Шпалы деревянные I тип, пропитанные, для главных путей.

Форма сечения и размеры железнодорожных шпал стандартизированы и должны строго соответствовать техническому регламенту ГОСТа 78-2004 для каждого конкретного типа шпальной продукции. Назначение ЖД путей и их пропускная способность – главный критерий классификации шпал и определения их габаритных параметров и других технических характеристик.

Термины и определениями:

• непропитанная шпала: Шпала, не обработанная защитными средствами.
• пропитанная шпала: Шпала, обработанная защитными средствами.
• глубоконаколотая шпала: Шпала, подвергнутая специальной обработке путем глубокой наколки с целью увеличения глубины пропитки защитными средствами.
• верхняя пласть шпалы: Пропиленная продольная поверхность шпалы, имеющая меньшую ширину.
• нижняя пласть шпалы: Пропиленная продольная поверхность шпалы, имеющая большую ширину.
• боковая сторона шпалы: Пропиленная продольная боковая поверхность шпалы.
• обзольная часть шпалы: Непропиленные участки поверхности шпалы по верхней пласти и боковой стороне.

Длина и ширина деревянных шпал

Габаритные размеры шпалы по длине и в сечении строго предопределены в государственном стандарте. В России принята единая ширина колеи железнодорожного полотна 1520 мм для путей любого назначения. Соответственно и длина деревянных или любых других шпал вне зависимости от назначения конкретного отрезка железной дороги всегда одинаковая и составляет 2750 мм. Устаревшие узкоколейные ЖД линии изолированы от основной сети железных дорог и постепенно переводятся на стандартную общую для всей страны ширину колеи.

Ширина, высота и форма сечения деревянных шпал согласно стандарту могут варьироваться в зависимости от загруженности, назначения и скоростного режима на отрезке железнодорожного пути. Геометрия профиля влияет на степень сопротивляемости шпальной опоры динамическим нагрузкам от проезжающего по железной дороге состава.

• I тип – 180х250 мм, h 150 мм.

• II тип – 160х230 мм, h 130 мм.

• III тип – 150х250 мм, h 105 мм.

Ширина деревянной шпалы влияет на площадь контакта и степень фрикционного взаимодействия с балластом. Это важный параметр для равномерного распределения веса без деформации рельсов. Высота и форма профиля влияют на сопротивление шпального бруса изгибающим нагрузкам.

Для пропитки деревянных шпал применяют:

• Креозот начали применять еще в середине прошлого века. Вещество является токсичным. Состоит из фенола и фенольных эфиров, являющихся вредными для человека и окружающей среды.

• Элемсепт является антисептиком и включает в себя концентраты оксидов хрома, меди и мышьяка. Не содержит солей. Токсичность значительно ниже, в сравнении с креозотом. Не имеет неприятного запаха.

• ЖТК — жидкость термоконденсационная, является продуктом нефтепереработки. Технология производства запатентована и отсутствует в открытом доступе. Средство не токсично и не обладает специфическим запахом.

Качество пропитки шпал регламентируется ГОСТ 20022.0 и ГОСТ 20022.5.

Стандартные типы шпал

Стандартом предусмотрена классификация деревянных железнодорожных шпал в зависимости от классности путей и способа обработки лесоматериала. Все железные дороги разделяют на пять классов, которые предопределяют назначение, грузопоток и предельно допустимую скорость движения.

• 1-й и 2-й классы – ЖД линии, выдерживающие без существенной деформации скоростной режим движения поездов больше 100 км/час, с общей годовой грузонапряженностью свыше 5 млн. тонно-километров.

• 3-й и 4-й – промышленные и прочие подъездные пути с высокой ежедневной интенсивностью движения во время сортировки составов на станциях и в разгрузочно-погрузочных тупиках.

• 5-й – малонагруженные железнодорожные пути маневрового и прочего вывозного назначения.

Шпальная решетка должна соответствовать классности железных дорог. Для этого существует четыре типа железнодорожных шпал.

• I – основные магистральные ЖД линии 1-го и 2-го классов.

• II – подъездные и станционные отрезки путей 3-го и 4-го классов.

• III – транспортные развязки на промышленных предприятиях и на ненагруженных тупиках станций.

Способ обработки или форма сечения деревянных шпал также классифицируется в соответствии со стандартом.

• Обрезные – форма профиля в виде правильного квадрата.

• Полуобрезные – один из углов прямоугольного сечения отсутствует.

• Необрезные – противолежащие грани сняты. Это обычно встречается среди бывших в эксплуатации восстановленных шпальных элементов верхнего состава путей.

Каждый тип и подтип деревянных рельсовых шпал обладает своими стандартизированными габаритными размерами и параметрами профиля для обеспечения более равномерного и безопасного распределения нагрузки на железнодорожное полотно.

Норма глубины пропитки:

Шпалы перед пропиткой должны быть глубоконаколотыми. Хотя, по согласованию с потребителем, шпалы можно оставить ненаколотыми. Лучшими считаются шпалы из древесины сосны, ели, пихты, лиственницы и березы.

При изготовлении шпал влажность древесины не учитывается. По типам шпалы рассортировывают после пропитки.

Стандартные размеры деревянных шпал

Натуральный массив сосны, из которого изготавливают деревянные элементы верхнего состава путей, как и любое другое дерево, подвержен расширению и сжатию при изменении влажности. Стандартизированные геометрические параметры предполагают нормальную влажность деревянной шпалы не более 22%. При усыхании или чрезмерном намокании техническим регламентом стандарта предусмотрены предельные припуски изменения геометрии профиля и длины шпального бруса.

Величину припусков при усушке или размокании деревянных шпал регламентирует ГОСТ 6282.1-75 для лесоматериалов из хвойных пород и ГОСТ 6282.2-75 для шпальной продукции из лиственных пород древесины.

С увеличением класса железнодорожных путей увеличивается и сечение деревянных шпал для более рационального расхода лесоматериалов при производстве шпальных решеток без потери несущей способности всего полотна согласно классности железной дороги. Припуски по ширине нижней поверхности шпального бруса остаются неизменными – 5-20 мм. Это дает возможность унифицировать элементы верхнего состава путей и выстроить безопасный переход от одного класса к другому по одной колее.

Маркировка, соответствующая типу, породе и виду обработки шпал.

Примечание:

Шрифт маркировки — по ГОСТ 14192. Знак накалывания — пятно в виде круга диаметром не менее 10 мм.

Соответствие размеров ЖД шпал ГОСТу

В России, как и в других государствах Таможенного Союза с 2006 года действует единый межгосударственный ГОСТ 78-2004. Технический регламент этого стандарта предопределяет все геометрические параметры и технико-эксплуатационные характеристики шпальной решетки верхнего состава железнодорожных путей.

ГОСТом 78-2004 строго регламентированы все размеры деревянных шпал и предельно допустимые отклонения от них. Шпальный брус должен соответствовать стандарту по форме сечения и линейности. Не должно быть продольных изгибов и скручивающих деформаций. Геометрия сечения деревянной железнодорожной шпалы должна соответствовать ее типу и классу железной дороги. При наличии отклонений от предусмотренных ГОСТом размеров и геометрии высок риск деформации рельсового полотна, что само по себе аварийно опасная ситуация, способная привести к катастрофе.

Изменение влажности, гниение и поражение всевозможными паразитами способно нарушить целостность и прочность деревянных шпал. Влияют эти факторы и на размеры сечения и осевую геометрию шпального бруса. Для предотвращения подобных изменений и недопущения разрушения в процессе гниения древесину пропитывают специальными антисептическими водоотталкивающими составами. С помощью поочередной смены вакуума и повышенного давления деревянные шпалы глубоко пропитывают каменноугольным маслом и антипиренами для предотвращения возгорания.

Технические требования к форме и габаритам шпал

Любые отклонения от технического регламента государственного стандарта по форме поперечного сечения и габаритным размерам свыше предельно допустимых значений недопустимы и могут повлечь за собой аварийную ситуацию непосредственно во время эксплуатации железнодорожного полотна.

• Противолежащие стороны шпального деревянного бруса должны быть строго параллельными друг к другу. Нижняя опорная пласть должна быть параллельна верхней поверхности, на которую крепятся рельсы. Боковые стороны должны быть исключительно взаимно параллельными и перпендикулярными плоскости железнодорожного рельсового полотна.

• Торцы деревянных пропитанных и непропитанных шпал не могут быть скошенными под углом. Поверхности торцевых срезов должны быть строго перпендикулярны продольной оси шпального бруса.

• Предельные отклонения по углам наклона боковых вертикальных, опорных горизонтальных и торцевых поверхностей регламентированы стандартом. Допустимые скосы пропилов на торцах деревянных шпал относительно продольной оси не могут быть больше 20 мм по ширине и толщине.

• Техническим регламентом стандарта предусмотрены и припуски по габаритным размерам:

• Ø по толщине – ±5 мм;

• Ø по ширине нижней пласти – ± 5 мм;

• Ø по длине – ±20 мм.

• Технический регламент ГОСТа 78-2004 не допускает наличие сучков и ребристой закомелистости – резкого увеличения размеров поперечного сечения деревянной шпалы. Все выступы, волнообразные поверхности и прочие неровности должны быть срезаны, а боковые, опорные и торцевые грани – выровнены до взаимно перпендикулярного состояния.

• Стандарт не допускает наличие запилов и зарубов на верхней пласти деревянной железнодорожной шпалы, на которую укладывают подрельсовые подкладки для установки рельсового полотна. На остальных поверхностях стандартного шпального бруса не должно быть запилов и зарубов глубже 20 мм и шире 40 мм.

Форма поперечного сечения деревянных железнодорожных шпал различных типов изображена в технических требованиях ГОСТа 78-2004. Отличия в профилях допускаются лишь по форме граней и углов шпального бруса. Это могут быть скругленные боковые стороны или одна из них, закругленные или скошенные углы близ верхней пласти.

Стандарт не допускает трапециевидную форму поперечного сечения, боковые стороны должны быть исключительно параллельными друг к другу и перпендикулярными к горизонтальным поверхностям.

Конструкция,технические требования, размеры и типы деревянных шпал.

Деревянные шпалы должны соответствовать Государственному стандарту Шпалы деревянные для железных дорог колеи 1520 мм.(ГОСТ 78-89). Конструкция и размеры деревянных шпал представлены на рис. 2.1. и табл. 2.1. По форме поперечного сечения деревянные шпалы подразделяются на три вида: обрезные — рис. 2.1, а, полуобрезные — рис. 2.1, б и необрезные — рис. 2.1, в.

Рис.2.1.Формы поперечных сечений деревянных шпал.

Таблица 2.1. Типы деревянных шпал.

Шпалы по их назначению подразделяются на три типа: I — для главных путей 1-го и 2-го класса1, а также для путей 3-го класса при грузонапряженности более 50 млн. т.км брутто/км в год или скоростях движения поездов более 100 км/ч II — для главных путей 3-го и 4-го класса, подъездных путей с интенсивной работой, приемоотправочных и сортировочных путей на станциях; III — для любых путей 5-го класса, в том числе станционных, малодеятельных подъездных и прочих путей с маневрово-вывозным характером движения. Размеры деревянных шпал установлены для древесины с влажностью не более 22 %. При большей влажности древесины шпалы должны иметь по толщине и ширине припуски на усушку для хвойных пород по ГОСТ 6782.1-75, а для лиственных пород-по ГОСТ 6782.2-75.

Составные деревянные шпалы

Составные деревянные шпалы должны соответствовать Техническим условиям «Шпалы деревянные составные» (ТУ 13-0273685-401-89). Конструкция и размеры составных деревянных шпал представлены на рис. 2.2.

Рис.2.2.Составная деревянная шпала.

Составные деревянные шпалы по их назначению изготавливаются одного типа. Они предназначаются для укладки в малодеятельные станционные и подъездные пути, и в подъездные пути промышленных предприятий. Размеры поперечных сечений составных деревянных шпал установлены для древесины с влажностью не более 22 %. При большей влажности древесины составные деревянные шпалы должны иметь по толщине и ширине припуски на усушку древесины для хвойных пород по ГОСТ 6782.1-75, а для лиственных пород — по ГОСТ 6782.2-75. Отклонения от установленных размеров составных деревянных шпал допускаются, мм:

Переводные брусья

Переводные брусья должны соответствовать Государственному стандарту «Брусья деревянные для стрелочных переводов железных дорог широкой колеи» (ГОСТ 8816-70).

Конструкция и размеры переводных брусьев представлены на рис. 2.3 и в табл. 2.2.

Рис.2.3.Формы поперечных сечений переводных брусьев

Таблица 2.2. Конструкция и размеры переводных брусьев

По форме поперечного сечения переводные брусья подразделяются на два вида: обрезные (А) и необрезные (Б). Переводные брусья по их назначению подразделяются на три типа: I — для главных путей 1-го и 2-го класса, а также для путей 3-го класса при грузонапряженности более 50 млн. т. км брутто км в год при скоростях более 100 км/ч II — для главных путей 2, 3 и 4-го класса, подъездных путей с интенсивной работой, приемоотправочных и сортировочных путей на станциях; III — для любых путей 5-го класса, в том числе станционных, малодеятельных подъездных и прочих путей с маневрово-вывозным характером движения. Размеры поперечных сечений переводных брусьев установлены для древесины с влажностью не более 22 %. При большей влажности древесины переводные брусья хвойных пород должны изготавливаться с припуском на усушку — по ГОСТ 6782.1-75, для переводных брусьев лиственных пород — по ГОСТ 6782.2-75. Длина переводных брусьев должна быть от 3,0 до 5,5 м с градацией 0,25 м с предельными отклонениями ±20 мм. Переводные брусья изготавливают комплектами в зависимости от назначения путей, типа рельсов и марки стрелочных переводов. Число переводных брусьев в комплекте установлено ГОСТ 8816-70. Во всех путях 3-5-го классов могут применяться клееные переводные брусья по ГОСТ 9371-90 «Брусья переводные деревянные клееные для железных дорог широкой колеи». Стрелочные переводы на переводных брусьях, составленных из деревянных шпал, могут укладываться в станционные, подъездные, сортировочные пути и приемоотправочные пути грузового движения.

Конструкция соединения деревянных шпал в таких брусьях приведена на рис. 2.4.

а — общий вид; 6 — накладка; в — болт

Технические требования к непропитанным деревянным шпалам, переводным и мостовым брусьям.

Деревянные шпалы изготавливаются из древесины сосны, кедра, ели, пихты, лиственницы и березы. Нормы ограничения пороков древесины при изготовлении шпал установлены ГОСТ 78-89 и ГОСТ 2140-81. Переводные брусья изготавливаются из древесины сосны, ели, пихты, лиственницы и березы (ГОСТ 8816-70). Нормы ограничения пороков древесины при изготовлении переводных брусьев приведены в ГОСТ 8816-70. Мостовые брусья изготавливаются из древесины сосны и лиственницы. Изготовление брусьев из древесины ели и других хвойных пород допускается по согласованию с заказчиком. Нормы пороков древесины допускаемых при изготовлении мостовых брусьев приведены в ГОСТ 28450-90. Глубокая наколка деревянных шпал производится в соответствии с ТУ 13-06-23-1-87. Допускаются по согласованию с заказчиком ненаколотые шпалы. Изготовляемые непропитанные деревянные шпалы, переводные и мостовые брусья маркируются на одном из торцов клеймением или стойкой краской: для деревянных шпал — в соответствии с табл. 2.4; для составных деревянных шпал — в соответствии с табл. 2.5; Непропитанные деревянные шпалы, переводные и мостовые брусья должны рассортировываться по породам: сосновые и кедровые — вместе; еловые и пихтовые — вместе; лиственничные и березовые — отдельно.

Технические требования к пропитанным деревянным шпалам, переводным и мостовым брусьям.

Деревянные шпалы, переводные и мостовые брусья до укладки в путь должны быть пропитаны на заводах маслянистыми защитными средствами по ГОСТ 20022.5-93 или другими антисептиками, установленными МПС России. Укладка непропитанных деревянных шпал, переводных и мостовых брусьев в путь не допускается. Отверстия под костыли и шурупы, просверленные в уже пропитанных деревянных шпалах, переводных и мостовых брусьях, должны быть смазаны маслянистыми защитными антисептическими средствами по ГОСТ 20022.5-93. Качество пропитки деревянных шпал, переводных и мостовых брусьев маслянистыми защитными антисептическими средствами регламентировано ГОСТ 20022.5-93 «Защита древесины. Автоклавная пропитка маслянистыми защитными средствами» и «Технологическими процессами пропитки древесины на шпалопропиточных Технологическим процессам пропитки древесины на шпалопропиточных заводах». Глубина пропитки сосновых и кедровых лесоматериалов по заболони не должна быть менее 85 % ее ширины, а по обнаженной ядровой древесине — не менее 5 мм. Заболонь шириной до 20 мм должна быть пропитана полностью. Глубина пропитки еловых, пихтовых и лиственничных лесоматериалов по заболони не должна быть менее 5 мм, а по обнаженной ядровой древесине — не менее 2 мм. Глубина пропитки наколотых сосновых, еловых и пихтовых шпаг в зоне расположения сеток наколов должна быть не менее 60 мм наколотых шпал лиственных пород деревьев — не менее 50 мм. Глубину пропитки определяют отбором проб пустотелым буром внутренним диаметром 5 мм. Места взятия проб не должны иметь трещин, сучков и отверстий. От каждого отобранного изделия отбирают пробы на расстоянии: 0,8 м от торца — для ненаколотых деревянных шпал, переводных и мостовых брусьев; 0,9 м от торца и 60 мм от нижней пласти — для наколотых шпал.

Вес железнодорожных шпал

С точки зрения технических характеристик и эксплуатационных свойств деревянной шпальной решетки важен не вес, а плотность опоры. Именно удельный вес пропитанной шпалы характеризует ее прочность, упругость и сопротивляемость высоким динамичным нагрузкам при проезде по железнодорожному полотну состава поезда. Однако при единых стандартных размерах типовой шпальной продукции из дерева плотность изделия можно перевести в более привычную физическую величину – массу.

Стандартная деревянная пропитанная железнодорожная шпала из хвойных пород древесины весит приблизительно:

• I тип – 85 кг;

• II тип – 80 кг.

Один кубометр деревянных шпал приблизительно весит 650-700 кг.

Для сравнения – железобетонный аналог весит 270 кг. Троекратное увеличение массы – это в три раза дороже транспортировка и необходимость в более массивном балластном основании под ЖД полотном, способное выдержать не только движение поездов, но и саму шпально-рельсовую решетку. При этом срок службы деревянной шпальной рельсовой опоры достигает 20 лет.

Методы контроля.

3.1

Определение и измерение пороков древесины и обработки — по ГОСТ 2140.

Определение качества пропитки шпал — в соответствии с требованиями к пропитки шпал на шпалопропиточных заводах.

3.2

Длина шпалы должна измеряться по наименьшему расстоянию между ее торцами, толщина — в любом месте, но не ближе 380 мм от торцов, ширина верхней и нижней пластей — в самом узком месте на участках длиной 400 мм, отстоящих на расстоянии 380 мм от торцов шпалы

3.3

Размеры шпалы измеряют металлической рулеткой по ГОСТ 7502 или металлической линейкой по ГОСТ 427.

3.4

Контроль предпропиточной влажности древесины шпал — по ГОСТ 20022.14.

Приемка

2.1

Партией считают любое количество непропитанных шпал одного типа и одной пород древесины или пропитанных шпал одного типа, оформленные одним документом о качестве.

2.2

Документ о качестве должен содержать:

• — наименование организации, в систему которой входит предприятие — поставщик;
• — наименование предприятия — поставщика и его местонахождение (город и условный адрес);
• — для непропитанных шпал — тип и породу древесины, для пропитанных — тип;
• — количество шпал в партии, в штуках;
• — результаты испытаний или подтверждение соответствия настоящему стандарту;
• — обозначение настоящего стандарта.

2.3

Количество шпал в партии определяется сплошным пересчетом.

2.4

Качество и размеры шпал проверяют выборочным контролем.

Отбор шпал в выборку производят по ГОСТ 18321 методом «вслепую» в количестве, указанном в Таблице 4.

Таблица 4.

Партию принимают, если в выборке все шпалы соответствуют требованиям настоящего стандарта.

При получении неудовлетворительных результатов вся партия бракуется.