Шпала

Эксплуатационные свойства, классификация и технологические характеристики деревянных шпал.

Деревянные шпалы – это важный конструктивный элемент железнодорожных путей в виде брусьев. Они укладываются на балластное основание и служат для компенсации нагрузки от массы рельс и движущегося железнодорожного состава.

Одновременно с тем деревянные шпалы обеспечивают неподвижное соединение всего железнодорожного рельсового полотна.

Шпала из древесины представляет собой пропитанный антисептическим средством брус. Размеры шпал характеризуются длиной 2750 мм, шириной нижнего основания 250 мм, шириной верхней части 180-210 мм и высотой 150 мм.

Материал для производства деревянных шпал.

Исходным сырьем для производства деревянных шпал служат породы древесины с плотной структурой и повышенными прочностными характеристиками. Для укладки путей в местности с повышенной влажностью используется дуб, бук, эвкалипт, красный клен. В других обстоятельствах могут использоваться сорта хвойных деревьев: пихта, кедр, сосна, лиственница, ель.

До процесса монтажа брусья пропитываются креозотом, антраценовым маслом или другим антисептиком, после чего шпалы стягиваются винтами в целях предупреждения трещин.

Классификация деревянных шпал.

Классификация предполагает возможность заказать шпалы трех классов по типу конструктивной геометрии:

1. Первый класс представлен шпалами обрезного типа, в которых пропилены все четыре боковые грани.
2. Второй класс представлен шпалами необрезного типа, в которых пропилены только две боковые гран.
3. Третий класс – это шпалы полуобрезного типа, с тремя пропиленными гранями.

Кроме того, различия в разных видах шпал касаются их функционального применения. Шпалы 1 типа используются для укладки главных железнодорожных путей. Шпалы 2 типа предназначены для монтажа стационарных и подъездных путей. Шпалы 3 типа применяются для организации промышленных подъездных путей на крупных предприятиях, горнодобывающих карьерах и строительных площадках.

Функциональное назначение и эксплуатационные характеристики деревянных шпал.

Сфера применения шпал – укладка железнодорожного полотна. В зависимости от используемого сырьевого материала, технических и эксплуатационных характеристик, деревянные шпалы различаются по своему функциональному назначению, что отражается на стоимости шпал:

1. К первой категории относятся шпалы, используемые для устройства главных путей 1-3 класса, эксплуатируемых для движения составов со скоростью, превышающей 100 км/час, либо выдерживающих интенсивность годовой напряженности свыше 5 млн. т/км.;
2. Вторая функциональная категория представлена шпалами для железнодорожных станций, а также для укладки главных путей 3 или 4 класса с умеренной интенсивностью нагрузки;
3. К третьей категории шпал относятся изделия, применяемые в путях стационарного назначения, с маневровым и вывозным типом движения.

При этом используются шпалы с соответствующими технологическими характеристиками 1,2 или 3 класса.

Эксплуатационные характеристики деревянных шпал.

Деревянные шпалы характеризуются физическими и механическими характеристиками. Полноценное применение и длительность эксплуатационного периода зависят от технологических свойств, формирующих цену шпал:

• стойкость к усиленным механическим нагрузкам;
• инертность к агентам влажной среды;
• устойчивость к температурным факторам и резкой смене температурного режима;
• огнестойкость;
• упругость;
• стойкость к нагрузкам на сжатие, изгиб и растяжение.

Одновременно с тем должны проявляться в шпалах свойства диэлектрического характера, сопротивляемость процессам эрозии.

Недостатками деревянных шпал, влияющими на преждевременный выход их из эксплуатации, являются подверженность гниению, относительно быстрый механический износ и растрескивание вследствие естественного высыхания древесины. Вследствие этого долгосрочность эксплуатации деревянных шпал редко превышает 45-50 лет. В среднем шпала используется в составе железнодорожного полотна 12-45 лет, в зависимости от типа сырьевого материала, качества его пропитки и интенсивности функциональной нагрузки.

Критерии выбора деревянных шпал.

Ключевыми параметрами выбора шпал традиционно являются технические и эксплуатационные характеристики, функциональное назначение и цена шпал.

Выбор должен базироваться на особенностях местности, где планируется укладка шпал, на типе используемого материала (порода древесины), качестве его пропитки. Особое внимание при выборе уделяется классу и типу деревянных шпал. Чтобы не переплачивать и в то же время – чтобы исключить преждевременный выход из эксплуатации, необходимо купить шпалы с учетом интенсивности предполагаемой нагрузки. С учетом динамической нагрузки производится выбор формы шпал обрезного, необрезного или полуобрезного типа.