За весь период существования железных дорог они всегда нуждались в шпалах, изготовленных из разных материалов. Одним из них был камень, но он быстро вышел из обихода, так как качество изделия было невысоким. Еще применялись смоляные деревянные шпалы. Но и у них есть определенный срок эксплуатации. Сегодня лучшими являются железобетонные конструкции. Вес железобетонной шпалы составляет около 270 кг, что создает трудности при эксплуатации.
Области применения
Железобетонные шпалы используются при возведении железнодорожных путей, при монтаже фундамента. Их применяют в условиях, когда необходим особо прочный материал, который выдерживает природные условия и механическое давление. При соблюдении технологий изготовления, срок эксплуатации нередко достигает шестидесяти лет. Стандартная длина железобетонной шпалы — 2,7 м.
К особым преимуществам можно отнести:
Большой срок эксплуатации.- Высокую устойчивость при различных нагрузках.
- Слабое гниение.
- Небольшую цену.
- Простую укладку и монтаж.
- Отсутствие особых условий эксплуатации.
- Удобство при перевозке материала.
Хоть железобетонные шпалы прочны, долговечны и не требуют особых условий использования, есть у них и отрицательные моменты:
- Изделия нужно периодически осматривать, так им присуще усталостное разрушение.
- Отвечая на вопрос, сколько весит железобетонная шпала, можно точно сказать, что в одиночку их уложить не получится. Возникает потребность в специализированной технике. Монтаж производят шпалоукладчиками.
- При эксплуатации нужно применять специальные упругие прокладки, которые снижают жесткость материала.
- Еще изделиям необходима изоляция из-за высокой электропроводности.
Типы изделий
Железобетонные экземпляры можно разделить на различные типы по стойкости, качеству, размеру и т. д. Существуют изделия двух сортов:
- Первосортный материал.
- Опора второго сорта. Отличие от первого сорта состоит в том, что стойкость этих изделий невысокая, а габариты не требуют высоких геометрических расчетов.
По типу крепления бывают три вида материала: Ш-1, Ш-2, Ш-3. Первый вариант использует клеммно-болтовое соединение, крепящееся к опоре при помощи болта и прокладки. Второй — нераздельное крепление. Третий тип схож со вторым, с незначительными изменениями соединения.
Также опоры делят по виду электрической изоляции: изолированные и без изоляции.
Технология изготовления
Шпалы изготавливают различными путями в зависимости от сферы использования. Конечно, существуют стандарты, указывающие на то, сколько весит жб шпала, какова ее длина и ширина. Всего бывает четыре типа создания изделия.
Первый тип — карусельный, с извлечением формы. Смесь изготавливают и заливают в специальные формы, где все застывает и уплотняется. Когда раствор схватывается и достигает максимальной прочности, опоры вытаскивают. Чтобы получить изделие существуют специальные кассеты, где размещаются шесть опор.
При изготовлении также используют арматуру, придающую смеси требуемое сцепление и напряжение. По окончании процесса производства производится извлечение формы для дальнейшего производства.
Вторая методика изготовления — линейная. Она предполагает использование линейной технологии с применением конвейерного производства. Причем на конвейер устанавливают формы, длина которых достигает 100 метров. Емкости прикрываются специальными устройствами с боковой стороны, служащими для передачи напряжения на арматуру. Когда раствор схватывается, на поверхность бетона передается напряжение.
Третий вариант — демонтаж шаблона с дальнейшим напряжением. Этому виду изготовления шпал присуще использование шаблонов, в которые вставляются стальные прутья. Для этого формы наполняют раствором и уплотняют. По мере схватывания в смесь вставляется арматура. Через определенный промежуток времени форму и шаблон вытаскивают.
И последний тип — демонтаж форм с предварительным напряжением. Эта технология похожа на третий вариант, только здесь используют вместо штырей рамы, которые создают напряжение в растворе.
Использование в строительстве и ЖД
Основное назначение железобетонных шпал — это использование их при строительстве железнодорожных путей. Основные особенности при возведении:
Опоры и рельсы должны устанавливаться на предварительно подготовленный грунт, который обычно состоит из песка, щебня и почвы.- Для установки шпал в отведенное место приходится применять специальную технику, так как поднять человеку такое изделие тяжело. Кроме того, значительно сокращается время установки и снижаются материальные затраты на организацию труда.
- Чтобы шпалы служили долго, их нужно время от времени проверять: осматривать крепление и прокладку.
- Если вовремя не обнаружить поломку крепежной детали, то на шпалах могут появиться трещины, что приведет к полной поломке материала.
- По прошествии срока эксплуатации шпалу утилизируют при помощи щековой дробилки. Полученный состав используют при засыпке ям.
Железнодорожные шпалы приходится периодически ремонтировать — заделывать отколовшиеся части, трещины, выбоины. Причем во время ремонта движение поездов не останавливается, рабочий участок просто ограждают соответствующим знаком. В общих чертах ремонт бывает четырех видов:
- Капитальный.
- Обычный.
- Подъёмный.
- Реконструкционный.
Нередко отработанные железобетонные шпалы используют при возведении фундамента дома или дачи, экономя средства. Стоит отметить, что построить огромный коттедж или другое массивное здание на основе бывших в употреблении шпал не получится из-за высокого удельного веса строений.
Использовать при возведении постройки можно как железобетонные изделия, так и деревянные. Однако у первых есть несколько весомых преимуществ:
- Служит фундамент из железобетона более 50 лет.
- Стоимость возведения фундамента значительно ниже постройки из других материалов.
- Бывает, что ЖД материал можно получить бесплатно, так как его списывают.
- Конструкция получится более прочной и мощной, в отличие от деревянного фундамента.
Точно сказать сколько весит бетонная шпала нельзя, но уложить их вручную будет тяжело.
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.
Как только траншеи будут готовы, можно приступать к засыпке подушки с применением таких материалов: песок, мелкий щебень, мелкофракционный гравий. Высота подушки должна быть не меньше 30 сантиметров.
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.
