Бетонные шпалы: главные разновидности, особенности и

В данной статье мы поведаем о том, что собой являются данными изделия, и о том, каковы особенности их эксплуатации и производства. Рассмотрим, где употребляются бетонные шпалы б у,и какие конкретно требования предъявляются к производителям данного вида материалов.

Первоначально под ЖД рельсы подкладывались каменные бруски. Чуть позднее камень заменили деревом, которое не только владело лучшими амортизационными качествами, но и было несложнее в плане механической обработки. Но, обстановка кардинально изменилась лишь только тогда, в то время, когда началось производство бетонных шпал.

Готовые к установке шпалы

Мало истории

На фото - деревянные шпалы после долговременной эксплуатации

Как уже было сообщено, история железных дорог насчитывает пара разновидностей подпорок, каковые укладываются под рельсы. Все решения имели последовательность эксплуатационных недочётов. К примеру, камень был очень сложен в обработке и имел низкие амортизационные свойства.

Помимо этого, не обращая внимания на кажущуюся прочность, эти плиты были не самым долговечным решением, поскольку благодаря продолжительного механического действия трескались и приходили в частичную либо полную негодность.

Чуть лучше дело обстояло с изделиями из древесины. Такие шпалы просмаливались для защиты от негативного действия факторов окружающей среды. Но древесина, непременно, не обращая внимания на особую обработку, гниёт. И, как следствие, ЖД дороги требуют ремонта.

Не обращая внимания на хорошие амортизационные качества, древесина имеет один значительный недочёт - это большая цена пиломатериалов, кроме того с учётом простоты их механической обработки. Обстановка изменилась к лучшему во второй половине двадцатого века, в то время, когда были созданы первые шпалы из железобетона.

Не обращая внимания на то что древесные изделия и сейчас используются на второстепенных ветках, как раз бетонные конструкции небезосновательно считаются наиболее современным и перспективным решением.

Главные характеристики

Схема и размеры железобетонных шпал Ш1

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

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

В ходе эксплуатации изделие укладывается поверх балластного слоя. Применительно к простым дорогам в качестве балластной насыпи используется крупноразмерный щебень, а при обустройстве метро используется цементное основание плитного типа.

Схематичное изображение ЖБИ типа Ш1

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

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

  • продолжительный эксплуатационный ресурс;
  • оптимальные показатели устойчивости к негативным действиям факторов окружающей среды;
  • устойчивость к механическим нагрузкам;
  • неподверженность гниению в течение всего ресурса эксплуатации;
  • возможность монтажа на дорогах с любым уровнем загруженности;
  • довольно низкая цена;
  • минимальные затраты, нужные для эксплуатационного обслуживания;
  • простота монтажа и укладки, в сравнении с древесными аналогами;
  • веса и типоразмеров абсолютная идентичность форм, что гарантирует отгрузки и удобство транспортировки.
На фото - щипцы для переноски шпал

Имеется ли недочёты,талантливые очень плохо сказаться на применении этих ЖБИ?

Таких недочётов мало:

  • Во-первых, это возможность усталостного разрушения цементной конструкции и, как следствие, необходимость периодического осмотра дорог.
  • Во-вторых, вес бетонной шпалы(270 кг) делает неосуществимым ее монтаж своими руками без применения спецтехники. Исходя из этого, в отличие от древесных аналогов, цементные конструкции устанавливаются при помощи специальных шпалоукладчиков.

условия и Сфера применения

Схематичное изображение железобетонных шпал типа Ш3 и Ш3Д

Шпалы, изготовленные с применением предварительно напряженного железобетона,везде используются при постройке ЖД дорог транспортного сообщения в мире.

Учитывая разнообразие климатических условий, в которых осуществляется эксплуатация этих изделий,и различную 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 смогут употребляться в течение30-60 лет.

Железобетонная полушпала для укладки путей передвижения рельсовых кранов

Повсеместное вытеснение привычных древесных подпорок бетонными аналогами разъясняется не только долговечностью и прочностью, но и сжатыми сроками изготовления.

К примеру, для производства готовых к монтажу ЖБИ нужно всего лишь пара часов, что весьма комфортно в то время, когда речь заходит о постройке большой ветки и нужен постоянный подвоз громадных объемов строительных материалов. Снова же ЖБИ возможно ремонтировать и приспособить для эксплуатационных потребностей используя алмазное бурение отверстий в бетоне.

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

Требования, предъявляемые к ЖД ж/б шпалам

Монтаж рельс и железобетонных шпал перед укладкой на насыпь

Как уже было сообщено, эксплуатационные условия, в которых употребляются шпалы предъявляют высокие требования к разработке производства этих ЖБИ и в частности к разработке изготовления предварительно напряженного железобетона.

К материалу и готовому изделию предъявляются следующие требования:

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

Принципиально важно: На территории Западной Европы технические требования, определяющие уровень качества исходного материала,применяемого при изготовлении бетонных шпал, регламентируется стандартом EN 13230. Класс прочности исходного материала на отечественном производстве определяется более высокими требованиями приведенными в ГОСТ 26633.

Производственные разработки

Формы для заливки бетона с прутьями для передачи предварительного напряжения

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

Не обращая внимания на то, что в течение пятидесяти с лишним лет было апробировано много способов изготовления шпал, сейчас везде используется четыре наиболее распространённые производственные разработки, отвечающие требованиям западных стандартов.

  • Разработка 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 лишь после достижения оптимальных прочностных показателей, достаточных для приложения силы предварительного напряжения. В ходе изготовления используются специальные разборные кассетные формы, каковые способны вместить до шести единиц изделия. За счет применения особых механизмов натяжения, обеспечивается предварительное напряжение арматурных прутьев, которое потом передается и на бетон и снабжает оптимальное с ним сцепление. По окончании того как бетонная шпала готова, форма возможно демонтирована и сразу же применена для очередного производственного цикла. Наименование способа разъясняется типом производственного процесса и конструкционными изюминками применяемых форм, каковые находятся на транспортной системе карусельного типа. Таковой способ стал широко распространен в государствах Западной Европы и считается наиболее перспективным и технологичным.
  • Линейная разработка. Независимо от того, что изготавливается бетонная полушпала для рельсовых кранов либо полноразмерное изделие,производственный процесс возможно реализован на базе линейной разработке. На протяжении производственного процесса используется конвейер с рядом последовательно расположенных форм. Неспециализированная протяженность цепочки, в большинстве случаев,образовывает не меньше 100 метров. В торцах форм используются особые устройства,каковые не только закрывают форму,но и передают предварительное напряжение на арматурные прутья. По мере подсыхания смеси упрочнение передаётся на бетон.
  • Разработка снятия формы с последующим напряжением.
На фото - современная линия по производству шпал западноевропейского стандарта

В этом случае в формы вставляются шаблоны, каковые будут определять размещение железной арматуры. После этого бетон заливается в формы и уплотняется.

По мере застывания, в толщу смеси вводятся железные штыри,на каковые оказывается механическое упрочнение. Через маленький временной отрезок форма демонтируется и извлекаются шаблоны. Преимущество данного метода в том, что процесс по сути постоянный, а потому для получения требуемого результата нужно ограниченное количество форм.

  • Разработка снятия формы с предварительным напряжением. В этом случае форма снимается так же быстро, как и в прошлом методе. Единственным значительным отличием этого технологического процесса есть то, что напрягающее упрочнение изделию передается не через штыри, а при помощи рам.

Особенности монтажа, утилизации и ремонта бетонных шпал

На фото - эксплуатация передвижного шпалоукладчика

Укладка ЖД дорог с применением ж/б шпал имеет последовательность характерных изюминок.

бетонные шпалы и Рельсы, при сооружении железных дорог,монтируются на изначально подготовленное полотно на базе земельного грунта, щебневой засыпки и песка.Чтобы не допустить повреждение шпал при прохождении поездов и обеспечить сохранность земляного полотна, требуется особая подготовка, которая содержится в устройстве песчаных полос.

Укладка производится при помощи механизированных комплексов,каковые разрешают минимизировать степень применения физического труда. В итоге понижается себестоимость монтажного процесса, а помимо этого, уменьшаются сроки реализации укладки пути в целом.

Как ранее было сообщено,эксплуатационный ресурс ж/б шпал ограничивается 30-60 годами. Но такие параметры долговечности вероятны лишь в том случае, если состояние дорог систематично осматривается на предмет частичных деформаций и поломок.

К примеру на эксплуатационное состояние ЖБИ воздействует состояние шурупов, крепящих подкладку к шпале. В случае если шуруп сломан и неполадка вовремя не найдена громадна возможность того, что подкладка при прохождении состава будет бить по бетону, вызывая в нем усталостные напряжения. (См. кроме этого статью Застывание бетона: изюминки.)

В случае если неприятность не устраняется по окончании срыва головки шурупа, в относительно маленький временной отрезок в толще бетона появляются микротрещины, каковые приводят к частичному либо полному разрушению шпалы.

На фото - работа механизированного комплекса по утилизации твердых строительных отходов

По окончании эксплуатационного ресурса либо благодаря естественных разрушений, шпалы подлежат замене. Одновременно с этим негодные к применению ЖБДИ подлежат утилизации.

Так как резка железобетона алмазными кругами с целью измельчения представляется неоправданно дорогостоящим процессом, переработка осуществляется с применением особых механизированных комплексов. Главным рабочим элементом комплекса есть щековая дробилка, которая измельчает ЖБИ до консистенции средне либо мелкоразмерного щебня. (См. кроме этого статью Упрочнение бетона: как сделать.)

Переработанные шпалы потом смогут быть применены в качестве материалов для засыпки котлованов либо для создания насыпей.

Вывод

Сейчас вы понимаете,какое количество весит бетонная шпала, как она изготавливается и каковы ее эксплуатационные изюминки. Нужно считать, что использование этих ЖБИ будет актуальным и востребованным в течение продолжительного времени.

Так как кроме того не обращая внимания на разработку всецело пластиковых шпал в Японии, как раз соответствие ГОСТ на бетонные шпалы гарантирует оптимальное сочетание прочности, приемлемой стоимости и долговечности. Больше нужной и занимательной информации вы сможете найти, взглянув видео в данной статье.

Добавить комментарий