Жб шпала размеры. Шпалы железобетонные
В этой статье мы расскажем о том, что собой представляют собой данные изделия, а также о том, каковы особенности их производства и эксплуатации. Рассмотрим, где используются железобетонные шпалы б у,и какие требования предъявляются к производителям данного вида материалов.
Первоначально под железнодорожные рельсы подкладывались каменные бруски. Чуть позже камень заменили деревом, которое не только обладало лучшими амортизационными качествами, но и было проще в плане механической обработки. Впрочем, ситуация кардинально изменилась только лишь тогда, когда началось производство железобетонных шпал.
Немного истории
На фото — деревянные шпалы после долговременной эксплуатации
Как уже было сказано, история железных дорог насчитывает несколько разновидностей подпорок, которые укладываются под рельсы. Все решения имели ряд эксплуатационных недостатков. Например, камень был чрезвычайно сложен в обработке и имел низкие амортизационные свойства.
Кроме того, несмотря на кажущуюся прочность, эти плиты были не самым долговечным решением, так как вследствие продолжительного механического воздействия трескались и приходили в частичную или полную негодность.
Чуть лучше дело обстояло с изделиями из древесины. Такие шпалы просмаливались для защиты от негативного воздействия факторов внешней среды. Но древесина, рано или поздно, несмотря на специальную обработку, гниёт. И, как результат, железнодорожные пути требуют ремонта.
Несмотря на неплохие амортизационные качества, древесина имеет один существенный недостаток — это высокая цена пиломатериалов, даже с учётом простоты их механической обработки. Ситуация изменилась к лучшему во второй половине двадцатого века, когда были разработаны первые шпалы из железобетона.
Несмотря на то что деревянные изделия и по сей день применяются на второстепенных ветках, именно железобетонные конструкции небезосновательно считаются наиболее современным и перспективным решением.
Основные характеристики
Инструкция применения железобетонных шпал на территории постсоветского пространства апробирована в течении более чем 40 лет.
В соответствии с ГОСТом 23009, современные бетонные шпалы представляют собой рельсовые опоры, изготавливаемые в виде брусьев с переменным размером и формой сечения. Изделие армируется арматурной проволокой с диаметром сечения 3-6 мм в зависимости от модификации.
В процессе эксплуатации изделие укладывается поверх балластного слоя. Применительно к обычным путям в качестве балластной насыпи применяется крупноразмерный щебень, а при обустройстве метрополитена применяется бетонное основание плитного типа.
Изделия из напряжённого железобетона, используемые в качестве подрельсовых опор, это оптимальное решение, как для бесстыковых, так и для остальных категорий путей.
Актуальность данных конструкций объясняется рядом технических и эксплуатационных преимуществ, среди которых:
- продолжительный эксплуатационный ресурс;
- оптимальные показатели устойчивости к негативным воздействиям факторов внешней среды;
- неподверженность гниению в течение всего ресурса эксплуатации;
- возможность монтажа на путях с любым уровнем загруженности;
- относительно невысокая цена;
- минимальные затраты, необходимые для эксплуатационного обслуживания;
- простота укладки и монтажа, в сравнении с деревянными аналогами;
- абсолютная идентичность типоразмеров форм и веса, что гарантирует удобство транспортировки и отгрузки.
На фото — щипцы для переноски шпал
Есть ли недостатки,способные негативно сказаться на использовании этих ЖБИ?
Таких недостатков немного:
- Во-первых, это вероятность усталостного разрушения бетонной конструкции и, как следствие, необходимость периодического осмотра путей.
- Во-вторых, вес железобетонной шпалы(270 кг) делает невозможным ее монтаж своими руками без применения спецтехники. Поэтому, в отличие от деревянных аналогов, бетонные конструкции устанавливаются посредством специализированных шпалоукладчиков.
Сфера и условия применения
Шпалы, изготовленные с применением предварительно напряженного железобетона,повсеместно применяются при строительстве железнодорожных путей транспортного сообщения по всему миру.
Учитывая разнообразие климатических условий, в которых осуществляется эксплуатация этих изделий,а также разную степень механических нагрузок, к производству шпал, равно как и к качеству готового изделия,предъявляются повышенные требования.В итоге, в зависимости от благоприятности условий применения, эти ЖБИ могут использоваться в течение30-60 лет.
Повсеместное вытеснение привычных деревянных подпорок железобетонными аналогами объясняется не только прочностью и долговечностью, но и сжатыми сроками изготовления.
К примеру, для производства готовых к монтажу ЖБИ необходимо всего лишь несколько часов, что очень удобно когда речь идет о строительстве крупной ветки и необходим постоянный подвоз больших объемов стройматериалов. Опять же ЖБИ можно ремонтировать и адаптировать для эксплуатационных нужд применяя алмазное бурение отверстий в бетоне.
Важно: Шпалы,изготавливаемые отечественными производителями с применением предварительно напряженного железобетона в соответствии с требованиями ГОСТ, по несущей способности и материалоемкости превосходят зарубежные аналоги.
Требования, предъявляемые к железнодорожным ж/б шпалам
Как уже было сказано, эксплуатационные условия, в которых используются шпалы предъявляют высокие требования к технологии производства этих ЖБИ и в частности к технологии изготовления предварительно напряженного железобетона.
К материалу и готовому изделию предъявляются следующие требования:
- Прочность , достаточная для передачи силы предварительного напряжения уже через несколько часов (время задаётся в соответствии с модификацией ЖБИ) по окончанию производственного процесса.
- Максимально возможная степень однородности консистенции свежеприготовленного бетона.
- Точность размеров и форм
— на порядок выше,чем аналогичные требования, предъявляемые к другим категориям общеупотребимых железобетонных и предварительно напряженных железобетонных конструкций.
Под этими требованиями подразумеваются допуски по углу наклона,длине и ширине отдельных конструкционных элементов. Особенно строго контролируются размеры на участках примыкания к рельсам.
Важно: На территории Западной Европы технические требования, определяющие качество исходного материала,используемого при изготовлении железобетонных шпал, регламентируется стандартом EN 13230.
Класс прочности исходного материала на отечественном производстве определяется более высокими требованиями приведенными в ГОСТ 26633.
Производственные технологии
Независимо от того, планируется фундамент из железобетонных шпал или же ЖБИ будут использованы по своему прямому назначению, прочность этих конструкционных элементов будет гарантирована. Эксплуатационные качества готовых изделий обеспечиваются производственными технологиями.
Несмотря на то, что в течение пятидесяти с лишним лет было апробировано немало методов изготовления шпал, сегодня повсеместно применяется четыре наиболее распространённые производственные технологии, отвечающие требованиям международных стандартов.
- Технология карусельного типа с задержкой снятия формы.
Особенность этого технологического процесса в том, что готовая смесь заливается в формы и уплотняется. Извлечение изделия из формы осуществляется только после достижения оптимальных прочностных показателей, достаточных для приложения силы предварительного напряжения.
В процессе изготовления применяются специализированные разборные кассетные формы, которые способны вместить до шести единиц изделия. За счет применения специальных механизмов натяжения, обеспечивается предварительное напряжение арматурных прутьев, которое впоследствии передается и на бетон и обеспечивает оптимальное с ним сцепление.
После того как железобетонная шпала готова, форма может быть демонтирована и сразу же применена для очередного производственного цикла.
Название метода объясняется типом производственного процесса и конструкционными особенностями используемых форм, которые располагаются на транспортной системе карусельного типа. Такой метод получил широкое распространение в странах Западной Европы и считается наиболее перспективным и технологичным. - Линейная технология.
Независимо от того, что изготавливается железобетонная полушпала для рельсовых кранов или полноразмерное изделие,производственный процесс может быть реализован на основе линейной технологии.
В ходе производственного процесса применяется конвейер с рядом последовательно расположенных форм. Общая длина цепочки, как правило,составляет не меньше 100 метров.
В торцах форм применяются специальные устройства,которые не только закрывают форму,но и передают предварительное напряжение на арматурные прутья. По мере высыхания смеси усилие передаётся на бетон. - Технология снятия формы с последующим напряжением.
На фото — современная линия по производству шпал западноевропейского стандарта
В данном случае в формы вставляются шаблоны, которые будут определять расположение металлической арматуры. Затем бетон заливается в формы и уплотняется.
По мере застывания, в толщу смеси вводятся металлические штыри,на которые оказывается механическое усилие. Через небольшой промежуток времени форма демонтируется и извлекаются шаблоны. Преимущество данного способа в том, что процесс по сути беспрерывный, а потому для получения требуемого результата необходимо ограниченное количество форм.
- Технология снятия формы с предварительным напряжением.
В этом случае форма снимается так же быстро, как и в предыдущем способе. Единственным существенным отличием этого технологического процесса является то, что напрягающее усилие изделию передается не через штыри, а посредством рам.
Особенности монтажа, ремонта и утилизации железобетонных шпал
На фото — эксплуатация передвижного шпалоукладчика
Укладка железнодорожных путей с применением ж/б шпал имеет ряд характерных особенностей.
Рельсы и бетонные шпалы, при сооружении железных дорог,монтируются на изначально подготовленное полотно на основе земельного грунта, песка и щебневой засыпки.Для того чтобы предотвратить повреждение шпал при прохождении поездов и обеспечить сохранность земляного полотна, требуется специальная подготовка, которая заключается в устройстве песчаных полос.
Укладка производится посредством механизированных комплексов,которые позволяют минимизировать степень использования физического труда. В итоге снижается себестоимость монтажного процесса, а кроме того, сокращаются сроки реализации укладки пути в целом.
Как ранее было сказано,эксплуатационный ресурс ж/б шпал ограничивается 30-60 годами. Но такие параметры долговечности возможны только в том случае, если состояние путей регулярно осматривается на предмет поломок и частичных деформаций.
Если проблема не устраняется после срыва головки шурупа, в сравнительно небольшой промежуток времени в толще бетона появляются микротрещины, которые приводят к частичному или полному разрушению шпалы.
На фото — работа механизированного комплекса по утилизации твердых строительных отходов
По истечении эксплуатационного ресурса или вследствие естественных разрушений, шпалы подлежат замене. В то же время непригодные к использованию ЖБДИ подлежат утилизации.
Переработанные шпалы впоследствии могут быть применены в качестве материалов для засыпки котлованов или для формирования насыпей.
Вывод
Теперь вы знаете,сколько весит железобетонная шпала, как она изготавливается и каковы ее эксплуатационные особенности. Надо полагать, что применение этих ЖБИ будет актуальным и востребованным в течение долгого времени.
Ведь даже несмотря на разработку полностью пластиковых шпал в Японии, именно соответствие ГОСТ на железобетонные шпалы гарантирует оптимальное сочетание прочности, долговечности и приемлемой стоимости. Больше полезной и интересной информации вы сможете обнаружить, посмотрев видео в этой статье.
ГОСТ 10629-88
УДК 625.142.4:006.354 Группа Ж83
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
ШПАЛЫ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ, ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫЕ ДЛЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ КОЛЕИ 1520 мм
Технические условия
Prestressed reinforced concrete sleepers
Дата введения 1990-01-01
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
Дополнительная информация: шпалы железобетонные цена
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством путей сообщения СССР
ИСПОЛНИТЕЛИ В.В.Серебренников, канд.техн.наук; В.М.Кольнер, канд.техн.наук (руководители темы); И.В.Амеличев, канд.техн.наук; В.Ф.Барабошин, канд.техн. наук; В.Д.Черников; Н.И.Гаврилина; А.И.Комянко; О.И.Крикунов, канд.техн.наук; Л.Е.Берлин, канд.техн.наук; В.М.Климова, канд.техн.наук; В.И.Пименова; Т.В.Барабанова; В.И.Деньщиков
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного строительного комитета СССР от 21.11.88 № 228
3. ВЗАМЕН ГОСТ 10629-78
4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
| Обозначение НТД, на который дана ссылка |
Номер пункта | Обозначение НТД, на который дана ссылка |
Номер пункта |
| ГОСТ 8.326-78 | 3.13 | ГОСТ 13015.4-84 | 4.1 |
| ГОСТ 7348-81 | 1.3.8 | ГОСТ 16017-79 | 3.8 |
| ГОСТ 7392-85 | 1.3.7 | ГОСТ 18105-86 | 3.1 |
| ГОСТ 10060-87 | 3.2 | ГОСТ 22362-77 | 3.3 |
| ГОСТ 10180-78 | 3.1 | ГОСТ 23009-78 | 1.2.3 |
| ГОСТ 10268-80 | 1.3.7 | ГОСТ 23157-78 | 1.3.13 |
| ГОСТ 13015-75 | 3.4, 3.7 | ГОСТ 23616-79 | 2.4 |
| ГОСТ 13015.0-83 | 1.3.3 | ГОСТ 25706-83 | 3.11 |
| ГОСТ 13015.1-81 | 2.1 | ГОСТ 26633-85 | 1.3.2 |
| ГОСТ 13015.2-81 | 1.4.1 | ТУ 14-4-1471-87 | 1.3.8 |
Настоящий стандарт распространяется на железобетонные , предварительно напряженные шпалы для железнодорожных путей с рельсовой колеей шириной 1520 мм и рельсами типов Р75, Р65 и Р50, по которым обращается типовой подвижной состав общей сети железных дорог СССР.
1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
1.1. Шпалы следует изготовлять в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологической документации, утвержденной в установленном порядке.
1.2. Основные параметры и размеры
1.2.1. Шпалы в зависимости от типа рельсового скрепления подразделяют на:
Ш1 - для раздельного клеммно-болтового рельсового скрепления (типа КБ) с болтовым креплением подкладки к шпале;
Ш2 - для нераздельного клеммно-болтового рельсового скрепления (типа БПУ) с болтовым прикреплением подкладки или рельса к шпале;
1.2.2. Форма и размеры шпал должны соответствовать указанным в табл. 1 и на черт. 1-4. Показатели материалоемкости шпал приведены в приложении 1.
Таблица 1
| Марка шпалы | Расстояние между упорными кромками разных концов шпалы а , мм | Расстояние между упорными кромками одного конца шпалы a 1 , мм | Расстояние между осями отверстий для болтов a 2 , мм | Расстояние между осью отверстия и упорной кромкой a 3 , мм | Угол наклона упорных кромок | Направление большей стороны отверстия для болта относительно продольной оси шпалы |
| Ш1-1 | 2012 | 404 | 310 | 47 | 55° | Поперечное |
| Ш1-2 | 2000 | 392 | 310 | 41 | 72 | " |
| Ш2-1 | 2012 | 404 | 236 | 84 | 55 | Продольное |
Примечания:
1. На кромках, примыкающих к подошве и торцам шпалы, допускаются фаски шириной не более 15 мм.
2. По согласованию изготовителя с потребителем допускается изготовлять шпалы, у которых размеры и расположение углублений на подошве отличаются от указанных на черт. 1, а форма и размеры вертикальных каналов для закладных болтов отличаются от указанных на черт. 2-4.
1 - закладная шайба; 2 - проволочная арматура Сечение 3 - 3 приведено на черт. 3
Сечения 4-4, 5-5 и 6-6 приведены на черт. 2
РАЗМЕЩЕНИЕ АРМАТУРЫ
на торце шпалы
в среднем сечении шпалы
1.2.3. Шпалы обозначают марками в соответствии с требованиями ГОСТ 23009. Марка шпалы состоит из двух буквенно-цифровых групп, разделенных тире.
Первая группа содержит обозначение типа шпалы (п. 1.2.1). Во второй группе указывают вариант исполнения подрельсовой площадки (табл. 1).
Пример условного обозначения (марки) шпалы типа Ш1, первого варианта исполнения подрельсовой площадки: Ш 1-1
Пример условного обозначения (марки) шпалы тип а Ш1: шпала железобетонная тип Ш1-44х3
1.2.4. В зависимости от трещиностойкости, точности геометрических параметров, качества бетонных поверхностей шпалы подразделяют на два сорта: первый и второй.
Шпалы второго сорта предназначены для укладки на малодеятельных, станционных и подъездных путях. Поставку шпал второго сорта производят только с согласия потребителя.
1.3. Характеристики
1.3.1. Шпалы должны удовлетворять требованиям трещиностойкости, принятым при их проектировании, и выдерживать при испытании контрольные нагрузки, указанные в табл. 2.
Таблица 2
1.3.2. Шпалы следует изготовлять из тяжелого бетона по ГОСТ 26633 класса по прочности на сжатие В40.
1.3.3. Фактическая прочность бетона (в проектном возрасте, передаточная и отпускная) должна соответствовать требованиям ГОСТ 13015.0.
1.3.4. Нормируемую передаточную прочность бетона следует принимать равной 32 МПа (326 кгс/см 2).
1.3.5. Отпускную прочность бетона принимают равной передаточной прочности бетона.
1.3.6. Марка бетона по морозостойкости должна быть не ниже F200.
1.3.7. Для бетона шпал следует применять щебень из природного камня или щебень из гравия фракции 5-20 мм по ГОСТ 10268. Допускается по согласованию изготовителя с потребителем применять:
щебень фракции 20-40 мм в количестве не более 10% от массы щебня фракции 5-20 мм по ГОСТ 10268;
щебень из природного камня фракции 5-25 мм по ГОСТ 7392 при соответствии его всем другим требованиям ГОСТ 10268.
1.3.8. В качестве арматуры шпал следует применять стальную проволоку периодического профиля класса Вр диаметром 3 мм по ГОСТ 7348 и ТУ 14-4-1471-87.
1.3.9. Номинальное число арматурных проволок в шпале 44. Расположение проволок, контролируемое на торцах шпалы, должно соответствовать указанному на черт. 5. Расстояние по вертикали в свету между парами или отдельными проволоками, в случае их отклонения от проектного положения, не должно быть менее 8 мм. Допускается разворот пар проволок на 90° при сохранении указанного выше расстояния.
Для обеспечения проектного расположения проволок могут применяться разделительные проставки, остающиеся в теле бетона шпалы (см. приложение 2). Допускается по согласованию изготовителя с потребителем применять проставки, отличающиеся от указанных в приложении 2.
1.3.10. Общая сила начального натяжения всех арматурных проволок в пакете должна быть не менее 358 кН (36,4 тс). Среднее значение силы начального натяжения одной проволоки при их номинальном числе должно составлять 8,12 кН (827 кгс). Сила натяжения отдельных проволок не должна отличаться от среднего значения более чем на 10%.
Снижение силы натяжения отдельных проволок сверх 10%, вызванное проскальзыванием проволоки в захвате, не должно быть более чем у одной проволоки в шпалах первого сорта и у двух проволок в шпалах второго сорта.
1.3.11. Допускаются отклонения от номинального числа арматурных проволок при условии, что общая сила натяжения имеющихся проволок не менее указанной в п. 1.3.10. При этом предельные отклонения по числу проволок не должны превышать ±2 шт.
1.3.12. Концы напрягаемой арматуры не должны выступать за торцевые поверхности шпал первого сорта более чем на 15 мм и второго сорта - более чем на 20 мм.
1.3.13. Закладные шайбы должны соответствовать ГОСТ 23157.
1.3.14. Значения действительных отклонений геометрических параметров шпал не должны превышать предельных, указанных в табл. 3.
Таблица 3
| Наименование отклонения | Наименование | Пред.откл. для шпал | |
| геометрического параметра | геометрического параметра | первого сорта | второго сорта |
| Отклонение от линейного | Расстояние а | ±2 | +3; -2 |
| размера | Расстояние a 1 | +2; -1 | +3; -1 |
| Расстояние a 2 и a 3 | ±1 | ±1 | |
| Глубина заделки в бетон | |||
| закладной шайбы | ±6; -2 | +6; -2 | |
| Длина шпалы | ±10 | ±20 | |
| Ширина шпалы | +10; -5 | +20; -5 | |
| Высота шпалы | +8; -3 | +15; -5 | |
| Отклонение от прямолинейно- | |||
| сти профиля подрельсовых | |||
| площадок на всей длине или | |||
| ширине | - | 1 | 1 |
Примечание. Размеры, для которых не указаны предельные отклонения, являются справочными.
1.3.15. Уклон подрельсовых площадок к продольной оси шпалы в вертикальной плоскости, проходящей через ось (подуклонка), должен быть в пределах 1:18 - 1:22 для шпал первого сорта и 1:16 - 1:24 для шпал второго сорта.
1.3.16. Разница уклонов подрельсовых площадок разных концов шпалы в поперечном к оси шпалы направлении (пропеллерность) не должна превышать 1:80.
1.3.17. Значения действительных отклонений толщины защитного слоя бетона до верхнего ряда арматуры не должны превышать, мм:
7 - для шпал первого сорта;
10- для шпал второго сорта.
1.3.18. Размеры раковин на бетонных поверхностях и околы бетона ребер у шпал не должны превышать значений, указанных в табл. 4.
Таблица 4
| Предельные размеры, мм | ||||||||
| раковин | околов бетона ребер | |||||||
| Вид поверхности шпалы | Глубина | Диаметр (наибольший размер) | Глубина | Длина по ребру | ||||
| Шпалы | Шпалы | Шпалы | Шпалы | Шпалы | Шпалы | Шпалы | Шпалы | |
| первого сорта | второго сорта | первого сорта | второго сорта | первого сорта | второго сорта | первого сорта | второго сорта | |
| Подрельсовые | ||||||||
| площадки | 10 | 15 | 10* | 15* | 15 | 30 | 30 | 60 |
| Упорные | ||||||||
| кромки под | ||||||||
| рельсовых | ||||||||
| площадок | 10 | 15 | 10** | 15** | 10 | 10 | 20 | 40 |
| Верхняя | ||||||||
| поверхность | ||||||||
| средней части | ||||||||
| шпалы | 10 | 15 | 30 | 45 | 15 | 30 | 30 | 60 |
| Прочие у частки | ||||||||
| верхней | Не регламенти- | |||||||
| поверхности | 15 | 25 | 60 | 90 | 15 | 30 | руются | |
| Боковые и | ||||||||
| торцевые | ||||||||
| поверхности | 15 | 25 | 60 | 90 | 30 | 60 | То же | |
--------------------
* Не более трех раковин на одной площадке.
** Не более одной раковины.
Примечания:
1. Допускается наличие на продольных кромках подрельсовых площадок отпечатков от сварных швов между несъемными подрельсовыми плитами и формой.
2. Допускается наличие на торцах шпал отпечатков элементов жесткости диафрагм глубиной не более 5 мм.
1.3.19. Глубина зазоров между проволоками и бетоном на торцах шпал не должна превышать 15 мм для шпал первого сорта и 30 мм для шпал второго сорта.
1.3.20. В шпалах не допускают:
наплывы бетона в каналах для болтов, препятствующие свободной установке и повороту этих болтов в рабочее положение;
местные наплывы бетона на подрельсовых площадках;
провертывание болтов рельсового скрепления в каналах шпалы при завинчивании гаек;
трещины в бетоне.
Для формирования каналов для болтов допускается установка внутренних элементов, конструкцию и материал которых согласовывают с потребителем.
1.4. Маркировка
1.4.1. Маркировка шпал должна соответствовать требованиям ГОСТ 13015.2 и настоящего стандарта.
1.4.2. На верхней поверхности шпал штампованием при формовании наносят:
товарный знак или краткое наименование предприятия-изготовителя - на каждой шпале;
год изготовления (две последние цифры) - не менее чем у 20% шпал каждой партии:
В концевой части каждой шпалы краской наносят:
штамп ОТК;
номер партии.
1.4.3. Места нанесения маркировочных надписей указаны на черт. 6.
Допускается нанесение товарного знака или краткого наименования предприятия-изготовителя и года изготовления на одной половине шпалы.
1.4.4. Маркировочные надписи следует выполнять шрифтом высотой не менее 50 мм.
1.4.5. На обоих концах шпалы второго сорта наносят краской поперечную полосу шириной 15-20 мм (см. черт. 6).
1 - номер партии; 2 - товарный знак или краткое наименование предприятия-изготовителя;
3 - год изготовления; 4 - знак шпалы второго сорта
2. 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 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.
3. 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.
СХЕМА КОНТРОЛЯ ТОЧНОСТИ РАЗМЕРА а (d а) И ПОДУКЛОНКИ ПОДРЕЛЬСОВЫХ ПЛОЩАДОК (i 1 И i 2)
1 -шаблон или индикаторное устройство
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 1 , между осями отверстий для болтов а 2 и от оси отверстия до упорной кромки а 3 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 ПРОПЕЛЛЕРНОСТИ ШПАЛЫ (i 3)
1 - измерительный прибор
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
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
3.11. Каждую шпалу, отобранную для испытаний на трещиностойкость, испытывают статической нагрузкой 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. 2. 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 250х100 мм, средней толщиной 25 мм; 2 - стальная пластина размером 250х100х25 мм; 3 - резиновая прокладка размером 250х100х10 мм; 4 - стальной валик диаметром 40 и длиной 250 мм
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.
4. ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ
4.1. Транспортирование и хранение шпал следует производить в соответствии с требованиями ГОСТ 13015.4 и настоящего стандарта.
4.2. Шпалы следует транспортировать и хранить в штабелях горизонтальными рядами в рабочем положении (подошвой вниз). Высота штабеля должна быть не более 16 рядов.
Подкладки под шпалы и прокладки между ними в штабеле следует располагать в углублениях подрельсовых площадок шпал. Толщина деревянных подкладок и прокладок должна быть не менее 50 мм. Допускается по согласованию изготовителя с потребителем применять деревянные прокладки сечением не менее 40х40 мм при расположении их на расстоянии 30 - 40 мм от упорных кромок углублений в подрельсовых площадках шпал.
4.3. Шпалы транспортируют в полувагонах или автомобилях. Транспортирование шпал разных марок и сортов в одном полувагоне или автомобиле не допускается.
5. ГАРАНТИИ ИЗГОТОВИТЕЛЯ
5.1. Изготовитель гарантирует соответствие шпал требованиям настоящего стандарта при соблюдении потребителем правил их эксплуатации, транспортирования и хранения.
5.2. Гарантийный срок эксплуатации шпал - 3 года со дня укладки их в путь. Исчисление гарантийного срока начинается не позже 9 мес. со дня поступления шпал потребителю.
Приложение 1
Обязательное
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 куб.м
расход стали на 1 м 3 бетона:
напрягаемой проволоки диаметром 3 мм.............67,2 кг
закладных шайб................................... 11,8 кг
Материал - Ст 3. Толщина - 1 мм. Масса - 0,037 кг.
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Справочное
ПЕРЕЧЕНЬ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ, ИНДИКАТОРОВ И ШАБЛОНОВ
ДЛЯ КОНТРОЛЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ШПАЛ
Для контроля геометрических параметров железобетонных шпал рекомендуется пользоваться комплектом приспособлений, индикаторов и шаблонов, разработанных институтом "Индустройпроект" и принятых Министерством промышленности строительных материалов СССР.
| Наименование геометрического параметра | Наименование приспособления, индикатора или шаблона | Шифр проекта |
| Расстояние между упорными кромками | Шаблон контроля размера а у | 3477/10 |
| углублений в подрельсовых площадках | железнодорожных шпал с углом | |
| разных концов шпалы а | наклона кромок 55° | |
| Уклон подрельсовых площадок | Индикатор контроля уклонов и | 3477/4-А |
| в продольном и поперечном к | пропеллерности подрельсовых | |
| оси шпалы направлениях | площадок железнодорожных шпал | |
| Глубина заделки в бетон | Приспособление для контроля | 3633/4 |
| закладных шайб | глубины заделки закладных шайб | |
| Толщина защитного слоя | Приспособление для контроля | 3633/3 |
| бетона в средней части шпалы | толщины защитного слоя бетона | |
| Глубина раковин и зазоров | Приспособление для замера | 3633/5 |
| между проволокой и бетоном |
В железнодорожном пути шпалы железобетонные укладываются на балластный слой верхнего строения пути и обеспечивают неизменность взаимного расположения рельсовых нитей, воспринимают давление непосредственно от рельсов или от промежуточных скреплений и передают его на подшпальное основание (обычно - балластный слой).
Шпала железобетонная Ш-1-1 - Чертёж
Железобетонные шпалы
Железобетонные шпалы разделяются на несколько категорий в зависимости от возможностей их использования. Общим является принцип производства. Готовые железобетонные шпалы – это брус из армированного железобетона, предварительно прошедший процедуру напряженности (для повышения прочности). Шпалы выпускаются с учетом стойкости к образованию трещин, морозостойкие. Расчетный срок службы железобетонных шпал составляет период около 50 лет.
Шпала железобетонная Ш-1-1 (1 сорт) – элемент верхнего строения железнодорожного пути. Представляет собой брус из напряжённо армированного железобетона. В производстве используется тяжёлый бетон высшей категории.
В сравнении с деревянными шпалами железобетонное изделие имеет самые высокие эксплуатационные характеристики: повышенная прочность, стойкость к образованию трещин, морозостойкость, длительный срок службы (до 50 лет).
Данный тип шпалы Ш-1-1 рассчитан на клеммно- болтовое рельсовое скрепление КБ с болтовым крепление подкладки к шпале. Используются для укладки железных дорог широкой колеи (1520 мм), с рельсами Р50, Р65, Р75.
Шпалы железобетонные Ш-1-1 значительно тяжелее и прочнее деревянных, поэтому применяются при строительстве магистралей и других путей с высокой проходимостью.
Единственный недостаток таких изделий – это высокая стоимость.
Попытки применения на отечественных дорогах железобетонных шпал относятся к 1903 г., однако в большинстве случаев конструкции шпал были неудачны и исключены из применения. Конструкторские и экспериментальные работы над железобетонными шпалами были возобновлены в 1947 г. с применением предварительно напряженного железобетона. Опытные партии таких шпал были уложены в путь в 1948—1953 гг.; с 1957 г. началось их массовое изготовление.
К началу 2002 г. на железных дорогах Российской Федерации более 40 % развернутой длины главных путей было уложено на железобетонных шпалах. До сентября 1971 г. в путь укладывали струнобетонные цельно-брусковые шпалы (ГОСТ 10629-63) трех типов: С-56-1, С-56-2, С-56-3. Шпалы этих типов допускали укладку рельсов Р50, Р65, Р75 с массой 250 кг. Шпалы типа С-56-1 с 1967 г. не выпускают, так как деревянные втулки, в которые устанавливались шурупы, не обеспечивали стабильности ширины колеи, выходили из строя значительно раньше окончания срока службы самих шпал, а замена их была весьма трудоемка.
С 1 июля 1972 г. был введен ГОСТ 10629-71 на железобетонные шпалы, который действовал до 1978 г. В соответствии с этим стандартом изготовляли четыре типа брусковых струнобетон-ных шпал: С-56-2, С-56-2М, С-56-3, С-56-ЗМ, рассчитанные на применение рельсов Р-50, Р-65, Р-75 с промежуточными рельсовыми скреплениями КБ и ЖБ на прямых и кривых (радиусом не менее 350 м) участках пути. Железобетонным шпалам С-56-2 и С-56-2М соответствовали промежуточные скрепления КБ-50 и КБ-65 (раздельные клеммно-болтовые с плоской подкладкой); шпалам С-56-3 и С-56-ЗМ — скрепления ЖБ-50 и ЖБ-65 (нераздельные клеммно-болтовые с пружинными клеммами без подкладки).
Конструкция железобетонных шпал всех типов в основном одинакова: различны лишь форма подрельсовых площадок, деталей, соответствующих различным конструкциям промежуточных рельсовых скреплений, и формы нижней постели средней части шпал.
Шпалы, в обозначения типов которых была добавлена буква Ш, имели среднюю часть не с плоской нижней постелью, а клиновидной формы. Считалось, что при такой форме уменьшаются возможные силы реакции балласта в случае опирания шпалы на него средней частью, но увеличивается напряжение в шпале при появлении скручивающих усилий.
В шпалах всех четырех типов в отличие от струнобетонных шпал (ГОСТ 10629-63) было увеличено углубление подрельсовой площадки до 25 мм, ширина нижней постели в подрельсовых частях уширена от 250 мм в средней части до 300 мм к концам шпал, что соответствует характеру изгиба шпал под нагрузкой: к концам шпал прогиб их, а следовательно, и давление на балласт увеличиваются.
В 1988 г. утвержден и с 1 января 1990 г. был введен в действие ГОСТ 10629-88 «Шпалы железобетонные предварительно напряженные для железных дорог колеи 1520 мм. Технические условия».
В зависимости от типа рельсового скрепления были установлены следующие типы железобетонных шпал:
Ш1
— для раздельного клеммно-болтового рельсового скрепления (типа КБ) с болтовым прикреплением подкладки к шпале;
Ш2
— для нераздельного клеммно-болтового рельсового скрепления (типа БПУ) с болтовым прикреплением подкладки или рельса к шпале.
Основные размеры железобетонной шпалы показаны на рис. 5.6 и приведены в табл.
Шпалы обозначаются марками, из двух буквенноцифровых групп, разделенных тире (см. табл. 5.14). Первая группа содержит обозначение типа шпалы (Ш1, Ш2), вторая группа указывает на вариант использования подрельсовой площадки (табл. 5.14, второй столбец).
В зависимости от трещиностойкости, точности геометрических параметров, качества бетонных поверхностей железобетонные шпалы могут быть отнесены к первому или второму сорту.
С января 2001 г. введен новый стандарт отрасли «Шпалы железобетонные предварительно напряженные для железных дорог колеи 1520 мм Российской Федерации» — ОСТ 32.152-2000. Шпалы железобетонные предназначены для применения на всех железнодорожных линиях в главных, станционных и прочих путях, а также в подъездных путях промышленных предприятий, по которым обращается типовой подвижной состав с нагрузками и скоростями, установленными для общей сети дорог России.
Железобетонные шпалы установленных типов Ш1, Ш2, ШЗ (рис. 5.7 и рис. 5.8) предназначены для укладки рельсов Р75, Р65 и Р50.
Приняты следующие определения и обозначения:
Ш
— шпала железобетонная предварительно напряженная для железнодорожных путей;
— подрельсовая площадка — участок на каждом из концов шпалы, в пределах которого размещается рельс и рельсовое скрепление;
— подрельсовое сечение — поперечное сечение шпалы по середине подрельсовой площадки;
— среднее сечение — поперечное сечение шпалы по середине участка между подрельсовыми площадками;
— закладные шайбы — металлические детали, забетонированные в шпале ниже подрельсовых площадок для крепления болтов рельсового скрепления;
— подуклонка — уклон подрельсовых площадок к линии, лежащей в вертикальной плоскости и проходящей через продольную ось шпалы, соединяющей центры подрельсовых площадок на разных концах шпалы;
— пропеллерность шпалы — алгебраическая разность уклонов подрельсовых площадок на разных концах шпалы в поперечном к оси шпалы направлении.
Железобетонные шпалы классифицируются по следующим признакам, определяющим их типы:
— виду рельсового скрепления;
— виду напрягаемой арматуры;
— наличию электроизолирующих свойств;
— качеству изготовления.
По виду рельсового скрепления предусмотрены следующие типы шпал:
Ш1 — для раздельного клеммно-болтового рельсового скрепления КБ с болтовым прикреплением подкладки к шпале;
Ш2 — для нераздельного клеммно-болтового скрепления БПУ с болтовым прикреплением подкладки и рельса к шпале;
ШЗ — для нераздельного клеммно-болтового скрепления ЖБР-65 с болтовым прикреплением рельса к шпале.
Контролируемые размеры шпал Ш1, Ш2 и ШЗ представлены в табл.:
По виду напрягаемой арматуры шпалы могут изготовляться: с высокопрочной проволочной или стержневой арматурой периодического профиля.
По наличию электроизолирующих свойств, обеспечивающих в железнодорожном пути необходимое электрическое сопротивление изоляции рельсовых цепей, шпалы подразделяются на изолированные, с установленными в них специальными изолирующими вкладышами — пустотообразователями и неизолированные, без изолирующих вкладышей.
По качеству изготовления шпалы подразделяют на первый и второй сорт. К шпалам второго сорта относят шпалы с пониженной трещиностойскостью, с меньшей точностью геометрических параметров и пониженным качеством выполнения бетонных поверхностей. Шпалы второго сорта допускаются к применению только на малодеятельных путях 5-го класса и внутризаводских путях промышленных предприятий.
Подуклонка подрельсовых площадок должна быть в пределах от 1:18 до 1:22.
Пропеллерность
шпалы не должна быть более 1:80. Угол (3 упорных кромок должен составлять для шпал типов Ш1 и Ш2 — 55°; для ШЗ — 60°
Отклонения от прямолинейности верха подрельсовых площадок по всей их длине и ширине не должны превышать 1 мм для шпал 1-го сорта и 2 мм для 2-го сорта.
В шпалах не допускаются трещины в бетоне (кроме местных усадочных); местные наплывы бетона на подрельсовых площадках.
Размеры раковин на бетонных поверхностях и околов бетона на ребрах шпал не должны превышать значений, указанных в табл.:
Для шпал 2-го сорта предельные размеры раковин и околов бетона допускаются в 2 раза большими указанных в табл. 5.15.
Нижняя поверхность шпал должна иметь шероховатость, образованную выступающими из бетона частицами крупного заполнителя и обеспечиваемую технологией изготовления шпал или специальным рифлением подошвы.
Электрическое сопротивление шпалы типа ШЗ с электроизолирующими вкладышами-пустотообразователями, измеренное между парами закладных болтов на разных концах шпалы в сухом состоянии, в зависимости от температуры воздуха должно быть не менее указанного в табл.:
На скосе верхней поверхности концевой части каждой шпалы при формовании штампованием в бетоне наносят цифру (1,2 или 3), обозначающую тип шпалы. На скосе верхней поверхности в средней части при формовании шпалы штампованием в бетоне наносят товарный знак предприятия-изготовителя — на каждой шпале; год изготовления (две последние цифры) — не менее чем у 20 % шпал в партии. В концевой части каждой шпалы на верхней или боковой поверхностях несмываемой краской наносят штамп ОТК и номер партии. Маркировочные надписи наносят шрифтом высотой не менее 50 мм. На верхней поверхности в средней части шпал, подлежащих ремонту на предприятии-изготовителе, ОТК временно наносит знак, который после выполнения ремонта должен сниматься. На обоих концах шпал второго сорта наносят несмываемой краской поперечную полосу шириной 15—20 мм.
На обоих концах шпал, признанных не соответствующими требованиям настоящего стандарта, наносят несмываемой краской две поперечные полосы шириной 15—20 мм. Схема маркировки железобетонных шпал согласно ОСТ 32.152-2000 приведена на рис. 5.9.
Железобетонные шпалы следует транспортировать и хранить в рабочем положении (подошвой вниз). Шпалы собирают в штабели на деревянных подкладках сечением 150x200 мм или на некондиционных шпалах. По высоте в штабеле должно быть не более 16 рядов шпал. Расстояние между штабелями должно быть не менее 1 метра. Между рядами шпал должны быть уложены деревянные подкладки толщиной 40—50 мм, располагаемые в углублениях крайних подрельсовых площадок на расстоянии 550—600 мм от концов шпал.
Шпалы 1-го и 2-го сортов транспортируют и складируют отдельно.
В последние годы стали применять промежуточное скрепление АРС, при котором используется анкерная железобетонная шпала — струнобетонная шпала с двумя необъемными анкерами, заключенными в подрельсовых зонах шпалы (рис. 5.10). Каждый из двух анкеров шпалы заменяет 11 деталей типового скрепления КБ-65 (металлическую подрельсовую подкладку, и по два закладных болта с гайками, двухвитковыми пружинными шайбами, круглыми черными и закладными шайбами). Головки анкера, выступающие под поверхностью шпалы с каждой стороны подошвы рельса, образуют стабильную подрельсовую площадку для установки амортизирующей резиновой прокладки и подошвы рельса. При этом каждая головка анкера предназначена для фиксации одного клеммного узла (с каждой стороны подошвы рельса), состоящего из пружинной прутковой клеммы, изолирующего уголка и шестигранного регулятора с осью, вставленной в эксцентрично расположенное в шестиграннике цилиндрическое отверстие или изготовленной совместно с регулятором (рис. 5.11).
Основные дефекты железобетонных шпал, а также меры по их предупреждению и устранению приведены в табл. 5.17.
