Характеристики шпалы железобетонной Ш1: размеры, вес по ГОСТу

Взглянем на опорную конструкцию, приобретающую всю большую популярность при укладке колеи. Обратим внимание на то, какими особенностями обладает шпала железобетонная Ш1: размеры, вес и другие ее важные характеристики будут самым подробным образом рассмотрены ниже.

Начнем с того, что она из себя представляет: один элемент – это изделие в виде цельного бруска переменного сечения с двумя площадками для монтажа рельсов и с технологическими отверстиями для скрепления в решетку. Она формирует устойчивое опорное основание для элементов ВСП, воспринимает нагрузки от уложенных металлоконструкций и передает эти напряжения на подушку, способствуя их равномерному распределению по балластному слою.

Она используется вот уже в течение полувека и постепенно вытесняет деревянный аналог за счет своих преимуществ, а именно:

• лучшая поперечная устойчивость;
• сравнительно больший запас прочности на смятие;
• неподверженность горению и гниению;
• достаточно долгий срок эксплуатации.

Сегодня они обеспечивают безопасность, скорость и плавность движения транспорта как на основных, так и на малодеятельных рельсовых линиях.

1. Расшифровка маркировки изделия
2. Выпуск и материалы
3. Транспортировка и хранение шпал Ж/Б Ш-1
4. Область применения
5. Термины и определения
6. Классификация и основные параметры
7. Требования назначения
8. Требования стойкости к внешним факторам и надежности
9. Требования к материалам и сырью
10. Требования технологичности
11. Маркировка
12. Показатели материалоемкости

Расшифровка маркировки изделия

Допустим, вы знаете, каких размеров в теории и сколько весит ЖБ-шпала Ш1 и Ш3, но отличие между ними не только в габаритах (которое не всегда можно заметить визуально), но и в обозначении, нанесенном на поверхность опоры. Это артикул, состоящий из букв и цифр, и по нему уже можно понять, что из себя представляет ЖБИ.

Вот о чем говорят символы в нашем случае:

• Ш – собственно, шпала;
• 1 – с БПУ-скреплением, то есть с клеммно-болтовым раздельным.
• 1 – индекс исполнения, объясняющий геометрию площадки.

Рассматриваемые изделия маркируются в два этапа: первый осуществляется сразу после заливки раствора в форму (еще до его затвердевания) – штамповкой, второй – уже по результатам ОТК. Прошедшие контроль единицы партии получают печать, проставленную несмываемой краской (I сорт) или поперечную полосу возле торца (II).

Выпуск и материалы

Изготавливая шпалы железобетонные Ш1, завод-производитель должен придерживаться положений ГОСТа 10629-88, систематически проверять качество на всех этапах и использовать бетон со следующими параметрами:

• М500 или более высокая марка.
• Морозостойкость – не менее F200.
• Прочность на сжатие – класса B40 или лучше.

Это нужно, чтобы готовое изделие успешно выдерживало постоянные и значительные нагрузки, а также круглогодичные погодные воздействия. Преследуя эту же цель, его армируют проволочными прутьями класса Вр в количестве 44 ± 2 шт. Выпущенные конструкции обязаны быть без дефектов, то есть без наплывов в болтовых проемах или точках монтажа, без трещин, сколов и других нарушений формы, мешающих нормальной установке и эксплуатации. Все подобные моменты проверяются при приемке – в ходе испытаний, сдаточных и периодических.

Транспортировка и хранение шпал Ж/Б Ш-1

При перевозке они укладываются на соседние, причем строго подошвой вниз – так, чтобы сформировать штабели (не более 16 рядов по горизонтали). Каждый уровень должен быть отделен инвентарными брусками, уложенными в предназначенные для рельсов места.

Доставлять готовые конструкции на объект использования допустимо как фурами, так и в полувагонах, но последние должны быть специальным образом оборудованы – чтобы ЖБИ в них оставались неподвижными в процессе езды.

Область применения

Рассматриваемые изделия используются для обустройства оснований на следующих объектах:

• магистральные линии и неосновные ветки;
• пути необщего пользования;
• грузонапряженные приемоотправочные пункты;
• собственные транспортные развязки фабрик и других подобных промышленных предприятий.

Проще говоря, в тех же случаях, что и деревянные.

Термины и определения

Подрельсовая площадка – место для установки элементов ВСП.

Среднее сечение – измеренное строго по центру ЖБИ.

Дюбель – полимерная деталь с продольным резьбовым каналом под шуруп.

Анкер – металлический крепеж, встроенный в тело рассматриваемого изделия, выступающий над ее уровнем и совместимый с клеммами металлоконструкции.

Прикрепитель – элемент, обеспечивающий промежуточную фиксацию.

Закладная шайба – часть сборки, отвечающая за неподвижность болта.

Пустотообразователь – вкладыш, помогающий выполнить электрическую изоляцию соединения.

Защитный слой – измеряется в миллиметрах, начиная от кромки поверхности шпалы Ш1 (марка бетона – минимум М500) и заканчивая ближайшей к ней рабочей арматурой.

Упорная плоскость – поперечная, соседняя с торцом.

Кромка углубления – наклонная верхняя поверхность вогнутого участка.

Подрельсовое сечение – измеренное по центру, но перпендикулярно продольной оси.

Распалубка – процесс извлечения ЖБИ после их отливки и затвердевания.

Выкружка – выемка, предусмотренная для клеммы, конца, прокладочной мембраны пружинного скрепления.

Подуклонка – крутизна наклона по отношению к продольной оси, выраженная в виде угла.

Прочность – передаточная (на момент нагрузки) и отпускная (при продаже конструкций).

Пропеллерность – разница в наклонах на противоположных концах изделия.

Классификация и основные параметры

Шпала железобетонная Ш1-1 может быть трех типов:

• I – подразумевается раздельное скрепление на резьбу.
• II – выполняется анкерная фиксация «намертво».
• III – аналогичен первому, только соединение уже неразъемное.

У каждого варианта есть свои особенности, которые должны быть отражены в конструкторской документации, утвержденной владельцем транспортной системы.

По применимости выделяют опорные основания для таких участков:

• для прямых и тех, радиус которых не превышает 350 м;
• для кривых (R > 350 м).

Если на двух соседних местах данные показатели будут сильно отличаться, между ними рекомендовано укладывать ЖБИ совмещенной ширины. Если предполагается установка контруголков, выбираются «челноковые» и «мостовые» шпалы типа Ш1, комплектация которых подразумевает совместимость с противоугонами.

Существует классификация по качеству изготовления – на I и II сорт. Во втором находятся ЖБИ, у которых:

• хуже стойкость к образованию трещин;
• не такая ровная поверхность;
• ниже точность соблюдения габаритов.

Кстати, о геометрических параметрах – они сведены в следующую таблицу:

Пара пояснений по поводу ширины, которой обладает шпала Ш1: размеры S – это номинальные величины, которые на практике почти никогда не совпадают с теоретическими. Поэтому и вводят поправку к расстоянию ΔA и даже отдельно указывают ее на самом ЖБИ (К).

Если характер скрепления болтовой, ключевую роль приобретает расстояние между закладной шайбой и подрельсовой площадкой. При шурупно-дюбельном уже важнее угол наклона оси и дистанция от верха анкерной головки. Также серьезное значение играет глубина выемки под укладку элементов ВСП и характер пересечения упорных плоскостей. Ну а устойчивость к образованию трещин абсолютно всех типов определяют такие параметры, как высота и объем шпалы Ш1.

Требования назначения

Габариты рассматриваемого основания, а также места установки прикрепителей и расположение площадок обязаны отвечать положениям типовых схем. Отклонения возможны, но нужно, чтобы они не превышали допустимых значений, сведенных в таблицу ниже.

Показатель подуклонки зависит от сорта шпалы Ш1 со скреплением: для первого он составляет 1/22-1/18, для второго – уже 1/24-1/16. Допустимая пропеллерность – не более 1/80.

Возможные криволинейные отклонения – до 1 мм по всей длине для I сорта и до 2 мм – для II. Тогда угол β будет равняться 55 градусам для I типа и 60 0 – для III.

Требования стойкости к внешним факторам и надежности

Важно, чтобы ЖБИ не были склонны к образованию трещин. Чтобы проверить это свойство, их подвергают контрольным нагрузкам, изгибая вниз и вверх с силой 34 до 123 кН (в зависимости от варианта исполнения). Интенсивность воздействия вместе с зафиксированными результатами необходимо отразить в технической документации.

При стандартном весе ЖБ шпалы Ш1-1 обязаны обладать защитным слоем определенной толщины – от 30 мм, измеряя от нижней кромки к ближайшему пруту арматуры, и от 25 мм – от верхней.

Обратите внимание, на поверхности изделия не должно быть:

• наплывов застывшего раствора, ни возле анкерных головок, ни на площадках под установку, ни в болтовых каналах, ни в дюбельных отверстиях;
• трещин (есть только одно исключение – усадочные, и то если они раскрываются не более чем на 0,1 мм);
• раковин и/или околов кромок – на глубину свыше 10-30 мм и на длину до 60 мм (в зависимости от исполнения).

Возможна заделка мелких дефектов для перевода второго сорта в первый.

ГОСТ на шпалы железобетонные Ш1 предусматривает размещение полимерных вкладышей в точках технологических отверстий. Они обеспечат не только должный диаметр (сечение), но и достаточное электрическое сопротивление. Величина последнего измеряется с помощью прикрепителей, располагаемых на разных концах ЖБИ, поверхность которого строго сухая. В норме показатель варьируется от 10 до 20 кОм – на конечную цифру сильно влияет температура окружения.

Закладывать дюбель нужно не глубже 3 мм от уровня площадки. Допускается шероховатость нижней поверхности (так как ее формирует выступающий заполнитель), главное, чтобы она оставалась ровной.

Требования к материалам и сырью

Шпала Ж/Б Ш1, по ГОСТ 26633, выполняются из тяжелого бетона прочностью B40 или более. Этому же межгосударственному стандарту обязано соответствовать, вообще, все, что только используется при выпуске.

Необходимая прочность (и отпускная, и передаточная) устанавливается отдельно для каждого вида ЖБИ, в соответствии с ГОСТом Р 53231 и с оглядкой на выбранную конструкцию и арматуру. Но важно, чтобы она была не меньше 349 кгс/см2.

Для армирования может применяться:

• Проволока периодического или гладкого профиля, если она изготовлена из стали класса B1200 (или лучше), ее диаметр составляет 3-8 мм и она холоднодеформированая; или же если она 8-10 мм в сечении, а ее прочность – 1400К.
• Прутья, термомеханически усиленные и горячекатаные, не уже 8-10 мм, с минимальным показателем стойкости А1200К.
• Металлические канаты 6-14 мм в сечении, класса К1500К или лучше.

Как бы ни была упрочнена шпала Ш1, паспорт и сопутствующая техническая документация должны содержать сведения о расположении и количестве, диаметре и прочности арматурных элементов, а также действующие величины натяжений. Какие-то другие варианты возможны только при предварительном согласовании этого момента с заказчиком.

Следует использовать бетон достаточной морозостойкости – как минимум F200.

При отливке важно следить, чтобы стержни и прутья усиления не выступали за торцы ЖБИ; проволока может, но на 20 мм, не более.

Параметры закладных деталей в значительной степени зависят от выбранной конструкции и поэтому должны быть подробно отражены в технической документации.

Требования технологичности

Шпала железобетонная Ш1 в сборе должна соответствовать положениям ГОСТа 3.1119. Все составленные к опорному основанию сопроводительные бумаги обязаны подробно описывать все этапы выпуска, давая конкретные рекомендации.

Маркировка

Способы ее нанесения указаны в межгосударственном стандарте 13015 и упомянуты выше. Поэтому сосредоточимся на специфических моментах.

На верхнем скосе одного конца выштамповывается тип – соответствующей цифрой, от I до III, но целесообразно дополнительно выбить еще и номера ячейки и формы. Также можно добавить подвид (состоит из одной-трех букв). Допустима альтернатива в виде условного обозначения – главное, чтобы она была сразу понятной. Посмотрите, как выглядят шпалы железобетонные Ш1 на фото, насколько нагляден их артикул.

Если изделие предназначено для использования на переходах или при малых радиусах кривизны, при его формовке следует оттиснуть литеру К, а также две цифры, говорящие о текущей величине поправки (выбирается согласно первой таблице из приведенных выше).

Кроме того, на верхних скосах посередине ЖБИ путем штамповки указывают:

• год выпуска (в виде сокращенной даты) – хотя бы у 20% представителей партии;
• логотип делающего их предприятия.

Показатели материалоемкости

Они определяют экономичность изготовления. При соблюдении типовой технологии и без учета любых видов потерь (вне формы для затвердевания) составляют:

• расход бетона на одно изделие – 0,108 м3;
• затраты проволоки (напрягаемая, 3 мм диаметром) – 67,2 кг;
• общий вес закладных шайб – 11,8 кг.

Это еще не все статистические и практические нюансы, но мы знаем все о каждом из них. Обращайтесь для консультации по выбору ЖБИ, мы в «ПромПутьСнабжение» ответим на все интересующие вопросы: не только о том, какова масса и длина шпалы Ш1 в м, но и о том, как она ведет себя в условиях повседневной эксплуатации, как продлить срок ее службы, что за тип лучшим образом подойдет конкретно для вашей железной дороги. И, конечно, предоставим партию нужных объемов, как новых изделий, так и уже бывших в использовании.