Материал под рельсы или элемент фундаментной опоры строения — железобетонные шпалы. К изобретению такой конструкции шли долго. Сначала использовались каменные прокладки, однако они плохо поддаются обработке и изнашиваются, выходят из строя. Хорошо себя зарекомендовали подпорки из специально обработанного дерева, но их через некоторое время заменяют и ремонтируют. В итоге наиболее прочными остались конструкции из железобетона, который является материалом будущего.
Что это такое и где используют?
Железобетонные шпалы — подпорки под рельсы, которые имеют форму бруса с меняющимися размерами и формами сечения.
Это изделие имеет внутренний металлический каркас, состоящий из стальных прутьев, диаметр которых 0,03—0,06 см, меняется в зависимости от модификаций конструкции. Производство материала для фиксирования рельс выполняется по особой технологии, к которой предъявляют такие требования:
- Однородность смеси. Бетон для изделий хорошо перемешивают.
- Прочность конструкции. Важна при передачи усилия напряжения.
- Точность исполнения. Производители изделия соблюдают такие параметры материала для надежного монтажа рельс:
- размеры;
- формы;
- вес.
Бетонные изделия широко используются по всему миру при сооружении новых железных дорог и реконструкции старых путей. Использование во всех климатических поясах выставляет повышенные требования к технико-эксплуатационным характеристикам, качеству изделий. Железобетонные шпалы, в зависимости от интенсивности износа полотна, имеют ресурс долговечности в 30—60 лет. Эти подпорки постепенно вытесняют деревянные в железнодорожном строительстве. А также делают фундамент из железобетонных шпал, часто используются изделия, бывшие в употреблении.
Плюсы и минусы: основной перечень
Изделия для закрепления рельс к полотну имеют позитивные и негативные отличия, представленные в таблице:
| Показатель | Описание |
| Плюсы | Долговечность |
| Устойчивость к агрессивным факторам внешней среды | |
| Стойкость к процессам разложения | |
| Высокая сопротивляемость механическим нагрузкам | |
| Сравнительно низкая цена | |
| Монтажные работы не сложны | |
| Эксплуатация шпал не требует больших финансовых издержек | |
| Параметры подпорок (длина, ширина) позволяют удобно их транспортировать, загружать и выгружать | |
| Минусы | Разрушение железобетонных конструкций, из-за чего состояние путей периодически осматривают |
| Прокладка под рейсы весит 270 кг, поэтому монтаж производится техникой (укладчиком шпал) | |
| Обязательное использование в конструкции прокладок, придающих упругость | |
| Железобетонный каркас проводит ток, поэтому применяют электроизоляцию |
Виды изделий
Железобетонные шпалы бывают разных типов, подробнее о которых в таблице:
| Параметры классификации | Вид | Характеристика |
| Стойкость к растрескиванию, качество и точность параметров | Опоры 1-го сорта | Обладает высокими эксплуатационными характеристиками |
| Опоры 2-го сорта | Подвержены растрескиванию, в геометрии размеров допускаются отклонения | |
| Вид крепления к рейсам | Ш-1 | Раздельное болтово-клеммное соединение, фиксация осуществляется болтами и прокладками |
| Ш-2 | Крепление нераздельное | |
| Ш-3 | Похожи с Ш-2, но вид крепления другой | |
| Наличие изоляции от электротока и вид арматурного каркаса | С изоляцией | Бетонные шпалы оборудованы изоляторами |
| Без изоляции | Отсутствуют изолирующие вкладыши |
Требования по стандарту
Прочностные и другие показатели железобетонных шпал отражены в ГОСТ 33320–2015. Это изделия, к эксплуатационным показателям которых выдвигаются требования:
- Прочностные параметры. Сила, передающая предварительное натяжение, возникает сразу после изготовления изделия.
- Параметры бетона. Смесь должна иметь наивысшую меру однородности консистенции.
- Точные формы и размеры. Соответствие этим параметрам характерны для этих конструкций. Существуют строгие допуски по элементам шпал, сверяется соответствие заданным стандартам мест соединения с рельсами.
Посмотреть «ГОСТ 33320–2015» или cкачать в PDF (653.1 KB)
Производство
За последние годы было испробовано множество способов изготовления бетонных подпорок под шпалы. В мире пользуются 4-мя методами технологии по производству железобетонных изделий. Они обеспечивают получение надежной и проверенной продукции, которая отвечает требованиям международной стандартизации.
Карусельный тип с задержкой снятия форм
Технология предусматривает использование кассетных форм, состоящих из 6-ти элементов. Подготовленная смесь заливается в кассеты, где потом происходит ее уплотнение. Чтобы получить нужное сцепление и обеспечить предварительное напряжение, в раствор монтируют арматурный каркас. Достают из приспособлений готовую продукцию после достижения наивысших прочностных показателей. После завершения производственного цикла, освободившиеся от конструкций формы отправляют для следующей партии изделий.
Линейный тип
Для этого вида используют конвейер, на котором в очередности установлены формы для залива бетона, их длина составляет 100 метров. Боковые части устройств закрывают специальные приспособления, передающие механическое воздействие на металлический каркас. Когда смесь созревает, напряжение распределяется по всей бетонной поверхности.
Метод демонтажа формы со следующим напряжением
Эта технология предусматривает использование специальных форм и встраиваемых шаблонов, которые отмечают место расположения арматурного каркаса. Формы заливаются бетонным раствором, который уплотняют. Когда смесь схватывается, в нее фиксируют стальные пруты. После созревания бетона готовую шпалу вынимают из формы и шаблона. Изготовление изделий происходит беспрерывно.
Снятие форм с предварительным напряжением
Технология сходна с предыдущей, но вместо погружения в бетон металлических прутов в формы монтируют сварные стальные рамки, на них оказывают механическое воздействие. Устройства обеспечивают готовому изделию напряженное усилие. Емкости также быстро освобождаются от готовых железобетонных конструкций, и производственный цикл начинается заново.
