для чего нужны шпалы

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:

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.

Источник

Шпала

Шпалы — опоры, воспринимающие под поездной нагрузкой вертикальные, боковые и продольные усилия от рельсов и стрелочных переводов, которые равномерно распределяют их на большую площадь и передают на балласт. Кроме того, они обеспечивают связь между рельсовыми нитями.

Содержание

Деревянные шпалы

В пути метрополитена уложены сосновые шпалы, пропитанные неэлектропроводным антисептиком — креозотовым маслом.

Длина шпал — 2,7 м. Количество шпал на 1 км главного пути различное:

Существенными недостатками деревянных шпал, особенно на метрополитене, являются небольшой срок службы (в основном из-за загнивания) и связанные с этим очень трудоёмкие работы по их замене на тоннельных участках, а также подверженность возгоранию. Средний срок службы шпал на поверхности около 15 лет, в тоннеле — 37 лет.

Железобетонные шпалы

На наземных участках некоторых линий Московского метрополитена в путь уложены типовые железобетонные шпалы с предварительно напряжённой арматурой, срок службы которых больше срока службы деревянных шпал. Кроме того, при железобетонных шпалах обеспечиваются большая устойчивость пути и плавность движения поездов.

Недостатками железобетонных шпал являются их большая жёсткость и повышенная электропроводимоость, для уменьшения которых приходится применять упругие прокладки и электроизоляционные детали в опорных узлах.

Стальные шпалы

Стальные шпалы из гнутого стального профиля являются относительно лёгкими по весу. Такие шпалы иногда используются для временных подъездных путей на промышленных предприятиях. Их преимущество в том, что они не подвержены гниению и атакам насекомых, хорошо сохраняют ширину колеи, но при этом большим недостатком является то, что они подвержены коррозии.

Стальные шпалы используются на железных дорогах Марокко и Алжира. Как известно, в этих странах очень сухой климат (даже на побережьях).

Металлические шпалы применяются также в доменном и сталеплавильном производстве на тех участках, где из-за высоких температур деревянные шпалы горят, а в железобетонных шпалах происходит расслоение бетона. Кроме того, металлические шпалы позволяют устраивать верхнее строение пути при повышенных нагрузках на ось подвижного состава — до 60 т.

Пластиковые шпалы

С 1990-х годов на некоторых скоростных железных дорогах Японии начали укладывать пластиковые шпалы.

Переводные брусья и шпальные коротыши

Стрелочные переводы и глухие пересечения перекрёстных съездов в метрополитене укладываются на деревянные переводные брусья длиной от 2,75 м до 6,75 м, имеющие то же поперечное сечение, что и шпалы. На станциях вместо шпал применяются шпальные коротыши длиной от 0,9 м до 1 м.

Источник

Железнодорожные шпалы: каких размеров и типов они бывают?

Назначение шпал и требования к ним

Шпалы (рельсовые опоры) служат для:

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.

Зачем нужны шпалы

Шпалы, также называемые рельсовыми опорами, являются функциональной частью системы ж/д дорог. Если вас заинтересовала данная тема, то подробнее узнать о железобетонных шпалах https://promputsnab.ru/poleznoe/271-vidy-i-razmery-zhelezobetonnoj-shpaly-ves-dlina-i-shirina-zhb-opory-na-zheleznoj-doroge.html. Их присутствие в числе конструктивных элементов обусловлено следующими факторами:

Все материалы, с задействованием которых производятся элементы, использующиеся для формирования железных дорог, должны обладать большим количеством достоинств. Высокие эксплуатационные характеристики касаются износостойкости и долговечности. Основным моментом при промышленном создании таких конструктивных элементов является стоимость производства. Опоры должны быть недорогими и экономичными, при этом, оставаясь прочным материалом с большим сроком службы.

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:

Деревянные шпалы делятся на три типа:

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:

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).

Стальные шпалы

Стальные шпалы
Стальные шпалы из гнутого стального профиля, являются относительно лёгкими по весу. Такие шпалы иногда используются для временных подъездных путей, ветках промышленных предприятий. Их преимущество в том, что они не подвержены гниению и атакам насекомых, хорошо сохраняют ширину колеи, но при этом большим недостатком является то, что они подвержены коррозии.[4][5]

Стальные шпалы используются на железных дорогах Марокко, Алжира[2]. Как известно, в этих странах очень сухой климат (даже на побережьях). В Саудовской Аравии, где стальные шпалы также имеют широкое применение, основной причиной их использования стало постоянное воровство деревянных шпал бедуинами для костров.

Металлические шпалы применяются также в доменном и сталеплавильном производстве на тех участках, где из-за высоких температур деревянные шпалы горят, а в железобетонных шпалах происходит расслоение бетона. Кроме того, металлические шпалы позволяют устраивать верхнее строение пути при повышенных нагрузках на ось подвижного состава — до 60 тонн (нагрузки на ось подвижного состава РЖД до 25 т).[6].

В России стальные шпалы на железнодорожной сети общего пользования применены только на некоторых участках Калининградской железной дороги.

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.

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.

Стандартный размер шпалы деревянной железнодорожной

Стандартные геометрические размеры пропитанной деревянной железнодорожной шпалы регламентируются ГОСТ 78-2004. Конкретные значения размеров можно взять из этой таблицы ниже.

Антисептируются изделия, как правило, каменноугольным маслом (креозотом), предназначенным для пропитки древесины, согласно ГОСТ 2770-74.

Автоклавная пропитка осуществляется по нормативам ГОСТ 20022.5-93 маслянистыми средствами защиты.

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:

Посмотреть «ГОСТ 33320–2015» или

ПРИЕМКА

2.1. Приемку шпал осуществляют партиями в соответствии с требованиями ГОСТ 13015.1 и настоящего стандарта.

2.2. Шпалы принимают:

по результатам периодических испытаний — по показателям морозостойкости бетона и точности геометрических параметров шпал, за исключением размера а шпал типа Ш1 — 2;

по результатам приемо-сдаточных испытаний — по показателям трещиностойкости шпал, прочности бетона (классу бетона по прочности на сжатие, передаточной и отпускной прочности), состояния каналов для болтов, точности размера а шпал типа Ш1 — 2, качества бетонных поверхностей шпал.

2.3. Периодические испытания шпал по показателям морозостойкости бетона проводят раз в год, по точности геометрических параметров — раз в месяц.

2.4. По точности геометрических параметров шпалы принимают по результатам выборочного контроля. При объеме партии шпал св. 3200 шт. план выборочного контроля следует принимать по ГОСТ 23616.

2.5. Для испытания на трещиностойкость от каждой партии отбирают контрольные шпалы в количестве 0,3 %, но не менее 3 шт. Партию принимают по трещиностойкости, если отобранные для испытаний шпалы выдержали контрольные нагрузки. Шпалу считают выдержавшей испытание на трещиностойкость, если при контрольных нагрузках не обнаружены видимые трещины в подрельсовых и среднем сечениях. За видимую принимают поперечную трещину в бетоне длиной более 30 мм от кромки шпалы и раскрытием у основания более 0,05 мм.

При неудовлетворительном результате испытания на трещиностойкость допускается разделять партию на более мелкие и предъявлять их к повторным испытаниям на трещиностойкость. При неудовлетворительном результате повторного испытания допускается проводить сплошное испытание всех шпал партии.

2.6. Приемку шпал по состоянию каналов для болтов и качеству бетонных поверхностей проводят по результатам сплошного контроля.

ПОКАЗАТЕЛИ МАТЕРИАЛОЕМКОСТИ ШПАЛ

Показатели материалоемкости шпал, изготовленных по типовой поточно-агрегатной технологии в десятигнездных формах (без учета технологических и производственных потерь за пределами формы):

объем бетона на одну шпалу………………………………… 0,108 м3

расход стали на 1 м3 бетона:

напрягаемой проволоки диаметром 3 мм……………… 67,2 кг

Источник

Характеристика железнодорожных железобетонных шпал

Поезда – это, практически самый первый способ промышленного перемещения грузов из точки «А» в точку «Б». Такой метод транспортировки объектов отличается большим количеством достоинств. Всем нам приходилось путешествовать с помощью поезда, проезжая по-настоящему огромные расстояние в течение двух-трех суток. Однако подобный тип перемещения обладает одним недостатком – для успешного функционирования железнодорожного транспорта нужна налаженная система дорог.

Зачем нужны шпалы

Шпалы, также называемые рельсовыми опорами, являются функциональной частью системы ж/д дорог. Если вас заинтересовала данная тема, то подробнее узнать о железобетонных шпалах http://promputsnab.ru/poleznoe/271-vidy-i-razmery-zhelezobetonnoj-shpaly-ves-dlina-i-shirina-zhb-opory-na-zheleznoj-doroge.html. Их присутствие в числе конструктивных элементов обусловлено следующими факторами:

Все материалы, с задействованием которых производятся элементы, использующиеся для формирования железных дорог, должны обладать большим количеством достоинств. Высокие эксплуатационные характеристики касаются износостойкости и долговечности. Основным моментом при промышленном создании таких конструктивных элементов является стоимость производства. Опоры должны быть недорогими и экономичными, при этом, оставаясь прочным материалом с большим сроком службы.

Какие бывают шпалы

Специалисты, занимающиеся вопросами прокладки железнодорожного пути, в ходе исследований устанавливают необходимое число опор на один километр дороги. Количество этих конструктивных элементов будет зависеть от нескольких показателей: предельной величины нагрузки на рельсы, скорости движения поездов, типа рельсов, вида балластной прослойки, а также от плана и профиля пути.

Согласно соответствующей части законодательства Российской Федерации, в нашей стране разрешается использовать три различных эпюры железной дороги:

Эпюрой называется схема расположения шпал на рельсовом участке пути. Для производства таких важных конструктивных элементов, как опоры, может использоваться дерево, железобетон или металл. Все эти материалы обладают своими достоинствами и недостатками, а их выбор строится в зависимости от каждого конкретного случая.

Деревянные шпалы

Шпалы, произведенные из различных прочных пород древесины, наиболее распространены по всем железным дорогам мира. Такой материал, как дерево, с технической точки зрения обладает большим количеством функциональных достоинств, и, при этом, не отличается высокой стоимостью. Основные достоинства деревянных подпорок:

Как и любой другой материал, использующийся для промышленного производства продуктов, дерево обладает определенным перечнем недостатков. К негативным моментам, получаемым от использования древесных подпорок, относятся:

Согласно соответствующему законодательству Российской Федерации, в нашей стране укладывают шпалы, произведенные из дерева и подразделяющиеся на две основные категории:

Шпалы могут производиться из сосны, ели, пихты, кедра, бука и березы. Средняя длина изделия – 2,75м. Участки с большими показателями эксплуатационных нагрузок комплектуются элементами длиной по 3м.

Шпалы из железобетона

Конструктивные элементы железной дороги, основным материалом при производстве которых являлся железобетон, отличаются очень высокими эксплуатационными характеристиками. К числу однозначных достоинств железобетонных подпорок относятся:

К недостаткам шпал, произведенных из смеси железа и бетона, можно отнести следующие факторы:

В нашей стране подобные опоры стали массово производиться в далеком 1959 году. Согласно статистическим данным, в России, предпочтение отдают струнобетонным брусковым шпалам. По результатам проведенных специалистами исследований можно сказать о том, что наше государство находится на третьем месте в мире, по объему используемых железобетонных подпорок.

Металлические шпалы

Конструктивные элементы железных дорог, произведенные из металлов разных марок, наиболее распространены на территориях Германии и Индии. Эти государства применяют подпорки корытообразной формы. Масса одного стыкового изделия колеблется в промежутке от 60 до 110 килограмм. Незначительное количество опор, произведенных из металла, также имеется и на территориях других стран: Франции, России, Испании и Италии.

Достоинства подпорок из металла:

Недостатки металлических шпал:

Заключение

Железобетонные шпалы – это наиболее важный функциональный элемент любого ж/д пути. Такие изделия должны отличаться высокими эксплуатационными характеристиками: повышенной прочностью, упругостью и длительным сроком службы. Приобрести подобные виды материалов, сочетающих в себе все вышеперечисленные качества, бывает достаточно непросто. Однако существуют производители, ответственно относящиеся к своей работе.

©Пенза-Взгляд, 2015–2016. Портал актуальных новостей «Пенза-Взгляд».

Новости Пензы. События, факты, мнения.

Использование материалов разрешено только с предварительного согласия правообладателей. Все права на фото-видео, графический и изобразительный контент принадлежат их авторам. Допустимо цитирование не более 30% от исходного текста. Полностью дублировать материалы запрещено (в том числе с использованием RSS). При цитировании материалов гиперссылка на penzavzglyad.ru обязательна.

Редакция не несет ответственности за содержание блогов и комментариев, а также не предоставляет справочной информации. Позиция «Пенза-Взгляд» не всегда совпадает с мнением авторов статей, опубликованных на интернет-портале.

Все замечания, пожелания и предложения присылайте на penzavzglyad@yandex.ru. Прогноз погоды предоставлен сервисом Яндекс.Погода.

Настоящий ресурс может содержать материалы 18+.

Источник