Подрельсовые опоры: назначения, требования, конструкция. Ж/б и деревянные шпалы

В качестве типовых подрельсовых опор применяются деревянные и ж/б шпалы и брусья, на мостах – плиты и малогабаритные рамы (в тоннелях).

Назначение:

1.воспринимать вертикальные, боковые и продольные усилия и передавать их на балластный слой;

2.обеспечивать постоянство ширины колеи

3.обеспечивать устойчивое положение РШР в плане и профиле

4.обеспечивать изоляцию рельсовых нитей на участках с автоблокировкой.

Требования:

1) прочность, износостойкость, долговечность в условиях переменных силовых и природно-климатических факторов

2) высокая сопротивляемость продольным и поперечным перемещениям в балласте

3) экономичность, технологичность

Эпюра шпал - количество шпал на 1 км. и порядок их расположения по длине звена

1,2,3 класс=1840 шт/км. в прямых и кривых R>1200м; =2000шт/км. в кривых R=<1200м 4 класс=1600 шт/км. в прямых и кр.R>1200м; =1840шт/км. кривая R=<1200м

5 класс=1440 шт/км. в прямых и кривых R>650м; =1600шт/км. в кривых R=<650м

Для улучшения условий работы пути в зоне стыка шпалы сближают.

l_{стыковая} =440мм.(Р50); l_{стыковая} =420мм.(Р65, Р75)

На скоростных участках 1кл. при экономическом обосновании разрешается укладывать в прямых 2000 шт/км и в кривых 2200 шт/км.

Материал шпал:

1)Деревянные шпалы изготавливаются из сосны (в основном), ели, пихты, лиственницы, кедра, березы (низкое качество).

По форме поперечного сечения подразделяются на 3 вида:

- обрезные (пропилены с 4 сторон)

- необрезные (пропилены сверху и снизу)

- полуобрезные

Стрелочные брусья: а) обрезные; б) необрезные

На мостах используются только обрезные брусья. обрезные шпалы и брусья предпочтительнее, т.к. обеспечивают более надежную работу противоугонов.

В зависимости от назначения деревянные шпалы и брусья изготовляются 3 типов, отличающихся размерами поперечного сечения:

1 тип для главных путей 1 и 2 классов, а также для пути 3 класса при грузонапряженности >50 млн.т.км.бр/км или скоростях движения >100 км/ч;

2 тип для главных путей 3 и 4 классов;

3 тип для путей 5 класса.

Тип шпал	Толщина	Ширина нижней постели	Длина
	180+-5	250+-5	2750+-20
	160+-5	230+-5	2750+-20
	150+-5	230+-5	2750+-20

Длина переводных брусьев от 3 до 5,5 м с шагом 0,25.

Тип брусьев	толщина	Ширина нижней постели
	180+-5	260 +20 -5
	160+-5	250 +20 -5
	150+-5	230 +20 -5

Основные размеры шпал установлены из условия оптимальной работы балластного слоя и пути в целом и габаритных ограждений крана УК-25.

Достоинства: упругость, простота обработки, гвоздимость, хорошее сцепление с щебнем, малая чувствительность к ударам, небольшой вес ≈ 70 кг, диэлектричность.

Недостатки: небольшой срок службы (пропитанные масляным антисептиком≈15 лет, непропитанные≈2-3 года), большой расход древесины, неоднородность упругих свойств по длине.

Причины выхода из строя ДШ: механический износ, гниение, растрескивание.

Меры продления срока службы: пропитка масляным антисептиком, укрепление концов шпал от растрескивания скобами или обвязкой проволоки, сверление отверстий для костылей перед пропиткой.

2)Железобетонные шпалы (с 1959г.) состоят из монолитного предварительно напряженного железобетона. Современные ж/б шпалы армированы высокопрочной проволокой (44 штуки диаметром 3 мм.). Изготавливаются из тяжелого бетона класса по прочности на сжатие В40. Для ж/б шпал используется щебень фракцией 5-20 мм. в настоящее время изготовляются шпалы, армированные стержневой арматурой периодического профиля (4 штуки диаметром 10 мм.) Поперечное сечение шпалы имеет трапециевидную форму, увеличивающую сопротивление шпалы сдвигу на балласте и снижающую давление на балласт. В плане концы шпал имеют ширину 300 мм, в середине- 250 мм. Подрельсовое сечение выполнено с уклоном 1/20, чтобы обеспечить подуклонку рельсов.

Типы ж/б шпал (серийных и находящихся в состоянии эксплутационных наблюдений):

Тип	Скрепления	Подтип	Особенность шпалы
Ш1	КБ	Ш1 -4*10	Стержневая арматура
КБ	Ш1 -44*3	Проволочная арматура
Ш1 - Ч	Челночная ж.б. шпала
КБ	Ш1- К	Для укладки в кривых радиусом менее 350 м.
КБ	Ш1 - М	Мостовая ж.б шпала
Ш3	ЖБР	Ш3 – Д (дюбель)	_
Ш – АРС	АРС	Безболтовое	_

На верхней поверхности конца ж/б шпал выпрессовываются цифры (1,2,3 или АРС), соответствующие типу шпалы. Ж/б шпалы рассчитаны на применение в прямых и в кривых радиусом более 350 м. В кривых R=<350 м. допускается применять ж/б шпалы с переменным размером а. Такие шпалы обозначаются с индексом К и 2 последними цифрами номинальной ширины колеи.

Достоинства: срок службы 35-50 лет устойчивость против выброса, стабильность рельсовой колеи, сохранность лесов.

Недостатки: жесткость (в 2-3 раза выше), электропроводность, хрупкость и чувствительность к ударам, низкая работоспособность в зоне стыка, большая масса(270 кг)