Dveri-lubercy.ru

Дизайн и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

В чем преимущества и недостатки железобетонных шпал?

Деревянные и железобетонные шпалы

Шпалы для железнодорожного полотна являются важнейшей деталью устройства пути. От их качественных характеристик зависит устойчивость магистрали. В нашей стране используют опоры из дерева и железобетона. Но изначально под рельсы укладывали брус из камня. Позднее каменные заместили деталями из дерева, оно имеет хорошие показатели амортизации, и проще с точки зрения механического обрабатывания. Однако, обстановка поменялась кардинальным образом, когда начали производить железобетонные шпалы.

Часть II. Шпалы деревянные

С момента появления в 1837 году первой в России общественной железной дороги и почти до конца 20-го века, дерево являлось доминирующим материалом при изготовлении шпал.

И это не удивительно, ведь при простоте производства, деревянные шпалы обеспечивают не только стабильность колеи, но и необходимую эластичность пути, способствующую гашению ударных нагрузок наравне со снижением шума и вибрации. Кроме того они дешевые и лёгкие (одна шпала весит порядка 75 килограмм) поэтому и недорогие в перевозке. В стандартный полувагон вмещается порядка 600 штук шпал, в 12-ти метровую бортовую шаланду с кониками — 330 штук шпал.

Деревянные шпалы просты в укладке и дальнейшем обслуживании, не требуют каких-либо специальных машин и механизмов. Материалоёмкость скреплений для них также низка и дешева. На закрепление одной шпалы требуется пара подкладок и десять костылей.

Однако при всех вышеперечисленных плюсах, есть и свои минусы. В России шпалы из дерева изготавливаются по ГОСТ 78-2004 преимущественно двух типов: I типа с размерами 250х180х2750 мм, и II типа с размерами 230х160х2750 мм. Пункт 5.9 ГОСТ 78-2004 предусматривает изготовление шпалы из хвойных пород дерева (сосна, ель, пихта, лиственница) или из березы. Но надо понимать, что для изготовления хотя бы одной шпалы первого типа с шириной 250 мм бревно должно быть диаметром от 308 мм, а для шпалы второго типа с шириной 230 мм — бревно диаметром от 280 мм. Это качественный, деловой лес, который в европейской части России с каждым годом становится всё сложнее найти. Кроме того, если бревно хорошее, производить из него пиломатериал большого размера, как шпала, по меньшей мере, не разумно, потому что цена бруса всегда меньше, чем цена доски. Как следствие, производители используют при пилении шпал сырьё низкого качества. А в последнее время массовое распространение получила распиловка на шпалы осины и сухостоя.

Вторым важным составляющим компонентом в изготовлении деревянных шпал является их пропитка. Качественную пропитку шпалы можно выполнить только в автоклаве под давлением, требования к пропитке прописаны в ГОСТ 20022.5-93. Однако, всё качественное дорого и зачастую шпалы пропитываются в «макалках» путём кратковременного погружения в емкость с пропитывающей жидкостью. Естественно, говорить о сроке службы такой шпалы даже в 7 лет не приходится.

Третий минус деревянных шпал в том, что они пропитываются каменноугольным маслом (креозотом) — высокотоксичным для человека веществом, контакт с которым влечёт за собой целый ряд кожных заболеваний. Хотя, встречаются люди, которые сознательно строят дома и бани из пропитанных креозотом шпал.

Где применяются?

Шпала железобетонная используется при возведении фундаментов и железнодорожных путей. Из-за различных природных условий эксплуатации и разнообразной механической нагрузки на изделия, при изготовлении железобетонной опоры придерживаются повышенных требований. Это позволит увеличить срок службы, который при благоприятных условиях использования достигнет шестидесяти лет. Опоры, изготовленные с использованием предварительно напряженного железобетона, повсюду пододвигают распространенные деревянные подпорки за счет своей прочности, долговечности и быстроты монтажа.

Читать еще:  Подколонники железобетонные ГОСТ

Производство железобетонных шпал

Производство железобетонных шпал предполагает применение самых прочных и лучших материалов. При этом используются сертифицированные технологии, которые позволяют добиваться высоких эксплуатационных характеристик. Изделия должны быть надежно защищены от механических и вибрационных воздействий, а также от влияния внешних факторов. При производстве достигается строгое следование ГОСТу.

Более того, существует несколько видов контроля за ткачеством продукции. Поэтому, при устройстве железнодорожных путей и магистралей удается добиться длительной эксплуатации полотна. Соответственно, все указанные качества сохраняются и после демонтажа шпал.

Сфера применения ЖБИ

В зависимости от конструкции, изделия востребованы в различных сферах строительства. Сборные модули позволяют механизировать процесс строительства, в то время как монолитные ЖБИ востребованы там, где сооружения не могут быть построены благодаря какому-либо разделению или унификации. Сборно-монолитные конструктивы являются универсальными в применении.

На основе ЖБИ блоков ныне строится более 80% зданий и сооружений. Большинство жилых домов по типовым проектам предполагает применение модульных конструкций, соответствующих нормам государственных стандартов. На основе железобетона возводятся не только несущие конструкции и перекрытия, стены, этажи, но и фундамент. Разнообразие форм и размеров изделий делает их универсальными элементами для любого вида строительства, позволяя снижать его себестоимость без ущерба качеству.

Монтаж, ремонт и утилизация шпал

ЖБ шпалы обязательный элемент при строительстве железных дорог. Их нужно правильно укладывать, периодически ремонтировать и утилизировать разрушенные элементы в соответствии с технологией. Монтаж железобетонных изделий имеет особенности:

  • поверхность основания перед укладкой рельсов и шпал должна быть хорошо подготовлена: на почве насыпают полосы песка, которые помогают конструкции сохранить целостность во время ее использования;
  • монтировать элементы разрешено только при помощи специализированной техники: это позволит ускорить работу и снизить ее стоимость;
  • в процессе эксплуатации железобетонных шпал придется периодически проверять их состояние, а также надежность крепежа: без соответствующих эксплуатационных мер изделия могут быстро потрескаться.

Независимо от размера или того, сколько весит шпала, даже самый крепкий бетон в процессе эксплуатации может постепенно разрушаться. Если на элементах присутствую дефекты: раковины, трещины, выбоины, то их устраняют при помощи бетонного раствора и других средств. Причем существуют разные виды ремонта. Капитальный требует предварительного составления проектной документации. Также допускается частичная замена отдельных шпал.

Во время проведения ремонтных работ участок железной дороги должен быть обесточен и перекрыт. При возможности движение поездов перенаправляют на другие полотна. Ремонт железобетонных шпал осуществляет специальная путевая техника.

Если изделие разрушено слишком сильно и не подлежит восстановлению, то его утилизируют. Шпалы просто измельчают при помощи дробилки. Полученный материал применяют для формирования насыпей или для засыпки небольших ям.

Железобетонные шпалы – тот элемент, без которого не обходится строительство железнодорожных путей. Технология их производства строго выверена, так как любой промах приведет к негодности элементов. Однако правильно изготовление позволит прослужить шпалам не менее 50 лет.

Читать еще:  Формы из пенопласта для заливки бетона

Устройство ленточного фундамента с использованием б/у железобетонных шпал

Приведем краткую последовательность выполнения основных работ по устройству ленточного фундамента из б/у железобетонных шпал:

    В начале, как обычно, выкапывается траншея необходимой глубины и ширины.Затем устанавливается опалубка и укладывается песчаная подушка толщиной 10…15 см (подробнее об этом мы писали здесь).Устанавливаются б/у железобетонные шпалы по следующим правилам:

    вначале рекомендуется на дно траншеи уложить слой бетонной смеси толщиной 10…20 см, а потом уже производить монтаж шпал;шпалы следует укладывать по аналогии с кирпичной кладкой, т.е. с перевязкой (в шахматном порядке);для обеспечения прочности всего фундамента следует укладывать шпалы на расстоянии 50…70 см друг от друга по горизонтали и по вертикали (по высоте) – 40…50 см;для обеспечения прочности и монолитности фундамента, совместно с б/у железобетонными шпалами, применяют пространственный арматурный каркас, фото 2.
    Приготовляется (или привозится на строительную площадку) бетонная смесь, которая и укладывается в опалубку, фото 3.

Фото 2. Устройство фундамента с помощью бу железобетонных шпал и арматурного каркаса

Готовый ленточный фундамент с применением бу железобетонных шпалДля легких конструкций одноэтажных деревянных каркасных домов можно выполнить столбчатый фундамент с применением б/у железобетонных шпал.Суть столбчатого фундамента заключается в устройстве вертикальных столбов-стоек из шпал. Для этого нужно выкопать ямы глубиной 1,5…2 м с шагом 1,3…2 м, в которые засыпается слой песка или бетона толщиной 10…20 см, а потом устанавливаются шпалы и заливаются бетонным раствором. После затвердевания бетона выполняются работы по устройству ростверка, после чего можно приступать к возведению самого здания.

Недостатки фундамента

  • Необходимость применения спецоборудования. Масса одной шпалы около 200 кг. Из-за большого веса погрузочно-разгрузочные работы провести самостоятельно не получится. В этом поможет использование кран-балки и ленточных строп. Для перевозки используют специальные транспортные средства грузоподъёмностью до 40 тонн (КАМАЗ, БелАЗ). Укладка в траншеи потребует привлечения специалиста, работающего со спецтехникой (лебёдкой, краном). Это влечёт дополнительные финансовые расходы.
  • Трещины. Нарушение правил погрузки-разгрузки, перевозки приводят к появлению продольных и поперечных разрывов. Если уложить такую шпалу в основание дома, то это негативно скажется на надёжности фундамента. Он даст трещину, что потребует дополнительного ремонта, сократит срок службы строения.
  • Неправильная форма. Наличие ровной поверхности только с одной стороны создаёт некоторые трудности во время монтажа основания здания. Закладка фундамента требует навыков и сноровки.
  • Нельзя использовать для многоэтажных строений. В строительстве многоэтажных зданий применяют свайный или железобетонный фундамент. Он обеспечивает самую высокую прочность, надёжность строения. На основании из шпал возводят лишь одно- и двухэтажные постройки. Для более высоких зданий он недостаточно прочный.
  • Подгонка размеров фундамента под габариты шпал. Длину и ширину железобетонной шпалы невозможно увеличить или уменьшить. Поэтому проектируя фундамент, заранее просчитывают его размеры с учётом размеров и правил укладки используемого материала. Также необходимы точные расчёты несущей способности будущего фундамента.
  • Разлитые технические масла, горюче-смазочные материалы, креозот оставляют неприятный запах после использования материала на железнодорожном полотне.

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.

Читать еще:  Заливка площадки бетоном своими руками

Деревянные шпалы обладают многими достоинствами: упругостью, лёгкостью обработки, высокими диэлектрическими свойствами, хорошим сцеплением с щебёночным балластом, малой чувствительностью 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 семи до сорока лет. Деревянные шпалы в России изготавливают преимущественно из сосны, а также из ели, пихты, сибирского 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 четырёх сторон)
  2. полуобрезные (отёсанные только с трёх сторон)
  3. необрезные (отёсанные только сверху и снизу)

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

Пропитка деревянных шпал [ править ]

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

Пропитка шпалы в автоклаве

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.

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.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector