Деревянные пропитанные шпалы: основные характеристики и особенности применения. Технология промышленной пропитки древесины
Древесина и пиломатериалы применяются как в промышленном строительстве, так и при постройке индивидуальных домов своими руками. И это неудивительно, так как древесина имеет немало эксплуатационных преимуществ, в сочетании с одним существенных недостатком – пиломатериалы неустойчивы к воздействию атмосферных осадков.
Влажность и температурные перепады приводят к тому, что пиломатериалы гниют,трескаются и постепенно разрушаются. Чтобы исключить такое развитие событий,стройматериалы и готовые конструкции, возведенные с применением древесины, обрабатываются специальными пропитками.
Внешний вид железнодорожных путей
В этой статье мы рассмотрим в качестве примера, что собой представляют шпалы, прошедшие обработку по ГОСТу 78 2004.
Основные характеристики
Складирование готовых шпал
Железнодорожные деревянные шпалы применяются с давних пор. Постепенно,наряду с изделиями из пиломатериалов, стали использоваться изделия из металла и из железобетона (читайте также статью “Полировка дерева: выбор средств для финишной обработки. Технология”).
Тем неменее, деревянная шпала,прошедшая предварительную обработку,используется по своему прямому назначению и сегодня. Более того, по истечении ресурса эти изделия списываются и могут быть применены в строительстве в качестве балок для организации потолочных перекрытий. Такие балки за счет пропитки служат на порядок дольше, чем обычные балки, не подвергшиеся специальной обработке.
На фото измельчённые шпалы которые можно использовать в качестве топлива
Использование шпал, изготовленных из дерева и пропитанных специальными средствами, вместо железобетонных аналогов позволяет существенно снизить расходы, связанные с содержанием и эксплуатацией железнодорожных путей. Например,шпалы, изготовленные и обработанные в соответствии с ГОСТ 78-2004,прослужат долгое время при том, что их цена на порядок ниже стоимости и бетонных аналогов.
Кроме того, деревянные изделия весят значительно меньше, чем железобетонные шпалы. В итоге существенно удешевляется доставка шпал непосредственно на строительный участок. Опять же, если для работы с железобетонными изделиями требуется подъёмная спецтехника, то деревянные изделия можно разгружать и устанавливать вручную.
Важно: Благодаря перечисленным преимуществам,себестоимость километра ж/д пути,изготовленного с применением пиломатериалов вдвое дешевле аналогичных конструкций,построенных на железобетонных шпалах.
На предприятиях, занятых промышленным изготовлением шпал, пропитанных автоклавным методом,изготавливаются следующие модификации:
Перечисленные модификации отличаются друг от друга конфигурацией и размерами, но полностью соответствуют требованиям,приведённым в ГОСТ 78-2004.
Для изготовления всех трех модификаций в настоящее время применяется высококачественная древесина хвойных пород. Для сравнения, раньше, в качестве производственных материалов, могла использоваться древесина разных пород, включая дуб.
Сейчас необходимость в применении особо твёрдых пород древесины отпала, так как качественная пропитка полностью предотвращает вероятность гниения и последующего разрушения.
Технология промышленной пропитки древесины
Пиломатериалы до обработки пропитками
Как и чем пропитывают деревянные шпалы, в результате чего их ресурс составляет десятилетия в крайне неблагополучных эксплуатационных условиях?
Деревянные шпалы упрочняются с применением специальных пропиток по автоклавной технологии «давление-давление-вакуум».
Автоклавная емкость с готовыми изделиями
Инструкция упрочнения древесины следующая:
- Древесина,после предварительной распиловки,помещается в вакуумную камеру. В камере создается вакуум под воздействием которого из пор материала извлекается воздух.
- Вакуумная камера с обрабатываемыми пиломатериалами заполняется защитными пропитывающими средствами. В качестве этих средств могут использоваться пропитки,изготовленные на основе каменноугольного масла или креозота.
- Древесина выдерживается в пропиточном составе в течение определённого времени,которое рассчитывается в соответствии с породой и плотностью обрабатываемых пиломатериалов.
- Остатки пропиточного состава откачиваются из камеры после чего упрочнённые пиломатериалы извлекаются.
- Древесина направляется в сушильную камеру, где выдерживается определённое время,которое рассчитывается в соответствии с особенностями породы.
Результаты проведённой обработки
Замена старых деревянных шпал
- По итогам выполненной пропитки деревянная шпала приобретает дополнительную прочность и долговечность.
- Обработанная поверхность практически не имеет пор, в которые могла бы проникнуть влага .В результате, простояв под проливным дождем изделие останется сухим.
- Еще одним преимуществом обработанных пропитками пиломатериалов является их повышенная прочность. Так как пропитка проникает в поры дерева на глубину свыше 2 см и остается там в течении всего эксплуатационного ресурса, древесина меньше деформируется при воздействии механических нагрузок.
Это качество особо актуально при использовании пиломатериалов в качестве железнодорожных шпал,когда на их поверхность давит рельс и вес локомотива с вагонами.
- И наконец,содержание каменноугольного масла или креозота в порах делает пиломатериалы более устойчивыми к негативному воздействию химически агрессивных соединений . Масляные пропитки отталкивают от поверхности шпал различные кислотные и щелочные растворы.
Важно: Несмотря на то, что промышленная обработка древесины существенно продлевает ресурс эксплуатации железнодорожных шпал,опор линий электропередач и связи, срок их службы по государственным стандартам не превышает 20 лет. По прошествии двадцатилетнего срокам начинается процесс необратимого разрушения и изделие списывают.
Для сравнения ресурс железобетонных аналогов составляет 45 лет.
Вывод
Итак, мы рассказали о том, чем отличается деревянная пропитанная шпала тип 2 от аналогичных изделий другого типа. Кроме того, мы рассмотрели преимущества автоклавной пропитки древесины (см.также статью “Деревянные межэтажные перекрытия – особенности устройства”).
Остались какое-либо вопросы? Посмотрите видео в этой статье.
ГОСТ 78-2004 Шпалы деревянные для железных дорог широкой колеи. Технические условия.
ШПАЛЫ ДЕРЕВЯННЫЕ ДЛЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ ШИРОКОЙ КОЛЕИ
Технические условия
Wooden sleepers for full gauge railways. Specifications
Дата введения 2006-01-01
1 РАЗРАБОТАН Техническим комитетом по стандартизации МТК 82 “Лесоматериалы круглые”, Государственным унитарным предприятием “Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта” (ГУП ВНИИЖТ) МПС России и Открытым акционерным обществом “Иркутский научно-исследовательский институт лесной промышленности” (ОАО “Иркутск-НИИЛП”)
2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 25 от 26 мая 2004 г.)
За принятие стандарта проголосовали:
Краткое наименование страны
по МК (ИСО 3166) 004-97
по МК (ИСО 3166) 004-97
Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Госстандарт Республики Беларусь
Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 21 декабря 2004 г. N 124-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 78-2004 введен в действие непосредственно в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2006 г.
5 ВЗАМЕН ГОСТ 78-89
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на деревянные шпалы, используемые при строительстве, эксплуатации и ремонте пути железных дорог колеи 1520 мм.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны
ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности
ГОСТ 12.3.009-76 Система стандартов безопасности труда. Работы погрузочно-разгрузочные. Общие требования безопасности
ГОСТ 12.3.034-84 Система стандартов безопасности труда. Работы по защите древесины. Общие требования безопасности
ГОСТ 12.3.042-88 Система стандартов безопасности труда. Деревообрабатывающее производство. Общие требования безопасности
ГОСТ 12.4.011-89 Система стандартов безопасности труда. Средства защиты работающих. Общие требования и классификация
ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия
ГОСТ 2140-81 Видимые пороки древесины. Классификация, термины и определения, способы измерения
ГОСТ 6782.1-75 Пилопродукция из древесины хвойных пород. Величина усушки
ГОСТ 6782.2-75 Пилопродукция из древесины лиственных пород. Величина усушки
ГОСТ 7502-98 Рулетки измерительные металлические. Технические условия
ГОСТ 14192-96 Маркировка грузов
ГОСТ 16369-96 (ИСО 4472-83) Пакеты транспортные лесоматериалов. Размеры
ГОСТ 16588-91 (ИСО 4470-81) Пилопродукция и деревянные детали. Методы определения влажности
ГОСТ 18288-87 Производство лесопильное. Термины и определения
ГОСТ 18321-73 Статистический контроль качества. Методы случайного отбора выборок штучной продукции
ГОСТ 20022.0-93 Защита древесины. Параметры защищенности
ГОСТ 20022.14-84 Защита древесины. Методы определения предпропиточной влажности
3 Определения
В настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 шпала: По ГОСТ 18288.
3.2 обрезная шпала: По ГОСТ 18288.
3.3 полуобрезная шпала: Шпала в виде трехкантного бруса.
3.4 необрезная шпала: По ГОСТ 18288.
3.5 непропитанная шпала: Шпала, не обработанная защитными средствами.
3.6 пропитанная шпала: Шпала, обработанная защитными средствами.
3.7 глубоконаколотая шпала: Шпала, подвергнутая специальной обработке путем глубокой наколки с целью увеличения глубины пропитки защитными средствами.
3.8 верхняя пласть шпалы: Пропиленная продольная поверхность шпалы, имеющая меньшую ширину.
3.9 нижняя пласть шпалы: Пропиленная продольная поверхность шпалы, имеющая большую ширину.
3.10 боковая сторона шпалы: Пропиленная продольная боковая поверхность шпалы.
3.11 обзольная часть шпалы: Непропиленные участки поверхности шпалы по верхней пласти и боковой стороне.
4 Основные типы и размеры
4.1 Форма поперечного сечения шпал приведена на рисунках 1-3.
4.2 По размерам поперечного сечения шпалы изготовляют трех типов в зависимости от назначения:
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 при скоростях движения поездов более 100 км/ч;
* Классификация железнодорожных путей приведена в соответствии с Положением о системе ведения путевого хозяйства на железных дорогах Российской Федерации, утвержденным Министерством путей сообщения 27 апреля 2001 г.
II – для главных путей 3-го и 4-го классов, подъездных путей с интенсивной работой, приемо-отправочных и сортировочных путей на станциях;
III – для любых путей 5-го класса, в том числе станционных, малодеятельных подъездных и прочих путей с маневрово-вывозным характером движения.
4.3 Размеры шпал в зависимости от типов должны соответствовать указанным в таблице 1.
Размеры в миллиметрах
Высота пропиленных боковых сторон
h1, не менее
Ширина верхней пласти
1 Допускаются шпалы шириной нижней пласти для I типа – 230 мм, II и III типов – 250 мм в количестве не более 10% в партии.
2 Ширина b2 необрезных шпал должна быть не более 280 мм.
4.4 Размеры шпал установлены для древесины влажностью не более 22%. При большей влажности размеры должны быть увеличены на припуск на усушку по ГОСТ 6782.1 – для шпал, изготовляемых из хвойных пород древесины, и по ГОСТ 6782.2 – из лиственных пород древесины.
5 Технические требования
5.1 Верхняя и нижняя пласти шпал должны быть взаимно параллельны. Непараллельность пластей и боковых сторон допускается по нормам предельных отклонений по толщине и ширине шпалы соответственно. Боковые стороны должны быть взаимно параллельны и перпендикулярны к верхней и нижней пластям.
5.2 Торцы шпал должны быть опилены перпендикулярно к продольной оси. Скос пропила торцов шпал по отношению к продольной оси не должен быть более 20 мм по толщине и ширине.
5.3 Обзольные участки шпал должны быть очищены от коры и луба.
5.4 Сучки и ребристая закомелистость на непропиленных поверхностях должны быть срезаны вровень с поверхностью шпалы, при этом срез может быть плоским.
5.5 Зарубы и запилы не допускаются на верхней пласти шпал в зонах укладки подрельсовых подкладок и на остальных поверхностях при минимальных размерах высоты пропиленных боковых сторон, в остальных случаях не должны быть более 20 мм глубиной и более 40 мм шириной.
5.6 Шпалы до укладки в путь должны быть пропитаны маслянистыми защитными средствами. Качество пропитки шпал, а также нормы поглощения защитных средств должны соответствовать требованиям ГОСТ 20022.0, ГОСТ 20022.5.
5.7 Шпалы перед пропиткой должны быть глубоконаколотыми. По согласованию с потребителем шпалы могут быть ненаколотыми.
5.8 После сушки перед пропиткой шпалы должны быть укреплены от растрескивания одним из способов в соответствии с требованиями технологических процессов пропитки шпал на шпалопропиточных заводах и инструкции по содержанию деревянных шпал, переводных и мостовых брусьев железных дорог колеи 1520 мм. По согласованию с потребителем шпалы могут быть без укрепителей.
5.9 Шпалы следует изготовлять из древесины сосны, ели, пихты, лиственницы и березы.
5.10 Влажность древесины шпал при изготовлении не нормируется.
5.11 Качество древесины шпал должно соответствовать требованиям, указанным в таблице 2.
Норма ограничения пороков древесины
Допускаются размером не более 60 мм в зонах укладки подкладок, на остальных поверхностях – не более 110 мм
Допускаются размером не более 10 мм в зонах укладки подкладок, на остальных поверхностях – не более 60 мм
Допускаются размером не более 25 мм в количестве 3 шт. на шпалу, кроме зон укладки подкладок
2 Двойная сердцевина
3 Ядровая, заболонная и наружная трухлявая гнили
4 Грибные ядровые пятна (полосы)
Допускаются размером не более 25% соответствующей площади торцов, пластей и боковых сторон
Допускается размером не более торца с выходом только на боковые стороны размером до толщины шпалы
6 Глубокая червоточина
Допускается в количестве до 6 шт. на 1 м длины шпалы
Допускается протяженностью по торцу не более толщины или ширины шпалы без выхода на верхнюю пласть
Допускается глубиной до 40 мм без выхода на верхнюю пласть. Не допускается при наличии метиковой трещины
Допускается на торцевых поверхностях не более толщины шпалы без выхода на остальные поверхности
от усушки боковая
Допускается длиной не более 700 мм каждая
от усушки сквозная
Допускается протяженностью по длине шпалы не более 100 мм
8 Наклон волокон
Допускается не более 10%
Не допускается в зонах укладки рельсовых подкладок, на остальных поверхностях допускается размером не более: 100 мм – по длине; 50 мм – по ширине; 20 мм – по глубине
Допускается по пропиленным пластям со стрелой прогиба не более 10 мм
Допускается не более половины нормы простой покоробленности
1 Пороки древесины по ГОСТ 2140, не указанные в таблице 2, допускаются.
2 Зоны укладки рельсовых подкладок длиной (400±5) мм располагают на расстоянии от 415 до 815 мм от каждого торца шпалы.
5.12 Непропитанные шпалы должны быть рассортированы по каждому типу отдельно и по породам:
– еловые и пихтовые;
Глубоконаколотые и укрепленные от растрескивания шпалы рассортировывают отдельно.
Пропитанные шпалы рассортировывают по типам.
5.13 Непропитанные шпалы должны быть маркированы в соответствии с таблицей 3.
5.14 Маркировка должна позволять идентифицировать предприятие-изготовитель.
Маркировка должна быть четкой и нанесена клеймением или стойкой краской на один из торцов шпалы.
Маркировка шпал после пропитки не возобновляется.
Маркировка, соответствующая типу, породе и виду обработки шпал
Шпалы деревянные железнодорожные
В качестве опоры для рельсов различного назначения применяют изделия, называемые шпалами. Для их изготовления применяют следующие материалы: бетон, дерево, металл, современные синтетические материалы. Наиболее дешёвыми в производстве считаются деревянные шпалы. Они первыми применялись для прокладки железнодорожных путей. Деревянные шпалы обладают рядом преимуществ, которые позволяют использовать их достаточно широко. Их используют для крепления рельс на главных и второстепенных путях. Для производства применяют различные сорта древесины. От этого зависит технология производства и конечная стоимость. В настоящее время им на смену пришли шпалы железнодорожные из других материалов. Однако деревянные изделия по-прежнему применяются в различных сферах.
Классификация по типам
В современной стандартизации деревянные шпалы классифицируются по следующим признакам:
- форме изготовления (обрезная, полуобрезная, необрезная);
- качеству;
- наличию пропитки (пропитанная или непропитанная);
- сфере применения
По первому признаку деревянные шпалы могут иметь дополнительный признак. К нему относятся так называемые глубоко наколотые брусы. На поверхности такая железнодорожная шпала имеет специальные насечки, которые способствуют более глубокому проникновению антисептической жидкости. По качеству деревянные шпалы выпускаются двух сортов. Изделия первого сорта применяются на наиболее важных участках дороги. Шпалы второй сорт устанавливают на второстепенных путях.
По третьему и четвёртому признаку деревянные шпалы делятся на типы. 1-ый тип используется для главных путей первого и второго класса. Их разрешается применять для путей третьего класса с грузонапряжённостью превышающей 50 млн. т×км брутто/км. Обычно это шпала пропитанная тип 1. 2 тип разрешён для установки на главные пути третьего и четвёртого класса, подъездных и сортировочных путей. Третий тип применяется для любых путей пятого класса.
Габаритные размеры и вес деревянных шпал ЖД
В принятом стандарте установлены геометрические размеры деревянной шпалы. Для всех типов установлена длина шпал равна 2750 мм. Разрешённый допуск составляет 20 мм. Вес деревянной шпалы будет зависеть от остальных размеров. Высота варьируется от 150 мм для первого типа до 105 мм для третьего. Ширина определяется по форме, конструкции.Эти параметры определяют назначение железнодорожной шпалы и условий её эксплуатации. Сколько весит ЖД вариант зависит от всех перечисленных параметров. После пропитки вес незначительно увеличивается. Вес одной шпалы зависит от её конструкции. Масса шпалы деревянной первого типа равна 85 кг. Она должна выдерживать самые большие нагрузки. Вес второго типа не превышает 80 кг. Размеры деревянных шпал в стандарте заданы с учётом состояния древесины. Влажность не должна превышать двадцать два процента. Поэтому размеры шпалы могут отличаться в одной партии, но в пределах допуска. Перед началом производства задают габариты будущих изделий. Особое внимание уделяется такому параметру толщина. Она должна быть постоянной по всей длине.
Размеры ЖД шпалы по ГОСТу
Геометрические характеристики (размеры шпал) и классификация приводится на основании требований установленных государственным стандартом. Например, ГОСТ 78-2004 шпалы деревянные для железных дорог широкой колеи, объединяет все характеристики, готовых изделий. Для специальных путей разработаны свои стандарты. ГОСТ 22830-77 шпалы деревянные для метрополитена уточняет отдельные параметры необходимые для их эксплуатации в этих специфических условиях. Каждый стандарт согласован с другими руководящими документами, согласованными с правилами эксплуатации различных путей. На деревянные шпалы ГОСТ накладывает определённые ограничения по области их применения. Особое внимание уделяется выбору покрытия, которое наносится на поверхность для улучшения их технических характеристик.
Деревянные пропитанные шпалы, тип 2 по ГОСТу 78-2004: инструкция по монтажу своими руками
ШПАЛЫ ДЕРЕВЯННЫЕ ДЛЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ ШИРОКОЙ КОЛЕИ
Wooden sleepers for full gauge railways. Specifications
Дата введения 2006-01-01
1 РАЗРАБОТАН Техническим комитетом по стандартизации МТК 82 “Лесоматериалы круглые”, Государственным унитарным предприятием “Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта” (ГУП ВНИИЖТ) МПС России и Открытым акционерным обществом “Иркутский научно-исследовательский институт лесной промышленности” (ОАО “Иркутск-НИИЛП”)
2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 25 от 26 мая 2004 г.)
За принятие стандарта проголосовали:
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97
Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Госстандарт Республики Беларусь
Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии
* Текст документа соответствует оригиналу. – Примечание изготовителя базы данных.
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 21 декабря 2004 г. N 124-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 78-2004 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2006 г.
6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Март 2007 г.
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на деревянные шпалы, используемые при строительстве, эксплуатации и ремонте пути железных дорог колеи 1520 мм.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны
ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности
ГОСТ 12.3.009-76 Система стандартов безопасности труда. Работы погрузочно-разгрузочные. Общие требования безопасности
ГОСТ 12.3.034-84 Система стандартов безопасности труда. Работы по защите древесины. Общие требования безопасности
ГОСТ 12.3.042-88 Система стандартов безопасности труда. Деревообрабатывающее производство. Общие требования безопасности
ГОСТ 12.4.011-89 Система стандартов безопасности труда. Средства защиты работающих. Общие требования и классификация
ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия
ГОСТ 2140-81 Видимые пороки древесины. Классификация, термины и определения, способы измерения
ГОСТ 6782.1-75 Пилопродукция из древесины хвойных пород. Величина усушки
ГОСТ 6782.2-75 Пилопродукция из древесины лиственных пород. Величина усушки
ГОСТ 7502-98 Рулетки измерительные металлические. Технические условия
ГОСТ 16369-96 (ИСО 4472-83) Пакеты транспортные лесоматериалов. Размеры
ГОСТ 16588-91 (ИСО 4470-81) Пилопродукция и деревянные детали. Методы определения влажности
ГОСТ 18288-87 Производство лесопильное. Термины и определения
ГОСТ 18321-73 Статистический контроль качества. Методы случайного отбора выборок штучной продукции
ГОСТ 20022.0-93 Защита древесины. Параметры защищенности
ГОСТ 20022.5-93 Защита древесины. Автоклавная пропитка маслянистыми защитными средствами
ГОСТ 20022.14-84 Защита древесины. Методы определения предпропиточной влажности
3 Определения
В настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями:
3.2 обрезная шпала: По ГОСТ 18288.
3.3 полуобрезная шпала: Шпала в виде трехкантного бруса.
3.4 необрезная шпала: По ГОСТ 18288.
3.5 непропитанная шпала: Шпала, не обработанная защитными средствами.
3.6 пропитанная шпала: Шпала, обработанная защитными средствами.
3.7 глубоконаколотая шпала: Шпала, подвергнутая специальной обработке путем глубокой наколки с целью увеличения глубины пропитки защитными средствами.
3.8 верхняя пласть шпалы: Пропиленная продольная поверхность шпалы, имеющая меньшую ширину.
3.9 нижняя пласть шпалы: Пропиленная продольная поверхность шпалы, имеющая большую ширину.
3.10 боковая сторона шпалы: Пропиленная продольная боковая поверхность шпалы.
3.11 обзольная часть шпалы: Непропиленные участки поверхности шпалы по верхней пласти и боковой стороне.
4 Основные типы и размеры
4.1 Форма поперечного сечения шпал приведена на рисунках 1-3.
4.2 По размерам поперечного сечения шпалы изготовляют трех типов в зависимости от назначения:
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 при скоростях движения поездов более 100 км/ч;
Классификация железнодорожных путей приведена в соответствии с Положением о системе ведения путевого хозяйства на железных дорогах Российской Федерации, утвержденным Министерством путей сообщения 27 апреля 2001 г.
II – для главных путей 3-го и 4-го классов, подъездных путей с интенсивной работой, приемо-отправочных и сортировочных путей на станциях;
III – для любых путей 5-го класса, в том числе станционных, малодеятельных подъездных и прочих путей с маневрово-вывозным характером движения.
4.3 Размеры шпал в зависимости от типов должны соответствовать указанным в таблице 1.
ГОСТ 78-2004 Шпалы деревянные для железных дорог широкой колеи. Технические условия.
ШПАЛЫ ДЕРЕВЯННЫЕ ДЛЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ ШИРОКОЙ КОЛЕИ
Wooden sleepers for full gauge railways. Specifications
Дата введения 2006-01-01
1 РАЗРАБОТАН Техническим комитетом по стандартизации МТК 82 “Лесоматериалы круглые”, Государственным унитарным предприятием “Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта” (ГУП ВНИИЖТ) МПС России и Открытым акционерным обществом “Иркутский научно-исследовательский институт лесной промышленности” (ОАО “Иркутск-НИИЛП”)
2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 25 от 26 мая 2004 г.)
За принятие стандарта проголосовали:
Краткое наименование страны
по МК (ИСО 3166) 004-97
по МК (ИСО 3166) 004-97
Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Госстандарт Республики Беларусь
Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 21 декабря 2004 г. N 124-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 78-2004 введен в действие непосредственно в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2006 г.
5 ВЗАМЕН ГОСТ 78-89
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на деревянные шпалы, используемые при строительстве, эксплуатации и ремонте пути железных дорог колеи 1520 мм.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны
ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности
ГОСТ 12.3.009-76 Система стандартов безопасности труда. Работы погрузочно-разгрузочные. Общие требования безопасности
ГОСТ 12.3.034-84 Система стандартов безопасности труда. Работы по защите древесины. Общие требования безопасности
ГОСТ 12.3.042-88 Система стандартов безопасности труда. Деревообрабатывающее производство. Общие требования безопасности
ГОСТ 12.4.011-89 Система стандартов безопасности труда. Средства защиты работающих. Общие требования и классификация
ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия
ГОСТ 2140-81 Видимые пороки древесины. Классификация, термины и определения, способы измерения
ГОСТ 6782.1-75 Пилопродукция из древесины хвойных пород. Величина усушки
ГОСТ 6782.2-75 Пилопродукция из древесины лиственных пород. Величина усушки
ГОСТ 7502-98 Рулетки измерительные металлические. Технические условия
ГОСТ 14192-96 Маркировка грузов
ГОСТ 16369-96 (ИСО 4472-83) Пакеты транспортные лесоматериалов. Размеры
ГОСТ 16588-91 (ИСО 4470-81) Пилопродукция и деревянные детали. Методы определения влажности
ГОСТ 18288-87 Производство лесопильное. Термины и определения
ГОСТ 18321-73 Статистический контроль качества. Методы случайного отбора выборок штучной продукции
ГОСТ 20022.0-93 Защита древесины. Параметры защищенности
ГОСТ 20022.5-93 Защита древесины. Автоклавная пропитка маслянистыми защитными средствами
ГОСТ 20022.14-84 Защита древесины. Методы определения предпропиточной влажности
В настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 шпала: По ГОСТ 18288.
3.2 обрезная шпала: По ГОСТ 18288.
3.3 полуобрезная шпала: Шпала в виде трехкантного бруса.
3.4 необрезная шпала: По ГОСТ 18288.
3.5 непропитанная шпала: Шпала, не обработанная защитными средствами.
3.6 пропитанная шпала: Шпала, обработанная защитными средствами.
3.7 глубоконаколотая шпала: Шпала, подвергнутая специальной обработке путем глубокой наколки с целью увеличения глубины пропитки защитными средствами.
3.8 верхняя пласть шпалы: Пропиленная продольная поверхность шпалы, имеющая меньшую ширину.
3.9 нижняя пласть шпалы: Пропиленная продольная поверхность шпалы, имеющая большую ширину.
3.10 боковая сторона шпалы: Пропиленная продольная боковая поверхность шпалы.
3.11 обзольная часть шпалы: Непропиленные участки поверхности шпалы по верхней пласти и боковой стороне.
4 Основные типы и размеры
4.1 Форма поперечного сечения шпал приведена на рисунках 1-3.
4.2 По размерам поперечного сечения шпалы изготовляют трех типов в зависимости от назначения:
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 при скоростях движения поездов более 100 км/ч;
________________
* Классификация железнодорожных путей приведена в соответствии с Положением о системе ведения путевого хозяйства на железных дорогах Российской Федерации, утвержденным Министерством путей сообщения 27 апреля 2001 г.
II – для главных путей 3-го и 4-го классов, подъездных путей с интенсивной работой, приемо-отправочных и сортировочных путей на станциях;
III – для любых путей 5-го класса, в том числе станционных, малодеятельных подъездных и прочих путей с маневрово-вывозным характером движения.
4.3 Размеры шпал в зависимости от типов должны соответствовать указанным в таблице 1.
Размеры в миллиметрах
Высота пропиленных боковых сторон
h1, не менее
Ширина верхней пласти
1 Допускаются шпалы шириной нижней пласти для I типа – 230 мм, II и III типов – 250 мм в количестве не более 10% в партии.
2 Ширина b2 необрезных шпал должна быть не более 280 мм.
4.4 Размеры шпал установлены для древесины влажностью не более 22%. При большей влажности размеры должны быть увеличены на припуск на усушку по ГОСТ 6782.1 – для шпал, изготовляемых из хвойных пород древесины, и по ГОСТ 6782.2 – из лиственных пород древесины.
5 Технические требования
5.1 Верхняя и нижняя пласти шпал должны быть взаимно параллельны. Непараллельность пластей и боковых сторон допускается по нормам предельных отклонений по толщине и ширине шпалы соответственно. Боковые стороны должны быть взаимно параллельны и перпендикулярны к верхней и нижней пластям.
5.2 Торцы шпал должны быть опилены перпендикулярно к продольной оси. Скос пропила торцов шпал по отношению к продольной оси не должен быть более 20 мм по толщине и ширине.
5.3 Обзольные участки шпал должны быть очищены от коры и луба.
5.4 Сучки и ребристая закомелистость на непропиленных поверхностях должны быть срезаны вровень с поверхностью шпалы, при этом срез может быть плоским.
5.5 Зарубы и запилы не допускаются на верхней пласти шпал в зонах укладки подрельсовых подкладок и на остальных поверхностях при минимальных размерах высоты пропиленных боковых сторон, в остальных случаях не должны быть более 20 мм глубиной и более 40 мм шириной.
5.6 Шпалы до укладки в путь должны быть пропитаны маслянистыми защитными средствами. Качество пропитки шпал, а также нормы поглощения защитных средств должны соответствовать требованиям ГОСТ 20022.0, ГОСТ 20022.5.
5.7 Шпалы перед пропиткой должны быть глубоконаколотыми. По согласованию с потребителем шпалы могут быть ненаколотыми.
5.8 После сушки перед пропиткой шпалы должны быть укреплены от растрескивания одним из способов в соответствии с требованиями технологических процессов пропитки шпал на шпалопропиточных заводах и инструкции по содержанию деревянных шпал, переводных и мостовых брусьев железных дорог колеи 1520 мм. По согласованию с потребителем шпалы могут быть без укрепителей.
5.9 Шпалы следует изготовлять из древесины сосны, ели, пихты, лиственницы и березы.
5.10 Влажность древесины шпал при изготовлении не нормируется.
5.11 Качество древесины шпал должно соответствовать требованиям, указанным в таблице 2.
Конструкция,технические требования, размеры и типы деревянных шпал.
Деревянные шпалы должны соответствовать Государственному стандарту Шпалы деревянные для железных дорог колеи 1520 мм.(ГОСТ 78-89).
Конструкция и размеры деревянных шпал представлены на рис. 2.1. и табл. 2.1.
По форме поперечного сечения деревянные шпалы подразделяются на три вида: обрезные – рис. 2.1, а, полуобрезные – рис. 2.1, б и необрезные – рис. 2.1, в.
Рис.2.1.Формы поперечных сечений деревянных шпал.
Таблица 2.1. Типы деревянных шпал.
| Тип шпалы | Толщина h, мм | Высота пропиленных боковых сторон h1, мм | Ширина, мм | Длина, мм | ||
| верхней пласти не менее | нижней пласти | |||||
| b | b’ | b1 | ||||
| I | 180±5 | 150 | 180 | 210 | 250±5 | 2750±20 |
| II | 160±5 | 130 | 150 | 195 | 230±5 | |
| III | 150±5 | 105 | 140 | 190 | 230±5 | |
Шпалы по их назначению подразделяются на три типа:
I – для главных путей 1-го и 2-го класса 1 , 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 класса, подъездных путей с интенсивной работой, приемоотправочных и сортировочных путей на станциях;
III – для любых путей 5-го класса, в том числе станционных, малодеятельных подъездных и прочих путей с маневрово-вывозным характером движения.
Размеры деревянных шпал установлены для древесины с влажностью не более 22 %. При большей влажности древесины шпалы должны иметь по толщине и ширине припуски на усушку для хвойных пород по ГОСТ 6782.1-75, а для лиственных пород-по ГОСТ 6782.2-75.
Составные деревянные шпалы
Составные деревянные шпалы должны соответствовать Техническим условиям “Шпалы деревянные составные” (ТУ 13-0273685-401-89).
Конструкция и размеры составных деревянных шпал представлены на рис. 2.2.
Рис.2.2.Составная деревянная шпала.
Составные деревянные шпалы по их назначению изготавливаются одного типа. Они предназначаются для укладки в малодеятельные станционные и подъездные пути, и в подъездные пути промышленных предприятий.
Размеры поперечных сечений составных деревянных шпал установлены для древесины с влажностью не более 22 %. При большей влажности древесины составные деревянные шпалы должны иметь по толщине и ширине припуски на усушку древесины для хвойных пород по ГОСТ 6782.1-75, а для лиственных пород – по ГОСТ 6782.2-75.
Отклонения от установленных размеров составных деревянных шпал допускаются, мм:
| по длине | ± 20 |
| по толщине | ± 5 |
| по ширине верхней пласти | -10, + до ширины нижней пласти |
| по высоте пропиленных боковых сторон | минимальный размер 140, максимальный – до толщины шпалы |
| по горизонтальному расстоянию между болтами, а также концом шпалы и болтом | ± 10 |
| по вертикальному отклонению болтов от оси шпалы | ± 5 |
Переводные брусья
Переводные брусья должны соответствовать Государственному стандарту “Брусья деревянные для стрелочных переводов железных дорог широкой колеи” (ГОСТ 8816-70).
Конструкция и размеры переводных брусьев представлены на рис. 2.3 и в табл. 2.2.
Рис.2.3.Формы поперечных сечений переводных брусьев
Таблица 2.2. Конструкция и размеры переводных брусьев
| Типы брусьев | Толщина брусьев h, мм | Ширина верхней пласти b*, мм | Ширина нижней пласти b1,мм | Ширина бруса по непропиленным сторонам b2, мм | Высота пропиленной боковой стороны h1, мм | ||
| Уширенная, мм | широкая, мм | нормальная, мм | |||||
| I | 180± 5 | 220-10 | 200-10 | – | 260-5; +20 | 300 | 150* |
| II | 160± 5 | 220-10 | – | 175-10 | 250-5; +20 | 280 | 130* |
| III | 1б0± 5 | – | 200-10 | 175-10 | 230-5; +20 | 260 | 130* |
| >* Плюсовые отклонении ширины верхней пласти – до ширины нижней пласти. В этом случаеh1 = h. | |||||||
По форме поперечного сечения переводные брусья подразделяются на два вида: обрезные (А) и необрезные (Б).
Переводные брусья по их назначению подразделяются на три типа:
I – для главных путей 1-го и 2-го класса, а также для путей 3-го класса при грузонапряженности более 50 млн. т. км брутто км в год при скоростях более 100 км/ч
II – для главных путей 2, 3 и 4-го класса, подъездных путей с интенсивной работой, приемоотправочных и сортировочных путей на станциях;
III – для любых путей 5-го класса, в том числе станционных, малодеятельных подъездных и прочих путей с маневрово-вывозным характером движения.
Размеры поперечных сечений переводных брусьев установлены для древесины с влажностью не более 22 %. При большей влажности древесины переводные брусья хвойных пород должны изготавливаться с припуском на усушку – по ГОСТ 6782.1-75, для переводных брусьев лиственных пород – по ГОСТ 6782.2-75.
Длина переводных брусьев должна быть от 3,0 до 5,5 м с градацией 0,25 м с предельными отклонениями ±20 мм.
Переводные брусья изготавливают комплектами в зависимости от назначения путей, типа рельсов и марки стрелочных переводов. Число переводных брусьев в комплекте установлено ГОСТ 8816-70.
Во всех путях 3-5-го классов могут применяться клееные переводные брусья по ГОСТ 9371-90 “Брусья переводные деревянные клееные для железных дорог широкой колеи”.
Стрелочные переводы на переводных брусьях, составленных из деревянных шпал, могут укладываться в станционные, подъездные, сортировочные пути и приемоотправочные пути грузового движения.
Конструкция соединения деревянных шпал в таких брусьях приведена на рис. 2.4.
а – общий вид; 6 – накладка; в – болт
Технические требования к непропитанным деревянным шпалам, переводным и мостовым брусьям.
Деревянные шпалы изготавливаются из древесины сосны, кедра, ели, пихты, лиственницы и березы.
Нормы ограничения пороков древесины при изготовлении шпал установлены ГОСТ 78-89 и ГОСТ 2140-81.
Переводные брусья изготавливаются из древесины сосны, ели, пихты, лиственницы и березы (ГОСТ 8816-70).
Нормы ограничения пороков древесины при изготовлении переводных брусьев приведены в ГОСТ 8816-70.
Мостовые брусья изготавливаются из древесины сосны и лиственницы. Изготовление брусьев из древесины ели и других хвойных пород допускается по согласованию с заказчиком.
Нормы пороков древесины допускаемых при изготовлении мостовых брусьев приведены в ГОСТ 28450-90.
Глубокая наколка деревянных шпал производится в соответствии с ТУ 13-06-23-1-87. Допускаются по согласованию с заказчиком ненаколотые шпалы.
Изготовляемые непропитанные деревянные шпалы, переводные и мостовые брусья маркируются на одном из торцов клеймением или стойкой краской:
для деревянных шпал – в соответствии с табл. 2.4;
для составных деревянных шпал – в соответствии с табл. 2.5;
Непропитанные деревянные шпалы, переводные и мостовые брусья должны рассортировываться по породам: сосновые и кедровые – вместе; еловые и пихтовые – вместе; лиственничные и березовые – отдельно.
Технические требования к пропитанным деревянным шпалам, переводным и мостовым брусьям.
Деревянные шпалы, переводные и мостовые брусья до укладки в путь должны быть пропитаны на заводах маслянистыми защитными средствами по ГОСТ 20022.5-93 или другими антисептиками, установленными МПС России. Укладка непропитанных деревянных шпал, переводных и мостовых брусьев в путь не допускается.
Отверстия под костыли и шурупы, просверленные в уже пропитанных деревянных шпалах, переводных и мостовых брусьях, должны быть смазаны маслянистыми защитными антисептическими средствами по ГОСТ 20022.5-93.
Качество пропитки деревянных шпал, переводных и мостовых брусьев маслянистыми защитными антисептическими средствами регламентировано ГОСТ 20022.5-93 “Защита древесины. Автоклавная пропитка маслянистыми защитными средствами” и “Технологическими процессами пропитки древесины на шпалопропиточных заводах”.
Механическая обработка деревянных шпал, переводных и мостовых брусьев должна проводиться до пропитки. Допускается механическая обработка деревянных шпал, переводных и мостовых брусьев после пропитки с последующим трехкратным нанесением маслянистого защитного антисептического средства на обнажившиеся непропитанные поверхности древесины.
Глубина пропитки деревянных шпал, переводных и мостовых брусьев должна соответствовать требованиям ГОСТ 20022.0-93 и “Технологическим процессам пропитки древесины на шпалопропиточных заводах”.
Глубина пропитки сосновых и кедровых лесоматериалов по заболони не должна быть менее 85 % ее ширины, а по обнаженной ядровой древесине – не менее 5 мм . Заболонь шириной до 20 мм должна быть пропитана полностью.
Глубина пропитки еловых, пихтовых и лиственничных лесоматериалов по заболони не должна быть менее 5 мм , а по обнаженной ядровой древесине – не менее 2 мм .
Глубина пропитки наколотых сосновых, еловых и пихтовых шпаг в зоне расположения сеток наколов должна быть не менее 60 мм наколотых шпал лиственных пород деревьев – не менее 50 мм .
Глубину пропитки определяют отбором проб пустотелым буром внутренним диаметром 5 мм . Места взятия проб не должны иметь трещин, сучков и отверстий.
От каждого отобранного изделия отбирают пробы на расстоянии:
0,8 м от торца – для ненаколотых деревянных шпал, переводных и мостовых брусьев;
0,9 м от торца и 60 мм от нижней пласти – для наколотых шпал.
Железнодорожные шпалы: каких размеров и типов они бывают?
Назначение шпал и требования к ним
Шпалы (рельсовые опоры) служат для:
- восприятия давления от рельсов и передачи его балластному слою;
- упругой переработки динамических воздействий на путь;
- обеспечения постоянства ширины колеи и совместно с балластом устойчивости рельсошпальной решетки в горизонтальной и вертикальной плоскостях.
В соответствии с этим шпалы должны обладать достаточной прочностью, упругостью, хорошо сопротивляться механическому износу и перемещениям, быть простыми по форме, иметь наибольший срок службы и наименьшую стоимость при изготовлении и содержании.
Число шпал на 1 км (эпюра) зависит от величины нагрузок на рельсы, грузонапряженности, скоростей движения поездов, типа рельсов, типа балластного слоя, плана и профиля пути. В РФ приняты 3 эпюры: 1600 шт/км (на второстепенных путях), 1840 и 2000 (в зависимости от плана линии и скорости движения).
Схема расположения шпал на рельсовом звене называется эпюрой укладки шпал.
Шпалы (в зависимости от материала) бывают деревянные, железобетонные и металлические.
Зачем нужны шпалы
Шпалы, также называемые рельсовыми опорами, являются функциональной частью системы ж/д дорог. Если вас заинтересовала данная тема, то подробнее узнать о железобетонных шпалах https://promputsnab.ru/poleznoe/271-vidy-i-razmery-zhelezobetonnoj-shpaly-ves-dlina-i-shirina-zhb-opory-na-zheleznoj-doroge.html. Их присутствие в числе конструктивных элементов обусловлено следующими факторами:
- Опоры воспринимают давление от рельсов, и передают его в область нахождения балластного слоя.
- Благодаря особенностям конструкции железнодорожного пути, шпалы перерабатывают множество динамичных воздействий, перераспределяя области приложения нагрузок.
- С помощью опор обеспечивается постоянная величина ширины прокладываемой колеи.
- Подпорки, совокупно с балластным слоем, обеспечивают устойчивость дорожной решетки, как по горизонтали, так и по вертикали.
Все материалы, с задействованием которых производятся элементы, использующиеся для формирования железных дорог, должны обладать большим количеством достоинств. Высокие эксплуатационные характеристики касаются износостойкости и долговечности. Основным моментом при промышленном создании таких конструктивных элементов является стоимость производства. Опоры должны быть недорогими и экономичными, при этом, оставаясь прочным материалом с большим сроком службы.
Деревянные шпалы
Деревянные шпалы преобладают на железных дорогах мира, так как они с технической точки зрения в наибольшей степени отвечают требованиям, предъявляемым к подрельсовому основанию.
Главные достоинства деревянных шпал – хорошая упругость, простота изготовления и эксплуатации (транспортировки, подбивки, смены), большое электрическое сопротивление.
Недостатки деревянных шпал – малый срок службы при высокой грузонапряженности, большая потребность в деловой древесине, необходимой для разнообразнейших нужд народного хозяйства.
С 1 января 1966 г. на дорогах России укладывают деревянные шпалы (рис. 1) двух видов:
- обрезные (А), у которых пропилены все четыре стороны;
- необрезные (Б), у которых пропилены две противоположные стороны – постели.
Деревянные шпалы делятся на три типа:
- I – для главных путей;
- II – для станционных и подъездных (железнодорожных путей необщего пользования);
- III – для малодеятельных путей необщего пользования промышленных предприятий.
Рис. 1 – Типы деревянных шпал (поперечные сечения)
Шпалы изготовляют из сосны, ели, пихты, кедра, бука и березы. Длина шпал 2,75 м. Для особо грузонапряженных участков поставляют шпалы длиной 2,8 м, а для участков с совмещенными путями различной ширины колеи – 3,0 м.
Деревянные шпалы заменяют из-за гниения и механического износа. Эти процессы протекают одновременно и влияют друг на друга. В РФ принята система выборочной смены шпал, кроме капитального ремонта, при котором шпалы заменяют сплошь. Профессор М. А. Чернышев предложил определять средний фактический срок службы деревянных шпал из выражения
где А – общее количество шпал, лежащих в пути;
m1, m2 – количество негодных шпал в пути по данным натурного осмотра соответственно к началу и к концу периода (года, пятилетки);
n – количество шпал, уложенных в путь за период tн;
tн – длительность наблюдения.
Величины A, m1, m2 и n берут из технического паспорта пути и технических отчетов.
Рис. 2 – Изменение срока службы деревянных шпал в зависимости от прошедшего тоннажа: 1 – костыльное скрепление; 2 – раздельное жесткое; 3 – раздельное с пружинной клеммой
По данным МИИТа и ВНИИЖТа, срок службы деревянных шпал при различных скреплениях зависит от прошедшего тоннажа (рис. 2). Продление срока службы шпал имеет большое народнохозяйственное значение. Чтобы увеличить их долговечность, необходим целый комплекс мероприятий и следует выполнять множество требований:
- заготовлять здоровую древесину, как правило, зимой;
- до пропитки хранить и просушивать шпалы без доступа прямых лучей солнца; костыльные и шурупные отверстия сверлить перед пропиткой;
- стягивать шпалы винтами для предупреждения их растрескивания;
- перед пропиткой накалывать постели и боковые грани шпал для увеличения глубины пропитки и предупреждения растрескивания;
- высококачественно пропитывать шпалы на заводах маслянистыми антисептиками (каменноугольным креозотовым или антраценовым маслом);
- правильно (по инструкции) хранить шпалы после пропитки на заводах и на дорогах до укладки в путь;
- бережно грузить, перевозить и выгружать шпалы, правильно укладывать их в путь и подбивать;
- широко применять специальные нашпальные прокладки, чтобы предохранить поверхность от механического износа;
- использовать высококачественный балласт;
- предупреждать угон пути;
- укладывать на 1 км пути столько шпал, сколько требуется при данных грузонапряженности, нагрузке от подвижного состава и скорости движения поездов;
- высококачественно осуществлять текущее содержание пути в целом и шпал в частности.
Среди всех мероприятий по продлению срока службы деревянных шпал особое место занимает пропитка их антисептиками, которые убивают разрушающие древесину грибки и не допускают их развития. Лучший антисептик – каменноугольное креозотовое масло. Это – чистый отгон каменноугольной смолы без посторонних примесей. Его получают на коксохимических заводах перегонкой смолы при температуре 200–400 °С. Этот антисептик не выщелачивается, не влияет вредно на металл и не повышает электропроводность шпал. Обычно его применяют в смеси с мазутом (40–50% каменноугольного креозотового масла и 60– 50% мазута).
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). В Саудовской Аравии, где стальные шпалы также имеют широкое применение, основной причиной их использования стало постоянное воровство деревянных шпал бедуинами для костров.
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].
В России стальные шпалы на железнодорожной сети общего пользования применены только на некоторых участках Калининградской железной дороги.
Железобетонные шпалы
После второй мировой войны во многих странах стали усиленно внедрять железобетонные шпалы, особенно в СССР, ГДР, ФРГ, Франции, Англии, Венгрии, ЧССР и Бельгии.
Железобетонные шпалы имеют следующие преимущества: они сберегают древесину; не гниют; выдерживают большие сжимающие напряжения, чем деревянные; обладают большей сопротивляемостью перемещениям; имеют больший срок службы. Вместе с тем к недостаткам следует отнести большую жесткость по сравнению с деревянными, что требует применения упругих прокладок. Железобетонные шпалы обладают большей электропроводностью и нуждаются в использовании изолирующих элементов; повышенная хрупкость требует соблюдать осторожность при перевозках и подбивке, а большая масса создает неудобства в работе с ними.
В РФ отдается предпочтение предварительно напряженным струнобетонным брусковым (фигурным) шпалам. Массовая укладка типовых железобетонных шпал у нас началась в 1959 г. По укладке железобетонных шпал Россия занимает первое место в мире.
Конструкция современной железобетонной шпалы изображена на (рис. 3). Шпалы армированы проволокой периодического профиля диаметром 3 мм (44 шт.); сила натяжения одной проволоки 8,1 кН. Для изготовления шпал применяют бетон марки не ниже 500. Масса шпалы около 265 кг.
Рис. 3 – Железобетонные шпалы: а – типа ШС-1; б – типа ШС-ly; в, г – расположение арматуры
Железобетонные шпалы типов ШС-1 и ШС-lу (сотрите рис. 3) используют при скреплении КБ, а шпалы ШС-2 и ШС-2у – при бесподкладочных скреплениях БП и ЖБР. У шпал ШС-2 и ШС-2у форма и все размеры, кроме расстояний между отверстиями для закладных болтов, такие же, как и у ШС-1 и ШС-ly. Конструкция шпалы позволяет использовать ее при рельсах Р50, Р65 и Р75. Глубина подрельсовых выемок у этих шпал 25 мм.
Кроме струнобетонных, в некоторых странах применяют брусковые железобетонные шпалы со стержневой арматурой диаметром до 22 мм. Чаще всего арматура состоит из двух стержней, их напряженное состояние поддерживается гайками, навинченными на концы стержней. Недостатки такой конструкции – больший, чем на струнобетонные шпалы, расход металла; сосредоточенное расположение арматуры и связанное с этим более сильное раскрытие трещин, чем при рассредоточенной арматуре.
Железобетонные шпалы делают путь более стабильным, что сокращает расходы на его текущее содержание. По данным В. Я. Шульги, оно более чем на 25 % дешевле по сравнению с содержанием пути с деревянными шпалами при средней длине плетей 600 м.
Долговечность железобетонных шпал для сети дорог пока еще не определена. Опыт эксплуатации на Октябрьской дороге (с 1954 г.) и анализ их выхода, проведенный ЛИИЖТом, показали, что при здоровом земляном полотне и балластном слое, соответствующих техническим условиям, срок службы зависит от конструкции шпалы, типа рельсов и скреплений, грузонапряженности, скорости движения и нагрузок от колесных пар на рельсы. На основании этого установлен критический тоннаж (смотрите таблицу ниже), после пропуска которого струнобетонные шпалы оказываются пораженными дефектами, а объем ежегодной одиночной смены достигает 30–40 шт/км.
| Тип скрепления и рельса | Средняя нагрузка колесной пары, кН (тс) | Критический тоннаж, млн. т брутто |
| КБ; Р65 | 151,9 (15,4) | 1400 |
| КБ; Р65 | 113,5 (12,6) | 1650 |
| ЖБ; Р65 | 151,9 (15,4) | 750 |
| ЖБ; Р65 | 113,5 (12,6) | 840 |
| К2; Р65 | 151,9 (15,4) | 1200 |
| К2; Р65 | 113,5 (12,6) | 1250 |
| К2; Р50 | 149,9 (15,3) | 850 |
В процессе эксплуатации пути с железобетонными шпалами сильно изнашиваются рельсовые скрепления. Это побуждает заменять рельсошпальную решетку, укладывая старогодную на менее деятельные линии, а затем – на станционные и пути необщего пользования. Такая система многократной перекладки путевой решетки с железобетонными шпалами позволит обеспечить срок их службы значительно больше 50 лет.
Техническая политика предполагает дальнейшее увеличение полигона путей с железобетонными шпалами. В ближайшей перспективе намечено увеличить его до 64– 65 тыс. км.
Стандартный размер шпалы деревянной железнодорожной
Стандартные геометрические размеры пропитанной деревянной железнодорожной шпалы регламентируются ГОСТ 78-2004. Конкретные значения размеров можно взять из этой таблицы ниже.
Антисептируются изделия, как правило, каменноугольным маслом (креозотом), предназначенным для пропитки древесины, согласно ГОСТ 2770-74.
Автоклавная пропитка осуществляется по нормативам ГОСТ 20022.5-93 маслянистыми средствами защиты.
Требования по стандарту
Железобетонные шпалы изготавливаются согласно нормативным документам с строгими соблюденными формами и размерами.
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
ПРИЕМКА
2.1. Приемку шпал осуществляют партиями в соответствии с требованиями ГОСТ 13015.1 и настоящего стандарта.
2.2. Шпалы принимают:
по результатам периодических испытаний — по показателям морозостойкости бетона и точности геометрических параметров шпал, за исключением размера а шпал типа Ш1 — 2;
по результатам приемо-сдаточных испытаний — по показателям трещиностойкости шпал, прочности бетона (классу бетона по прочности на сжатие, передаточной и отпускной прочности), состояния каналов для болтов, точности размера а шпал типа Ш1 — 2, качества бетонных поверхностей шпал.
2.3. Периодические испытания шпал по показателям морозостойкости бетона проводят раз в год, по точности геометрических параметров — раз в месяц.
2.4. По точности геометрических параметров шпалы принимают по результатам выборочного контроля. При объеме партии шпал св. 3200 шт. план выборочного контроля следует принимать по ГОСТ 23616.
2.5. Для испытания на трещиностойкость от каждой партии отбирают контрольные шпалы в количестве 0,3 %, но не менее 3 шт. Партию принимают по трещиностойкости, если отобранные для испытаний шпалы выдержали контрольные нагрузки. Шпалу считают выдержавшей испытание на трещиностойкость, если при контрольных нагрузках не обнаружены видимые трещины в подрельсовых и среднем сечениях. За видимую принимают поперечную трещину в бетоне длиной более 30 мм от кромки шпалы и раскрытием у основания более 0,05 мм.
При неудовлетворительном результате испытания на трещиностойкость допускается разделять партию на более мелкие и предъявлять их к повторным испытаниям на трещиностойкость. При неудовлетворительном результате повторного испытания допускается проводить сплошное испытание всех шпал партии.
2.6. Приемку шпал по состоянию каналов для болтов и качеству бетонных поверхностей проводят по результатам сплошного контроля.
ПОКАЗАТЕЛИ МАТЕРИАЛОЕМКОСТИ ШПАЛ
Показатели материалоемкости шпал, изготовленных по типовой поточно-агрегатной технологии в десятигнездных формах (без учета технологических и производственных потерь за пределами формы):
объем бетона на одну шпалу………………………………… 0,108 м3
расход стали на 1 м3 бетона:
напрягаемой проволоки диаметром 3 мм……………… 67,2 кг
