Железобетонные шпалы: производство, где используют

Шпалы из железобетона

В шпалах из железобетона присутствуют следующие преимущества:

Шпале из железобетона присущи следующие недостатки:

Шпалу из железобетона разделяют на следующие типы, которые зависят от стойкости к возможным трещинам, качества и точной ширины, длины и других размеров изделия:

  • Опора первого сорта.
  • Опора второго сорта. Отличается низкой степенью стойкости к трещинам, геометрические размеры не нуждаются в высоких требованиях.

По типу рельсового крепления бывают следующих видов:

  • Ш-1,с раздельным типом клемно-болтовым соединением, которое фиксируется к опоре с использованием прокладки и болта.
  • Ш-2 нераздельного вида крепления.
  • Ш-3 имеют схожесть с опорами Ш-2, но различаются по способу крепления.

Шпалы из железобетона различны по классу, по наличию электроизоляции и типу применяемой арматуры. Железобетонные шпалы имеют отличия по параметрам электроизоляции:

  • изолированные;
  • неизолированные, без изолирующих вкладышей.

Вернуться к оглавлению

Монтаж, ремонт и утилизация шпал

Установка железнодорожных путей имеет следующие особенности:

  • капитальный;
  • средний;
  • подъемочный;
  • реконструкцию.

По типу верхнего монтажа: укладка на новый щебень или на старый щебень. Для усиления мощности и стойкости путей, в процессе проведения работ по ремонтированию поврежденной детали, используют подрельсовые основания различных конструкций.

Немного истории

На фото — деревянные шпалы после долговременной эксплуатации

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.

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

Особенности монтажа, ремонта и утилизации железобетонных шпал

На фото — эксплуатация передвижного шпалоукладчика

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

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.

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.

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

Шпалы из железобетона

Во время производства железобетонных элементов учитываются такие особенности:

На сегодняшний день бетонные шпалы полностью вытеснили каменные и деревянные аналоги.

Преимущества и недостатки

Шпалы железобетонные имеют такие достоинства:

Монтаж, ремонт и утилизация шпал

ЖБ шпалы обязательный элемент при строительстве железных дорог. Их нужно правильно укладывать, периодически ремонтировать и утилизировать разрушенные элементы в соответствии с технологией. Монтаж железобетонных изделий имеет особенности:

Во время проведения ремонтных работ участок железной дороги должен быть обесточен и перекрыт. При возможности движение поездов перенаправляют на другие полотна. Ремонт железобетонных шпал осуществляет специальная путевая техника.

Если изделие разрушено слишком сильно и не подлежит восстановлению, то его утилизируют. Шпалы просто измельчают при помощи дробилки. Полученный материал применяют для формирования насыпей или для засыпки небольших ям.

Деревянные шпалы

Деревянные шпалы преобладают на железных дорогах мира, так как они с технической точки зрения в наибольшей степени отвечают требованиям, предъявляемым к подрельсовому основанию.

Главные достоинства деревянных шпал – хорошая упругость, простота изготовления и эксплуатации (транспортировки, подбивки, смены), большое электрическое сопротивление.

Недостатки деревянных шпал – малый срок службы при высокой грузонапряженности, большая потребность в деловой древесине, необходимой для разнообразнейших нужд народного хозяйства.

С 1 января 1966 г. на дорогах России укладывают деревянные шпалы (рис. 1) двух видов:

  • обрезные (А), у которых пропилены все четыре стороны;
  • необрезные (Б), у которых пропилены две противоположные стороны – постели.

Деревянные шпалы делятся на три типа:

  • I – для главных путей;
  • II – для станционных и подъездных (железнодорожных путей необщего пользования);
  • III – для малодеятельных путей необщего пользования промышленных предприятий.

Рис. 1 – Типы деревянных шпал (поперечные сечения)

Шпалы изготовляют из сосны, ели, пихты, кедра, бука и березы. Длина шпал 2,75 м. Для особо грузонапряженных участков поставляют шпалы длиной 2,8 м, а для участков с совмещенными путями различной ширины колеи – 3,0 м.

где А – общее количество шпал, лежащих в пути;

m1, m2 – количество негодных шпал в пути по данным натурного осмотра соответственно к началу и к концу периода (года, пятилетки);

n – количество шпал, уложенных в путь за период tн;

tн – длительность наблюдения.

Величины A, m1, m2 и n берут из технического паспорта пути и технических отчетов.

Рис. 2 – Изменение срока службы деревянных шпал в зависимости от прошедшего тоннажа: 1 – костыльное скрепление; 2 – раздельное жесткое; 3 – раздельное с пружинной клеммой

Металлические шпалы

Металлические шпалы наиболее распространены в ФРГ, ГДР и Индии. Используются шпалы корытообразной формы (рис. 4). Масса нестыковой шпалы 50–80 кг, а стыковой 115–145 кг. Сейчас такие шпалы не укладывают.

Рис. 4 – Металлические шпалы дорог ГДР: а – нестыковая; б — стыковая

Незначительное количество металлических шпал имеется также на дорогах и других стран, в частности Франции.

Достоинства металлических шпал:

  • больший срок службы, чем деревянных;
  • меньшая масса, чем железобетонных;
  • возможность укладки в горячих цехах промышленных предприятий.

Недостатки металлических шпал:

  • высокая жесткость пути, по сравнению с деревянными шпалами;
  • значительный шум при движении поездов;
  • высокая электропроводность;
  • подверженность коррозии;

Определение

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

Преимущества и недостатки

К преимуществам бетонных шпал относятся:

Несмотря на многочисленные преимущества, у таких изделий имеются недостатки:

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:

Монтаж, ремонт и утилизация шпал

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

Шпалы из железобетона

За время существования железных дорог подпорки под шпалы изготавливались из различных материалов. Были каменные, но камень сложно поддается обработке, быстро трескается и приходит в негодность. Долговечны деревянные шпалы, просмоленные для защиты от негативных воздействий погодных условий. Но через время и они требовали либо замены, либо ремонта железнодорожных путей. На сегодняшний день железобетонные конструкции с полным основанием считают материалом будущего для изготовления опоры под шпалы и фундамента под здания и постройки. Применяют фундамент из железобетонных шпал для построек всевозможной сложности и этажности на любых видах почвы. Однако стоит учитывать, что весит данное изделие немало.

Определение

Железобетонные шпалы имеют вид рельсовой опоры, для изготовления которых потребуются брусья с меняющимися размерами и формами сечения. Бетонные рельсовые опоры армируются стальной проволокой, диаметр которой зависит от модификации. При работе с железобетонными шпалами предъявляют следующие требования к их технологии производства:

  • приготовление бетонного раствора требует однородной консистенции;
  • для нужной передачи силы напряжения материал должен обладать соответствующей прочностью;
  • изготавливая изделия, придерживаются точных размеров, форм, которые важны для железобетонных шпал в местах соединения с рельсами.

Где применяются?

В наше время все хотят сэкономить – б/у шпалы дают такую возможность при строительстве собственного дома.

Шпала железобетонная используется при возведении фундаментов и железнодорожных путей. Из-за различных природных условий эксплуатации и разнообразной механической нагрузки на изделия, при изготовлении железобетонной опоры придерживаются повышенных требований. Это позволит увеличить срок службы, который при благоприятных условиях использования достигнет шестидесяти лет. Опоры, изготовленные с использованием предварительно напряженного железобетона, повсюду пододвигают распространенные деревянные подпорки за счет своей прочности, долговечности и быстроты монтажа.

Преимущества и недостатки

В шпалах из железобетона присутствуют следующие преимущества:

  • длительный срок службы;
  • достаточная устойчивость к отрицательным воздействиям факторов окружающей среды;
  • отсутствие возможности гниения в процессе эксплуатации;
  • стойкость к различным механическим нагрузкам;
  • невысокая ценовая категория;
  • монтаж и укладка не требуют больших физических затрат;
  • не требуют больших затрат на обслуживание в процессе эксплуатации;
  • за счет того, что ширина и длина изделия идеально ровные, обеспечивается удобство при перевозке и выгрузке.

Шпале из железобетона присущи следующие недостатки:

  • Потребность в периодическом осмотре железнодорожных путей по причине усталостного разрушения сооружения, сделанного из бетона.
  • Весит шпала 0,27 тонны, а это значит, что собственноручная установка изделий невозможна. Таким образом, за счет тяжелого веса возникает потребность в специализированной технике. Конструкции из бетона, в отличие от изделий из дерева, вес которых меньше, монтируют специальными механизмами – шпалоукладчиками.
  • Необходимость в использовании упругих прокладок, которые позволяют снизить жесткость изделия.
  • Шпалам из железобетона присуща большая электропроводность, которая требует применение изоляции.

Шпалу из железобетона разделяют на следующие типы, которые зависят от стойкости к возможным трещинам, качества и точной ширины, длины и других размеров изделия:

  • Опора первого сорта.
  • Опора второго сорта. Отличается низкой степенью стойкости к трещинам, геометрические размеры не нуждаются в высоких требованиях.

По типу рельсового крепления бывают следующих видов:

  • Ш-1,с раздельным типом клемно-болтовым соединением, которое фиксируется к опоре с использованием прокладки и болта.
  • Ш-2 нераздельного вида крепления.
  • Ш-3 имеют схожесть с опорами Ш-2, но различаются по способу крепления.

Шпалы из железобетона различны по классу, по наличию электроизоляции и типу применяемой арматуры. Железобетонные шпалы имеют отличия по параметрам электроизоляции:

  • изолированные;
  • неизолированные, без изолирующих вкладышей.

Технология производства

Вне зависимости от сферы использования, железобетонные опоры изготавливают одинаковой прочности и эксплуатационных свойств. Технология изготовления опор бывает четырех типов:

  • Карусельный тип с последующим извлечением формы. Заключается в приготовлении смеси и заливке ее в формы, где происходит ее дальнейшее уплотнение. Извлекают опоры из емкости после полного застывания раствора и достижения его максимальной прочности. Для изготовления используют кассетные конструкции, в которые вмещаются шесть опор. Для достижения требуемого сцепления и обеспечения предварительного напряжения, применяют арматуру, с помощью которой напряжение передается на поверхность бетона. По окончании изготовления изделия, форму извлекают и пускают для следующего производства.
  • Линейный. Этот тип изготовления опоры из железобетона подразумевает линейную технологию, для которой необходим конвейер, на котором в определенной последовательности располагаются формы. Длина установленных форм достигает ста метров. С боку емкости прикрывают специально предназначенными устройствами, которые также способны передавать напряжение на арматуру. В процессе схватывания раствора напряжение передается на поверхность бетона.
  • Демонтаж форм с дальнейшим напряжением. Для этого типа изготовления опор из железобетона требуется выставление шаблонов, с помощью которых определяется месторасположение стальной арматуры. Емкости заполняют раствором из бетона и уплотняют. В процессе схватывания раствора в него погружают штыри. Спустя некоторое время форму и шаблон извлекают.
  • Демонтаж форм с предварительным напряжением представляет собой такую же технологию, как и при демонтаже форм с дальнейшим напряжением, только вместо штырей используют рамы, обеспечивающие напрягающее усилие в изделии.

Монтаж, ремонт и утилизация шпал

Установка железнодорожных путей имеет следующие особенности:

  • Железобетонные опоры и рельсы устанавливают на предварительно подготовленную поверхность, которая состоит из почвы, песка и щебня. Для сохранности шпал в процессе эксплуатации и прохождения по ним поездов, важно сохранить верхний слой земли путем устройства песчаных полос.
  • Железобетонная опора весит немало, и поднять такой вес конструкции не под силу обычному рабочему, монтаж осуществляют с использованием механизированного оборудования. Этот подход снижает применение физической силы и уменьшает стоимость на монтаж изделий. Также механизированный комплекс сокращает время на укладку железной дороги.
  • Для использования железобетонных шпал на протяжении пятидесяти лет, важно диагностировать пути, что позволит выявить деформации и поломки. Проверяют крепежные элементы, исключают поломку, так как она способна привести к нарушению фиксации подкладки, которая издает звуки в момент прохождения по путям состава.
  • Несвоевременное обнаружение поломки крепежных деталей приводит к появлению трещин и частичной или полной поломки шпалы.
  • Когда срок эксплуатации изделия истек или железобетонная опора стала непригодной за счет возможных разрушений, шпалу утилизируют. Утилизация происходит щековой дробилкой, с помощью которой измельчение изделия достигает размера щебня меленькой фракции или средней фракции. Переработанные изделия в дальнейшем используют для засыпки ям.

Ремонтирование железобетонных шпал подразумевает выявление и устранение дефектов и повреждений. Заделывают отколы, выбоины, раковины и трещины. Когда ремонтируется поломка, движение поездов не прекращается, рабочее место ограждают специальным сигнальным знаком. Проводится капитальный ремонт в междуремонтных сроках, где не требуется смена шпал, выполняется ремонт с помощью путевых машинных станций по подготовленным индивидуальным проектам и расчетам. Ремонт железобетонных опор подразделяется на:

  • капитальный;
  • средний;
  • подъемочный;
  • реконструкцию.

По типу верхнего монтажа: укладка на новый щебень или на старый щебень. Для усиления мощности и стойкости путей, в процессе проведения работ по ремонтированию поврежденной детали, используют подрельсовые основания различных конструкций.

Заключение

Использование железобетонных опор актуально во всем мире, спрос на такие изделия растет постоянно. Ведь опоры из железобетона, несмотря даже на их большой вес, имеют несравнимую прочность, надежность и долговечность.

Читайте также:  2 способа соединить полипропиленовые трубы с металлическими

А стоимость материалов и несложность изготовления изделий повышает популярность применения железобетонных шпал в мире строительства.

Применение и производство железобетонных шпал

Материал под рельсы или элемент фундаментной опоры строения — железобетонные шпалы. К изобретению такой конструкции шли долго. Сначала использовались каменные прокладки, однако они плохо поддаются обработке и изнашиваются, выходят из строя. Хорошо себя зарекомендовали подпорки из специально обработанного дерева, но их через некоторое время заменяют и ремонтируют. В итоге наиболее прочными остались конструкции из железобетона, который является материалом будущего.

Что это такое и где используют?

Железобетонные шпалы — подпорки под рельсы, которые имеют форму бруса с меняющимися размерами и формами сечения.

Это изделие имеет внутренний металлический каркас, состоящий из стальных прутьев, диаметр которых 0,03—0,06 см, меняется в зависимости от модификаций конструкции. Производство материала для фиксирования рельс выполняется по особой технологии, к которой предъявляют такие требования:

  • Однородность смеси. Бетон для изделий хорошо перемешивают.
  • Прочность конструкции. Важна при передачи усилия напряжения.
  • Точность исполнения. Производители изделия соблюдают такие параметры материала для надежного монтажа рельс:
    • размеры;
    • формы;
    • вес.

    Бетонные изделия широко используются по всему миру при сооружении новых железных дорог и реконструкции старых путей. Использование во всех климатических поясах выставляет повышенные требования к технико-эксплуатационным характеристикам, качеству изделий. Железобетонные шпалы, в зависимости от интенсивности износа полотна, имеют ресурс долговечности в 30—60 лет. Эти подпорки постепенно вытесняют деревянные в железнодорожном строительстве. А также делают фундамент из железобетонных шпал, часто используются изделия, бывшие в употреблении.

    Плюсы и минусы: основной перечень

    Изделия для закрепления рельс к полотну имеют позитивные и негативные отличия, представленные в таблице:

    ПоказательОписание
    ПлюсыДолговечность
    Устойчивость к агрессивным факторам внешней среды
    Стойкость к процессам разложения
    Высокая сопротивляемость механическим нагрузкам
    Сравнительно низкая цена
    Монтажные работы не сложны
    Эксплуатация шпал не требует больших финансовых издержек
    Параметры подпорок (длина, ширина) позволяют удобно их транспортировать, загружать и выгружать
    МинусыРазрушение железобетонных конструкций, из-за чего состояние путей периодически осматривают
    Прокладка под рейсы весит 270 кг, поэтому монтаж производится техникой (укладчиком шпал)
    Обязательное использование в конструкции прокладок, придающих упругость
    Железобетонный каркас проводит ток, поэтому применяют электроизоляцию

    Виды изделий

    Железобетонные шпалы бывают разных типов, подробнее о которых в таблице:

    Параметры классификацииВидХарактеристика
    Стойкость к растрескиванию, качество и точность параметровОпоры 1-го сортаОбладает высокими эксплуатационными характеристиками
    Опоры 2-го сортаПодвержены растрескиванию, в геометрии размеров допускаются отклонения
    Вид крепления к рейсамШ-1Раздельное болтово-клеммное соединение, фиксация осуществляется болтами и прокладками
    Ш-2Крепление нераздельное
    Ш-3Похожи с Ш-2, но вид крепления другой
    Наличие изоляции от электротока и вид арматурного каркасаС изоляциейБетонные шпалы оборудованы изоляторами
    Без изоляцииОтсутствуют изолирующие вкладыши

    Требования по стандарту

    Железобетонные шпалы изготавливаются согласно нормативным документам с строгими соблюденными формами и размерами.

    Прочностные и другие показатели железобетонных шпал отражены в ГОСТ 33320–2015. Это изделия, к эксплуатационным показателям которых выдвигаются требования:

    • Прочностные параметры. Сила, передающая предварительное натяжение, возникает сразу после изготовления изделия.
    • Параметры бетона. Смесь должна иметь наивысшую меру однородности консистенции.
    • Точные формы и размеры. Соответствие этим параметрам характерны для этих конструкций. Существуют строгие допуски по элементам шпал, сверяется соответствие заданным стандартам мест соединения с рельсами.

    Производство

    За последние годы было испробовано множество способов изготовления бетонных подпорок под шпалы. В мире пользуются 4-мя методами технологии по производству железобетонных изделий. Они обеспечивают получение надежной и проверенной продукции, которая отвечает требованиям международной стандартизации.

    Карусельный тип с задержкой снятия форм

    Готовый раствор заливается в кассетные формы, в которых происходит уплотнение изделия.

    Технология предусматривает использование кассетных форм, состоящих из 6-ти элементов. Подготовленная смесь заливается в кассеты, где потом происходит ее уплотнение. Чтобы получить нужное сцепление и обеспечить предварительное напряжение, в раствор монтируют арматурный каркас. Достают из приспособлений готовую продукцию после достижения наивысших прочностных показателей. После завершения производственного цикла, освободившиеся от конструкций формы отправляют для следующей партии изделий.

    Линейный тип

    Для этого вида используют конвейер, на котором в очередности установлены формы для залива бетона, их длина составляет 100 метров. Боковые части устройств закрывают специальные приспособления, передающие механическое воздействие на металлический каркас. Когда смесь созревает, напряжение распределяется по всей бетонной поверхности.

    Метод демонтажа формы со следующим напряжением

    Эта технология предусматривает использование специальных форм и встраиваемых шаблонов, которые отмечают место расположения арматурного каркаса. Формы заливаются бетонным раствором, который уплотняют. Когда смесь схватывается, в нее фиксируют стальные пруты. После созревания бетона готовую шпалу вынимают из формы и шаблона. Изготовление изделий происходит беспрерывно.

    Снятие форм с предварительным напряжением

    Технология сходна с предыдущей, но вместо погружения в бетон металлических прутов в формы монтируют сварные стальные рамки, на них оказывают механическое воздействие. Устройства обеспечивают готовому изделию напряженное усилие. Емкости также быстро освобождаются от готовых железобетонных конструкций, и производственный цикл начинается заново.

    Виды и типы железобетонных шпал, размеры, маркировка.

    За время существования железных дорог подпорки под шпалы изготавливались из различных материалов. Были каменные, но камень сложно поддается обработке, быстро трескается и приходит в негодность. Долговечны деревянные шпалы, просмоленные для защиты от негативных воздействий погодных условий. Но через время и они требовали либо замены, либо ремонта железнодорожных путей. На сегодняшний день железобетонные конструкции с полным основанием считают материалом будущего для изготовления опоры под шпалы и фундамента под здания и постройки. Применяют фундамент из железобетонных шпал для построек всевозможной сложности и этажности на любых видах почвы. Однако стоит учитывать, что весит данное изделие немало.

    Определение

    Железобетонные шпалы имеют вид рельсовой опоры, для изготовления которых потребуются брусья с меняющимися размерами и формами сечения. Бетонные рельсовые опоры армируются стальной проволокой, диаметр которой зависит от модификации. При работе с железобетонными шпалами предъявляют следующие требования к их технологии производства:

    • приготовление бетонного раствора требует однородной консистенции;
    • для нужной передачи силы напряжения материал должен обладать соответствующей прочностью;
    • изготавливая изделия, придерживаются точных размеров, форм, которые важны для железобетонных шпал в местах соединения с рельсами.

    Вернуться к оглавлению


    Где применяются?

    В наше время все хотят сэкономить – б/у шпалы дают такую возможность при строительстве собственного дома.
    Шпала железобетонная используется при возведении фундаментов и железнодорожных путей. Из-за различных природных условий эксплуатации и разнообразной механической нагрузки на изделия, при изготовлении железобетонной опоры придерживаются повышенных требований. Это позволит увеличить срок службы, который при благоприятных условиях использования достигнет шестидесяти лет. Опоры, изготовленные с использованием предварительно напряженного железобетона, повсюду пододвигают распространенные деревянные подпорки за счет своей прочности, долговечности и быстроты монтажа.

    Вернуться к оглавлению

    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 .

    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.

    Преимущества и недостатки

    В шпалах из железобетона присутствуют следующие преимущества:

    • длительный срок службы;
    • достаточная устойчивость к отрицательным воздействиям факторов окружающей среды;
    • отсутствие возможности гниения в процессе эксплуатации;
    • стойкость к различным механическим нагрузкам;
    • невысокая ценовая категория;
    • монтаж и укладка не требуют больших физических затрат;
    • не требуют больших затрат на обслуживание в процессе эксплуатации;
    • за счет того, что ширина и длина изделия идеально ровные, обеспечивается удобство при перевозке и выгрузке.

    Шпале из железобетона присущи следующие недостатки:

    • Потребность в периодическом осмотре железнодорожных путей по причине усталостного разрушения сооружения, сделанного из бетона.
    • Весит шпала 0,27 тонны, а это значит, что собственноручная установка изделий невозможна. Таким образом, за счет тяжелого веса возникает потребность в специализированной технике. Конструкции из бетона, в отличие от изделий из дерева, вес которых меньше, монтируют специальными механизмами – шпалоукладчиками.
    • Необходимость в использовании упругих прокладок, которые позволяют снизить жесткость изделия.
    • Шпалам из железобетона присуща большая электропроводность, которая требует применение изоляции.

    Вернуться к оглавлению

    Шпалу из железобетона разделяют на следующие типы, которые зависят от стойкости к возможным трещинам, качества и точной ширины, длины и других размеров изделия:

    • Опора первого сорта.
    • Опора второго сорта. Отличается низкой степенью стойкости к трещинам, геометрические размеры не нуждаются в высоких требованиях.

    По типу рельсового крепления бывают следующих видов:

    • Ш-1,с раздельным типом клемно-болтовым соединением, которое фиксируется к опоре с использованием прокладки и болта.
    • Ш-2 нераздельного вида крепления.
    • Ш-3 имеют схожесть с опорами Ш-2, но различаются по способу крепления.

    Шпалы из железобетона различны по классу, по наличию электроизоляции и типу применяемой арматуры. Железобетонные шпалы имеют отличия по параметрам электроизоляции:

    • изолированные;
    • неизолированные, без изолирующих вкладышей.

    Вернуться к оглавлению

    Типы изделий

    Железобетонные экземпляры можно разделить на различные типы по стойкости, качеству, размеру и т. д. Существуют изделия двух сортов:

    • Первосортный материал.
    • Опора второго сорта. Отличие от первого сорта состоит в том, что стойкость этих изделий невысокая, а габариты не требуют высоких геометрических расчетов.

    ЧИТАТЬ Особенности заливки бетоном пола в частном доме
    По типу крепления бывают три вида материала: Ш-1, Ш-2, Ш-3. Первый вариант использует клеммно-болтовое соединение, крепящееся к опоре при помощи болта и прокладки. Второй — нераздельное крепление. Третий тип схож со вторым, с незначительными изменениями соединения.

    Также опоры делят по виду электрической изоляции: изолированные и без изоляции.

    Технология производства

    Вне зависимости от сферы использования, железобетонные опоры изготавливают одинаковой прочности и эксплуатационных свойств. Технология изготовления опор бывает четырех типов:

    • Карусельный тип с последующим извлечением формы. Заключается в приготовлении смеси и заливке ее в формы, где происходит ее дальнейшее уплотнение. Извлекают опоры из емкости после полного застывания раствора и достижения его максимальной прочности. Для изготовления используют кассетные конструкции, в которые вмещаются шесть опор. Для достижения требуемого сцепления и обеспечения предварительного напряжения, применяют арматуру, с помощью которой напряжение передается на поверхность бетона. По окончании изготовления изделия, форму извлекают и пускают для следующего производства.
    • Линейный. Этот тип изготовления опоры из железобетона подразумевает линейную технологию, для которой необходим конвейер, на котором в определенной последовательности располагаются формы. Длина установленных форм достигает ста метров. С боку емкости прикрывают специально предназначенными устройствами, которые также способны передавать напряжение на арматуру. В процессе схватывания раствора напряжение передается на поверхность бетона.
    • Демонтаж форм с дальнейшим напряжением. Для этого типа изготовления опор из железобетона требуется выставление шаблонов, с помощью которых определяется месторасположение стальной арматуры. Емкости заполняют раствором из бетона и уплотняют. В процессе схватывания раствора в него погружают штыри. Спустя некоторое время форму и шаблон извлекают.
    • Демонтаж форм с предварительным напряжением представляет собой такую же технологию, как и при демонтаже форм с дальнейшим напряжением, только вместо штырей используют рамы, обеспечивающие напрягающее усилие в изделии.

    Вернуться к оглавлению

    Монтаж, ремонт и утилизация шпал

    Установка железнодорожных путей имеет следующие особенности:

    • Железобетонные опоры и рельсы устанавливают на предварительно подготовленную поверхность, которая состоит из почвы, песка и щебня. Для сохранности шпал в процессе эксплуатации и прохождения по ним поездов, важно сохранить верхний слой земли путем устройства песчаных полос.
    • Железобетонная опора весит немало, и поднять такой вес конструкции не под силу обычному рабочему, монтаж осуществляют с использованием механизированного оборудования. Этот подход снижает применение физической силы и уменьшает стоимость на монтаж изделий. Также механизированный комплекс сокращает время на укладку железной дороги.
    • Для использования железобетонных шпал на протяжении пятидесяти лет, важно диагностировать пути, что позволит выявить деформации и поломки. Проверяют крепежные элементы, исключают поломку, так как она способна привести к нарушению фиксации подкладки, которая издает звуки в момент прохождения по путям состава.
    • Несвоевременное обнаружение поломки крепежных деталей приводит к появлению трещин и частичной или полной поломки шпалы.
    • Когда срок эксплуатации изделия истек или железобетонная опора стала непригодной за счет возможных разрушений, шпалу утилизируют. Утилизация происходит щековой дробилкой, с помощью которой измельчение изделия достигает размера щебня меленькой фракции или средней фракции. Переработанные изделия в дальнейшем используют для засыпки ям.

    Ремонтирование железобетонных шпал подразумевает выявление и устранение дефектов и повреждений. Заделывают отколы, выбоины, раковины и трещины. Когда ремонтируется поломка, движение поездов не прекращается, рабочее место ограждают специальным сигнальным знаком. Проводится капитальный ремонт в междуремонтных сроках, где не требуется смена шпал, выполняется ремонт с помощью путевых машинных станций по подготовленным индивидуальным проектам и расчетам. Ремонт железобетонных опор подразделяется на:

    • капитальный;
    • средний;
    • подъемочный;
    • реконструкцию.

    По типу верхнего монтажа: укладка на новый щебень или на старый щебень. Для усиления мощности и стойкости путей, в процессе проведения работ по ремонтированию поврежденной детали, используют подрельсовые основания различных конструкций.

    Вернуться к оглавлению

    Использование в строительстве и ЖД

    Основное назначение железобетонных шпал — это использование их при строительстве железнодорожных путей. Основные особенности при возведении:

    • Опоры и рельсы должны устанавливаться на предварительно подготовленный грунт, который обычно состоит из песка, щебня и почвы.
    • Для установки шпал в отведенное место приходится применять специальную технику, так как поднять человеку такое изделие тяжело. Кроме того, значительно сокращается время установки и снижаются материальные затраты на организацию труда.
    • Чтобы шпалы служили долго, их нужно время от времени проверять: осматривать крепление и прокладку.
    • Если вовремя не обнаружить поломку крепежной детали, то на шпалах могут появиться трещины, что приведет к полной поломке материала.
    • По прошествии срока эксплуатации шпалу утилизируют при помощи щековой дробилки. Полученный состав используют при засыпке ям.

    ЧИТАТЬ Виды и расчёт железобетонных балок перекрытия

    Железнодорожные шпалы приходится периодически ремонтировать — заделывать отколовшиеся части, трещины, выбоины. Причем во время ремонта движение поездов не останавливается, рабочий участок просто ограждают соответствующим знаком. В общих чертах ремонт бывает четырех видов:

    • Капитальный.
    • Обычный.
    • Подъёмный.
    • Реконструкционный.

    Нередко отработанные железобетонные шпалы используют при возведении фундамента дома или дачи, экономя средства. Стоит отметить, что построить огромный коттедж или другое массивное здание на основе бывших в употреблении шпал не получится из-за высокого удельного веса строений.

    Использовать при возведении постройки можно как железобетонные изделия, так и деревянные. Однако у первых есть несколько весомых преимуществ:

    • Служит фундамент из железобетона более 50 лет.
    • Стоимость возведения фундамента значительно ниже постройки из других материалов.
    • Бывает, что ЖД материал можно получить бесплатно, так как его списывают.
    • Конструкция получится более прочной и мощной, в отличие от деревянного фундамента.

    ЧИТАТЬ Процесс армирования ленточного фундамента своими руками

    Точно сказать сколько весит бетонная шпала нельзя, но уложить их вручную будет тяжело.

    Вес железобетонной шпалы, длина изделия, ширина и класс бетона

    За время существования железных дорог подпорки под шпалы изготавливались из различных материалов. Были каменные, но камень сложно поддается обработке, быстро трескается и приходит в негодность. Долговечны деревянные шпалы, просмоленные для защиты от негативных воздействий погодных условий. Но через время и они требовали либо замены, либо ремонта железнодорожных путей. На сегодняшний день железобетонные конструкции с полным основанием считают материалом будущего для изготовления опоры под шпалы и фундамента под здания и постройки. Применяют фундамент из железобетонных шпал для построек всевозможной сложности и этажности на любых видах почвы. Однако стоит учитывать, что весит данное изделие немало.

    Определение

    Железобетонные шпалы имеют вид рельсовой опоры, для изготовления которых потребуются брусья с меняющимися размерами и формами сечения. Бетонные рельсовые опоры армируются стальной проволокой, диаметр которой зависит от модификации. При работе с железобетонными шпалами предъявляют следующие требования к их технологии производства:

    • приготовление бетонного раствора требует однородной консистенции;
    • для нужной передачи силы напряжения материал должен обладать соответствующей прочностью;
    • изготавливая изделия, придерживаются точных размеров, форм, которые важны для железобетонных шпал в местах соединения с рельсами.

    Вернуться к оглавлению

    Где применяются?

    В наше время все хотят сэкономить – б/у шпалы дают такую возможность при строительстве собственного дома.
    Шпала железобетонная используется при возведении фундаментов и железнодорожных путей. Из-за различных природных условий эксплуатации и разнообразной механической нагрузки на изделия, при изготовлении железобетонной опоры придерживаются повышенных требований. Это позволит увеличить срок службы, который при благоприятных условиях использования достигнет шестидесяти лет. Опоры, изготовленные с использованием предварительно напряженного железобетона, повсюду пододвигают распространенные деревянные подпорки за счет своей прочности, долговечности и быстроты монтажа.

    Вернуться к оглавлению

    Преимущества и недостатки

    В шпалах из железобетона присутствуют следующие преимущества:

    • длительный срок службы;
    • достаточная устойчивость к отрицательным воздействиям факторов окружающей среды;
    • отсутствие возможности гниения в процессе эксплуатации;
    • стойкость к различным механическим нагрузкам;
    • невысокая ценовая категория;
    • монтаж и укладка не требуют больших физических затрат;
    • не требуют больших затрат на обслуживание в процессе эксплуатации;
    • за счет того, что ширина и длина изделия идеально ровные, обеспечивается удобство при перевозке и выгрузке.

    Шпале из железобетона присущи следующие недостатки:

    • Потребность в периодическом осмотре железнодорожных путей по причине усталостного разрушения сооружения, сделанного из бетона.
    • Весит шпала 0,27 тонны, а это значит, что собственноручная установка изделий невозможна. Таким образом, за счет тяжелого веса возникает потребность в специализированной технике. Конструкции из бетона, в отличие от изделий из дерева, вес которых меньше, монтируют специальными механизмами – шпалоукладчиками.
    • Необходимость в использовании упругих прокладок, которые позволяют снизить жесткость изделия.
    • Шпалам из железобетона присуща большая электропроводность, которая требует применение изоляции.

    Вернуться к оглавлению

    Шпалу из железобетона разделяют на следующие типы, которые зависят от стойкости к возможным трещинам, качества и точной ширины, длины и других размеров изделия:

    • Опора первого сорта.
    • Опора второго сорта. Отличается низкой степенью стойкости к трещинам, геометрические размеры не нуждаются в высоких требованиях.

    По типу рельсового крепления бывают следующих видов:

    • Ш-1,с раздельным типом клемно-болтовым соединением, которое фиксируется к опоре с использованием прокладки и болта.
    • Ш-2 нераздельного вида крепления.
    • Ш-3 имеют схожесть с опорами Ш-2, но различаются по способу крепления.

    Шпалы из железобетона различны по классу, по наличию электроизоляции и типу применяемой арматуры. Железобетонные шпалы имеют отличия по параметрам электроизоляции:

    • изолированные;
    • неизолированные, без изолирующих вкладышей.

    Вернуться к оглавлению

    Типы изделий

    Железобетонные экземпляры можно разделить на различные типы по стойкости, качеству, размеру и т. д. Существуют изделия двух сортов:

    • Первосортный материал.
    • Опора второго сорта. Отличие от первого сорта состоит в том, что стойкость этих изделий невысокая, а габариты не требуют высоких геометрических расчетов.

    ЧИТАТЬ Армирование стен из газобетона арматурой и сеткой
    По типу крепления бывают три вида материала: Ш-1, Ш-2, Ш-3. Первый вариант использует клеммно-болтовое соединение, крепящееся к опоре при помощи болта и прокладки. Второй — нераздельное крепление. Третий тип схож со вторым, с незначительными изменениями соединения.

    Также опоры делят по виду электрической изоляции: изолированные и без изоляции.

    Технология производства

    Вне зависимости от сферы использования, железобетонные опоры изготавливают одинаковой прочности и эксплуатационных свойств. Технология изготовления опор бывает четырех типов:

    • Карусельный тип с последующим извлечением формы. Заключается в приготовлении смеси и заливке ее в формы, где происходит ее дальнейшее уплотнение. Извлекают опоры из емкости после полного застывания раствора и достижения его максимальной прочности. Для изготовления используют кассетные конструкции, в которые вмещаются шесть опор. Для достижения требуемого сцепления и обеспечения предварительного напряжения, применяют арматуру, с помощью которой напряжение передается на поверхность бетона. По окончании изготовления изделия, форму извлекают и пускают для следующего производства.
    • Линейный. Этот тип изготовления опоры из железобетона подразумевает линейную технологию, для которой необходим конвейер, на котором в определенной последовательности располагаются формы. Длина установленных форм достигает ста метров. С боку емкости прикрывают специально предназначенными устройствами, которые также способны передавать напряжение на арматуру. В процессе схватывания раствора напряжение передается на поверхность бетона.
    • Демонтаж форм с дальнейшим напряжением. Для этого типа изготовления опор из железобетона требуется выставление шаблонов, с помощью которых определяется месторасположение стальной арматуры. Емкости заполняют раствором из бетона и уплотняют. В процессе схватывания раствора в него погружают штыри. Спустя некоторое время форму и шаблон извлекают.
    • Демонтаж форм с предварительным напряжением представляет собой такую же технологию, как и при демонтаже форм с дальнейшим напряжением, только вместо штырей используют рамы, обеспечивающие напрягающее усилие в изделии.

    Вернуться к оглавлению

    Размеры железобетонных шпал

    За точность и соответствие размерам, отвечают два нормативных документа — ГОСТ — 33320 — 2015 и Стандарт 1081 — 97. Они учитываются при производстве на предприятии ОАО «Спецжелезобетон» под торговой маркой «Микабет» и весь процесс создания проходит строго в рамках этих нормативов.

    Точные размеры бетонной шпалы следующие:

    • Длина изделия — 2 700 миллиметров
    • Ширина — 300 миллиметров
    • Высота центральной части — 145 мм.
    • Толщина рельсовой опорной точки — 206 мм.
    • Высшая точка крайней части, «ската» — 230 миллиметров
    • Вес изделия — 270 килограмм
    • Объем бетона здесь 0.108 м3

    Это касается ГОСТ — 33320 — 2015, железобетонная шпала для железных дорог, Тип 1, подтип Ш-1, под рельс Р75 или Р65. тут используется клеммно-болтовой тип соединения. Но помимо такой классической формы, среди продуктов «Микабет» можно выделить и другие образцы:

    • Железобетонная шпала, предварительно напряженная с упорными металлическими анкерами. Ее вес больше, 290 килограмм
    • ЖБ шпала, с предварительным напряжением, используемая для веерных путей в метро. Вес в 270 кг.

    Другие характеристики

    При выборе изделий для ЖД строительства, необходимо учитывать не только его вес и размеры, но и другие факторы. Первый из них — морозостойкость. Этот показатель определяет устойчивость бетона в холодное время года и сохранение им всех заявленных производителем качеств. Тут продукция «Микабет» дает параметр морозостойкости F200. Класс бетона. Состав используемого материала сказывается на его долговечности, плотности и также сохранении заявленных характеристик. У нас используется бетон класса B40.

    • Объем бетона, м³ — 0.11
    • Вагонная норма загрузки — 240- 256

    Монтаж, ремонт и утилизация шпал

    Установка железнодорожных путей имеет следующие особенности:

    • Железобетонные опоры и рельсы устанавливают на предварительно подготовленную поверхность, которая состоит из почвы, песка и щебня. Для сохранности шпал в процессе эксплуатации и прохождения по ним поездов, важно сохранить верхний слой земли путем устройства песчаных полос.
    • Железобетонная опора весит немало, и поднять такой вес конструкции не под силу обычному рабочему, монтаж осуществляют с использованием механизированного оборудования. Этот подход снижает применение физической силы и уменьшает стоимость на монтаж изделий. Также механизированный комплекс сокращает время на укладку железной дороги.
    • Для использования железобетонных шпал на протяжении пятидесяти лет, важно диагностировать пути, что позволит выявить деформации и поломки. Проверяют крепежные элементы, исключают поломку, так как она способна привести к нарушению фиксации подкладки, которая издает звуки в момент прохождения по путям состава.
    • Несвоевременное обнаружение поломки крепежных деталей приводит к появлению трещин и частичной или полной поломки шпалы.
    • Когда срок эксплуатации изделия истек или железобетонная опора стала непригодной за счет возможных разрушений, шпалу утилизируют. Утилизация происходит щековой дробилкой, с помощью которой измельчение изделия достигает размера щебня меленькой фракции или средней фракции. Переработанные изделия в дальнейшем используют для засыпки ям.

    Ремонтирование железобетонных шпал подразумевает выявление и устранение дефектов и повреждений. Заделывают отколы, выбоины, раковины и трещины. Когда ремонтируется поломка, движение поездов не прекращается, рабочее место ограждают специальным сигнальным знаком. Проводится капитальный ремонт в междуремонтных сроках, где не требуется смена шпал, выполняется ремонт с помощью путевых машинных станций по подготовленным индивидуальным проектам и расчетам. Ремонт железобетонных опор подразделяется на:

    • капитальный;
    • средний;
    • подъемочный;
    • реконструкцию.

    По типу верхнего монтажа: укладка на новый щебень или на старый щебень. Для усиления мощности и стойкости путей, в процессе проведения работ по ремонтированию поврежденной детали, используют подрельсовые основания различных конструкций.

    Вернуться к оглавлению

    Использование в строительстве и ЖД

    Основное назначение железобетонных шпал — это использование их при строительстве железнодорожных путей. Основные особенности при возведении:

    • Опоры и рельсы должны устанавливаться на предварительно подготовленный грунт, который обычно состоит из песка, щебня и почвы.
    • Для установки шпал в отведенное место приходится применять специальную технику, так как поднять человеку такое изделие тяжело. Кроме того, значительно сокращается время установки и снижаются материальные затраты на организацию труда.
    • Чтобы шпалы служили долго, их нужно время от времени проверять: осматривать крепление и прокладку.
    • Если вовремя не обнаружить поломку крепежной детали, то на шпалах могут появиться трещины, что приведет к полной поломке материала.
    • По прошествии срока эксплуатации шпалу утилизируют при помощи щековой дробилки. Полученный состав используют при засыпке ям.

    ЧИТАТЬ Когда снимать опалубку после заливки бетона: рекомендации

    Железнодорожные шпалы приходится периодически ремонтировать — заделывать отколовшиеся части, трещины, выбоины. Причем во время ремонта движение поездов не останавливается, рабочий участок просто ограждают соответствующим знаком. В общих чертах ремонт бывает четырех видов:

    • Капитальный.
    • Обычный.
    • Подъёмный.
    • Реконструкционный.

    Нередко отработанные железобетонные шпалы используют при возведении фундамента дома или дачи, экономя средства. Стоит отметить, что построить огромный коттедж или другое массивное здание на основе бывших в употреблении шпал не получится из-за высокого удельного веса строений.

    Использовать при возведении постройки можно как железобетонные изделия, так и деревянные. Однако у первых есть несколько весомых преимуществ:

    • Служит фундамент из железобетона более 50 лет.
    • Стоимость возведения фундамента значительно ниже постройки из других материалов.
    • Бывает, что ЖД материал можно получить бесплатно, так как его списывают.
    • Конструкция получится более прочной и мощной, в отличие от деревянного фундамента.

    ЧИТАТЬ Бетонирование площадки под автомобиль своими руками

    Точно сказать сколько весит бетонная шпала нельзя, но уложить их вручную будет тяжело.

    Железобетонные шпалы: основные разновидности, характеристики и особенности применения

    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

    Готовые к установке шпалы

    Немного истории

    На фото - деревянные шпалы после долговременной эксплуатации

    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

    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

    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;
    • устойчивость к механическим нагрузкам;
    • 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

    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

    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

    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

    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

    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

    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

    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

    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.

    Вывод

    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.

Ссылка на основную публикацию