ГОСТ 10629-88. Шпалы железобетонные предварительно напряженные для железных дорог колеи 1520 мм. Технические условия.

• 1 Определение
• 2 Где применяются?
• 3 Преимущества и недостатки
• 4 Типы
• 5 Технология производства
• 6 Монтаж, ремонт и утилизация шпал
• 7 Заключение

За время существования железных дорог подпорки под шпалы изготавливались из различных материалов. Были каменные, но камень сложно поддается обработке, быстро трескается и приходит в негодность. Долговечны деревянные шпалы, просмоленные для защиты от негативных воздействий погодных условий. Но через время и они требовали либо замены, либо ремонта железнодорожных путей. На сегодняшний день железобетонные конструкции с полным основанием считают материалом будущего для изготовления опоры под шпалы и фундамента под здания и постройки. Применяют фундамент из железобетонных шпал для построек всевозможной сложности и этажности на любых видах почвы. Однако стоит учитывать, что весит данное изделие немало.

Определение

Железобетонные шпалы имеют вид рельсовой опоры, для изготовления которых потребуются брусья с меняющимися размерами и формами сечения. Бетонные рельсовые опоры армируются стальной проволокой, диаметр которой зависит от модификации. При работе с железобетонными шпалами предъявляют следующие требования к их технологии производства:

• приготовление бетонного раствора требует однородной консистенции;
• для нужной передачи силы напряжения материал должен обладать соответствующей прочностью;
• изготавливая изделия, придерживаются точных размеров, форм, которые важны для железобетонных шпал в местах соединения с рельсами.

Вернуться к оглавлению

Возведение фундамента

Фундамент из железобетонных материалов берет на себя нагрузку от давящего на него строения и распределяет ее равномерно по всей поверхности почвы. Для создания опорного изделия необходимы следующие материалы:

• Шпалы.
• Щебень и песок.
• Бетон.
• Скобы из металла, штифты.
• Спецтехника.
• Мастика, рубероид.
• Лопаты, рулетка, уровень.
• Штыри.

Самый популярный вид фундамента — ленточный. Он предполагает проведение земляных работ: расчистку местности, куда входит снятие дернового слоя и разметка будущего строения. После подготовки площадки приступают к откапыванию траншей. Их глубина должна составлять 80−100 сантиметров. А для более крепкого основания копают достаточную для трех шпал ширину.

Далее идет заливка бетона. Перед началом процедуры из досок делают специальную опалубку, которая выступает в роли формы. Внутрь этой опалубки устанавливают арматурные прутья и закрепляют их проволокой. После того как арматурный слой готов, его заливают бетоном. Затем всю конструкцию оставляют в покое на две недели.

По прошествии этого срока сверху на бетон укладывают слой рубероида. На него кладут железобетонные шпалы. Следом по всему объему идет арматурный слой, а затем все опять заливают бетоном.

Где применяются?

В наше время все хотят сэкономить – б/у шпалы дают такую возможность при строительстве собственного дома.
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.

Вернуться к оглавлению

Преимущества и недостатки

В шпалах из железобетона присутствуют следующие преимущества:

• длительный срок службы;
• достаточная устойчивость к отрицательным воздействиям факторов окружающей среды;
• отсутствие возможности гниения в процессе эксплуатации;
• стойкость к различным механическим нагрузкам;
• невысокая ценовая категория;
• монтаж и укладка не требуют больших физических затрат;
• не требуют больших затрат на обслуживание в процессе эксплуатации;
• за счет того, что ширина и длина изделия идеально ровные, обеспечивается удобство при перевозке и выгрузке.

Шпале из железобетона присущи следующие недостатки:

• Потребность в периодическом осмотре железнодорожных путей по причине усталостного разрушения сооружения, сделанного из бетона.
• Весит шпала 0,27 тонны, а это значит, что собственноручная установка изделий невозможна. Таким образом, за счет тяжелого веса возникает потребность в специализированной технике. Конструкции из бетона, в отличие от изделий из дерева, вес которых меньше, монтируют специальными механизмами – шпалоукладчиками.
• Необходимость в использовании упругих прокладок, которые позволяют снизить жесткость изделия.
• Шпалам из железобетона присуща большая электропроводность, которая требует применение изоляции.

Вернуться к оглавлению

Применение железобетонных шпал, технические характеристики, изготовление

› Изделия из Бетона › Перемычки

11.04.2019

Обратив внимание на историю железных дорог, можно заметить, что существовало несколько видов подпорок, укладываемых под рельсы: плиты из камня, опоры из дерева. Позже железобетонные шпалы стали надежным решением.

Шпалы из железобетона

Опоры из камня отличались сложностью обработки, на них быстро возникали трещины. Деревянные шпалы предварительно смолили, чтобы защитить от негативных атмосферных воздействий. Однако через небольшой промежуток времени им требовалась замена.

Шпала железобетонная — балка, имеющая переменное сечение. Они снабжены площадками для установки рельсов, имеют отверстия для соединения болтов рельсошпального скрепления. При изготовлении изделий используется предварительное натяжение арматуры.

В случае использования преднапряженного материала появляется возможность применения изделий меньшего размера, что приводит к экономии на бетоне и арматуре, транспортных расходах, упрощении монтажа.

Заводы по производству изделий из железобетона расположены как Москве, так и в других городах России. Опоры из ж/б востребованы повсюду, спрос на них постоянно растет.

Где применяются

Жб шпалы часто применяют в процессе устройства бесстыковых ж/д путей. В этих случаях между стыками рельсов расстояние больше стандартного (25 м), что обеспечивает более высокую скорость движения железнодорожного транспорта и уменьшает эксплуатационные расходы.

Типы

Шпалу из железобетона разделяют на следующие типы, которые зависят от стойкости к возможным трещинам, качества и точной ширины, длины и других размеров изделия:

• Опора первого сорта.
• Опора второго сорта. Отличается низкой степенью стойкости к трещинам, геометрические размеры не нуждаются в высоких требованиях.

По типу рельсового крепления бывают следующих видов:

• Ш-1,с раздельным типом клемно-болтовым соединением, которое фиксируется к опоре с использованием прокладки и болта.
• Ш-2 нераздельного вида крепления.
• Ш-3 имеют схожесть с опорами Ш-2, но различаются по способу крепления.

Шпалы из железобетона различны по классу, по наличию электроизоляции и типу применяемой арматуры. Железобетонные шпалы имеют отличия по параметрам электроизоляции:

• изолированные;
• неизолированные, без изолирующих вкладышей.

Вернуться к оглавлению

Технология производства

Вне зависимости от сферы использования, железобетонные опоры изготавливают одинаковой прочности и эксплуатационных свойств. Технология изготовления опор бывает четырех типов:

• Карусельный тип с последующим извлечением формы. Заключается в приготовлении смеси и заливке ее в формы, где происходит ее дальнейшее уплотнение. Извлекают опоры из емкости после полного застывания раствора и достижения его максимальной прочности. Для изготовления используют кассетные конструкции, в которые вмещаются шесть опор. Для достижения требуемого сцепления и обеспечения предварительного напряжения, применяют арматуру, с помощью которой напряжение передается на поверхность бетона. По окончании изготовления изделия, форму извлекают и пускают для следующего производства.
• Линейный. Этот тип изготовления опоры из железобетона подразумевает линейную технологию, для которой необходим конвейер, на котором в определенной последовательности располагаются формы. Длина установленных форм достигает ста метров. С боку емкости прикрывают специально предназначенными устройствами, которые также способны передавать напряжение на арматуру. В процессе схватывания раствора напряжение передается на поверхность бетона.
• Демонтаж форм с дальнейшим напряжением. Для этого типа изготовления опор из железобетона требуется выставление шаблонов, с помощью которых определяется месторасположение стальной арматуры. Емкости заполняют раствором из бетона и уплотняют. В процессе схватывания раствора в него погружают штыри. Спустя некоторое время форму и шаблон извлекают.
• Демонтаж форм с предварительным напряжением представляет собой такую же технологию, как и при демонтаже форм с дальнейшим напряжением, только вместо штырей используют рамы, обеспечивающие напрягающее усилие в изделии.

Вернуться к оглавлению

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ

3.1. Прочность бетона на сжатие определяют по ГОСТ 10180 на серии образцов, изготовленных из бетонной смеси рабочего состава, хранившихся в условиях, установленных ГОСТ 18105.

3.2. Морозостойкость бетона определяют по ГОСТ 10060.

3.3. Общую силу натяжения арматуры контролируют по показаниям манометра в соответствии с ГОСТ 22362 с параллельным подключением самопишущего прибора для записи усилия натяжения.

Силу натяжения отдельных проволок арматуры измеряют методом поперечной оттяжки по ГОСТ 22362.

3.4. Для измерения линейных размеров шпал, а также раковин и околов бетона применяют металлические измерительные инструменты по ГОСТ 13015. Глубину раковин, а также зазоров между проволоками и бетоном на торцах шпал измеряют штангенциркулем с заостренной штангой.

3.5. Расстояние между упорными кромками углублений подрельсовых площадок разных концов шпалы а измеряют шаблоном, накладываемым одновременно на обе подрельсовые площадки шпалы (черт. 7).

Расстояния между кромками углубления одного конца шпалы а, между осями отверстий для болтов а2 и от оси отверстия до упорной кромки а3 обеспечивают проверкой этих размеров на форме у металлических плит, образующих при формовании шпал углубления в подрельсовых площадках.

3.6. Уклон подрельсовых площадок в продольном и поперечном к оси шпалы направлениях (подуклонка и пропеллерность) измеряют индикатором, накладываемым одновременно на обе подрельсовые площадки шпал (черт. 7 и 8).

СХЕМА КОНТРОЛЯ ТОЧНОСТИ РАЗМЕРА а () И ПРОДУКЦИИ ПОДРЕЛЬСОВЫХ ПЛОЩАДОК (i1 И i2)

1 — шаблон или индикаторное устройство

Черт. 7

СХЕМА КОНТРОЛЯ ПРОПЕЛЛЕРНОСТИ ШПАЛЫ (i)

1 — измерительный прибор

Черт. 8

3.7. Отклонение от прямолинейности подрельсовых площадок определяют по ГОСТ 13015 измерением наибольшего зазора между поверхностью площадки и ребром металлической поверочной линейки.

3.8. Глубину заделки в бетон закладных шайб контролируют приспособлением, вставляемым в канал шпалы и поворачиваемым на 90° (черт. 9).

Отсутствие в каналах шпалы наплывов бетона, препятствующих установке и повороту болта в рабочее положение, а также провертывания болта при завинчивании гайки проверяют закладным болтом по ГОСТ 16017 с предельными плюсовыми отклонениями размеров головки. Проверяют все четыре канала контролируемой шпалы.

СХЕМА УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГЛУБИНЫ ЗАДЕЛКИ ШАЙБ

1 — ручка; 2 — шток; 3 — шкала; 4 — указатель; 5 — корпус; 6 — головка

Черт. 9

3.9. Толщину защитного слоя бетона над верхним рядом арматуры контролируют посередине шпалы методом, указанным на черт. 10. Допускается по согласованию изготовителя с потребителем контролировать толщину на торцах шпалы металлической линейкой.

3.10. Высоту шпалы проверяют штангенциркулем в поперечных сечениях посередине каждой подрельсовой площадки и посередине шпалы.

СХЕМА ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛЩИНЫ ЗАЩИТНОГО СЛОЯ БЕТОНА НАД ВЕРХНИМ РЯДОМ АРМАТУРЫ ПОСЕРЕДИНЕ ШПАЛЫ

1 — рейка; 2 — проволока верхнего ряда арматуры

Черт. 10

3.11. Каждую шпалу, отобранную для испытаний на трещиностойкость, испытывают статической нарузкой последовательно в подрельсовых и среднем сечениях по схемам, приведенным на черт. 11.

Нагрузку равномерно увеличивают с интенсивностью не более 1 кН/с (100 кгс/с) и доводят до контрольной, указанной в табл. . Эту нагрузку поддерживают постоянной в течение 2 мин, после чего осматривают боковые поверхности с двух сторон шпалы у испытываемого сечения с целью обнаружения видимых трещин в растянутой зоне бетона. Поверхность бетона при этом не смачивают. Освещенность поверхности бетона — не менее 3000 лк. Для измерения длины трещин применяют металлическую линейку, а для ширины раскрытия трещин — измерительную лупу по ГОСТ 25706 с ценой деления 0,05 мм.

СХЕМЫ ИСПЫТАНИЯ ШПАЛЫ НА ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ

в подрельсовом сечении

в среднем сечении

1 — стальная пластина с уклоном нижнего основания 1:20 размером 250´100 мм, средней толщиной 25 мм; 2 — стальная пластина размером 250´100´25 мм; 3 — резиновая прокладка размером 250´100´10 мм; 4 — стальной валик диаметром 40 и длиной 250 мм

Черт. 11

3.12. Перечень приспособлений, индикаторов и шаблонов для контроля геометрических параметров шпал приведен в приложении 3.

3.13. Все нестандартизированные средства измерений и испытаний должны пройти метрологическую аттестацию в соответствии с ГОСТ 8.326.

Монтаж, ремонт и утилизация шпал

Установка железнодорожных путей имеет следующие особенности:

• Железобетонные опоры и рельсы устанавливают на предварительно подготовленную поверхность, которая состоит из почвы, песка и щебня. Для сохранности шпал в процессе эксплуатации и прохождения по ним поездов, важно сохранить верхний слой земли путем устройства песчаных полос.
• Железобетонная опора весит немало, и поднять такой вес конструкции не под силу обычному рабочему, монтаж осуществляют с использованием механизированного оборудования. Этот подход снижает применение физической силы и уменьшает стоимость на монтаж изделий. Также механизированный комплекс сокращает время на укладку железной дороги.
• Для использования железобетонных шпал на протяжении пятидесяти лет, важно диагностировать пути, что позволит выявить деформации и поломки. Проверяют крепежные элементы, исключают поломку, так как она способна привести к нарушению фиксации подкладки, которая издает звуки в момент прохождения по путям состава.
• Несвоевременное обнаружение поломки крепежных деталей приводит к появлению трещин и частичной или полной поломки шпалы.
• Когда срок эксплуатации изделия истек или железобетонная опора стала непригодной за счет возможных разрушений, шпалу утилизируют. Утилизация происходит щековой дробилкой, с помощью которой измельчение изделия достигает размера щебня меленькой фракции или средней фракции. Переработанные изделия в дальнейшем используют для засыпки ям.

Ремонтирование железобетонных шпал подразумевает выявление и устранение дефектов и повреждений. Заделывают отколы, выбоины, раковины и трещины. Когда ремонтируется поломка, движение поездов не прекращается, рабочее место ограждают специальным сигнальным знаком. Проводится капитальный ремонт в междуремонтных сроках, где не требуется смена шпал, выполняется ремонт с помощью путевых машинных станций по подготовленным индивидуальным проектам и расчетам. Ремонт железобетонных опор подразделяется на:

• капитальный;
• средний;
• подъемочный;
• реконструкцию.

По типу верхнего монтажа: укладка на новый щебень или на старый щебень. Для усиления мощности и стойкости путей, в процессе проведения работ по ремонтированию поврежденной детали, используют подрельсовые основания различных конструкций.

Вернуться к оглавлению