Шпалы из чего делают – История русской шпалы / Для производства железнодорожных железобетонных шпал / Оборудование / Модернизация и реконструкция заводов ЖБИ

Содержание

Из чего делают шпалы

11 Декабря 2014 / Металлоизделия, материалы, строительные и промышленные услуги

За последнюю сотню лет свою форму шпалы из дерева изменили мало. Древесина для их изготовления изначально была выбрана по той причине, что она обработке поддается легко и является доступным материалом для использования в промышленных целях. Пропитывать шпалы начали несколько позже, чтобы повысить их срок службы. Непропитанные изделия укладывались на большинстве первых железнодорожных путей. На данный момент пропитанные шпалы являются стандартом и используют именно их. Для пропитки применяют антисептики и каменноугольные масла. Благодаря пропитке срок службы шпал увеличивается более чем в два раза.  

Рельсы железнодорожного пути укладываются на опору из шпал. Основной задачей шпал является обеспечение равномерного распределения давления на основание пути. Ограничений по зонам шпалы не имеют, то есть использовать их можно как на грузонапряженных путях, так и на новых линиях, пролегающих по вечномерзлым и нестабилизированным земляным полотнам. На имеющих радиус больше трехсот пятидесяти метров крутых кривых используют только пропитанные шпалы. Не имеющие пропитки изделия в таких случаях не применяются.

Для прокладки отечественных железнодорожных путей чаще всего применяются хвойные породы. Семьдесят процентов шпал изготавливают из сосны. На долю ели и других пород остается тридцать процентов. Наименее подверженной растрескиванию древесиной является прямоствольная сосна. Механические характеристики кедра, пихты и ели слабее, чем у сосновой древесины. Кроме того, пропитке антисептиками они поддаются хуже. Неплохим материалом для шпал является лиственница, однако при сильных морозах и во время сушки она склонна к растрескиванию, а следовательно, необходимы специальные меры, чтобы его предотвратить. Более прочными получаются березовые шпалы, однако загнивают они чаще сосновых, поэтому на пропитку их антисептиками обращается особое внимание.

За границей для изготовления шпал используют пропитанные твердые породы древесины, срок службы которых достигает тридцати-сорока лет. Такие изделия имеют высокую сопротивляемость отжатию и выдергиваю прикрепителей, меньше изнашиваются под прокладками. Металлические шпалы используют преимущественно в тропических странах, поскольку деревянные разрушаются термитами. В других же случаях металл для изготовления шпал бесперпективен, поскольку имеет множество недостатков – высокая стоимость, шумообразование, электрическая проводимость, подверженность коррозии и так далее. 

chnsk.ru

Шпалы - это... Что такое Шпалы?

Запрос «шпала» перенаправляется сюда; О воинском знаке различия см. Знаки различия. Железобетонные шпалы Один из вариантов крепления рельсов к деревянным шпалам (КД) с помощью глухаря (путевого шурупа)

Шпа́лы (нидерл. spalk — подпорка) — опоры для рельсов в виде брусьев. В железнодорожном пути обычно укладываются на балластный слой верхнего строения пути и обеспечивают неизменность взаимного расположения рельсовых нитей, воспринимают давление непосредственно от рельсов или от промежуточных скреплений и передают его на подшпальное основание (обычно — балластный слой, в метрополитене — бетонное основание).[1]

При прокладке железной дороги Ливерпуль — Манчестер (англ. Liverpool and Manchester Railway) использовались каменные плиты служившие основанием для укладки рельсов. Позже появились деревянные шпалы, (причём именно дерево длительное время являлось наиболее распространённым материалом для шпал)

[2], а затем и другие типы шпал.

Деревянные шпалы

Бывшие в использовании деревянные шпалы

Порода древесины для шпал может быть разная (например, красный клён или эвкалипт), в некоторых странах предпочитают дуб[3], а в некоторых, в силу экономических причин, древесину хвойных пород, преимущественно сосну, хотя такие шпалы более подвержены износу[3]. Для предотвращения гниения шпалы пропитывают антисептиками, чаще всего креозотом.

Деревянные шпалы обладают многими достоинствами: упругость, лёгкость обработки, высокие диэлектрические свойства, хорошее сцепление с щебёночным балластом, малая чувствительность к колебаниям температуры[2]. Важнейшим свойством является возможность уширения рельсовой колеи в кривых радиусом менее 350 м[2].

Срок службы деревянных шпал (в зависимости от типа древесины, внешних условий и интенсивности эксплуатации) составляет от 7 до 40 лет. Деревянные шпалы в России изготавливают преимущественно из сосны, а также из ели, пихты, кедра

[2], хотя ранее проводились эксперименты по изготовлению шпал из дуба, лиственницы. Основная проблема деревянных шпал — тенденция их загнивания в местах крепления к ним рельсов, и проблема с дальнейшей их утилизацией.

Деревянные шпалы изготавливаются по ГОСТ 78-2004.

  • Шпала 1 типа, пропитанная — используется для главных путей
  • Шпала 2 типа, пропитанная — используется для подъездных и станционных путей

Шпалы из дерева подразделяются на три вида:

  1. обрезные (отёсанные со всех 4 сторон)
  2. полуобрезные (отёсанные только с 3 сторон)
  3. необрезные (отёсанные только сверху и снизу)

Ранее для тёски шпал применялся топор-дексель (тесло).

Пропитка деревянных шпал

Пропитка шпал осуществляется каменноугольными маслами, креозотом, либо антисептиками ЖТК для пропитки железнодорожных шпал. В настоящее время в России пропитка осуществляется методом «вакуум-давление-вакуум», этот метод нормирован ГОСТ.

  • Шпала до пропитки

  • Пропитанная шпала

  • Вагон, загруженный пропитанной шпалой

Для пропитки шпал производители используют комплекс оборудования: автоклавы, сушильные камеры, котлы-парообразователи и пр.

Пропитка древесины методом «вакуум-давление-вакуум» обеспечивает наиболее глубокое проникновение защитного средства и применяется для пропитки древесины, эксплуатируемых в тяжёлых условиях: шпал, опор ЛЭП связи, свай, мостов и др. Древесина должна быть сухой или подсушенной непосредственно перед пропиткой в том же автоклаве.

Метод ВДВ (вакуум-давление-вакуум) состоит из трёх операций:

Железобетонные шпалы

С 1970-х в СССР приобрели популярность шпалы из напряжённого железобетона, особенно удачным их использование оказалось на бесстыковом пути.

Железобетонные шпалы представляют собой железобетонные балки переменного сечения. На таких балках имеются площадки для установки рельсов, а также отверстия под болты рельсошпального скрепления (при забивании в отверстия деревянных пробок используются также костыльные и шурупные соединения). Железобетонные шпалы изготавливаются с предварительным натяжением арматуры. Технология изготовления железобетонных шпал следующая: в специальную форму помещаются струны арматуры, которым сообщаются растягивающие усилия. Затем под действием вибратора форма заполняется бетоном. Когда бетон затвердевает, напряжения со струн снимаются и форма разбирается. Такой способ изготовления шпал придаёт им упругости и предохраняет шпалу от раскола под подвижным составом.

Достоинства железобетонных шпал: практически неограниченный срок службы вследствие высокой механической прочности и неподверженности гниению, что обуславливает возможность повторного использования шпал, а также использования на грузонапряжённых участках пути. Недостатки: недостаточная жёсткость, большая стоимость и вес, возможность усталостного разрушения бетона.[2].

Стальные шпалы

Стальные шпалы

Стальные шпалы из гнутого стального профиля, являются относительно лёгкими по весу. Такие шпалы иногда используются для временных подъездных путей, ветках промышленных предприятий. 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.[4][5]

Стальные шпалы используются на железных дорогах Марокко, Алжира[2]. 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 тонн (нагрузки на ось подвижного состава РЖД до 25 т).[6].

Шпалы из пластика

С 1990-х годов на некоторых скоростных железных дорогах Японии начали укладывать пластиковые шпалы.

Характеристика шпал, укладка шпал

В некоторых случаях взамен шпал применяются сплошные блочные основания в виде плит или рам выполненные из железобетона или металла Путь на деревянных шпалах

Длина шпал зависит от ширины колеи. В России применяют железобетонные шпалы длиной 270 сантиметров и деревянные длиной 275, 280 или 300 сантиметров. Под стрелочными переводами укладывают длинные разновидности шпал — стрелочные брусья, длина которых доходит до длины двух шпал.

В некоторых случаях взамен шпал применяются сплошные блочные основания в виде плит или рам выполненные из железобетона или металла.

Количество шпал на один километр железнодорожного пути называется эпюрой укладки шпал. Это значение в разных странах колеблется от 1000 до 2200 шпал. Стандартные значения для России 2000, 1840, 1600 либо 1440 шпал/километр[1]. В основном применяется эпюра 1840 шт/км (46 шпал на 25 метров) на прямых участках и 2000 шт/км в кривых[7].

Шпалы в метрополитене

В Московском метрополитене на закрытых участках пути применяются брусковые шпалы из соснового дерева I и II типов, пропитанные креозотом. На открытых участках линий применяются железобетонные шпалы. Длина шпал 270 см, поперечное сечение — 16х25 сантиметров. На стрелочных переводах метро, применяются брусья длиной от 270 до 675 см. На станциях применяются так называемые «шпальные коротыши» длиной 90—100 см.

В первой очереди метро на прямом участке пути укладывалось 1600 шпал, на кривом 1760, со второй по пятую очередь было увеличено количество шпал, составив соответственно 1680 и 1840. При строительстве наземной части Филёвской линии число шпал было ещё более увеличено и составило соответственно 1840 и 2000.

Примечания

  1. 1
    2 «Шпала» в Большой советской энциклопедии
  2. 1 2 3 4 5 6 Железнодорожный транспорт: Энциклопедия / Гл. ред. Н. С. Конарев. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1994. — 559 с.: ил.
  3. 1 2 Hay 1982, pp. 437—438.
  4. Hay 1982, p. 477.
  5. Grant 2005, p. 145.
  6. Шпалы металлические http://metal4u.ru/articles/by_id/214
  7. Большая Российская энциклопедия: В 30 т. / Председатель науч.-ред. совета Ю. С. Осипов. Отв. ред С. Л. Кравец. Т. 9. Динамика атмосферы — железнодорожный узел. — М.: Большая Российская энциклопедия, 2007. — 767 с.: ил.: карт. (статья Железнодорожный путь)

См. также

ТУ5864-002-58282428-10

Ссылки

dal.academic.ru

Какие бывают железнодорожные шпалы (фото, видео)

Что же собой представляют железнодорожные шпалы, для чего они нужны и какие бывают?

Шпалы являются важным элементом железнодорожных путей, они выступают в роли опоры для рельс. Укладываются шпалы на заранее подготовленное многослойное балластное основание. Верхним слоем основания, на который укладываются шпалы, является утрамбованный щебень. Друг относительно друга шпалы располагаются параллельно на равном расстоянии. К шпалам крепятся рельсы, что позволяет им сохранять жесткость и целостность конструкции железнодорожных путей, а также шпалы выступают в роли распределителя давления от рельс к балластному слою.

Материалов для изготовления железнодорожных шпал не так уж много это дерево, железобетон, сталь и не так давно в Японии начали использовать пластик.

Деревянные железнодорожные шпалы

Могут изготавливаться из разных пород дерева, но качество и долговечность будет разной. Шпалы, изготовленные из дуба, прослужат значительно дольше, чем шпалы из сосны. При изготовлении деревянных шпал используют антисептическую пропитку для предотвращения гниения древесины, обычно это креозотом.


Хоть дерево не может похвастаться долговечностью по сравнению с железобетоном, но у него есть ряд несомненных преимуществ, таких как невосприимчивость к колебаниям температур, упругость, отличное сцепление с основой, простота обработки, легкий вес.

Железобетонные железнодорожные шпалы

Этот вид шпал начал применяться в железнодорожном строительстве значительно позже деревянных. Железобетонные шпалы это, по сути, бетонные блоки, изготавливаемые с применением натяжного армирования, т.е. внутри каждого блока скрыта металлическая арматура, которая во время заливки блока шпалы была в состоянии натяжения. Такой способ изготовления придает твердому бетону дополнительную упругость, тем самым предотвращая раскол железобетонной конструкции от действующих на нее нагрузок. В железобетонных шпалах предусмотрено место расположения самой рельсы и отверстия для ее крепления.


Такой вид шпал обладает очень большим сроком службы и возможностью повторно использовать шпалы, но в то же время железобетонные шпалы стоят дорого и весят очень много, что вызывает трудности в транспортировке.


Более подробно о технологии изготовления можно узнать на сайте http://rails.com.ua/shpaly.html

Стальные железнодорожные шпалы

Стальные  шпалы изготавливаются не из цельного стального швеллера как рельсы, а из гнутого стального профиля, что делает их относительно недорогими, легкими и прочными. Но в то же время металл подвержен коррозии, поэтому такие шпалы используют в качестве временных или в местах, где они не подвергаются воздействию воды (сталелитейные производства). Некоторые страны с засушливым климатом тоже используют стальные шпалы в железнодорожном строительстве.

Пластиковые железнодорожные шпалы

Пластиковые шпалы впервые начали использовать Японцы при строительстве железных дорог. Пророчат, что в будущем эта технология заменит все имеющиеся виды железнодорожных шпал.

1sovetnik.net

Производство деревянных шпал - Proderevo.net

Деревянными шпалами называют укладываемые на балластный ВСП пласт опоры для рельсов. Именно за счет них сохраняется взаиморасположение рельсовых нитей. На них действует давление, которому подвергаются рельсы или промежуточные крепления. Шпалы передают это давление на основание.

Шпалы железнодорожные деревянные

Шпала – это брус крупного сечения. Она является элементом железнодорожного полотна, на которое крепится колея. Также она несет ответственность за постоянство ширины колеи. Деревянные шпалы – это наиболее популярный вид шпал. При стандартной нагрузке шпалы можно эксплуатировать на протяжении 15-25 лет, а при повышенных нагрузках от 10 до 12 лет.

Динамика рынка шпал медленно удаляется от деревянных шпал в направлении железобетонных. Тем не менее, и железобетонные шпалы нельзя назвать идеальным решением, потому что вследствие своей жесткости им необходима дополнительная прокладка, а это существенно увеличивает цену пути. А если не использовать прокладку, то колея придет в негодность очень быстро.

Деревянные шпалы бывают:

По способу распила:

  • обрезные – обрезка проводится со всех 4 сторон
  • полуобрезные – обрезка проводится с 3 сторон
  • не обрезные – обрезка проводится только с 2 сторон.

Согласно предназначению:

  • материал 1 типа, с пропиткой. Он используется для основных путей
  • материал 2 типа, с пропиткой. Его применяют для создания подъездных и станционных путей
  • материал 3 типа используется на промышленных предприятиях с малой нагрузкой.

Сырье первой категории применимо для создания основных путей. Шпалы с пропиткой можно изготовить из сосновых, еловых, кедровых, березовых или лиственничных лесоматериалов. Их применяют в качестве подкладки под рельсы во время выполнения строительных работ и ремонта железнодорожного полотна. Этот материал имеет четко установленные габариты, которые прописаны в ГОСТе. Толщина шпалы составляет 180 мм (180+5 мм), ширина верхней грани может быть больше 180 мм, а нижняя грань имеет сечение 250 мм (250+5 мм). Длина достигает 275+2 см, а уровень влажности не выше 22%.

Некоторые характеристики железнодорожных шпал 1-го типа:

  • загрузка. В вагон при габаритах 180 х 250 х 2750 может поместиться от 750 до 800 штук
  • одна шпала содержит 0,12375 м3 лесоматериала
  • из одного м3 лесоматериалов получается 8.01 штук
  • масса одной шпалы из сосны первой категории – примерно 90-100 кг, все зависит от уровня влажности. Стоит отметить, что укладка шпал на прокладку в естественных
  • условиях, существенно снижает ее массу.

Шпалы пропитанные второго типа используют для создания подъездных и станционных путей. Сорта лесоматериалов такие же, как и для шпал первой категории. Габариты устанавливаются ГОСТом: толщина составляет 160 мм (160+5 мм), ширина верхней грани – 150 мм, а нижняя грань имеет ширину 230 мм (230+5 мм). Такой материал имеет длину 275+2 см. Уровень влажности также не выше 22%.

Основные характеристики шпал 2-й категории из сосны:

  • загрузка. В стандартный вагон при габаритах 160 х 230 х 2750 помещается от 900 до 1000 штук
  • одна шпала содержит 0,1012 м3 лесоматериалов
  • из одного м3 лесоматериалов получается 9.88 штук
  • масса шпал из сосны составляет примерно 70-80 кг, все зависит от уровня влажности.

В специализированных магазинах можно приобрести шпалы пропитанные и непропитанные. У них очень много достоинств - высокие диэлектрические качества, прекрасное сцепление со щебёночной подушкой, простота обработки, упругость и низкая чувствительность к перепадам температур. Стоит отметить, что при помощи этого материала, как пропитанного, так и не пропитанного, можно расширить рельсовую колею в кривых с радиусом мене 350 м.

Все главные нормативы и характеристики данного материала детально описаны в документе ГОСТ 78-2004 «Шпалы деревянные для дорог широкой колеи». Основные выдержки ГОСТа 78-2004:

  • сырье для производства деревянных шпал – это лесоматериалы сосны, кедра, ели и пихты
  • шпалы делятся на классы согласно их назначению
  • перед укладкой шпалы без пропитки необходимо пропитать особыми маслянистыми защитными растворами. Для этих целее специалисты применяют креозот, каменноугольные маслянистые составы или особые антисептические растворы. Пропитку осуществляют методом погружения (он самый популярный и целесообразный), или в специальных автоклавах, если они необходимы для эксплуатации в сложных условиях
  • для перевозки этого материала действует специально утвержденный ГОСТ 16369, который подробно регламентируют всю процедуру в зависимости от типа автотранспорта, на котором перевозится материал
  • условия хранения шпал прописаны и детально освещены в документе ГОСТ 9014.0
  • технологическая защита лесоматериалов или пропитка соответствует ГОСТ 200.22.6-93 (способ Прогрев-холодная Ванна) или ГОСТ 200.22.5-93 (пропитка в автоклаве).
Порок древесины по ГОСТ 2140Норма ограничения пороков древесины
1. Сучки сросшиеся, частично сросшиеся и несросшиеся:
а) здоровые (светлые, темные, с трещинами)В местах укладки путевых подкладок допускаются размером не более 60 мм, на остальных поверхностях - не более 110 мм
б) загнившие и гнилыеВ местах укладки путевых подкладок допускаются размером не более 10 мм, на остальных поверхностях - не более 60 мм
в) табачныеНе допускаются
2. Двойная сердцевинаНе допускается
3. Ядровая и наружная трухлявая гнилиНе допускаются
4. Грибные ядровые пятна (полосы)Допускаются не более 25 % соответствующей площади торцов, пластей и боковых сторон
5. Заболонная гниль:
мягкаяНе допускается
твердаяНе допускается
6. Ложное ядроДопускается размером не более 1/2 площади торца без выхода на верхнюю пласть.

Выход ложного ядра на боковые стороны допускается размером 2/3толщины шпалы

7. Глубокая червоточинаДопускается в количестве не более 6 шт. на 1 м длины шпалы
8. Трещины:
а) метиковаяДопускается протяженностью по торцу не более 1/3 толщины или ширины шпалы без выхода на верхнюю пласть
б) отлупнаяНе допускается с выходом на верхнюю пласть и боковые стороны, а также с выходом на нижнюю пласть против мест расположения путевых подкладок
в) морознаяНе допускается на верхней пласти. На остальных поверхностях допускается глубиной не более 40 мм
г) от усушки боковаяДопускается длиной не более 450 мм каждая
д) от усушки сквознаяДопускается протяженностью по длине шпалы не более 100 мм
9. Наклон волоконДопускается не более 10 %
10. ПроростьНе допускается в местах укладки путевых подкладок.

На остальных поверхностях допускается, мм, не более:

длиной 800;

шириной 50 и

глубиной 20.

11. Заруб и запилНе допускаются в местах укладки путевых подкладок.

На остальных поверхностях допускаются глубиной не более 20 мм и шириной не более 40 мм

12. Покоробленность:
а) простаяДопускается со стрелой прогиба, мм, по пластям - не более 10 и по боковым сторонам - не более 100
б) крыловатостьДопускается не более половины нормы простой покоробленности
13. Кривизна:
а) простаяДопускается по боковым сторонам необрезных и полуобрезных шпал со стрелой прогиба не более 50 мм
б) сложная

Допускается не более половины нормы простой кривизны

14. Скос пропила торцов шпал по отношению к продольной оси

Допускается не более 20 мм по толщине и ширине шпалы

Производство шпал деревянных

Наиболее востребованным и самым доступным для изготовления шпал на сегодняшний день являются лесоматериалы.

Чаще всего шпалы пропитанные обрабатываются, двумя главными типами антисептических препаратов – водорастворимыми и на основе масла. Первый вид – это зачастую твердое соединение, которое нужно до определенной консистенции развести жидкостью. Антисептики на основе масла являются ни чем и иным, как продуктом сухой перегонки лесоматериалов и каменного угля. Они применяются в естественном виде, а также могут разбавляться другими маслянистыми жидкостями.

Перед покупкой этого материала нужно тщательно изучить сертификаты на предприятии, потому что от качества напрямую зависит длительность периода эксплуатации конечных изделий и эффективность реализации возложенных на них функций.

Составы, которые применяют для пропитки сырья.

Нормативы, регламентирующие железнодорожное строительство, предписывают применять для укладки путей шпалы деревянные, которые обязательно должны быть пропитаны антисептическими растворами. После осуществления пропитки шпалы ее стоимость увеличивается не существенно, а такие показатели, как долговечность и надёжность возрастают в разы. Сегодня на производствах чаще всего применяют автоклавный способ пропитки, потому что именно гарантирует проникновение раствора на необходимую глубину.

На протяжении длительного времени специалисты пользовались таким веществом, как креозот. Такое название носит каменноугольный масляный раствор. Креозот имеет в своем составе частицы фенола, которые ликвидируют микроорганизмы, губительно действующие на лесоматериалы. В то же время использование этого раствора повышает уровень горючести лесоматериалов. Такие шпалы имеют неприятный аромат, покраска такого сырья невозможна.

Шпалы деревянные пропитанные

Сегодня компании, которые занимаются производством и продажей шпал применяют более новые пропиточные растворы, представляющие меньшую опасность для окружающей среды. Наиболее популярными на сегодняшний день можно назвать «Элемсепт», «ЖТК» и «Уптан». Они не имеют резкого аромата и отличаются высоким уровнем проникновения в лесоматериалы.

Как происходит пропитка деревянной шпалы по методу «давление-давление-вакуум»:

  1. лесоматериалы загружаются в камеру обработки, внутри которой нагнетается вакуум, чтобы извлечь воздух из пор дерева
  2. под действием вакуума камера наполняется маслянистыми защитными растворами, среди которых каменноугольное масло, креозот, Ултан
  3. лесоматериалы обрабатывают при помощи накалывания для тог, чтобы увеличить глубину пропитки, после чего повышается уровень защиты лесоматериалов, возрастает период эксплуатации и снижается срок старения
  4. защитный раствор выкачивают из вакуума и под давлением, созданном в вакууме, извлекают лишнее количество раствора
  5. далее шпалу сушат.

В результате этого процесса шпала приобретает долговечность и прочность. Материал отталкивает жидкость и никогда не намокает, применяется на железнодорожных путях заводов.

Именно шпалы из дерева в больше степени удовлетворяют технико-экономическим нормативам, которые предъявляются к рельсовым опорам, и по этой причине они распространены на железных дорогах во всем мире.

К основным достоинствам деревянных пропитанных шпал можно отнести:

  • упругость
  • простоту обработки
  • простоту монтажа рельсов. С таким материалом можно плавно изменять и отводить уширения рельсовой колеи в кривых малых радиусов (до 300 м)
  • отличный показатель сцепления со щебнем
  • низкий уровень чувствительности к механическим повреждениям и перепадам температуры
  • относительно малый вес (70 - 80 кг)
  • присутствие диэлектрических качеств.

Главное достоинство деревянных шпал заключается в технологичности во время эксплуатации, в особенности в процессе замены шпал и реконструкции пути, потому что лесоматериалы очень упруги и отлично принимают нагрузку от подвижного состава, уменьшая создание просадок пути в местах стыковки. Также к плюсам этого материала относится реализация реконструкционных работ по регулировке пути по стандарту, на лесоматериалах не нужны дополнительные материалы для реконструкции. Крепление включает несколько составляющих – две подкладки и десять костылей.

proderevo.net

Виды деревянных шпал. Почему дерево продолжает оставаться лучшим материалом для производства шпал?

Шпалы – это горизонтальные опоры, которые позволяют располагать рельсы на одинаковом расстоянии друг от друга. Между тем, сохранение означенного расстояния критически важно.

Приобрести шпалы деревянные по доступной цене Вы сможете на http://rails.com.ua/shpaly-derevyannye.html. В данной публикации подробно разберём положительные стороны использования деревянных шпал.

Материалы, которые используются для производства шпал

 

Сегодня шпалы производятся из различных материалов:

  • дерево;
  • металл;
  • пластик и т.д.

Нужно отметить, что несмотря на значительное развитие промышленности, шпалы из дерева продолжают оставаться наиболее предпочтительными в использовании. Ведь они обладают всеми необходимыми техническими параметрами и стоит максимально доступно.

Можно разделить деревянные шпалы на следующие классы: обрезные, полуобрезные, необрезные.

Среди минусов использования деревянных шпал можно отметить лишь один. Они загнивают в местах сочленения с рельсами. Однако существует простой способ избежать этой проблемы – применение антисептических растворов.

Древесина, которая используется для шпал

 

В России подобной древесиной считается сосна. Дело в том, что это наиболее распространённая древесина, а значит максимально дешёвая. В западных странах для производства шпал могут так же использоваться кедр, клён и даже эвкалипт.

Главное свойство, которым должны обладать шпалы из дерева – пластичность. При проходе поезда по рельсами, они должны удерживать последние на одинаковом расстоянии друг от друга.

Однако в случае использования жёсткого металла вместо дерева, в нём будет возникать вибрация (злокачественная). Дерево же без проблем гасит вибрацию. Точнее она проходит через него, но не оказывается негативного влияния.

Единственное, на что следует обращать внимание – это локальное подгнивание дерева. Если означенное произошло, настоятельно рекомендуется осуществить замену шпалы на новую.

Меньше всего гниёт необрезные шпалы. Однако они значительно сложнее в монтаже. Не получится в течение десяти минут произвести их замену. Между тем, в Европе активно внедряются пластиковые шпалы. Они долговечнее деревянных, но и значительно дороже.

Несмотря на это в долгосрочной перспективе (десятки лет) они оказываются более практичными.

В видео будет продемонстрировано, как делаются шпалы сегодня:


Понравилась запись? Поделись с друзьями и поддержи сайт:

www.senao.org

Шпала - это... Что такое Шпала?

Железобетонные шпалы

Один из вариантов крепления рельсов к деревянным шпалам (КД)

Шпа́лы (нидерл. spalk — подпорка) — опоры для рельсов в виде брусьев. В железнодорожном пути обычно укладываются на балластный слой верхнего строения пути и обеспечивают неизменность взаимного расположения рельсовых нитей, воспринимают давление непосредственно от рельсов или от промежуточных скреплений и передают его на подшпальное основание (обычно — балластный слой, в метрополитене — бетонное основание).[1]

При прокладке железной дороги Ливерпуль — Манчестер (англ. Liverpool and Manchester Railway) использовались каменные плиты служившие основанием для укладки рельсов. Позже появились деревянные шпалы, (причём именно дерево длительное время являлось наиболее распространённым материалом для шпал)[2], а затем и другие типы шпал.

Деревянные шпалы

Бывшие в употреблении деревянные шпалы

Порода древесины для шпал может быть разная (например Красный клён или Эвкалипт), в некоторых странах предпочитают дуб[3], а в некоторых, в силу экономических причин древесину хвойных пород, преимущественно сосну, хотя такие шпалы более подвержены износу[3]. Для предотвращения гниения шпалы пропитывают антисептиками, чаще всего креозотом.

Деревянные шпалы обладают многими достоинствами: упругость, лёгкость обработки, высокие диэлектрические свойства, хорошее сцепление с щебёночным баластом, малая чувствительность к колебаниям температуры[2]. Важнейшим свойством является возможность уширения рельсовой колеи в кривых радиусом менее 350 м[2].

Срок службы деревянных шпал (в зависимости от типа древесины, внешних условий и интенсивности эксплуатации) составляет от 7 до 40 лет. Деревянные шпалы в России изготавливают преимущественно из сосны, а также из ели, пихты, кедра[2], хотя ранее проводились эксперименты по изготовлению шпал из дуба, лиственницы. Основная проблема деревянных шпал — тенденция их загнивания в местах крепления к ним рельсов.

Деревянные шпалы изготавливаются по ГОСТ 78-2004.

  • Шпала 1 типа, пропитанная — используется для главных путей
  • Шпала 2 типа, пропитанная — используется для подъездных и станционных путей

Шпалы из дерева подразделяются на три вида:

  1. обрезные (отёсанные со всех 4 сторон)
  2. полуобрезные (отёсанные только с 3 сторон)
  3. необрезные (отёсанные только сверху и снизу)

Пропитка деревянных шпал

Пропитка шпал осуществляется каменоугольными маслами, креозотом, либо антисептиками ЖТК для пропитки железнодорожных шпал. В настоящее время в России пропитка осуществляется методом «вакуум-давление-вакуум», этот метод нормирован ГОСТ.

Шпала до пропитки

Пропитанная шпала

Вагон загруженный пропитанной шпалой

Для пропитки шпал производители используют комлекс оборудования: автоклавы, сушильные камеры, котлы-парообразователи и пр.

Пропитка древесины методом «вакуум-давление-вакуум» обеспечивает наиболее глубокое проникновение защитного средства и применяется для пропитки древесины, эксплуатируемых в тяжелых условиях: шпал, опор ЛЭП связи, свай, мостов и др. Древесина должна быть сухой или подсушенной непосредственно перед пропиткой в том же автоклаве.

Метод ВДВ (вакуум-давление-вакуум) состоит из трёх операций:

1Начальный вакуум, при котором в древесине создается разрежение.
2Жидкостное давление выше атмосферного. В древесину под давлением вводят антисептик.
3Конечный вакуум, предназначенный при пропитке маслами для снижения начального поглощения, а при пропитке водорастворимыми антисептиками — для подсушки поверхности древесины.

Производители пропитанных шпал

В России

Пропитанные шпалы производятся преимущественно на Урале и в Сибири. В первую очередь это связано с обильной лесистостью данных регионов страны.
В Сибирском ФО крупнейшим производителем шпал является Шпалопропиточный Завод ЗАО РОСЭНЕРГОТРАНС (Иркутская область, г. Иркутск).

  • Алапаевская шпалопропиточная компания «Транслес» (Алапаевск)
  • Богдановичский шпалопропиточный завод (Богданович, Свердловская область)
  • Решотинский шпалопропиточный завод (пос. Решоты, Красноярский край)
  • Рязанский шпалопропиточный завод
  • Сарептский шпалопропиточный завод (Волгоград)
  • Свирский завод по производству шпал
  • Иркутский шпалопропиточный завод
  • Барнаульский шпалопропиточный завод
  • Томский шпалопропиточный завод
  • Зеленодольский шпалопропиточный завод (Зеленодольск)(wikimapia)
  • Белоярский мачтопропиточный завод (Новоалтайск)
  • СтройКом шпалопропиточный завод

Большинство сертифицированных производителей шпал входят в состав ОАО «Российские железные дороги» и производят шпалы под нужды окружных железных дорог Российской Федерации.

Железобетонные шпалы

С 1970-х в СССР приобрели популярность шпалы из напряжённого железобетона, особенно удачным их использование оказалось на бесстыковом пути.

Железобетонные шпалы представляют собой железобетонные балки переменного сечения. На таких балках имеются площадки для установки рельсов, а так же отверстия под болты рельсошпального скрепления (при забивании в отверстия деревянных пробок используются так же костыльные и шурупные скрепления). Железобетонные шпалы изготавливаются с предварительным натяжением арматуры. Технология изготовления железобетонных шпал следующая: в специальную форму помещаются струны арматуры, которым сообщаются растягивающие усилия. Затем под действием вибратора форма заполняется бетоном. Когда бетон затвердевает, напряжения со струн снимаются и форма разбирается. Такой способ изготовления шпал придаёт им упругости и предохраняет шпалу от раскола под подвижным составом.

Достоинства железобетонных шпал: практически неограниченный срок службы вследствие высокой механической прочности и неподверженности гниению, что обуславливает возможность повторного использования шпал, а так же использования на грузонапряженных участках пути. Недостатки: недостаточная жесткость, большая стоимость и вес, возможность усталостного разрушения бетона.[2].

Стальные шпалы

Стальные шпалы

Стальные шпалы из гнутого стального профиля, являются относительно лёгкими по весу. Такие шпалы иногда используется для временных подъездных путей, ветках промышленных предприятий. 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 ржавчине.[4][5]

Стальные шпалы используются на железных дорогах Марокко, Алжира[2].

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 тонн (нагрузки на ось подвижного состава МПС до 20 тн).[6].

Шпалы из полимерных материалов

С 1990-х годов на некоторых скоростных железных дорогах Японии начали укладывать полимерные шпалы.

Характеристика шпал, укладка шпал

В некоторых случаях взамен шпал применяются сплошные блочные основания в виде плит или рам выполненные из железобетона или металла

Путь на деревянных шпалах

Длина шпал зависит от ширины колеи. В России применяют железобетонные шпалы длиной 270 сантиметров и деревянные длиной 275, 280 или 300 сантиметров. Под стрелочными переводами укладывают длинные разновидности шпал — стрелочные брусья, длина которых доходит до длины двух шпал.

В некоторых случаях взамен шпал применяются сплошные блочные основания в виде плит или рам выполненные из железобетона или металла.

Количество шпал на один километр железнодорожного пути называется Эпюрой укладки шпал. Это значение в разных странах колеблется от 1000 до 2200 шпал. Стандартные значения для России 2000, 1840, 1600 либо 1440 шпал/километр[1]. В основном применяется эпюра 1840 шт/км (46 шпал на 25 метров) на прямых участках и 2000 шт/км в кривых[7].

Шпалы в метрополитене

В московском метрополитене на закрытых участках пути применяются брусковые шпалы из соснового дерева I и II типов, пропитанные креозотом. На открытых участках линий применяются железобетонные шпалы. Длина шпал 270 см, поперечное сечение — 16х25 сантиметров. На стрелочных переводах метро, применяются брусья длиной от 270 до 675 см. На станциях применяются так называемые «шпальные коротыши» длиной 90—100 см.

В первой очереди метро на прямом участке пути укладывалось 1600 шпал, на кривом 1760, со второй по пятую очередь было увеличено количество шпал, составив соответственно 1680 и 1840. При строительстве наземной части Филёвской линии число шпал было ещё более увеличено и составило соответственно 1840 и 2000.

Примечания

  1. 1 2 «Шпала» в Большой советской энциклопедии
  2. 1 2 3 4 5 6 Железнодорожный транспорт: Энциклопедия / Гл. ред. Н. С. Конарев. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1994. — 559 с.: ил.
  3. 1 2 Hay 1982, pp. 437—438.
  4. Hay 1982, p. 477.
  5. Grant 2005, p. 145.
  6. Шпалы металлические http://metal4u.ru/articles/by_id/214
  7. Большая Российская энциклопедия: В 30 т. / Председатель науч.-ред. совета Ю. С. Осипов. Отв. ред С. Л. Кравец. Т. 9. Динамика атмосферы — железнодорожный узел. — М.: Большая Российская энциклопедия, 2007. — 767 с.: ил.: карт. (статья Железнодорожный путь)

См. также

Wikimedia Foundation. 2010.

dic.academic.ru

виды составов, их плюсы и минусы, вред для здоровья


виды составов и их вред

Выяснение того, чем пропитывают шпалы, целесообразно в разных ситуациях, например, когда хочется использовать такую древесину в строительстве или приходится подолгу находиться в непосредственной близости к железнодорожным путям.

С какой целью обрабатывают древесину?

Себестоимость деревянных заготовок, используемых при прокладке железной дороги, очень мала, но эта дешевая древесина обладает недостаточным эксплуатационным ресурсом. Сюда стоит добавить чрезвычайно агрессивные условия применения: постоянную вибрацию, контакт с атмосферными проявлениями и почвой, высокое давление.

Качество и характеристики готовых шпал регулируются ГОСТ 78-2004. Чтобы срок службы изделий соответствовал данным нормативам, их пропитывают специальными составами, существенно увеличивающими потенциал древесины. Подобные химические «коктейли» надежно защищают волокнистую структуру продукции от разрушительного воздействия влаги и физического износа.

Железнодорожные шпалы эксплуатируются в неблагоприятных условиях

Чем пропитывают шпалы: ключевые виды защитных составов

Кроме креозота, классического примера защитной смеси для данной отрасли, химическая промышленность предлагает воспользоваться преимуществами относительно новых наименований – элемсепта и ЖТК.

Креозот – классическая пропитка для железнодорожных шпал
Креозот

Этим составом обрабатывают деревянные заготовки уже более 50-ти лет, ядовитую жидкость добывают из древесного и каменного угля посредством дистилляции дегтя.

В состав креозота входят такие опасные компоненты, как фенольные эфиры и фенол.

Шпалы, пропитанные подобной смесью, обретают характерный черный оттенок с заметными примесями коричневого, присутствует сильный запах, напоминающий дизельное топливо. Несмотря на то, что соединение токсично, уровень «сомнительных» примесей позволяет использовать его при прокладке железнодорожных путей (если оценивать только в рамках государственных нормативов).

Причиной широкого распространения этого решения является эксплуатационная оправданность – пропитка действительно предотвращает преждевременное разрушение древесины, обладает дешевой себестоимостью и всесторонне продуманной в течение нескольких десятилетий технологией нанесения.

Железнодорожная шпала, пропитанная креозотом
Элемсепт

Представляет собой бессолевую разновидность антисептика, в его состав входят концентрированные оксиды хрома, мышьяка, меди. Шпалы пропитывают этим средством, предварительно разведенным водой, по особой методике, чередующей воздействие вакуумом и давлением. В результате заготовки обретают зеленоватый оттенок. Вещество малотоксично, не имеет специфического запаха.

Вещество изготавливается в виде порошка, для пропитки древесины разведенной субстанцией необходимы автоклавы. Вся процедура сводится к трем ключевым этапам:

  • из деревянных заготовок выводится влага путем воздействия вакуумом;
  • затем подается под давлением раствор элемсепта;
  • эффект закрепляется путем создания условий вакуума.

В результате активный состав проникает как минимум в 2-миллиметровый слой древесины. Преимущество решения – высокое качество пропитки.

Железнодорожные шпалы, обработанные Элемсептом
ЖТК

Термоконденсационная жидкость представляет собой один из результатов нефтепроизводства, рецептура его изготовления и состав защищены патентным правом. Светлая древесина, пропитанная ЖТК, обретает коричневатый оттенок, лиственница и аналогичные ей породы становятся темно-коричневыми. Вещество не пахнет и не выделяет токсичных соединений.

В отличие от креозота, субстанция не создает риска развития у человека онкологических заболеваний, с помощью термоконденсационной жидкости можно добиться более эстетичного образа заготовок. Пропитка не образует уплотнений и сгустков, поверхность шпал не становится липкой. Использование ЖТК и креозота создает практически одинаковый по длительности эксплуатационный ресурс древесины, но первое решение гораздо безопаснее.

Шпалы, обработанные термоконденсационной жидкостью

Можно ли строить из обработанных шпал?

Такой стройматериал привлекает крайней дешевизной, поэтому многие умельцы задаются вопросом – стоит ли его использовать для возведения бытовых или жилых сооружений. Первое, что вызывает сомнения – это запах креозота (подобная пропитка встречается наиболее часто), который стремятся замаскировать подручными средствами. Но нельзя забывать о опасности для здоровья, что несут в себе подобные соединения. Поэтому лучше воздержаться от такой экономии даже при строительстве гаража или подсобных помещений.

Креозот, элемсепт, ЖТК – это ключевые вариации соединений, используемых для придания шпалам долговечности и устойчивости к разрушительному воздействию природной среды. Их используют при прокладке железных дорог, так как в подобных условиях они соответствуют государственным нормативам безопасности и оправдывают потенциальные риски за счет достойных эксплуатационных свойств.

derevodoska.ru

Шпала - это... Что такое Шпала?

Железобетонные шпалы

Один из вариантов крепления рельсов к деревянным шпалам (КД)

Шпа́лы (нидерл. spalk — подпорка) — опоры для рельсов в виде брусьев. В железнодорожном пути обычно укладываются на балластный слой верхнего строения пути и обеспечивают неизменно

sevparitet.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о