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.
Содержание
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:
- 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.
- 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:
- Ш-1. К рельсам железобетонное изделие крепится при помощи болта и прокладки.
- Ш-2. Крепление нераздельное.
- 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.
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.
