ШС-АРС

Шпалы железобетонные — это специальные балочные конструкции, которые применяются при строительстве железнодорожной колеи в качестве опор для рельсов, по которым перемещается типовой подвижной состав с нагрузками и скоростями, установленными для общей сети железных дорог, без ограничения по грузонапряженности. Шпалы обеспечивают неизменность взаимного расположения рельсовых нитей, воспринимают давление, которое исходит от рельсов и проезжающего по ним транспорта, от промежуточных креплений, и передают его на подшпальное основание (в железнодорожном строительстве это, как правило, балластный слой, в метрополитене — бетонное основание).

Первые упоминания о колейных дорогах из рельсов и шпал относятся к середине XVI века. Рельсы представляли собой деревянные брусья и применялись в рудниках и угольных шахтах, по которым перемещались вагонетки. Деревянные брусья быстро изнашивались, что приводило к тому, что повозки, проходящие по рельсам, сходили с пути. Для того чтобы уменьшить износ, деревянные рельсы стали укреплять полосами, которые укладывались поперек колеи. Срок службы деревянных рельсов и шпал, в зависимости от типа древесины, внешних условий и интенсивности эксплуатации, составлял от семи до сорока лет. Несмотря на такие достоинства, как упругость, хорошее сцепление с щебеночным балластом, легкость обработки, существовал главный недостаток — дерево в местах крепления рельсов и шпал просто гнило из-за накапливающейся влаги. Первая железнодорожная колея, выполненная полностью из чугуна, появилась в XVIII веке, в Петрозаводске.

Тем не менее, учитывая развитие железнодорожного транспорта (появление быстроходных составов, увеличивающаяся скорость передвижения), инженеры столкнулись с быстрым износом чугунной колеи. С открытием новых сплавов на основе металла было установлено, что рельсы из стали меньше и равномернее подвергаются износу по сравнению с другими металлами. С тех пор и по настоящее время во всех мире применяются только стальные рельсы. В годы Великой Отечественной войны (1941-1945 гг.) развитие железных дорог было приостановлено. Однако после нее, в ходе выполнения работ по восстановлению железнодорожного транспорта, были предложены нововведения, призванные усилить железнодорожные пути — бесстыковой путь колеи, снижающий удельное сопротивление движению поездов, расходы электроэнергии и топлива, и железобетонные шпалы, срок службы которых достигает порядка 60 — 70 лет. Сегодня, в строительстве железных дорог применяются исключительно железобетонные шпалы.

Какие же есть преимущества у железобетона в качестве материала для изготовления шпал? Во-первых, долговечность железобетона, позволяющая подвергать шпалы длительной эксплуатации. Во-вторых, высокая степень механической прочности, благодаря которой железобетонные шпалы имеют повышенную несущую способность и могут сопротивляться многочисленным и длительным нагрузкам без потерь первоначальных физических свойств. Помимо этого, железобетонные шпалы устойчивы к агрессивным факторам окружающей среды, в том числе — к влаге, гниению. Простота конструкций высокотехнологична — их можно использовать повторно. По сравнению с другими материалами (дерево, металл) шпалы легко справляются с высокой степенью грузонапряженности. Это основные и очевидные причины высокой актуальности железобетона в сфере строительства.

Железнодорожные железобетонные шпалы представляют собой цельнобрусковые балки специального профиля, имеющие переменное сечение. В конструкции шпал предусмотрены специальные площадки, которые позволяют производить монтаж рельсов, а также отверстия для установки крепежных болтов для рельсошпального крепления, что позволяет также использовать промежуточные скрепления железобетонных шпал. В последнее время для скрепления рельсов и шпал все чаще используется анкерное соединение.

Шпалы в зависимости от типа рельсового скрепления подразделяют на:

• тип I — для раздельного клеммно-болтового рельсового скрепления с резьбовым прикреплением рельса и подкладки к шпале;
• тип II — для нераздельного анкерного рельсового скрепления с безрезьбовым прикреплением рельса к шпале;
• тип III — для нераздельного клеммно-болтового рельсового скрепления с резьбовым прикреплением рельса к шпале.

Шпалы железобетонные подразделяются на классы по наличию или отсутствию электроизолирующих характеристик и виду используемой арматуры напрягаемого типа. По электроизолирующим параметрам шпалы железобетонные выпускаются следующих типов:

• изолированными. Предполагается установка специальных вкладышей изолирующего типа, которые называются пустообразователями;
• неизолированными. Наличие вкладышей не предусмотрено.

По применимости в кривых участках железнодорожного пути разного радиуса шпалы всех типов относят к двум видам:

• для прямых и кривых участков железнодорожного пути радиусом 350 м и более;
• для кривых малого радиуса (менее 350 м) и переходных кривых.

Также основными признаками, по которым выполняется классификация изделий, являются степень трещиностойкости, качество, а также точность геометрических параметров данного типа железобетонных изделий. Принято выделять шпалы 1го и 2го сорта. Шпалы из железобетона второго сорта имеют более низкую степень трещиностойкости, меньшие требования к геометрическим параметрам изделия, пониженное качество изготовления, что обуславливает возможность использования только при обустройстве подъездных и внутризаводских железнодорожных путей пятого класса, которые отличаются невысокой степенью нагрузки и интенсивности эксплуатации.

Железобетонные шпалы изготавливаются в соответствии с номами и требованиями, установленными ГОСТ 10629-88 и ГОСТ Р 54747-2011, из тяжелого бетона класса прочности на сжатие не ниже В40 (по ГОСТ 26633). Фактическая прочность бетона (в проектном возрасте, передаточная и отпускная) должна соответствовать требованиям ГОСТ 13015.0. Нормируемую передаточную прочность бетона следует принимать равной 32 МПа (326 кгс/см2). Отпускную прочность бетона принимают равной передаточной прочности бетона. Марка бетона по морозостойкости должна быть не ниже F200. Для бетона шпал следует применять щебень из природного камня или щебень из гравия фракции 5 — 20 мм по ГОСТ 10268. 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 10268; щебень из природного камня фракции 5 — 25 мм по ГОСТ 7392 при соответствии его всем другим требованиям ГОСТ 10268.

Железобетонные шпалы армируются предварительно напряженной арматурой, для придания дополнительной прочности, необходимой для железнодорожных путей с большими динамическими нагрузками.

Согласно ГОСТ 10629-88 в качестве арматуры шпал применяется стальная проволока периодического профиля класса Вр диаметром 3 мм по ГОСТ 7348 и ТУ 14-4-1471-87. Номинальное число арматурных проволок в шпале — 44. Расположение проволок, контролируемое на торцах шпалы, должно соответствовать проекту. 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. Для обеспечения проектного расположения проволок могут применяться разделительные проставки, остающиеся в теле бетона шпалы. Допускается по согласованию изготовителя с потребителем применять проставки, отличающиеся от проектных.

Согласно ГОСТ Р 54747-2011 для армирования шпал следует применять: стальную холоднодеформированную проволоку гладкую и периодического профиля диаметром от 3 до 8 мм, не ниже класса прочности В1200; холоднодеформированную арматуру гладкую и периодического профиля диаметром от 8 до 10 мм, не ниже класса прочности 1400К; горячекатаную и термомеханически упрочненную гладкую арматуру и периодического профиля диаметром от 8 до 10 мм, не ниже класса прочности А1200К; арматурные канаты диаметром от 6 до 14 мм, не ниже класса прочности К1500К. Гладкая арматура может применяться только с концевыми анкерами. Диаметр и класс прочности арматуры, число и расположение арматурных элементов, отклонения от номинального числа арматурных элементов и величина начального натяжения всей арматуры должны быть указаны в технической документации на изделие. Допускается по согласованию с заказчиком применять другие виды арматуры.

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. Во второй группе указывают вариант исполнения подрельсовой площадки.

Применение железобетонных шпал, технические характеристики, изготовление

Обратив внимание на историю железных дорог, можно заметить, что существовало несколько видов подпорок, укладываемых под рельсы: плиты из камня, опоры из дерева. Позже железобетонные шпалы стали надежным решением.

Шпалы из железобетона

Опоры из камня отличались сложностью обработки, на них быстро возникали трещины. Деревянные шпалы предварительно смолили, чтобы защитить от негативных атмосферных воздействий. Однако через небольшой промежуток времени им требовалась замена.

Шпала железобетонная — балка, имеющая переменное сечение. Они снабжены площадками для установки рельсов, имеют отверстия для соединения болтов рельсошпального скрепления. При изготовлении изделий используется предварительное натяжение арматуры.

В случае использования преднапряженного материала появляется возможность применения изделий меньшего размера, что приводит к экономии на бетоне и арматуре, транспортных расходах, упрощении монтажа.

Заводы по производству изделий из железобетона расположены как Москве, так и в других городах России. Опоры из ж/б востребованы повсюду, спрос на них постоянно растет.

Определение

Шпалы из железобетона представляют собой рельсовую опору в форме бруса. Их укладывают на балластный слой, чтобы взаимное расположение нитей рельсов сохранялось неизменным.

Где применяются

Жб шпалы часто применяют в процессе устройства бесстыковых ж/д путей. В этих случаях между стыками рельсов расстояние больше стандартного (25 м), что обеспечивает более высокую скорость движения железнодорожного транспорта и уменьшает эксплуатационные расходы.

Преимущества и недостатки

К преимуществам бетонных шпал относятся:

• длительный эксплуатационный период (в случае благоприятных условий достигает 60 лет);
• высокие показатели устойчивости к влиянию отрицательных факторов со стороны внешней среды;
• способность выдерживать высокие механические нагрузки;
• сравнительно низкая стоимость;
• отсутствие гниения, коррозии;
• высокий уровень сопротивляемости к перемещениям;
• возможность монтажа независимо от уровня загруженности;
• незначительные финансовые траты на эксплуатационное обслуживание;
• не требуется больших физических усилий в процессе монтажа и укладки;
• удобство при транспортировке и разгрузке из-за одинаковой ширины и длины конструкции;
• возможность демонтажа и повторного использования.

Несмотря на многочисленные преимущества, у таких изделий имеются недостатки:

• необходимость регулярно осматривать железнодорожные пути из-за усталостного разрушения, происходящего в бетонных шпалах;
• вес железобетонной шпалы равен 0,27 т, поэтому устанавливать изделия можно лишь с использованием специализированной техники;
• для уменьшения жесткости требуются специальные упругие прокладки;
• относительно высокая стоимость новых изделий;
• необходима изоляция, поскольку такие шпалы отличаются высокой электропроводностью.

С учетом длины, ширины изделий, устойчивости к образованию трещин существуют следующие типы:

• шпалы 1 сорта;
• шпалы 2 сорта (к геометрическим размерам предъявляют менее жесткие требования, степень стойкости к образованию трещин невысокая).

Железобетонные изделия различаются по классу, типу используемой арматуры, наличию электроизоляции (неизолированные или изолированные). Требования к параметрам шпал из железобетона предъявляют строгие.

В зависимости от особенностей использования и установки рельсовые ж/б опоры бывают:

• мостовыми (укладывают на мостах);
• челночными (для мостов и тоннелей);
• предназначенными для кривых участков (с радиусом меньше 350°);
• трансформаторными (отличаются прямоугольным сечением по длине);
• для стрелочных переводов;
• для детских железных дорог (ширина колес 750 мм, рельсы Р-43);
• полушпалы (для путей, по которым передвигаются мостовые краны).

Технология производства

Производственные технологии обеспечивают эксплуатационные свойства изделий. Они должны отвечать следующим требованиям:

• бетонный раствор должен иметь однородную консистенцию;
• необходимая прочность материала для требуемой передачи силы напряжения;
• соблюдение размеров и форм, имеющих большое значение при соединении шпал и рельсов.

При производстве изделий используют бетон М500 с показателем морозостойкости не меньше F200. Заполнитель — щебень или гравий с размером фракций от 5 до 20 мм.

4 наиболее распространенные технологии, которые соответствуют требованиям:

1. Карусельный тип с задержкой снятия формы. Залитую в формы бетонную смесь уплотняют, извлекают изделие лишь после того, как оно достигает высоких показателей прочности. При изготовлении используют специальные формы, вмещающие до 6 ед. С помощью специальных механизмов натяжения обеспечивают напряжение прутьев арматуры (в дальнейшем оно, передаваясь на бетон, создает наилучшее с ним сцепление).
2. Линейный тип. Используется конвейер с несколькими формами, расположенными друг за другом (его длина достигает 100 м). С торцов форм имеются специальные устройства, передающие на прутья арматуры предварительное напряжение. Когда состав высохнет, на бетон передается усилие.
3. Снятие формы с последующим напряжением. Данный технологический процесс предусматривает помещение форм в шаблоны, определяющие положение прутков арматуры. После этого заливается и уплотняется бетонная смесь. В ходе застывания в бетон вводят штыри из металла, на которые оказывают механическое давление. Спустя положенное время выполняется демонтаж формы, извлечение шаблонов. Такой способ обеспечивает непрерывный процесс, для получения желаемого результата требуется наличие небольшого количества форм.
4. Демонтаж с предварительным напряжением. Технология аналогична предыдущему методу, отличие заключается в передаче напрягающего усилия (вместо штырей используются рамы).

Монтаж, ремонт и утилизация шпал

В ходе монтажа ж/д путей с использованием шпал из ж/б существуют некоторые особенности:

1. Перед установкой опор и рельсов требуется предварительная подготовка поверхности. Чтобы при эксплуатации шпалы сохранили целостность, на верхний слой почвы насыпают песчаные полосы.
2. Для монтажа используют специальное оборудование (учитывая, сколько весит конструкция) для уменьшения физических затрат и снижения стоимости работ.
3. Чтобы опоры служили дольше, необходимо выполнять диагностику путей для обнаружения деформаций и дефектов. Проверка элементов крепежа предотвращает поломки.
4. В результате несвоевременного выявления нарушения целостности крепежных деталей могут возникать трещины и поломка шпал (не только частичная, но и полная).
5. После того как истек срок эксплуатации, или в результате разрушений опор требуется их утилизация. В таких случаях используют щековую дробилку для измельчения изделий. После переработки ими засыпают ямы (небольшого объема), используют при формировании насыпей.

В ходе ремонта на этом участке помещают сигнальный знак, движение поездов не останавливают. Проведение капитального ремонта осуществляется в междуремонтные сроки, заключается в замене шпал. Для выполнения ремонтных работ используют путевые машинные станции.

Сколько весит железобетонная шпала и какие имеет размеры

За весь период существования железных дорог они всегда нуждались в шпалах, изготовленных из разных материалов. Одним из них был камень, но он быстро вышел из обихода, так как качество изделия было невысоким. Еще применялись смоляные деревянные шпалы. Но и у них есть определенный срок эксплуатации. Сегодня лучшими являются железобетонные конструкции. Вес железобетонной шпалы составляет около 270 кг, что создает трудности при эксплуатации.

Области применения

Железобетонные шпалы используются при возведении железнодорожных путей, при монтаже фундамента. Их применяют в условиях, когда необходим особо прочный материал, который выдерживает природные условия и механическое давление. При соблюдении технологий изготовления, срок эксплуатации нередко достигает шестидесяти лет. Стандартная длина железобетонной шпалы — 2,7 м.

К особым преимуществам можно отнести:

• Большой срок эксплуатации.
• Высокую устойчивость при различных нагрузках.
• Слабое гниение.
• Небольшую цену.
• Простую укладку и монтаж.
• Отсутствие особых условий эксплуатации.
• Удобство при перевозке материала.

Хоть железобетонные шпалы прочны, долговечны и не требуют особых условий использования, есть у них и отрицательные моменты:

• Изделия нужно периодически осматривать, так им присуще усталостное разрушение.
• Отвечая на вопрос, сколько весит железобетонная шпала, можно точно сказать, что в одиночку их уложить не получится. Возникает потребность в специализированной технике. Монтаж производят шпалоукладчиками.
• При эксплуатации нужно применять специальные упругие прокладки, которые снижают жесткость материала.
• Еще изделиям необходима изоляция из-за высокой электропроводности.

Типы изделий

Железобетонные экземпляры можно разделить на различные типы по стойкости, качеству, размеру и т. д. Существуют изделия двух сортов:

• Первосортный материал.
• Опора второго сорта. Отличие от первого сорта состоит в том, что стойкость этих изделий невысокая, а габариты не требуют высоких геометрических расчетов.

По типу крепления бывают три вида материала: Ш-1, Ш-2, Ш-3. Первый вариант использует клеммно-болтовое соединение, крепящееся к опоре при помощи болта и прокладки. Второй — нераздельное крепление. Третий тип схож со вторым, с незначительными изменениями соединения.

Также опоры делят по виду электрической изоляции: изолированные и без изоляции.

Технология изготовления

Шпалы изготавливают различными путями в зависимости от сферы использования. Конечно, существуют стандарты, указывающие на то, сколько весит жб шпала, какова ее длина и ширина. Всего бывает четыре типа создания изделия.

Первый тип — карусельный, с извлечением формы. Смесь изготавливают и заливают в специальные формы, где все застывает и уплотняется. Когда раствор схватывается и достигает максимальной прочности, опоры вытаскивают. Чтобы получить изделие существуют специальные кассеты, где размещаются шесть опор.

При изготовлении также используют арматуру, придающую смеси требуемое сцепление и напряжение. По окончании процесса производства производится извлечение формы для дальнейшего производства.

Вторая методика изготовления — линейная. Она предполагает использование линейной технологии с применением конвейерного производства. Причем на конвейер устанавливают формы, длина которых достигает 100 метров. Емкости прикрываются специальными устройствами с боковой стороны, служащими для передачи напряжения на арматуру. Когда раствор схватывается, на поверхность бетона передается напряжение.

Третий вариант — демонтаж шаблона с дальнейшим напряжением. Этому виду изготовления шпал присуще использование шаблонов, в которые вставляются стальные прутья. Для этого формы наполняют раствором и уплотняют. По мере схватывания в смесь вставляется арматура. Через определенный промежуток времени форму и шаблон вытаскивают.

И последний тип — демонтаж форм с предварительным напряжением. Эта технология похожа на третий вариант, только здесь используют вместо штырей рамы, которые создают напряжение в растворе.

Использование в строительстве и ЖД

Основное назначение железобетонных шпал — это использование их при строительстве железнодорожных путей. Основные особенности при возведении:

• Опоры и рельсы должны устанавливаться на предварительно подготовленный грунт, который обычно состоит из песка, щебня и почвы.
• Для установки шпал в отведенное место приходится применять специальную технику, так как поднять человеку такое изделие тяжело. Кроме того, значительно сокращается время установки и снижаются материальные затраты на организацию труда.
• Чтобы шпалы служили долго, их нужно время от времени проверять: осматривать крепление и прокладку.
• Если вовремя не обнаружить поломку крепежной детали, то на шпалах могут появиться трещины, что приведет к полной поломке материала.
• По прошествии срока эксплуатации шпалу утилизируют при помощи щековой дробилки. Полученный состав используют при засыпке ям.

Железнодорожные шпалы приходится периодически ремонтировать — заделывать отколовшиеся части, трещины, выбоины. Причем во время ремонта движение поездов не останавливается, рабочий участок просто ограждают соответствующим знаком. В общих чертах ремонт бывает четырех видов:

• Капитальный.
• Обычный.
• Подъёмный.
• Реконструкционный.

Нередко отработанные железобетонные шпалы используют при возведении фундамента дома или дачи, экономя средства. Стоит отметить, что построить огромный коттедж или другое массивное здание на основе бывших в употреблении шпал не получится из-за высокого удельного веса строений.

Использовать при возведении постройки можно как железобетонные изделия, так и деревянные. Однако у первых есть несколько весомых преимуществ:

• Служит фундамент из железобетона более 50 лет.
• Стоимость возведения фундамента значительно ниже постройки из других материалов.
• Бывает, что ЖД материал можно получить бесплатно, так как его списывают.
• Конструкция получится более прочной и мощной, в отличие от деревянного фундамента.

Точно сказать сколько весит бетонная шпала нельзя, но уложить их вручную будет тяжело.

Возведение фундамента

Фундамент из железобетонных материалов берет на себя нагрузку от давящего на него строения и распределяет ее равномерно по всей поверхности почвы. Для создания опорного изделия необходимы следующие материалы:

• Шпалы.
• Щебень и песок.
• Бетон.
• Скобы из металла, штифты.
• Спецтехника.
• Мастика, рубероид.
• Лопаты, рулетка, уровень.
• Штыри.

Самый популярный вид фундамента — ленточный. Он предполагает проведение земляных работ: расчистку местности, куда входит снятие дернового слоя и разметка будущего строения. После подготовки площадки приступают к откапыванию траншей. Их глубина должна составлять 80−100 сантиметров. А для более крепкого основания копают достаточную для трех шпал ширину.

Как только траншеи будут готовы, можно приступать к засыпке подушки с применением таких материалов: песок, мелкий щебень, мелкофракционный гравий. Высота подушки должна быть не меньше 30 сантиметров.

Далее идет заливка бетона. Перед началом процедуры из досок делают специальную опалубку, которая выступает в роли формы. Внутрь этой опалубки устанавливают арматурные прутья и закрепляют их проволокой. После того как арматурный слой готов, его заливают бетоном. Затем всю конструкцию оставляют в покое на две недели.

По прошествии этого срока сверху на бетон укладывают слой рубероида. На него кладут железобетонные шпалы. Следом по всему объему идет арматурный слой, а затем все опять заливают бетоном.

Вес железобетонной шпалы, длина изделия, ширина и класс бетона

Шпалы из железобетона

В ходе многолетней эксплуатации, у деревянной шпалы обнаружились многочисленные недостатки. Главным из которых стала подверженность гниению. Да, такие изделия смазываются специальными составами, для защиты от коррозии и поедающих насекомых, вроде термитов. Но даже регулярно обрабатываемая древесина выходит из строя.

Современные технологические решения привнесли в мир изделия из железобетона. Железобетонная шпала не гниет, крепко удерживает рельсы в параллельном состоянии, выдерживает многотонную нагрузку проезжающих составов. Монтаж несколько сложнее, требует применения механизмов, зато обходится дешевле. И в последующей эксплуатации такие пути также сохраняют бюджет. Ведь не надо закупать те самые антисептические составы и платить зарплату человеку, который будет регулярно обрабатывать древесину на путях.

Это позволяет снижать последующий бюджет на поддержание путей в пригодной и безопасной форме. Количество ЧП на путях, связанных с неисправностью самой дороги, будет сокращаться как раз из-за применения более надежных и крепких материалов. Пожалуй, именно вес бетонной шпалы остается последним фактором, почему строители путей делают выбор в пользу морально устаревшей древесины. Масса готового изделия оказывает влияние на принципы монтажа. Потому нужно внимательно рассмотреть размеры бетонной конструкции, прежде чем принимать решение. О недостатках и преимуществах читайте в предыдущей статье.

Размеры железобетонных шпал

За точность и соответствие размерам, отвечают два нормативных документа — ГОСТ — 33320 — 2015 и Стандарт 1081 — 97. Они учитываются при производстве на предприятии ОАО «Спецжелезобетон» под торговой маркой «Микабет» и весь процесс создания проходит строго в рамках этих нормативов.

Точные размеры бетонной шпалы следующие:

• Длина изделия — 2 700 миллиметров
• Ширина — 300 миллиметров
• Высота центральной части — 145 мм.
• Толщина рельсовой опорной точки — 206 мм.
• Высшая точка крайней части, «ската» — 230 миллиметров
• Вес изделия — 270 килограмм
• Объем бетона здесь 0.108 м3

Это касается ГОСТ — 33320 — 2015, железобетонная шпала для железных дорог, Тип 1, подтип Ш-1, под рельс Р75 или Р65. тут используется клеммно-болтовой тип соединения. Но помимо такой классической формы, среди продуктов «Микабет» можно выделить и другие образцы:

• Железобетонная шпала, предварительно напряженная с упорными металлическими анкерами. Ее вес больше, 290 килограмм
• ЖБ шпала, с предварительным напряжением, используемая для веерных путей в метро. Вес в 270 кг.

Другие характеристики

При выборе изделий для ЖД строительства, необходимо учитывать не только его вес и размеры, но и другие факторы. Первый из них — морозостойкость. Этот показатель определяет устойчивость бетона в холодное время года и сохранение им всех заявленных производителем качеств. Тут продукция «Микабет» дает параметр морозостойкости F200. Класс бетона. Состав используемого материала сказывается на его долговечности, плотности и также сохранении заявленных характеристик. У нас используется бетон класса B40.

• Объем бетона, м³ — 0.11
• Вагонная норма загрузки — 240- 256

Монтаж и использование

По сути, это всего лишь бетонные балки, у которых имеются специальные места для установки рельсов. Создаются и технические отверстия под установку рельсошпального скрепления. В качестве основного преимущества перед альтернативными вариантами, бетон выдвигает колоссальный срок службы. При грамотном выборе класса бетона, этот срок становится практически неограниченным. Также класс формирует сопротивление к механической нагрузке. Говоря простыми словами, вес проходящего поезда, передающийся через рельсы, не заставит его треснуть и крошиться. Это подходит для проведения путей там, где планируется ход нагруженных товарных поездов. А про пассажирский трафик уж и говорить не приходится.

Если выделять негативные моменты использования, то на первое место выходит сложность установки. Вес конструкции не позволяет заниматься ей руками, без привлечения механических подъемников. Также электропроводность. Если деревянная шпала гасит любые токи, то тут надо использовать прокладки. Тем не менее, сегодняшние стандарты строительства железнодорожных путей таковы, что древесина уже изживший себя материал.

Добавьте к этому и негативное мнение общества об использовании деревьев. Сейчас в Европе виден явный тренд на замену деревянных конструкций железобетонными. Перспективы хороши еще и тем, что последующие затраты на эксплуатацию и поддержание дороги в рабочем и безопасном виде сокращаются по описанным выше причинам. Такие факторы формируют отличное будущее для железобетонных изделий и эта ниша активно развивается.

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:

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.

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