Деревянные шпалы их типы и размеры

Эпюра шпал. Это количество шпал на 1 км и порядок их расположения по длине рельсового звена, нормируемые исходя из условий выравнивания давлений в балластном слое по его глубине, а также обеспечения необходимой сопротивляемости рельсошпальной решетки продольному и поперечному сдвигам. Согласно ЦПТ-53 эпюра шпал составляет:

С, 1-2-3 класс – 1840 шт/км в прямой и кривой R>1200 м,(возможно2000 шт/км при реконструкции);

– 2000 шт/км в кривой R 1200 м;,(возможно2200 шт/км);

4 класс – 1600 шт/км в прямой и кривой R>1200 м,

– 1840 шт/км в кривой R 1200 м;

5 класс – 1440 шт/км в прямой и кривой R>650 м,

– 1600 шт/км в кривой R 650 м.

Для улучшения условий работы пути в зоне стыка шпалы сближаются. При всех эпюрах расстояние между осями стыковых шпал составляет 42 см для Р75 и Р 65 и 44 см для Р 50.

Материал шпал. 1) Сосна, лиственница, кедр, пихта, ель. Европа: дуб, бук. 2) Железобетон – предварительно напряженный. 3) Металл.

Деревянные шпалы и брусья

В зависимости от назначения деревянные шпалы изготовляются трех типов: I — для главных путей 1-го и 2-го классов, а также для путей 3-го класса при грузонап­ряженности более 50 млн т-км брутто/км в год или скоростях движения поездов более 100 км/ч; II — для главных путей 3-го и 4-го классов, подъездных путей с интенсивной работой, приемоотправочных и сортировочных путей на станциях; III —для путей 5-го класса.(табл.1). Тип шпал определяется геометрическими характеристиками подрельсового сечения.

По форме поперечного сечения деревянные шпалы и брусья подразделяются на три вида:

обрезные — пропилены четыре стороны (рис.1а); полуобрезные — пропилены три стороны (рис.1б); не обрезные — пропилены две противоположные стороны, две другие могут быть пропилены частично (рис.1в ).

Достоинства и недостатки деревянных шпал, сроки службы.

Достоинства: упругость; легкость отработки, гвоздимость;

технологичность (возможность плавного изменения уширения);

хорошее сцепление со щебнем; малая чувствительность к ударам;

сравнительно небольшая масса(≈70 кг); диэлектричность.

Недостатки: небольшой срок службы; большой расход дефицитной древесины; неоднородность упругих свойств по длине.

Сфера применения деревянных шпал.

На звеньевом пути (особенно в кривых малых радиусов, где необходимо уширение колеи).

На участках с нестабилизированным земляным полотном и подверженных пучению.

На сильно засоряемых участках, где периодичность ремонтов 2-3 года.

Причины выхода деревянных шпал:

Механический износ.Гниение. Растрескивание.

Меры продления срока службы деревянных шпал:

Пропитка масляными антисептиками.

Укрепление концов от растрескивания. (обрезных шпал стяжными болтами; необрезных – проволочной обвязкой, скобами).

Сверление отверстий для костылей перед пропиткой, глубокая наколка подрельсового сечения.

Жб шпалы их типы и размеры

Железобетонные шпалы.

Современная железобетонная шпала – цельнобрусковая из предварительно напряженного железобетона (бетон класса по прочности на сжатие В40, по морозостойкости F200), армированная высокопрочной проволокой периодического профиля класса Вр диаметром 3 мм. Номинальное число проволок в шпале 44, каждая из них натягивается усилием 8.1 кН. Современная шпала должна соответствовать требованиям ОСТ32.152 – 2000.

При формовании шпале придана форма, улучшающая ее работу под поездной нагрузкой.:

- Наибольшие прогибы и давления на балласт имеют место у торцов железобетонных шпал. Для компенсации этого неблагоприятного для балласта и шпал обстоятельства ширина подошвы уменьшена в средней части шпал (250мм) и увеличена у торцов (300мм).

- Поперечное сечение шпалы имеет трапецеидальное очертание, благодаря чему снижается давление на балласт и увеличивается сопротивление пути сдвигу.

- Кроме того, в подрельсовых зонах устраивают углубления (по 25 мм) с наклоном (1:20) для обеспечения подуклонки рельсов, а также передачи поперечных горизонтальных сил на бетон.

- В продольном сечении шпала состоит из двух более крупных по размерам подрельсовых частей и более низкой и узкой средней части. Предварительно напряженная арматура максимально смещена в сторону растянутой под поездной нагрузкой поверхности шпалы (в подрельсовом сечении – нижней, в середине шпалы – верхней), благодаря чему достигается максимальное обжатие бетона в растянутых зонах, а следовательно увеличивается трещиностойкость шпал.

Достоинства и недостатки железобетонных шпал, сферы их применения. +: большой срок службы (30-50 лет); устойчивость против выброса;

стабильность рельсовой колеи; однородность упругих свойств по длине пути, а, следовательно, плавность движения экипажа; сохранность лесов.

Недостатки: значительное увеличение жесткости пути, приводящее к увеличению износа элементов пути и ходовых частей подвижного состава; электропроводность; хрупкость и чувствительность к ударам;

низкая работоспособность в зоне стыков; большая масса.(265 кг).

Сферы эффективного применения:1.Бесстыковой путь 1 – 5 классов;(1-2 класс – новые шпалы 1 сорта; 3-5 класс – старогодные шпалы; 4-5 класс новые шпалы 2 сорта.)

2. Участки скоростного движения.

1.23 Балластный слой,назначение и требования к баластным материал

Назначение: Балластный слой должен упруго воспринимать давления от шпал и равномерно передавать на возможно большую поверхность земляного полотна.

Должен обеспечивать стабильное проектное положение рельсо-шпальной решетки в процессе эксплуатации.

Обеспечивать возможность выправка пути в профиле и плане.

Препятствовать потери несущей способности земляного полотна.

Участвовать в формировании оптимальной упругости подрельсового основания.

Обеспечивать нормальную работу рельсовых цепей автоблокировки.

Требования: Прочность (не должен дробиться и крошиться при уплотнении).

Водо и морозоустойчивость.

Хорошая сопротивляемость перемещениям рельсошпальной решетки.

Технологичность. Экономичность. Низкая электропроводность.

Материалы балластного слоя

Балластный материал по происхождению, размерам частиц, их форме и способам обработки разделяются на щебеночный, гравийный, асбестовый., и гравийно – песчаный. Щебеночный балласт согласно ГОСТ 7392 - 2002 представляет собой продукт искусственного дробления изверженных магматических пород (граниты, базальты габбро) со средней плотностью зерен более 2,4 г / см³., Фракции 25-60 мм. К щебню предъявляются требования по следующим показателям:

По зерновому составу – количество зерен крупнее 60мм не более 5% по массе, зерен менее 25 мм не более 5% по массе, в том числе частиц размером менее 0.16мм до 1%.

Допускаемая норма присутствия в щебне зерен пластинчатой и игловатой формы – 18% по массе Этот показатель повышает кубовидность щебня, что значительно улучшает износостойкость зерен.

Прочность щебня является одним из основных показателей,.т.к. от нее зависит износ щебня и устойчивость пути

Прочность характеризуется истираемостью (потеря в массе, %, при испытании в полочном барабане) или сопртивлением удару (в условных единицах при испытании на копре). И 1; У – 75.

Содержание зерен слабых пород не должно превышать 5% по массе. Показатель морозостойкости F 50., модуль упругости в рыхлом состоянии 37 – 41 МПа, угол внутреннего трения φ =45 -47⁰, коэф-т сцепления (0,05 – 0,07) МПа.

Щебень наиболее полно отвечает предъявленным требованиям, основной недостаток засоряемость. Применяется в пути 1-5 кл.

Асбестовый балласт ТУ 32 ЦП – 782 – 92 представляет собой песчано - щебеночную смесь из отходов дробления серпентинита.

Асбестовый балласт применяется с согласия Департамента Пути на участках 3-5 классов в зонах интенсивного засорения и пучинообразования.

Зерновой состав асбестового балласта

Зерна серпентинита размером от 5 до 10 мм испытывают на прочность и морозостойкость и должны иметь марки И30 и F25.

В асбестовом балласте благодаря волокном асбеста длиной 0,25-1мм (4 – 5% по массе) после увлажнения и уплотнении между зернами горной породы образуются прочные структурные связи, а по поверхности балластной призмы корка., непроницаемая для атмосферной воды и засорителей.

Благодаря этому в призме обеспечивается постоянный температурно – влажностный режим.

Асбестовый баллас неперспективен по следующим причинам:

Невозможность повторного использования.

Необходимость захоронения.

Неудовлетворительная работы при.недостаточном содержании волокон асбеста

Вред для здоровья.