Шпалы деревянные для железныхдорог широкой колеи. Три шпалы вместо одной Транспортирование и хранение

ШПАЛЫ ДЕРЕВЯННЫЕ ДЛЯ ЖЕЛЕЗНЫХ
ДОРОГ ШИРОКОЙ КОЛЕИ

Технические условия

1. Технические требования.

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

1.2 Типы и размеры.

1.2.1 В зависимости от назначения шпалы должны изготовляться трех типов:

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

1.2.2 По форме поперечного сечения шпалы подразделяются на три вида:

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

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

Таблица 1.

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

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

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

1.3 Характеристики.

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

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

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

Таблица 2.

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

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

Таблица 3.

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

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

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

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

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

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

2. Приемка

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

2.2 Документ о качестве должен содержать:

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

2.3 Количество шпал в партии определяется сплошным пересчетом.

2.4 Качество и размеры шпал проверяют выборочным контролем.

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

Таблица 4.

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

При получении неудовлетворительных результатов вся партия бракуется.

3. Методы контроля.

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

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

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

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

3.4 Контроль предпропиточной влажности древесины шпал - по ГОСТ 20022.14.

4. Транспортирование и хранение.

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

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

ГОСТ 10629-88

Группа Ж83

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ШПАЛЫ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫЕ

ДЛЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ КОЛЕИ 1520 мм

Технические условия

Prestressed reinforced concrete sleepers for 1520 mm gauge railways.

Specifications

МКС 91.080.40

ОКП 58 6411

Дата введения 1990-01-01

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством путей сообщения СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного строительного комитета СССР от 21.11.88 N 228

3. ВЗАМЕН ГОСТ 10629-78

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ


Обозначение НТД, на который дана ссылка	Номер пункта
ГОСТ 8.326-89	3.13
ГОСТ 7348-81	1.3.8
ГОСТ 7392-2002	1.3.7
ГОСТ 10060.0-95 - ГОСТ 10060.4-95	3.2
ГОСТ 10180-90	3.1
ГОСТ 13015-2003	1.3.3, 1.4.1, 2.1, 3.4, 3.7, 4.1
ГОСТ 16017-79	3.8
ГОСТ 18105-86	3.1
ГОСТ 22362-77	3.3
ГОСТ 23009-78	1.2.3
ГОСТ 23616-79	2.4
ГОСТ 25706-83	3.11
ГОСТ 26633-91	1.3.2, 1.3.7
ТУ 14-4-1471-87	1.3.8

5. ИЗДАНИЕ (июль 2004 г.) с Поправкой (ИУС 5-90)

Настоящий стандарт распространяется на железобетонные предварительно напряженные шпалы для железнодорожных путей с рельсовой колеей шириной 1520 мм и рельсами типов Р75, Р65 и Р50, по которым обращается типовой подвижной состав общей сети железных дорог СССР.

1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Шпалы следует изготовлять в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологической документации, утвержденной в установленном порядке.

1.2. Основные параметры и размеры

1.2.1. Шпалы в зависимости от типа рельсового скрепления подразделяют на:

Ш1 - для раздельного клеммно-болтового рельсового скрепления (типа КБ) с болтовым прикреплением подкладки к шпале;

Ш2 - для нераздельного клеммно-болтового рельсового скрепления (типа БПУ) с болтовым прикреплением подкладки или рельса к шпале.

1.2.2. Форма и размеры шпал должны соответствовать указанным на черт.1-4 и в табл.1. Показатели материалоемкости шпал приведены в приложении 1.

1 - закладная шайба; 2 - проволочная арматура

Сечение 3-3 приведено на черт.3

Черт.1

ПОДРЕЛЬСОВАЯ ЧАСТЬ ШПАЛЫ Ш1-1

Черт.2

ПОДРЕЛЬСОВАЯ ЧАСТЬ ШПАЛЫ Ш1-2

Сечения 4-4, 5-5 и 6-6 приведены на черт.2

Черт.3

ПОДРЕЛЬСОВАЯ ЧАСТЬ ШПАЛЫ Ш2-1

Черт.4

Таблица 1


Марка шпалы	Расстояние между упорными кромками разных концов шпалы , мм	Расстояние между упорными кромками одного конца шпалы , мм	Расстояние между осями отверстий для болтов , мм	Расстояние между осью отверстия и упорной кромкой ,мм	Угол наклона упорных кромок	Направление большей стороны отверстия для болта относительно продольной оси шпалы
Ш1-1	2012	404	310		55°	Поперечное
Ш1-2	2000	392	310		72°
Ш2-1	2012	404	236		55°	Продольное

Примечания:

1. На кромках, примыкающих к подошве и торцам шпалы, допускаются фаски шириной не более 15 мм.

2. По согласованию изготовителя с потребителем допускается изготовлять шпалы, у которых размеры и расположение углублений на подошве отличаются от указанных на черт.1, а форма и размеры вертикальных каналов для закладных болтов отличаются от указанных на черт.2-4.

1.2.3. 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 (п.1.2.1). Во второй группе указывают вариант исполнения подрельсовой площадки (табл.1).

Пример условного обозначения (марки) шпалы типа Ш1, первого варианта исполнения подрельсовой площадки:

Ш1-1

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

Шпалы второго сорта предназначены для укладки на малодеятельных, станционных и подъездных путях. Поставку шпал второго сорта производят только с согласия потребителя.

1.3. Характеристики

1.3.1. Шпалы должны удовлетворять требованиям трещиностойкости, принятым при их проектировании, и выдерживать при испытании контрольные нагрузки, указанные в табл.2.

Таблица 2

1.3.2. Шпалы следует изготовлять из тяжелого бетона по ГОСТ 26633 класса прочности на сжатие В40.

1.3.3. Фактическая прочность бетона (в проектном возрасте, передаточная и отпускная) должна соответствовать требованиям ГОСТ 13015.

1.3.4. Нормируемую передаточную прочность бетона следует принимать равной 32 МПа (326 кгс/см ).

1.3.5. Отпускную прочность бетона принимают равной передаточной прочности бетона.

1.3.6. Марка бетона по морозостойкости должна быть не ниже F200.

1.3.7. Для бетона шпал следует применять щебень из природного камня или щебень из гравия фракции 5-20 мм по ГОСТ 26633. 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 26633;

щебень из природного камня фракции 5-25 мм по ГОСТ 7392 при соответствии его всем другим требованиям ГОСТ 26633.

1.3.8. В качестве арматуры шпал следует применять стальную проволоку периодического профиля класса Вр диаметром 3 мм по ГОСТ 7348 и ТУ 14-4-1471.

1.3.9. Номинальное число арматурных проволок в шпале 44. Расположение проволок, контролируемое на торцах шпалы, должно соответствовать указанному на черт.5. 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.

РАЗМЕЩЕНИЕ АРМАТУРЫ

на торце шпалы

в среднем сечении шпалы

Черт.5

Для обеспечения проектного расположения проволок могут применяться разделительные проставки, остающиеся в теле бетона шпалы (см. приложение 2). Допускается по согласованию изготовителя с потребителем применять проставки, отличающиеся от указанных в приложении 2.

1.3.10. Общая сила начального натяжения всех арматурных проволок в пакете должна быть не менее 358 кН (36,4 тс). Среднее значение силы начального натяжения одной проволоки при их номинальном числе должно составлять 8,12 кН (827 кгс). Сила натяжения отдельных проволок не должна отличаться от среднего значения более чем на 10%.

Снижение силы натяжения отдельных проволок сверх 10%, вызванное проскальзыванием проволоки в захвате, не должно быть более чем у одной проволоки в шпалах первого сорта и у двух проволок в шпалах второго сорта.

1.3.11. Допускаются отклонения от номинального числа арматурных проволок при условии, что общая сила натяжения имеющихся проволок не менее указанной в п.1.3.10. При этом предельные отклонения по числу проволок не должны превышать ±2 шт.

1.3.12. Концы напрягаемой арматуры не должны выступать за торцевые поверхности шпал первого сорта более чем на 15 мм и второго сорта - более чем на 20 мм.

1.3.13. Закладные шайбы - по НТД.

1.3.14. Значения действительных отклонений геометрических параметров шпал не должны превышать предельных, указанных в табл.3.

Таблица 3


мм
Наименование отклонения геометрического параметра	Наименование геометрического параметра	Пред. откл. для шпал
		первого сорта	второго сорта
Отклонение от линейного размера	Расстояние	±2	3; -2
	Расстояние	2; -1	3; -1
	Расстояния и	±1	±1
	Глубина заделки в бетон закладной шайбы	6; -2	6; -2
	Длина шпалы	±10	±20
	Ширина шпалы	10; -5	20; -5
	Высота шпалы	8; -3	15; -5
Отклонение от прямолинейности профиля подрельсовых площадок на всей длине или ширине

Примечание. Размеры, для которых не указаны предельные отклонения, являются справочными.

1.3.15. Уклон подрельсовых площадок к продольной оси шпалы в вертикальной плоскости, проходящей через ось (подуклонка), должен быть в пределах 1:18 - 1:22 для шпал первого сорта и 1:16 - 1:24 для шпал второго сорта.

1.3.16. Разница уклонов подрельсовых площадок разных концов шпалы в поперечном к оси шпалы направлении (пропеллерность) не должна превышать 1:80.

1.3.17. Значения действительных отклонений толщины защитного слоя бетона до верхнего ряда арматуры не должны превышать, мм:

Для шпал первого сорта;

Для шпал второго сорта.

1.3.18. Размеры раковин на бетонных поверхностях и околы бетона ребер у шпал не должны превышать значений, указанных в табл.4.

Таблица 4

	раковин				околов бетона ребер
	Глубина		Диаметр (наибольший размер)		Глубина		Длина по ребру
	Шпалы первого сорта	Шпалы второго сорта	Шпалы первого сорта	Шпалы второго сорта	Шпалы первого сорта	Шпалы второго сорта	Шпалы первого сорта	Шпалы второго сорта
Подрельсовые площадки			10*	15*
Упорные кромки подрельсовых площадок			10**	15**
Верхняя поверхность средней части шпалы
Прочие участки верхней поверхности							Не регламентируются
Боковые и торцевые поверхности							То же

________________

* Не более трех раковин на одной площадке.

** Не более одной раковины.

Примечания:

1. Допускается наличие на продольных кромках подрельсовых площадок отпечатков от сварных швов между несъемными подрельсовыми плитами и формой.

2. Допускается наличие на торцах шпал отпечатков элементов жесткости диафрагм глубиной не более 5 мм.

1.3.19. Глубина зазоров между проволоками и бетоном на торцах шпал не должна превышать 15 мм для шпал первого сорта и 30 мм - для шпал второго сорта.

1.3.20. В шпалах не допускают:

наплывы бетона в каналах для болтов, препятствующие свободной установке и повороту этих болтов в рабочее положение;

местные наплывы бетона на подрельсовых площадках;

провертывание болтов рельсового скрепления в каналах шпалы при завинчивании гаек;

трещины в бетоне.

Для формирования каналов для болтов допускается установка внутренних элементов, конструкцию и материал которых согласовывают с потребителем.

1.4. Маркировка

1.4.1. Маркировка шпал должна соответствовать требованиям ГОСТ 13015 и настоящего стандарта.

1.4.2. На верхней поверхности шпал штампованием при формовании наносят:

товарный знак или краткое наименование предприятия-изготовителя - на каждой шпале;

год изготовления (две последние цифры) - не менее чем у 20% шпал каждой партии.

В концевой части каждой шпалы краской наносят:

штамп ОТК;

номер партии.

1.4.3. Места нанесения маркировочных надписей указаны на черт.6.

МАРКИРОВКА ШПАЛЫ

1 - номер партии; 2 - товарный знак или краткое наименование предприятия-изготовителя;

3 - год изготовления; 4 - знак шпалы второго сорта

Черт.6

Допускается нанесение товарного знака или краткого наименования предприятия-изготовителя и года изготовления на одной половине шпалы.

(Поправка).

1.4.4. Маркировочные надписи следует выполнять шрифтом высотой не менее 50 мм.

1.4.5. На обоих концах шпалы второго сорта наносят краской поперечную полосу шириной 15-20 мм (см. черт.6).

2. ПРИЕМКА

2.1. Приемку шпал осуществляют партиями в соответствии с требованиями ГОСТ 13015 и настоящего стандарта.

2.2. Шпалы принимают:

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

по результатам приемосдаточных испытаний - по показателям трещиностойкости шпал, прочности бетона (классу бетона по прочности на сжатие, передаточной и отпускной прочности), состояния каналов для болтов, точности размера 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.

3. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ

3.1. Прочность бетона на сжатие определяют по ГОСТ 10180 на серии образцов, изготовленных из бетонной смеси рабочего состава, хранившихся в условиях, установленных ГОСТ 18105.

3.2. Морозостойкость бетона определяют по ГОСТ 10060.0 - ГОСТ 10060.4.

3.3. Общую силу натяжения арматуры контролируют по показаниям манометра в соответствии с ГОСТ 22362 с параллельным подключением самопишущего прибора для записи усилия натяжения.

Силу натяжения отдельных проволок арматуры измеряют методом поперечной оттяжки по ГОСТ 22362.

3.4. Для измерения линейных размеров шпал, а также раковин и околов бетона применяют металлические измерительные инструменты по ГОСТ 13015. Глубину раковин, а также зазоров между проволоками и бетоном на торцах шпал измеряют штангенциркулем с заостренной штангой.

3.5. Расстояние между упорными кромками углублений подрельсовых площадок разных концов шпалы измеряют шаблоном, накладываемым одновременно на обе подрельсовые площадки шпалы (черт.7).

СХЕМА КОНТРОЛЯ ТОЧНОСТИ РАЗМЕРА ( ) И ПОДУКЛОНКИ ПОДРЕЛЬСОВЫХ ПЛОЩАДОК ( И )

1 - шаблон или индикаторное устройство

Черт.7

Расстояния между кромками углубления одного конца шпалы , между осями отверстий для болтов и от оси отверстия до упорной кромки обеспечивают проверкой этих размеров на форме у металлических плит, образующих при формовании шпал углубления в подрельсовых площадка

х.

3.6. Уклон подрельсовых площадок в продольном и поперечном к оси шпалы направлениях (подуклонка и пропеллерность) измеряют индикатором, накладываемым одновременно на обе подрельсовые площадки шпал (черт.7 и 8).

СХЕМА КОНТРОЛЯ ПРОПЕЛЛЕРНОСТИ ШПАЛЫ ( )

1 - измерительный прибор

Черт.8

3.7. Отклонение от прямолинейности подрельсовых площадок определяют по ГОСТ 13015 измерением наибольшего зазора между поверхностью площадки и ребром металлической поверочной линейки.

3.8. Глубину заделки в бетон закладных шайб контролируют приспособлением, вставляемым в канал шпалы и поворачиваемым на 90° (черт.9).

СХЕМА УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГЛУБИНЫ ЗАДЕЛКИ ШАЙБ

1 - ручка; 2 - шток; 3 - шкала; 4 - указатель; 5 - корпус; 6 - головка

Черт.9

Отсутствие в каналах шпалы наплывов бетона, препятствующих установке и повороту болта в рабочее положение, а также провертывания болта при завинчивании гайки проверяют закладным болтом по ГОСТ 16017 с предельными плюсовыми отклонениями размеров головки. Проверяют все четыре канала контролируемой шпалы

3.9. Толщину защитного слоя бетона над верхним рядом арматуры контролируют посередине шпалы методом, указанным на черт.10. Допускается по согласованию изготовителя с потребителем контролировать толщину на торцах шпалы металлической линейкой.

СХЕМА ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ЗАЩИТНОГО СЛОЯ БЕТОНА

НАД ВЕРХНИМ РЯДОМ АРМАТУРЫ ПОСЕРЕДИНЕ ШПАЛЫ

1 - рейка; 2 - проволока верхнего ряда арматуры

Черт.10

3.10. Высоту шпалы проверяют штангенциркулем в поперечных сечениях посередине каждой подрельсовой площадки и посередине шпалы.

3.11. Каждую шпалу, отобранную для испытаний на трещиностойкость, испытывают статической нагрузкой последовательно в подрельсовом и среднем сечениях по схемам, приведенным на черт.11.

СХЕМЫ ИСПЫТАНИЯ ШПАЛЫ НА ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ

в подрельсовом сечении

в среднем сечении

1 - стальная пластина с уклоном нижнего основания 1:20 размером 250х100 мм, средней толщиной 25 мм;

2 - стальная пластина размером 250х100х25 мм; 3 - резиновая прокладка размером 250х100х10 мм;

4 - стальной валик диаметром 40 и длиной 250 мм

Черт.11

Нагрузку равномерно увеличивают с интенсивностью не более 1 кН/с (100 кгс/с) и доводят до контрольной, указанной в табл.2. Эту нагрузку поддерживают постоянной в течение 2 мин, после чего осматривают боковые поверхности с двух сторон шпалы у испытываемого сечения с целью обнаружения видимых трещин в растянутой зоне бетона. Поверхность бетона при этом не смачивают. Освещенность поверхности бетона - не менее 3000 лк. Для измерения длины трещин применяют металлическую линейку, а для ширины раскрытия трещин - измерительную лупу по ГОСТ 25706 с ценой деления 0,05 мм.

3.12. Перечень приспособлений, индикаторов и шаблонов для контроля геометрических параметров шпал приведен в приложении 3.

3.13. Все нестандартизованные средства измерений и испытаний должны пройти метрологическую аттестацию в соответствии с ГОСТ 8.326*.

________________

* На территории Российской Федерации действуют ПР 50.2.009-94.

4. ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ

4.1. Транспортирование и хранение шпал следует производить в соответствии с требованиями ГОСТ 13015 и настоящего стандарта.

4.2. Шпалы следует транспортировать и хранить в штабелях горизонтальными рядами в рабочем положении (подошвой вниз). Высота штабеля должна быть не более 16 рядов.

Подкладки под шпалы и прокладки между ними в штабеле следует располагать в углублениях подрельсовых площадок шпал. Толщина деревянных подкладок и прокладок должна быть не менее 50 мм. Допускается по согласованию изготовителя с потребителем применять деревянные прокладки сечением не менее 40х40 мм при расположении их на расстоянии 30-40 мм от упорных кромок углублений в подрельсовых площадках шпал.

4.3. Шпалы транспортируют в полувагонах или автомобилях. Транспортирование шпал разных марок и сортов в одном полувагоне или автомобиле не допускается.

5. ГАРАНТИИ ИЗГОТОВИТЕЛЯ

5.1. Изготовитель гарантирует соответствие шпал требованиям настоящего стандарта при соблюдении потребителем правил их эксплуатации, транспортирования и хранения.

5.2. Гарантийный срок эксплуатации шпал - три года со дня укладки их в путь. Исчисление гарантийного срока начинается не позже 9 мес со дня поступления шпал потребителю.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Обязательное

ПОКАЗАТЕЛИ МАТЕРИАЛОЕМКОСТИ ШПАЛ

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

закладных шайб

11,8 кг

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

РАЗДЕЛИТЕЛЬНАЯ ПРОСТАВКА

Материал - Ст 3.

Толщина - 1 мм.

Масса - 0,037 кг.

Черт.12

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Справочное

ПЕРЕЧЕНЬ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ, ИНДИКАТОРОВ И ШАБЛОНОВ

ДЛЯ КОНТРОЛЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ШПАЛ

Для контроля геометрических параметров железобетонных шпал рекомендуется пользоваться комплектом приспособлений, индикаторов и шаблонов, разработанных институтом "Индустройпроект" и принятых Министерством промышленности строительных материалов СССР.


Наименование геометрического параметра	Наименование приспособления, индикатора или шаблона	Шифр проекта
Расстояние между упорными кромками углублений в подрельсовых площадках разных концов шпалы	Шаблон контроля размера у железнодорожных шпал с углом наклона кромок 55°	3477/10
Уклон подрельсовых площадок в продольном и поперечном к оси шпалы направлениях	Индикатор контроля уклонов и пропеллерности подрельсовых площадок железнодорожных шпал	3477/4-А
Глубина заделки в бетон закладных шайб	Приспособление для контроля глубины заделки закладных шайб	3633/4
Толщина защитного слоя бетона в средней части шпалы	Приспособление для контроля толщины защитного слоя бетона	3633/3
Глубина раковин и зазоров между проволокой и бетоном	Приспособление для измерения	3633/5

Электронный текст документа

подготовлен ЗАО "Кодекс" и сверен по:

официальное издание

М.: ИПК Издательство стандартов, 2004

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.

Типы

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.

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.

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;

m 1 , m 2 - 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 t н;

t н - длительность наблюдения.

Величины A , m 1 , m 2 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).

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

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 рельса	Критический тоннаж, млн. т брутто
КБ; Р65	151,9 (15,4)	1400
КБ; Р65	113,5 (12,6)	1650
ЖБ; Р65	151,9 (15,4)	750
ЖБ; Р65	113,5 (12,6)	840
К2; Р65	151,9 (15,4)	1200
К2; Р65	113,5 (12,6)	1250
К2; Р50	149,9 (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.

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;

большая металлоемкость.

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

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

Готовые к установке шпалы

Немного истории

На фото — деревянные шпалы после долговременной эксплуатации

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

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

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

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

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

Основные характеристики

Схема и размеры железобетонных шпал Ш1

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

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

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

Схематичное изображение ЖБИ типа Ш1

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

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

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

На фото — щипцы для переноски шпал

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

Таких недостатков немного:

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

Сфера и условия применения

Схематичное изображение железобетонных шпал типа Ш3 и Ш3Д

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

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

Железобетонная полушпала для укладки путей передвижения рельсовых кранов

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

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

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

Требования, предъявляемые к железнодорожным ж/б шпалам

Монтаж рельс и железобетонных шпал перед укладкой на насыпь

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

К материалу и готовому изделию предъявляются следующие требования:

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

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

Производственные технологии

Формы для заливки бетона с прутьями для передачи предварительного напряжения

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

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

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

На фото — современная линия по производству шпал западноевропейского стандарта

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

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

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

Особенности монтажа, ремонта и утилизации железобетонных шпал

На фото — эксплуатация передвижного шпалоукладчика

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

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

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

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

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

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

На фото — работа механизированного комплекса по утилизации твердых строительных отходов

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

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

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

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

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