Из чего делают ж/д шпалы, чем их пропитывают и сколько уходит на 1 км дороги
Получайте на почту один раз в сутки одну самую читаемую статью. Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте.
Железнодорожное полотно состоит из трех основных элементов. Первый – это земляное полотно. Второй – это так называемый балластный слой. Третий – это рельсошпальная часть. Соответственно именно рельсы и шпалы являются важнейшей частью любого железнодорожного полотна. Несложно догадаться, что шпалы во всей этой конструкции выполняют функцию опоры для рельсов. Кстати, с голландского языка слово «spalk» или «шпала» так и переводится – подпорка. Нужны они для плавной передачи динамической нагрузки от поезда к земле.
Изготавливают шпалы из разных материалов. Долгое время самым популярным (во всем мире) материалом было банальное дерево. При этом шпалы могли отличаться своими типоразмерами в зависимости от характеристик железнодорожного полотна. В России типоразмер шпал впервые был законодательно определен и установлен в 1886 году. Согласно изданному тогда циркуляру, всякая шпала должна была быть не короче 2.3 метров и иметь сечение в 0.15х0.25 метров. Помимо дерева шпалы в последствии стали изготавливать из металла (как правило используются при быстром наведении железных дорог военными) и железобетона. В конце позапрошлого века в Англии пытались (и не без успеха) использовать шпалы из камней. Также для их изготовления иногда используют асфальтобетон.
При использовании деревянных шпал, элемент-подпорка в обязательном порядке должен обрабатываться специальным составом. В противном случае дерево гниет или рассыхается, очень быстро теряя свои свойства. Сначала для пропитки деревянных шпал использовали главным образом хлористый цинк, однако в последствии все страны перешли на масляные антисептики, приготовленные из отходов. Пропитка шпал процедура не такая простая как кажется. Для этого в свое время создавались целые заводы. В Российской Империи с не самым плотным железнодорожным покрытием их было сразу шесть штук.
Если хочется узнать еще больше интересного, то стоит почитать о том, правильно ли называть ж/д состав поездом : в чем отличие двух понятий.
Понравилась статья? Тогда поддержи нас, жми:
Зачем железнодорожные рельсы укладывают на шпалы?С какой целью нижнюю часть рельса делают более широкой?
Верхнее строение пути – это более сложная конструкция, которая принимает основную нагрузку от движущегося состава и колёс и передаёт это давление нижнему строению. Сюда входят рельсы, шпалы, скрепления рельсовые, балластный слой, песчаная подушка, а также противоугоны, стрелочные переводы и тд.
Все элементы жд пути имеют строго функциональное назначение. Они обеспечивают непрерывность и безопасность движения жд составов. Одни из таких элементов – стыковые скрепления, к которым предъявляются особые требования в организации верхнего строения железнодорожного полотна.
Основными элементами стыковых скреплений являются железнодорожные накладки, болты, гайки и пружинные шайбы.
Накладки соединяют между собой концы рельсов и предназначены для восприятия различных внутренних силовых факторов – изгибающих и поперечных сил.
В настоящее время очень востребованы простые по форме двухголовые накладки, изготовленные из высокопрочной мартеновской стали. Они обладают высокой прочностью, имеют несложную конструкцию и не подвержены изломам.
Каждая накладка имеет свою маркировку, которая говорит о принадлежности данной детали к определённому типу рельсов.
По количеству болтовых отверстий выделяют накладки четырех и шестидырные. В современных деталях используются в основном только круглые отверстия, что делает их более прочными и упрощает технологию изготовления.
Характеристика железнодорожных железобетонных шпал
Поезда – это, практически самый первый способ промышленного перемещения грузов из точки «А» в точку «Б». Такой метод транспортировки объектов отличается большим количеством достоинств. Всем нам приходилось путешествовать с помощью поезда, проезжая по-настоящему огромные расстояние в течение двух-трех суток. Однако подобный тип перемещения обладает одним недостатком – для успешного функционирования железнодорожного транспорта нужна налаженная система дорог.
Зачем нужны шпалы
Шпалы, также называемые рельсовыми опорами, являются функциональной частью системы ж/д дорог. Если вас заинтересовала данная тема, то подробнее узнать о железобетонных шпалах http://promputsnab.ru/poleznoe/271-vidy-i-razmery-zhelezobetonnoj-shpaly-ves-dlina-i-shirina-zhb-opory-na-zheleznoj-doroge.html. Их присутствие в числе конструктивных элементов обусловлено следующими факторами:
Все материалы, с задействованием которых производятся элементы, использующиеся для формирования железных дорог, должны обладать большим количеством достоинств. Высокие эксплуатационные характеристики касаются износостойкости и долговечности. Основным моментом при промышленном создании таких конструктивных элементов является стоимость производства. Опоры должны быть недорогими и экономичными, при этом, оставаясь прочным материалом с большим сроком службы.
Какие бывают шпалы
Специалисты, занимающиеся вопросами прокладки железнодорожного пути, в ходе исследований устанавливают необходимое число опор на один километр дороги. Количество этих конструктивных элементов будет зависеть от нескольких показателей: предельной величины нагрузки на рельсы, скорости движения поездов, типа рельсов, вида балластной прослойки, а также от плана и профиля пути.
Согласно соответствующей части законодательства Российской Федерации, в нашей стране разрешается использовать три различных эпюры железной дороги:
Эпюрой называется схема расположения шпал на рельсовом участке пути. Для производства таких важных конструктивных элементов, как опоры, может использоваться дерево, железобетон или металл. Все эти материалы обладают своими достоинствами и недостатками, а их выбор строится в зависимости от каждого конкретного случая.
Деревянные шпалы
Шпалы, произведенные из различных прочных пород древесины, наиболее распространены по всем железным дорогам мира. Такой материал, как дерево, с технической точки зрения обладает большим количеством функциональных достоинств, и, при этом, не отличается высокой стоимостью. Основные достоинства деревянных подпорок:
Как и любой другой материал, использующийся для промышленного производства продуктов, дерево обладает определенным перечнем недостатков. К негативным моментам, получаемым от использования древесных подпорок, относятся:
Согласно соответствующему законодательству Российской Федерации, в нашей стране укладывают шпалы, произведенные из дерева и подразделяющиеся на две основные категории:
Шпалы могут производиться из сосны, ели, пихты, кедра, бука и березы. Средняя длина изделия – 2,75м. Участки с большими показателями эксплуатационных нагрузок комплектуются элементами длиной по 3м.
Шпалы из железобетона
Конструктивные элементы железной дороги, основным материалом при производстве которых являлся железобетон, отличаются очень высокими эксплуатационными характеристиками. К числу однозначных достоинств железобетонных подпорок относятся:
К недостаткам шпал, произведенных из смеси железа и бетона, можно отнести следующие факторы:
В нашей стране подобные опоры стали массово производиться в далеком 1959 году. Согласно статистическим данным, в России, предпочтение отдают струнобетонным брусковым шпалам. По результатам проведенных специалистами исследований можно сказать о том, что наше государство находится на третьем месте в мире, по объему используемых железобетонных подпорок.
Металлические шпалы
Конструктивные элементы железных дорог, произведенные из металлов разных марок, наиболее распространены на территориях Германии и Индии. Эти государства применяют подпорки корытообразной формы. Масса одного стыкового изделия колеблется в промежутке от 60 до 110 килограмм. Незначительное количество опор, произведенных из металла, также имеется и на территориях других стран: Франции, России, Испании и Италии.
Достоинства подпорок из металла:
Недостатки металлических шпал:
Заключение
Железобетонные шпалы – это наиболее важный функциональный элемент любого ж/д пути. Такие изделия должны отличаться высокими эксплуатационными характеристиками: повышенной прочностью, упругостью и длительным сроком службы. Приобрести подобные виды материалов, сочетающих в себе все вышеперечисленные качества, бывает достаточно непросто. Однако существуют производители, ответственно относящиеся к своей работе.
©Пенза-Взгляд, 2015–2016. Портал актуальных новостей «Пенза-Взгляд».
Новости Пензы. События, факты, мнения.
Использование материалов разрешено только с предварительного согласия правообладателей. Все права на фото-видео, графический и изобразительный контент принадлежат их авторам. Допустимо цитирование не более 30% от исходного текста. Полностью дублировать материалы запрещено (в том числе с использованием RSS). При цитировании материалов гиперссылка на penzavzglyad.ru обязательна.
Редакция не несет ответственности за содержание блогов и комментариев, а также не предоставляет справочной информации. Позиция «Пенза-Взгляд» не всегда совпадает с мнением авторов статей, опубликованных на интернет-портале.
Все замечания, пожелания и предложения присылайте на penzavzglyad@yandex.ru. Прогноз погоды предоставлен сервисом Яндекс.Погода.
Настоящий ресурс может содержать материалы 18+.
Шпала
Шпалы — опоры, воспринимающие под поездной нагрузкой вертикальные, боковые и продольные усилия от рельсов и стрелочных переводов, которые равномерно распределяют их на большую площадь и передают на балласт. Кроме того, они обеспечивают связь между рельсовыми нитями.
Содержание
Деревянные шпалы
В пути метрополитена уложены сосновые шпалы, пропитанные неэлектропроводным антисептиком — креозотовым маслом.
Длина шпал — 2,7 м. Количество шпал на 1 км главного пути различное:
Существенными недостатками деревянных шпал, особенно на метрополитене, являются небольшой срок службы (в основном из-за загнивания) и связанные с этим очень трудоёмкие работы по их замене на тоннельных участках, а также подверженность возгоранию. Средний срок службы шпал на поверхности около 15 лет, в тоннеле — 37 лет.
Железобетонные шпалы
На наземных участках некоторых линий Московского метрополитена в путь уложены типовые железобетонные шпалы с предварительно напряжённой арматурой, срок службы которых больше срока службы деревянных шпал. Кроме того, при железобетонных шпалах обеспечиваются большая устойчивость пути и плавность движения поездов.
Недостатками железобетонных шпал являются их большая жёсткость и повышенная электропроводимоость, для уменьшения которых приходится применять упругие прокладки и электроизоляционные детали в опорных узлах.
Стальные шпалы
Стальные шпалы из гнутого стального профиля являются относительно лёгкими по весу. Такие шпалы иногда используются для временных подъездных путей на промышленных предприятиях. Их преимущество в том, что они не подвержены гниению и атакам насекомых, хорошо сохраняют ширину колеи, но при этом большим недостатком является то, что они подвержены коррозии.
Стальные шпалы используются на железных дорогах Марокко и Алжира. Как известно, в этих странах очень сухой климат (даже на побережьях).
Металлические шпалы применяются также в доменном и сталеплавильном производстве на тех участках, где из-за высоких температур деревянные шпалы горят, а в железобетонных шпалах происходит расслоение бетона. Кроме того, металлические шпалы позволяют устраивать верхнее строение пути при повышенных нагрузках на ось подвижного состава — до 60 т.
Пластиковые шпалы
С 1990-х годов на некоторых скоростных железных дорогах Японии начали укладывать пластиковые шпалы.
Переводные брусья и шпальные коротыши
Стрелочные переводы и глухие пересечения перекрёстных съездов в метрополитене укладываются на деревянные переводные брусья длиной от 2,75 м до 6,75 м, имеющие то же поперечное сечение, что и шпалы. На станциях вместо шпал применяются шпальные коротыши длиной от 0,9 м до 1 м.
Шпалы
Часть I. Шпалы: факты.
Постоянная смена железнодорожных шпал и модернизация путей с заменой типов скреплений на более современные ведётся в России повсеместно. Рынок железнодорожных шпал в стране огромен. По данным ОАО «РЖД» на 2015 год, протяжённость железнодорожных путей составляет 85200 километров. Это значит, что при эпюре 1840 шпал на один километр, в пути уложено порядка 157 миллионов штук железнодорожных шпал. А ведь к этому надо добавить подъездные пути необщего пользования, принадлежащие сторонним организациям, и составляющие порядка 40000 километров, что дополнительно даёт ещё в среднем 64 миллиона штук шпал.
Ежегодно, десятки тысяч шпал изготавливаются и распространяются по стране, чтобы удовлетворить потребности отрасли для строительства новых, модернизации и ремонта уже введённых в эксплуатацию путей.
На самом раннем этапе развития железных дорог, дерево было доминирующим материалом, используемым при изготовлении шпал. В течение 20-го века начинают использоваться новые материалы в ответ на необходимость восприятия повышенных осевых нагрузок и высоких скоростей. На сегодняшний день существуют следующие разновидности железнодорожных шпал:
Далее мы рассмотрим преимущества и недостатки предлагаемых к использованию материалов.
Часть II. Шпалы деревянные
С момента появления в 1837 году первой в России общественной железной дороги и почти до конца 20-го века, дерево являлось доминирующим материалом при изготовлении шпал.
Деревянные шпалы просты в укладке и дальнейшем обслуживании, не требуют каких-либо специальных машин и механизмов. Материалоёмкость скреплений для них также низка и дешева. На закрепление одной шпалы требуется пара подкладок и десять костылей.
Вторым важным составляющим компонентом в изготовлении деревянных шпал является их пропитка. Качественную пропитку шпалы можно выполнить только в автоклаве под давлением, требования к пропитке прописаны в ГОСТ 20022.5-93. Однако, всё качественное дорого и зачастую шпалы пропитываются в «макалках» путём кратковременного погружения в емкость с пропитывающей жидкостью. Естественно, говорить о сроке службы такой шпалы даже в 7 лет не приходится.
Часть III. Шпалы железобетонные
Железобетонные шпалы впервые появились в России в начале прошлого века, а в конце 1950-х годов их начали производить массово. Для изготовления таких шпал бетон заливается в специальные формы, с предварительно напряженными металлическими арматурами, затем утрамбовывается и затвердевает.
Безусловно, железобетонные шпалы имеют большое количество плюсов:
Но есть и существенные минусы:
Но несмотря на все минусы, железобетонные шпалы все же являются самым распространенным типом шпал.