Железобетонные шпалы: основные разновидности, характеристики и особенности применения. Шпалы Виды железобетонных шпал

Наверное, как и большинство людей, меня окружающих, я не сильно интересовался подробностями, что обозначают кубари и шпалы на петлицах красных командиров в предвоенный и военный период. Не то, чтобы совсем не было интересно, а как-то в фильмах и книгах звучали привычные "лейтенант", "капитан" или "полковник". Конечно бывали ситуации, когда при чтении книги или повести на военную тематику сталкивался с фразами типа" судя по двум шпалам на петлицах это был майор...", из памяти мгновенно выскакивал привычный нам всем погон советского майора с одной звездочкой, но развитие сюжета отвлекала от вопроса, оставшегося в подсознании до лучших времен. Будем считать, что эти лучшие времена наступили.

По существу, до 1943 года,во внешнем облике советского военнослужащего преобладал суровый аскетизм.Во всяком случае, по фильмам о гражданской войне, трудно было понять о том, существовала ли вКрасной Армии вообще какая-либо система внешнего отличия скажем командира роты от командира взвода.Как вообще боец Красной армии, находясь, предположим в увольнении мог понять, что перед ним командир, а не курьер в кожанке на мотоцикле. Как-то раньше таких вопросов не возникало, но при подготовке статьия то и дело натыкался на статьи и красочные планшеты с описанием бойцов и командиров Красной армии, что решил оформить это все в отдельную статью. Что для меня лично было неожиданны, это конечно такие знаки отличия как треугольники, квадраты и ромбы. Я их всегда олицетворял с лихими тридцатыми-сороковыми. О том, приказом Реввоенсовета № 628 от 8 апреля 1919 года были утверждены первые образцы обмундирования: головной убор в виде шлема, пехотная и кавалерийская шинели с тремя нашивками-хлястиками на груди ("разговоры") из цветного сукна по роду войск, летняя рубаха с тремя полосками сукна на груди цветом по роду войск и кожаные сапоги было неожиданным. Такжеприказом Реввоенсовета Республики № 572 от 3 апреля 1920 года вводились нарукавные знаки родов войск. Так, знаком пехоты был ромб из малинового сукна, на нем вышивался круг - в верхней части желтого цвета, с расходящимися лучами, в центре круга изображалась звезда, низ знака представлял собой зеленое поле, под звездой на поле прикреплялась металлическая эмблема - скрещенные винтовки. Рисунок на знаке у всех родов войск был одинаковый, только под звездой крепилась эмблема соответствующего рода войск, знаки отличались по форме и цвету поля. Так, у военнослужащих инженерных войск знак имел форму квадрата из черного сукна, кавалерии - подковы из синего сукна и т. д. Уже через два года,31 января 1922 года приказом РВСР № 322 вводится новая форма одежды с единым покроем шинели, гимнастерки, шлема, новыми знаками различия:к рукаву пришивался суконный клапан по цвету рода войск, в верхней части которого была заезда алого цвета, под ней - знаки различия, над клапаном - знак рода войск.Командный состав имел знаки различия красные, административно-хозяйственный состав - синие. На головных уборах поверх суконной цветной звезды (цвет по роду войск) прикреплялась небольшая металлическая звезда. Обмундирование командного состава ничем не отличалось от обмундирования красноармейца. В общем на представленном ниже рисунке, я попытался схематично, как-то все своих познания в этой области свести к некоему единому целому. насколько получилось, наверное скажут специалисты, но во всяком случае, личном мне уже понятно.

На этом можно было бы и закончить.Временной отрезок - Гражданская война завершается на рубеже 1921 - 1922 годов. Правда, читатель так и не получил ответа на вопрос, каким образом все эти треугольнички, квадраты и ромбы впоследствии превратились в лейтенантов и капитанов, майоров и полковников, где "шпалы" и звезды комсостава. Все это будет, но несколько позже. Пройдет ряд военных реформ и постепенно Красная армия примет привычный нам вид с кубарями и шпалами. Пока лишь могу добавить, что спустя два года, после официального окончания боевых действий в 1924 году, армия перешла на новую, более упрощенную форму одежды. Отменялись нагрудные клапаны и нарукавные знаки различия, на шинели и гимнастерке нашивались петлицы; в пехоте - из малинового сукна с черной окантовкой, в кавалерии - из синего сукна с черной окантовкой, в артиллерии - из черного сукна с красной окантовкой, в технических войсках - из черного сукна с синей окантовкой, в Военно-Воздушных Силах - из голубого сукна с красной окантовкой, у административно-хозяйственного состава - темно-зеленые с красной окантовкой. На петлицах крепились металлические знаки различия, покрытые красной эмалью: для высшего командного состава - ромбы, старшего - прямоугольники, среднего - квадраты и младшего - треугольники. У красноармейцев на петлицах указывались номера полков. Один из вариантов такой формы одежды, мы можем наблюдать в знаменитом фильме "Офицеры". Здесь очень хорошо видно, что герой фильма принадлежит такому роду войск как кавалерия, у него характерный цвет петлиц и "разговоров", в петлице видна эмблема кавалерии. В другом кадре очень хорошо видно, что бывший курсант уже принадлежит к командному составу в чине командира взвода,
судя по двум треугольникам на рукаве.

Ну и чтобы уже совсем подвести черту, хотел бы еще раз напомнить, самый любимый фрагмент фильма "Офицеры"- награждение красными революционными шароварами.

После двух предыдущих статей, считаю необходимым замкнуть круг размышлений поистории русских и советских воинских званий,периода1912 - 1943 годов, от момента последней военной реформы в Российской Императорской армии и до возврата, хотя бы внешнего, к символике и традициям Русской армии в годы Великой отечественной войны.

В 1924 году, когда проводилась военная реформа весь командный состав подразделялся на: младший, средний, старший и высший, а так же были определены 14 должностных категорий.


Со временем стало ясно, что искоренение знаков различия было слишком поспешным решением, поэтому постепенно их стали вводить снова. Новые знаки различия ничего общего не имели со знаками различия, использовавшихся в царской армии. В июле 1940 года знаки различия, введенные в 1936 году, подверглись реформе. В войну Красная Армия вступила, используя знаки различия образца 1940 года Знаки различия носили в петлицах. Имелось два типа петлиц: прямоугольные - для большинства типов униформ и ромбические - для шинелей. Bыдeлялиcь три категории офицеров: маршалы и генералы, которые носили в петлицах вышитые золотом звезды, старшие офицеры (комдивы и комбриги), которые носили в петлицах эмалированные ромбы с золотой окантовкой, средние офицеры (полковники и капитаны), которые носили в петлицах эмалированные прямоугольники и младшие офицеры (лейтенанты), которые носили в петлицах,эмалированные квадраты - «кубари». Сержанты и старшины носили в петлицах эмалированные треугольники.

Рода войск и службы обозначались цветом окантовки и знаков различия. Цвет поля петлиц показывал принадлежность к роду войск, кроме того, о принадлежности к определенному роду войск говорил небольшой значок в петлице.

Особое положение в армии занимали комиссары. Комиссары имелись в каждой части от батальона и выше. В 1937 году в каждом подразделении (рота, взвод) была введена должность политрука - младшего политического офицера. Знаки различия у комиссаров в целом были похожи на знаки различия офицеров, но имели свои особенности. Вместо шевронов на рукаве комиссары носили красную звезду.

В январе 1941 года была проведена очереднаяреформа униформы Красной Армии. Изменения должны были сделать униформу более удобной для использования в боевых условиях. Прежде всего, отказались от использования ярких шевронов и петлиц и заменили их образцами более блеклых цветов. Поле петлиц стали изготавливать из материи защитного цвета, а эмалированные знаки заменили металлическими.Планы по модернизации униформы простирались до октября 1941 года, но были прерваны начавшейся войной.


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.

Достоинствами деревянных шпал являются легкость, упругость, простота изготовления, удобство крепления рельсов, высокое сопротивление протеканию тока в рельсовых цепях. К недостаткам таких шпал относятся сравнительно небольшой срок службы (15... 18 лет) и значительный расход деловой древесины. Для увеличения срока службы деревянные шпалы пропитывают масляными антисептиками. Для изготовления шпал обычно используются сосна, ель, пихта и лиственница, реже - кедр и береза.

По форме поперечного сечения деревянные шпалы подразделяют на обрезные, опиленные с четырех сторон, полуобрезные, у которых опилены три стороны, и необрезные, имеющие опиленные поверхности только сверху и снизу (рис. 6.3).

В зависимости от назначения деревянные шпалы изготавливают трех типов. Шпалы I типа предназначены для главных путей магистральных железных дорог, II типа - для станционных и подъездных путей и III типа - для путей промышленных предприятий. Размеры поперечного сечения шпал в зависимости от их типа приведены в табл. 6.2. Стандартная длина деревянных шпал 2750 мм.

Для особо грузонапряженных участков изготавливают шпалы длиной 2800 мм.

На железных дорогах России наряду с деревянными получили широкое распространение железобетонные шпалы с предварительно напряженной арматурой (рис. 6.4). Их достоинствами являются долговечность (40...50 лет), обеспечение высокой устойчивости пути и плавности хода поездов, что обусловлено одинаковыми размерами и равной упругостью шпал. Кроме того, применение железобетонных шпал позволяет сберечь древесину для других нужд. Благодаря указанным качествам они уже используются на главных путях всех основных направлений сети, в том числе на участках скоростного движения поездов.

К недостаткам железобетонных шпал относятся большая масса, наличие электропроводности, высокая жесткость и сложность крепления рельсов к ним. Для повышения упругости пути с железобетонными шпалами под рельсы укладывают амортизирующие прокладки. Во избежание утечки электрического тока применяют рельсовые скрепления специальной конструкции с электроизоляционными деталями.

Железобетонные шпалы изготавливают из тяжелого бетона с арматурой из стальной углеродистой холоднотянутой проволоки периодического профиля диаметром 3 мм.

В зависимости от вида рельсового скрепления железобетонные шпалы подразделяют на два типа: Ш 1 - для раздельного клеммно болтового скрепления типа КБ с болтовым соединением подкладки со шпалой и Ш2 - для нераздельного клеммноболтового скрепления типа БПУ с болтовым соединением подкладки или рельса со шпалой.

Металлические шпалы не получили распространения в нашей стране из-за значительного расхода металла, высокой электропроводности, большой жесткости, подверженности коррозии и неприятного шума при движении поездов.

Порядок расположения шпал по длине рельсового звена называют их эгаорой. На железных дорогах России применяют три эпюры, соответствующие укладке 1600, 1840 и 2000 шпал на 1 км пути.

На станциях метро и при устройстве смотровых канав в депо вместо сплошных шпал используются полушпалы, заглубленные в бетон.

ШПАЛЫ ДЕРЕВЯННЫЕ ДЛЯ ЖЕЛЕЗНЫХ
ДОРОГ ШИРОКОЙ КОЛЕИ

Технические условия

1. Технические требования.

1.1 Шпалы должны изготовляться из древесины сосны, кедра, ели, пихты, лиственницы и березы

1.2 Типы и размеры.

1.2.1 В зависимости от назначения шпалы должны изготовляться трех типов:

  • I - для главных путей;
  • II - для станционных и подъездных путей;
  • III - для малодеятельных подъездных путей промышленных предприятий.

1.2.2 По форме поперечного сечения шпалы подразделяются на три вида:

  • Обрезные - пропилены четыре стороны (черт. 1);
  • полуобрезные - пропилены три стороны (черт. 2);
  • необрезные - пропилены две противоположные стороны, две другие могут быть пропилены частично (черт. 3).

1.2.3 В зависимости от типов размеры шпал должны соответствовать указанным в Таблице 1.

Таблица 1.

Тип шпалы Толщина h Высота пропиленных
боковых сторон h 1
Ширина Длина
Верхней пласти,
не менее
Нижней пласти
b b I b 1
Тип I 180+5 150 180 210 250+5 2750+20
Тип II 160+5 130 150 195 230+5 2750+20
Тип III 150+5 105 140 190 230+5 2750+20

Примечания
1. Шпалы типа II толщиной 155 мм следует относить к типу III.
2. Ширина верхней пласти необрезных шпал типа I должна быть не менее 155 мм.
3. Допускаются шпалы типа I с шириной нижней пласти 230 мм и шпалы типов II и III - 250 мм в количестве не более 10% в партии.
4. Ширина нижней пласти b 2 не должна превышать 280 мм.

1.2.4 Размеры шпал установлены для древесины с влажностью не более 22 %. При большей влажности шпалы должны иметь по толщине и ширине припуски на усушку древесины для хвойных пород по ГОСТ 6782.1, а для лиственных пород - по ГОСТ 6782.2.

1.3 Характеристики.

1.3.1 Качество древесины шпал должно соответствовать требованиям, указанным в Таблице 2.

1.3.2 В партии допускается 15% шпал с нормами ограничения пороков, установленными в Таблице 3.

1.3.3 Пласти шпал, а в обрезных шпалах и боковые стороны, должны быть взаимно параллельны. Непараллельность не должна быть более 10 мм на всю длину шпалы.

Таблица 2.

Порок древесины по
ГОСТ 2140-81
1. Сучки сросшиеся, частично сросшиеся и несросшиеся:
а) здоровые (светлые, темные, с трещинами) В местах укладки путевых подкладок допускаются размером не более 60 мм, на остальных поверхностях - не более 110 мм.
б) загнившие и гнилые
в) табачные В местах укладки путевых подкладок допускаются размером не более 10 мм, на остальных поверхностях не более 60 мм.
2. Двойная сердцевина Не допускается
3. Ядровая и наружная трухлявая гнили Не допускается
4. Грибные ядровые пятна (полосы) Допускаются, не более 25 % соответствующей площади торцов, пластей и боковых сторон
5. Заболонная гниль:
а) мягкая Не допускается
б) твердая Не допускается
6. Ложное ядро Допускается размером не более 1/2 площади торца без выхода на верхнюю пласть.
Выход ложного ядра на боковые стороны допускается размером 2/3 толщины шпалы.
7. Глубокая червоточина Допускается в количестве не более 6 шт. на 1 м длины шпалы
8 Трещины:
а) метиковая Допускается протяженностью по торцу не более 1/3 толщины или ширины шпалы без выхода на верхнюю пласть
б) отлупная Не допускается с выходом на верхнюю пласть и боковые стороны, а также с выходом на нижнюю пласть против мест расположения путевых подкладок
в) морозная Не допускается на верхней пласти. На остальных поверхностях допускается глубиной не более 40 мм
г) от усушки боковая Допускается длиной не более 450 мм каждая.
д) от усушки сквозная Допускается протяженностью по длине шпалы не более 100 мм.
9. Наклон волокон Допускается не более 10 %
10. Проросль
11. Заруб и запил Не допускается в местах укладки путевых подкладок
12. Покоробленность:
а) простая Допускается со стрелой прогиба, мм, по пластям - не более 10 и по боковым сторонам - не более 100
б) крыловатость Допускается не более половины нормы простой покоробленности.
13. Кривизна:
а) простая Допускается по боковым сторонам необрезных и полеобрезных шпал со стрелой прогиба не более 50 мм.
б) сложная Допускается не более половины нормы простой кривизны.
14. Скос пропила торцов шпал по отношению к продольной оси Допускается не более 20 мм по толщине и ширине шпалы

Примечания:
1. Не допускается одновременное наличие в шпале метиковых и морозных трещин.
2. Пороки по ГОСТ 2140, не указанные в таблице, допускаются.

Таблица 3.

Порок древесины по
ГОСТ 2140
Норма ограничения пороков древесины
1. Сучки табачные На всех поверхностях за исключением мест укладки путевых подкладок допускаются размером не более 25 мм в количестве не более 3 шт. на шпалу
2. Твердая заболонная гниль На всех поверхностях за исключением мест укладки путевых подкладок допускаются в виде отдельных пятен размером не более 30 мм.
3 Трещины:
а) метиковые Допускаются протяженностью по торцу не более 1/2 толщины и ширины шпалы без выхода на верхнюю пласть.
б) усушки боковые Допускаются длиной не более 700 мм каждая.
4. Кривизна простая Допускается по боковым сторонам необрезных и полуобрезных шпал со стрелой прогиба не более 100 мм.

1.3.4 Непропиленные поверхности шпал должны быть очищены от коры и луба. Сучки и ребристая закомелистость должны быть срезаны вровень с поверхностью шпалы, при этом срез сучка должен быть плоским.

1.3.5 Шпалы, до укладывания их в путь, должны быть пропитаны маслянистыми защитными средствами.

1.3.6 Режимы и качество пропитки шпал должны соответствовать требованиям к пропитке шпал на шпалопропиточных заводах.

1.4 Маркировка непропитанных шпал должна быть четкой и наноситься на один из торцов шпал клеймением или стойкой краской. Маркировка шпал после пропитки не возобновляется.

1.5 Непропитанные шпалы должны быть рассортированы по каждому типу отдельно и по породам: сосновые и кедровые - вместе; еловые и пихтовые - вместе. Пропитанные шпалы рассортировывают по типам.

2. Приемка

2.1 Партией считают любое количество непропитанных шпал одного типа и одной пород древесины или пропитанных шпал одного типа, оформленные одним документом о качестве.

2.2 Документ о качестве должен содержать:

  • - наименование организации, в систему которой входит предприятие - поставщик;
  • - наименование предприятия - поставщика и его местонахождение (город и условный адрес);
  • - для непропитанных шпал - тип и породу древесины, для пропитанных - тип;
  • - количество шпал в партии, в штуках;
  • - результаты испытаний или подтверждение соответствия настоящему стандарту;
  • - обозначение настоящего стандарта.

2.3 Количество шпал в партии определяется сплошным пересчетом.

2.4 Качество и размеры шпал проверяют выборочным контролем.

Отбор шпал в выборку производят по ГОСТ 18321 методом "вслепую" в количестве, указанном в Таблице 4.

Таблица 4.

Партию принимают, если в выборке все шпалы соответствуют требованиям настоящего стандарта.

При получении неудовлетворительных результатов вся партия бракуется.

3. Методы контроля.

3.1 Определение и измерение пороков древесины и обработки - по ГОСТ 2140.

Определение качества пропитки шпал - в соответствии с требованиями к пропитки шпал на шпалопропиточных заводах.

3.2 Длина шпалы должна измеряться по наименьшему расстоянию между ее торцами, толщина - в любом месте, но не ближе 380 мм от торцов, ширина верхней и нижней пластей - в самом узком месте на участках длиной 400 мм, отстоящих на расстоянии 380 мм от торцов шпалы

3.3 Размеры шпалы измеряют металлической рулеткой по ГОСТ 7502 или металлической линейкой по ГОСТ 427.

3.4 Контроль предпропиточной влажности древесины шпал - по ГОСТ 20022.14.

4. Транспортирование и хранение.

4.1 Транспортирование шпал производится всеми видами транспорта в соответствии с правилами перевозки грузов, действующими на соответствующем виде транспорта. Размеры пакетов - по ГОСТ 16369.

4.2 Хранение шпал должно производиться в соответствии с ГОСТ 9014.0 и требованиями к пропитке древесины на шпалопропиточных заводах.

Новая техника ускорит ремонтно-путевые работы

На МЖД завершаются испытания машины «Динамик-подбивочный экспресс 09-3Х», предназначенной для комплексной выправки и стабилизации пути.

Специалисты магистрали отмечают, что новый агрегат, построенный Калужским заводом «Ремпутьмаш» совместно с австрийской компанией Plasser & Theurer, оказался в два раза производительнее других путевых машин, например, широко распространённого на сети «Дуоматик 09-32».

«Он одновременно подбивает три шпалы, а не одну, как другие устройства. Это влияет на качество ремонта – продолжительность рабочего цикла подбивки каждой из шпал на 30% дольше, что сказывается на повышении устойчивости пути. Кроме того, работа одним блоком даёт возможность работать около светофоров и других устройств СЦБ. А объединение функций подбивки и стабилизации сокращает время «окна», – говорит начальник путевого комплекса по эксплуатации и ремонту путевых машин ПМС № 309 Сергей Лапунов.

За год эксплуатации на Северо-Кавказской и Московской магистралях машина выправила и стабилизировала 180 км пути.

«Вместе с тем вскрылись и некоторые недоработки. Так, конструкция стопорения плугов у эксплуатируемых машин надёжнее, чем у «Динамика», поэтому в целях безопасности движения следует вернуться к конструкции, используемой в «Дуоматике». Часто выходят из строя камеры видеонаблюдения, есть недостатки у топливной системы дополнительного дизеля. Обо всех недоработках доложено конструкторам, и при сборке новых машин их уже не будет», – уверен Сергей Лапунов.

Однако даже исправление всех недостатков не означает полной замены всех подбивочных машин сети на новые «Динамики». И это отмечают сами её создатели.

«Техника работает с высокой производительностью при точности раскладки шпал плюс-минус 20 мм. Только в этом случае она бьёт сразу три шпалы. А такой высокий допуск имеют, главным образом, пути основного значения. В то же время на сети пока ещё много участков, где нормативные показатели при укладке пути не соблюдаются и допуск раскладки шпал составляет плюс-минус 80 мм. И этом случае «Динамик» сможет подбивать только одну шпалу. Соответственно его производительность за счёт более длительного технологического процесса будет в два раза ниже, чем у «Дуоматика», – говорит начальник отдела выправочно-подбивочно-рихтовочных машин конструкторского бюро завода «Ремпутьмаш» Владимир Козлов.

Конструкторы обещают, что в ближайшем будущем они займутся разработкой нового класса машин, которые позволили бы раскладывать шпалы с высокой точностью. В этом случае поле деятельности «Динамиков» станет шире. А пока в планах завода выпуск второго «Динамик-подбивочного экспресса 09-3Х» для СКЖД.

Балансовая стоимость машины – 128 млн руб.

Андрей Метелёв,
соб. корр. «Гудка
Москва

Справка «Гудка»

    «Динамик-подбивочный экспресс 09-3Х» – машина самоходная в рабочем и транспортном режимах, непрерывно-циклического действия. На ней установлены блоки для подбивки до трёх шпал одновременно, уплотнители торцов шпал, динамический стабилизатор пути, подъёмно-рихтовочное устройство, щётки для очистки шпал и рельсов, система измерения положения пути в плане и профиле.

В этой статье мы расскажем о том, что собой представляют собой данные изделия, а также о том, каковы особенности их производства и эксплуатации. Рассмотрим, где используются железобетонные шпалы б у,и какие требования предъявляются к производителям данного вида материалов.

Первоначально под железнодорожные рельсы подкладывались каменные бруски. Чуть позже камень заменили деревом, которое не только обладало лучшими амортизационными качествами, но и было проще в плане механической обработки. Впрочем, ситуация кардинально изменилась только лишь тогда, когда началось производство железобетонных шпал.

Готовые к установке шпалы

Немного истории

На фото — деревянные шпалы после долговременной эксплуатации

Как уже было сказано, история железных дорог насчитывает несколько разновидностей подпорок, которые укладываются под рельсы. Все решения имели ряд эксплуатационных недостатков. Например, камень был чрезвычайно сложен в обработке и имел низкие амортизационные свойства.

Кроме того, несмотря на кажущуюся прочность, эти плиты были не самым долговечным решением, так как вследствие продолжительного механического воздействия трескались и приходили в частичную или полную негодность.

Чуть лучше дело обстояло с изделиями из древесины. Такие шпалы просмаливались для защиты от негативного воздействия факторов внешней среды. Но древесина, рано или поздно, несмотря на специальную обработку, гниёт. И, как результат, железнодорожные пути требуют ремонта.

Несмотря на неплохие амортизационные качества, древесина имеет один существенный недостаток — это высокая цена пиломатериалов, даже с учётом простоты их механической обработки. Ситуация изменилась к лучшему во второй половине двадцатого века, когда были разработаны первые шпалы из железобетона.

Несмотря на то что деревянные изделия и по сей день применяются на второстепенных ветках, именно железобетонные конструкции небезосновательно считаются наиболее современным и перспективным решением.

Основные характеристики

Схема и размеры железобетонных шпал Ш1

Инструкция применения железобетонных шпал на территории постсоветского пространства апробирована в течении более чем 40 лет.

В соответствии с ГОСТом 23009, современные бетонные шпалы представляют собой рельсовые опоры, изготавливаемые в виде брусьев с переменным размером и формой сечения. Изделие армируется арматурной проволокой с диаметром сечения 3-6 мм в зависимости от модификации.

В процессе эксплуатации изделие укладывается поверх балластного слоя. Применительно к обычным путям в качестве балластной насыпи применяется крупноразмерный щебень, а при обустройстве метрополитена применяется бетонное основание плитного типа.

Схематичное изображение ЖБИ типа Ш1

Изделия из напряжённого железобетона, используемые в качестве подрельсовых опор, это оптимальное решение, как для бесстыковых, так и для остальных категорий путей.

Актуальность данных конструкций объясняется рядом технических и эксплуатационных преимуществ, среди которых:

  • продолжительный эксплуатационный ресурс;
  • оптимальные показатели устойчивости к негативным воздействиям факторов внешней среды;
  • неподверженность гниению в течение всего ресурса эксплуатации;
  • возможность монтажа на путях с любым уровнем загруженности;
  • относительно невысокая цена;
  • минимальные затраты, необходимые для эксплуатационного обслуживания;
  • простота укладки и монтажа, в сравнении с деревянными аналогами;
  • абсолютная идентичность типоразмеров форм и веса, что гарантирует удобство транспортировки и отгрузки.

На фото — щипцы для переноски шпал

Есть ли недостатки,способные негативно сказаться на использовании этих ЖБИ?

Таких недостатков немного:

  • Во-первых, это вероятность усталостного разрушения бетонной конструкции и, как следствие, необходимость периодического осмотра путей.
  • Во-вторых, вес железобетонной шпалы(270 кг) делает невозможным ее монтаж своими руками без применения спецтехники. Поэтому, в отличие от деревянных аналогов, бетонные конструкции устанавливаются посредством специализированных шпалоукладчиков.

Сфера и условия применения

Схематичное изображение железобетонных шпал типа Ш3 и Ш3Д

Шпалы, изготовленные с применением предварительно напряженного железобетона,повсеместно применяются при строительстве железнодорожных путей транспортного сообщения по всему миру.

Учитывая разнообразие климатических условий, в которых осуществляется эксплуатация этих изделий,а также разную степень механических нагрузок, к производству шпал, равно как и к качеству готового изделия,предъявляются повышенные требования.В итоге, в зависимости от благоприятности условий применения, эти ЖБИ могут использоваться в течение30-60 лет.

Железобетонная полушпала для укладки путей передвижения рельсовых кранов

Повсеместное вытеснение привычных деревянных подпорок железобетонными аналогами объясняется не только прочностью и долговечностью, но и сжатыми сроками изготовления.

К примеру, для производства готовых к монтажу ЖБИ необходимо всего лишь несколько часов, что очень удобно когда речь идет о строительстве крупной ветки и необходим постоянный подвоз больших объемов стройматериалов. Опять же ЖБИ можно ремонтировать и адаптировать для эксплуатационных нужд применяя алмазное бурение отверстий в бетоне.

Важно: Шпалы,изготавливаемые отечественными производителями с применением предварительно напряженного железобетона в соответствии с требованиями ГОСТ, по несущей способности и материалоемкости превосходят зарубежные аналоги.

Требования, предъявляемые к железнодорожным ж/б шпалам

Монтаж рельс и железобетонных шпал перед укладкой на насыпь

Как уже было сказано, эксплуатационные условия, в которых используются шпалы предъявляют высокие требования к технологии производства этих ЖБИ и в частности к технологии изготовления предварительно напряженного железобетона.

К материалу и готовому изделию предъявляются следующие требования:

  • Прочность , достаточная для передачи силы предварительного напряжения уже через несколько часов (время задаётся в соответствии с модификацией ЖБИ) по окончанию производственного процесса.
  • Максимально возможная степень однородности консистенции свежеприготовленного бетона.
  • Точность размеров и форм — на порядок выше,чем аналогичные требования, предъявляемые к другим категориям общеупотребимых железобетонных и предварительно напряженных железобетонных конструкций.
    Под этими требованиями подразумеваются допуски по углу наклона,длине и ширине отдельных конструкционных элементов. Особенно строго контролируются размеры на участках примыкания к рельсам.

Важно: На территории Западной Европы технические требования, определяющие качество исходного материала,используемого при изготовлении железобетонных шпал, регламентируется стандартом EN 13230.
Класс прочности исходного материала на отечественном производстве определяется более высокими требованиями приведенными в ГОСТ 26633.

Производственные технологии

Формы для заливки бетона с прутьями для передачи предварительного напряжения

Независимо от того, планируется фундамент из железобетонных шпал или же ЖБИ будут использованы по своему прямому назначению, прочность этих конструкционных элементов будет гарантирована. Эксплуатационные качества готовых изделий обеспечиваются производственными технологиями.

Несмотря на то, что в течение пятидесяти с лишним лет было апробировано немало методов изготовления шпал, сегодня повсеместно применяется четыре наиболее распространённые производственные технологии, отвечающие требованиям международных стандартов.

  • Технология карусельного типа с задержкой снятия формы.
    Особенность этого технологического процесса в том, что готовая смесь заливается в формы и уплотняется. Извлечение изделия из формы осуществляется только после достижения оптимальных прочностных показателей, достаточных для приложения силы предварительного напряжения.
    В процессе изготовления применяются специализированные разборные кассетные формы, которые способны вместить до шести единиц изделия. За счет применения специальных механизмов натяжения, обеспечивается предварительное напряжение арматурных прутьев, которое впоследствии передается и на бетон и обеспечивает оптимальное с ним сцепление.
    После того как железобетонная шпала готова, форма может быть демонтирована и сразу же применена для очередного производственного цикла.
    Название метода объясняется типом производственного процесса и конструкционными особенностями используемых форм, которые располагаются на транспортной системе карусельного типа. Такой метод получил широкое распространение в странах Западной Европы и считается наиболее перспективным и технологичным.
  • Линейная технология.
    Независимо от того, что изготавливается железобетонная полушпала для рельсовых кранов или полноразмерное изделие,производственный процесс может быть реализован на основе линейной технологии.
    В ходе производственного процесса применяется конвейер с рядом последовательно расположенных форм. Общая длина цепочки, как правило,составляет не меньше 100 метров.
    В торцах форм применяются специальные устройства,которые не только закрывают форму,но и передают предварительное напряжение на арматурные прутья. По мере высыхания смеси усилие передаётся на бетон.
  • Технология снятия формы с последующим напряжением.

На фото — современная линия по производству шпал западноевропейского стандарта

В данном случае в формы вставляются шаблоны, которые будут определять расположение металлической арматуры. Затем бетон заливается в формы и уплотняется.

По мере застывания, в толщу смеси вводятся металлические штыри,на которые оказывается механическое усилие. Через небольшой промежуток времени форма демонтируется и извлекаются шаблоны. Преимущество данного способа в том, что процесс по сути беспрерывный, а потому для получения требуемого результата необходимо ограниченное количество форм.

  • Технология снятия формы с предварительным напряжением.
    В этом случае форма снимается так же быстро, как и в предыдущем способе. Единственным существенным отличием этого технологического процесса является то, что напрягающее усилие изделию передается не через штыри, а посредством рам.

Особенности монтажа, ремонта и утилизации железобетонных шпал

На фото — эксплуатация передвижного шпалоукладчика

Укладка железнодорожных путей с применением ж/б шпал имеет ряд характерных особенностей.

Рельсы и бетонные шпалы, при сооружении железных дорог,монтируются на изначально подготовленное полотно на основе земельного грунта, песка и щебневой засыпки.Для того чтобы предотвратить повреждение шпал при прохождении поездов и обеспечить сохранность земляного полотна, требуется специальная подготовка, которая заключается в устройстве песчаных полос.

Укладка производится посредством механизированных комплексов,которые позволяют минимизировать степень использования физического труда. В итоге снижается себестоимость монтажного процесса, а кроме того, сокращаются сроки реализации укладки пути в целом.

Как ранее было сказано,эксплуатационный ресурс ж/б шпал ограничивается 30-60 годами. Но такие параметры долговечности возможны только в том случае, если состояние путей регулярно осматривается на предмет поломок и частичных деформаций.

К примеру на эксплуатационное состояние ЖБИ влияет состояние шурупов, крепящих подкладку к шпале. Если шуруп сломан и неполадка своевременно не обнаружена велика вероятность того, что подкладка при прохождении состава будет бить по бетону, вызывая в нем усталостные напряжения. (См. также статью Застывание бетона: особенности.)

Если проблема не устраняется после срыва головки шурупа, в сравнительно небольшой промежуток времени в толще бетона появляются микротрещины, которые приводят к частичному или полному разрушению шпалы.

На фото — работа механизированного комплекса по утилизации твердых строительных отходов

По истечении эксплуатационного ресурса или вследствие естественных разрушений, шпалы подлежат замене. В то же время непригодные к использованию ЖБДИ подлежат утилизации.

Так как резка железобетона алмазными кругами с целью измельчения представляется неоправданно дорогостоящим процессом, переработка осуществляется с применением специальных механизированных комплексов. Основным рабочим элементом комплекса является щековая дробилка, которая измельчает ЖБИ до консистенции средне или мелкоразмерного щебня. (См. также статью Упрочнение бетона: как сделать.)

Переработанные шпалы впоследствии могут быть применены в качестве материалов для засыпки котлованов или для формирования насыпей.

Теперь вы знаете,сколько весит железобетонная шпала, как она изготавливается и каковы ее эксплуатационные особенности. Надо полагать, что применение этих ЖБИ будет актуальным и востребованным в течение долгого времени.

Ведь даже несмотря на разработку полностью пластиковых шпал в Японии, именно соответствие ГОСТ на железобетонные шпалы гарантирует оптимальное сочетание прочности, долговечности и приемлемой стоимости. Больше полезной и интересной информации вы сможете обнаружить, посмотрев видео в этой статье.