В чем преимущества и недостатки железобетонных шпал?

Технические параметры шпал из железобетона

Шпала — подпорка для рельсов железной дороги, сохраняющая неизменность их взаимного расположения. Она принимает давление от их веса и передает на подшпальное основание, состоящее из слоя балласта из щебня или бетона, затем на грунт. Изготавливается из дерева, пластика, стали, железобетона. Их устанавливают на каждом километре путей в количестве (три варианта): 1600 на второстепенных дорогах, 1840 или 2000.

Особенно широкое применение нашли ЖБИ при устройстве бесстыковых (бархатных) железнодорожных путей. Это дороги, на которых расстояние между рельсовыми стыками намного превосходит длину стандартного рельса (25 м). Такие пути отличаются от обычных более высокой стоимостью работ по монтажу из-за веса элементов, но обеспечивают предельную скорость движения поездов, удобство для пассажиров, снижение расходов на обслуживание.

Шпалы — это цельные балки (брусья) переменного сечения с площадками для установки рельс. Их изготавливают из напряженного железобетона. Это конструкция с напрягаемой (предварительно напряженной) стальной арматурой внутри. Она отличается от обычного ЖБИ способностью противостоять значительным растягивающим нагрузкам, предупреждать появление трещин и расколов под их воздействием. Такой материал называют еще преднапряженным (маркировка ПНЖБ). Его использование позволяет применять изделия меньшего размера, экономить на арматуре, бетоне и расходах на транспортировку, упрощает монтаж. Вес 1 шт — 270-285 кг (в зависимости от массы и количества арматурных прутьев).

Производство рельсовых подпорок осуществляют в соответствии с требованиями ГОСТ 10629-88 и 54747-2011. Стандартные габариты железобетонной опоры: длина — 2700 мм, ширина — 300, высота — 230, высота в среднем сечении — 160 мм, высота на торцах — 185 мм.

Бетон используют марки прочности от В40 (М500) и выше, морозостойкости не менее F200. В качестве заполнителя для смеси берут только щебень из природного камня или гравия с размером зерен 5-20 мм. По согласованию с покупателем в целях снижения стоимости единицы допускается добавлять фракцию 20-40 мм в количестве не более 10 % от объема основного (5-20).

Для армирования при производстве этих железобетонных конструкций применяют изделия из углеродистой стали периодического профиля или гладкие:

  • холоднодеформированную проволоку диаметром от 3 до 8 мм;
  • холоднодеформированную стержневую арматуру диаметром от 8 до 10;
  • горячекатаную и термически обработанную стержневую арматуру от 8 до 10;
  • арматурные канаты от 6 до 14.

Гладкую арматуру можно использовать только вместе с концевыми анкерами.

Преимущества и недостатки

Достоинства железобетонных шпал:

  • длительный срок службы — не менее 30 лет;
  • отсутствие гниения и коррозии;
  • устойчивость к атмосферным и механическим воздействиям;
  • высокая сопротивляемость перемещениям;
  • простота технологии монтажа;
  • точность размеров, стабильность веса;
  • возможность использования на самых нагруженных участках путей;
  • демонтаж и повторная установка.

Недостатки железобетонных опор:

  • вес 1 шт — не менее 270 кг;
  • необходимость применения спецтехники;
  • сравнительно высокая цена нового изделия;
  • повышенная жесткость, требуют специальных упругих прокладок;
  • возможность разрушения бетона, потребность в периодическом осмотре;
  • высокая электропроводность, использование изоляции.

На площадке для установки рельс (подрельсовой площадке) находятся отверстия для креплений к рельсу и соединения с соседней опорой.

По типу рельсового крепления различают шпалы:

  • Ш-1-1 — раздельного клеммно-болтового крепления типа КБ, с углом наклона упорных кромок подрельсовых площадок 55°;
  • Ш-1-2 — раздельного клеммно-болтового, с углом наклона упорных кромок подрельсовых площадок 72°;
  • Ш-2 — нераздельной клеммно-болтовой фиксации с болтовым креплением к прокладке или рельсу;
  • Ш-3 — нераздельной клеммно-болтовой фиксации с болтовым креплением к рельсу;
  • Ш-5-ДФ — шурупно-дюбельного крепления;
  • ШС-АРС — анкерного рельсового;
  • Пандарол-350 (Фастклип) — имеют особое анкерное крепление, разработанное одноименной британской компанией для высокоскоростного (350 км/ч) и грузонапряженного движения железнодорожного транспорта.

По особенностям применения и установки различают следующие разновидности рельсовых опор ЖБИ:

  • мостовая (М) — для укладки на мостах;
  • челночная (Ч) — для челноков на мостах;
  • для кривых участков (К) — радиус менее 350°;
  • Ш-3-Д 750 — для детской железной дороги (под ширину коле 750 мм с рельсами типа Р-43);
  • трансформаторная — для устройства путей перекатки силовых трансформаторов на электрических подстанциях, отличается от остальных видов тем, что имеет прямоугольное сечение по всей длине;
  • брусья для стрелочных переводов;
  • полушпала — для рельсовых путей, предназначенных для перемещения по ним грузоподъемных кранов;
  • для участков с совмещением двух различных значений ширины колеи — две разновидности: для трех или четырех рельсовых ниток.

Для обеспечения изоляции производители шпал предлагают изделия со специальными вкладышами-пустообразователями.

В зависимости от точности размеров, качества бетонной поверхности и устойчивости к появлению трещин рельсовые опоры классифицируют на два сорта. Продукцию второго допустимо приобрести для использования на подъездных, станционных, других малонагруженных путях 5 класса и внутризаводских дорогах промышленных предприятий.

Рекомендации при покупке

Прежде чем купить партию железобетонных опор для рельс, рекомендуется осмотреть несколько шпал. На верхней поверхности качественного изделия должен находиться штамп с маркировкой. Она содержит товарный знак или сокращенное название завода-изготовителя. На концевой части ставят отметку о проверке ОТК и номер партии. На каждом пятом элементе указывают две последние цифры года выпуска.

Изделия второго сорта (по трещиностойкости и геометрии) поставляют только по желанию покупателя. На обоих их концах несмываемой краской наносят поперечную линию шириной 1,5-2 см. Если таких полос по две с каждой стороны — значит, шпала не соответствует требованиям стандарта даже для второго сорта.

Обязательно оценить количество и характер дефектов. Допускается наличие:

  • отпечатков от сварных швов на продольных кромках подрельсовых площадок;
  • следов на торцах — глубиной не более 5 мм.

  • наплывы в каналах для болтов, препятствующие их установке и свободному повороту;
  • наплывы на подрельсовых площадках;
  • проворачивание болтов;
  • трещины;
  • выступающие стержни арматуры (если для армирования использовалась проволока, то ее концы должны выходить за пределы торца не более чем на 2 см).

Предельно допустимые размеры раковин и околов на железобетонных шпалах первого сорта:

Поверхность Максимальный размер дефекта, мм
Раковины Околы
Глубина Ширина Глубина Длина
Кромки упорных плоскостей подрельсовой площадки 10 15 10 30
Подрельсовые площадки и верхняя поверхность между ними 10 30 15 60
Прочие поверхности 15 60 30 Не имеет значения

Для второго сорта допустимы дефекты с размерами вдвое большими, чем у первого.

Правила транспортировки

  • Изделия должны быть уложены штабелями, подошвами вниз (в стандартном рабочем положении).
  • Под штабелем должно быть установлено основание из деревянных брусьев с размерами 15х20 см или шпал, не соответствующих требованиям стандарта.
  • Между рядами располагают деревянные прокладки.
  • Предельная высота штабеля — 16 шпал.
  • Минимальное расстояние между штабелями — 1 м.
  • Продукция разного типа и сорта обязательно складывается в отдельные штабеля.

Можно купить железобетонные шпалы не только новые, но и б/у. Окончательная цена зависит от массы партии.

Тип Цена за штуку, рубли
Ш-1 новая 1500
Ш-1 б/у 300
Ш-3 1850
ШС-АРС 2800
Пандарол-350 3750

При покупке нужно помнить, что железобетонная опора весит почти 300 кг. Для разгрузки понадобится тяжелая техника.

Деревянные и железобетонные шпалы

Шпалы для железнодорожного полотна являются важнейшей деталью устройства пути. От их качественных характеристик зависит устойчивость магистрали. В нашей стране используют опоры из дерева и железобетона. Но изначально под рельсы укладывали брус из камня. Позднее каменные заместили деталями из дерева, оно имеет хорошие показатели амортизации, и проще с точки зрения механического обрабатывания. Однако, обстановка поменялась кардинальным образом, когда начали производить железобетонные шпалы.

Читайте также  Что такое ПМД в бетоне?

Железобетонные шпалы

Многообразие видов

Это рельсовые опоры, при производстве которых требуются брусья с изменяющимися размерами и формой сечения. Бетонные шпалы армированы при помощи проволоки из стали, диаметр ее обусловлен модификацией. К производственной технологии таких изделий предъявляют следующие требования:

  • приготовленный бетонный раствор должен быть однороден по консистенции;
  • для необходимой передачи силы напряжения необходимо, чтобы материал обладал соответственной прочностью;
  • при производстве опор, соблюдают точные размеры, формы, это важно в точках соединения с рельсами.
Требования

Классификация

Шпалы железобетонные классифицируют на определенные виды, зависящие от устойчивости к образованию всевозможных трещин, качества и точных размеров и иных параметров:

  • опоры первого сорта.
  • Опоры второго сорта. Различаются низкой степенью устойчивости к трещинам, к геометрическим размерам не предъявляются высокие требования.

По видам рельсовых креплений различают:

  • Ш-1 созданы для раздельного скрепления с применением болтов путем закрепления подкладки на опоре.
  • Ш-2 — для нераздельного скрепления с применением болтов путем закрепления к шпале и подкладки, и рельса.
  • Ш-3, предназначенные для нераздельного соединения с применением болтов при помощи прямого закрепления к опоре рельса.

Также такие шпалы имеют различия по электрической изоляции и типу применяемой арматуры. По параметрам электрической изоляции выделяют:

  • изолированные;
  • неизолированные, отсутствуют изолирующие вкладыши.

К достоинствам данных опор можно отнести:

  • морозоустойчивость;
  • длительный период службы (от 40 до 50 лет);
  • обеспечивают однородность железнодорожного пути.

Недостатки:

  • высокая электрическая проводимость;
  • чувствительны к ударам (особенно в местах стыка);
  • жесткость пути, это способствует быстрому изнашиванию рельс в точках стыка;
  • высокий вес (примерно 270 кг);
  • сложность монтажа;
  • высокая цена.

Время от времени возникает вопрос, шпалы из какого материала стоит выбрать: из железобетона либо дерева. Во-первых, необходимо обратить внимание на цену. Стоимость деревянных опор существенно ниже. Во-вторых, период службы: в этом преимущество у железобетонных шпал. Время самоокупаемости шпал из железобетона более продолжительное, в связи с этим их обычно применяют на магистралях, на которых они смогут максимально быстро окупаться. На линиях железной дороги с относительно небольшой нагрузкой в большинстве случаев более выгодно использование шпал из пропитанного дерева.

Деревянные шпалы

  1. По методу распила:
  • обрезные – обрезку проводят с четырех сторон;
  • полуобрезные – обрезку проводят с трех сторон;
  • не обрезные – обрезаются с двух сторон.
  1. По назначению:
  • материал 1 типа, с пропиткой. Такой используют для основного пути;
  • материал 2 типа, с пропиткой. Применяется при укладывании подъездного и станционного пути;
  • материал 3 типа. Используют на предприятиях промышленности с малой нагрузкой.

Обычно шпалы обработаны несколькими видами антисептических веществ – водорастворимыми и на основе масел. Первый вид – твердое соединение, его необходимо довести до необходимой консистенции, разводя жидкостью. Антисептики на основе масла — продукт сухой перегонки лесоматериалов и каменного угля. Они употребляются в естественном виде, или могут разбавляться иными маслянистыми жидкостями.

К положительным сторонам шпал из дерева относят:

  • быструю самоокупаемость, они существенно ниже по стоимости шпал из железобетона;
  • вес (около 80 кг);
  • возможность увеличивать либо уменьшать колею железнодорожного пути;
  • устойчивы к перепадам температур;
  • диэлектрические свойства древесины;
  • устойчивое сцепление с подложкой;
  • упругость.

Из недостатков — период службы от 3 до 40 лет. При неверном обрабатывании антисептическими составами (или вовсе без обработки) шпалы подвержены гниению.

У железобетонных и деревянных шпал имеются свои плюсы и минусы. Применение тех либо иных обусловлено лишь конкретными условиями. В отдельных ситуациях стоит употреблять исключительно деревянные опоры. И тогда даже не стоит вопрос, какие лучше. В каких-то ситуациях целесообразно использование железобетонных. При выборе деревянных шпал, важнейший критерий — качество обработки древесины.

Что такое железобетонные шпалы?

При проектировании путей подъезда внимание обращают не только на рельсы, но и на опоры для них. Сегодня для строительства железных дорог используются железобетонные шпалы. Они изготавливаются в соответствии с государственным стандартом. Во время использования нужно также учитывать особенности монтажа, ремонта и утилизации изделий.

Шпалы из железобетона

ЖБ шпала – опора для рельсов, представленная в виде балки с переменным сечением. Она имеет специальные площадки по краям. Именно на них укладывают рельсы. Их изготавливают из напряженного железобетона. Внутри каждого элемента присутствует арматура: стальные прутья толщиной 0,3-0,6 см.

Во время производства железобетонных элементов учитываются такие особенности:

  • однородность консистенции смеси для заливки;
  • соблюдение точности габаритных параметров (любые ошибки приведут к ненадежности стыка с рельсами);
  • проверка прочности: изделия должны передавать напряжение на грунтовую подушку правильно и эффективно.

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

Области применения

Шпалы железобетонные чаще применяют при строительстве железных дорог. Но они востребованы при обустройстве фундаментов жилых зданий. Они нужны в том случае, если сооружение должно быть максимально прочным или будет подвергаться большому механическому давлению. Если технология производства изделий соблюдена, то они прослужат не менее 40-50 лет.

Классификация по типам

В классификации учитывают вес железобетонных шпал, их устойчивость к появлению механических повреждений, трещин, сколов, длина. По этим параметрам выделяют такие типы изделий:

  1. Первого сорта. К такому варианту предъявляются очень жесткие требования. Их геометрическая форма должна быть идеальной, так как они используются для укладки основных железнодорожных магистралей, которые интенсивно нагружены.
  2. Второго сорта. Такие железобетонные фрагменты применяют для монтажа подъездных и мало задействованных путей. Они поставляются только по заказу потребителя.

Классифицируют изделия и по типу крепления на рельсах:

  1. Ш-1. К рельсам железобетонное изделие крепится при помощи болта и прокладки.
  2. Ш-2. Крепление нераздельное.
  3. Ш-3. Этот вариант похож на предыдущий, но способ фиксации отличается.

По сфере и особенностям применения выделяют такие типы железобетонных шпал:

  • мостовые;
  • челночные (монтируются они на мостах и в тоннелях);
  • для кривых участков (их радиус не более 350 градусов);
  • трансформаторные (по всей длине изделия имеют прямоугольное сечение);
  • для стрелочных переводов;
  • на детских железных дорогах.

Для путей, по которым ездят мостовые краны, используются полушпалы.

Преимущества и недостатки

Шпалы железобетонные имеют такие достоинства:

  • продолжительный срок эксплуатации (при соблюдении технических условий использования этот период достигает 60 лет):;
  • устойчивость к воздействию внешних негативных факторов: осадков, ветра, перемены температур;
  • способность выдерживать серьезные механические нагрузки;
  • приемлемая стоимость;
  • шпалы железобетонные не гниют и не поддаются коррозии;
  • изделие имеет высокий уровень сопротивляемости к перемещениям;
  • малые траты на обслуживание шпал;
  • укладываются изделия с применением соответствующей техники, поэтому существенные физические усилия не требуются;
  • так как ширина и длина изделий одинакова, то транспортировать и разгружать их не тяжело;
  • шпалы разрешено использовать повторно.

Железобетонные шпалы также обладают определенными недостатками. Со временем изделие подвергается усталостному разрушению, поэтому его нужно периодически проверять. Вес бетонной шпалы составляет270 кг, поэтому вручную уложить ее невозможно: требуется специальная техника. Чтобы добиться оптимального уровня жесткости, нужно использовать упругие прокладки. Новые ЖД шпалы стоят дорого. Еще одним существенным недостатком считается высокая электропроводность.

Читайте также  Чем приклеить пластиковые панели к бетонной стене?

Технология производства

В зависимости от того, сколько будет весить шпала и какой объем работ предполагается, выбирается определенная технология изготовления изделия. Их всего 4:

Технология Описание
Карусельная Особенностью метода считается задержка снятия формы. Бетонная смесь заливается в подготовленную форму. Раствор нужно хорошо уплотнить, чтобы в нем не оставались пузырьки воздуха. В работе применяют специальные формы по 6 элементов. Снимаю их только после того, как шпалы достигнут максимальных прочностных параметров. Чтобы арматура имела хорошее сцепление с бетонной смесью, нужно обеспечить напряжение стальных прутьев при помощи специальных механизмов натяжения
Линейная Она предполагает использование конвейера, на который устанавливаются формы. Его длина порой достигает 100 м. В торцах форм присутствуют специальные приспособления, при помощи которых на стальные прутья передается предварительное напряжение. Как только бетонная смесь хорошо застынет, на нее оказывается усилие
Снятие формы с последующей передачей напряжения В этом случае формы устанавливаются в шаблоны, расположение арматуры в которых точно определено. После заливки бетонного раствора он тщательно уплотняется вибрационным способом. Во время застывания смеси в нее вставляются металлические прутья, на которые оказывается давление. После застывания форма демонтируется, а шаблон удаляется. Преимуществом технологии является непрерывность и наличие небольшого количества форм
Демонтаж формы с предварительным напряжением Этот способ похож на предыдущий, но вместо прутьев используются рамы

Выбор технологии производства бетонных шпал зависит от того, какие технические характеристики требуется получить.

Монтаж, ремонт и утилизация шпал

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

  • поверхность основания перед укладкой рельсов и шпал должна быть хорошо подготовлена: на почве насыпают полосы песка, которые помогают конструкции сохранить целостность во время ее использования;
  • монтировать элементы разрешено только при помощи специализированной техники: это позволит ускорить работу и снизить ее стоимость;
  • в процессе эксплуатации железобетонных шпал придется периодически проверять их состояние, а также надежность крепежа: без соответствующих эксплуатационных мер изделия могут быстро потрескаться.

Независимо от размера или того, сколько весит шпала, даже самый крепкий бетон в процессе эксплуатации может постепенно разрушаться. Если на элементах присутствую дефекты: раковины, трещины, выбоины, то их устраняют при помощи бетонного раствора и других средств. Причем существуют разные виды ремонта. Капитальный требует предварительного составления проектной документации. Также допускается частичная замена отдельных шпал.

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

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

Железобетонные шпалы – тот элемент, без которого не обходится строительство железнодорожных путей. Технология их производства строго выверена, так как любой промах приведет к негодности элементов. Однако правильно изготовление позволит прослужить шпалам не менее 50 лет.

Железобетонные шпалы.

Массовая укладка ж/б шпал на отечественных дорогах началась в 1959г.

Железобетонные шпалы делятся на монолитные из предварительно напряженного бетона, образующие непрерывный брус и двухблочные, состоящие из двух самостоятельных подрельсовых опор, соединенных между собой стержнями. Последние не получили в России распространения, т.к. имея малую изгибную жесткость в средней части и относительно малую опорную площадь обеспечивали не достаточную стабильность колеи по шаблону и уровню.

Современная железобетонная шпала – цельнобрусковая из предварительно напряженного железобетона (бетон класса по прочности на сжатие В40, по морозостойкости F200), армированная высокопрочной проволокой периодического профиля класса Вр диаметром 3 мм. Номинальное число проволок в шпале 44, каждая из них натягивается усилием 8.1 кН. Современная шпала должна соответствовать требованиям ОСТ32.152 – 2000 Основная часть эксплуатируемых в пути шпал зготовлена по ранее действовавшему ГОСТ 10629-88 .

Типы железобетонных шпал, принятых к серийному применению на ж.д. России приведены в табл.2.

Таблица 2. – Типы ж/б шпал _

Тип Скрепления Подтип Особенность шпалы
Ш1 КБ Ш1 -4*10 Стержневая арматура
КБ Ш1 -44*3 Проволочная арматура
Ш1 — Ч Челночная ж.б. шпала
КБ Ш1- К Для укладки в кривых радиусом менее 350 м.
КБ Ш1 — М Мостовая ж.б шпала
Ш3 ЖБР Ш3 – Д (дюбель) _
Ш – АРС АРС Безболтовое _

Геометрические размеры железобетонной шпалы на примере шпалы типа Ш-1 приведены на рис 2.

При формовании шпале придана форма, улучшающая ее работу под поездной нагрузкой.:

— Наибольшие прогибы и давления на балласт имеют место у торцов железобетонных шпал. Для компенсации этого неблагоприятного для балласта и шпал обстоятельства ширина подошвы уменьшена в средней части шпал (250мм) и увеличена у торцов (300мм).

— Поперечное сечение шпалы имеет трапецеидальное очертание, благодаря чему снижается давление на балласт и увеличивается сопротивление пути сдвигу.

— Кроме того, в подрельсовых зонах устраивают углубления (по 25 мм) с наклоном (1:20) для обеспечения подуклонки рельсов, а также передачи поперечных горизонтальных сил на бетон.

=В продольном сечении шпала состоит из двух более крупных по размерам подрельсовых частей и более низкой и узкой средней части. Предварительно напряженная арматура максимально смещена в сторону растянутой под поездной нагрузкой поверхности шпалы (в подрельсовом сечении – нижней, в середине шпалы – верхней), благодаря чему достигается максимальное обжатие бетона в растянутых зонах, а следовательно увеличивается трещиностойкость шпал .

Рис 2. Железобетонные шпалы типа Ш – 1.

.Достоинства и недостатки железобетонных шпал, сферы их применения.

— высокий срок службы (30-50 лет);

— устойчивость против выброса;

— стабильность рельсовой колеи;

— однородность упругих свойств по длине пути, а, следовательно, плавность движения экипажа;

— значительное увеличение жесткости пути, приводящее к увеличению износа элементов пути и ходовых частей подвижного состава;

— хрупкость и чувствительность к ударам;

— низкая работоспособность в зоне стыков;

— большая масса.(265 кг).

Сферы эффективного применения:

1.Бесстыковой путь 1 – 4 классов;

( 1-2 класс – новые шпалы 1 сорта; 3-5 класс – старогодные шпалы; 4-5 класс новые шпалы 2 сорта.)

2.Звеньевой путь 5 класса.

3. Участки скоростного движения.

Железобетонные шпалы применяются в прямых и кривых радиусом 350м и более. В кривых радиусом менее 350 м и в переходных кривых допускается применять специальные шпалы с индексом К и двумя последними цифрами номинальной ширины колеи.

При укладке шпал между их подошвой в средней части и спланированной поверхностью балластного слоя следует обеспечить зазор высотой до 4 -5 см и длиной не более чем 25 -30 см в обе стороны от оси колеи.

Описание блочных железобетонных подрельсовых опор, применяемых на мостах и в тоннелях, приведены приведены в соответствующих лекциях.

Шпалы из железобетона

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

Читайте также  Как отделать бетонную лестницу ламинатом?

Читайте также: про строительство и ремонт.

Определение

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

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

Где применяются?

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

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

Вернуться к оглавлению

Преимущества и недостатки

В шпалах из железобетона присутствуют следующие преимущества:

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

Шпале из железобетона присущи следующие недостатки:

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

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

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

По типу рельсового крепления бывают следующих видов:

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

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

изолированные;неизолированные, без изолирующих вкладышей. Вернуться к оглавлению

Технология производства

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

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

Монтаж, ремонт и утилизация шпал

Установка железнодорожных путей имеет следующие особенности:

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

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

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

Вернуться к оглавлению

Заключение

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

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