Шпала деревянная пропитанная тип 1, 2: срок службы, сколько весит, размер по ГОСТу

Деревянная пропитанная шпала – это опорный элемент, изготовленный из цельной древесины и обработанный защитным составом. Она входит в верхнее строение пути, удерживает рельсы в нужном положении, распределяет нагрузку от колесных пар на балласт и помогает сохранять стабильную ширину колеи. Пропитка изделий нужна для защиты от влаги, гниения, грибка и насекомых.

Если объяснять простым языком, такая опора работает как прочная основа. Без нее ЖД путь быстрее терял бы устойчивость. Именно поэтому качество древесины, размеры и влажность имеют практическое значение, а не являются формальными характеристиками.

Сразу отметим, что такие конструкции до сих пор традиционно используются на дорогах, оставаясь актуальными даже несмотря на наличие более прочных железобетонных. Все дело в материале их исполнения: хвойные породы (сосна, кедр, лиственница, пихта, ель) и даже береза значительно легче бетонных аналогов, в результате чего различные элементы ВСП не расползаются под воздействием динамических нагрузок, а при необходимости их проще поменять. Колея сохраняет структуру, необходимую для безопасного движения транспорта. Кроме того, их цена ниже. А для предохранения от влияния осадков и разрушения насекомыми-короедами их покрывают специальными составами.

Содержание

1. Классификация деревянных пропитанных шпал по типам 1 и 2
2. Применение, размеры и вес деревянной пропитанной шпалы типа 1
3. Применение деревянной пропитанной шпалы типа 2
4. Технические условия
5. Ремонт
6. Методики обработки
7. Фактор влажности
8. Отклонения, которые допускаются
9. Стандартизованные размеры
10. Габариты брусьев для стрелочных переводов и критерии параметров их соответствия
11. Мостовые брусья: специфика стандартизации
12. Размеры и другие параметры
13. Совпадения, а также различия с железобетонными
14. Заключение

Классификация деревянных пропитанных шпал по типам 1 и 2

Они подразделяются на следующие группы, в зависимости от назначения:

• Для рельсовых жд линий первого-второго класса. Допустим и третий, если его годовая грузонапряженность больше 5 миллионов т/км и локомотивы едут по ним со скоростью выше 100 км/ч.
• Для подъездных, приемоотправочных (станционных), сортировочных линий, а также для магистралей.
• Для малодеятельных, маневрово-вывозных и прочих колей пятого класса.

Главное отличие заключается не только в габаритах. Первый вариант выбирают для участков, где железнодорожный путь испытывает повышенную нагрузку: главные линии, направления с интенсивным движением. Второй применяют там, где требования к несущей способности ниже: на станционных, подъездных, приемоотправочных и сортировочных участках.

Рассматриваемые нами опорные элементы используются соответственно, а их геометрия и эксплуатационные характеристики должны быть строго стандартизированы.

Применение, размеры и вес деревянной пропитанной шпалы типа 1

Используется для укладки самых ответственных участков – главных ЖД-путей, испытывающих максимальные нагрузки. Она должна быть повышенной прочности, что отражается как на ее габаритах, так и на цене.

• а) обрезная;
• б) полуобрезная;
• в) необрезная.

Плотность

Ее масса составляет 85 кг, она на 5 кг тяжелее той, что 2 вида (которую мы подробно рассмотрим ниже). Эту разницу как раз и обеспечивает увеличенная ширина. В результате повышенная нагрузка на грунтовую подушку не становится критичной, а вот избежать деформаций помогает.

Именно такая геометрия была проверена на практике и поэтому до сих пор указывается в качестве актуальной в межгосударственных стандартах.

При этом вес деревянной шпалы нельзя оценивать отдельно от влажности древесины и состава, которым выполнена антисептическая пропитка. Одна и та же геометрия может давать разную массу, если использованы различные породы: сосна, ель, пихта, лиственница или береза. Дополнительно на показатель влияет количество впитанного защитного средства.

Технические характеристики

Отдельного внимания заслуживают те параметры, которые не подпадают под стандартные ДхШхВ, но все равно являются достаточно важными. Это:

• высота пропиленных боковых сторон – 150 мм;
• толщина – от 180 до 185 мм.

Благодаря такому соотношению геометрии они и способны выдерживать серьезные воздействия в течение длительного времени, не испытывая деформаций.

Размеры задаются для того, чтобы опорные элементы одинаково работали в составе верхнего строения пути. Для типа 1 важны увеличенная толщина, достаточная ширина нижней пласти и устойчивость к динамическим нагрузкам. Эти параметры помогают рельсовой решетке сохранять геометрию на главных направлениях.

Описание

Деревянные шпалы, пропитанные по ГОСТ 78-2004 и 78-89, являются настоящей классикой для ЖД-проектирования. Древесина для их производства – это преимущественно хвойные породы: уже упомянутая сосна, как самый распространенный и доступный по цене вариант, а также ель, пихта, реже лиственница, но возможно исполнение из березового массива.

Могут быть как обрезными (полуобрезными), так и нет, но все три варианта укладываются на широких путях, преимущественно главных, на которых требования к качеству опорных конструкций самые высокие.

При должной прочности отличаются легкостью (по сравнению с ЖБ-элементами ВСП). Еще одно их практическое преимущество – универсальность: рассчитаны на все классы железных дорог, поэтому они актуальны вот уже 100 лет и не собираются сдавать своих позиций.

Назначение изделий заключается не только в поддержке рельсов. Они гасят часть вибраций, передают нагрузку на балластный слой, позволяют крепить рельсовые скрепления и сохраняют стабильность пути при движении поездов.

Сфера использования

Так как шпалы, пропитанные креозотом, весом в 85 кг достаточно технологичны в эксплуатации, их удобно менять, а переделывание полотна не вызывает проблем.

Тип 1 выбирают там, где цена ошибки особенно высока: на главных ходах, участках с высокой скоростью или значительной грузонапряженностью. Например, при ремонте перегруженного направления с регулярным движением грузовых поездов более массивная деталь помогает снизить риск преждевременного износа рельсового скрепления и просадки основания.

При ремонте требуется минимум элементов: пара подкладок и десяток костылей (в общем случае). Поэтому чинить поврежденные участки можно по шаблону – быстро и при этом качественно.

В числе минусов – сравнительно небольшой ресурс (в среднем 15 лет) и склонность к растрескиванию. Чтобы предотвратить появление дефектов, можно набивать по бокам специальные пластины.

Применение деревянной пропитанной шпалы типа 2

Не является менее качественным вариантом. Используется для укладки на подъездных и станционных линиях, то есть на не самых ответственных объектах. Поэтому тоньше, если сравнивать ее с первым видом, следовательно, и стоит дешевле. Материал исполнения не влияет на конечную цену, так как в любом случае представляет собой одну из вышеназванных пород – ель, сосна, береза, пихта или лиственница – точно так же предварительно просушенную и покрытую тем же защитным составом от влаги и микроорганизмов.

• а) обрезная;
• б) полуобрезная;
• в) необрезная.

Размеры и масса деревянной пропитанной шпалы типа 2

Ее вес равняется 80 кг, она на 5 кг легче той, что 1 вида – именно за счет уменьшенной на 2 см ширины, которая никак не снижает надежность или долговечность использования, а также не нагружает грунтовую подушку. Так как укладывается на линиях с не самой большой грузонапряженностью, не испытывает настолько серьезных нагрузок, чтобы возникали деформации. Проще говоря, таких габаритов хватает, что уже было доказано в течение десятилетий практики.

Для станционных путей, сортировочных парков и подъездных линий промышленного предприятия тип 2 часто оказывается рациональнее: он дешевле, проще в замене и соответствует рабочим нагрузкам участков.

Вес также зависит от влажности древесины, породы, плотности массива и объема впитанного антисептика. Поэтому нельзя сравнивать изделия только по массе.

Технические характеристики

По аналогии с предыдущим вариантом отдельно приводим параметры, не подпадающие под соотношение ДхШхВ, но в значительной степени определяющие эксплуатационные свойства. Это, опять же:

• высота пропиленных боковых сторон – 130 мм;
• толщина – от 160 до 165 мм.

Геометрия опорных брусьев регламентирована межгосударственным стандартом 78-89.

Внимание, вес и плотность деревянной пропитанной шпалы Б/У будет отличаться от новой – из-за износа, от степени которого и зависит разница (обычно она не превышает нескольких десятков грамм, поэтому не может считаться существенной).

Если изделие уже эксплуатировалось, дополнительно оценивают не только массу, но и состояние древесины: глубину трещин, следы гнили, разрушение в местах крепления, качество торцов и остаточную прочность. Для повторного применения важна не формальная принадлежность к типу, а фактическая пригодность к укладке на конкретный участок пути.

Описание

Выпускается согласно требованиям межгосударственного стандарта 78-89 (78-2004) в одном из трех вариантов исполнения: бывает обрезной, полуобрезной, необрезной. Материал для изготовления – массивы уже упомянутых сосны, ели, пихты или лиственницы, либо береза.

Хвойные породы остаются распространенным вариантом благодаря доступности, технологичности обработки и способности хорошо воспринимать антисептики. Лиственница и береза могут отличаться большей плотностью, но итоговая надежность зависит от качества сушки, пропитки, соблюдения размеров и условий дальнейшей эксплуатации.

Сфера использования

Находит самое активное применение в создании главных ЖД-колей третьего-четвертого класса.

Например, на подъездном пути к складу, карьеру, заводу или терминалу скорость движения обычно ограничена, а интенсивность ниже, чем на магистрали. В таких условиях применение изделий позволяет получить достаточную надежность без переплаты за более массивные элементы первого типа.

Кроме того, железнодорожные деревянные пропитанные шпалы длиной 2750 мм и шириной 230 мм, становятся надежной основой при строительстве путей сортировки и приема-отправки на подъездных участках и станциях, если эти места отличаются достаточно интенсивным характером эксплуатации.

Технические условия

Согласно межгосударственному стандарту 78-2004:

• Расположение нижней и верхней пластей – взаимно параллельное, с допусками строго в рамках заданных норм по ДхШ.
• Пропилы торцов – только перпендикулярно продольной оси, со скосом, не превышающим 20 мм по толщине.
• При производстве необходимо очистить обзольные места от луба и/или коры.
• Закомелистость и сучки нужно срезать, не допуская зарубов и запилов по верхней стороне или делая их не шире 40 мм и не глубже 20 мм в других случаях.
• Шпалы, пропитанные ултаном или иным средством по ГОСТам 20022.0 и 20022.5, должны быть предварительно защищены от растрескивания – способом, принятым у производителя и соответствующим общей инструкции по содержанию элементов ВСП.
• Маркировка обязана быть явной и четкой и представлять собой клеймление или обозначение краской на торце.

У поставщика должны быть документы на изделия. Паспорт качества обычно помогает проверить, что партия соответствует заявленным характеристикам. В нем указывают тип, нормативный документ, размеры, породу древесины, дату выпуска, способ защитной обработки и результаты контроля. Если таких сведений нет, покупатель не сможет полноценно оценить соответствие продукции.

Ремонт

Может осуществляться без снятия опорных конструкций с пути, в этом случае:

• Изношенные части удаляются, заусенцы зачищаются, после чего места обработки покрываются каменноугольным маслом (или другим подходящим составом).
• На время перешивок устанавливаются втулки при шурупном стыке или пластины-закрепители – при костыльном.
• Трещины и отверстия от элементов крепежа также защищаются от влаги и вредителей.
• На торцах нижняя пласть армируется П-образными скобами (их нужно 6 штук или больше).

Железнодорожные деревянные шпалы, отработанные и пропитанные антисептическими средствами, снимаются с колеи и заменяются. Непригодными к дальнейшей эксплуатации они считаются тогда, когда их повреждения превышают допуски. До замены необходимо ограничить скорость движения по участку до минимально возможной.

Ремонт продлевает срок службы только в том случае, если повреждения не затрагивают несущую способность. Когда древесина разрушена в зоне крепления, появилась глубокая гниль, сильное растрескивание или опора перестала удерживать рельсовое скрепление, восстановление уже не решает проблему – необходима замена.

Методики обработки

Представляют собой несколько схем воздействия на конструкцию давлением (Д) и вакуумом (В). Актуальный сегодня вариант – Д-Д-В:

• Для достижения нужной глубины проникновения порода предварительно накалывается.
• Заготовки помещаются в камеру, из которой откачивают воздух.
• Затем туда заливается маслянистый состав.
• Средство пропитывает поры древесины. 
• Завершающим этапом становится просушка.

Чтобы предохранить массив от гнили, применяют 3 жидких состава:

• Креозотный – дистиллят каменного или древесного угля дегтярной смесью. Пропитка дешевая, однако крайне ядовитая. Дерево после нее чернеет.
• Элемсепт – включает в себя оксидные соединения, содержащие в составе медные, хромовые и мышьяковые выключения. Менее ядовит, дает брусу светлый оттенок зеленого.
• ЖТК – расшифровывается как жидкость термоконденсационная. Хотя и результат перегонки нефти, токсичных паров практически не выделяет. Точного состава в открытом доступе нет. Древесину почти не окрашивают.
• Ултан – средство на водной основе. Хорошо проникает внутрь массива, придавая ему зеленый цвет. Губителен для вредителей, питающихся древесиной. Для человека и животных в целом безопасен.

Фактор влажности

По умолчанию деревянная пропитанная шпала типа I, II изготавливается из массива, содержащего до 22% влаги. Если же данный показатель выше, в габариты конструкции должны быть заложены припуски на усушку. Поэтому фактическая ДхШхВ готового изделия может несколько отличаться от указанной в нормативных документах.

Отклонения, которые допускаются

Межгосударственные стандарты подразумевают возможность некоторых погрешностей при производстве – по следующим параметрам:

• длина – ± 20 мм;
• толщина – 5 мм;
• подъем боковых сторон;
• ширина пластей;
• отступы между болтами;
• изменения от оси.

Допустимые отклонения нужны не для упрощения производства, а для учета естественных свойств древесины. Материал может немного менять величину при изменении влажности, поэтому нормативы задают безопасные пределы.

Стандартизованные размеры

Геометрические характеристики опорных конструкций 1 и 2 типа мы привели в таблицах выше (а также рассмотрели, сколько весит железнодорожная деревянная пропитанная шапала – напоминаем, 85 и 80 кг). Поэтому сейчас давайте взглянем на третью категорию.

• а) обрезная;
• б) полуобрезная;
• в) необрезная.

В конструкции ВСП есть еще один важный элемент, который также должен отвечать ряду нормативов – предлагаем обратить на него внимание.

Габариты брусьев для стрелочных переводов и критерии параметров их соответствия

Отметим, что как и обычные опоры, могут использоваться:

• На главных (магистральных) линиях первой и второй категории, а также третьей, если скорость движения по таким колеям превышает 100 км/ч, а грузонапряженность больше 50 млн т/год.
• На основных путях II-IV класса, на интенсивно эксплуатируемых подъездных, на точках сортировки и приемоотправки.
• На малодеятельных, станционных, маневрово-вывозных колеях.

Показатель влажности идентичный: нормой признаны 22%, если же он выше, следует предусматривать допуск на усушку. Цифровые значения выпуска регламентированы межгосударственными стандартами 6782.1-75 и 6782.2-75.

Размеры бруса для стрелочных узлов по типам

Для наглядности сведем их в таблицу:

Допустимые значения длины брусьев – интервалы

Если тот же вес одной железнодорожной деревянной пропитанной шпалы типа 1, 2, по ГОСТ 78-2004, отличался в зависимости от вида опорной конструкции, но был строго определен – либо 85, либо 80 кг, – то в данном случае есть не конкретная цифра, а их диапазон, причем достаточно широкий.

Варианты исполнения могут быть от 3 до 5,5 м, с шагом в 0,25 м и допуском в ± 0,02 м.

Мостовые брусья: специфика стандартизации

Изготавливаются из тех же пород, что и уже рассмотренные элементы, но должны быть прямоугольной формы, одного из следующих видов сечения:

• или 220 х 240 мм;
• или 220 х 260 мм.

Длина обоих одинакова и составляет 3250 мм, хотя критические отклонения уже различаются. По отдельной договоренности с клиентом производитель может выпустить опорные брусья 220 х 280 или 240 х 300 мм. Но допустимый уровень влажности у каждого по умолчанию 20%, а не 22%.

Классификация железобетонных шпал

Альтернатива деревянным: эти конструкции предварительно напряженные и укладываются на магистральных линиях – для рельсов Р-50, Р-65, Р-75. Разделяются по нескольким показателям, в числе которых:

• способ крепления;
• вид арматуры;
• уровень исполнения;
• качество электроизоляции.

Итак, как же наша такая опора соединяется с направляющими? Возможны 3 варианта:

• Ш1 – раздельно, с фиксацией подкладки болтами;
• Ш2 – уже нераздельно;
• Ш3 – без использования прокладки.

Размеры и другие параметры

Чтобы было проще сравнивать, представлены в формате таблицы:

ДхШ при этом фиксированные – 2700 на 300 мм. Подобная геометрия обеспечивает приемлемую безопасность при прохождении транспорта даже на высокой скорости.

Совпадения, а также различия с железобетонными

Для деревянной пропитанной шпалы, средний срок службы которой составляет 15 лет, при хорошем уходе и не особенно интенсивном использовании его можно продлить до 20. У ЖБ-конструкций ресурс значительно выше и достигает 45-50, при том, что за их состоянием не нужно столь пристально следить.

Выполненные из массива сосны, пихты, ели (и других пород) опорные элементы верхнего строения пути значительно легче – 80-85 кг против, как минимум – 270 кг. Они создают меньшую нагрузку на подушку и поэтому используются на слабых грунтах. Кроме того, изделия обходятся дешевле при производстве, а значит, и стоят меньше. Плюс, их не так сложно утилизировать.

Еще одно различие кроется во внешнем виде: вы можете посмотреть, как выглядят новые деревянные пропитанные шпалы (фото мы представляем ниже) и сравнить их с железобетонными.

В остальном же два этих вида опорных конструкций похожи. В частности, близки по сферам применения: на некоторых линиях и участках они даже продолжают, заменяют, взаимно дополняют друг друга. И оба варианта остаются актуальными в условиях ЖД-проектирования и строительства, как у нас, в России, так и в Европе или Америке.

Также смотрите видео.

Заключение

Мы постарались как можно более подробно рассмотреть данные элементы ВСП и дать вам представление об их особенностях. Если потребуется еще и купить их, обращайтесь в «ПромПутьСнабжение»: мы продаем их по доступным ценам, предъявляем сертификат на деревянные пропитанные шпалы, паспорт качества и другие необходимые документы, заботимся о быстроте доставки – у нас удобно заказывать.

Также на нашем сайте вы можете прочитать другие статьи о жд опорах из дерева, а также – обзор на их железобетонные аналоги. Читайте про виды железнодорожного крепежа.

Вопросы и ответы

Почему изделия обрабатывают антисептиком?

Он защищает материал от влаги, гниения, грибка, насекомых и преждевременного разрушения.

Почему нельзя выбирать элемент только по цене?

Низкая стоимость может быть связана с нарушением геометрии, высокой влажностью, слабой пропиткой, дефектами древесины или отсутствием документов. При выборе деревянных шпал важнее смотреть на назначение пути, тип изделия, состояние, маркировку и соответствие ГОСТу.

Чем опасна повышенная влажность материала?

Он тяжелее, но это не означает большую прочность. После высыхания элемент может дать усадку или растрескаться.