрельсовых опор, применяемых на мостах и в тоннелях, приведены приведены в соответствующих лекциях.

Деревянные и железобетонные шпалы

Шпалы для железнодорожного полотна являются важнейшей деталью устройства пути. От их качественных характеристик зависит устойчивость магистрали. В нашей стране используют опоры из дерева и железобетона. Но изначально под рельсы укладывали брус из камня. Позднее каменные заместили деталями из дерева, оно имеет хорошие показатели амортизации, и проще с точки зрения механического обрабатывания. Однако, обстановка поменялась кардинальным образом, когда начали производить железобетонные шпалы.

Железобетонные шпалы

Многообразие видов

Это рельсовые опоры, при производстве которых требуются брусья с изменяющимися размерами и формой сечения. Бетонные шпалы армированы при помощи проволоки из стали, диаметр ее обусловлен модификацией. К производственной технологии таких изделий предъявляют следующие требования:

  • приготовленный бетонный раствор должен быть однороден по консистенции;
  • для необходимой передачи силы напряжения необходимо, чтобы материал обладал соответственной прочностью;
  • при производстве опор, соблюдают точные размеры, формы, это важно в точках соединения с рельсами.
Требования

Классификация

Шпалы железобетонные классифицируют на определенные виды, зависящие от устойчивости к образованию всевозможных трещин, качества и точных размеров и иных параметров:

  • опоры первого сорта.
  • Опоры второго сорта. Различаются низкой степенью устойчивости к трещинам, к геометрическим размерам не предъявляются высокие требования.

По видам рельсовых креплений различают:

  • Ш-1 созданы для раздельного скрепления с применением болтов путем закрепления подкладки на опоре.
  • Ш-2 — для нераздельного скрепления с применением болтов путем закрепления к шпале и подкладки, и рельса.
  • Ш-3, предназначенные для нераздельного соединения с применением болтов при помощи прямого закрепления к опоре рельса.

Также такие шпалы имеют различия по электрической изоляции и типу применяемой арматуры. По параметрам электрической изоляции выделяют:

  • изолированные;
  • неизолированные, отсутствуют изолирующие вкладыши.

К достоинствам данных опор можно отнести:

  • морозоустойчивость;
  • длительный период службы (от 40 до 50 лет);
  • обеспечивают однородность железнодорожного пути.

Недостатки:

  • высокая электрическая проводимость;
  • чувствительны к ударам (особенно в местах стыка);
  • жесткость пути, это способствует быстрому изнашиванию рельс в точках стыка;
  • высокий вес (примерно 270 кг);
  • сложность монтажа;
  • высокая цена.

Время от времени возникает вопрос, шпалы из какого материала стоит выбрать: из железобетона либо дерева. Во-первых, необходимо обратить внимание на цену. Стоимость деревянных опор существенно ниже. Во-вторых, период службы: в этом преимущество у железобетонных шпал. Время самоокупаемости шпал из железобетона более продолжительное, в связи с этим их обычно применяют на магистралях, на которых они смогут максимально быстро окупаться. На линиях железной дороги с относительно небольшой нагрузкой в большинстве случаев более выгодно использование шпал из пропитанного дерева.

Деревянные шпалы

  1. По методу распила:
  • обрезные – обрезку проводят с четырех сторон;
  • полуобрезные – обрезку проводят с трех сторон;
  • не обрезные – обрезаются с двух сторон.
  1. По назначению:
  • материал 1 типа, с пропиткой. Такой используют для основного пути;
  • материал 2 типа, с пропиткой. Применяется при укладывании подъездного и станционного пути;
  • материал 3 типа. Используют на предприятиях промышленности с малой нагрузкой.

Обычно шпалы обработаны несколькими видами антисептических веществ – водорастворимыми и на основе масел. Первый вид – твердое соединение, его необходимо довести до необходимой консистенции, разводя жидкостью. Антисептики на основе масла — продукт сухой перегонки лесоматериалов и каменного угля. Они употребляются в естественном виде, или могут разбавляться иными маслянистыми жидкостями.

К положительным сторонам шпал из дерева относят:

  • быструю самоокупаемость, они существенно ниже по стоимости шпал из железобетона;
  • вес (около 80 кг);
  • возможность увеличивать либо уменьшать колею железнодорожного пути;
  • устойчивы к перепадам температур;
  • диэлектрические свойства древесины;
  • устойчивое сцепление с подложкой;
  • упругость.

Из недостатков — период службы от 3 до 40 лет. При неверном обрабатывании антисептическими составами (или вовсе без обработки) шпалы подвержены гниению.

У железобетонных и деревянных шпал имеются свои плюсы и минусы. Применение тех либо иных обусловлено лишь конкретными условиями. В отдельных ситуациях стоит употреблять исключительно деревянные опоры. И тогда даже не стоит вопрос, какие лучше. В каких-то ситуациях целесообразно использование железобетонных. При выборе деревянных шпал, важнейший критерий — качество обработки древесины.

Шпалы

Часть I. Шпалы: факты.

Постоянная смена железнодорожных шпал и модернизация путей с заменой типов скреплений на более современные ведётся в России повсеместно. Рынок железнодорожных шпал в стране огромен. По данным ОАО «РЖД» на 2015 год, протяжённость железнодорожных путей составляет 85200 километров. Это значит, что при эпюре 1840 шпал на один километр, в пути уложено порядка 157 миллионов штук железнодорожных шпал. А ведь к этому надо добавить подъездные пути необщего пользования, принадлежащие сторонним организациям, и составляющие порядка 40000 километров, что дополнительно даёт ещё в среднем 64 миллиона штук шпал.

Казалось бы, эти лежащие под рельсами бруски, — ничем особенно не примечательный элемент верхнего строения пути. Но ведь именно они составляют настоящий хребет железнодорожной дороги.

Ежегодно, десятки тысяч шпал изготавливаются и распространяются по стране, чтобы удовлетворить потребности отрасли для строительства новых, модернизации и ремонта уже введённых в эксплуатацию путей.

На самом раннем этапе развития железных дорог, дерево было доминирующим материалом, используемым при изготовлении шпал. В течение 20-го века начинают использоваться новые материалы в ответ на необходимость восприятия повышенных осевых нагрузок и высоких скоростей. На сегодняшний день существуют следующие разновидности железнодорожных шпал:

  1. Деревянные шпалы
  2. Железобетонные шпалы
  3. Металлические шпалы
  4. Шпалы из синтетических материалов
  5. Композитные шпалы

Далее мы рассмотрим преимущества и недостатки предлагаемых к использованию материалов.

Часть II. Шпалы деревянные

С момента появления в 1837 году первой в России общественной железной дороги и почти до конца 20-го века, дерево являлось доминирующим материалом при изготовлении шпал.

И это не удивительно, ведь при простоте производства, деревянные шпалы обеспечивают не только стабильность колеи, но и необходимую эластичность пути, способствующую гашению ударных нагрузок наравне со снижением шума и вибрации. Кроме того они дешевые и лёгкие (одна шпала весит порядка 75 килограмм) поэтому и недорогие в перевозке. В стандартный полувагон вмещается порядка 600 штук шпал, в 12-ти метровую бортовую шаланду с кониками — 330 штук шпал.

Деревянные шпалы просты в укладке и дальнейшем обслуживании, не требуют каких-либо специальных машин и механизмов. Материалоёмкость скреплений для них также низка и дешева. На закрепление одной шпалы требуется пара подкладок и десять костылей.

Однако при всех вышеперечисленных плюсах, есть и свои минусы. В России шпалы из дерева изготавливаются по ГОСТ 78-2004 преимущественно двух типов: I типа с размерами 250х180х2750 мм, и II типа с размерами 230х160х2750 мм. Пункт 5.9 ГОСТ 78-2004 предусматривает изготовление шпалы из хвойных пород дерева (сосна, ель, пихта, лиственница) или из березы. Но надо понимать, что для изготовления хотя бы одной шпалы первого типа с шириной 250 мм бревно должно быть диаметром от 308 мм, а для шпалы второго типа с шириной 230 мм — бревно диаметром от 280 мм. Это качественный, деловой лес, который в европейской части России с каждым годом становится всё сложнее найти. Кроме того, если бревно хорошее, производить из него пиломатериал большого размера, как шпала, по меньшей мере, не разумно, потому что цена бруса всегда меньше, чем цена доски. Как следствие, производители используют при пилении шпал сырьё низкого качества. А в последнее время массовое распространение получила распиловка на шпалы осины и сухостоя.

Вторым важным составляющим компонентом в изготовлении деревянных шпал является их пропитка. Качественную пропитку шпалы можно выполнить только в автоклаве под давлением, требования к пропитке прописаны в ГОСТ 20022.5-93. Однако, всё качественное дорого и зачастую шпалы пропитываются в «макалках» путём кратковременного погружения в емкость с пропитывающей жидкостью. Естественно, говорить о сроке службы такой шпалы даже в 7 лет не приходится.

Третий минус деревянных шпал в том, что они пропитываются каменноугольным маслом (креозотом) — высокотоксичным для человека веществом, контакт с которым влечёт за собой целый ряд кожных заболеваний. Хотя, встречаются люди, которые сознательно строят дома и бани из пропитанных креозотом шпал.

Часть III. Шпалы железобетонные

Железобетонные шпалы впервые появились в России в начале прошлого века, а в конце 1950-х годов их начали производить массово. Для изготовления таких шпал бетон заливается в специальные формы, с предварительно напряженными металлическими арматурами, затем утрамбовывается и затвердевает.

Безусловно, железобетонные шпалы имеют большое количество плюсов:

  1. Они более прочные, чем деревянные, их можно устанавливать на напряженных участках пути.
  2. Железобетонные шпалы долговечны и не подвержены гниению, срок службы шпал около 50 лет, кроме того, их можно использовать повторно.
  3. Стабильность ширины колеи и повышенные скоростные качества пути – это тоже, несомненно, огромный плюс.

Но есть и существенные минусы:

  1. Ее вес — 270 кг, а значит перевозка одной железобетонной шпалы в 3-4 раза дороже, чем деревянной.
  2. Норма загрузки в грузовой автомобильный транспорт — 75 шт, в полувагон — 256 штук.
  3. Для установки ж/б шпал в путь требуется специальная техника, а количество крепежных элементов значительно больше, чем у деревянной шпалы.
  4. Железобетонная шпала стоит дороже, чем деревянная, все это все приводит к удорожанию стоимости строительных работ.
  5. Обслуживание пути на железобетонных шпалах также требует дополнительных затрат.

Но несмотря на все минусы, железобетонные шпалы все же являются самым распространенным типом шпал.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector