Железобетонные шпалы: вес, длина, размеры

Применение железобетонных шпал, технические характеристики, изготовление

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

Шпалы из железобетона

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

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

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

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

Определение

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

Где применяются

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

Преимущества и недостатки

К преимуществам бетонных шпал относятся:

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

Несмотря на многочисленные преимущества, у таких изделий имеются недостатки:

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

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

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

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

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

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

Технология производства

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

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

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

4 наиболее распространенные технологии, которые соответствуют требованиям:

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

Монтаж, ремонт и утилизация шпал

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

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

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

Шпалы железобетонные

НаименованиеДлинаШиринаВысота
Б 24-20-7.5 2400 × 2000 × 800 мм2400 мм2000 мм800 ммЦена: Рассчитать стоимость
ЛШ 5 2500 × 250 × 150 мм2500 мм250 мм150 ммЦена: Рассчитать стоимость
Ш 1 2700 × 300 × 230 мм2700 мм300 мм230 ммЦена: Рассчитать стоимость
Ш 3 2700 × 300 × 230 мм2700 мм300 мм230 ммЦена: Рассчитать стоимость
Ш 1-1 2700 × 300 × 230 мм2700 мм300 мм230 ммЦена: Рассчитать стоимость
Ш 1-44-3 2700 × 300 × 230 мм2700 мм300 мм230 ммЦена: Рассчитать стоимость
ШЛ 1 6240 × 1300 × 250 мм6240 мм1300 мм250 ммЦена: Рассчитать стоимость
ШТ 12 1200 × 300 × 250 мм1200 мм300 мм250 ммЦена: Рассчитать стоимость
ШТ 27 2700 × 300 × 250 мм2700 мм300 мм250 ммЦена: Рассчитать стоимость

Купить шпалы железобетонные ГОСТ 10629-88 в городе Москва, узнать размеры, цены, вес и другие характеристики вы можете по телефону +7 (499) 704-51-44.

Шпалы – это железобетонные изделия, которые представляют собой специальную конструкцию, основным назначением которой является восприятие исходящего давления от железнодорожных рельсов в г. Москва и передача давления специальному балластному слою. Также, железобетонные шпалы удерживают постоянную ширину железнодорожной колеи, придают рельсам устойчивость, предотвращая горизонтальные и вертикальные колебания.

Шпалы железобетонные делятся на два вида:

1. Шпалы для железных дорог;

2. Шпалы для трамвайных путей.

Шпалы предварительно напряженные для железных дорог ГОСТ 10629-88 предназначены для железнодорожных рельсовых путей для передвижения типового подвижного состава железных дорог. В зависимости от трещиностойкости, точности габаритных размеров и качества бетонной поверхности шпалы делятся на два сорта: первый и второй. Шпалы второго сорта предназначены для укладки на малоиспользуемых, станционных и подъездных путях.

Производство

Изготовление шпал осуществляется с помощью тяжелого бетона класса по прочности на сжатие В40. Марка бетона по морозостойкости должна быть не ниже F200. Прочность бетона 32 МПа (326 кгс/см2). В качестве арматуры шпал используется стальная проволока периодического профиля класса Вр диаметром 3 мм. Количество арматурных проволок в шпале – 44. Также конструкцией изделие предусмотрено наличие закладных изделий. Арматура и закладные изделия подвергаются обязательной обработке антикоррозийными веществами.

Шпалы предварительно напряженные для трамвайных путей ГОСТ 21174-75 применяются на прямых и кривых участках трамвайных путей широкой колеи бесстыковых и со стыками, с дорожным покрытием и без него. Конструкция шпалы рассчитана на воздействие рельс двухосного вагона с давлением на колесо 6 тс (60 кН) и четырехосного с давлением на колесо 5,5 тс (55 кН). Трещиностойкость шпал при расчете условий эксплуатации составляет 5,6 тс (56 кН). Шпалы рассчитаны также на нагрузку безрельсовым транспортом, передаваемую через конструкцию дорожного покрытия на среднюю часть шпалы при применении в закрытых путях.

Производство

Шпалы изготавливаются из тяжелого цементного бетона марки по прочности на сжатие не ниже В500. В бетонную смесь вводят специальные химические добавки, которые увеличивают сопротивляемость бетона негативным факторам. Прочность бетона на сжатие составляет не менее 350 кгс/см2(35МПа). Марка бетона шпал по морозостойкости не ниже F 200. Шпалы армируются проволокой диаметром 3 мм (изготавливается в двух исполнениях – 1 и 2) и проволокой диаметром 5 мм – в одном исполнении. Также конструкцией изделие предусмотрено наличие закладных изделий. Арматура и закладные изделия подвергаются обязательной обработке антикоррозийными веществами.

Контроль качества

К качеству изготовления железобетонных шпал применяются самые высокие требования и стандарты. Железобетонные шпалы не должны иметь трещин на поверхности, раковин и наплывов бетона. Не должно быть мест обнажения арматуры. Шпалы должны строго соответствовать геометрическим параметрам.

Маркировка

Марка шпалы состоит из двух буквенно-цифровых групп, разделенных дефисом. Первая группа содержит обозначение типа шпалы. Во второй группе указывают вариант исполнения подрельсовой площадки.

Транспортировка и хранение

Транспортировка и хранение шпал осуществляется штабелями в рабочем положении (подошвой вниз). Высота штабеля должна быть не более 16 рядов. Подкладки под шпалы и прокладки между изделиями в штабеле располагаются в углублениях подрельсовых площадок шпал. Толщина деревянных подкладок и прокладок должна составляет не менее 50 мм. Шпалы транспортируют в полувагонах или автомобилях.

Также мы поставляем продукцию в такие города, как Балашиха, Воскресенск, Коломна, Долгопрудный, Домодедово, Жуковский, Королев, Красногорск, Люберцы, Мытищи, Ногинск, Одинцово, Лобня, Электросталь, Щелково, Чехов, Химки, Сергиев Посад, Пушкино, Подольск, Орехово-Зуево, Серпухов, Раменское, Павловский Посад, Ступино, Реутов, Клин, Дубна, Дмитров и др.

Железобетонные изделия, поставляемые компанией ООО «Бетондеталь» производятся по всем нормам и требованиям ГОСТ, имеют всю необходимую документацию и проходят жесткий контроль качества.

Шпалы деревянные железнодорожные

В качестве опоры для рельсов различного назначения применяют изделия, называемые шпалами. Для их изготовления применяют следующие материалы: бетон, дерево, металл, современные синтетические материалы. Наиболее дешёвыми в производстве считаются деревянные шпалы. Они первыми применялись для прокладки железнодорожных путей. Деревянные шпалы обладают рядом преимуществ, которые позволяют использовать их достаточно широко. Их используют для крепления рельс на главных и второстепенных путях. Для производства применяют различные сорта древесины. От этого зависит технология производства и конечная стоимость. В настоящее время им на смену пришли шпалы железнодорожные из других материалов. Однако деревянные изделия по-прежнему применяются в различных сферах.

Классификация по типам

В современной стандартизации деревянные шпалы классифицируются по следующим признакам:

  • форме изготовления (обрезная, полуобрезная, необрезная);
  • качеству;
  • наличию пропитки (пропитанная или непропитанная);
  • сфере применения

По первому признаку деревянные шпалы могут иметь дополнительный признак. К нему относятся так называемые глубоко наколотые брусы. На поверхности такая железнодорожная шпала имеет специальные насечки, которые способствуют более глубокому проникновению антисептической жидкости. По качеству деревянные шпалы выпускаются двух сортов. Изделия первого сорта применяются на наиболее важных участках дороги. Шпалы второй сорт устанавливают на второстепенных путях.

По третьему и четвёртому признаку деревянные шпалы делятся на типы. 1-ый тип используется для главных путей первого и второго класса. Их разрешается применять для путей третьего класса с грузонапряжённостью превышающей 50 млн. т×км брутто/км. Обычно это шпала пропитанная тип 1. 2 тип разрешён для установки на главные пути третьего и четвёртого класса, подъездных и сортировочных путей. Третий тип применяется для любых путей пятого класса.

Габаритные размеры и вес деревянных шпал ЖД

В принятом стандарте установлены геометрические размеры деревянной шпалы. Для всех типов установлена длина шпал равна 2750 мм. Разрешённый допуск составляет 20 мм. Вес деревянной шпалы будет зависеть от остальных размеров. Высота варьируется от 150 мм для первого типа до 105 мм для третьего. Ширина определяется по форме, конструкции.Эти параметры определяют назначение железнодорожной шпалы и условий её эксплуатации. Сколько весит ЖД вариант зависит от всех перечисленных параметров. После пропитки вес незначительно увеличивается. Вес одной шпалы зависит от её конструкции. Масса шпалы деревянной первого типа равна 85 кг. Она должна выдерживать самые большие нагрузки. Вес второго типа не превышает 80 кг. Размеры деревянных шпал в стандарте заданы с учётом состояния древесины. Влажность не должна превышать двадцать два процента. Поэтому размеры шпалы могут отличаться в одной партии, но в пределах допуска. Перед началом производства задают габариты будущих изделий. Особое внимание уделяется такому параметру толщина. Она должна быть постоянной по всей длине.

Размеры ЖД шпалы по ГОСТу

Геометрические характеристики (размеры шпал) и классификация приводится на основании требований установленных государственным стандартом. Например, ГОСТ 78-2004 шпалы деревянные для железных дорог широкой колеи, объединяет все характеристики, готовых изделий. Для специальных путей разработаны свои стандарты. ГОСТ 22830-77 шпалы деревянные для метрополитена уточняет отдельные параметры необходимые для их эксплуатации в этих специфических условиях. Каждый стандарт согласован с другими руководящими документами, согласованными с правилами эксплуатации различных путей. На деревянные шпалы ГОСТ накладывает определённые ограничения по области их применения. Особое внимание уделяется выбору покрытия, которое наносится на поверхность для улучшения их технических характеристик.

Шпалы железобетонные

Шпалы железнодорожные предназначены для строительства железнодорожных линий по которым обращается типовой подвижной состав с нагрузками и скоростями, установленными для общей сети железных дорог, без ограничения по грузонапряженности.

Шпалы железнодорожные – это цельнобрусковые балки из железобетона, которые имеют переменное сечение. В шпалах предусмотрены специальные площадки, которые позволяют производить монтаж рельсов, а также отверстия для установки крепежных болтов для рельсошпального крепления, что позволяет также использовать промежуточные скрепления для железобетонных шпал.

НаименованиеДлина L, ммШирина А, ммШирина В, ммВес, тоннОбъем бетона, куб.м.БетонСталь, кг.ГОСТ
ШС-АРС

Шпалы железобетонные – это специальные балочные конструкции, которые применяются при строительстве железнодорожной колеи в качестве опор для рельсов, по которым перемещается типовой подвижной состав с нагрузками и скоростями, установленными для общей сети железных дорог, без ограничения по грузонапряженности. Шпалы обеспечивают неизменность взаимного расположения рельсовых нитей, воспринимают давление, которое исходит от рельсов и проезжающего по ним транспорта, от промежуточных креплений, и передают его на подшпальное основание (в железнодорожном строительстве это, как правило, балластный слой, в метрополитене – бетонное основание).

Первые упоминания о колейных дорогах из рельсов и шпал относятся к середине XVI века. Рельсы представляли собой деревянные брусья и применялись в рудниках и угольных шахтах, по которым перемещались вагонетки. Деревянные брусья быстро изнашивались, что приводило к тому, что повозки, проходящие по рельсам, сходили с пути. Для того чтобы уменьшить износ, деревянные рельсы стали укреплять полосами, которые укладывались поперек колеи. Срок службы деревянных рельсов и шпал, в зависимости от типа древесины, внешних условий и интенсивности эксплуатации, составлял от семи до сорока лет. Несмотря на такие достоинства, как упругость, хорошее сцепление с щебеночным балластом, легкость обработки, существовал главный недостаток – дерево в местах крепления рельсов и шпал просто гнило из-за накапливающейся влаги. Первая железнодорожная колея, выполненная полностью из чугуна, появилась в XVIII веке, в Петрозаводске.

Тем не менее, учитывая развитие железнодорожного транспорта (появление быстроходных составов, увеличивающаяся скорость передвижения), инженеры столкнулись с быстрым износом чугунной колеи. С открытием новых сплавов на основе металла было установлено, что рельсы из стали меньше и равномернее подвергаются износу по сравнению с другими металлами. С тех пор и по настоящее время во всех мире применяются только стальные рельсы. В годы Великой Отечественной войны (1941-1945 гг.) развитие железных дорог было приостановлено. Однако после нее, в ходе выполнения работ по восстановлению железнодорожного транспорта, были предложены нововведения, призванные усилить железнодорожные пути – бесстыковой путь колеи, снижающий удельное сопротивление движению поездов, расходы электроэнергии и топлива, и железобетонные шпалы, срок службы которых достигает порядка 60 – 70 лет. Сегодня, в строительстве железных дорог применяются исключительно железобетонные шпалы.

Какие же есть преимущества у железобетона в качестве материала для изготовления шпал? Во-первых, долговечность железобетона, позволяющая подвергать шпалы длительной эксплуатации. Во-вторых, высокая степень механической прочности, благодаря которой железобетонные шпалы имеют повышенную несущую способность и могут сопротивляться многочисленным и длительным нагрузкам без потерь первоначальных физических свойств. Помимо этого, железобетонные шпалы устойчивы к агрессивным факторам окружающей среды, в том числе – к влаге, гниению. Простота конструкций высокотехнологична – их можно использовать повторно. По сравнению с другими материалами (дерево, металл) шпалы легко справляются с высокой степенью грузонапряженности. Это основные и очевидные причины высокой актуальности железобетона в сфере строительства.

Железнодорожные железобетонные шпалы представляют собой цельнобрусковые балки специального профиля, имеющие переменное сечение. В конструкции шпал предусмотрены специальные площадки, которые позволяют производить монтаж рельсов, а также отверстия для установки крепежных болтов для рельсошпального крепления, что позволяет также использовать промежуточные скрепления железобетонных шпал. В последнее время для скрепления рельсов и шпал все чаще используется анкерное соединение.

Шпалы в зависимости от типа рельсового скрепления подразделяют на:

  • тип I – для раздельного клеммно-болтового рельсового скрепления с резьбовым прикреплением рельса и подкладки к шпале;
  • тип II – для нераздельного анкерного рельсового скрепления с безрезьбовым прикреплением рельса к шпале;
  • тип III – для нераздельного клеммно-болтового рельсового скрепления с резьбовым прикреплением рельса к шпале.

Шпалы железобетонные подразделяются на классы по наличию или отсутствию электроизолирующих характеристик и виду используемой арматуры напрягаемого типа. По электроизолирующим параметрам шпалы железобетонные выпускаются следующих типов:

  • изолированными. Предполагается установка специальных вкладышей изолирующего типа, которые называются пустообразователями;
  • неизолированными. Наличие вкладышей не предусмотрено.

По применимости в кривых участках железнодорожного пути разного радиуса шпалы всех типов относят к двум видам:

  • для прямых и кривых участков железнодорожного пути радиусом 350 м и более;
  • для кривых малого радиуса (менее 350 м) и переходных кривых.

Также основными признаками, по которым выполняется классификация изделий, являются степень трещиностойкости, качество, а также точность геометрических параметров данного типа железобетонных изделий. Принято выделять шпалы 1го и 2го сорта. Шпалы из железобетона второго сорта имеют более низкую степень трещиностойкости, меньшие требования к геометрическим параметрам изделия, пониженное качество изготовления, что обуславливает возможность использования только при обустройстве подъездных и внутризаводских железнодорожных путей пятого класса, которые отличаются невысокой степенью нагрузки и интенсивности эксплуатации.

Железобетонные шпалы изготавливаются в соответствии с номами и требованиями, установленными ГОСТ 10629-88 и ГОСТ Р 54747-2011, из тяжелого бетона класса прочности на сжатие не ниже В40 (по ГОСТ 26633). Фактическая прочность бетона (в проектном возрасте, передаточная и отпускная) должна соответствовать требованиям ГОСТ 13015.0. Нормируемую передаточную прочность бетона следует принимать равной 32 МПа (326 кгс/см2). Отпускную прочность бетона принимают равной передаточной прочности бетона. Марка бетона по морозостойкости должна быть не ниже F200. Для бетона шпал следует применять щебень из природного камня или щебень из гравия фракции 5 – 20 мм по ГОСТ 10268. Допускается по согласованию изготовителя с потребителем применять: щебень фракции 20 – 40 мм в количестве не более 10 % от массы щебня фракции 5 – 20 мм по ГОСТ 10268; щебень из природного камня фракции 5 – 25 мм по ГОСТ 7392 при соответствии его всем другим требованиям ГОСТ 10268.

Железобетонные шпалы армируются предварительно напряженной арматурой, для придания дополнительной прочности, необходимой для железнодорожных путей с большими динамическими нагрузками.

Согласно ГОСТ 10629-88 в качестве арматуры шпал применяется стальная проволока периодического профиля класса Вр диаметром 3 мм по ГОСТ 7348 и ТУ 14-4-1471-87. Номинальное число арматурных проволок в шпале – 44. Расположение проволок, контролируемое на торцах шпалы, должно соответствовать проекту. Расстояние по вертикали в свету между парами или отдельными проволоками, в случае их отклонения от проектного положения, не должно быть менее 8 мм. Допускается разворот пар проволок на 90° при сохранении указанного выше расстояния. Для обеспечения проектного расположения проволок могут применяться разделительные проставки, остающиеся в теле бетона шпалы. Допускается по согласованию изготовителя с потребителем применять проставки, отличающиеся от проектных.

Согласно ГОСТ Р 54747-2011 для армирования шпал следует применять: стальную холоднодеформированную проволоку гладкую и периодического профиля диаметром от 3 до 8 мм, не ниже класса прочности В1200; холоднодеформированную арматуру гладкую и периодического профиля диаметром от 8 до 10 мм, не ниже класса прочности 1400К; горячекатаную и термомеханически упрочненную гладкую арматуру и периодического профиля диаметром от 8 до 10 мм, не ниже класса прочности А1200К; арматурные канаты диаметром от 6 до 14 мм, не ниже класса прочности К1500К. Гладкая арматура может применяться только с концевыми анкерами. Диаметр и класс прочности арматуры, число и расположение арматурных элементов, отклонения от номинального числа арматурных элементов и величина начального натяжения всей арматуры должны быть указаны в технической документации на изделие. Допускается по согласованию с заказчиком применять другие виды арматуры.

Шпалы обозначают марками в соответствии с требованиями ГОСТ 23009. Марка шпалы состоит из двух буквенно-цифровых групп, разделенных тире. Первая группа содержит обозначение типа шпалы. Во второй группе указывают вариант исполнения подрельсовой площадки.

Железобетонные шпалы: вес, длина, размеры

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ШПАЛЫ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ДЛЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ КОЛЕИ 1520 мм

Общие технические условия

Ferro-concrete cross ties for 1520 mm gauge railways. General specifications

ОКС 45.080
ОКП 58 6400

Дата введения 2012-07-01

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ “О техническом регулировании”, а правила применения национальных стандартов Российской Федерации – ГОСТ Р 1.0-2004 “Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения”

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом “Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта” (ОАО “ВНИИЖТ”)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 45 “Железнодорожный транспорт”

4 В настоящем стандарте полностью реализованы положения технического регламента Таможенного союза “О безопасности инфраструктуры железнодорожного транспорта”, а также требования технического регламента Таможенного союза “О безопасности высокоскоростного железнодорожного транспорта” применительно к объекту технического регулирования – шпалам железобетонным для железных дорог колеи 1520 мм:

– в пунктах 5.1.1-5.1.5, 5.2.1-5.2.3, 5.2.6, 5.3.3, 5.3.4 приведены минимально необходимые требования безопасности, которые могут применяться на добровольной основе для подтверждения соответствия указанным техническим регламентам;

– в пункте 6.3.1 приведены правила отбора образцов, которые могут быть использованы на добровольной основе для осуществления оценки соответствия;

– в подразделах 7.1, 7.2, 7.4-7.6, 7.8, 7.10-7.17 приведены методы проверки минимально необходимых требований безопасности, которые на добровольной основе могут быть использованы для оценки соответствия.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе “Национальные стандарты”, а текст изменений и поправок – в ежемесячно издаваемых информационных указателях “Национальные стандарты”. В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе “Национальные стандарты”. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования – на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

1 Область применения

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на железобетонные шпалы для железнодорожных путей общего и необщего пользования (далее – шпалы), предназначенные для обращения железнодорожного подвижного состава, и устанавливает общие технические требования к ним.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 8.568-97 Государственная система обеспечения единства измерений. Аттестация испытательного оборудования. Основные положения

ГОСТ Р 53231-2008 Бетоны. Правила контроля и оценки прочности

ГОСТ 3.1119-83 Единая система технологической документации. Общие требования к комплектности и оформлению комплектов документов на единичные технологические процессы

ГОСТ 12.3.009-76 Система стандартов безопасности труда. Работы погрузочно-разгрузочные. Общие требования безопасности

ГОСТ 166-89 (ИСО 3599-76) Штангенциркули. Технические условия

ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 5378-88 Угломеры с нониусом. Технические условия

ГОСТ 10060.1-95 Бетоны. Базовый метод определения морозостойкости

ГОСТ 10060.2-95 Бетоны. Ускоренные методы определения морозостойкости при многократном замораживании и оттаивании

ГОСТ 10060.3-95 Бетоны. Дилатометрический метод ускоренного определения морозостойкости

ГОСТ 10180-90 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам

ГОСТ 13015-2003 Изделия железобетонные и бетонные для строительства. Общие технические требования. Правила приемки, маркировки, транспортирования и хранения

ГОСТ 16017-79 Болты закладные для рельсовых скреплений железнодорожного пути. Конструкция и размеры. Технические требования

ГОСТ 18321-73 Статистический контроль качества. Методы случайного отбора выборок штучной продукции

ГОСТ 23706-93 Приборы аналоговые показывающие электроизмерительные прямого действия и вспомогательные части к ним. Часть 6. Особые требования к омметрам (приборам для измерения полного сопротивления) и приборам для измерения активной проводимости

ГОСТ 26433.1-89 Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Правила выполнения измерений. Элементы заводского изготовления

ГОСТ 26633-91 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия

Примечание – При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования – на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю “Национальные стандарты”, который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями.

3.1 железобетонная шпала: Брус специального профиля и армирования, изготовленный из напряженного железобетона, предназначенный для опирания рельсов в железнодорожном пути.

3.2 подрельсовая площадка: Верхняя плоскость участка шпалы, в пределах которого размещаются рельс и детали рельсового скрепления.

3.3 подрельсовое сечение: Поперечное сечение шпалы по середине подрельсовой площадки, перпендикулярное продольной оси шпалы.

3.4 среднее сечение: Поперечное сечение по середине шпалы, расположенное на участке между подрельсовыми площадками.

3.5 упорная плоскость углубления: Поперечная наклонная плоскость углубления подрельсовой площадки, ближайшая к торцевой поверхности шпалы.

3.6 кромка углубления: Верхняя линия поперечной наклонной плоскости углубления.

3.7 выкружка в подрельсовой площадке: Местная полукруглая выемка в бетоне подрельсовой площадки, предназначенная для размещения конца клеммы или подкладки пружинного рельсового скрепления.

3.8 дюбель: Деталь из полимерного материала, забетонированная в шпалу при ее изготовлении, имеющая внутри продольный канал с резьбой для закручивания шурупа.

3.9 закладная шайба: Металлическая деталь, забетонированная в шпалу при ее изготовлении для фиксации головки закладного болта рельсового скрепления.

3.10 анкер: Металлическая деталь, забетонированная в теле шпалы и выступающая над поверхностью, предназначенная для крепления рельса клеммами рельсового скрепления.

3.11 прикрепитель: Элемент, крепящий рельс или подкладку к шпале.

3.12 подуклонка: Угол наклона плоскости подрельсовой площадки к продольной оси шпалы, измеряемый в вертикальной плоскости.

3.13 пропеллерность: Разность углов наклона подрельсовых площадок на разных концах шпалы в поперечном к оси шпалы направлении.

3.14 защитный слой бетона: Расстояние от поверхности бетона до крайнего ряда рабочей арматуры.

3.15 вкладыш-пустотобразователь: Полимерная деталь, забетонированная в шпале для установки в проектное положение закладного болта и обеспечения электрической изоляции.

3.16 передаточная прочность бетона: Прочность бетона напряженно армируемых шпал к моменту передачи на него предварительного напряжения арматуры.

3.17 отпуская прочность: Прочность бетона шпал к моменту отпуска их с предприятия.

3.18 распалубка: Извлечение железобетонных конструкций из формы после набора бетоном требуемой прочности.

4 Классификация по типам и основные параметры

4.1 Шпалы в зависимости от типа рельсового скрепления подразделяют на:

– тип I – для раздельного рельсового скрепления с резьбовым прикреплением рельса и подкладки к шпале;

– тип II – для нераздельного анкерного рельсового скрепления с безрезьбовым прикреплением рельса к шпале;

– тип III – для нераздельного рельсового скрепления с резьбовым прикреплением рельса к шпале.

Схемы шпал типов I, II и III представлены на рисунках 1-3.

Рисунок 1 – Схема шпал типа I

Рисунок 1 – Схема шпал типа I

Рисунок 2 – Схема шпал типа III

Рисунок 2 – Схема шпал типа III

Рисунок 3 – Общий вид шпал типа II

Рисунок 3 – Общий вид шпал типа II

Каждый из указанных типов шпал включает подтипы шпал с отдельными конструктивными особенностями. Обозначения подтипов шпал приводят в конструкторской документации, согласованной с владельцами инфраструктуры.

4.2 По применимости в кривых участках железнодорожного пути разного радиуса шпалы всех типов относят к двум видам:

– для прямых и кривых участков железнодорожного пути радиусом 350 м и более;

– для кривых малого радиуса (менее 350 м) и переходных кривых.

4.3 Для участков железнодорожного пути с двумя различными значениями ширины рельсовой колеи предусмотрены шпалы для совмещенной ширины колеи, представленные на рисунке 4.

Рисунок 4 – Схема шпал с совмещенной колеей разной ширины

а) при трех рельсовых нитках (тип шпалы III); б) при четырех рельсовых нитках (тип шпалы I)

Рисунок 4 – Схема шпал с совмещенной колеей разной ширины

4.4 Для применения на участках железнодорожного пути, требующих установки охранных приспособлений (контруголков), для всех типов шпал должны быть предусмотрены специальные конструкции, именуемые “мостовыми” и “челноковыми”.

4.5 По качеству изготовления шпалы относят к первому или второму сорту.

К второму сорту относят шпалы:

– с пониженными показателями по трещиностойкости;

– по точности соблюдения геометрических размеров;

– по качеству бетонных поверхностей.

Шпалы второго сорта допускаются к применению только на малодеятельных путях 5-го класса и внутризаводских путях промышленных предприятий [1].

Поставку шпал второго сорта производят только с согласия заказчика.

4.6 Основным параметром , который определяет ширину рельсовой колеи , указанную в миллиметрах, для шпал всех типов является расстояние между двумя фиксированными точками на подрельсовых площадках разных концов шпалы, которое измеряют по продольной оси шпалы.

4.6.1 Для шпал типа I (см. рисунок 1) основным параметром является расстояние между наружными упорными кромками в подрельсовых площадках разных концов шпалы, которое измеряют на уровне верха кромок.

4.6.2 Для шпал типа III (см. рисунок 2) основным параметром является расстояние между наружными упорными плоскостями углублений в подрельсовых площадках разных концов шпалы, которое измеряют на уровне подрельсовых площадок.

4.6.3 Для шпал типа II (см. рисунок 3) основным параметром является расстояние между внутренними плоскостями наружных выступов на головках анкеров разных концов шпалы, которое измеряют на уровне их выхода из бетона.

4.6.4 Для подтипов шпал, предназначенных к укладке в кривых малого радиуса и в переходных кривых, ширина рельсовой колеи включает поправку , учитывающую нормируемое уширение рельсовой колеи на участках железнодорожного пути в зависимости от их радиуса. Величину поправки рекомендуется принимать по таблице 1. Для разных подтипов шпал величину поправки устанавливают в технической документации.

Таблица 1 – Значения поправки ( ) к расстоянию для шпал, укладываемых в кривых участках железнодорожного пути

Шпалы

Назначение шпал и требования к ним

Шпалы (рельсовые опоры) служат для:

  • восприятия давления от рельсов и передачи его балластному слою;
  • упругой переработки динамических воздействий на путь;
  • обеспечения постоянства ширины колеи и совместно с балластом устойчивости рельсошпальной решетки в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

В соответствии с этим шпалы должны обладать достаточной прочностью, упругостью, хорошо сопротивляться механическому износу и перемещениям, быть простыми по форме, иметь наибольший срок службы и наименьшую стоимость при изготовлении и содержании.

Число шпал на 1 км (эпюра) зависит от величины нагрузок на рельсы, грузонапряженности, скоростей движения поездов, типа рельсов, типа балластного слоя, плана и профиля пути. В РФ приняты 3 эпюры: 1600 шт/км (на второстепенных путях), 1840 и 2000 (в зависимости от плана линии и скорости движения).

Схема расположения шпал на рельсовом звене называется эпюрой укладки шпал.

Шпалы (в зависимости от материала) бывают деревянные, железобетонные и металлические.

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.

Деревянные шпалы заменяют из-за гниения и механического износа. Эти процессы протекают одновременно и влияют друг на друга. В РФ принята система выборочной смены шпал, кроме капитального ремонта, при котором шпалы заменяют сплошь. Профессор М. А. Чернышев предложил определять средний фактический срок службы деревянных шпал из выражения

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

По данным МИИТа и ВНИИЖТа, срок службы деревянных шпал при различных скреплениях зависит от прошедшего тоннажа (рис. 2). Продление срока службы шпал имеет большое народнохозяйственное значение. Чтобы увеличить их долговечность, необходим целый комплекс мероприятий и следует выполнять множество требований:

  • заготовлять здоровую древесину, как правило, зимой;
  • до пропитки хранить и просушивать шпалы без доступа прямых лучей солнца; костыльные и шурупные отверстия сверлить перед пропиткой;
  • стягивать шпалы винтами для предупреждения их растрескивания;
  • перед пропиткой накалывать постели и боковые грани шпал для увеличения глубины пропитки и предупреждения растрескивания;
  • высококачественно пропитывать шпалы на заводах маслянистыми антисептиками (каменноугольным креозотовым или антраценовым маслом);
  • правильно (по инструкции) хранить шпалы после пропитки на заводах и на дорогах до укладки в путь;
  • бережно грузить, перевозить и выгружать шпалы, правильно укладывать их в путь и подбивать;
  • широко применять специальные нашпальные прокладки, чтобы предохранить поверхность от механического износа;
  • использовать высококачественный балласт;
  • предупреждать угон пути;
  • укладывать на 1 км пути столько шпал, сколько требуется при данных грузонапряженности, нагрузке от подвижного состава и скорости движения поездов;
  • высококачественно осуществлять текущее содержание пути в целом и шпал в частности.

Среди всех мероприятий по продлению срока службы деревянных шпал особое место занимает пропитка их антисептиками, которые убивают разрушающие древесину грибки и не допускают их развития. Лучший антисептик – каменноугольное креозотовое масло. Это – чистый отгон каменноугольной смолы без посторонних примесей. Его получают на коксохимических заводах перегонкой смолы при температуре 200–400 °С. Этот антисептик не выщелачивается, не влияет вредно на металл и не повышает электропроводность шпал. Обычно его применяют в смеси с мазутом (40–50% каменноугольного креозотового масла и 60– 50% мазута).

Железобетонные шпалы

После второй мировой войны во многих странах стали усиленно внедрять железобетонные шпалы, особенно в СССР, ГДР, ФРГ, Франции, Англии, Венгрии, ЧССР и Бельгии.

Железобетонные шпалы имеют следующие преимущества: они сберегают древесину; не гниют; выдерживают большие сжимающие напряжения, чем деревянные; обладают большей сопротивляемостью перемещениям; имеют больший срок службы. Вместе с тем к недостаткам следует отнести большую жесткость по сравнению с деревянными, что требует применения упругих прокладок. Железобетонные шпалы обладают большей электропроводностью и нуждаются в использовании изолирующих элементов; повышенная хрупкость требует соблюдать осторожность при перевозках и подбивке, а большая масса создает неудобства в работе с ними.

В РФ отдается предпочтение предварительно напряженным струнобетонным брусковым (фигурным) шпалам. Массовая укладка типовых железобетонных шпал у нас началась в 1959 г. По укладке железобетонных шпал Россия занимает первое место в мире.

Конструкция современной железобетонной шпалы изображена на (рис. 3). Шпалы армированы проволокой периодического профиля диаметром 3 мм (44 шт.); сила натяжения одной проволоки 8,1 кН. Для изготовления шпал применяют бетон марки не ниже 500. Масса шпалы около 265 кг.

Рис. 3 – Железобетонные шпалы: а – типа ШС-1; б – типа ШС-ly; в, г – расположение арматуры

Железобетонные шпалы типов ШС-1 и ШС-lу (сотрите рис. 3) используют при скреплении КБ, а шпалы ШС-2 и ШС-2у – при бесподкладочных скреплениях БП и ЖБР. У шпал ШС-2 и ШС-2у форма и все размеры, кроме расстояний между отверстиями для закладных болтов, такие же, как и у ШС-1 и ШС-ly. Конструкция шпалы позволяет использовать ее при рельсах Р50, Р65 и Р75. Глубина подрельсовых выемок у этих шпал 25 мм.

Кроме струнобетонных, в некоторых странах применяют брусковые железобетонные шпалы со стержневой арматурой диаметром до 22 мм. Чаще всего арматура состоит из двух стержней, их напряженное состояние поддерживается гайками, навинченными на концы стержней. Недостатки такой конструкции – больший, чем на струнобетонные шпалы, расход металла; сосредоточенное расположение арматуры и связанное с этим более сильное раскрытие трещин, чем при рассредоточенной арматуре.

Железобетонные шпалы делают путь более стабильным, что сокращает расходы на его текущее содержание. По данным В. Я. Шульги, оно более чем на 25 % дешевле по сравнению с содержанием пути с деревянными шпалами при средней длине плетей 600 м.

Долговечность железобетонных шпал для сети дорог пока еще не определена. Опыт эксплуатации на Октябрьской дороге (с 1954 г.) и анализ их выхода, проведенный ЛИИЖТом, показали, что при здоровом земляном полотне и балластном слое, соответствующих техническим условиям, срок службы зависит от конструкции шпалы, типа рельсов и скреплений, грузонапряженности, скорости движения и нагрузок от колесных пар на рельсы. На основании этого установлен критический тоннаж (смотрите таблицу ниже), после пропуска которого струнобетонные шпалы оказываются пораженными дефектами, а объем ежегодной одиночной смены достигает 30–40 шт/км.

Тип скрепления и рельсаСредняя нагрузка колесной пары, кН (тс)Критический тоннаж, млн. т брутто
КБ; Р65151,9 (15,4)1400
КБ; Р65113,5 (12,6)1650
ЖБ; Р65151,9 (15,4)750
ЖБ; Р65113,5 (12,6)840
К2; Р65151,9 (15,4)1200
К2; Р65113,5 (12,6)1250
К2; Р50149,9 (15,3)850

В процессе эксплуатации пути с железобетонными шпалами сильно изнашиваются рельсовые скрепления. Это побуждает заменять рельсошпальную решетку, укладывая старогодную на менее деятельные линии, а затем – на станционные и пути необщего пользования. Такая система многократной перекладки путевой решетки с железобетонными шпалами позволит обеспечить срок их службы значительно больше 50 лет.

Техническая политика предполагает дальнейшее увеличение полигона путей с железобетонными шпалами. В ближайшей перспективе намечено увеличить его до 64– 65 тыс. км.

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

В Индии стальные шпалы служат примерно на 20 % протяжения пути, а чугунные – на 30 %. Широкое применение там металлических шпал объясняется климатом. Высокая влажность и жара способствуют ускоренному гниению древесины. Кроме того, в некоторых районах распространены термиты, быстро приводящие деревянные шпалы в негодность.

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;

Читайте также:  Железобетонные балки перекрытия: виды и применение
Добавить комментарий