Шпалы

Часть I. Шпалы: факты.

Постоянная смена железнодорожных шпал и модернизация путей с заменой типов скреплений на более современные ведётся в России повсеместно. Рынок железнодорожных шпал в стране огромен. По данным ОАО "РЖД" на 2015 год, протяжённость железнодорожных путей составляет 85200 километров. Это значит, что при эпюре 1840 шпал на один километр, в пути уложено порядка 157 миллионов штук железнодорожных шпал. А ведь к этому надо добавить подъездные пути необщего пользования, принадлежащие сторонним организациям, и составляющие порядка 40000 километров, что дополнительно даёт ещё в среднем 64 миллиона штук шпал.

Шпалы

Казалось бы, эти лежащие под рельсами бруски, - ничем особенно не примечательный элемент верхнего строения пути. Но ведь именно они составляют настоящий хребет железнодорожной дороги.

Ежегодно, десятки тысяч шпал изготавливаются и распространяются по стране, чтобы удовлетворить потребности отрасли для строительства новых, модернизации и ремонта уже введённых в эксплуатацию путей.

На самом раннем этапе развития железных дорог, дерево было доминирующим материалом, используемым при изготовлении шпал. В течение 20-го века начинают использоваться новые материалы в ответ на необходимость восприятия повышенных осевых нагрузок и высоких скоростей. На сегодняшний день существуют следующие разновидности железнодорожных шпал:

  1. Деревянные шпалы
  2. Железобетонные шпалы
  3. Металлические шпалы
  4. Шпалы из синтетических материалов
  5. Композитные шпалы

 

Далее мы рассмотрим преимущества и недостатки предлагаемых к использованию материалов.

Часть II. Шпалы деревянные

С момента появления в 1837 году первой в России общественной железной дороги и почти до конца 20-го века, дерево являлось доминирующим материалом при изготовлении шпал.

Шпалы

И это не удивительно, ведь при простоте производства, деревянные шпалы обеспечивают не только стабильность колеи, но и необходимую эластичность пути, способствующую гашению ударных нагрузок наравне со снижением шума и вибрации. Кроме того они дешевые и лёгкие (одна шпала весит порядка 75 килограмм) поэтому и недорогие в перевозке. В стандартный полувагон вмещается порядка 600 штук шпал, в 12-ти метровую бортовую шаланду с кониками - 330 штук шпал.

Деревянные шпалы просты в укладке и дальнейшем обслуживании, не требуют каких-либо специальных машин и механизмов. Материалоёмкость скреплений для них также низка и дешева. На закрепление одной шпалы требуется пара подкладок и десять костылей.

Однако при всех вышеперечисленных плюсах, есть и свои минусы. В России шпалы из дерева изготавливаются по ГОСТ 78-2004 преимущественно двух типов: I типа с размерами 250х180х2750 мм, и II типа с размерами 230х160х2750 мм. Пункт 5.9 ГОСТ 78-2004 предусматривает изготовление шпалы из хвойных пород дерева (сосна, ель, пихта, лиственница) или из березы. Но надо понимать, что для изготовления хотя бы одной шпалы первого типа с шириной 250 мм бревно должно быть диаметром от 308 мм, а для шпалы второго типа с шириной 230 мм - бревно диаметром от 280 мм. Это качественный, деловой лес, который в европейской части России с каждым годом становится всё сложнее найти. Кроме того, если бревно хорошее, производить из него пиломатериал большого размера, как шпала, по меньшей мере, не разумно, потому что цена бруса всегда меньше, чем цена доски. Как следствие, производители используют при пилении шпал сырьё низкого качества. А в последнее время массовое распространение получила распиловка на шпалы осины и сухостоя.

Вторым важным составляющим компонентом в изготовлении деревянных шпал является их пропитка. Качественную пропитку шпалы можно выполнить только в автоклаве под давлением, требования к пропитке прописаны в ГОСТ 20022.5-93. Однако, всё качественное дорого и зачастую шпалы пропитываются в "макалках" путём кратковременного погружения в емкость с пропитывающей жидкостью. Естественно, говорить о сроке службы такой шпалы даже в 7 лет не приходится.

Третий минус деревянных шпал в том, что они пропитываются каменноугольным маслом (креозотом) - высокотоксичным для человека веществом, контакт с которым влечёт за собой целый ряд кожных заболеваний. Хотя, встречаются люди, которые сознательно строят дома и бани из пропитанных креозотом шпал.

Часть III. Шпалы железобетонные

Железобетонные шпалы впервые появились в России в начале прошлого века, а в конце 1950-х годов их начали производить массово. Для изготовления таких шпал бетон заливается в специальные формы, с предварительно напряженными металлическими арматурами, затем утрамбовывается и затвердевает.

Шпалы железобетонные

Безусловно, железобетонные шпалы имеют большое количество плюсов:

  1. Они более прочные, чем деревянные, их можно устанавливать на напряженных участках пути.
  2. Железобетонные шпалы долговечны и не подвержены гниению, срок службы шпал около 50 лет, кроме того, их можно использовать повторно.
  3. Стабильность ширины колеи и повышенные скоростные качества пути – это тоже, несомненно, огромный плюс.

 

Но есть и существенные минусы:

  1. Ее вес - 270 кг, а значит перевозка одной железобетонной шпалы в 3-4 раза дороже, чем деревянной.
  2. Норма загрузки в грузовой автомобильный транспорт - 75 шт, в полувагон - 256 штук.
  3. Для установки ж/б шпал в путь требуется специальная техника, а количество крепежных элементов значительно больше, чем у деревянной шпалы.
  4.  Железобетонная шпала стоит дороже, чем деревянная, все это все приводит к удорожанию стоимости строительных работ.
  5. Обслуживание пути на железобетонных шпалах также требует дополнительных затрат.

Шпалы железобетонные

Но несмотря на все минусы, железобетонные шпалы все же являются самым распространенным типом шпал.