Шпалы деревянные железнодорожные: вес, размер и варианты применения

Шпалы применяются при прокладывании железнодорожных путей как опора для рельсов. На земляную площадку насыпают и разравнивают щебень или гравий – так называемый «балластный слой» (балласт), на который укладываются шпалы.

Балласт позволяет равномерно распределять получаемую от шпал нагрузку, и не дает им смещаться вбок или продольно при прохождении поезда. Толщина такого слоя не менее 0,3 метра. В последнее время щебень используют реже, заменяя его бетоном.

В свою очередь, шпалы принимают на себя нагрузку от рельсов, сохраняют их устойчивость, не позволяя смещаться под давлением движущегося или тормозящего состава. Шпалы сохраняют постоянной ширину колеи. Рельсы крепятся к шпалам особыми винтами или «костылями». Шпалы и рельсы выполняют роль своеобразного амортизатора, не позволяя проседать грунту под тяжестью многотонного поезда.

Шпалы бывают деревянные, железобетонные, композитные. Несколько лет назад до 90% шпал на путях были деревянными. На сегодня лишь чуть более половины всех уложенных шпал изготовлены из дерева. При строительстве новых железных дорог и ремонте старых, деревянные шпалы заменяют на железобетонные.

Содержание

Плюсы и минусы деревянных шпал

Несмотря на то, что количество используемых композитных и железобетонных шпал постоянно увеличивается, деревянные долго не покинут рынок из-за своих неоспоримых достоинств.

Преимущества шпал из дерева:

высокая упругость;
легкость и простота изготовления и обработки (производство деревянных шпал дешевле производства железобетонных);
позволяют регулировать уширение колеи в кривых с малым радиусом;
простой способ крепления к ним рельсов;
прочное сцепление с балластным слоем;
стойкость к механическим ударам и силовым нагрузкам;
стойкость к перепадам температуры;
небольшая масса (в три раза легче, чем из железобетона);
железнодорожный путь со шпалами из дерева имеет меньшую жесткость, чем с железобетонными;
низкая электропроводность (соответственно, лучше электроизоляция рельсов).

Для производства шпал лучше всего подходит древесина сосны, используют также ель, пихту, кедр, лиственницу и березу.

Сначала делают распиловку леса и получают правильный по формам брус. Затем из него, по утвержденным ГОСТом размерам, изготавливают шпалы. После механической обработки производитель делает антисептическую обработку, и ставит свое клеймо на один из торцов шпалы.

Шпалы пропитываются каменноугольными маслами, креозотом, антисептиками.

Во время эксплуатации шпалы подвергаются разрушающему воздействию атмосферных осадков, динамических нагрузок, перепадов температуры. В результате появляются дефекты, такие как:

Продольное растрескивание и раскалывание на торцевых концах. При этом вскрываются необработанные защитными веществами внутренние части. В результате шпала быстро приходит в негодность;
Деформация и гниение под креплениями подкладок.

Помимо возникающих дефектов, шпалы из дерева имеют ряд недостатков:

небольшой срок службы – 15 лет (железобетонные служат от 30 до 50 лет);
высокая цена строевой древесины, из которой изготавливают шпалы;
низкая износоустойчивость древесины;
проблема утилизации.

Применение

Деревянные шпалы могут использоваться в любых зонах укладки: звеньевые пути с расширением колеи, узкоколейные пути, кривые с малым радиусом (до 300 метров), на болотистых почвах, в зонах мерзлоты, на нестабильных почвах, на путях с высоким грузопотоком.

Применение деревянных шпал эффективнее железобетонных на интенсивных по грузоперевозкам бесстыковых путях.

Параметры деревянных шпал

Стандарт ГОСТ 78-2004, действующий с 2006 года, применяется в странах таможенного союза, четко регламентирует параметры и класс деревянных шпал. Всего существует 3 класса, первый – высший. В зависимости от класса устанавливаются размеры.

Так, у 1 класса установлена толщина 1,8 м, высота сторон (пропиленных) 1,5 м, ширина стороны сверху 1,8 м и 2,1 м, снизу – 2,5 м. У шпалы 3 класса: толщина 1,5 м, высота сторон (пропиленных) 1,05 м, ширина верхней стороны 1,4 м и 1,9 м, нижней – 2,5 м. Длина у трех классов общая 275 см. Для этих параметров обязательна влажность древесины до 22%. Если показатель влажности выше нормы, обязательны припуски для усушки (ГОСТ 6782.1-75 и ГОСТ 6782.2-75).

Обязательным условием является антисептическая пропитка шпалы до укладки и маркировка на торце.

Размер, длина

Стандарт длины 275 см (+/- 2 см). Для путей с большим грузопотоком длина может быть увеличена до 280 см. Для путей с разной шириной колеи длина может быть 3 м.

Вес

Масса шпала из хвойной древесины составляет от 80 до 85 кг.

Типы деревянных шпал

Шпалы делят на три вида в зависимости от путей, куда они будут уложены:

Для основных (главных путей) (1 и 2 классы) и путей с большим грузопотоком.
Для основных путей (3 и 4 классы) и сортировочных путей с высокой интенсивностью движения.
Для путей 5 класса, маневровых, с низкой интенсивностью движения.

По поперечному сечению (его форме) шпалы делятся на:

Обрезные – пропиливаются 4 стороны – укладывают в главные пути.
Полуобрезные – пропиливаются 3 стороны, две оставшиеся могут пропиливаться не полностью – применяются в путях на станциях и путях необщего пользования.
Необрезные – пропиливаются 2 противоположные стороны – для путей необщего пользования с малым грузопотоком.

Допустимо использование уже бывших в эксплуатации шпал, снятых во время ремонтных или строительных работ. Такие шпалы делят на категории:

1 категория – шпалы с износом до 5 мм, не имеющие раскола насквозь, без гнили и с размерами крепежных отверстий до 24 мм. Разрешено использовать на путях 1, 2 и 3 классов, а также сортировочных.
2 категория – допускается износ от 30 до 50 мм, трещины, сквозной торцевой раскол, крепежные отверстия до 4 см. Кроме того, допускается уменьшение длины до 250 см после удаления загнившей части торцевых концов. Можно использовать на путях 3 и 4 классов.
3 категория – к ней относятся шпалы, не вошедшие по характеристикам в первые две категории, а также составные шпалы, имеющие одинаковый тип материала. Могут использоваться только на путях 5 класса.

Технические требования к деревянным шпалам

Шпалы должны полностью соответствовать требованиям ГОСТа. Следует добавить, что необрезанные стороны шпал должны быть полностью зачищены от коры. Сучки срезаются вровень с поверхностью.

Производитель должен обработать шпалы маслянистыми защитными средствами. Для хранения шпалы должны быть уложены в штабеля в сухих складах.

За качеством эксплуатируемых шпал нужно регулярно следить. Для этого предусматриваются обходы путей. При обнаружении каких-либо появившихся дефектов, их немедленно устраняют.